某大樓樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：樓宇自動化系統(tǒng)對整個建筑的所有公用機(jī)電設(shè)備，包括建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)，進(jìn)行集中監(jiān)測和遙控來提高建筑的管理水平，降低設(shè)備故障率，減少維護(hù)及營運(yùn)成本。

　　Alerton公司為BACtalk系統(tǒng)開發(fā)了一種功能強(qiáng)大，使用簡便的編程工具-Visual Logic圖形編程軟件，具有友好的人機(jī)界面，操作簡便。它包括了一整套功能齊全的功能塊和模型數(shù)據(jù)庫，每個功能會都用一個三維立體圖形表示，通過有機(jī)的連接，可以提供一個非常清晰的控制流程，實(shí)現(xiàn)所需要的任何控制序列。具有動態(tài)圖形顯示功能。系統(tǒng)所有彩色圖形是動態(tài)地連接在相關(guān)點(diǎn)上，如果連接的系統(tǒng)或組成部分或是來自操作者的信號改變了，它們也隨之改變。并且可立刻編程存檔資料方便日后查詢。因此任何技術(shù)人員接手后，都能在短時間內(nèi)掌握整個控制原理和程序。
　　使用VISIO作為繪圖工具。在視窗環(huán)境中，Visual Logic編程圖形和BACtalk動態(tài)運(yùn)行圖形可以同時顯示在熒光屏上，因而可立即在動態(tài)圖形上看到修改后的控制效果。這種實(shí)時同步操作的編程語言為工程人員提供了前所未有的方便并減少了反復(fù)查詢繁復(fù)程序。
（9）品質(zhì)優(yōu)良、可靠性高
　　BACtalk系統(tǒng)是一個“全主式”系統(tǒng)，所有的控制器均是獨(dú)立工作并能進(jìn)行對等通訊（Peer to Peer），控制器處于同等地位。由于具備了獨(dú)立控制功能，使得子站在中央系統(tǒng)停止工作或某一控制器故障時，其它分站工作正常也能彼此互相通訊，從而保證了控制的連續(xù)性和可靠性。此外,系統(tǒng)中的各級設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)通訊在同一時刻組成不同級別的集散控制系統(tǒng)或不同的結(jié)構(gòu)組織形式，從而最大限度提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
數(shù)據(jù)的趨勢記錄由BACtalk系統(tǒng)自動完成，系統(tǒng)可以降低網(wǎng)絡(luò)的阻塞。
（10）靈活的設(shè)置
　　BACtalk系列產(chǎn)品為控制單元專用的模塊，具有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)地址和通訊功能，無須與現(xiàn)場相應(yīng)的BACnet產(chǎn)品相連，可以掛在整個網(wǎng)絡(luò)的任意位置，根據(jù)需要可靈活地與子站進(jìn)行搭配，不但能節(jié)省系統(tǒng)安裝管線和人工等安裝費(fèi)用，而且可以節(jié)省安裝時間，并使保養(yǎng)維護(hù)更加簡單方便，體現(xiàn)出優(yōu)秀的集散性能。
（11）安裝簡單、維護(hù)方便
　　BACtalk控制器及其模塊由端子底座板和插入式電子單元組成，可直接安裝在機(jī)箱上。現(xiàn)場設(shè)備的接線接入基本板，這些底座板可以首先安裝、接線和檢查，然后在系統(tǒng)開通和運(yùn)轉(zhuǎn)時再連接電子部分。電子單元可以不受端子連接影響而移動，可以迅速、安全地取出維修。
（12）節(jié)能效果突出
　　本系統(tǒng)有多種節(jié)能措施，如空調(diào)系統(tǒng)按預(yù)定的時間表運(yùn)作，制冷系統(tǒng)實(shí)時根據(jù)冷量控制冷水機(jī)組的啟動臺數(shù)等，大大節(jié)省電量、水量及熱量，以求獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。
（13）提高勞動生產(chǎn)率及管理水平
　　實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動監(jiān)控與管理，大大提高勞動生產(chǎn)率，使業(yè)主可減少部分工程人員和管理人員，節(jié)約人員開支。系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運(yùn)行，既可節(jié)能，又可大大減少損耗，減少設(shè)備維修費(fèi)用。
（14）BACtalk系統(tǒng)安全性
　　BACnet系統(tǒng)安全方面的主要威肋來自于某些人有意或無意地改變了配置參數(shù)或控制參數(shù)。問題經(jīng)常是由于某個出錯的計算機(jī)，超出了安全考慮的范圍。因此安全措施的一個重要地方是人--機(jī)接口處，由于人--機(jī)接口不屑于通信協(xié)議，因此廠家可根據(jù)需要自由地在該接口處設(shè)置密碼保護(hù)、跟蹤記錄或其它控制措施。
1.4.3 BACtalk系統(tǒng)的組成
（1）BACtalk中央操作站
