建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)
系統(tǒng)概述
由于本項目的大型化、智能化和多功能化，而且建筑物機電設備種類繁多，技術(shù)性能復雜，維修服務保養(yǎng)項目的多，管理工作已非人工所能應付。因此，采用自動化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)及計算機管理已成為現(xiàn)代建筑最重要的管理手段。它可以大量的節(jié)省人力、能源、降低設備故障率、提高設備運行效率、延長設備使用壽命、減少維護及營運成本，提高建筑物總體運作管理水平。建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS），現(xiàn)階段已廣泛應用于各類建筑領域，以提供對各類建筑物設備進行高效率管理與控制的有效途徑。
本項目建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）可監(jiān)控大樓的所有機電設備，其主要實現(xiàn)以下功能：
1．對機電設備實現(xiàn)以最優(yōu)控制為中心的過程控制自動化；
2．以運行狀態(tài)監(jiān)視和計算為中心的設備管理自動化；
3．以安全狀態(tài)監(jiān)視和災害控制為中心的安全管理自動化；
4．以節(jié)能運行為中心的能量管理自動化；
5．對大樓的能量進行管理、監(jiān)測等。
本次設計對下述機電設備進行監(jiān)控：
1．冷熱源系統(tǒng)
2．空調(diào)系統(tǒng)
3．送排風系統(tǒng)
4．給排水系統(tǒng)
5．電梯系統(tǒng)
6．系統(tǒng)及裝置集成：下列留有通訊接口的裝置信息集成到BAS系統(tǒng)中。
? ?高低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)（配置通訊網(wǎng)關）
? ?冷水機組（配置通訊網(wǎng)關）
? ?電梯（配置通訊網(wǎng)關）
大樓的BAS控制中心可以對整個大樓所有的被監(jiān)控對象進行監(jiān)控管理，可對所有子系統(tǒng)的各種重要參數(shù)進行設定及修改，對所有被控設備進行獨立的實時啟停操作，可對分控工作站進行操作權(quán)限設置。
我司根據(jù)本項目特點及難點,將選用合適的、先進的世界主流樓宇自控產(chǎn)品，采用世界著名樓宇自控品牌的產(chǎn)品。
需求分析
針對該項目的特殊性，目前現(xiàn)有的圖紙，根據(jù)項目設計經(jīng)驗和建筑圖紙、估算設備及相關接口。
BAS服務器設置在消防控制室，DDC控制箱安裝在主要設備房中，各傳感器和執(zhí)行器安裝在相應管道及設備上進行信號的采集。分控工作站分別監(jiān)控管理各個區(qū)域的被監(jiān)控設備，可在總控中心的授權(quán)下，進行系統(tǒng)的各種設置及實時操作。
設計說明
通過設備監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時檢測、診斷和處理該大樓設備狀態(tài)及系統(tǒng)故障；對設備進行自動化控制，節(jié)約人工；能夠及時報警，具有顯示及處理功能，提高管理水平。
BAS服務器作為總控服務器可以控制大樓的所有受控設備?？偪刂行目梢詫Ω鹘ㄖ械谋槐O(jiān)控對象進行監(jiān)控管理，可對所有子系統(tǒng)的各種重要參數(shù)進行設定及修改，對所有被控設備進行獨立的實時啟停操作，可對分控工作站進行操作權(quán)限設置。根據(jù)本項目需求，本方案對各建筑的的下述設備進行監(jiān)控：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)及相關接口系統(tǒng)。
系統(tǒng)架構(gòu)
本次BAS設計系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用二層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即管理級網(wǎng)絡（以太網(wǎng)）、現(xiàn)場級網(wǎng)絡(LON總線)。
系統(tǒng)具備開放標準的數(shù)字接口，樓宇管理層采用Ethernet架構(gòu)，通訊協(xié)議選用TCP/IP,支持多種標準接口。圖形界面動態(tài)3D，支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）功能，支持TCP/IP,LONWORKS工業(yè)標準協(xié)議，符合國際標準及國家標準，具備集成和日后擴展的功能。
現(xiàn)場選用獨立的小型DDC控制器，不采用I/O擴展方式以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所選DDC控制器全部為原裝進口產(chǎn)品。
系統(tǒng)示意圖
系統(tǒng)功能
