国际会展中心楼宇自控系统设计.docx
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国际会展中心楼宇自控系统设计
国际会展中心楼宇自控系统设计
一、原始依据(包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
)
1.国际会展中心楼宇自控系统招标文件
2.国际会展中心建筑工位图
3.楼宇自控系统设计说明及相关系统图
4.相关标准:
1)《民用建筑设计标准》GB/T50314-2000
2)《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94
3)《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
4)《防盗报警控制设计规范》JGJ/T16-92
5)《安全防范工程程序与技术》GHT75-94
5.楼宇自控系统设计资料
二、设计内容和要求
1.设计内容:
楼宇自控系统(BAS)
2.设计要求:
1)实现的功能:
空调机组监控
新风机组监控
给排水系统监控
排风机监控
电梯及空压机监控
2)完成的工作:
根据招标文件了解楼宇自控系统的需求
学习Autocad软件
统计控制点表
画出各控制对象的原理图
进行控制器、传感器、执行器的选择
画出楼宇自控系统图
画出控制器的接线图
第一章国际会展中心介绍及技术指标
1.1会展中心介绍
1.1.1会展中心概况简介
用地面积m2,建筑面积61000m2,前广场9440m2,后货场11360m2,停车场面积13000m2,展馆一层由A-F六个功能区组成,大展厅高度为15m-26m,提供868个展位,面积达18100平方米,后部综合楼高度为8m,提供256个展位,面积达5600m2,展厅特点可分可合,可大可小,其空间组合十分灵活,适应多种不同规模、性质的展览,可满足专项展览、会议、商务、宴会的多功能需要。
夹层服务性空间由西餐备餐间、部分办公区域及主要设备的设备用房;二层高度为4m,由1个专项展厅(面积:
1800 m2、展位数:
80个)、14个会议室、2个宴会厅、1个新闻发布室、2个自助餐厅、4个酒吧构成。
整体建筑采用世界先进的多种幕墙形式及复杂的大跨度空间桁架形式。
同时,本建筑拥有的高科技计算机网络系统、交易系统、参展人员登记系统、广告发布系统、空调系统、消防系统、弱电等各系统设计中均采用了多项国内、国际最新技术成果,并参照国际一流展览中心标准,对各展位预留语言、数据、给排水、动力电等接口,是天津市面积最大、功能最齐全、现代化、专业化水平最高的展馆,将成为滨海新区发展经济的旗舰。
1.1.2工程范围
1)综合布线系统
2)通信网络系统(计算机网络、电话系统)
3)楼宇自控系统(HVAC系统、冷源系统、照明系统、电力监测系统、电梯系统)
4)安防系统(闭路电视监控、报警系统、门禁系统)
5)停车场系统
6)广播系统
7)触摸屏
8)机房建设(UPS、机房空调、防雷与接地)
9)各子系统集成
10)电子公告牌系统
1.2会展中心技术指标
一、设计原则:
会展中心一期和二期作为一个综合的、完整的智能化弱电系统进行考虑,应能将各子系统进行集成,形成统一的监控界面,达到数据和信息共享的目的。
鉴于一期目前的集成状况,应完全抛弃原有的集成平台,采用基于楼宇自控系统平台进行集成,没有必要单独采用另外的集成平台,这样,只需对原有的EBI软件进行升级即可以达到设计要求。
一期需要集成的子系统包括:
楼宇、灯控、电力监测、窗帘等可以通过接口协议与一期的EBI楼宇自控系统集成。
集成接口协议:
OPC/BACnet/Modbus,并采用的以太网连接方式。
二期需要集成的子系统采用与一期相同的集成方式,均集成到二期的EBI楼宇自控系统平台上。
二、测试原则:
本弱电各子系统安装、调试合格后可经由业主指定的有测试资格的第三方测试。
三、安装原则:
严格按《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303—2002)要求施工。
桥架(含地面预埋)、配管配线(包括地面、墙面及吊顶内等处)会充分考虑开槽、穿楼板开孔、支吊架的安装及附件的采购和安装。
第二章楼宇自控系统设计
2.1设计说明
一、设计范围
国际会展中心二期弱电工程楼宇自控系统是将会展中心内的建筑设备的运行状态进行分散控制、集中监测和管理,实现监测、控制和管理的一体化,从而提供一个舒适、安全的工作环境,通过优化提高管理水平,达到节约能源和人工成本,同时能方便的实现管理。
本项目楼宇自控系统监控的系统包括:
空调机组和新风机组的监测和控制;通风系统,给排水系统的控制和监视;此外,电梯和空压机系统通过接口进行状态监测。
