BAS弱电系统设计方案方案介绍

BAS弱电系统设计方案方案介绍
第一章楼宇自控系统
[控制内容]
中央冷冻站，空调风柜系统，变配电系统，送排风系统，热水锅炉系统蒸汽锅炉系统，照明系统，电梯系统。

一、楼宇自动化简介
楼宇自动化是智能大厦的基础。

首先，我们看一看智能大厦的基本组成：
随着时代的进步，人们对居住和工作环境的要求也越来越高。

因此，安装在大厦内的各种机电设备也越来越多而复杂。

这些设备包括中央空调系统，消防系统，安保系统，照明系统以及电梯，变配电，给排水等各种生活和环境保障系统的设备。

一般来说，这些设备分散在大厦的各个角落，价格昂贵，操作复杂，对设备维护要求也比较高,日常运行的费用相当
昂贵，因此对这些设备进行有效的管理和使用成为提高大厦环境品质，保证大厦正常运行的基础。

楼宇自动化系统主要是对上述机电设备进行自动调节控制，集中管理监控的系统。

采用BAS能够给大厦带来如下好处：
节能：
在发达国家，建筑物耗能约占全国总能耗的50%左右，而建筑物中的采暖、通风、空调的能耗占建筑物能耗的70%。

20世纪70年代的“石油危机”后，各国为了节能，均提高了对舒适性空调的控制精度，温度要求控制在±1.5℃,湿度要求控制在±5%。

在民用空调中夏季每降低1℃需要增加10%-15%的能耗；冬季每生高1℃需要增加5%-10%的能耗。

传统的温控器由于其控制精度低，往往不能够有效的实现节能的目的，因此BAS系统的应用已经是事在必行了。

楼宇自动化系统可根据外部环境温度和大厦内空调设备的使用负荷自动调节冷热主机的输出功率。

从而达到节能目的。

一般而言，一个设计良好的楼宇自动化系统可以节约20%-30%的能源，并在2-3年内收回投资。

舒适：
在智能大厦生活工作的人们，为适应信息时代飞速发展的要求，工作必须具有高效率与高创造力。

因此，对环境控制的要求相应提高，除温度、湿度、照度、与卫生度等基本控制内容外，进而逐步要求在声响、色彩、自然光，甚至嗅觉环境诸方面达到更佳状态，以获得生理与心理两方面的舒适感。

贯彻“以人为本”的宗旨，创造高品质的最终目标仍然是为了发展知识经济。

节约人工。

由于大厦内的设备都分散在大厦的各个角落，如果采用人工控制的话，势必需要较多的管理和维护人员。

而楼宇自动化系统可使管理人员从一个地方就能实时观测到大厦的所有设备的运行状态，并对其进行集中管理和维护,从而减少大厦管理人员。

提高设备管理水平。

由于楼宇自动化系统能够实现集中监控和自动故障报警，从而能够迅速地发现大厦内的故障设备并立即对其进行处理。

避免事故的扩大及损害这些昂贵的设备。

此外，楼宇自动化系统还能够根据设备的累积运行时间提示管理人员对设备进行定期维护。

提高物业管理水平。

由于能够迅速发现并排除大厦内各种机电设备的故障，从而可以减少大厦内出现设备故障的时间和程度。

提高物业价值。

由于楼宇自动化系统能够有效地提高大厦的管理水平，节约能源。

改善环境。

所以安装了楼宇自动化系统的大厦更加具有价值。

本着节约能源，提高舒适性，方便管理的目的。

我们设计了某大厦楼宇自动化系统，本系统除具有以上好处外还具有以下特点：
先进性
本系统采用国际90年代末先进的软硬件平台。

确保系统各项指标在相当长的时间内具有一定的技术优势。

实用性
结合我国国情及用户的实际接受能力，不盲目追求指标、模式。

确保系统万无一失的条件下，尽可能为用户节省宝贵的资金。

可扩展
考虑到1、楼宇系统不断扩张的特点，本监控系统具有强大的三维可扩展能力（软件
扩展、系统横向扩展、系统纵向分极扩展）2、对监测的要求进一步提高到监控、调度的高度时，可以方便地增加控制功能。