根據(jù)項目需求，本方案對各建筑的的下述設備進行監(jiān)控：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)，變配電系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)及相關接口系統(tǒng)。
冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控
冷熱源系統(tǒng)由冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔，鍋爐、換熱器、熱水泵等設備組成，為大樓的空調(diào)供冷熱水。
1、冷水系統(tǒng)的自控實現(xiàn)以下功能：
? ?冷水機組、冷卻水泵、冷凍水泵及冷卻塔的運行狀態(tài)監(jiān)控和切換
? ?冷凍水的流量和供回水溫度監(jiān)測
? ?冷凍水差壓旁通
? ?冷水系統(tǒng)中各設備的啟動/停止順序:
? ?啟動:冷卻水泵——冷卻塔——冷凍水泵——冷水機組
? ?停止:冷水機組——冷凍水泵——冷卻塔(風扇,噴淋水泵)——冷卻水泵
? ?冷水系統(tǒng)中,冷卻水泵互為備用,冷凍水泵互為備用。當任何一臺冷卻水泵/冷凍水泵出現(xiàn)故障時,備用泵自動投入運行。
? ?系統(tǒng)檢測到冷卻水或冷凍水流開關報警后,將自動停止該冷水機組的運行。
? ?保證冷凍水供水壓力穩(wěn)定:通過測量冷凍水供回水壓力差的變化,改變旁通調(diào)節(jié)閥的開度大小,增減旁通管道中冷凍水流量,從而維持冷凍水壓力穩(wěn)定。
? ?冷卻塔回水溫度與設定值比較后,控制冷卻塔電動水閥及風扇的啟動/停止。
? ?根據(jù)系統(tǒng)自動計算用戶端實際大樓負荷Q=F*（T回水-T出水）的變化，實時調(diào)節(jié)冷水機組的運行臺數(shù)，并按照運行時間最短的機組先開，實現(xiàn)多臺機組的自動加載卸載工作；冷凍水泵、冷卻水泵根據(jù)冷機的工作臺數(shù)，以運行時間最短的水泵先開的原則，自動加載卸載；冷卻塔風機根據(jù)冷卻水的供回水溫度以及冷卻水的供水設定溫度來自動加載卸載，以達到最大限度的節(jié)能和平均設備使用時間的效果。
冷水機組、冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔等設備可實現(xiàn)一鍵啟停，其邏輯聯(lián)動流程
如下圖所示：
1、 開啟冷凍機系統(tǒng)：
2、 關閉冷凍機系統(tǒng)：
2、熱交換器控制實現(xiàn)以下功能：
? ?根據(jù)板式熱交換器的二次供水溫度與設定值的差比例調(diào)節(jié)一次蒸汽閥的開度，控制二次供水溫度；
? ?監(jiān)測循環(huán)水泵的手/自動狀態(tài)，運行狀態(tài)，故障報警。
? ?監(jiān)測總供回水溫度，計算系統(tǒng)負荷，根據(jù)負荷量關閉或開啟熱交換器一次蒸汽閥及循環(huán)水泵的臺數(shù)。
3、通訊接口配置：
冷水機組、鍋爐系統(tǒng)廠家均能提供設備與BAS系統(tǒng)連接的智能通訊接口。采用集成方式對此冷源系統(tǒng)進行控制，不僅能實現(xiàn)上述所要求的功能，而且通過智能通信接口可讀取冷水機組、鍋爐系統(tǒng)等各種設備的運行狀態(tài)、故障報警及相關工藝參數(shù)，更有利于系統(tǒng)的良好運行。
4．冷水機組節(jié)能控制：
冷水機組及周圍的配套機電設備根據(jù)冷量而進行加/卸載動作，其依據(jù)為空調(diào)末端的冷量的變化，由在水管中各傳感器、通過數(shù)據(jù)接口中讀取的冷機的工作狀態(tài)及外界的溫濕度等多個方面的參數(shù)共同完成運算。
系統(tǒng)可預設啟停系統(tǒng)時間，系統(tǒng)可按照設定時間自動完成群控管理；也可設置一個按紐，來設定系統(tǒng)的開關機。
為平衡冷凍機的使用時間，使每臺機組保持基本一致的運行時間以延長機組壽命，系統(tǒng)為用戶提供了一個循環(huán)冷凍機啟停順序的程序，可在操作平臺自定義循環(huán)周期，即用戶可自定義冷凍機的循環(huán)方式及循環(huán)時間。同時自動平泵和冷卻塔的運行時間，延長設備的使用壽命。
5．熱源的節(jié)能控制：
熱源中的鍋爐主要是起到監(jiān)視作用，其節(jié)能控制主要是在熱水泵的二用一備以及板換中，根據(jù)熱水的出水溫度的設定值，熱水的出水溫度，鍋爐出來的出水溫度及比例調(diào)節(jié)閥來控制熱水的出水溫度恒定在設定值附近。
空調(diào)通風系統(tǒng)的監(jiān)控
控制人員可在工作站上自動地、實時監(jiān)視并記錄各種參數(shù)。如風機狀態(tài)、故障、室外的溫濕度、送回風管溫度、風機和水閥的運行情況，濾網(wǎng)的堵塞情況等，并可動態(tài)顯示冷熱水閥和風門位置，超限自動報警。并可按業(yè)主要求制做并打印各種類型的趨勢圖，記錄歷史數(shù)據(jù)。
空調(diào)機組和新風機組都可按照啟用的時間，結(jié)合節(jié)能模式做到最佳時間啟?？刂埔怨?jié)約能源，并可采用夜間空氣凈化等程序來提高室的空氣品質(zhì)。監(jiān)控室還可在監(jiān)控畫面隨時修改各種參數(shù)設定值(溫度設定值，最小新風量設定值)等，實現(xiàn)集中控制的方式。
