1、智能建筑中的楼宇设备监控系统设计案例摘要：通过案例，详细阐述了 Excel5000楼宇控产品在某大厦 宇设备监控系统各子系统中的具体应用，为相关专业设计人员的此类 方案设计提供了参考依据。1引言现代化的商务大厦是以高度的智能化为其主要功能目标的，而 楼宇自动化系统是现代楼宇智能化的体现。楼宇设备监控系统是基于 现代控制理论中的分布控制理论而设计的一个集散型控制系统，它通 过中央计算机将分布在各监控现场的智能单元连接在一起，构成一个 先进而完善的综合监控系统，对整个大厦的机电设备实现集中监测与 控制，保证设备在最佳状态下运行，为大厦提供一个舒适、高效、安 全、节能的环境。2设计依据和标准(1)
2、GB / T503142000智能建筑设计标准 JGJ / T1692民用建筑电气设计规范(3) GBJ4281工业企业通信设计规范(4) GBJ23292电气装置安装工程施工及验收规范(5) GB5004595高层民用建筑设计防火规范(6) EBI企业网Excel5000设计手册3设计原则楼宇设备监控系统担负着对整个大厦机电设备的集中监测与 控制，保证设备的正常运行，并达到最佳状态。因此，不仅要求楼宇自动化控制系统具有可靠性，同时还具有开放性，灵活性，经济性。 在整个设计中，对所控制的点、设备进行分区、分块、根据各部分的 功能特点，选用相宜的DDC控制器，整个系统充分体现了分散控制 集中管理
3、的特性。4设计选型某大厦建筑面积30000m2地而32层，地下1层，地上第 6层为设备层，地下1-地上5层为商场，地上731层为办公 区域，大楼控制中心位于18层，大厦楼宇设备子系统如图1所示。 3 1lrJJsalln心宰k丨IaB n MaAnada- 31 Al丄|1! MAM叫hl A3匚: i o a* :nal i JS1 191a i1II:A1 ! a根据此大厦的建筑特点和应用功能，选用了美国Honeywell公司最新推出的Excel5000系统与EBI系统相结合的方式。该系统根据需要可将大厦的楼宇控制系统，消防报警系统及保安自动化系统 集成在EBI平台上，包括选用最先进的Lo
4、nworks技术的数字控制 器，以及与其他供应商系统及OA系统的开放性接口。41硬件部分Excel5000系统包括三个部分：机电设备控制系统、火灾报警消防控 制系统、保安系统。它是一个集成系统，在管理信息域，可与办公自 动化系统相联；在实时控制领域，三种控制系统联接为一个整体，完 成数据交换，可实现动作连锁控制。Excel5000也是一个开放系统, 其第二级(单元)控制器，采用了行业规范LonMark。数据网络 通信协议采用工业标准。TCP / IP网络结构采用以太网，使网络 的联接简便易行，同时，采用Internet技术，使建筑物自动化系统可 与企业网互联。Excel5000系统是以现场总线
5、技术为基础的集散型 控制系统，主控制器I /制当风机控制箱控制按钮处于自动位置 时，在楼控工作站上可远程起动或停止风机，当控制按钮处于手动位 置时，可本地起停新风机组/空调机组。(3) 节能控制 以新风入口温度、新风出口温度、所处季节等为参量， 利用软件编制相应新风机节能管理控制程序，对新风机/空调机进行 控制，对水阀的开度进行PID调节；根据各新风机/空调机控制区域 作息时间，制定相应的时间表，定时自动控制新风机/空调机的起停, 楼控中心可对新风机/空调机和水阀进行软手动控制。(4) 实时监视 实时监视各新风机/空调机运行状态及新风机/空调机 有无故障报警。(5) 故障诊断当检测到新风机/空
6、调机出现故障吋，楼控工作站立即发 生故障报警，提醒操作员通知相关人员维修设备。(6) 过滤器阻塞报警空气过滤器两端圧差过大时报警，提示清扫。(7) 在商场内设置空气质量监测点,根据二氧化碳浓度直接调节变风量 空调机，从而调节新风回风，确保商场的新风流量满足空调新风舒适 感的要求。监控点分布如图3、表1所示。5. 2直燃机组的监控2(1)监控对象 设置85个点对2台BZ102VI(K)B型直燃机组、2台BZ85 VfflK)C-H2型直燃机组及冷温、冷却泵、冷却塔风机进行状态及故 障监控。(2) 远程自动控制 在楼控工作站上可以实现直燃机组远程控制。(3) 故障及工况监测对直燃机组、空调水泵、冷
7、却塔风机进行状态检测 及故障报警。一旦检测到故障，即发&报警提示维修人员对设备进行 维修；克燃机组其他更详细的参数的监测，通过集成平台对臣燃机组 进行信息系统集成加以实现，这样可节省业主投资，避免重复建设。根据大楼的要求，累积每台冷冻机组运行时间，自动切换到运行 时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，目的是延长机组使 用寿命。根据冷源系统总负荷量(一次供回水温差X总流量)进行冷水机 组台数控制。运行台数需与负荷相匹配，实现机组最优起停时间控制, 使设备交替运行，平均分配各设备运行时间。对各季节的优先使用设 备进行指定，发生故障时自动切换，根据送水分水器温度进行减少， 回水集水器进行增加的
