西门子系统设计方案.docx

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美亚大厦
系统设计方案
一、工程概况
美亚是一个新建的现代化智能化大厦。该大楼采用楼宇自控系统,对各类机电设备进行监视和控制。根据业主提供的设计文件和设计图纸,我们采用了德国西门子公司的S600楼宇自控系统对该大厦进行了设计,由我们设计的楼宇智能化管理系统将致力于实现建筑物内的暖通空调、冷暖源、送排风、电梯、给排水及照明等其他机电设备管理自动化、智能化、安全化、节能化,同时为大楼内的工作人员提供最为舒适、便利和高效率的环境。
二、系统设计规范与依据
-建筑智能化系统工程设计管理暂行规定(建设部1997-290)
-建筑电气设计规范(JCJ/T16-92)
-智能建筑设计标准(DBJ-08-47-95)
-采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)
-建筑设计防火规范(GB50045-95)
-电气装置工程施工及验收规范(GBJ232-82)
-招标文件要求的相关条例及规范
-业主提供的招标文件和设计图纸
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三、系统方案描述
我们通过对文件及设计图纸的消化,结合楼宇控制系统的设计规范,对美亚大厦楼宇自动化系统提出以下方案。
楼宇自控系统组成:
冷热源系统控制
空调系统控制
风机盘管控制
送排风系统控制
给排水系统控制
电梯系统监视
变配电系统监视
照明系统监控
冷热源系统控制
美亚大厦的空调系统冷热源供源采用离心式冷水机组、热水机组、生活水热源采用有锅炉系统。APOGEE楼宇自控系统采用DDC控制器直接采集冷热源系统中的机组的各种参数。同时程序控制冷水机组及空调水泵的启停,完成各种联动控制,备用设备的转换。
本方案中冷热源系统采用一个MBC控制器来实现监控空调冷热源和锅炉系统,采用的型号为MBC40CP。
模块式控制器(MBC)是APOGEE现场管理和控制系统的组成部分,它是一种高性能的模块式直接数字控制(DDC)管理的现场控制器。现场控制器在不依靠较高层处理器的情况下,可以独立工作或连网以完成复杂的控制、监视和能源管理功能。模块式控制器对局域网络(FLN)装置和其它现场系统(如冷冻机、锅炉、消防/人身安全设施、
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门禁设施和照明设备)进行中央监视和控制。另外,可使多达100个模块式现场控制器
在一个网络上进行通讯。其外型图如下图1所示,
图1
特点
•模块式的硬件组件使得将来扩充时,在匹配设备上来配合控制要求方面有很高的灵活性。
压扣式(snap-in)模块设计简化了安装与维护
在箱门上的透明观察板上允许使用者观察面板上的显示状态和强制开关的位置。
集成化平台适合于通讯和与其它系统和设备的互操作。
特别编制的程序可满足设备控制方面的应用
•先进的比例积分微分(PID)暖通空调控制,闭环调节算法可使振荡最小,并保持
精密控制。
为全套设备管理提供了安装在内部的能源管理应用程序和直接数字控制应用程序。
全面的报警管理、历史数据记录、操作员的控制监视功能。
硬件组件
模块式控制器由以下四个主要部份组成:
箱体组件-根据箱体内部组件的情况,有两种型号供选择。
•电源模块一为控制器模块提供24Vdc和24Vac电源。
点终端模块-由一个点模块和端子排构成。监控点模块执行模拟/数字或数字/模拟信号转换、信号处理与开放式处理器的通讯。端子排用作现场接线或连接管路的终端。
开放式处理器-包括主处理器及通讯接口,具多种通讯选择。用户可以在超过150个供货商的产品中选择适当的通讯协议,以实现系统集成。所有开放式处理器均备
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线路电源
维修工具盒
瞬变电流抑制和过载保护