开放性
本系统建立在软硬件均开放的平台上，可以方便的将本系统纳入更高层的信息管理系统，或包容更底层的控制系统。

同时确保用户可以方便的换型、升级，不致受制于专有系统。

二、系统构成
本系统采用SAIA® DDC-PLUS楼宇自动控制系统。

2.1系统概述
SAIA® DDC-PLUS是瑞士SAIA-Burgess Electronics（思博电子）于90年代推出的最先进的楼宇自动控制系统。

SAIA-Burgess Electronics长达80年的开发和生产经验使其成为工业自动化，楼宇自动化领域的可靠伙伴。

SAIA® DDC-PLUS的全部系统部件均按照工业化的最高要求设计。

安装在世界各地的200000套SAIA-DDC PLUS为用户提供了安全可靠的服务。

从小规模的RIO（8个点）到较大规模的PCD1（32个点）、PCD2（64个点）再到大规模的PCD4（512个点）、PCD6（5120个点），SAIA以其方便的可扩展性最大限度的满足了用户的需求。

开放的网络结构，使得SAIA® DDC-PLUS可以方便的
纳入到更高层的信息管理系统中，也可以包容更
底层的防盗报警、保安监控等系统。

优秀的图形化编程软件PG4使得用户的工作任务实现
起来清晰容易。

2.2系统适用范围
SAIA®DDC-PLUS系统是最先进的适用于中小规模的楼宇自动化系统，控制点数可达上万点。

它的工作范围包括
空调冷热系统的设备监测、数据采集、记录和控制、调节。

通风设备的监测、数据采集、记录和控制、调节。

供、排水设备的监测、数据采集、记录和控制、调节。

电梯运行的监测、数据采集、记录。

供配电及照明设备的监测、数据采集、记录和控制。

门禁系统
保安、闭路电视监视系统
消防报警系统
因此，这是一套完整的设备自动化管理体
系。

管理者在这套系统上既可以完成楼宇的设
备管理作业的全部工作，给用户提供舒适的居
住环境，满足用户的各种要求。

同时，这套系
统将更好地发挥建筑物的功能，节能、降耗，
实现经济运行。

并且，他可以与保安、消防等
产品联网，为用户提供更安全的保障。

当然，作为一套控制系统，SAIA®DDC-PLUS
的诱人之处在于它可以灵活地扩展或缩减，因
而能真正满足用户在使用功能和经济节省两方
面的需求。

2.3系统结构
该系统具有一套以上的中央工作站，通过一条SAIA®S-BUS总线（或者PROFI-BUS总线）
将各种功能的控制器与中央工作站相连，可以完成空调系统、变配电系统、电力照明系统、给排水系统、送排风系统、电梯系统的监视和控制。

现场接有各种探测器、执行机构、电气开关等设备。

因此，这是一个三级系统。

中央监控系统：PENTIUM 级PC 工作站、
CRT 、PRT 等
各种可独立工作的DDC 控制器
温度、压力、流量、湿度、等传感器和
电动阀、电磁阀等执行机构。

2.4为什么采用该系统（该系统的优越性） 简洁
采用三级系统，结构直观简单使用方便、快捷 图形化编程方式，面向过程，编程简单，使用方便 简便地实现系统调整和扩充
开放式结构
从编程到应用均向用户开放 对其它应用系统也是开放的
综合管理系统
用单一窗口方式可对整个系统进行管理
各子系统相互联系，组成一个综合集成管理系统
先进的体系结构
支持DDC 控制方式（数字式直接控制），高精度、高可靠性。

生产工艺技术领先。

是当今世界上最先进的BAS （楼宇自动控制系统）之一。

支持结构化布线
与智能大厦结构化布线系统相互支持。

2.5系统配置
本系统采用SAIA ®
DDC-PLUS 建筑物自动化系统。

中央站：
采用IBM兼容的PII或以上级别的工作站或高档PC，配置19”以上SVGA监视器，及宽行24点阵打印机，通过SAIA®VISI-PLUS图形组态监控软件实现中央监视和人机交互。