二、设计方案
(一)不设湿膜加湿器的落地及吊顶式柜式空调器(共8台)
a.回风总管/总回风口,送风总管设温度传感器监测。
b.表冷器回水管设电动两通比例调节阀。
根据回风温度信号,通过电动两通比例调节阀,改变表冷器冷/热水量以实现对室内温度的控制。
c.空气过滤器设压差报警装置监测。
d.新风进风阀与空调器风机连锁。
e.低温报警监测。
(二)设湿膜加湿器的落地及吊顶式柜式空调器(9台)
a.回风总管/总回风口,送风总管设温度传感器。
b.表冷器回水管设电动两通比例调节阀。
根据回风温度信号,通过电动两通比例调节阀,改变表冷器冷/热水量以实现对室内温度的控制。
c.加湿器进水管设电动两通阀根据回风相对湿度控制加湿器进水量以实现对室内相对湿度的控制。
d.空气过滤器设压差报警装置。
e.新风进风阀与空调器风机连锁。
f.低温报警监测。
(三)不设湿膜加湿器的新风机组(1台)
a.送风总管/总送风口设温度传感器监测。
b.表冷器回水管设电动两通比例调节阀。
根据回风温度信号,通过电动两通比例调节阀,改变表冷器冷/热水量以实现对室内温度的控制。
c.所有过滤器设压差报警装置。
d.表冷器设有防冻开关。
e.新风进风阀与新风机组风机连锁。
(四)送、排风系统
系统监控送排风机31台
控制风机的启停
监测送风机状态、手/自动状态和故障报警
风机运行时间累计
(五)给排水系统
本系统对19个集水坑进行高位和低位的监测,实现越位报警及控制。
对30台排水泵进行监控
控制泵的启停;检查手、自动;故障;状态等,运行时间统计。
(六)中水系统
对3台中水泵进行监控
控制泵的启停;检查手、自动;故障;状态等,运行时间统计。
(七)电梯扶梯
本系统对14台电梯扶梯的运行状态、故障进行监测
(八)空压机
本系统对3台空压机的运行状态、故障进行监测
(九)以上所有楼宇自控系统,基本原则为:
就地控制,分散控制,集中管理
2.2系统功能说明
监控范围:
空调系统,中水及给排水系统,送、排风系统,电梯系统,制冷机系统,电力监测系统,照明系统,空压机,恒温恒湿机,UPS等。
一期和二期的楼宇自控系统既可以单独运行,又可以相互进行监控:
(1)不论在哪一期的监控站,只要双方服务器运行,均可以监控一期和二期的楼宇自控设备;
(2)不论在哪一个监控站,在对方的服务器关闭条件下,均不影响对各自的楼宇自控设备监控。
2.3系统的设计思想
2.3.1控制器的配置
采用集散化的DCS系统,提高系统运行的可靠性;在控制器的选型上,尽量使点数分散或采用分布I/O的结构方式,减小控制器故障的影响范围。
对于各类独立的子控制系统可以通过物理连接接入控制器。
例如:
电梯系统的运行和故障状态。
2.3.2上位机的配置
上位机采用具有分布式系统结构(DSA—DistributedSystemArchitecture)的软件,在一期和二期各为一台服务器,相互之间成为映射关系。
这样,只需要进行以太网联接,就可以使一期系统与二期系统达到无缝连接。
制冷机组及其群控系统、电力监测系统、灯控系统的参数:
采用通讯接口的方式直接由上位机进行连接,为满足大多数冷机的接口协议,上位机定制下列的集成接口协议:
OPC/BACnet/Modbus,并采用的以太网连接方式。
2.3.3一期楼宇自控系统的状况
A.控制器:
控制器全部采用HoneywellExcel5000系统进行设计,控制的设备和控制器情况:
(1)空调机组、新风机组、给排水系统:
共使用XL50控制器(45台),XL500控制器(6台)。
(2)展厅内的变配电室
(一)、变配电室
(二)电力监测:
共使用XL50控制器(2台)。
(3)冷热源系统:
共使用XL500(4台)。
总点数:
1182点,控制器总数57台。
采用3条控制总线(C-bus)将控制器连接到上位机,每条总线的连接情况:
B.上位机:
上位机采用HoneywellEBI系统,3条控制总线经过2个BNA网关(BNA2CS,BNA1CS)与上位机PC采用以太网联接。
服务器设置情况:
状态点1003,模拟点382,控制器57个,通道3个,静态站2个,服务器1个。
2.4系统的技术参数
2.4.1系统功能:
1)我方提供的控制系统为先进的分布式控制系统,均采用标准的局域网。
2)中央控制部分通讯中断后,区域分控部分可独立完成所有控制功能。
3)软件具有五级保密字、具有图形化编程、自动存贮历史记录功能。
4)系统软件采用Windows或WindowsNT或Unix界面,具有二次开发能力,同时系统的人机对话界面必须汉化。
5)系统具有在线编程能力,现场控制器软件可在中央控制主机修改并写入。
6)软件编程为简单的图形组态编程方式,便于操作。
7)中央控制主机具备后备电源,配备打印机。
