樓控自控系統(tǒng)的主要內容及產品選型
2007/11/21 10:28:00
北京碩人時代科技有限公司的HOMS-BAS樓控系統(tǒng)是基于現(xiàn)代控制論中分布式控制理論而設計的集散型系統(tǒng)，具有集中操作、管理和分散控制功能的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的目標是致力于實現(xiàn)建筑物內的暖通空調、變配電、給排水、冷暖源、照明及其他各類系統(tǒng)機電設備管理自動化、智能化、安全化、節(jié)能化，同時為大樓內的工作人員提供最為舒適、便利和高效率的工作環(huán)境。HOMS-BAS是以集散理論為基礎的先進的樓宇自動化系統(tǒng)。它具有網絡化、使用便捷、結構靈活、適應性強、擴展方便、軟件優(yōu)化設備運行、操作簡單等特點。碩人時代的產品在技術上特點是，軟件平臺建立在簡單熟悉IE WEB界面上，有著相對獨立、友好的軟件平臺，是樓控產品的發(fā)展趨勢，在世界上比較前衛(wèi)。
一、 樓宇自控系統(tǒng)的設計思想和原則
樓宇自控系統(tǒng)是一套將冷熱源、空調、通風、給排水、變配電、照明、電梯等設備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構成的綜合系統(tǒng)，以安全、可靠、節(jié)能、節(jié)省人力和綜合管理為目的。為了建成一個優(yōu)良的建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務于設備或各個子系統(tǒng)的控制器I／O點數(shù)及點的類型，同時確認I／O點數(shù)的接口技術處理；其二是現(xiàn)場儀器、儀表、傳感器、變送器和執(zhí)行器等元件的正確選擇與配置；其三是中央操作站和通訊網絡的配置。
HOMS-BAS樓宇自控系統(tǒng)是碩人時代公司推出的新一代樓宇自控／系統(tǒng)集成平臺， 完整的系統(tǒng)由HOMS監(jiān)控軟件、PAC和DDC控制器、傳感器、閥門及執(zhí)行機構四大部分組成。根據(jù)大廈機電設備和弱電系統(tǒng)設計方案的具體情況，著重對如下幾個問題做了細化處理：
1、根據(jù)大廈弱電系統(tǒng)的總體要求，選用碩人時代的HOMS監(jiān)控軟件，該系統(tǒng)采用了Browser／Server系統(tǒng)結構，支持通過掌上電腦、手機等設備訪問，支持WindowsNT／Windows2000／WindowsXP操作系統(tǒng)，支持OPC等多種協(xié)議和開放接口，并且提供了豐富的功能選項，是一套運用成熟先進的系統(tǒng)；
2、按受控設備的要求選用不同處理能力的PAC和DDC控制器，控制器的搭配對于系統(tǒng)的合理配置有著重要的作用，各自控廠商的控制器都有多種不同點數(shù)的產品可供選擇，合理的選擇控制器對于優(yōu)化網絡拓撲和控制系統(tǒng)造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控制器盡量靠近控制對象，空間距離較遠的設備不宜合用同一個PAC或DDC控制器；
3、為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，樓宇自控系統(tǒng)的控制器、傳感器、執(zhí)行器電源均獨立與受控設備集中供電。
二、 樓宇自控系統(tǒng)的控制內容和目標
系統(tǒng)提供如下功能：
(1)通過配置系統(tǒng)的硬件和軟件，實現(xiàn)測量各類工藝、設備狀態(tài)的參數(shù)，設置并控制設備啟停、提供設備運行報告等功能；
(2)監(jiān)視并顯示系統(tǒng)監(jiān)控設備的工作狀態(tài)，故障時自動報警；
(3)現(xiàn)場自動控制組織的安全調整功能；
(4)根據(jù)系統(tǒng)記錄，管理分析當前和過去運行過程；
(5)提供計算和預測工具，用于優(yōu)化操作參數(shù)并組合，實現(xiàn)設備優(yōu)化使用；
(6)實現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換；
對每一個子系統(tǒng)都進行了相應的需求分析，最終確定了大廈項目中納入樓宇自動化系統(tǒng)監(jiān)控對象的具體內容和目標。
1、 冷凍站系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：冷水機組、冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵、冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。
(1)根據(jù)事先排定的工作及節(jié)假日時間表，定時啟停冷水機組及相關設備。完成冷卻水循環(huán)泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環(huán)泵、電動蝶閥、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、電動蝶閥、冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。
啟動順序為：對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即開啟；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2~3min啟動；制冷主機延遲3~4min執(zhí)行。
停止順序為：立即切斷主機電源；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2-3min關閉；對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即關閉。
(2)測量冷卻水供回水溫度，以冷卻水供水溫度及冷水機的開啟臺數(shù)來控制冷卻塔風機的啟停的數(shù)量。維持冷卻水供水溫度，使冷凍機能在更高效率下運行。
