楼宇自控系统设计说明
一、楼宇自控系统 1.系统概述
楼宇自控系统是对建筑物内各类机电设备的运行、安全状况、能源使用和管理等实行自动监测、控制与管理的自动化系统，通过对各个子系统进行监视、控制、信息记录，实现分散节能控制和集中科学管理，为用户提供安全、健康和舒适的工作环境，为管理者提供方便的管理手段，从而减少建筑设备的能耗，延长设备寿命并降低管理成本。
楼宇自控系统将对以下机电设备进行监控： ➢ 冷热源系统 ➢ 空调系统 ➢ 送排风系统 ➢ 给排水系统 ➢ 变配电系统 ➢ 电梯系统
2.子系统设计
2.1系统规划
在校消控室内配置一个管理平台。网络控制器安装在楼层弱电井，通过智能网进行组网。空调机组、新风机组、送排风机、潜污泵等设备的监控由楼控系统配置现场控制器，现场控制器均布置在受控设备附近。
变配电系统、电梯系统通过通讯接口的形式接入本系统监控，充分利用了设备自带的控制系统。
冷水机组、燃气热水机组等第三方设备通过通讯接口的形式接入本系统的网络控制器，与楼控系统现场控制器配合完成冷热源系统的群控。 2.2系统构架
楼宇自控系统设计为两层网络架构：网络控制层、现场控制层。 网络控制层：
网络控制层由管理服务器和网络控制器等设备组成；
管理服务器处于楼宇自控系统的最高监视与管理层，它通过智能网连接网络控制器，通过人机交互界面，实现对各机电子系统的集中监视与管理。支持浏览器访问，浏览器界面可以支持构架显示、窗口推出、动画和参数变量值动态显示，支持查询，实现带有口令验证的安全管理操作控制，也可以支持多媒体技术，应用视频、图像和音响等技术，使报警监视和设备管理图形界面生动直观。
网络控制器通过双绞线通讯网络连接各楼层的现场控制器，将各种机电设备的实时运行状况集成，其功能主要是实现网络匹配和信息传递，具有总线控制功能和提供WEB服务，可以通过BACnet、Modbus等开放协议进行有效的系统集成，突破了传统的系统集成只能在管理服务器实施的局限性。
现场控制层：
现场控制层网络采用现场总线技术实现建筑内现场控制器之间的通讯，既可满足传送管理服务器下达指令的任务，又可及时向管理服务器反馈建筑设备的信息。同时，现场控制层网络还可在管理服务器故障时，继续按预定的程序工作，从而保证系统的正常使用。
系统架构如下图所示：
工作站管理服务器工作站管理员TCP/IP局域网/智能专网网络控制层网络控制器网络控制器管理员（串口服务器）第三方系统(485总线)现场控制器现场控制器现场控制层现场总线现场总线现场控制器现场控制器
2.3系统设计
1） 冷热源系统的监控
冷热源系统涉及的设备包括地下三层冷冻机房的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵，大楼屋面的冷却塔，主楼一层锅炉房的燃气热水机组等设备。
点位设计如下：
冷水机组（二台）：机组启停点、机组状态反馈、机组故障反馈； 冷冻水循环泵（三台）：水泵启停点、水泵频率控制、水泵状态反馈、水泵故障反馈、水泵手自动状态反馈；
冷却水循环泵（三台）：水泵启停点、水泵频率控制、水泵状态反馈、水泵故障反馈、水泵手自动状态反馈；
低噪声组合冷却塔组（二组）：冷却塔风机启停及运行、故障、手自动状态反馈；
燃气热水机组（两台）：系统启停、机组运行、故障、手自动状态反馈； 热水循环泵（三台）：水泵启停点、水泵状态反馈、水泵故障反馈、水泵手自动状态反馈；
传感器及阀门（执行器）：冷冻水供回水压力及温度、冷冻水流量、冷却水供回水温度、冷却水补水流量、冷水机组出口开关蝶阀、冷却塔进水开关蝶阀、冷冻水压差旁通阀、空调热水流量传感器等。
设备集成内容：
冷水机组、燃气热水机组、冷水自动补水排气定压装置、热水自动补水排气定压装置的控制器提供通讯接口，开放机组的运行参数给楼控系统集成。