8)我方提供的中央控制主机采用工业级计算机。
2.4.2控制器功能
1)控制器可脱离中央控制主机独立工作。
2)控制器具有现场编程功能或通讯接口,可保证实施现场编程。
3)控制器具有模拟信号输入、开关信号输入、脉冲信号输入.同时具有模拟量输出与开关量输出功能。
4)控制器具有系统联网能力。
5)所有控制器不仅有一套具有现场LCD显示功能。
6)所有控制器都具有灵活的I/O扩展能力。
7)所有控制器的I/O模块都具有带电插拔功能。
8)各控制器子站与中央控制站间可确保通讯的速率与可靠性,以便实现全楼的节能控制与智能管理。
9)现场控制器配置至少128KB的随机存贮器,由于现场控制器可能有较长时间的停止使用期,如:
设备检修、冬季设备停用等,故现场控制器带有后备电池,可保证内存记忆的可靠维持,至少维持30天。
2.4.3控制功能
A.空调系统
空调系统是通过由空气处理机向室内提供经过处理的空气来达到使特定的环境保持一定条件的目的。
空调系统在会展中心的能耗应该是最大的,故我方设计的空调系统在保证提供舒适环境的条件下,尽量降低能耗量,使之处于最佳经济运行状态。
该控制系统完成的主要功能有:
Ø监测新风、送风温度、湿度;
Ø监测回风CO2浓度。
Ø控制风机的启停;监测其运行状态、手/自动状态和故障报警;并能对风机运行时间积累等;
Ø能根据回风温度与设定温度,对动态平衡电动两通阀进行PID调节)以保持房间温度为设定温度的±2℃;
Ø能根据回风湿度与设定湿度,控制电磁加湿阀开关,保持送风湿度为设定值,精度为±10%RH;
Ø能监测风机的运行压差状态,当其两侧压差低于设定值时,故障报警并停机;
Ø具有防冻监视功能;在冬季,当热盘管后的温度低于5℃时,防冻开关动作,控制器将自动停止风机运行并将新风阀门关至0%并将盘管水阀开至100%,以防止盘管冻裂,同时中控室有报警;
Ø能监测初中效过滤器前后压差,到设定范围后通知清洗过滤器,以防堵塞;
Ø具有联锁控制功能;风阀与风机和水阀联锁控制,停风机时自动关闭新风阀、水阀及加湿阀;风机启动前,延时自动打开风阀;
Ø能提供时间控制程序以便自动控制风机启停;
Ø能在中央工作站上对系统中各种温度、湿度进行监测和设定;
Ø与空调机组共用典型的室外温、湿度,以对新风作最优的启停及节能控制;
Ø可根据系统的数据转换成各种动态图像,使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况。
B.新风系统
Ø控制风机的启停;监测其运行状态、手/自动状态和故障报警;并能对风机运行时间积累等;
Ø能根据设定的送风温度对动态平衡电动两通阀进行PID调节以保持送风温度的设定值;
Ø能监测送风管道风流量;
Ø具有防冻监视功能;在冬季,当热盘管后的温度低于5℃时,防冻开关动作,控制器将自动停止风机运行并将新风阀门关至0%并将盘管水阀开至100%,以防止盘管冻裂,同时中控室有报警;
Ø能监测过滤器前后压差,到设定范围后通知清洗过滤器,以防堵塞;
Ø具有联锁控制功能;风阀与风机和水阀联锁控制,停风机时自动关闭新风阀、水阀;风机启动前,延时自动打开新风阀;
Ø能提供时间控制程序以便自动控制风机启停;
Ø能在中央工作站上对系统中各种温度、湿度进行监测和设定;
Ø与空调机组共用典型的室外温、湿度,以对新风作最优的启停及节能控制;
Ø可根据系统的数据转换成各种动态图像,使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况。
C.通风系统通风系统通常用于环境空气易受污染的场合,通过送排风的手段保证空气的新鲜和人员的健康。
Ø监控风机的运行状态、启停控制、故障报警及手自动状态;
Ø监测风机流量信号;
Ø排烟兼排风机平时作为排风机由BA监控,一旦有火灾发生则由消防系统监控。
Ø动态实时地显示各测量参数;
Ø可根据系统的数据转换成各种动态图像,使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况。
Ø记录和自动累计设备运行时间、定时提醒工作人员进行检修保养。
D.给排水系统
Ø能监测各泵的工/变频运行状态、手/自动状态、故障报警、频率;
Ø能监视水流状态;
Ø供水压力
Ø监测集水坑的高、低及报警液位;
Ø水泵运行时间积累等;
Ø水箱、集水坑的高低水位报警;
E.电梯系统
Ø监视电梯的运行状态、故障报警;
Ø具有历史记录及维护保养清单;
Ø运行时间的累积纪录;
F.其他部分的功能均符合有关规范要求。
2.4.4传感器
我方选择的传感器均与本系统配套,并对其性能、质量负责。
A.温度传感器
温度传感器的技术指标如下:
精度≤±1%
测量范围0℃—50℃
B.湿度传感器
精度±3%rh
测量范围5%—95%rh.
