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楼宇自控系统设计方案

来源: 发布时间:2018-7-16 2:05:56
 楼宇自控系统设计方案

根据智能化工程建设总体规划的要求,并依据招标文件所提供的楼宇自控设计要求等相关资料,结合大楼自身的具体特点,利用楼控系统的先进控制技术和节能技术,为设计出一套符合现代化商场的智能建筑楼宇自控系统。弱电工程指第二类应用。主要包括:1、电视信号工程,如电视监控系统,有线电视。2、通信工程,如电话。3、智能消防工程。4、扩声与音响工程,如小区 中的背景音乐广播,建筑物中的背景音乐。5、综合布线工程,主要用于计算机网络。
系统的设计方案包括从监控内容和方式、设备的选型、DDC的配置、软硬件功能等方面。具体内容如下:
楼宇自控系统(system)的主要硬件设备有:
1)监控电脑主机和彩色显示器
2)ORCA系列(series)现场控制器
3)各类传感器、阀门和其执行器
现场控制器主要分散布置在商场及机房设备所在的位置。由于商场分布着很多的控制设备,所以我们建议系统采用分布式控制方式。网络体系结构的选择上采用总线型与星型混合式的拓扑结构,便于根据实际需要灵活地选择楼宇控制器的
安装地点,当根据实际应用需要增加楼宇控制器时,只需将新增加的楼宇控制器用网线联入最近的DDC箱即可。DDC分布以就近控制设备为原则,这样便于施工、管理和维护,同时降低了系统的管线成本。在进行方案设计和设备选型等环节
我们着重考虑了以下功能:
 机电设备运行的监控功能
 中央空调系统的节能功能
 通过中文图形软件实现管理维护的可视化
1.1系统监控内容
本楼宇自控系统之设计是严格按照招标书的要求并结合设计图纸配置监控点。系统共配置监控点点,(详见楼宇自控系统监控点表),监控范围包括:
1.空调系统的监测、记录及控制、调节;
2.冷冻站系统监测、记录及控制、调节;
3.热交换系统监测(Food Monitor)、记录及控制、调节;
4.通风系统监测、记录及控制;
5.生活水、污水系统得监测、记录;
6.照明系统监测、控制(包括走廊照明、景观(landscape)照明、庭院照明立面照明等);
1.2 监控方案
1.2.1空调/新风系统
1) 控制设备内容
系统将会对商场的34台空调/新风机设备进行监控。监控内容如下:
空调/新风机的开关状态、手/自动状态、故障报警及开关控制
送风温度监测
风井湿度监测
室内温度监测
过滤网压差监测
送风阀开关
水阀开度调节
2)控制原理
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过(tōng guò)系统预设的时间表来进行启停控制的。 在一些特别的情况, 如加班情况,风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动,用户可选择在操作站上操作启停风机 。系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联
锁监察功能。在设定此功能后,系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致,如果不一致,则说明此控制点的设备有故障,系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的处理。另外,系统会将有关设备的控制事
项一一记录, 以作日后检查之用。还有,系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间,并可以定时提醒,以便维修人员在设备运行至一定时间后,进行维护工作。
风机(Draught Fan)运行状态工程
系统(system)通过风机主接触器的热辅助触点来监测风机过载状态(state),通过风机两侧压差开关来测量风机的实际运行状态,以便操作人员实时了解风机的运行状态。
运行时间累计
系统利用软件统计记时功能,可以实时的累计风机的运行时间,并记录显示。系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间,并可以定时提醒,以便维修人员在设备运行至一定时间后,进行维护工作。
电动风阀
电动风阀与送风机连锁,当送风机启动时,电动风阀开启,送风机关闭时,电动风阀关闭。