分站：
总线——分站总线采用中央通信总线SAIA S—BUS。

DDC控制器——控制器采用PCD1小型控制器和PCD2中型控制器。

通过DDC控制器完成信号采集，运算，输出，控制等系统主要功能。

现场设备：
现场设备层分布着大量传感器，变送器，执行机构等末端设备，通过这些设备最终使系统的信号采集，调节，控制等各种功能得以实现。

有关技术参数及传感器，执行机构配置见《产品选型说明》。

三、控制方案
3.1控制方案
D.摘要：
系统总点数
图形监控站
DDC控制器
中央冷冻站系统
制冷系统监控以下设备：
离心式冷水机组
冷冻水泵
冷却水泵
膨胀水箱
冷却塔
监控参数如下：
对于约克主机进行监控，共计个点，主要对以下参数进行监控。

机组启/停状态
机组故障报警
机组启/停控制
冷冻水出水温度
冷冻水回水温度
冷却水出水温度
冷却水回水温度
运行时间
冷冻水流开关状态
冷却水流开关状态
防止重启动时间
操作模式（本地、遥控、）
控制要点
1、根据系统的冷负荷决定冷冻机组的启停台数；
通过设在供回水主管上的温度传感器及回水主管上的流量变送器，精确的测出供回水的温度及流量。

通过下面的公式计算出系统冷负荷：
系统冷负荷= n * ( T2 —T1 )Fm
其中：
T2为回水温度
T1为供水温度
Fm为总回水流量
n为常数
根据所有机组的制冷量总和为上限将其平均分成5份与测得的系统冷负荷相比较，从而决定冷冻机组的启停台数。

2、系统制热时，对换热器的蒸汽供给量进行调节。

根据系统计算出的热负荷，通过蒸汽调节阀调节蒸汽的供给量。

3、当一台冷冻/却泵发生故障时，备用泵会自动投入运行；
通过对泵的启停条件的设置，即
1）运行冷冻机组台数=冷冻/却泵台数
2）运行时间最少的泵最先启动
3）当报警信号发生时自动关机
当条件3）满足时，系统以条件1）为原则会自动启停一台由条件2）决定的泵。

4、根据冷冻水供/回水管压差调节旁通阀，以保持出水及回水压力差的稳定。

通过供回水总管上的压力传感器，测出供回水压差。

当压差大于设定值时调节装于分/集水器之间的旁通阀从而保持压差稳定。

5、各设备的启停联动控制顺序
通过软件编程实现
启动；
开冷冻、冷却水及冷却塔水阀→ (30S)→冷冻泵→ (10S)→冷却泵→冷却塔风机→查询冷冻、冷却水管水流开关信号→(有水流)开机;
(无水流)报警并关掉所有设备。

停止；
主机报警/水流报警/手动/时间表→冷冻主机→ (5m)→冷冻泵→(10S)→冷却泵→冷却塔→冷冻、冷却水及冷却塔水阀。

6、对各设备运行时间进行统计，方便工作人员定期维护及检修；
7、根据运行时间均衡运行各设备，使设备达到最好的使用效果；
8、根据时间表设定时间启停机组；
在正常情况下可根据上下班时间提前1小时开启各机组。

上班前1小时开启机组运行，下班前1小时停止机组运行。

9、手动控制设备是否加入自动运行；
当某台设备运行状况不太好时，可手动将该设备开除出系统，从而避免该设备运行时间短时总是运行该设备。

10、系统制冷/制热手动转换；
通过这一信号可控制系统供冷还是供热。

11、根据冷却塔进水管压力调节冷却塔进水压力。

通过测量冷却塔进水管的压力，利用浮点控制来控制进水管蝶阀开度以维持进水管压力在允许范围。

参看冷水机组控制原理图。

该子系统设备清单
风柜控制系统
风柜控制系统监控以下设备：
空调风柜台
监控参数如下：
控制要点
1、根据送风（回风）温度与设定值的偏差，用PID运算控制回水电动二通阀的开度；
2、当风机停止后，回水电动二通阀返回全闭位置；
3、冬夏转换；
根据冬夏转换开关，决定阀的动作方向，即当制冷时，若送风温度减设定温度为“+”，阀门向全开动作；当制热时，若送风温度减设定温度为“+”，阀门向全关动作。