C.气流压差传感器
最大压力5kPa
测量范围40-400Pa/200—1000Pa
D.CO2传感器
精度±1%
测量范围0—3000ppm
具体型号将在下章作详细介绍
第三章控制器、传感器、执行器的选择
3.1控制器的选择
DDC是用于监视和控制系统中有关机电设备的控制器,它是一个完整的控制器,有应有的软硬件,能完成独立运行,不受到网络或其它控制器故障的影响。
根据不同类型的监控点数提供符合控制要求和数量的控制器。
每处DDC 具有10-15%点数的扩充或余量
产品名称:
霍尼韦尔(HONEYWELL)XL100中型DDC控制器
产品型号:
XL100,EXCEL100
简单介绍
适用于所有HVAC控制应用软件和楼宇自动化功能的EXCEL5000系统内的DDC控制器。
控制器可应用于独立运行,拨号和网络系统。
适用于小型和中型的建筑物。
霍尼韦尔(HONEYWELL)XL100中型DDC控制器的详细介绍
适用于所有HVAC控制应用软件和楼宇自动化功能的EXCEL5000系统内的DDC控制器。
控制器可应用于独立运行,拨号和网络系统。
适用于小型和中型的建筑物。
控制软件*使用CARE软件可自由编程*可用标准的ModAL模块软件进行编程
硬件输入信号输入模块适用于:
*无电势触点的12个输入或适用于传感器0..20mA
*无电势触点的12个附加输入,他们中的两个输入也适用于脉冲触点(大于15Hz)
硬件输出信号12个输出信号0..10V,模拟或数字式
控制面板与控制面板XI582AH相匹配的RS232端口;本控制面板可用于调节设置点,警报限位,固定输入/输出,手动操作功能等。
管理应用软件XBS或EBI系统可用做中央管理和其他楼宇的自动化功能。
独立运行是
总线系统说明同其他的EXCEL5000控制器或楼宇自动化管理系统(每个C-bus最多连接30个设备)交换数据的通讯总线(C-bus)
安装DIN-导轨或墙面
防护等级IP30
接线柱类型螺旋接线柱
内存备份镀金电容器,72小时缓冲
电源24Vac/dc|20VA
连接调制解调器可直接连接
连接通讯总线可直接连接
Excel50控制器
以微处理器为基础的可编程中小型直接数字控制器,用于建筑物设备管理。
Excel50控制器对模拟信号或数字信号提供8个模拟输入和4个模拟输出,和提供4个数字输入,6个数字输出,最大的容量22个物理点,即可联接22个探测器,开关、操作器。
可选的ExcelXI582操作员接口,可进行问答式人机对话,从而方便了对信息和控制数据的存取,并供现场编程调试设定和维修之用。
模拟/数字输入(AI):
8点,0~10V,2~10V,4~20mA,NTC,PT1000模拟输入,或接无源干触点数字输入(AI/DI)
模拟/数字输出(AO):
4点,0~10VDC模拟输出
数字输入(DI):
4点,接无源干触点数字输入(DI〕
数字输出(DO):
6点,接继电器可数字输出240V,2A
Excel50控制器主要的优点:
√独立或联网操作
√CARE生成应用程序
√低成本模块化设计
√有多种操作员接口
√点趋势
√72小时存储器备份
√报警处理功能
√后备电池保护RAM数据
3.2传感器的选择
传感器时自控系统中的首要设备,它直接与被测对象发生联系。
它的作用使感受被测参数的变化,并发出与之相适应的信号。
在选择传感器时一般有三个要求:
高准确性、高稳定性、高灵敏度。
风道温度与湿度传感器
二层空调机房风道温度与湿度传感器均采用H7015B1020型传感器。
H7015B1020型传感器是复合温度/相对湿度的电容型传感器,内部有20ΩNTC温度传感器。
这种传感器用于二层空调机房送/回风温度与湿度的监测
−送风/进风/回风中的气流控制
−设定蒸气湿度的上限值
参数
电源24Vac,+20…-30%;50/60Hz,
34Vdc,+10…-40%
电流20mA@24V
工作环境
工作温度
-终端盒0…50℃(32…122℉)
运输及存储温度-35…+70℃(-31…+158℉)
湿度5…95%rh,无凝露