过滤网状态监察
系统(system)通过压差开关,监测过滤网的前后压差。宿州弱电集成各子系统互相独立、互不统属:目前政府和企业的办公大楼以及工厂厂区,在一定程度上都建立了 综合布线、安防报警、 视频监控、一卡通、动力环境等系统。 当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调),系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而系统也会将有关的事项一一记录,以作日后检查
之用。
冷冻水阀门开度控制及显示、送风温度控制
DDC控制器会监测送风温度并将它与预设的温度值(可供用户调整)作比较,进行PID运算,然后输出至冷热水阀,以作温度调节作用。另外此冷热水阀会与风机状态联锁,在风机关闭的情况下,将冷热水阀关闭。 冷热水阀同时返回阀门开度
百分比数值给中央监控系统。
风机跳闸(tripping)报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时,停下风机并以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而系统也会将有关的事项一一记录,以作日后检查之用。
低温报警开关
根据烟台的气候条件,在机组冷热盘管上加装低温防冻报警开关,监测机组盘管在冬季采暖工况下的温度。 当盘管表面(biǎo miàn)温度低于低温防冻报警开关的预设值(在低温报警开关上可调),系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人
员进作处理。同时联动风门驱动器关闭新风阀,全开热水阀,停止风机转动,防止盘管冻裂。当防冻开关恢复正常时,重新启动风机,打开新风阀,恢复机组工作。
1.2.2冷热源监控系统
1)控制设备内容
系统会对以下设备进行监控
2台冷冻主机的运行状态、故障报警、手自动状态和启停控制
3台冷冻水泵的运行状态(通过水流开关)、故障报警手自动状态及启停控制
3台冷却水泵的运行状态(通过水流开关)、故障报警手自动状态及启停控制
2台冷却(cooling)塔的运行状态(通过水流开关)、故障报警手自动状态及启停控制
冷冻水的供/回水温度、压力监测,供水流量监测;
冷冻水总供/回水压差监测及旁通阀调节
冷却水的供/回水温度、压力监测
冷冻机组、冷却塔电动蝶阀开关控制
2)控制原理(基本的规律)
启停控制:
系统将通过厂家预留接口与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻主机启停台数控制:
控制器将预先编写的软件程序来控制冷冻主机的启停台数,并联动控制相关设备(如冷却水泵(Pump)、冷冻水泵、冷却塔等)。基本的控制原理如下:系统通过测量冷冻水的总供、回水温度及回水流量而计算出空调系统的冷负荷,将计算结果与
当时冷水机组投运台数下的总供冷量作比较,若理论总供冷量与空调系统的实际负荷大于1台冷冻机组的供冷量时,停止该机组运行。冷水机组停止运行后,则相应的水泵、冷却塔、蝶阀停止运行,以便达到最佳的节能状态。
群控功能与故障转机
制冷系统中,冷冻站各设备(shèbèi)(冷冻机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔等)通过程序实现群控功能,即,根据冷负荷决定设备开启台数;根据累计运行时间选择开启设备;运行中自动进行故障报警和切换;实现设备起停的时间联锁关系。
压差旁通调节阀的控制
系统会监测冷冻水的供回水压差,将它与预设的设定值(可供用户修改)作比较,通过DDC的PID计算,输出控制要求给冷冻水旁通阀,以维持供回水间压力平衡。
冷却塔风机启动/停止控制
测量冷却水总供、回水温度(temperature),与冷冻机要求的最佳工作温度比较,控制冷却塔(The cooling tower)风机的启停,维持冷却水供水温度,使冷冻机能在最高效率下运行。
电动蝶阀的控制
当冷却塔停止时,冷却塔进水管的电动蝶阀关闭,切断水路,退出该塔的运行;当冷水机组停止运行时,冷水机组冷冻侧和冷却侧的电动蝶阀关闭,切断水路,退出该机组的运行,而不影响其它机组的正常工作,节约能源。