　　漢化的人機(jī)監(jiān)控界面。圖形編程、時間表控制、趨勢記錄以及其它自動控制功能的設(shè)置工具。艾頓BACtalk for Windows操作終端軟件是一個真正的基于視窗的樓宇自控系統(tǒng)操作軟件，通過BACtalk，在一臺個人計算機(jī)上就可以監(jiān)視和控制整個系統(tǒng)。BACtalk通過以太網(wǎng)，或者PTP串行口或modem與BACnet現(xiàn)場設(shè)備和其它廠家的BACnet兼容設(shè)備進(jìn)行通訊。
　　BACtalk for Windows采用簡單易用的圖形化界面，它可以與其它應(yīng)用軟件同時運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)報警時，不管屏幕窗口上其它運(yùn)行程序活動情況，報警顯示總是出現(xiàn)在最前面。
　　BACtalk全面支持BACnet功能：包括BACnet定義的時間表、圖形或文本格式的趨勢記錄、能量記錄、能量限制、報警記錄、動態(tài)數(shù)據(jù)交換以及租戶和操作人員的活動記錄。用戶操作級別設(shè)置保護(hù)系統(tǒng)免受非法訪問。
（2）網(wǎng)絡(luò)集成控制器和路由器
　　執(zhí)行全局控制策略，通過VLC控制器協(xié)調(diào)設(shè)備的運(yùn)行，管理自動控制功能的執(zhí)行，傳遞網(wǎng)絡(luò)信息。
（3）現(xiàn)場數(shù)字控制器
　　在線完全可編程控制器，通過MS/TP網(wǎng)絡(luò)DDC參數(shù)值的變化和發(fā)生的事件（如報警）。浮點(diǎn)運(yùn)算和模擬輸出使它們功能強(qiáng)大應(yīng)用靈活。
（4）傳感器與執(zhí)行器
　　現(xiàn)場操作單元（如Microset）和執(zhí)行器（如風(fēng)門、水閥）是控制器的附件（耳目），有時兼有現(xiàn)場服務(wù)模式設(shè)置和修改VLC控制器參數(shù)的功能。
（5）專用系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)
　　針對不符合BACnet協(xié)議的專用系統(tǒng)，BACtalk備有相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)接口產(chǎn)品（如BtP ModBus），其提供的網(wǎng)關(guān)可將原專用網(wǎng)上的數(shù)據(jù)格式“翻譯”成BACnet兼容設(shè)備能識別的格式，從而將其產(chǎn)品集成到BACtalk系統(tǒng)中。
1.4.4 系統(tǒng)功能設(shè)計
通過BACtalk樓宇控制系統(tǒng)對大樓內(nèi)的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的監(jiān)控：
制冷系統(tǒng)的監(jiān)控
空調(diào)機(jī)組的監(jiān)控
新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)控
送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控
供配電系統(tǒng)的監(jiān)控
照明系統(tǒng)的監(jiān)控
給排水系統(tǒng)的監(jiān)控
本系統(tǒng)的設(shè)計特點(diǎn)是：
1、安全性----保證設(shè)備安全運(yùn)行，提高設(shè)備的利用率。
A、實(shí)時檢查設(shè)備的負(fù)載情況。
B、監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)并自動切換。
C、自動記錄運(yùn)行時間。
D、自動執(zhí)行順序啟停程序。
2、舒適性----提供良好的空氣環(huán)境和燈光照明。
A、根據(jù)季節(jié)變化調(diào)節(jié)空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)。
B、按預(yù)定的程序?qū)矃^(qū)域和環(huán)境照明進(jìn)行控制。
3、節(jié)能性----有效減少能源消耗，降低管理成本。
A、設(shè)置節(jié)能程序軟件，合理調(diào)控運(yùn)行情況。
B、分析運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行優(yōu)化組合。
4、高效性----提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少管理人員數(shù)量。
A、監(jiān)測、診斷、記錄自動進(jìn)行，利于維護(hù)和保養(yǎng)。
B、一體化管理方式，減少維修人員工作強(qiáng)度。
根據(jù)以上描述,對各子系統(tǒng)功能分別進(jìn)行說明如下：
冷水機(jī)組系統(tǒng)共4臺機(jī)組，由中央站監(jiān)控如下控制點(diǎn)：
（1）制冷系統(tǒng)
監(jiān)控參數(shù)：
---監(jiān)測冷凍水總供回水溫度及總回水流量。
---監(jiān)測冷凍水總壓力差值。
---監(jiān)測冷卻水總回水溫度。
