施耐德楼宇自控系统方案

楼宇自控系统方案

一、概述

本项目1标由地下两层，地上1~2#、9~12#号楼组成，其主要针对照明、给排水设备、通风设备等系统的控制，本次提供的杭政储出【2014】18号地块商业商务用房1标楼宇自控系统设计方案，是我方按照相关专业条件图精心考虑、设计制作而成。系统采用世界一流、久经考验、建筑行业使用最多的楼宇自控系统产品之一：Schneider楼宇控制系统，并选用了它的最先进的网络硬件和软件产品。本方案以分布于大楼现场的众多DDC控制器作为主要监控设备，配置相应的网络设备和中央监控工作站，实现分布式控制，集成操作管理的系统工作模式。本楼宇自控系统在投运以后，预计可以节约日常运行开支10%～25%，让业主获得持续的，可观的中长期回报。系统收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据，作到一体化管理，达到提高运行效率、保证物流及办公环境需要、节省能源、节省人力成本的效果，并最大限度延长受控设备使用寿命。

二、需求分析

本项目工程特点是设计定位较高，功能结构多样，建筑面积大，横向距离远，设备相对分散。主要有通风、水泵、照明等动力配电等设备，而且数量比较大。如此多的设备对于楼宇自动控制系统也有很高的要求，它不仅需要对大楼内的所有的机电设备如配电设备、给排水设备等进行统一管理，而且这些设备还需与其它的智能化子系统进行通讯和必要的联动控制，以便于创造一个节能、舒适、高效、安全的环境。

针对上述特点，本系统非常适合采用“分散控制，集中管理”的集散型控制模式。分散控制，能够极大地提高系统的可靠性，降低系统布线的造价和复杂程度；集中管理又为系统的操作管理和维护带来巨大的方便。

本次楼宇自控系统在空调和能源管理的监控配点设计上给予完善的支持。并且尽可能考虑管理方案的可操作性和可维护性。对大楼内的各种设备运行数据进行共享，以节约资源，加强科学管理和决策。设备管理集成和信息系统集成需要来自建筑设备日常的和应急的各种工况参数，例如故障报警信息，设备负荷状态(时间、水平)等等，楼宇自控系统必须采集这些数据，并将它们和共享数据库关联，成为系统集成可以运用的原始数据。这一个数据自动化采集的作业，是整个

建筑群实现智能化的重要一环。同时这些数据提供给系统集成平台，作进一步的分析和处理，以形成完善的报表、图表，维护保养的时间安排，备品备件的库存安排，能耗分析，以利于完成节能、高效的管理策略，使系统运行在更合理、更经济、更安全、更高效的状态中。

本次BAS的监控范围为：

VRV空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统等

以上系统将在下面详细方案设计中详述。

基于上述内容，我司在杭政储出【2014】18号地块商业商务用房1标楼宇自动化控制系统设计中，主要由以下几个方面进行考虑：

 系统确保提高人员工作效率和健康舒适的工作环境；

 系统能够实现高效节能，节约管理费用，减少管理人员；

 系统具有集散型控制的网络结构能够适应管理工作的发展需要、具有可

扩展性、可变性、能适应环境的变化的工作性质的多样化；

 系统所选产品本身先进、成熟，具备应用于楼宇控制的专门性能，具有

大量现成的控制功能模块，编程设置方便，安装方便，易于调试，工程

效率高不延误工期；

 系统设备使用管理方便、安全可靠；

 系统应保证投资合理，达到短期投资长期受益的目的。

 系统采用当代最先进且符合业界标准的软件技术，具有功能强大的人机

接口图形界面，能够对设备系统进行完善的集成监控和管理；

 系统具有真正的开放性，可以方便地和第三方设备通讯，将第三方设备

纳入监控系统中，实现设备系统的集中监控和管理；另一方面又能够为

具有向IBMS集成的条件；

 系统具有足够的稳定性，在可以预见的将来（3-8年内）不会列入淘汰

的行列；

 系统具有足够的技术支持，无维护保养的后顾之忧。

 系统容量留有一定的冗余，以便将来用户扩展。

三、系统选型

综合考虑、比较国外先进的楼宇自控化控制系统，我们设计选用施耐德楼宇自控系统。Schneider楼宇自控系统是世界上第一家推出集散控制系统的公司，

是第一家将直接数字控制技术（DDC）应用到楼宇控制的公司，还是第一家获得ISO9001和ISO14001质量认证的楼宇自控厂家。我们有理由信任、选择Schneider楼宇自控系统为您服务。