4、根据时间表启停风柜；
时间表可根据该风柜控制区域的工作时间决定。

5、滤网淤塞报警；
通过滤网报警开关监视滤网淤塞情况，当淤塞时发出报警信号，通知工作人员清洗。

该子系统设备清单
变配电系统
对于变配电系统遵循只监不控的原则，并且预留足够的点位。

变配电系统监控以下设备：
变压器台
低压总开关柜个
E.
监控参数如下：
该子系统设备清单
送排风系统
一、送排风系统监控以下设备
离心式排风机台
热水锅炉系统
热水锅炉系统监控以下设备：
热水锅炉
热水箱
燃油箱
热水循环泵
二、监控参数如下：
三、控制要点
1、监视热水管网末端水温。

管网末端水温低于55℃时发出水温过低报警信号。

管网末端水温高于65℃时发出水温过高报警信号。

2﹑监视热水箱水位。

3、监视燃油箱油位。

4、监视各水泵运行状态当水泵发生故障时，发出报警信号。

5、对各设备运行时间进行统计，方便工作人员定期维护及检修；
四、热水锅炉子系统设备
蒸汽锅炉系统
蒸汽锅炉系统遵循只监不控的原则。

一、蒸汽锅炉系统监视以下设备
蒸汽锅炉台
热水罐个
燃油箱个
软水箱个
照明系统
照明系统监视以下设备：
泛光照明
喷泉水泵
喷泉灯光
庭院灯
走廊灯
瀑布水泵
注：因招标文件未给出具体数量，所以所有灯光类设备崭按一个设计。

三、监控要点如下：
1、根据时间表开关各个区域的灯光；
时间表可根据该灯光区域的工作时间决定。

该子系统设备清单
电梯系统
电梯系统监控以下设备：
升降机
二、监控参数如下：
监控要点：
根据电梯服务区域的工作时间，按照时间表启停各个电梯。

四、该子系统设备清单
能源管理系统
能源管理系统针对水、电、空调等三大能耗系统对写字楼、营业场所等有可能进行独立核算的部门进行监控和计量并以此为依据对其收费或考核。

方便物业管理部门的管理监督和促进大厦管理人员的节能意识，这将大大提高整个建筑群的节能效果。

本系统由于需要进行计量或核算的部门还未最后确定所以不包含在本次方案中，但本系统已经预留足够的点数。

关于UPS用电的说明：
F.本系统中的各个DDC站建议就地取电。

上位机采用UPS供电。

3.2系统功能特点
3.2.1对于本系统具有以下保证
1、本系统能够实现人-机联系，提供操作员手册，所设计的系统工作在标准的操作平台系统上，提供中文化图形界面，运行菜单显示，提供四级以上的授权密码的修改及操作，实现交互的工作方式。