---監(jiān)測冷卻塔供水溫度。膨脹水箱、補(bǔ)水箱高、低液位報警。
---監(jiān)測冷凍機(jī)組、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)扇及冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài)并記錄累計運(yùn)行時間。
---監(jiān)測冷凍機(jī)組水流狀態(tài)。
---調(diào)節(jié)冷凍水旁通閥開度，監(jiān)測冷凍水、冷卻水電動蝶閥、冷卻塔電動蝶閥的開關(guān)。
---冷凍機(jī)組、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)扇及冷卻水泵啟停控制。
---控制冷凍機(jī)組、冷卻水及冷凍水電動閥門開關(guān)。
---為了達(dá)到各冷卻塔水位平衡及節(jié)省能源，控制冷卻塔電動閥門開關(guān)。
控制方案：
A. 冷凍水壓差控制
---用冷凍水總供回水的壓力差，調(diào)節(jié)冷凍水旁通閥門開度，以保證末端水流控制能在正常情況下運(yùn)作。
---在冷凍站系統(tǒng)停止運(yùn)行時，旁通閥門全關(guān)。
B. 冷卻水溫度控制：
---冷卻塔以供水溫度來控制自身風(fēng)扇的啟停，除可維持供水溫度，并達(dá)到節(jié)能目的。
---用冷卻水總回水溫度，控制冷卻塔諜閥開關(guān)，維持在冷凍機(jī)可接收的正常溫度范圍內(nèi)。
C. 冷凍機(jī)組群控：
---冷凍水泵、冷凍機(jī)組冷凍水電動閥門、冷凍機(jī)組連鎖動作。
---冷凍站系統(tǒng)可按時間啟停，亦可依據(jù)室外溫度實(shí)現(xiàn)季節(jié)轉(zhuǎn)換。
---冷凍機(jī)組啟動順序?yàn)椋豪鋮s塔電動閥門、冷卻塔風(fēng)扇、冷凍機(jī)組冷卻水電動閥門、冷卻水泵、冷凍機(jī)組冷凍水電動閥門、冷凍水泵、冷凍機(jī)組。停止順序則與啟動順序相反程序及動作。
---由冷凍水總供回水溫度差及回水流量，計算實(shí)際冷負(fù)荷，決定冷凍機(jī)組應(yīng)運(yùn)行臺數(shù)，并自動啟停冷凍機(jī)組以滿足冷負(fù)荷需要。
---如運(yùn)行水泵，冷凍機(jī)組或冷卻風(fēng)扇發(fā)生故障，備用組別自動投入。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示冷凍站系統(tǒng)所有參數(shù)，使操作員能了解整個冷凍站系統(tǒng)情況，并可作出參數(shù)分析，記錄及打印報警信號。
（2）空調(diào)機(jī)組
系統(tǒng)設(shè)置11臺空調(diào)機(jī)組
監(jiān)控參數(shù)：
---監(jiān)測回風(fēng)溫度，室外溫度、室外濕度。
---由風(fēng)壓差開關(guān)測量風(fēng)機(jī)兩側(cè)壓差，監(jiān)視風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，異常即報警，并記錄風(fēng)機(jī)累計運(yùn)行時間。
---監(jiān)測風(fēng)機(jī)故障報警，霜動報警。
---由風(fēng)壓差開關(guān)測量空氣過濾器兩側(cè)壓差，壓差超過設(shè)定值時報警，盡快進(jìn)行維護(hù)工作。
---風(fēng)機(jī)啟停控制。
---調(diào)節(jié)冷水閥門開度。
控制方案：
---空調(diào)機(jī)，冷水閥門聯(lián)鎖動作。
---空調(diào)機(jī)可按時間(分時間段)啟停。
---依據(jù)室外溫度實(shí)現(xiàn)季節(jié)轉(zhuǎn)換。
---空調(diào)機(jī)啟動順序?yàn)椋簡语L(fēng)機(jī)，確認(rèn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，調(diào)節(jié)冷水閥門控制回風(fēng)溫度。
---空調(diào)機(jī)停止順序?yàn)椋宏P(guān)閉冷水閥門，停止風(fēng)機(jī)。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示空調(diào)機(jī)組所有參數(shù)，使操作員能清楚整個空調(diào)機(jī)組情況，并可作出參數(shù)分析，記錄及打印報警信號。
（3）新風(fēng)機(jī)組
系統(tǒng)設(shè)置8臺新風(fēng)機(jī)組
監(jiān)控參數(shù)：
---監(jiān)測送風(fēng)溫度。
---由風(fēng)壓差開關(guān)測量風(fēng)機(jī)兩側(cè)壓差，監(jiān)視風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，異常即報警，并記錄風(fēng)機(jī)累計運(yùn)行時間。
---監(jiān)測風(fēng)機(jī)故障報警，霜動報警。
---由風(fēng)壓差開關(guān)測量空氣過濾器兩側(cè)壓差，壓差超過設(shè)定值時報警，盡快進(jìn)行維護(hù)工作。