以下为针对项目技术要求列举的系统特点：

1）分布式拓扑结构、模块化结构、良好的系统可扩展性

系统由监控中心服务器主机、工作站、网络控制器、现场数字控制器及I/O模块组成分布式体系结构。管理层由中央监控电脑配以监控软件和网络控制器组成；控制层则由各种控制子站(DDC及I/O模块)连接而成。控制器之间以

LONWORKS/BACNET总线方式互联，并经网络控制器以以太网的形式接入监控中心。控制层设备直接与现场控制元件连接。这种网络结构实现了目前流行于楼宇自控系统中“分散控制，集中管理”的控制模式。这种自控模式不仅便于系统的扩充，而且每个子站的工作都是独立的，这样就大大减少了系统故障的几率和范围。具有高可靠性、灵活性、先进性、延展性。

2）强大的运算能力及较大存贮容量

系统总线采用LONWORKS/BACNET总线形式，通讯速率达78Kbps，系统网络控制器具备强大的数据运算能力，主频达到160MHZ，超大4G内存容量，方便系统大数据量的存储。

3）断电时数据保存能力

DDC具有72小时失电保护，具有足够的稳定性和使用寿命，控制器的平均无故障时间MTBF应达10万小时以上。确保系统能长期处于稳定的、不间断的工作状态，任何现场设备的损坏都不影响控制器的正常运行，任何一台控制器的故障都不影响整个系统的正常操作；网络控制器更是具有30天的时钟备份周期。

4）当地和远程调试和维护能力

网络控制器、DDC及I/O模块上有相应的状态指示灯，如总线状态、电源状态、通讯状态等，方便本地调试，系统具有网络自检功能，当控制器或模块掉线或损坏时能及时反馈报警信息。

5）点数及客户端访问要求

系统软件支持无限点, 可以同时支持TCP/IP、BACnet/IP、Lonworks/IP、Modbus TCP传输协议，符合有关国际标准和国家标准，软件支持至少5个WEB客户端同时访问。

四、主要设计依据及规范

1．招标资料；

2．《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2007）；

3．《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）；

4．《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）；

5．《中国采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）；

6．《中国室内给水排水热水供应设计规范》（TJ15-74）；

7．《电气装置工程施工及验收规范》（GBJ232-82）；

8． 《智能建筑工程质量验收规范》（GB 50339）。

五、楼宇自控系统方案

本项目BAS监控中心设在一层消防监控中心，软件支持5个WEB客户端同时访问，后期业主可根据实际需求设置多个BA分控中心，在软件支持客户端数量内不会增加相关其他软件费用；控制器之间以LONWORKS/BACNET总线方式互联，并经网络控制器以以太网的形式接入监控中心。系统软件支持3D全中文动态人机交互界面，易于操作，同时支持Win7操作系统、SQL SERVER数据库,支持WIN XP等操作系统。软件系统具备开发性、可集成功能、实时冗余功能；管理软件支持B/S结构。系统软件应包括运行系统、数据库管理、通讯控制、操作人员接口接口、程序调度、时间与联锁程序、能源管理等功能。系统开放BACNET接口及WEB接口，可用于系统的向上集成。

操作系统满足多任务／多用户功能，允许多终端运行以及同时进行多个实时程序与惯用程序。应让运行人员在整天的任何时刻都能进行诊断性检查，并足够彻底地确定部件的失效，以便作快速的诊断和维修。