搭扌扣式(Snap-in)点终端模块
分为两部份的点模块/接线组允许阶段安装,而且维修人员无需再接线,不使用任何工具即可进行维护
各模块配有独立电路,某处出现故障时,系统的其余部份并不受影响
利用表面安装技术实现了小型化,可更有效地利用空间
方便读取各监控点的卷标
状态/强制能力
备有手动监控强制开关选项,可对输出进行控制和维护
易于看到各监控点的LED指示灯显示,即使门关闭时也如此
强制状态点在报告中显示
操作强制开关时不需动用开放式处理器(需动用电源供应器模块)
模块总线
点终端模块和开放式处理器之间的通讯

总线结构允许监控点终端模块以任何次序安装
电源模块
为点终端模块提供24Vac和24Vdc的电流
独立模块结构使安装和维修更方便
过压/电压不足保护及过电流保护
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开放式处理器
具有48MHz速度的摩托罗拉MPC862T处理器,可提供快速处理
可扩充的内存能配合数据/程序储存的需要
现场可编程固件使更新变得简单易行,而无须更换底板
两个快速连接(RJ-11)操作终端端口用于网络的信息通讯、调制解调器支持和打印
可增加调制解调器选项,以便通过电话进行通信
管理网络上的点对点通讯
协调楼宇网络(FLN)设备的传输,其内容包括时间安排、警报和强制
可任意选择与其它各现场系统控制器的通讯
/通讯汇流
符合SCSI工业标准
高达6Mbps速率的控制器间通讯
分配24Vac电流给电源模块和开放式处理器
有通讯协议点对点网络和/或独立的自动拨号网络。
模块式监控点配置
根据用户需求配置点类型和数量,来配合应用的需要
备有多种箱体尺寸,以配合点数和将来扩展的需求

本方案利用MBC可实现空调冷热源的如下监控内容:
冷水机组台数控制
根据供水管的流量及集水器、分水器的温差,计算负荷,对热泵机组进行群控。
-机组启动后通过彩色图形显示,显示不同的状态和报警,显示每个参数的值,通过鼠标任意修改设定值,以达到最佳的工况
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-机组的每一点都有列表汇报,趋势显示图,报警显示
-设备发生故障时,自动切换
-程序控制冷冻水系统,目的是达到最低的能耗,最低的主机折旧
-根据程序或大楼的日程安排自动开关冷水机组
-根据大楼的要求自动切换机组的运行时间,累积每台热泵机组运行时间最短的机组,使每台机组运行时间基本相等,目的是延长机组使用寿命
a)根据冷源系统总负荷量(供回水温差X总流量)进行冷水机组台数控制。运行台
数需与负荷相匹配,实现机组最优启停时间控制,使设备交替运行,平均分配
各设备运行时间。对各季节的优先使用设备进行指定,发生故障时自动切换,
根据送水分水器温度进行减少,回水集水器进行增加的冷/热源运行台数补充控制。
负荷计算:Q=KXMX(Tl—T2)
Q:负荷
K:常数
M:流量
Tl:回水总管温度
T2:供水总管温度
☆冷冻、冷却系统控制内容:
监控设备
监控内容
离心式冷水机组
程序开关控制、蝶阀启闭控制(DO)
运行状态,故障报警,手自动状态,水流状态检测,蝶阀启闭状态(DI)
热水机组
程序开关控制、蝶阀启闭控制(DO)
运行状态,故障报警,手自动状态,水流状态监测,蝶阀启闭状态(DI)
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冷却水泵
启停控制(DO)
运行状态,故障报警,手自动状态(DI)
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冷冻次泵(变频)
启停控制、变频器启停控制(DO)
运行状态,故障报警,手自动状态(DI),变频器启停状态、变
频器古装状态(DI),变频器频率反馈(AI)
分水器/集水器
供、回水压力(AI)
供回水总管
旁通阀控制(A0),供回水温度,流量(AI)
加药泵
启停控制(D0)
运行状态,故障报警,手自动状态(DI)
