樓宇設備監(jiān)控設計

1、樓宇設備監(jiān)控設計1引言現(xiàn)代化的商務大廈是以高度的智能化為其主要功能目標的，而樓宇自動化系統(tǒng)是現(xiàn)代樓宇智能化的體現(xiàn)。樓宇設備監(jiān)控系統(tǒng)是基于現(xiàn)代控制理論中的分布控制理論而設計的一個集散型控制系統(tǒng)，它通過中央計算機將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場的智能單元連接在一起，構成一個先進而完善的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對整個大廈的機電設備實現(xiàn)集中監(jiān)測與控制，保證設備在最佳狀態(tài)下運行，為大廈提供一個舒適、高效、安全、節(jié)能的環(huán)境。2設計依據和標準 (1)GBT503142000智能建筑設計標準 (2)JGJT1692民用建筑電氣設計規(guī)范 (3)GBJ4281工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范 (4)GBJ23292電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范 (

2、5)GB5004595高層民用建筑設計防火規(guī)范 (6)EBI企業(yè)網 Excel5000設計手冊3 設計原則 樓宇設備監(jiān)控系統(tǒng)擔負著對整個大廈機電設備的集中監(jiān)測與控制，保證設備的正常運行，并達到最佳狀態(tài)。因此，不僅要求樓宇自動化控制系統(tǒng)具有可靠性，同時還具有開放性，靈活性，經濟性。在整個設計中，對所控制的點、設備進行分區(qū)、分塊、根據各部分的功能特點，選用相宜的DDC控制器，整個系統(tǒng)充分體現(xiàn)了分散控制集中管理的特性。圖14 設計選型某大廈建筑面積30000m2地面32層，地下1層，地上第6層為設備層，地下1地上5層為商場，地上731層為辦公區(qū)域，大樓控制中心位于18層，大廈樓宇設備子系統(tǒng)如圖1所示

3、。根據此大廈的建筑特點和應用功能，選用了美國Honeywell公司最新推出的Excel5000系統(tǒng)與EBI系統(tǒng)相結合的方式。該系統(tǒng)根據需要可將大廈的樓宇控制系統(tǒng)，消防報警系統(tǒng)及保安自動化系統(tǒng)集成在EBI平臺上，包括選用最先進的Lonworks技術的數字控制器，以及與其他供應商系統(tǒng)及OA系統(tǒng)的開放性接口。41 硬件部分 Excel5000系統(tǒng)包括三個部分：機電設備控制系統(tǒng)、火災報警消防控制系統(tǒng)、保安系統(tǒng)。它是一個集成系統(tǒng)，在管理信息域，可與辦公自動化系統(tǒng)相聯(lián)；在實時控制領域，三種控制系統(tǒng)聯(lián)接為一個整體，完成數據交換，可實現(xiàn)動作連鎖控制。 Excel5000也是一個開放系統(tǒng)，其第二級(單元)控制器

4、，采用了行業(yè)規(guī)范LonMark。數據網絡通信協(xié)議采用工業(yè)標準。TCPIP網絡結構采用以太網，使網絡的聯(lián)接簡便易行，同時，采用Internet技術，使建筑物自動化系統(tǒng)可與企業(yè)網互聯(lián)。 Excel5000系統(tǒng)是以現(xiàn)場總線技術為基礎的集散型控制系統(tǒng)，主控制器IO采用LON總線，部件采用先進的電子技術，使控制器的可靠性達到平均無故障時間MTBF小于12萬h，具有工業(yè)過程控制水平。 由于火災報警消防控制系統(tǒng)、保安系統(tǒng)在本大廈中是各自獨立的系統(tǒng)，所以在此只介紹機電設備控制系統(tǒng)。42 軟件部分 Excel5000系統(tǒng)所采用的控制原理是建筑自動化中的分布式控制系統(tǒng)。網絡結構網如圖2所示。 圖25 各子系統(tǒng)的具

