bas系统设计说明标准.docx
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bas系统设计说明标准
中国人寿保险股份有限公司温州分公司大厦工程
楼宇自控系统BAS
设计方案
一、项目概述2
二、系统设计3
2.1设计原则3
2.2设计依据3
2.3设计目标3
2.4网络架构5
三、监控说明6
3.1通讯集成6
◎冷水机组集成通讯7
◎风冷热泵集成通讯7
◎变配电集成通讯7
3.2DDC监控8
◎配电柜二次回路要求8
◎冷热源群控9
◎空调机组监控11
◎新风机组监控12
◎送排风机监控14
◎给排水监控14
◎电梯监控15
四、系统配置16
4.1系统概述16
4.2系统软件17
4.3系统设备23
网关路由器LGR25023
信号处理器（REP485）24
网络终端器（BT485）24
ME控制器（ME812U和拓展模块MEX816U、MEX016U）25
SE控制器（SE6104a）26
ZN控制器（ZN551，ZN253，）27
风管温度传感器（33ZCT42T2B）28
压差开关（33ZCAPS5AB）28
水流开关（33ZCWFS10B）28
空间CO传感器（33ZCGSCO1B）29
室外温湿度传感器（33ZCSOTH5B）29
液位开关（33ZCWLS05B）30
水管式温度传感器（33ZCT44T2B）30
水管压力传感器（33ZCSWP16H）30
电磁流量计（DWM2000）31
风阀执行器（调节型33AD010V1T，开关型33AD010B1T）31
4.4系统配置（见附件）59
一、项目概述
根据设计要求，本项目楼宇自控系统设计范围包括：
1）冷（热）源群控；（3台冷水机组、2台风冷热泵，主机都采用接口）
2）空调箱监控；（3台空调机组）
3）新风机组监控；（20台新风机组）
4）吊顶式空气处理机组监控；（2台新风机组）
5）送排风机监控；（27台送排风机）
6）给排水设备监控；（10组排水泵、4台高区生活泵、2组水箱（池））
7）冷水机组监视；（采用系统接口）
8）变配电系统：
（采用系统接口）
9）风冷热泵机组系统：
（采用系统接口）
二、系统设计
2.1设计原则
本系统由点对点通讯的DDC控制器高速网络和基于Web的操作界面构成，该系统采用可点击图形界面方式浏览（操作）相关机电设备和各楼层情况。
中央操作软件安装在具备网卡的Web服务器上，Web服务器从DDC网络采集数据，并且生成通用的网络浏览器（如IE）可以观看的网页，此操作者可以通过局域网的任何一台PC上的网络浏览器（如IE）进行全部的楼宇自控系统操作、浏览等功能。
本系统采用BACnet开放型通讯协议，时间表、设定点、历史趋势以及报警管理都是BACnet对象。
在温州人寿项目这样规模的建筑中，需要大量的机电设施协同运转才能为在室内的人员提供舒适的空间环境，这也是我们楼宇控制集成系统的建设目标。
另外，为实现整个项目建筑设施管理的现代化，和最佳的节能需求，我方在设计楼宇控制集成系统时，充分考虑了全年不间断地运行需求、电磁环境的影响、当地地区气候特点、以及与建筑群内其他建筑的系统兼容性等问题等。
系统工程的设计和实施，以长期的经营需求为主，充分满足未来发展需要，遵循国内国外的相关规范与标准。
楼宇自控系统将分散的、相互独立的机电设施，用相同的软件界面进行集中监视，管理整个楼宇的风、水、电以及能源信息。
管理人员和操作人员可以通过自己的系统的人机界面进行监视，看到重要区域专设传感器监测数据：
新风机组运行故障启停监控、送风温湿度监测、水阀PID调节、地下室一氧化碳浓度监测（作为条件联动送排风机进行空气置换）、污水泵运行、故障状态监测、送排风机监控、电梯监测、冷热源数据泵监测等。
建筑的用电、用水、通风和冷热源情况。
这些监控功能应以生动的图形方式和方便的人机界面向管理者展示各种有用的信息，报警信息还能数据存档。
本系统的监控管理范围包括主要用于实现对本项目中的新风、空调机组、送排风机系统、集水井、冷热源系统、电梯系统及其他机电设备的监视管理和最佳节能控制。
并通过各种管理软件、优化控制软件和节能软件达到自动控制，以达到降低能耗，配合自控系统的节能式操作，减少不必要的能源浪费。
并在硬件上提供防范性保养，对可能发生的设备问题做出事先维修。
根据温州人寿项目楼宇控制集成系统的要求，楼宇控制集成系统应具有技术先进、性能稳定、安全可靠等特点，并且操作简单、维护方便、扩展灵活，以满足运营、管理的需要。
我们本着确保系统整体的安全性和可靠性，并在一定时期内保持技术的先进性，选用了开利公司的WebCTRL系统。
2.2设计依据
JGJ16-2008
民用建筑电气设计规范
GB/T50314-2006
智能建筑设计标准
GB50189-2005
公共建筑节能设计标准
GB50019-2003
采暖通风与空气调节设计规范