---風(fēng)機(jī)啟停控制。
---調(diào)節(jié)冷水閥門開度。
---控制新風(fēng)閥門開關(guān)。
控制方案：
---新風(fēng)機(jī)，新風(fēng)閥門，冷水閥門聯(lián)鎖動作。
---新風(fēng)機(jī)可按時間（分時間段）啟停。
新風(fēng)機(jī)啟動順序?yàn)椋捍蜷_新風(fēng)閥門，啟動風(fēng)機(jī)，確認(rèn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，調(diào)節(jié)冷水閥門控制送風(fēng)溫度。
新風(fēng)機(jī)停止順序?yàn)椋宏P(guān)閉冷水閥門，停止風(fēng)機(jī)，關(guān)閉新風(fēng)閥門。當(dāng)送風(fēng)溫度過低，立即停止風(fēng)機(jī)，發(fā)出低溫報警。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示空調(diào)機(jī)組所有參數(shù)，使操作員能清楚整個新風(fēng)機(jī)組情況，并可作出參數(shù)分析，記錄及打印報警信號。
（4）送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
監(jiān)控功能：
---監(jiān)測各風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及故障報警，并記錄累計運(yùn)行時間。
---控制送風(fēng)機(jī)啟停。
控制方案：
---按預(yù)先編排時間程序或與其它設(shè)備如空調(diào)機(jī)組聯(lián)鎖動作啟停風(fēng)機(jī)。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示各風(fēng)機(jī)參數(shù)，并可依據(jù)實(shí)際需要修改。
（5）供配電系統(tǒng)
系統(tǒng)設(shè)置二路進(jìn)線
監(jiān)控參數(shù)：
---監(jiān)測各高壓進(jìn)線柜進(jìn)線開關(guān)狀態(tài)，母線聯(lián)絡(luò)柜聯(lián)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)。
---監(jiān)測各變壓器運(yùn)行溫度信號。
---監(jiān)測各高、低壓配電柜電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、耗電量及頻率。
---監(jiān)測發(fā)電機(jī)電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、耗電量及頻率，故障及運(yùn)行狀態(tài)。
控制方案：
---按監(jiān)測耗電量參數(shù)，以預(yù)設(shè)的優(yōu)先等級改變有關(guān)被控設(shè)備的啟停時間。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示有關(guān)參數(shù)，方便操作員參數(shù)分析，并自動記錄及打印報警。
（6）照明系統(tǒng)
監(jiān)控參數(shù)：
---監(jiān)測照明主配電盤回路開關(guān)狀態(tài)。
---控制配電盤回路開關(guān)，并記錄開關(guān)時間。
---按時間段控制室外、辦公樓內(nèi)的公共區(qū)域燈光。
---按時間段控制室外泛光照明、及景光照明。
控制方案：
---按預(yù)先編排的時間程序自動開關(guān)各配電盤回路，達(dá)到節(jié)能效果。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示有關(guān)參數(shù)，方便操作員參數(shù)分析，并自動記錄及打印報警。
---如因用戶需要延長辦公時間，操作員可經(jīng)過簡單的修改時間表，并自動記錄開關(guān)時間，方便征收用戶額外的能源費(fèi)用。
（7）給排水系統(tǒng)
監(jiān)控參數(shù)：
---監(jiān)測生活水泵，排污泵運(yùn)行狀態(tài)和故障報警，并記錄累計運(yùn)行時間。
---控制生活水泵，潛水泵啟停。
控制方案：
---依據(jù)高位水箱高低水位狀態(tài)自動控制生活水泵啟停，維持水箱的正常水位。
---依據(jù)污水池高低水位狀態(tài)自動控制潛水泵啟停，維持水位的正常水位。
---依據(jù)污水池高低水位狀態(tài)自動控制污水泵啟停，維持水位的正常水位。
---當(dāng)工作水泵運(yùn)行超過設(shè)定正常時間后，水位仍未能回復(fù)正常，自動啟動備用水泵，加快送水或排水速度。
---當(dāng)運(yùn)行水泵出現(xiàn)故障，備用水泵馬上自動投入使用。
中央站功能：
---通過動態(tài)彩色圖形顯示各水系統(tǒng)參數(shù)，并自動記錄及打印報警。
1.4.6 監(jiān)控系統(tǒng)I/O點(diǎn)配置表
（參見附表一）（略）
1.4.7 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備配置表