2）空调系统的监控
空调系统设备主要包括空调机组、新风机组，其中风机盘管与VRF空调不接入楼宇自控系统。
点位设计如下：
配置机组启停点、机组状态反馈、机组故障反馈、机组手自动反馈、风机频 率控制、回风阀控制、新风阀控制、水阀控制、滤网压差、回风温湿度等点位；
控制功能如下：
1、水阀控制：根据回风温度调节水阀的开度。 2、风阀控制：根据室内外空气焓值判断风阀的开度。
3、状态显示、报警及记录：空调机组的状态显示，故障报警，启停及运行时间记录，设备运行小时数累计及记录，滤网压差报警等。
空调机组显示控制界面参考
3）新风系统的监控
在人员密度较高、 流量集中且随时间变化较大的空间(1号楼小剧场、服装2号篮球馆，3号公共展厅、图书馆过厅，8号楼宴会厅、展示厅，全日制餐厅)，设置 CO2 浓度检测装置， 并联动控制空调系统新风量的大小，采用新风需求控制。
新风机点位设计如下：
机组启停点、机组状态反馈、机组故障反馈、机组手自动反馈、CO2传感器；
控制功能如下：
1、CO2控制： 通过CO2传感器控制新风机的启停；
2、状态显示、报警及记录：新风机的状态显示，故障报警，新风机机启停及运行时间记录，设备运行小时数累计及记录等。
4）送排风系统的监控
配置点位：机组启停点、机组状态反馈、机组故障反馈、机组手自动反馈、地下车库CO传感器；
控制功能如下：
1、地下车库CO控制： 通过CO传感器控制地下车库排风机的启停； 2、联动控制：地下车库排风机开后延时5S开启送风机； 3、其他送排风机：时间表控制启停；
4、状态显示、报警及记录：送排风机的状态显示，故障报警，送排风机启停及运行时间记录，设备运行小时数累计及记录等。
5）给排水系统的监控
地下室有3台给水泵，一个生活水箱。
配置点位：泵组启停点、泵组状态反馈、泵组故障反馈、泵组手自动反馈、泵组频率反馈、生活水箱液位开关；
控制功能如下：
1、泵组启停控制： 泵组根据系统压力进行自动控制，也可以通过楼控系统远程关机；
2、水泵频率控制：根据系统压力控制水泵启停；（泵组自带的控制器实现功能）
3、状态显示、报警及记录：泵组的状态显示，故障报警，泵组启停及运行时间记录，设备运行小时数累计及记录等。
地下室集水坑及潜污泵的监控： 集水坑高液位报警；
潜污泵的启停、状态反馈、故障反馈、手自动反馈。 6）变配电系统的监控
变配电系统对高低压柜的进线状态检测，电压、电流、频率、有功功率和功率因素等电参数监测和电量累计，低压控制柜和低压联络柜内各断路器通断状态，变压器超温报警信号等各项运行数据进行监视及报警联动。子系统由变配电厂家负责实施，必须提供标准的数据通信接口给楼宇自控系统，楼宇自控系统采用网关通过标准的数据通讯协议方式从中获得各项内部参数，进行各项监控。
变配电系统显示界面参考 7）电梯系统的监控
对各电梯的运行状态、故障报警进行远程监视，子系统控制由电梯厂家负责实施，提供标准的数据通信接口给楼宇自控系统，楼宇自控系统采用网关通过标准的数据通讯协议方式从中获得各项内部参数，进行各项管理。 3.4系统功能
1）监视功能
系统软件应以Windows为操作平台，采用工业标准的应用软件，图形化操作界面监视整个楼宇自控系统的运行状态，提供现场图片、工艺流程图（如空制系统图）、实时曲线图（如温度曲线图，可几根同时显示，时间可任意推移）、监控点表、绘制平面布置图，以形象直观的动态图形方式显示设备的运行情况。可根据实际需要提供丰富的图库，绘制平面图或流程图并嵌以动态数据，显示图中各监控点状态，提供修改参数或发出指令的操作指示。
可提供多种途径查看设备状态，如通过平面图或流程图，通过下拉式菜单或特殊功能键进行常用功能操纵，以单击鼠标的方式可逐及细化地查看设备状态及有关参数。