5、體設計 51 新風空調系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對象 設置121個點實現(xiàn)對14臺BFPX系列變風量空調機組遠程起?？刂?、節(jié)能控制、實時監(jiān)視和故障診斷；對2臺39G2330型組合式空調進行遠程起?？刂啤?(2)遠程起?？刂?當風機控制箱控制按鈕處于自動位置時，在樓控工作站上可遠程起動或停止風機，當控制按鈕處于手動位置時，可本地起停新風機組空調機組。 (3)節(jié)能控制 以新風入口溫度、新風出口溫度、所處季節(jié)等為參量，利用軟件編制相應新風機節(jié)能管理控制程序，對新風機空調機進行控制，對水閥的開度進行PID調節(jié)；根據各新風機空調機控制區(qū)域作息時間，制定相應的時間表，定時自動控制新風機空調機的起停，樓控中心可對

6、新風機空調機和水閥進行軟手動控制。 (4)實時監(jiān)視 實時監(jiān)視各新風機空調機運行狀態(tài)及新風機空調機有無故障報警。 (5)故障診斷 當檢測到新風機空調機出現(xiàn)故障時，樓控工作站立即發(fā)生故障報警，提醒操作員通知相關人員維修設備。 (6)過濾器阻塞報警 空氣過濾器兩端壓差過大時報警，提示清掃。 (7)在商場內設置空氣質量監(jiān)測點，根據二氧化碳濃度直接調節(jié)變風量空調機，從而調節(jié)新風回風，確保商場的新風流量滿足空調新風舒適感的要求。監(jiān)控點分布如圖3、表1所示。圖352 直燃機組的監(jiān)控2 (1)監(jiān)控對象 設置85個點對2臺BZl02(K)B型直燃機組、2臺BZ85K)CH2型直燃機組及冷溫、冷卻泵、冷卻塔風機進

7、行狀態(tài)及故障監(jiān)控。 (2)遠程自動控制 在樓控工作站上可以實現(xiàn)直燃機組遠程控制。 (3)故障及工況監(jiān)測 對直燃機組、空調水泵、冷卻塔風機進行狀態(tài)檢測及故障報警。一旦檢測到故障，即發(fā)生報警提示維修人員對設備進行維修；直燃機組其他更詳細的參數的監(jiān)測，通過集成平臺對直燃機組進行 信息系統(tǒng)集成加以實現(xiàn)，這樣可節(jié)省業(yè)主投資，避免重復建設。 根據大樓的要求，累積每臺冷凍機組運行時間，自動切換到運行時間最短的機組，使每臺機組運行時間基本相等，目的是延長機組使用壽命。 根據冷源系統(tǒng)總負荷量(一次供回水溫差X總流量)進行冷水機組臺數控制。運行臺數需與負荷相匹配，實現(xiàn)機組最優(yōu)起停時間控制，使設備交替運行，平均分配

8、各設備運行時間。對各季節(jié)的優(yōu)先使用設備進行指定，發(fā)生故障時自動切換，根據送水分水器溫度進行減少，回水集水器進行增加的冷源運行臺數補充控制。 負荷計算： Q=K×M×(T1T2) 式中 Q負荷 K常數 M流量 T1回水總管溫度 T2供水總管溫度 冷凍水系統(tǒng)控制方案 所有冷凍機組的起停與相關的負荷控制連鎖，用戶可以根據現(xiàn)場的具體情況和用戶的要求對這些程式中的參數及連鎖點自行修改和設定。BAS系統(tǒng)通過安裝在冷凍機房內的Excel5000系列直接數字控制器來完成對冷凍機組的控制要求：冷凍機臺數控制、運行順序的轉換控制根據水系統(tǒng)的供回水溫差和流量計算空調系統(tǒng)的冷(或熱)負荷，以此來對

9、冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、冷卻塔進水閥及相關的水閥實現(xiàn)聯(lián)動控制，同時監(jiān)視其運行狀態(tài)及故障狀態(tài)。 冷水機組開機臺數控制方案如表2所示。 旁通調節(jié)閥控制 在系統(tǒng)出現(xiàn)低流量的情況時，通過軟件計算旁通閥開度，保證直燃機組的安全運行。 定時起?？刂?可以根據用戶實際情況，制定相應時間表，定時控制直燃機組的起停。監(jiān)控點分布如表3、圖4所示。圖453 送排風機系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對象 監(jiān)控設備包括5臺強排煙風機(P1P5)，4臺送風機(S1S4)，具體型號為4臺468N08C離心風機，2臺468N063C離心風機及3臺SJG一45F斜流風機。共設置監(jiān)控點18點。 (2)具體監(jiān)控內容 實時監(jiān)

