第1章 樓宇自控系統
1. 系統概述
樓宇設備自動控制系統是將建筑物內的電力、照明、空調、電梯、給排水、送排風等設備，進行集中監視、控制和管理，而構成的一個綜合系統。它的目的是保證建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活環境和高效的工作環境，并保證系統運行的經濟性和管理的智能化。
2. 用戶需求分析
XXX悅城樓宇自控系統主要管理區域內冷源系統監控，空調機組監控，新風系統監控，風機盤管系統監控，送/排風系統監控，給排水監控。采用目前國際上流行的網絡結構，合乎最新的市場走向，具有結構簡單、選型簡單和施工簡單的優點。系統采用全modbus的通訊方式，控制器與控制器之間采用手拉手進行連接，現場設備通過分布在各個區域的DDC控制器來控制，控制器通過modbus與上位機繪圖軟件進行通訊。
樓宇設備自動化系統包括以下子系統，它們包括的范圍如下表所示：
|
序號 |
子系統 |
范圍 |
|
1 |
風冷熱泵系統 |
冷源監視和控制 |
|
2 |
空調機組系統 |
空調機的啟、停控制 |
|
3 |
新風系統 |
新風機的啟、停控制 |
|
4 |
風機盤管設備 |
本地獨立控制 |
|
5 |
送/排風系統 |
送排風控制 |
|
6 |
給排水系統 |
污水處理 |
樓宇自控系統采用的是集散型計算機控制系統，也稱分布式控制系統。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置（DDC），完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的具有很強的數字通信、LCD顯示、打印輸出和豐富管理軟件功能的中央管理計算機，完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等功能，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難，無法統一管理的缺點。樓宇自控系統采用的是集散型計算機控制系統，也稱分布式控制系統。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置（DDC），完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的具有很強的數字通信、LCD顯示、打印輸出和豐富管理軟件功能的中央管理計算機，完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等功能，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難，無法統一管理的缺點。
3. 總體設計
樓宇自控系統（或稱樓宇管理系統）是由中央管理站、各種DDC控制器及各類傳感器、執行機構組成，并能夠完成多種控制及管理功能的網絡系統。它是隨著計算機在環境控制中的應用而發展起來的一種智能化控制管理網絡。
樓宇自控（BA）系統的選擇要遵循“高性價比”原則，要充分考慮其技術的先進性、系統的開放性、可靠性及可擴展性（或靈活性）。
在選用產品時，首先應從該XXX悅城項目的要求出發，要充分分析和考慮市場可供商品的特性及其產品的市場定位，選擇適合于自己特性的產品。業主在選擇樓宇自控系統產品時首先要對產品進行性能/價格比較 ，其次一定要與自控集成商和使用單位一起對XXX悅城的自控系統方案進行優化，根據自己的投資預算和實際需求，合理選擇最具有節能功能、方便管理的自控方案，使自控系統達到先進、完善、易用的水平。
3.1 系統結構
系統采用了多層網絡結構（區域、系統、設備、點），是徹頭徹尾的集散系統；DDC之間采用同層對等通訊方式（Peer To Peer）；全部DDC采用32位CPU，這些特點使得系統集散系統無論在可靠性和技術上都是世界領先的水平。
管理級（可選）
通過國際互連網建立虛擬數據通道，這樣可以在世界各地查詢、操作多個樓控系統。只需要普通的網頁瀏覽器軟件即可。
監控和系統級
采用以太網進行數據交換，實現區域性高速數據聯網。在這一級中配置系統級控制器（DSC），對點數相對集中的機組進行監測和控制；同時，中央監控站通過交換機以以太網（通訊速率10M）方式與系統級控制器連接，進而與整個BA系統進行通訊。