系统软件能提供一个多任务的操作环境，使得用户可同时运行多个应用程序，
也可浏览Internet网页。通过使用工业标准的软件来支持并行访问和系统监控操作。
具有灵活的用户图形界面，提供一些传统的监控管理功能，如时间表、趋势图、报警、历史数据采集和高级能量管理等应用，既可在本地操作又可通过Internet进行。
2）控制功能
通过对管理服务器图形的操作即可对现场设备进行手动控制，如设备的ON/OFF控制；通过选择操作可进行运行方式的设定，如选择现场手动方式或自动运行方式；通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。
对系统的操作权限有严格的管理，以保障系统的操作安全。
对操作人员以登录密码的方式进行身份的鉴别和管制。操作人员的根据不同的身份可分为不同的安全管理级别。
软件能自动对每个用户产生一个登录/关闭时间、系统运行记录报告。用户自定义的自动关闭时间。以防操作员而然离开的时的系统安全。
3）报警功能
当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时，服务器均产生报警信号，报警信号为声光报警（可选择），操作员必须进行确认报警信号才能解除，所有报警将记录到报警汇总表 中，供操作人员查看。报警共分4个级别。报警可设置实时报警打印，也可按时或随时打印。
4）综合管理功能
系统对有研究与分析价值、应长期进行保存的数据，建立历史文件数据库，采用流行的通用标准关系型数据库软件包和服务器硬盘作为大容量存储器建立系统数据库，并可形成棒状图、曲线图等显示或打印功能。
系统可提供一系列汇总报告，作为系统运行状态监视、管理水平评估、运行参数进一步优化及作为设备管理自动化的依据，如能量使用汇总报告，记录每天、每周、每月各种能量消耗及其积算值，为节约使用能源提供依据;又如设备运行运行时间、起停次数汇总报告（区别各设备分别列出)，为设备管理和维护提供依据。
系统可提供图表式的时间程序计划，可按日历定计划，制订楼宇设备运行的
时间表。可提供按星期、按区域及按月历及节假日的计划安排。
5）系统集成功能
管理层系统集成：可以集成通过Modbus、OPC、BACNet等标准的通讯协议，在机房内集成第三方设备，实现各子系统的信息共享能力，高标准实现楼宇自控系统与其他子系统之间的协制和系统的优化管理。
二、能耗计量系统
能耗计量主要包括学校水、电的能耗分类计量。系统由远传表、采集器、集中器、主站通过信道连接起来，并运行抄表系统软件，实现表具数据自动抄收及远传。计量表具由给排水和电气专业设计，智能化专业负责管线敷设和系统后台搭建。要求所有表具均采用具有信号和数据远传功能的计量表，通过RS-485通讯总线将能耗数据集中采集至能耗平台，并自动生成报表。建筑能耗监测系统数据可上传至杭州市公共建筑能耗信息平台。
设置节能管理平台，节能平台、水监测平台、三维管网与下沙校区互通互联。节能平台需选用可以上传电流、电压、功率因数等参数的多功能电表，节能平台需满足电流、电压等电气参数查询历史记录的功能。水监测平台远传水表设计采用220V交流电逆变供电，对比使用电池的经济性、可靠性，择优选择。
三、智能照明系统
本校公共走廊、教室、食堂、室外泛光灯、地下室等照明采用分布式智能照明控制系统。该系统由智能照明控制模块/灯具、现场智能控制面板、通信链路以及后台管理平台软件组成。系统预设后台软件逻辑控制程序，实现分时、分区、分季节自动控制照明系统，并可远程监测照明回路运行、故障状态，降低能耗和人员开支，提高经济性。
智能照明功能：根据传感器反馈的日照强弱信息，自动控制校区室外路灯、地下停车场灯光、教学楼公共走廊、图书馆阅览室等智能照明建设。