(3)監(jiān)測冷水總供回水溫度及回水流量，由冷水總供水流量和供回水溫差，計算實際負荷，自動啟停冷水機、冷凍水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵及相對應的電動蝶閥；
(4)根據(jù)膨脹水箱的液位，自動啟停自動補水泵；
(5)監(jiān)測冷水總供回水壓力差，調節(jié)旁通閥門開度，保證末端水流控制能在壓差穩(wěn)定情況下正常運行。在冷水機系統(tǒng)停止時，旁通閥自動全關；
(6)監(jiān)測各水泵、冷水機、冷卻塔風機的運行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)、故障報警，并記錄運行時間；
(7)水泵保護控制：在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開關，水泵啟動后，水流開關檢測水流狀態(tài)，如故障則自動停機；水泵運行時如發(fā)生故障，備用泵自動投入運行；
(8)中央站彩色動態(tài)圖形顯示、記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其他的歷史數(shù)據(jù)等。
2、新風／空調機組的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：新風／空調機組。
(1)時間程序自動啟／停送風機，具有任意周期的實時時間控制功能；
(2)監(jiān)測送風機的運行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)、故障報警、累計運行時間；
(3)防凍保護：在冬季，當溫度過低時，開啟熱水閥，關新風門、停風機、報警提示；
(4)由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差，超過設定值時報警；
(5)風機、風門、冷水閥狀態(tài)連鎖程序；
①啟動順序：開冷水閥、開風閥、啟風機、調冷水閥；
②停機順序：停風機、關風閥、關水閥；
(6)對于新風機組，測量新風溫度和送風溫度，并根據(jù)送風溫度PID調節(jié)二通水閥的開度，維持送風溫度為設定值；對于空調機組，測量新風溫度和回風溫度，并根據(jù)回風溫度PID調節(jié)二通水閥的開度，維持回風溫度為設定值；
(7)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等；
3、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。
(1)監(jiān)測生活水泵、污水泵的運行狀態(tài)，手／自動狀態(tài)和故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(2)實現(xiàn)就地控制和遠程控制的轉換；
(3)監(jiān)測生活水池液位，對超限水位報警，防止溢流，對超低液位也進行報警；
(4)根據(jù)生活水箱液位，啟停生活水泵，并進行超限報警；
(5)根據(jù)污水池、集水坑液位，啟停污水泵，并對超高液位進行超限報警；
(6)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
4、給排風系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：送／排風機。
(1)監(jiān)測各風機的運行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)；
(2)在自動狀態(tài)下按時間程序自動啟／停風機；
(3)監(jiān)測送／排風機的故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
5、 照明系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：公共照明配電箱。
(1)對于各照明回路，根據(jù)時間程序自動開／關各照明回路；
(2)對于各照明回路，監(jiān)控各回路的開關狀態(tài)、故障報警、手／自動狀態(tài)；
(3)以上時間，程序可根據(jù)用戶需要任意修改，可自定義節(jié)假日工作模式，降低大廈運行中的電能消耗；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
6、 變配電系統(tǒng)的監(jiān)控
對變配電系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發(fā)電機設備的相關運行參數(shù)的監(jiān)視。
由供配電設備廠商預留連接供配電系統(tǒng)的監(jiān)測接口，通過高級接口采集下列信號：
(1)高壓進線柜：三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度；
(2)所有高壓開關的開關狀態(tài)、故障跳閘狀態(tài)；
(3)變壓器溫度；
(4)低壓進線柜：三相電壓、三相電流；
(5)所有低壓進出線開關的開關狀態(tài)及故障跳閘狀態(tài)；
(6)低壓主要配電回路電能計量；
7、 電梯系統(tǒng)的監(jiān)控
本項目樓宇自控系統(tǒng)對電梯系統(tǒng)實行只監(jiān)不控的方式，電梯系統(tǒng)提供高級接口給樓宇自控系統(tǒng)集成，樓宇自控對電梯的運行狀態(tài)、故障報警、電梯的上升、下降進行監(jiān)視；對自動扶梯的運行狀態(tài)、故障報警進行監(jiān)視，并對電梯系統(tǒng)的運行時間進行累積記錄。
三、系統(tǒng)構架
碩人時代HOMS-BAS系統(tǒng)，簡要說明如下：
系統(tǒng)架構
1、 中央工作站
中央工作站系統(tǒng)由中央服務器，操作員站PC機、工程師站PC機、及打印機等附屬設備組成，是BAS系統(tǒng)的核心，它直接可以和以太網相連。整個大廈內所受監(jiān)控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示，內裝HOMS監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件，提供給操作人員樹型瀏覽、下拉式菜單、人機對話、動態(tài)顯示圖形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學的界面。操作者無需專業(yè)軟件知識，即可通過鼠標和鍵盤操作管理整個控制系統(tǒng)。
