第1章  楼宇自控系统

1. 系统概述

楼宇设备自动控制系统是将建筑物内的电力、照明、空调、电梯、给排水、送排风等设备，进行集中监视、控制和管理，而构成的一个综合系统。它的目的是保证建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活环境和高效的工作环境，并保证系统运行的经济性和管理的智能化。

2. 用户需求分析

XXX悦城楼宇自控系统主要管理区域内冷源系统监控，空调机组监控，新风系统监控，风机盘管系统监控，送/排风系统监控，给排水监控。采用目前国际上流行的网络结构，合乎最新的市场走向，具有结构简单、选型简单和施工简单的优点。系统采用全modbus的通讯方式，控制器与控制器之间采用手拉手进行连接，现场设备通过分布在各个区域的DDC控制器来控制，控制器通过modbus与上位机绘图软件进行通讯。

楼宇设备自动化系统包括以下子系统，它们包括的范围如下表所示：

序号	子系统	范围
1	风冷热泵系统	冷源监视和控制
2	空调机组系统	空调机的启、停控制
3	新风系统	新风机的启、停控制
4	风机盘管设备	本地独立控制
5	送/排风系统	送排风控制
6	给排水系统	污水处理

 

楼宇自控系统采用的是集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置（DDC），完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的具有很强的数字通信、LCD显示、打印输出和丰富管理软件功能的中央管理计算机，完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等功能，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难，无法统一管理的缺点。楼宇自控系统采用的是集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置（DDC），完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的具有很强的数字通信、LCD显示、打印输出和丰富管理软件功能的中央管理计算机，完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等功能，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难，无法统一管理的缺点。

3. 总体设计

楼宇自控系统（或称楼宇管理系统）是由中央管理站、各种DDC控制器及各类传感器、执行机构组成，并能够完成多种控制及管理功能的网络系统。它是随着计算机在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。

楼宇自控（BA）系统的选择要遵循“高性价比”原则，要充分考虑其技术的先进性、系统的开放性、可靠性及可扩展性（或灵活性）。

在选用产品时，首先应从该XXX悦城项目的要求出发，要充分分析和考虑市场可供商品的特性及其产品的市场定位，选择适合于自己特性的产品。业主在选择楼宇自控系统产品时首先要对产品进行性能/价格比较  ，其次一定要与自控集成商和使用单位一起对XXX悦城的自控系统方案进行优化，根据自己的投资预算和实际需求，合理选择最具有节能功能、方便管理的自控方案，使自控系统达到先进、完善、易用的水平。

3.1 系统结构

系统采用了多层网络结构（区域、系统、设备、点），是彻头彻尾的集散系统；DDC之间采用同层对等通讯方式（Peer To Peer）；全部DDC采用32位CPU，这些特点使得系统集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。

管理级（可选）

通过国际互连网建立虚拟数据通道，这样可以在世界各地查询、操作多个楼控系统。只需要普通的网页浏览器软件即可。

  监控和系统级

采用以太网进行数据交换，实现区域性高速数据联网。在这一级中配置系统级控制器（DSC），对点数相对集中的机组进行监测和控制；同时，中央监控站通过交换机以以太网（通讯速率10M）方式与系统级控制器连接，进而与整个BA系统进行通讯。

  应用级

通过Peer To Peer Network（同层总线共享无主从方式），可以连接多台控制器组成一个区域性应用。在系统级控制器下面下挂应用级控制器，分别监测和控制系统中的空调、新风机组、送排风机、水泵水箱、照明等，他们之间以485无主从（Peer To Peer）方式进行通讯，速率为76.8K。变配电系统采用智能型电量检测设 备，它也属应用级。

  网络拓扑图

 

3.2 操作软件

    操作员工作站软件（OWS），针对使用者而言，它的图形化人机界面非常简单，但同时也为高级用户准备了强有力的实时系统工具。软件在Windows平台（Windows2000/Win7/Win8）上运行，并结合了许多Windows易于使用的特性，例如：右键下拉菜单和按F1键打开帮助菜单等。使用软件的时候，可以在系统中任何地方通过按键盘上的F1功能键打开与该处相关的帮助。

    软件内置被控对象的导航和操作工具，被称作导航器（NAVIGATOR）。它可对控制器进行程序的实时编制和编辑，并且通过托拽和链接技术同Delta的图形编辑器一起使用。