10、視對各風機運行狀態(tài)進行監(jiān)視。故障診斷一旦檢測到送排風機出現(xiàn)故障，立即產生報警提示，提醒操作人員，通知檢修。監(jiān)控點分布如表4所示。54 給排水系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對象 需監(jiān)控的設備包括生活水泵、消防泵、噴淋泵、地下水池、頂層水箱水位。水泵及污水坑水位共設置監(jiān)控點22點。 (2)具體監(jiān)控內容 實時監(jiān)視對地下水池和屋頂水箱的高低水位、生活水泵、消防水泵及污水泵運行狀態(tài)進行監(jiān)控。故障診斷各生活水泵、消防水泵及污水泵一旦出現(xiàn)故障，或水池、水箱、集水坑水位出現(xiàn)超限報警，立即產生報告，提醒操作人員，通知檢修。監(jiān)控點分布如圖5、圖6所示。圖5圖655 供配電系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對象 需監(jiān)控的設備包括1DP

11、、2DP低壓進線柜；4DP聯(lián)絡柜。共設置監(jiān)控點21點。 (2)具體監(jiān)控內容 遠程控制通過編制相應控制程序，實現(xiàn)市電雙回路供電電源母線開關的遠程監(jiān)測。實時監(jiān)視樓控中心可對空氣斷路器狀態(tài)、市電電壓電流進行實時監(jiān)視。故障診斷當市電供電電源出現(xiàn)故障(如缺相、斷電等)時，作出相應保護，并立即產生報告，提醒操作人員，通知維護人員進行維修。監(jiān)控點分布如表5、圖7所示。圖756 照明系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對象 設置58個點對各樓層總照明配電箱進行監(jiān)控。 (2)監(jiān)控內容 遠程定時控制根據各樓層辦公作息時間，制定相應控制時間表，編制相應軟件控制程序，定時開關控制29路照明控制箱的開關。狀態(tài)監(jiān)視樓控工作站可對各路照

12、明配電狀態(tài)進行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常情況，立即產生報警，提醒操作人員，通知維護人員進行維修。監(jiān)控點分布如表6、圖8所示。圖857 電梯系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對象 設置20個點，對10臺電梯運行工況進行監(jiān)控。 (2)監(jiān)控內容 可對電梯運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常，立即產生報警，提醒操作人員，通知維護人員進行維修。監(jiān)控點分布如表7、圖9所示。圖96 系統(tǒng)控制方案說明根據大樓的實際狀況，采用了6個控制器構成整個大樓樓控系統(tǒng)的控制網絡，分布在1層、4層、6層、18層。見圖10樓宇控制系統(tǒng)原理圖。圖1061 樓宇設備分布特點 該大廈地下1層5層每層有兩臺變風量空調機組，根據機組在設置位置對稱的特點，將

13、控制器分為兩大控制區(qū)域，最大限度地節(jié)約了工程材料，其中在1層設置兩臺DDC控制器1FXL801和1FXL802，實現(xiàn)對地下1層及1層變風量空調機組的檢測與控制，4層設置兩臺XL100控制器，對室外溫度和3、4兩層右側區(qū)域變風量機組的檢測與控制，對25五層的用電、扶梯狀態(tài)和故障變風量空調機組的集中管理。 6層為設備層，大樓重要機電設備均集中在此層，有4臺直燃機組，空調水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、所需監(jiān)控點較多，故在6層設置一臺6FXL500控制器，實現(xiàn)對6層的空調系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)及地下1層地上13層樓層配電箱的狀態(tài)采集和遠程控制。 在大樓18層設置一臺XL500控制器對一臺組合式空調機組和地上1423層樓層配電箱的狀態(tài)采集和開關控制。 在28層設置18FXL500的遠端IO箱，實現(xiàn)地上24層至32層的樓層配電箱的狀態(tài)采集和開關控制，同時也對32層的一臺組合式空調的啟停進行控制。6.2 具體說明 各信號點、被控點分別就近連接至控制器XL500XLl00XL80DDC控制器上，所有DDC控制器之間通信線選用RVVP(2×075)，模擬信號線選用RVVP(2×05)，所有數字信號(DI、DO)控制通信線纜選用BV10：因大樓六層機電設備眾多，控制線纜