應用級
通過Peer To Peer Network（同層總線共享無主從方式），可以連接多臺控制器組成一個區域性應用。在系統級控制器下面下掛應用級控制器，分別監測和控制系統中的空調、新風機組、送排風機、水泵水箱、照明等，他們之間以485無主從（Peer To Peer）方式進行通訊，速率為76.8K。變配電系統采用智能型電量檢測設 備，它也屬應用級。
網絡拓撲圖
3.2 操作軟件
操作員工作站軟件（OWS），針對使用者而言，它的圖形化人機界面非常簡單，但同時也為高級用戶準備了強有力的實時系統工具。軟件在Windows平臺（Windows2000/Win7/Win8）上運行，并結合了許多Windows易于使用的特性，例如：右鍵下拉菜單和按F1鍵打開幫助菜單等。使用軟件的時候，可以在系統中任何地方通過按鍵盤上的F1功能鍵打開與該處相關的幫助。
軟件內置被控對象的導航和操作工具，被稱作導航器（NAVIGATOR）。它可對控制器進行程序的實時編制和編輯，并且通過托拽和鏈接技術同Delta的圖形編輯器一起使用。
3.3 DDC控制器
Delta的控制器種類較多，這樣可以使用戶有充分的選擇余地，做到物盡其用，現場控制器的綜合特點如下：
DDC種類豐富
管理級、系統級、應用級、擴展級。
點數設置合理
適合各種被控對象，甚至只監不控。
具備本地/遠程 I/O 擴展功能
增加DDC虛擬I/O，遠程可達1200m。
具有通用 I/O 接口
便于設計和現場調整，增強系統靈活性，即使修改了現場信號類型，也不至于重新訂貨。
具備服務端口且使用通用便攜設備
便于編程調試和系統維護維修。
CPU的處理能力強
全部為32位CPU，領先于同類產品。
4. 系統功能描述
規避風險
物業可對XXX悅城樓宇自控系統下的樓宇自控系統等眾多分散設備的運行、安全狀況以及能源使用狀況、節能管理實行集中監視、管理和控制。所有機電設備的使用狀態進行監控，能夠有效規避由設備故障或其他風險造成經濟上的損失。
（1）運行優化控制，降低能耗
對XXX悅城內樓宇自控管轄下的機電設備或機電系統按需運行，根據控制策略確定運行模式，運行數量，運行負荷，啟停時間。
（2）降低勞動強度
樓宇自控管轄下的各個機電設備或機電系統實現由電腦根據程序實現集中管理（監測、遠程控制）。可大大降低維護員工的勞動強度和減少設備管理人員，有效降低勞動力成本。
（3）設備運行參數管理
樓宇自控實現電子化管理，設備運行記錄，報警記錄，操作日志，歷史曲線可形成電子分類報表，可任意查詢和打印。
（4）設備電子臺帳明細記錄
應包含設備屬性，維修保養情況，設計壽命，啟用時間，更換情況等報表。
5. 系統設計說明
5.1 空調機組
監測內容：
送、回風溫度檢測；
空調機組送風機運行狀態、故障報警、風機手/自動狀態及風機壓差檢測；
空調機組新、回風閥開度；
空調機組過濾器堵塞狀態，提醒運行操作人員及時清洗或更換；
空調機組風道CO2濃度檢測；
控制內容：
通過對測量所得新/回風溫濕度計算確定室內/外空氣焓值,根據室內外新風情況，聯合調節新、回風閥及排風開度，保證全年節能調節，最大限度利用自然冷源；
根據回風溫度設定值，調節表冷器電動調節閥開度，以使送風溫度保持設定要求，減少能源浪費；
通過對安裝于水盤管回水側電動調節閥的自動調整，實現對回風溫度設定點（可調整）的控制，保證空調機組供冷/熱量與所需冷/熱負荷相當，減少能源浪費；
采用最佳啟停控制程序對空調機組進行最佳時區啟停控制，保證上班前對房間進行預冷（夏季）或預熱（冬季）；
新風閥與送風機連鎖，風機停止時自動關閉新風閥。
5.2 新風機組
監測內容：
新風機組送風溫/濕度；
新風機組風機運行狀態、故障報警、風機手/自動狀態，確認空調機組是否處于樓宇自控系統控制之下，當機組處于樓宇自控系統控制時，可控制風機的啟停；
過濾器堵塞狀態，提醒運行操作人員及時清洗或更換；
新風機組防凍報警狀態；
控制內容：
根據送風溫度控制表冷器電動調節閥開度，以滿足室內溫度精度及節能的最佳平衡，減少能源浪費；
對安裝于水盤管回水側電動調節閥的自動調整，實現對送風溫度設定點（可調整）的控制，保證新風機組供冷/熱量與所需冷/熱負荷相當，減少能源浪費.