本次楼宇自控系统由以下子系统构成：

1）VRV空调系统（采用接口监测）

2）给排水系统（各水泵的运行状况及水箱水位）

3）送排风系统（送、排风机的控制）

4）变配电系统（采用接口形式监测）

5）照明系统（车库、走道公共区域）

6）电梯系统（电梯运行、故障状态监测）

5.1VRV空调系统

本项目中VRV空调系统由设备厂家自身完成，通过通讯接口接入BA系统，BA通过接口形式对其内部参数进行监测。

5.2送排风系统

监控内容：

监控方式：

 通过启动柜接触器辅助开关，直接监测风机运行状态和手自动状态；  通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号；

 于预定时间程序下控制排风机、送风机等启停，可根据要求临时或者永

久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段；开机后检测风机的运

行状态、故障状态，如异常发出报警信息，并同步打印。所有预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户的

使用。

 按照人流及车流高峰时段对风机进行变频控制。

 中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时

间(手动时)、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出；

 记录各种参数、报警、运行时间、趋势图、动态流程图。

排风机组态示意图

5.3给排水系统

监控内容：

给排水设备组态示意图

监控方式：

 对集水井超高液位进行报警，各类水箱高、低液位进行报价监测

 对各类水泵故障状态进行报警，对其运行状态进行监测

5.4变配电系统

变配电系统通过具有智能接口的智能仪表进行集中管理，并以通过变配电网关与楼宇自控系统通讯。智能仪表及智能保护单元有强电单位设计、安装。电控厂家需提供相应的通讯接口及通讯协议。