安全
保护级别IIIacc.EN6073-1
保护标准
-终端盒IP54acc.EN60529
火焰延缓V1acc,UL94
终端盒材料ABS塑料
重量300g
安装管道
温度传感器
测量范围-30…+70℃(-22…+158℉)
名义值
-Pt10001000Ω@0℃
-BALCO500500Ω@23.3℃
-NTC20KΩ@25℃
精度
-Pt1000△T/k=±(0.3+0.005*t)[t-℃]
Acc.DINIEC751,CLASSB
-BALCO500±0.4K@23.3℃
-NTC±0.2K@25℃
灵敏度
-Pt1000≈3.85Ω/K
-BALCO5002Ω/K
响应时间
τ0.5Pt1000<60S
τ0.5Pt1000<45S
τ0.5Pt1000<85S
相对湿度传感器
湿度测量范围5…95%rh
输出信号0…1Vdc/0…10Vdc,0…100%rh
输出阻抗1V范围183Ω
10V范围274Ω
输出短路保护
灵敏度10mV/%rh或100mV/%rh
精度@25℃/24Vac
5…10%rh±10%
10…30%rh±5%
30…70%rh±3%
70…90%rh±5%
90…95%rh±10%
响应时间τ0.5≈6s@空气流速5m/s
夹层空调机房及首层空调机房均采用LF20型传感器。
这种传感器用于夹层空调机房及首层空调机房新/送/回风温度监测。
特征
•广泛的感应距离
•精度高
•不锈钢探针
规格
名义值
PT100100Ωat0°C
PT10001000Ωat0°C
NTC20kΩ20kΩat25°C
精度
PT100/PT1000IEC751B级
0.3K+0.5%•|t|(tin°C)
NTC20kΩ0.3K+1%•|t-25°C|(tin°C)
灵敏度
PT100≈0.385Ω/K
PT1000≈3.85Ω/K
NTC20kΩ≈-934.5Ω/Kat25°C(非线性)
响应时间(在空气流速5米/秒[16.4ft/s])
LF20τ0.5≈35s
电气接线2x1.5mm²电缆
环境限制(接线盒)
储存温度-35...70°C时(-31…158°F)时
湿度5…95%相对湿度,非冷凝
安全(接线盒)
防护标准IP30
阻火性V1asperUL94塑料(PC)
风道CO2浓度传感器
二层空调机房采用C7110A1005型传感器。
这种传感器主要用于二层空调机房回风CO2浓度监测。
型号C7110A1005
提供电源24Vac
电功率<1W
输出信号0...10Vdc(空气品质越差,输出值越大)
重量大约125g
电气接线1.5mm2
环境限制
运输和存储温度-10...+70℃
湿度5...95%非冷凝状态
安全
防护等级II级
防护标准IP30
阻火性V0asperUL94塑料ABS
3.3执行器的选择
在楼宇自动化系统(BAS)中,执行器处于最后一个环节,是各种控制系统中不可缺少的一部分,它的重要性不言而喻。
执行器是自动控制系统的末端部件,例如,调节阀、风门、电加热器的调整装置和电磁阀等,其中调节阀是智能建筑中使用最广泛的一种执行器。
在供热、通风和空调系统中使用了大量控制阀门。
执行器的好坏直接影响到系统是否能正常工作。
调节式风门执行器
首层空调机房、二层空调机房、夹层空调机房及厨房均使用N20010型执行器。
这种传感器用于控制新/回风阀信号。
简单介绍
接受2-10V或4-20mA信号输入的调节马达,它可用于调节阀门或风门的正反比例作用。
特点:
1.IP54防护等级
2.工作温度-40-80度,相对湿度为5-95%
3.内置24VAC变压器给马达执行器工作电源
4.现场0-90度可调行程
5.端部开关功能/容量SPDT开关230V,5(3)A用于带有端部开关的型号
6.连杆安装用于圆形连杆10..27mm;方形连杆10..18mm
7.带手动操作
附加描述*通过开关的可选旋转方向。
*当没有电源时
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