中央站彩色动态图形显示、记录各种参数、状态、报警,记录启停时间、累计运行时间及其它的历史数据等,以作日后检查之用。
1.2.3热交换系统
1)控制(control)设备内容
系统将会对下列设备进行监控
二次热水的供水温度监测(Food Monitor)
二次热水的供水压力(pressure)监测(Food Monitor)
一次供水电动阀门的调节
二次热水循环泵的运行状态、手自动状态、故障报警监测
2)监控原理
电动调节阀的控制
以监测到的二次供水温度与设定的二次供水温度进行比较,从而调节一次供水侧电动蝶阀的开度,使二次供水温度达到设定温度。
1.2.4给排水系统
1)控制设备内容
系统将会对下列设备进行监控
水箱水泵的运行状态、故障报警、手/自动状态进行监测
生活(shēng huó)水箱、中水箱的液位状态监测,超高、超低液位监测。
污水集水坑的超高位监测
2)控制说明
水泵的控制和监测为:运行状态,故障状态,手/自动状态反馈以及启停控制。
对储水箱液位监测。当液位低于启泵液位时,由控制(control)器给水泵发出一个启动信号,当液位高于停泵液位时,控制器给出水泵一个停止信号,当液位高于溢流液位时,控制系统发出报警信号。
对各污水集水坑液位监测。高液位时系统自动启动排污泵(Sewage pump),低液位时停泵。
1.2.5送排风系统
根据招标书要求,对进风机,排风机进行监控。
1)控制设备内容
系统将会对下列设备进行监控
进、排风机的运行状态、故障报警、手/自动状态进行监测及远程启停控制;
2)控制说明
风机(Draught Fan)的监测状态为:手自动状态,运行状态,故障状态以及控制器内设时间程序自动启/停排风机组,具有任意周期的实时时间控制功能。弱电系统集成以客户需求为核心,集成 节能管理系统、通信与 网络管理系统、防盗报警系统、 视频监控系统、一卡通系统、 机房动力环境监控系统等多个子系统。并监测风机的运行状态和故障信号,故障时报警,并累计运行时间。
1.2.6照明系统
根据招标书要求,对走廊照明、景观照明、庭院照明立面照明进行监控。
1)控制设备内容
系统将会对下列设备进行监控
照明的运行状态进行监测及远程启停控制;
2)控制说明
照明的监测状态为:运行状态,以及控制器内设时间程序自动开/关照明回路,具有任意周期的实时时间控制功能。并监测照明的运行状态,并累计运行时间。
1.3 节能措施
据统计,空调系统的能耗约占整个大厦能耗的50%,因此本系统在对空调系统的监控与调节过程中体现节能,意义十分重大。本项目在节能方面采取了如下的措施:
冷负荷计算
综合从厂家得到的冷冻机电能消耗和工作指标,由冷冻水的供回水温度和流量,计算出制冷量Q=F×ΔT,根据系统实际冷负荷,控制冷水机组及水泵的运行台数,以达到节能效果。
冷却塔控制
根据冷却水温度调节冷却塔(The cooling tower)风机(Draught Fan)的开启数量。
焓值控制
充分考虑空气潜热,最大限度地利用室外空气进行室内温度控制,尽量减少空调设备运行时的能耗。
令能量冷却
在凉爽季节,用夜间新风充满建筑(jiàn zhù)物,以节约空调能耗。
负荷间隙运行
载满足舒适性要求的极限范围内,按实际测量的温度和负荷确定循环和周期与分断时间,通过固定周期性或可变周期性间隙运行基本设备来减少设备开启时间,减少能耗。
设定值再设定
根据不同季节的气候变化,自动改变新风机和空调机的送风或回风温度设定值,尽量扩大空调对象的温适度控制范围。例如:夏季温度设定值每升高1℃,也可节省8%的冷量,对减少建设运营投资与节约能源均有重要的意义。
提高控制精度
采用自适应控制与模糊控制,提高控制精度;在设置PID控制模块的各个参数时,为了避免温度辩护很小时动作缓慢或温度变化很大时积分饱和,采用积分压制:在PID输出量<25%或〉85%时,禁用积分。从而进一步扩大温度允许控制范围。
达到优化节能的目的。例如:一般舒适空调要求夏季最高室内温度不超过26℃,假如控制精度为±1℃,则设定值为25.1℃,如果控制精度为±0.5℃,则设定值可提高0.5℃,从而可节省投资和运行费用。
最佳启动
根据人员使用(use)情况,在人员离开之前的最佳时间,关闭空调设备(shèbèi),既能人员离开之前空间维持舒适的水平,又能尽早的关闭设备,减少设备能耗。

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