GB50365-2005
空调通风系统运行管理规范
GB50339-2003
智能建筑工程质量验收规范
CECS182:
2005
智能建筑工程检测规程
现有设计图纸
WebCTRL楼宇自控系统产品手册
2.3设计目标
1.“一次设备”运行达到设计标准：
“一次设备”是指具体体现使用功能的设备，比如冷水主机、风冷热泵、冷却塔、空气处理机组、水泵、送/排风机、电梯等直接带给用户使用功能的设备，而楼宇自控系统的设备是通过控制这些设备为用户服务，所以也可称为“二次设备”。
楼宇自控的根本目标就是使“一次设备”运行达到设计要求，确保本项目获得绿色环保环境和舒适的工作条件。
2.降低机电设备使用能耗
现代建筑中，为满足日益增加的用户的使用要求，机电设备在整个建筑中的份额比例越来越大，而他们的能耗也是该建筑在运行过程中的主要支出，据统计，单是中央空调在现代建筑运行中能耗就占到整个建筑的40%以上，采用楼宇自控系统（其中的能量管理系统）可以极大的降低能耗，为业主节省运行开支。
3.提高物业管理水平
为提供一个绿色环保环境和舒适的工作条件，其机电设备数量必然较大，而且由于使用的原因分布比较分散，这些设备的管理（包括开关、调节、检查、维护）是一件很困难的事，采用楼宇自控系统可以使系统管理人员在管理这些设备（系统）时可以非常方便地进行远程操作、监视，减轻人员劳动强度的同时实现现代的物业管理。
而且对于使用比较规律的设备，可以采用全部由电脑时间程序管理的方式。
楼宇自控系统可以不断地及时地提供有关设备运行状况的资料，集中收集、整理，作为设备管理决策的依据，实现设备维护工作的自动化。
物业管理水平的提高，从另一方面也可以提高设备的使用寿命，降低维护费用，从而进一步提高系统投资回收效果。
2.4网络架构
监控网络说明：
1.WebCTRL系统采用总线制（BACnetARC156）和局域网（TCP/IP）混合方式，相对于宣传全部采用TCP/IP的系统更加符合建筑机电系统的需求和特点；
2.WebCTRL系统是最早采用B/S（浏览器/服务器）结构的楼宇自控系统，在建筑内配置好系统服务器后，任何一台具备通用浏览器IE的电脑都可以进行全功能的操作（在权限许可的前提下）；
3.WebCTRL系统采用纯粹的BACnet协议（NativeBACnet），使得通讯集成更加便捷，不论是作为客户端（集成其他系统，如消防、安保系统等），或者服务器端（被其他系统集成，如IBMS）；
4.多种产品系列满足不同的用户需求，在达到监控需求的前提下，可以最大限度地降低成本，独特的系统管理功能可以实现多种第三方监控设备的无缝接入，提供更大的灵活性。
三、监控说明
3.1通讯集成
随着机电设备自控需求的增加，越来越多的复杂机电设备开始自带控制设备，在完成自身监控的同时，可以标准或非标准的通讯协议进行外部通讯，实现机电设备监控的专业化、简易化和低成本化。
通信协议是指通信双方的一种约定,约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、检纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定,通信双方必须共同遵守。
不同体系结构的系统一般采用不同的通信协议完成系统内部成员之间的通信,这固然为本系统的设计带来了很大的方便,但因为不同系统的通信协议往往不同,当本系统需要同其他系统进行通信时,会因为协议的不同造成通信障碍。
为解决异构系统之间因通信协议不匹配造成的通信困难,需要在两个系统之间添加一个协议转换器（通讯网关）。
网关在网络层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。
网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。
在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。
与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。
同时，网关也可以提供过滤和安全功能。
◎冷水机组集成通讯
冷水机组提供MODBUS通讯协议，BA进行集成通讯，具体通讯数据以冷水机组厂家提供数据为准。
冷水机组系统通讯应采用标准MODBUS（或BACnet）通讯协议，通过网关设备进行数据传输。
可以采用RS-485、RS-232或者TCP/IP方式。
◎风冷热泵集成通讯
风冷热泵提供MODBUS通讯协议，BA进行集成通讯，具体通讯数据以风冷热泵厂家提供数据为准。
热泵系统通讯应采用标准MODBUS（或BACnet）通讯协议，通过网关设备进行数据传输。
可以采用RS-485、RS-232或者TCP/IP方式。
◎变配电集成通讯
高低压变配电系统自带监控系统，BA进行集成通讯，具体通讯数据以变配电厂家提供的数据为准。