8、冷源运行台数补充控制。负荷计算：Q=KX MX(T1T2)式中Q负荷K常数 M流量T1 回 水总管温度T2供水总管温度冷冻水系统控制方案所有冷冻 机组的起停与相关的负荷控制连锁，用户可以根据现场的具体情况和 用户的要求对这些程式中的参数及连锁点自行修改和设定。BAS系 统通过安装在冷冻机房内的Excel5000系列直接数字控制器来完成对 冷冻机组的控制要求：冷冻机台数控制、运行顺序的转换控制根据水 系统的供回水温差和流量计算空调系统的冷(或热)负荷，以此来对冷 水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、冷却塔进水阀及相关的 水阀实现联动控制，同时监视其运行状态及故障状态。冷水机组开机 台数控制方
9、案如表2所示。旁通调节阀控制 在系统出现低流量的情况时，通过软件计算旁 通阀开度，保证直燃机组的安全运行。定时起停控制 可以根据用 户实际情况，制定相应时间表，定时控制直燃机组的起停。监控点分 布如表3、图4所示。5. 3送排风机系统的监控（1）监控对象 监控 设备包括5台强排烟风机（P1P5）, 4台送风机（S1S4）,具体型号为4 台468N08C离心风机，2台4一68N063C离心风机及3台SJG -4. 5F斜流风机。共设置监控点18点。（2）具体监控内容 实时 监视一 一对各风机运行状态进行监视。故障诊断旦检测到送排风机出现故障，立即产生报警提示，提醒操作人员，通知检修。监 控点分布
10、如表4所示。5. 4给排水系统的监控（1）监控对象 需监控 的设备包括生活水泵、消防泵、喷淋泵、地下水池、顶层水箱水位。 水泵及污水坑水位共设置监控点22点。（2）具体监控内容 实时监 视一一对地下水池和屋顶水箱的高低水位、生活水泵、消防水泵及污 水泵运行状态进行监控。故障诊断一一各生活水泵、消防水泵及污 水泵一旦出现故障，或水池、水箱、集水坑水位出现超限报警，立即 产生报告，提醒操作人员，通知检修。监控点分布如图5、图6所示。 5. 5供配电系统的监控（1）监控对象需监控的设备包括1DP、2DP 低压进线柜；4DP联络柜。共设置监控点21点。（2）具体监控内容 远程控制一一通过编制相应控制程
11、序，实现市电双回路供电电源母线 开关的远程监测。实时监视一一楼控中心可对空气断路器状态、市 电电压电流进行实时监视。故障诊断一一当市电供电电源岀现故障 （如缺相、断电等）时，作出相应保护，并立R卩产生报告，提醒操作人 员，通知维护人员进行维修。监控点分布如表5、图7所示。5. 6照 明系统的监控（1）监控对象 设置58个点对各楼层总照明配电箱进行 监控。（2）监控内容远程定时控制一一根据各楼层办公作息时间, 制定相应控制时间表，编制相应软件控制程序，定时开关控制29路 照明控制箱的开关。状态监视一一楼控工作站可对各路照明配电状 态进行监视，一旦出现异常情况，立即产生报警，提醒操作人员，通 知维
12、护人员进行维修。监控点分布如表6、图8所示。5. 7电梯系 统的监控（1）监控对象 设置20个点，对10台电梯运行工况进行监控。 （2）监控内容 可对电梯运行状态进行实时监测，一旦出现异常，立即 产生报警，提醒操作人员，通知维护人员进行维修。监控点分布如表 7、图9所示。6系统控制方案说明根据大楼的实际状况，采用了 6 个控制器构成整个大楼楼控系统的控制网络，分布在1层、4层、6 层、18层。见图10楼宇控制系统原理图。6. 1楼宇设备分布特点 该大厦地下1层一5层每层有两台变风量空调机组，根据机组在设置 位置对称的特点，将控制器分为两大控制区域，最大限度地节约了工 程材料，其中在1层设置两台
13、DDC控制器1FXL80. 1和1FXL80. 2, 实现对地下1层及1层变风量空调机组的检测与控制，4层设置两台 XL100控制器，对室外温度和3、4两层右侧区域变风量机组的检测 与控制，对25五层的用电、扶梯状态和故障变风量空调机组的集中 管理。6层为设备层，大楼重要机电设备均集中在此层，有4台直 燃机组，空调水系统、供配电系统、所需监控点较多，故在6层设置 一台6FXL500控制器，实现对6层的空调系统、供配电系统及地下1 层地上13层楼层配电箱的状态采集和远程控制。在大楼18层设置 一台XL500控制器对一台组合式空调机组和地上1423层楼层配电 箱的状态采集和开关控制。在28层设置18FXL500的远端I / 0箱, 实现地上24层至32层的楼层配电箱的状态采集和开关控制，同时也 对32层的一台组合式空调的启停进行控制。6.2具体说明各信号 点、被控点分别就近连接至控制器XL500 / XLIOO / XL80DDC控制 器上，所有DDC控制器之间通信线选用RVVP(2X0
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