某酒店楼宇自控方案

狙神

系统概述
    这里所提供的上海某酒店楼宇自控系统工程方案，是我方按照招标文件技术要求和设计院所设计的建筑和有关专业施工图，精心考虑、设计制作而成。系统采用HONEYWELL的BAS系统，并选用了它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。

    楼宇自控系统具有管理层网络和控制器网络两级网络，配置一个楼宇自控系统监控管理站，一条C-Bus控制网络，12个XCL5010C现场控制器，145个I/O模块，总输入输出点数大约为1200点（含通讯点）。在考虑系统硬件配置时，除了满足方案目前需要以外，对于DDC控制器及其扩展模块上的输入输出点数量，我们考虑了大约10%左右的备用量，作为将来可能的调整之用。

    建设楼宇自控系统，首先要保证整个建筑在生活、工作环境方面的舒适性，其二要确保建筑设备与人员的安全，其三要提供最佳的能源管理方式，节省能源，其四是采集数据支持物业管理的现代化，提高了工作效率。所以，楼宇自控系统设计应该充分体现这些方面的功能需要。

    建筑物的照明系统和空调系统，是两个耗能大户。以适当的设计，实现合理的按需控制和时间调度，将可以获得可观的节能效益。本楼宇自控系统在投运以后，预计可以节约日常运行开支的10%-25%，因此让用户获得确定的中长期回报。

    由于本方案采用了一个充分开放的网络软件体系结构，使得酒店设备监控系统和外部设备、系统的通讯连接和交换数据已经没有障碍，无论是将来有新的楼宇设备需要接入本系统，还是本系统接入更高层次的信息集成系统，都有最方便、可行的解决方案。

工程特点和需求分析
    酒店整个建筑配备有冷水机组，空调通风系统，照明系统，供配电系统，电梯以及给排水等等设备，建筑设施规模大，面积广，功能齐全，技术要求很高。

    设计、配置楼宇自控系统的目的是向进入酒店的人们提供舒适、便捷的空间环境，节约能源，保护环境，提高对建筑设备的监控管理效率，为现代化的物业管理创造必要的条件。完善的楼宇自控系统设计方案，必须对建筑物的机电设施提供有效的支持，保证所有设备能够正常发挥功能。

    在酒店动力机房层有支持建筑功能的全套机电设施，其中冷热源系统为采用6台风冷热泵机组，系统工况较为复杂；其它设备还包括如生活水池、生活给水泵、风机、集水池和排污泵、变配电系统等；整个建筑群的空调是两管制系统；本大楼空调主体是带有新、回风口的各类组合空调机组，风机盘管和通风机构成的中央空调系统；变配电系统包括高压进线柜、出线柜，变压器、低压进线柜、低压联络柜和低压配电柜等；遍布于各大楼内所有空间的监控对象除了空调通风设施以外，还有照明、动力配电、给排水和电梯等设备。

    针对大楼的上述特点，非常适合采用“分散控制，集中监控”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；集中监控又为系统的操作管理和维护带来巨大的方便。

    通过对楼宇设备的监控，将可以提供舒适性环境，节省能源，保障人员设施的安全和保护环境等等效益。但是对于该酒店不同的使用空间，控制侧重点应该有所区别。我们将结合暖通设计要求，除了追求以人为本的舒适性条件外，还应该强调满足工艺要求，严格控制房间温度和空气质量，在保证工艺要求的前提下再进行节能控制。我们的设计对于不同的功能空间，都具有针对性的技术措施。

    另外，酒店内部主要是相对封闭的大空间区域，其空气调节控制应该具有相应的对策，例如对区域负荷的变化要有足够快的响应速度；酒店具有很大面积的公共照明区，遍布于建筑物各处，需要设计合理的风机盘管控制和公共区域照明控制方案。

     酒店的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。
   
     招标文件已经描述了对于智能化弱电系统的工程设计范围和技术要求。在全面地理解这一部分内容的同时，我们同样也充分阅读和消化了来自设计院的建筑施工图，其中包括风、水、电和弱电系统设计有关的一些内容。对于这些资料的阅读、消化和理解，是我们开展工程方案设计的基础。


EBI系统结构
    Honeywell最新推出的EBI系统是目前世界上先进的高效能、集成化的楼宇设备监控管理系统。EBI系统软件运行于主流台式PC机上，需要的操作系统是Windows NT4.0或以上版本。

    采用EBI系统集成平台，上层通讯网络为TCP/IP协议的以太网，可以和大楼局域网连接。控制网络为C-BUS，数据的传输速率为78K-1Mbps，它把EBI工作站和DDC控制器、区域网络管理器连接起来，构成控制网主要骨架。从DDC控制器和区域网络管理器出发还有第三层分布式现场网络，构成更为分散的监控。根据它方设备的不同情况分别配置符合系统集成要求的通讯方案，以完成设备管理的系统集成。DDC能和控制中央直接通讯，DDC之间也能进行直接通讯。