2、技术信息（包括设备的运行状态。

技术参数，报警信号等）采用统一的表示方法，能按日、周、月累计生成统一的报表，并且提供建立信息库的工具与方法。

3、系统硬件的组成（包括微机与外设、监测与执行元件和其它配套硬件设备，以及总线设备等）为系统功能的实现提供物质基础，主要部件具有可维修性。

4、在应用软件中，提供必要的数学方法，数学模型和控制算法，模块是开放式、符合标准。

5、除必备的系统软件外，还提供保证功能的应用程序，以及软件将来的升级。

6、系统有可靠运行的自检与故障报警功能（包括交流电源故障报警、通讯故障报警、接地故障报警、控制单元故障报警等）。

所有的报警在中央操作台CRT上给出标准格式报告（时间、代码。

文字描述及处理批示等）。

并附有必要的声／光报警，故障消除后恢复正常运行。

3.2.2系统软件及各监控点包括以下管理类型；
1、显示型：
A、设备即时运行状态检测与显示，包括模拟量显示和开关量状态显示。

B、报警状态检测与显示，包括运行参数超限报警，设备运行故障报警。

C、其它需要显示监视的情况。

2、控制型：
A、设备的节能运行控制。

B、直接数字控制，包括各种简单的、高级的、优化的，智能的控制算法的选用。

C、设备运行程序控制，包括按日、时、分、秒设置设备投运／关断的时间程序控制，按工艺要求或能源供给的负荷能力而设置的顺序投运控制及设备启／停的遥控。

3、记录型：
A、状态检测与汇总表输出，区分为“正常”、“报警”并分别在“状态表”和“报警记录”中进行记录。

B、积算记录及报表生成，包括运行趋势记录输出，积算报表生成，运行时间积算记录，动作次数积算记录，能耗记录及日常报表的生成等。

3.2.3系统之网络符合下述原则:
1、集中监控的需要。

2、减少故障风险，实现“危险分散”。

3、易于实现系统扩张。

3.2.4中央监控中心符合下列要求：
2、中央操作站包括电脑管理系统以及必须的外围设备和可靠的工作电源。

3、中央监控中心包括一套系统软件和一套以上的应用软件。

应用软件提供与其它系统联网的开放型接口，并有中文接口及全部软件详细的操作员手册。

4、中央监控中心能实现全部系统的优化控制与管理，包括如下功能：
A、存取全部系统数字和控制参数。

B、输出和打印各类报表
C、对各种参数进行历史趋势的记录与分析。

D、实现各种控制功能并提供优化节能运行控制算法。

E、提供设备维修管理自动化所需的各种数据、资料与指标等。

3.2.5现场控制器（DDC）符合下述要求：
1、DDC以微机处理器（CPU）为核心控制单元，DDC能够接受多种标准的信号输入，以适应各种不同的监控点所采用的传感器及变送器，并同时具有模拟量和开关量两种输出，输出信号符合多种通用标准。

2、DDC设有操作员终端或程序员终端接口，并有远程与近程通讯接口，以方便操作员或程序员进行现场操作。

修改以及控制中心的通讯。

同时保证联结终端设备后，不会影响其他现场控制器（DDC）及整个网络正常运行。

3、DDC的软件能够独立运行并且易于修改。

4、DDC的故障（包括软件及硬件）不影响其它DDC及网络通讯的正常工作，同时在中央监控中心作出报警指示。

5、DDC的控制点数留有小部分的冗余，以备扩容之需。

3.2.6关于系统应用软件：
除上述有关软件的规定外，关于中央监控中心及DDC之间应用软件有如下说明：
l、区分中央监控中心软件和DDC软件，并根据“危险分散”的原则进行分散配置和组态。

2、软件模块化结构，以利于简易、灵活地实现功能扩展。

3、软件具有使用多级安全级别的管理。

4、软件具有最为简单的可操作性，如以菜单方式工作、单击键盘或鼠标即可完成一次操作，同时建立应用程序包，把程序编制过程尽可能简化。

5、提供高级语言或接近于自然的语言进行非标准的程序开发
6、每个DDC均可根据需要从其他控制器读入共享数据。

实现点对点通讯。

3.2.7信号的传输与系统通讯
1、系统的信号传输作为本系统的重要子系统加以规划，并复合下述规定：
通讯子系统支持交互式通信方式，中央监控中心和DDC发生故障时，均不会导致整个系统通信中断。