新風閥與風機連鎖，風機停止時自動關閉新風閥；
5.3 風冷熱泵系統
監測內容：
機組啟停次數，累計運行時間，發出定時檢修提示；
機組工作狀態，故障報警，手動自動狀態；
冷凍水供回水溫度；
冷凍水供回水壓力檢測；
監測冷卻水泵運行狀態,故障報警及手自動狀態;
監測冷凍水泵運行狀態,故障報警及手自動狀態;
控制內容：
機組啟停；
通過冷凍水的總供／回水溫度，計算出空調系統的冷負荷，
根據總供或者回水溫度值決定冷凍機的啟停組合及臺數,以便達至最佳的節能狀態；
循環水泵的啟停；
5.4 給排水系統
排水監控內容
水泵工作狀態、故障報警、手/自動狀態，啟停；
集水坑高低液位檢測和報警；
給水監測內容
水泵工作狀態、故障報警、手/自動狀態，啟停 ；
水箱高、低液位檢測和報警；
5.5 送排風系統
監測內容：
送、排風機運行狀態及故障報警；
送、排風機累計運行時間。當累計值達到設定值時，發出檢修報警信號。
控制內容
5.6 風機盤管設備
監測或監控內容：
遠程和就地控制風機盤管的啟停；
遠程和就地風機盤管三速選擇切換；
遠程和就地設定溫度；
風機盤管冷熱負荷累算；
盤管的狀態及故障顯示；
5.7 其他系統
ORCA系統可以通過預留的網關實現與其他系統進行聯網通信，實現控制要求；
6. 系統點表
附后。
7. 主要設備技術參數
系統控制器（DSM-RTR）
系統控制器是ORCA建筑管理和控制系統的一個有機整體部分。它不僅可以獨立完成DDC現場控制，同時為整個樓宇系統提供著強大、完善的網絡管理和通訊功能。
Delta系統控制器DSM-RTR是真正的BACnet設備，可以使用BACnet協議通過RS-485網絡通訊或通過雙絞線以太網（10BaseT）通訊。它也支持MS/TP子網，用來連接基于應用的控制器。作為另一個選擇，這個子網也可以被配置為擴展網，可連接多臺獨立式單元控制器或遠程擴展模塊。
這種基于BACnet的控制器是完全可編程的。使用強大的GCL語言編寫控制策略，嵌入軟件和控制器數據庫都可以通過網絡下載。可以建立、修改GCL程序和BACnet對象來適應特定的應用。
DSM-RTR這種控制器的設計是為了滿足中等數量的I/O需求，覆蓋了很寬的應用范圍。具有BACnet/IP 路由，無 I/O功能。
應用控制器：DAC-633
性能指標：
輸入
6 點通用輸入（支持 0-5v、0-10v、10K 電阻、4-20mA）
輸出
3點二進制可控硅輸出，跳線選擇內/ 外部供電
3 點模擬量輸出-（0-10v) 每點輸出均有可視的 LED 狀態指示
技術參數
32 位處理器
512KB 字節 flash 存儲器（4Mb）
64K 字節 SRAM 存儲器,用于數據庫 CPU LED 狀態指示
主網（NET1） BACnet MS/TP
通訊速率：9600、19200、38400 或76800bps（默認）
（每個 BACnet MS/ TP 網段最多99個設備）
子網（NET2）
Delta LINKnet，通訊速率：76800bps
（最多下掛4個LINKnet 設備，其中DNT/DFM設備不超過2個）
（DAC－606）
Delta應用控制器是ORCA系統最前端的控制裝置，直接與建筑物有關的設施連接起來，可自行或通過系統控制器與中央操作站保持聯系。
控制器的程序可以根據用戶的使用要求編寫，并具有在線編程的功能。應用控制器提供“比例” (P)，“比例+積分”(P+I)及“比例+積分+微分”(P+I+D)等多種控制模式，以滿足不同控制對象的需要，并有獨立運作的功能，當中央操作站及系統控制器發生問題時，應用控制器不受影響，可獨立工作。
應用控制器是采用BACnet MS/TP 協議，通過RS－485網絡通訊的真正的BACnet控制器。用功能強大的GLC語言編寫控制軟件。嵌入軟件和數據庫都可以從網絡上下載。
這種控制器是針對用途廣泛而I/O控制點數比較少的設備設計的，它也可以支持遠程I/O模塊，其附加的輸入點和輸出點可根據不同要求而設定其功能。
這兩種Delta 應用控制器有6個輸入和6個輸出，比較適合以下被控設備，如：空調/新風機組、風機盤管、送／排風機、熱泵等。
現場設備
溫度傳感器：金屬電阻型，經過廠商校對而且不需要額外對接線線纜進行數值補償。風道溫度傳感器：插入式探頭，使溫度能均勻地分布在整個表面，并可自由拆卸，測量范圍為0-+100℃。測量誤差 1%。浸入式溫度傳感器：帶完整的浸入套管，測試范圍為0-+100℃。測量誤差 1%
濕度傳傳感器：為電容式，提供電壓輸出，傳感器不需要用屏蔽線，測量范圍為0%-100%RH。測量誤差： 3%RH（40%-60%RH） 5%RH（20%-90%RH）
壓力傳感器：用于冷凍水和冷卻水等的測量。測量誤差： 3%
水流開關：二位式，開關耐壓力和溫度的標準規格遵循工藝要求，一般不小于1000Kpa，120℃的標準。
閥門及驅動器：用于空調風門驅動、水路開閉及水流量調節，根據設計需要，一些執行器有彈簧返回裝置或在停機時能自動關閉，使其在電網故障情況下有自動防止故障擴散的能力。執行器還具有手動操作配件，可進行手動操作。
8. 主要設備清單
附后。