变配电系统通讯应采用标准MODBUS（或DLT645）通讯协议，通过网关设备进行数据传输。
可以采用RS-485、RS-232或者TCP/IP方式。
3.2DDC监控
◎配电柜二次回路要求
对于风机、水泵等380VAC供电的电机设备，对应的配电柜内必须配置符合自控需求的二次回路（详见GB50171-2012《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》内容），BAS常用二次接线要求如下图。
二次回路要求
序号
名称
规格参数
备注
1
开关控制
220VAC继电器信号
接触器线圈端子
2
开关状态
无源触点信号
接触器辅助触点
3
故障报警
无源触点信号
热继电器辅助触点
4
手动自动
无源触点信号
转换开关辅助触点
注：
对于只监不控的风机水泵，取消上表中的“开关控制”和“手动自动”。
◎冷热源群控
1）开关方式（RunConditions）：
使用者可以通过三种方式进行冷热源群组设备开关：
✍系统软件设定时间表，在固定时间开/关；
✍系统软件直接点击“开/关”按钮；
✍现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。
2）冷热水温度监视（Chilled&HeatingWaterTempMonitoring）：
监视冷热水供回水总管温度（差），当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
3）冷热水流量监视（Chilled&HeatingWaterFlowMonitoring）：
监视冷热水供水总管流量，当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
4）冷热水压力差监视（Chilled&HeatingWaterDifferentialPressureMonitoring）：
监视冷热水供回水总管压力（差），当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
5）压差旁通阀控制（BypassValveControl）：
根据冷热供回水压力差和设定值（可调整）的差值，采用PID方式调节压差旁通电动阀开度，实现冷热供回水压力差恒定；
监视压差旁通阀开度反馈信号，当超出设定时间（可调整）和控制信号数据不一致时发出“电动阀故障”报警；
6）风冷热泵机组控制（HeatPumpControl）：
根据使用者人工定义，风冷热泵机组选择冷暖模式运行；
接收到“设备开启/ON”命令，风冷热泵机组即开始启动；
以下条件“增开”风冷热泵机组：
✍系统内可开的冷风冷热泵水机组、冷热水泵数量都大于1；
✍运行的风冷热泵机组负荷已经超过80%，并延时超过10分钟（可调整）；
✍供水温度高（制冷）/低（制热）于设定值，延时5分钟（可调整）。
以下条件“减开”风冷热泵机组：
✍系统内正在运行的风冷热泵机组、冷热水泵数量都大于2；
✍运行的风冷热泵机组负荷已经低于50%，并延时超过10分钟（可调整）；
✍回水温度低（制冷）/高（制热）于设定值，延时5分钟（可调整）。
7）风冷热泵机组电动蝶阀控制（HeatPumpButterflyValveControl）：
风冷热泵机组电动蝶阀和热泵机组一一对应，电动蝶阀应做到“先开后关”；
接收到“设备开启/ON”命令，对应的电动蝶阀即开始启动，反馈状态正常后延时2分钟（可调整）后可启动对应冷热水泵及风冷热泵机组；
接收到“设备停机/OFF”命令，先停风冷热泵机组，延时15分钟（可调整）后停止冷热水泵停机状态反馈后延时5分钟（可调整）后分别关闭电动蝶阀；
8）冷热水泵控制（Chilled&HeatingWaterPumpControl）：
冷热水泵和风冷热泵机组开启台数一一对应，冷热水泵应做到“先开后关”；
接收到“设备开启/ON”命令，冷热水泵即开始启动，反馈状态正常后延时5分钟（可调整）后可启动对应风冷热泵机组；
接收到“设备停机/OFF”命令，冷热水泵即开始启动，反馈状态正常后延时5分钟（可调整）后可启动对应冷风冷热泵水机组；
以下情况发出报警：
✍冷热水泵故障：
发出“运行/ON”命令，反馈状态为“停机/OFF”；
✍冷热水泵手动：
发出“停机/OFF”命令，反馈状态为“运行/ON”；
✍冷热水泵超时：
冷热水泵运行累计时间超过设定值（可修改）。
9）设备运行时间均衡（RuntimeBalanceControl）：
累计各个被控设备的运行时间，除非维护等原因时间归零；
通过“先开后关”等自动控制手段，保证同类设备累计运行时间尽量一致。
冷热源系统控制
监控内容
控制方法
冷负荷需求计算
根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值，自动计算建筑空调实际所需冷负荷量。