    除了楼宇设备控制系统以外，EBI系统还能够将其它建筑设备，例如安保、消防报警、智能卡系统等集成在一个监控平台中，实现大楼的集中管理及监控，并且能方便地与其它应用系统交换数据，为大楼的信息系统集成创造基本条件。

    本系统的网络具备当前主流的工业标准协议和接口（如TCP/IP，BACnet，Lontalk和OPC等），可以和具有这种协议和接口的第三方设备通过网络连接在一起；同时系统也提供一系列开放的通讯接口，用于与各种楼宇设备通讯连接；EBI的网络结构可以灵活地配置、扩充，可以有针对性地设计分布式就地控制单元，因而能充分满足现场控制形式的多样化需求，并构成性价比极高的控制方案。EBI系统自推出至今，已在世界各地的许多地方及多种不同类型的建筑物上（包括商业楼宇、机场、工业设施、政府设施等）成功应用，成熟、先进和可靠。

系统监控功能说明
1.楼宇自控系统技术设计的重要策略
建筑设备的节能和环保控制方案
    如果说，控制系统所面临的任务，其中温、湿度控制和提供舒适性环境，已经在上一个世纪有效解决的话，那么现在，工程师面临的任务就是更高的一个境界：节能和环保。

    楼宇自控系统最新的发展是基于控制网络的全局优化控制，而这种全局优化所追求的目标和实际效果，就是节能和环保。目前根据负荷侧的实际需求，提供恰如其分的水量或者风量，已经达到精细化控制的程度。这是当前楼宇自控系统发展的主要特点之一。

    为了降低能耗、减少运行费用，有必要采用先进、成熟的节能控制技术和管理手段。如冷冻机组的群控、空调水流量控制、空调分区控制与管理、空调机温湿度控制、空调机最小新风量控制、新风机送风温湿度控制、新风门开度控制、送风机压力控制优化、室内空气质量控制、焓值控制、光照度控制、热水温度控制、设备寿命均衡控制等等。

    除了空调系统以外，照明灯光也是一个能耗大户。所以应该设计有效的照明灯光控制系统。除了按时间对公共照明灯光进行调度控制以外，配置自然光照度检测器，同时按实际光照度需要结合定时调度进行开关控制，将可以有针对性地控制和更好地节约电能。

现场实时控制功能尽可能在DDC中编程组态完成
    BAS所有监测和控制I/O点均通过数字式直接控制器（DDC）接入，系统中的监控工作站不直接与被监控对象有输入输出联系。保证大部分控制单元的现场实时控制功能在DDC中编程组态完成，仅有部分规模较大的需要大范围协调的复杂控制，有可能需要在上位机中编制程序。因为DDC能够不依赖网络独立运行，这种组态策略，将极大地提高系统的运行可靠性。

    按照提供的设计图纸，我们把相应区域的空调机、送、排风机及照明的监控点放在一起处理，这样既可以提高系统的可靠性，又方便于软件编程，组织控制功能。

设计合理的闭环控制方案
    本方案标书要求闭环控制设备有空调机组等设备，需要制订PID闭环调节策略。

楼宇自控系统与它方系统设备的接口
    对于具有开放的数据通讯接口的系统，本方案将配置BAS的数据通讯接口和它们连接，这样的系统有：变配电监控系统和电梯系统。对于这部分的方案设计，有待明确这些第三方设备以及通讯接口的详细规格后进一步细化。为了不失完整性，我们在本方案中假设了最通常的硬、软件选型，并做了全面的设计。所以这部分的设备清单不是最终配置。
2.空调冷、热源水系统的监控  
    空调冷热源是两管制，冷、热源独立工作系统。设备位于酒店动力机房层，冷源系统设备主要包括3台冷水机组、5台冷冻水泵。
根据招标要求，为了保证系统控制方案的完整性，本方案提出的是全面的设计控制方案。
冷水机组：启停控制，温度再设定，运行状态、故障报警、手/自动状态、冷冻水供回水温监测、水流状态监测。
冷冻水泵：启停控制，运行状态、故障报警、手/自动状态、备用泵投入控制。
冷冻水供回水温度、压力监测，旁通阀压差控制，系统流量监测，负荷计算。
    对冷冻机组的控制，由冷冻机组生产厂家提供开放其通信协议，并能提供标准接口界面，Honeywell将负责程序的二次开发，使EBI系统与冷冻机组进行所需数据的交换。