3.3 DDC控制器

Delta的控制器种类较多，这样可以使用户有充分的选择余地，做到物尽其用，现场控制器的综合特点如下：

  DDC种类丰富

    管理级、系统级、应用级、扩展级。

  点数设置合理

    适合各种被控对象，甚至只监不控。

  具备本地/远程 I/O 扩展功能

    增加DDC虚拟I/O，远程可达1200m。

  具有通用 I/O 接口

    便于设计和现场调整，增强系统灵活性，即使修改了现场信号类型，也不至于重新订货。

  具备服务端口且使用通用便携设备

    便于编程调试和系统维护维修。

  CPU的处理能力强

全部为32位CPU，领先于同类产品。

4. 系统功能描述

规避风险

物业可对XXX悦城楼宇自控系统下的楼宇自控系统等众多分散设备的运行、安全状况以及能源使用状况、节能管理实行集中监视、管理和控制。所有机电设备的使用状态进行监控，能够有效规避由设备故障或其他风险造成经济上的损失。

（1）运行优化控制，降低能耗

对XXX悦城内楼宇自控管辖下的机电设备或机电系统按需运行，根据控制策略确定运行模式，运行数量，运行负荷，启停时间。

（2）降低劳动强度

楼宇自控管辖下的各个机电设备或机电系统实现由电脑根据程序实现集中管理（监测、远程控制）。可大大降低维护员工的劳动强度和减少设备管理人员，有效降低劳动力成本。

（3）设备运行参数管理

楼宇自控实现电子化管理，设备运行记录，报警记录，操作日志，历史曲线可形成电子分类报表，可任意查询和打印。

（4）设备电子台帐明细记录

应包含设备属性，维修保养情况，设计寿命，启用时间，更换情况等报表。

5. 系统设计说明

5.1 空调机组

监测内容：

  送、回风温度检测；

  空调机组送风机运行状态、故障报警、风机手/自动状态及风机压差检测；

  空调机组新、回风阀开度；

  空调机组过滤器堵塞状态，提醒运行操作人员及时清洗或更换；

  空调机组风道CO2浓度检测；

控制内容：

  通过对测量所得新/回风温湿度计算确定室内/外空气焓值,根据室内外新风情况，联合调节新、回风阀及排风开度，保证全年节能调节，最大限度利用自然冷源；

  根据回风温度设定值，调节表冷器电动调节阀开度，以使送风温度保持设定要求，减少能源浪费；

  通过对安装于水盘管回水侧电动调节阀的自动调整，实现对回风温度设定点（可调整）的控制，保证空调机组供冷/热量与所需冷/热负荷相当，减少能源浪费；

  采用最佳启停控制程序对空调机组进行最佳时区启停控制，保证上班前对房间进行预冷（夏季）或预热（冬季）；

  新风阀与送风机连锁，风机停止时自动关闭新风阀。

                     

5.2 新风机组

监测内容：

  新风机组送风温/湿度；

  新风机组风机运行状态、故障报警、风机手/自动状态，确认空调机组是否处于楼宇自控系统控制之下，当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停；

  过滤器堵塞状态，提醒运行操作人员及时清洗或更换；

  新风机组防冻报警状态；

控制内容：

  根据送风温度控制表冷器电动调节阀开度，以满足室内温度精度及节能的最佳平衡，减少能源浪费；

  对安装于水盘管回水侧电动调节阀的自动调整，实现对送风温度设定点（可调整）的控制，保证新风机组供冷/热量与所需冷/热负荷相当，减少能源浪费.

  新风阀与风机连锁，风机停止时自动关闭新风阀；

                                    

5.3 风冷热泵系统

监测内容：

  机组启停次数，累计运行时间，发出定时检修提示；

  机组工作状态，故障报警，手动自动状态；

  冷冻水供回水温度；

  冷冻水供回水压力检测；

  监测冷却水泵运行状态,故障报警及手自动状态;

  监测冷冻水泵运行状态,故障报警及手自动状态;

控制内容：

  机组启停；

  通过冷冻水的总供／回水温度，计算出空调系统的冷负荷，

  根据总供或者回水温度值决定冷冻机的启停组合及台数,以便达至最佳的节能状态；

  循环水泵的启停；

5.4 给排水系统

  排水监控内容

  水泵工作状态、故障报警、手/自动状态，启停；

  集水坑高低液位检测和报警；

  给水监测内容

  水泵工作状态、故障报警、手/自动状态，启停    ；

  水箱高、低液位检测和报警；

5.5 送排风系统

监测内容：

  送、排风机运行状态及故障报警；

  送、排风机累计运行时间。当累计值达到设定值时，发出检修报警信号。

控制内容

5.6 风机盘管设备

监测或监控内容：

  远程和就地控制风机盘管的启停；

  远程和就地风机盘管三速选择切换；

  远程和就地设定温度；

  风机盘管冷热负荷累算；

  盘管的状态及故障显示；

5.7 其他系统

ORCA系统可以通过预留的网关实现与其他系统进行联网通信，实现控制要求；

6. 系统点表

  附后。

7. 主要设备技术参数

  系统控制器（DSM-RTR）

                   