2、 HOMS軟件功能
HOMS軟件的核心功能包括控制軟件、報警管理、監(jiān)控畫面、掌上電腦和手機的訪問模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲與整理等方面內容。
(1)控制軟件完善且<
一、 樓宇自控系統(tǒng)的設計思想和原則
樓宇自控系統(tǒng)是一套將冷熱源、空調、通風、給排水、變配電、照明、電梯等設備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構成的綜合系統(tǒng)，以安全、可靠、節(jié)能、節(jié)省人力和綜合管理為目的。為了建成一個優(yōu)良的建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務于設備或各個子系統(tǒng)的控制器I／O點數(shù)及點的類型，同時確認I／O點數(shù)的接口技術處理；其二是現(xiàn)場儀器、儀表、傳感器、變送器和執(zhí)行器等元件的正確選擇與配置；其三是中央操作站和通訊網絡的配置。
HOMS-BAS樓宇自控系統(tǒng)是碩人時代公司推出的新一代樓宇自控／系統(tǒng)集成平臺， 完整的系統(tǒng)由HOMS監(jiān)控軟件、PAC和DDC控制器、傳感器、閥門及執(zhí)行機構四大部分組成。根據(jù)大廈機電設備和弱電系統(tǒng)設計方案的具體情況，著重對如下幾個問題做了細化處理：
1、根據(jù)大廈弱電系統(tǒng)的總體要求，選用碩人時代的HOMS監(jiān)控軟件，該系統(tǒng)采用了Browser／Server系統(tǒng)結構，支持通過掌上電腦、手機等設備訪問，支持WindowsNT／Windows2000／WindowsXP操作系統(tǒng)，支持OPC等多種協(xié)議和開放接口，并且提供了豐富的功能選項，是一套運用成熟先進的系統(tǒng)；
2、按受控設備的要求選用不同處理能力的PAC和DDC控制器，控制器的搭配對于系統(tǒng)的合理配置有著重要的作用，各自控廠商的控制器都有多種不同點數(shù)的產品可供選擇，合理的選擇控制器對于優(yōu)化網絡拓撲和控制系統(tǒng)造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控制器盡量靠近控制對象，空間距離較遠的設備不宜合用同一個PAC或DDC控制器；
3、為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，樓宇自控系統(tǒng)的控制器、傳感器、執(zhí)行器電源均獨立與受控設備集中供電。
二、 樓宇自控系統(tǒng)的控制內容和目標
系統(tǒng)提供如下功能：
(1)通過配置系統(tǒng)的硬件和軟件，實現(xiàn)測量各類工藝、設備狀態(tài)的參數(shù)，設置并控制設備啟停、提供設備運行報告等功能；
(2)監(jiān)視并顯示系統(tǒng)監(jiān)控設備的工作狀態(tài)，故障時自動報警；
(3)現(xiàn)場自動控制組織的安全調整功能；
(4)根據(jù)系統(tǒng)記錄，管理分析當前和過去運行過程；
(5)提供計算和預測工具，用于優(yōu)化操作參數(shù)并組合，實現(xiàn)設備優(yōu)化使用；
(6)實現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換；
對每一個子系統(tǒng)都進行了相應的需求分析，最終確定了大廈項目中納入樓宇自動化系統(tǒng)監(jiān)控對象的具體內容和目標。
1、 冷凍站系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：冷水機組、冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵、冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。
(1)根據(jù)事先排定的工作及節(jié)假日時間表，定時啟停冷水機組及相關設備。完成冷卻水循環(huán)泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環(huán)泵、電動蝶閥、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、電動蝶閥、冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。
啟動順序為：對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即開啟；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2~3min啟動；制冷主機延遲3~4min執(zhí)行。
停止順序為：立即切斷主機電源；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2-3min關閉；對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即關閉。
(2)測量冷卻水供回水溫度，以冷卻水供水溫度及冷水機的開啟臺數(shù)來控制冷卻塔風機的啟停的數(shù)量。維持冷卻水供水溫度，使冷凍機能在更高效率下運行。
(3)監(jiān)測冷水總供回水溫度及回水流量，由冷水總供水流量和供回水溫差，計算實際負荷，自動啟停冷水機、冷凍水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵及相對應的電動蝶閥；
(4)根據(jù)膨脹水箱的液位，自動啟停自動補水泵；
(5)監(jiān)測冷水總供回水壓力差，調節(jié)旁通閥門開度，保證末端水流控制能在壓差穩(wěn)定情況下正常運行。在冷水機系統(tǒng)停止時，旁通閥自動全關；
(6)監(jiān)測各水泵、冷水機、冷卻塔風機的運行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)、故障報警，并記錄運行時間；