监控组态示意图

监测原理说明

 变压器：监测变压器超高温报警及温度。

 低压：监测低压进线及联络开关的状态。

 监测低压进线的电流、电压、功率因数、有功功率、电度及频率。  高压：监测高压进线开关及联络开关的状态。

 监测高压进线的电流、电压、功率因数、有功功率。

 趋势记录：开关的各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动记录、

储存、列表，并定时打印，以便管理人员的查询、管理和分析。

 所有预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，

以满足用户的使用。

5.5照明系统

对车库、走道区域照明采用DDC控制器，直接接入BA系统，实现远方开关控制，并可显示运行、故障状态。

监控组态示意图

监测内容：

监控原理说明：

 按照系统设置的时间投入工作，自动的开闭相应区域的照明设备，最大

限度的节约电能。

 另外，人体接触的控制设备均为24V 弱电 ，强电配管线路也相应减少

了2／3 左右，大大减小了火灾风险系数，同时可通过电话系统或互联网通知管理人员或有关部门示警。

 同时累计照明回路的运行时间。

 中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时

间(手动时)、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出；

 记录各种参数、报警、运行时间、趋势图、动态流程图。

5.6电梯系统

对客梯、扶梯运行、故障状态纳入BA监测。

监测内容：

监控原理说明：

 对客梯、扶梯的运行、故障状态进行监测

 记录各种参数、报警、运行时间、趋势图、动态流程图。

六、主要设备技术参数（控制部分）

6.1监控软件

功能强大

 管理多个网络控制器

安全

 全面安全的集成到Wondows 域用户账户

 少一个IT管理工具

 确保安全策略的一致性

可追踪

 完整的审计线索

开放

 兼容开放协议，对更广范围的施耐德产品和许多第三方设备提供无缝网

关

存储及归档报警、趋势和事件数据

 几乎无限的数据存储

 系统无点位限制

 具有WEB报表生成功能

 能源分级及能源报告

用户友好性

 独立可定制的工作区

 简单的报警，事件和时间表配置

 直观的地址栏，包括了一些简单的屏幕导航命令

 支持多个Microsoft Windows 操作系统

有效性

 集中修改/多选功能

 一键执行多点修改的命令

 观察窗口

 可随意查看定制的实时数据

 实时数据汇总，用于调试，编程和故障诊断

强大的报警管理

 优先级, 过滤, 和组事件

组态监控界面示意图

能源分析界面示意图

6.2、网络控制器

 网络控制器可执行工程、调试、管理和监视的所有功能。

 DC电源输入：由底板提供24 VDC输入，功耗：最大7 W

 通讯：Ethernet LAN接口：10/100 Mbit/s, 带RJ-45转接头

的双绞线

 BACnet (AS-B): BACnet IP和MS/TP

 LonWorks (AS-L): FTT 和RS-485

 COM A: 2 线RS-485

 COM B: 2线RS485 和3.3 VDC

 USB：1 个设备和2个主机端口

 IO 模块：RS-485

 CPU主频：160MHZ；SDRAM ：128 MB；FLASH RAM :4 GB

七、施耐德楼控系统的优势

7.1开放的楼宇自控系统

－ 开放的系统结构；

－ 在系统中可以根据需要选择不同厂商的LonMark产品直接互联，选择的范围更广；

－ 低造价，低安装成本；

－ 低运行维护成本；

－ 低升级改造成本；

－ 增加新功能简单；

－ 规模能大能小的结构；

－ 从单台PC到基于网络技术的管理网；

－ 符合用户需要的各种连接方式；

－ 总线型网络、星型网络、闭环型网络、混合型网络多种拓扑结构；

－ 调制解调器和“拨号控制”；

－ 多种介质的通讯网络总线；

－ 高的性能/价格比；

－ 点的显示和命令

－ 历史数据的采集

7.2施耐德楼宇自控系统的特点

施耐德楼控系统适应性非常强，系统为模块化结构。可很方便地构造出不同等级的独立系统，每级都具有非常清楚的功能和权限，这就使系统既可用于单独的楼宇管理，也可用于一个区域分散的楼群的集中管理。用户可通过计算机直观、详细地监测并控制楼宇设备的运行状况，完全将HVAC、照明、能源管理、时间表安排以及安全等系统置于自己的监控之下。

施耐德 楼控系统由上位机、下位机及其之间的通讯方式所组成。

上位机软体包含组态、人机界面、编程工具于一体。

下位机包含DDC可直接（自由）编程控制器。

通讯方式包括直接网卡通讯、IP网络通讯及modem远程通讯。

下位机（DDC控制器）：

每个DDC具有数位、模拟输入和输出，可独立完成，例如一台空调机组的控制，无需和输入／输出模块配套使用。

模数：数模转换都是12位。

每个DDC具有实时时钟，保证DDC之间实现时钟同步，并保证网络故障时DDC可独立运行。

每个DDC可编制独立的时间控制表。

每个DDC可由用户生成多达127个报警信息、报警信息可同时发送到上位机

和手操器中。

7.3系统扩展性

系统可采用自由拓扑结构或总线型拓扑结构由单个的子站拓展为超大型的分布式综合集散控制系统。这种模块结构特点对于楼宇管理系统而言，在先期资金条件有限的情况下，既可保证建筑物的高标准和舒适性，又不会影响以后新功能的扩展，所以说在物业管理方面具有很好的经济性。

7.4系统的独立性

控制处理单元是具有独立的CPU和存储器的DDC控制器，因此只需将一台该站置于控制现场如空调机房内，通过便携式计算机将程序输入即可对现场设备进行控制，所有的现场信息将在子站存储，可随时调出查看。同时，子站也可作为网络的一部分，所有单元均可通过网络中心控制。

7.5系统的高可靠性

由于具备了独立控制功能，使得子站在中央系统停止工作、通讯完全断绝的情况下，仍可独立完成所有的控制功能，从而保证了控制的连续性和可靠性。此外，系统中的各级设备可通过网络通讯在同一时刻组成不同级别的集散控制系统或不同的结构组织形式，从而最大限度提高了系统的可靠性和灵活性。

另外，施耐德TAC也是世界上第一家获得楼宇自控系统ISO9001质量认证的公司。

7.6用户的需求考虑

Xenta控制子站是为空气处理及冷热源处理、给排水处理等单元进行一对一控制而设计的，基于解决所有需求的原则，能够很方便地靠近最终的控制对象安装，这样最大限度地减少了线缆和安装费用。

7.7先进的网络通讯

施耐德楼宇自控系统中控制网络已具备Internet和Infranet的主要特征，已从一般的控制网络升级为Infranet（基础网），Internet、Intranet和Infranet之间通过TCP/IP协议实现互联。整个企业内部可实现资源共享。

网络操作系统可以采用主从式、对等式或客户/服务器结构。

网络结构可以是总线型、环型、星型、混合型等拓朴结构。组网方式灵活，升级改造费用低。