所有設備都可在監(jiān)控中心實現(xiàn)遠程自動啟停。
新風系統(tǒng)的監(jiān)控
1、新風機組控制系統(tǒng)實現(xiàn)以下監(jiān)控功能：
? ?實時監(jiān)測各樓層新風機的運行狀態(tài)、故障報警。
? ?根據(jù)時間表，定時啟停各樓層新風機。
? ?實時監(jiān)測過濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超過設定值時，自動報警。
2、系統(tǒng)軟件可自動滿足如下控制要求：
? ?系統(tǒng)啟動后，通過彩色圖形顯示不同的狀態(tài)和報警，顯示每一個參數(shù)的值和風機累積運行時間，通過鼠標可任意修改設定值，以達到最佳的工況。
? ?根據(jù)事先設定的工作日及節(jié)假日作息時間表，定時啟停機組。
? ?當新風風機出現(xiàn)故障時，自動報警，提請相關人員進行維修。
? ?自動監(jiān)視新風機組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設定值時報警，便于有關人員及時更換、清洗，保證過濾效果。
? ?機組的每一點都有列表匯報，趨勢顯示圖，報警顯示等功能。
? ?保護控制：送風機啟動后，其前后壓差過低時和過載時故障報警，并連鎖停止送風機。
? ?實時報警：風機故障、過載報警，過濾器堵塞報警。
? ?顯示打?。籂顟B(tài)、報警、計量及各種參數(shù)的動態(tài)圖形及報表，并列出設備保養(yǎng)及維修報告。
空調(diào)機組的監(jiān)控
1、空調(diào)機組實現(xiàn)如下的控制功能：
? ?自動監(jiān)視回風溫度，根據(jù)回溫度,自動比較溫度的設定值,按照PID模式自動調(diào)節(jié)控制冷水兩通閥的開度，維持室溫度在設定圍。
? ?自動監(jiān)視空調(diào)機組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設定值時報警，便于有關人員及時更換，保證過濾效果。
? ?自動監(jiān)視風機啟停及工作狀態(tài)、故障報警?？照{(diào)機組停止工作(送風機關閉時)，自動聯(lián)鎖關閉回風機，電動二通水閥。
2、冷熱水閥控制：
? ?在送風風管設置溫度傳感器（AI）。
? ?通過軟件預先設定溫度的設定值。
? ?通過電動兩通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷熱水的流量，使送風溫度保持在溫度的設定值（AO）。
? ?冬季：當送風溫度低于設定值時，熱水閥自動打開，使送風溫度上升；當送風溫度高于設定值時，熱水閥自動關小，使送風溫度下降，從而使送風溫度最終保持在設定值。
? ?夏季：與冬季時的情況正好相反。當送風溫度低于設定值時，冷水閥自動關小，使送風溫度上升；當送風溫度高于設定值時，冷水閥自動打開，使送風溫度下降，從而使送風溫度保持在設定值。
3、系統(tǒng)軟件可自動滿足如下控制要求：
? ?系統(tǒng)啟動后，通過彩色圖形顯示不同的狀態(tài)和報警，顯示每一個參數(shù)的值和風機累積運行時間，通過鼠標可任意修改設定值，以達到最佳的工況。
? ?根據(jù)事先設定的工作日及節(jié)假日作息時間表，定時啟停機組。
? ?當風機出現(xiàn)故障時，自動報警，提請工程師進行維修。
? ?自動監(jiān)視空調(diào)機組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設定值時報警，便于有關人員及時更換、清洗，保證過濾效果。
? ?自動監(jiān)視空調(diào)機組的回風溫度，根據(jù)回風溫度，比較冷熱溫度的設定值，自動調(diào)節(jié)控制冷熱兩通閥的開度，維持回風溫度在設定圍。
? ?機組的每一點都有列表匯報，趨勢顯示圖，報警顯示等功能。
送排風機系統(tǒng)的監(jiān)控
1、送排風機控制系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能：
? ?自動監(jiān)測各個送排風機的運行狀態(tài)、故障報警。
? ?根據(jù)時間表定時啟停各送排風機。
2、系統(tǒng)軟件可自動滿足如下控制要求：
? ?系統(tǒng)啟動后，通過彩色圖形顯示不同的狀態(tài)和報警，顯示每一個參數(shù)的值和送排風機累積運行時間，通過鼠標可任意修改設定值，以達到最佳的工況；
? ?根據(jù)事先設定的工作日及節(jié)假日作息時間表，定時啟停機組；
? ?當送排風機出現(xiàn)故障時，自動報警，提請相關人員進行維修機組的每一點都有列表匯報，趨勢顯示圖，報警顯示等功能。
? ?實時報警：風機故障報警。
? ?顯示打印：狀態(tài)、報警、計量及各種參數(shù)的動態(tài)圖形及報表，并列出設備保養(yǎng)及維修報告。
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