(7)水泵保護控制：在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開關，水泵啟動后，水流開關檢測水流狀態(tài)，如故障則自動停機；水泵運行時如發(fā)生故障，備用泵自動投入運行；
(8)中央站彩色動態(tài)圖形顯示、記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其他的歷史數(shù)據(jù)等。
2、新風／空調機組的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：新風／空調機組。
(1)時間程序自動啟／停送風機，具有任意周期的實時時間控制功能；
(2)監(jiān)測送風機的運行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)、故障報警、累計運行時間；
(3)防凍保護：在冬季，當溫度過低時，開啟熱水閥，關新風門、停風機、報警提示；
(4)由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差，超過設定值時報警；
(5)風機、風門、冷水閥狀態(tài)連鎖程序；
①啟動順序：開冷水閥、開風閥、啟風機、調冷水閥；
②停機順序：停風機、關風閥、關水閥；
(6)對于新風機組，測量新風溫度和送風溫度，并根據(jù)送風溫度PID調節(jié)二通水閥的開度，維持送風溫度為設定值；對于空調機組，測量新風溫度和回風溫度，并根據(jù)回風溫度PID調節(jié)二通水閥的開度，維持回風溫度為設定值；
(7)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等；
3、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。
(1)監(jiān)測生活水泵、污水泵的運行狀態(tài)，手／自動狀態(tài)和故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(2)實現(xiàn)就地控制和遠程控制的轉換；
(3)監(jiān)測生活水池液位，對超限水位報警，防止溢流，對超低液位也進行報警；
(4)根據(jù)生活水箱液位，啟停生活水泵，并進行超限報警；
(5)根據(jù)污水池、集水坑液位，啟停污水泵，并對超高液位進行超限報警；
(6)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
4、給排風系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：送／排風機。
(1)監(jiān)測各風機的運行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)；
(2)在自動狀態(tài)下按時間程序自動啟／停風機；
(3)監(jiān)測送／排風機的故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
5、 照明系統(tǒng)的監(jiān)控
監(jiān)控設備包括：公共照明配電箱。
(1)對于各照明回路，根據(jù)時間程序自動開／關各照明回路；
(2)對于各照明回路，監(jiān)控各回路的開關狀態(tài)、故障報警、手／自動狀態(tài)；
(3)以上時間，程序可根據(jù)用戶需要任意修改，可自定義節(jié)假日工作模式，降低大廈運行中的電能消耗；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
6、 變配電系統(tǒng)的監(jiān)控
對變配電系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發(fā)電機設備的相關運行參數(shù)的監(jiān)視。
由供配電設備廠商預留連接供配電系統(tǒng)的監(jiān)測接口，通過高級接口采集下列信號：
(1)高壓進線柜：三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度；
(2)所有高壓開關的開關狀態(tài)、故障跳閘狀態(tài)；
(3)變壓器溫度；
(4)低壓進線柜：三相電壓、三相電流；
(5)所有低壓進出線開關的開關狀態(tài)及故障跳閘狀態(tài)；
(6)低壓主要配電回路電能計量；
7、 電梯系統(tǒng)的監(jiān)控
本項目樓宇自控系統(tǒng)對電梯系統(tǒng)實行只監(jiān)不控的方式，電梯系統(tǒng)提供高級接口給樓宇自控系統(tǒng)集成，樓宇自控對電梯的運行狀態(tài)、故障報警、電梯的上升、下降進行監(jiān)視；對自動扶梯的運行狀態(tài)、故障報警進行監(jiān)視，并對電梯系統(tǒng)的運行時間進行累積記錄。
三、系統(tǒng)構架
碩人時代HOMS-BAS系統(tǒng)，簡要說明如下：
系統(tǒng)架構
1、 中央工作站
中央工作站系統(tǒng)由中央服務器，操作員站PC機、工程師站PC機、及打印機等附屬設備組成，是BAS系統(tǒng)的核心，它直接可以和以太網相連。整個大廈內所受監(jiān)控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示，內裝HOMS監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件，提供給操作人員樹型瀏覽、下拉式菜單、人機對話、動態(tài)顯示圖形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學的界面。操作者無需專業(yè)軟件知識，即可通過鼠標和鍵盤操作管理整個控制系統(tǒng)。
2、 HOMS軟件功能
HOMS軟件的核心功能包括控制軟件、報警管理、監(jiān)控畫面、掌上電腦和手機的訪問模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲與整理等方面內容。
(1)控制軟件完善且<
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