机组台数控制
根据建筑所需冷负荷及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。
机组联锁控制
启动：
冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。
停止：
停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。
冷冻水差压控制
根据冷冻水供回水压差，自动调节旁通调节阀，维持供水压差恒定。
冷却水温度控制
根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数。
水泵保护控制
水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行。
机组定时启停控制
根据事先排定的工作节假日作息时间表，定时启停机组自动统计机组各水泵、风机的累计工作时间，提示定时维修。
机组运行参数
网关通讯方式监测系统内各检测点的温度、压力、流量等参数，自动显示，定时打印及故障报警。
控制功能
（1）精确计算冷热负荷：
系统通常需考虑较大负荷余量，造成供给与末端负荷需求的匹配有较大矛盾，造成能源的浪费。
所以提高能源的利用效率，首先必须准确计量冷热负荷。
（2）采用机组群控方式
根据冷热负荷状况，依据机组工作时间均等的要求，控制机组工作的台数，以保证各台主机都处于高效工作区间，进行机组群控。
充分利用热泵系统，根据当前负荷及气象实况，对空调负荷冷、热）进行预测的功能。
个性化变量参数控制程序用最经济的方式实现机组的运行。
为了保证系统的运行稳定，必须使用平滑程序，防止负荷值的突变引起机组不必要的启停。
对项目的冷机工作模式具备针对性地控制策洛。
程序控制内容
程序控制冷冻机组启/停，以达到最低能耗，达到最低的主机折旧。
根据预置程序或业主的日程安排（例如：
节假日、上下班等）自动开关冷水机组。
根据业主的要求自动切换机组，累计每台机组运行时间，自动选择运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本平均，以延长机组使用寿命。
根据冷水机组进/回水温度差及水流量，按下列公式计算系统负荷来调节机组的运行台数。
Q=C×M×（T1--T2）
T1＝回水总管温度，T2＝供水总管温度，M＝水流量，C＝系数
当负荷大于一台机组的85%（可根据实际情况修改），则第二台机组运行。
以此类推。
自动记录及打印空调系统负荷，并可根据管理部门技术要求书以不同时段累计负荷情况并打印。
根据实际负荷，对机组、水泵等进行台数控制，并监测其运行状态。
对各台机组水温进行监测。
按下列顺序启停系统机组
开车：
开冷冻水系统电动蝶阀→开冷冻水泵→流量开关动作→开机组
停车：
停冷水机组→停冷冻水泵→关冷冻水电动蝶阀
监测机组压差，如低于设定值，立即关闭冷水机及相关设备。
冷冻水循环泵控制：
采集回路的参数（如系统压力、流量等）进行中央数据处理,从而确定水泵的启停台数,使水系统始终处于最合适的运行状况达至节能目的。
三维图象显示每台机组及水泵的系统图并显示所有测量点温度流量等，显示所有机组运行趋势图。
故障及时显示于CRT上，故障报警与有关平面图相关联。
冷水机组台数与水泵台数按相应的序列程序控制。
压差旁通控制
在总进水管和总回水管之间设置压差传感器或者压力传感器，PID控制供水管和回水管之间的旁通阀，以保持系统压力的稳定（即根据负荷调节冷冻水量）。
为了确保该系统的可靠性和安全性，采用Y型过滤器安装压差开关，过滤器堵塞时可以发出信号。
执行机构选用液压驱动器，实践证明采用这种执行机构的阀门可以在PID的调节方式下保持数十年几乎无动作间隙误差。
电动碟阀设置现场手动控制箱、手动信号及阀门开关状态信号返回。
冷冻水总回水流量计的技术指标
精度不低于1％。
具有高可靠性、高稳定性。
无需经常维护检修方便、检修时不影响系统运行。
阻力损失在工艺允许范围之内。
4—20mA标准输出信号。
典型控制界面图
三维图象显示每台机组及水泵的系统图并显示所有测量点温度流量等，显示所有机组运行趋势图；故障及时显示于中央站的显示器上，故障报警与有关平面图相关联。
◎空调机组监控
1）开关方式（RunConditions）：
使用者可以通过三种方式进行空调箱设备开关：
✍系统软件设定时间表，在固定时间开/关；
✍系统软件直接点击“开/关”按钮；
✍现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。
以上任何一种都可以发出“设备开启/ON”或“设备停机/OFF”需求。
2）送风机控制（SupplyFan）：
接收到“设备开启/ON”命令，送风机即开始启动；
接收到“设备停机/OFF”命令，延时1分钟（可调整）以避免短路，除非紧急停机：