锅炉
运行状态,故障状态(DI)
日用油箱
高低液位报警(DI)
输油泵/泄油泵
启停控制(D0)
运行状态,故障状态,手自动状态(DI)
<-Siemens水压传感器
同时采用DDC直接采集供/回水总管路的温度、流量的参数(AI)
监测冷冻水旁通的压差(AI),控制调节旁通阀开度(A0)
☆程序控制内容:
•在指定管道位置设置温度及压差传感器和水压调节阀,以测量空调水供回水
温度,调节空调水供回水压差。
冷热源系统动态图最后会在类似如下背景的图下再添加上一些按纽和显示形成
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空调机组控制
美亚大厦的空调系统分为:空调机组、新风机组加风机盘管。
本方案的空调系统基本按1F-24F每层用一个MEC系列控制器解决。
模块式设备控制器MEC)是APOGEE现场管理和控制系统的组成部份,是一个高性能的直接数字控制器(DDC)。MEC在不依靠较高层处理机的情形下,可以独立工作和联网以完成复杂的控制、监视和能源管理功能,而不需依赖更高层的处理器。MEC可以连接楼层级网络(FLN)设备并提供中央监控功能。最多有100个MEC控制器或现场处理机,可在点对点(Peer-to-Peer)网络上通讯。
MEC有可带扩展模块的和不带扩展模块的。本方案采用可带扩展模块的MEC,这对业主以后的维护和系统扩展时极为有利的。
特点
•可与其它层级的处理机互相搭配,以符合应用的需求
•通过扩展模拟量/数字量模块设备,可增加监控点数
结合软件与硬设备配合控制应用
以先进的PID算法,精准的将HVAC控制在最小的变动范围内
具备DDC及内置的能源管理程序
具有管理多种报警、历史及趋势记录的收集、操作控制和监控功能
经由集线器(HUB)可将信息传送给远程打印机、寻呼接收机和工作站
可选配手动/停止/自动(HOA)切换开关
模块式设备控制器(MEC)由下列三个主要组件所组成
输入/输出监控板
包含可执行A/D或D/A转换、信号处理、监控点命令输出和通讯的32个监控点在控制板。可移动终端模块,方便现场接线。模拟输入监控点可在0-10V,0-20mA或1KRTD输入的范围间任选。模拟监控点的输出也可在0-10V或0-20mA范围间任选。数字输入以干接点信号输入,具备4个脉冲输入点。数字输出为110/220V的C型额定继电器。
电源
提供输入/输出监控板和传感器的电源。安装在模块式设备控制器(MEC)内,简化了安装和维修。
电源需与控制板共同工作,即使在电力不足的情况下,I/O监控板和模拟和数字监控点模块设备控制也能够做到平稳升降。
LED状态显示出由电源供给的24Vac和从I/O监控板供给的24Vdc。
控制板
控制板是一个多任务微处理平台,用在BLN上与其它MECs、现场处理机、I/O监控板和模拟数字监控模块程序执行和通讯上。
手/自动切换开关
数字输入端口
数字输出端口
模拟输出端口
遮蔽接线端子
模拟输入端口
电池
MMI端口
调制解调器端口
状态指示灯
模块式设备控制器结构
24VDC感测
器电源
24VAC电源端
口
手/自动切换开
关LED显示
监控点模块端口
BLN
端口
Q*24VDC**SENSOR$SUPPLY
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本方案利用MEC可实现空调机组和新风机组的如下监控内容:
☆空调机组:
启停控制:
在预定时间程序下控制空调机组的启停,可根据要求临时或者永久设定、改变有关
时间表,确定假期和特殊时段空调的启停。(DO)
温度控制:
通过安装在回风风管上的风管温度传感器测量回风温度(AI)
根据系统的设定的回风温度来调节冷冻水水阀或加热盘管的热水阀开度,以达到降
温或加热的功能,满足控制区域内温度的要求,同时节约能源。
状态监测:
<--Siemens空调用坚固耐用的水阀及执行器
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