全部监控站和控制器能共享必要的硬件和软件资源。

各类监控站或控制器挂接于通信网络方式，能保证在不影响系统正常工作的前提下，方便地
增挂于摘除，使系统便于维护和扩展
通信系统宜自检功能，当发生通信故障使自动报警，并显示故障点记录，同时给出出力提示
四、设计标准
根据中国国家标准，国会中心的BAS系统的设计依据如下：
JGJ／T16一92“民用建筑电气设计规范”
GBJ116一88“火灾自动报警系统设计规范”
GB4718一84“火灾报警设备专业名词术语”
GBJ19一87“采暖通风与空调调节设计规范”
根据中国国家标准“民用建筑电气设计规范”第26章“建筑物自动化系统（BAS）”的要求，在对建筑物的自动化系统进行选型和设计时需要注意如下二点：
采用集散型控制系统（TDS）
采用局域网技术
这一条规定反映了当今计算机网络技术的迅猛发展，是信息时代的特点。

中国国家标准推荐的总线型网络拓扑结构——以太网作为局域网的干线，并支持多种网络操作系统，例如UNIX、Windows-NT以及Netware等.
在我们的设计过程中，我们尽可能的使我们的设计思想在符合国家标准的同时向先进的楼宇自动化标准BACnet的设计思想靠拢。

五、质量保证书
本公司保证采用当前国际领先的技术和设备。

设计完成的系统所有指标均达到或超过以下国家标准的要求。

JGJ／T16一92“民用建筑电气设计规范”
GBJ19一87“采暖通风与空调调节设计规范”
七、施工组织计划
7.1工程施工图设计
系统工程施工图设计的深度满足以下几点要求：
土建施工所需预留孔洞、预埋件和线槽、桥架的定位、尺寸以及走向的工艺与敷设要求
中央监控室的位置、大小、平面布置要求
系统现场控制器（DDC）、监控点的定位及安装要求
系统配线规格和布线要求
系统设备线路端接的编号和方式
系统工程施工图纸包括：图纸目录、总体说明、各子系统结构配置图、系统管线配置图、系统配线与端接图。

施工图纸设计，主要以上述图纸为主，如果在图纸上表示不清楚的，在总体说明或相应图纸中辅以文字说明，文字说明是对施工图纸的补充。

7.2系统施工
（1）系统施工图的会审
图纸会审是一项极其严肃和重要的技术工作。

认真做好图纸会审工作，对于减少施工图中的
差错，保证和提高工程质量有重要的作用。

图纸会审，由工程总包方组织和领导，分别由建设单位、各子系统设备供应商、系统安装承包商参加，有步骤地进行，并按照工程的性质、图纸内容等分别组织会审工作，会审结果形成纪要，由设计、建设、施工三方共同签字，并分发下去，作为施工图的补充技术文件。

（2）系统施工工期的时间表
确定施工工期的时间表是施工进度管理、人员组织和确保工程按时竣工的重要措施，因此在工程合约一旦签定以后，应立即由建设方组织各子系统设备供应商、机电设备供应商、工程安装承包商进行工程施工界面的协调和确认，从而形成工程施工工期时间表。

该时间表的主要时间段内容包括：系统设计、设备生产与购买、管线施工、设备验收、设备安装、系统调试、培训和系统验收等，同时工程施工界面协调和确认应形成纪要或界面协调文件。

（3）系统工程施工技术交底
技术交底包括系统设计单位（通常是系统总承包商）与工程安装承包商，各分系统承包商和机电设备供应商，工程安装承包商内部负责施工专业工程师与工程项目技术主管（工程项目工程师）的技术交底工作，它们应分级分层次进行。

7.3系统的调试
系统的调试，基本上在中控设备安装完毕后，即可进行，调试的步骤是：
中控设备现场控制器分区域端接好的终端设备程序演示部分开通全部开通
7.4弱电集成系统的验收
系统的验收，建立在各子系统分别调试成功以后，演示相应的联动联锁程序。

并在整个系统验收文件完成，以及系统正常运行一个月以后，即可进行系统验收，在整个集成系统验收前，也可分别进行集成系统各子系统的工程验收。

八、产品选型说明
8.1中央站
●硬件
处理器：PentiumⅡ®433MHz
RAM: 64M
硬盘：10.0G
●软件
操作系统：Windows 98
网络通信协议：TCP/IP
8.2分站(DDC)
●分站总线：
中央通讯总线S-BUS，通信速度384000 bps。