以下情况发出报警：
✍送风机故障：
发出“运行/ON”命令，反馈状态为“停机/OFF”；
✍送风机手动：
发出“停机/OFF”命令，反馈状态为“运行/ON”；
✍送风机超时：
送风机运行累计时间超过设定值（可修改）。
3）过滤网堵塞报警（FilterDifferentialPressureAlarm）：
监视过滤网两端压差（ON/OFF），当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
4）回风温湿度监视（ReturnTempandhumidityMonitoring）：
监视回风温、湿度信号，根据温度PID调节水阀，根据湿度自动开启停止加湿器；当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
5）冷热水电动阀控制（Cooling/HeatingCoilValve）：
冷热水阀和送风机状态连锁，当送风机停机时，冷热水阀应进行关闭控制；
根据回风温度和设定值（可调整）的差值，采用PID方式调节电动阀开度，实现回风温度恒定；
监视电动开度反馈信号，当超出设定时间（可调整）和控制信号数据不一致时发出“电动阀故障”报警；
6）新/回风阀控制（DampersControl）：
为保证空调箱处理风量合理，新回风阀开度呈反向关系，开度之和为100%；
新风阀和送风机状态连锁，当送风机停机时，新风阀应进行关闭控制；
监视风阀开度反馈信号，当超出设定时间（可调整）和控制信号数据不一致时发出“电动风阀故障”报警；
新回风阀开度控制根据使用者人工设定的开度运行，一般新风阀在夏季和冬季开度为最低合理值，如20%（可调整），过渡季节可以开大甚至全开。
◎新风机组监控
1）开关方式（RunConditions）：
使用者可以通过三种方式进行新风机设备开关：
✍系统软件设定时间表，在固定时间开/关；
✍系统软件直接点击“开/关”按钮；
✍现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。
以上任何一种都可以发出“设备开启/ON”或“设备停机/OFF”需求。
2）送风机控制（SupplyFan）：
接收到“设备开启/ON”命令，送风机即开始启动；
接收到“设备停机/OFF”命令，延时1分钟（可调整）以避免短路，除非紧急停机：
以下情况发出报警：
✍送风机故障：
发出“运行/ON”命令，反馈状态为“停机/OFF”；
✍送风机手动：
发出“停机/OFF”命令，反馈状态为“运行/ON”；
✍送风机超时：
送风机运行累计时间超过设定值（可修改）。
3）过滤网堵塞报警（FilterDifferentialPressureAlarm）：
监视过滤网两端压差（ON/OFF），当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
4）送风温湿度监视（SupplyTempandhumidityMonitoring）：
监视送风温、湿度信号，根据温度PID调节水阀，根据湿度自动开启停止加湿器；当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。
5）冷热水电动阀控制（Cooling/HeatingCoilValve）：
冷热水阀和送风机状态连锁，当送风机停机时，冷热水阀应进行关闭控制；
根据送风温度和设定值（可调整）的差值，采用PID方式调节电动阀开度，实现送风温度恒定；
监视电动开度反馈信号，当超出设定时间（可调整）和控制信号数据不一致时发出“电动阀故障”报警；
防冻开关报警时，电动阀开度应置于50%开度（可调整）。
6）新风阀控制（DampersControl）：
新风阀和送风机状态连锁，当送风机开机时，新风阀应进行提前开启控制，当送风机停机时，新风阀应进行关闭控制；
◎送排风机监控
1）开关方式（RunConditions）：
使用者可以通过四种方式进行送排风机设备开关：
✍系统软件设定时间表，在固定时间开/关；
✍系统软件直接点击“开/关”按钮；
✍现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。
✍可根据现场安装一氧化碳传感器浓度超高时自动开启送排风机，正常值时停止风机；
以上任何一种都可以发出“设备开启/ON”或“设备停机/OFF”需求。
2）送排风机控制（Supply&ExhaustFan）：
接收到“设备开启/ON”命令，送排风机即开始启动；
接收到“设备停机/OFF”命令，延时1分钟（可调整）以避免短路，除非紧急停机：
以下情况发出报警：
✍送排风机故障：
发出“运行/ON”命令，反馈状态为“停机/OFF”；
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