 

系统控制器是ORCA建筑管理和控制系统的一个有机整体部分。它不仅可以独立完成DDC现场控制，同时为整个楼宇系统提供着强大、完善的网络管理和通讯功能。

Delta系统控制器DSM-RTR是真正的BACnet设备，可以使用BACnet协议通过RS-485网络通讯或通过双绞线以太网（10BaseT）通讯。它也支持MS/TP子网，用来连接基于应用的控制器。作为另一个选择，这个子网也可以被配置为扩展网，可连接多台独立式单元控制器或远程扩展模块。

这种基于BACnet的控制器是完全可编程的。使用强大的GCL语言编写控制策略，嵌入软件和控制器数据库都可以通过网络下载。可以建立、修改GCL程序和BACnet对象来适应特定的应用。

DSM-RTR这种控制器的设计是为了满足中等数量的I/O需求，覆盖了很宽的应用范围。具有BACnet/IP 路由，无 I/O功能。

  应用控制器：DAC-633

                   

性能指标：

输入

6 点通用输入（支持 0-5v、0-10v、10K 电阻、4-20mA）

输出

3点二进制可控硅输出，跳线选择内/ 外部供电

3 点模拟量输出-（0-10v) 每点输出均有可视的 LED 状态指示

技术参数

32 位处理器

512KB 字节 flash 存储器（4Mb）

64K 字节 SRAM 存储器,用于数据库 CPU LED 状态指示

主网（NET1） BACnet MS/TP

通讯速率：9600、19200、38400 或76800bps（默认）

（每个 BACnet MS/ TP 网段最多99个设备）

子网（NET2）

Delta LINKnet，通讯速率：76800bps

（最多下挂4个LINKnet 设备，其中DNT/DFM设备不超过2个）

（DAC－606）

Delta应用控制器是ORCA系统最前端的控制装置，直接与建筑物有关的设施连接起来，可自行或通过系统控制器与中央操作站保持联系。

控制器的程序可以根据用户的使用要求编写，并具有在线编程的功能。应用控制器提供“比例” (P)，“比例+积分”(P+I)及“比例+积分+微分”(P+I+D)等多种控制模式，以满足不同控制对象的需要，并有独立运作的功能，当中央操作站及系统控制器发生问题时，应用控制器不受影响，可独立工作。

应用控制器是采用BACnet MS/TP 协议，通过RS－485网络通讯的真正的BACnet控制器。用功能强大的GLC语言编写控制软件。嵌入软件和数据库都可以从网络上下载。

这种控制器是针对用途广泛而I/O控制点数比较少的设备设计的，它也可以支持远程I/O模块，其附加的输入点和输出点可根据不同要求而设定其功能。

这两种Delta 应用控制器有6个输入和6个输出，比较适合以下被控设备，如：空调/新风机组、风机盘管、送／排风机、热泵等。

 现场设备

  温度传感器：金属电阻型，经过厂商校对而且不需要额外对接线线缆进行数值补偿。风道温度传感器：插入式探头，使温度能均匀地分布在整个表面，并可自由拆卸，测量范围为0-+100℃。测量误差 1%。浸入式温度传感器：带完整的浸入套管，测试范围为0-+100℃。测量误差 1%

  湿度传传感器：为电容式，提供电压输出，传感器不需要用屏蔽线，测量范围为0%-100%RH。测量误差： 3%RH（40%-60%RH） 5%RH（20%-90%RH）

  压力传感器：用于冷冻水和冷却水等的测量。测量误差： 3%

  水流开关：二位式，开关耐压力和温度的标准规格遵循工艺要求，一般不小于1000Kpa，120℃的标准。

  阀门及驱动器：用于空调风门驱动、水路开闭及水流量调节，根据设计需要，一些执行器有弹簧返回装置或在停机时能自动关闭，使其在电网故障情况下有自动防止故障扩散的能力。执行器还具有手动操作配件，可进行手动操作。

8. 主要设备清单

  附后。