3.空调通风系统空调机组常规控制说明
室内温度控制
    根据回风温湿度与设定温湿度差值，对冷/热水阀开度进行PID调节，从而控制回风温湿度。对于大空间系统，为了提高对负荷变化的响应速度，可检测空调机的送风温湿度，将送风温湿度作为内环过程变量，回风温湿度作为外环调节目标，采用串级双环控制，目的是加快系统响应时间，提供更稳定可靠的控制效果。

室内湿度控制
     两管制系统配有加湿功能的空调机，能够进行有效的湿度控制，使目标区域的湿度控制在一个确定的范围以内。

空调机的变新风（焓值）控制
    冬夏极端季节，采用正常的温度控制，一般取最小新风比。过渡季由温度控制改为新风比控制，根据室内外空气的焓值，调整新、回风门的开启比率，使回风温度保持在设定值范围内。例如系统在夏季模式时，当室外焓值低于室内焓值时，可以开大新风门，关小回风门，充分利用室外空气调节室内气候，降低空调水流量，以获得较好的节能效果。

联锁控制
    新风阀、回风阀与风机联锁开启工作，停风机时自动关闭新风阀和水阀，风机启动时，提前打开回风阀，延时打开新风阀。送风机和对应的排风机联锁启停工作。

室内空气质量控制
    对于空气质量要求比较高的场所（如相对封闭的剧院内部和大堂等），应设置室内温湿度的监测，根据室内温湿度来调节新风量，以便保障人员的卫生和安全。

4.电气设备
变配电系统
    酒店的变配电系统包括高压配电监测系统、低压配电监测系统、变压器监测系统。根据设计院和招标要求，变配电厂商成套配置高低压配电自动监控系统，监测供配电站的主要电量参数，并提供通讯接口（暂定为RS485）和有关协议给BAS系统，BAS只作为监视和数据采集，不作控制。

照明监控系统
    由BAS监控的照明回路主要是整个建筑的泛光照明、楼层的公共照明。

监控内容：
运行状态、故障报警的监测；
配置室外光照度传感器，根据室外光照度情况控制室内外照明的开与关；
按照大楼物业管理部门要求，定时开关各种照明设备，以达到最佳节能效果；  
统计各种照明的工作情况，并打印成报表，以供物业管理部门利用；
根据用户需要，可任意修改各照明回路的时间调度计划；
累计各控制开关的闭合工作时间；
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、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。

电梯监测
    根据设计院和招标要求，BAS对电梯的监测通过电梯提供的接口和协议采集信号，不作控制。通过通讯接口可以采集电梯运行，故障报警以及上、下行，楼层位置等信号数据。

5.给排水系统
    给排水系统包括生活水箱、生活水泵、集水坑、排水泵等。
设备监视内容
监视生活给水泵的运行状态及故障报警，水泵启停控制；
监测生活水池的液位监测，同时进行高低液位报警；
监测集水坑的高低液位状态，同时进行超水位报警；
排水泵启停控制，运行状态、手/自动状态、故障报警监测；
消防用水泵只做运行状态和故障报警的监测。


系统软件可实现如下监控要求
统计各种水泵的工作情况，并打印成报表，以供物业管理部门利用；
累计各水泵的运行时间；
液位到达设定点进行水泵启停控制和报警；
中央工作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、累计时间和其历史记录，且可通过打印机输出。

6.BAS与其它系统的数据通讯接口方案
    根据招标要求，在本方案设计中，分别有电梯、安保系统、冷水机组系统、消防系统、变配电系统、不间断电源系统独立自带监控装置，并提供数据通讯接口，将有关信息接入到BAS系统，进行集中监控管理。目前以上两个系统具体能提供的通讯接口尚不明确，但我们选用的楼控系统能接受各类常见的通讯方式。美国Honeywell公司的EBI系统是一套完善的楼宇自动化控制系统，系统具有良好的开放能力，可以和它方系统产品或者是集成管理系统交换数据。具体来说，EBI系统可以通过下列开放接口建立通讯：
开放的数据库连接，SQL访问（ODBC）；
动态数据交换（Advance DDE）；
用于过程控制的OLE接口（OPC）；
应用程序交换接口（Net API函数）；
楼宇自控设备连接通讯协议（BACnet）；
LonWorks控制网络接口；
多种工业标准的控制总线通讯协议，像RS232/485、Modbus等；
强大、灵活的Web访问功能。
    在本次投标设计中，我们暂定电梯、变配电系统均提供RS485通讯接口和协议。

7. BAS和电气设备I/O信号接口要求
    按系统设计方案，BAS必须对大楼内的机电设备（各种水泵、各种风机，照明开关等）进行监视、控制和管理，所以BAS和大楼的这些机电设备要建立一定的I/O信号连接。这里特别提出，这种信号连接对于电气设备一侧的技术要求。希望甲方在订购电气控制盘时，给予充分考虑。

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