分析楼宇自控系统的设计及存在的问题

一. 概述

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楼宇自控系统是建筑设备自动化控制系统的简称。建筑设备主要是指为建筑服务的、那些提供人们基本生存环境(风、水、电)所需的大量机电设备,如暖通空调设备、照明设备、变配电设备以及给排水设备等,通过实现建筑设备自动化控制,以达到合理利用设备,节省能源、节省人力,确保设备安全运行之目的。

随着科技和经济的不断发展,建筑内各种机电设备越来越多,越来越复杂,对机电设备的控制和管理要求也越来越高。楼宇自控系统在其发展过程经历了从分散控制到集中控制,再到集散控制目前正向开放式现场总线系统发展的则这么几个阶段。实际上就是一个工业自动化控制系统发展的缩影。可以预见:

1)集散控制系统是现阶段楼宇自控系统的主流;

2)现场总线技术是集散控制系统发展方向

3)VLAN、TCP/IP等网络技术在楼宇自控系统应用,网络实现Web化;

4)通用与智能仪表共存;

5)广泛采用以状态空间方法为基础的现代控制理论解决楼宇自控问题,取得成效;

6)系统集成技术取得进展,人机界面、作环境改善,符合人机工程学基本机理。

二. 楼宇自控系统设计阶段的划分和内容

楼宇自控系统是建筑设计的一部分,并与建筑设计同时进行的。在工程设计中,要根据业主的投资额和使用要求,确定楼宇自控系统的控制范围、控制点数及整个系统的构成。做好与土建施工有关部分的管线预留和预埋。我们把设计院完成的设计内容称为一次设计。主要内容包括:方案设计、初步设计、施工图设计。现将各部分内容予以:

(一)方案设计

此设计阶段,建筑电气专业设计文件主要为设计说明书。包括以下内容:

1.设计范围

在电气或弱电总说明中阐述建筑物智能化设计标准等级、设计范围。

2.BA设计的相关系统内容应说明自控设计包含的内容,例如:

对空调系统设备的运行状况进行监理、控制、测量和记录;

对供配电系统、变配电设备进行监视、控制、测量和记录;

对给排水系统设备的运行监视、控制、测量和记录;

对电梯及自动扶梯的运行监视、控制、测量和记录

3.当由楼宇自控系统完成系统集成时,应说明集成的内容。如:

对公共安全防范系统进行必要的监测

对火灾自动报警系统进行必要的监测

对停车场管理系统进行监测

(二)初步设计

此设计阶段,包括以下内容:设计说明书、系统图、平面图、主要设备材料表。图纸目录由总目录给出。

1.设计说明书

(1) 建筑概况:说明建筑类别、性质、面积、层数、高度及智能化设计标准等级等;

(2)相关专业提供给本专业的工程设计资料;

(3)建设方提供的有关职能部门认定的工程设计资料;

(4)本工程采用的主要标准及法规;

(5)设计范围:在电气或弱电设计说明中阐述的设计内容包括楼宇自控系统。

(6)楼宇自控系统控制室的位置、面积、设置或与哪些系统和用,总点数,包括数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出各为多少,系统的组成。

(7)各子系统的要求和联动控制功能;

(8)当完成智能化系统集成功能时需说明集成子系统及其要求;

(9)主要产品的选型;设计中所使用的符号、图例、标注的含义;接地要求及导线敷设方式。

(10)须提请在初步设计审批时需解决或确定的主要问题

2.系统图

应划出系统通讯的干线图、控制室大置,设备DDC大置,数量应在干线图中大体标出,只标出现路连接路径,不做线路选型。

3.平面图

包括控制室平面布置图和个分站DDC平面布置,只画出设备平面分布,不做线路连接。

4.主要设备材料表

包括主要设备的图例、名称、型号规格、技术参数、单位、数量、安装做法等。

(三)施工图设计

设计文件包括图纸目录、施工设计说明、系统图、平面图、主要设备表。

1.图纸目录:

先列出新绘制的图纸,后列重复使用图。

2.施工设计说明

(1)设计依据:可按初步设计中的设计依据进行说明。

(2)设计范围:在电气或弱电设计说明中阐述的设计内容包括楼宇自控系统

(3)当完成智能化系统集成功能时需说明集成子系统及其要求;

(4)主要产品的选型;设计中所使用的符号、图例、标注的含义;接地要求及导线敷设方式。

(5)系统的施工要求和注意事项(包括布线、设备安装等);设备订货要求;工程选用标准图集编号、页号。

3.系统图

(1)系统干线图,绘至DDC站止,包括主控主要设备与DDC站的连接,线路选性与敷设方式,每个DDC 要有清晰的编号与点表一对应,线缆、设备的数量、路由,主要设备与设备间的连接应清晰画出,设备材料的图例、型号、数量应与平面图材料表一致,设备位置应与实际位置大体一致。

(2)点表:说明详细的设备和DDC的分布位置、对象、实现的功能、点分类、点数统计及DDC的点数占用率等,各点、DDC与干线系统图应严格一致。

4.平面图

平面图包括控制室平面布置图、接地平面图,DDC平面布置图、干线及设备机房外线路平面图。

5.主要设备材料表

包括主要设备的图例、名称、型号规格、技术参数、单位、数量、安装做法等。

(四)施工单位的深化设计

我们把设计院完成的设计内容称为一次设计。该设计图纸在施工中使用,是设备招标的基础资料,供设备招标使用。 招标工作完成后,由中标的专业公司配合设计院进行二次设计。

首先,要按产品性能、特点完善设计院的一次设计,核对控制点数表,确定各种设备的规格、型号,绘制二次设计施工图纸。包括详细的分系统图、接线图以及联动关系软件功能说明、系统的作及维护手册。所选择的设备要有开放的标准,自控系统要对楼内全部机电设备进行控制,这些设备和系统的数据通讯必须按同一标准协议,它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成,规定了计算机之间所有对话方式。在实际工程中,多数设备和子系统愈来愈多,愈来愈复杂,不同厂商提供的不同产品和系统,其通讯协议不同,互联很困难。承包商一般采用开发方式,完成不同系统的互联。系统之间要完成协议转接,一定要开发的硬件及软件实现互联。承包公司二次设计完成后,供施工、设备安装、调试等环节使用。后,通过权威或法定的测试后,该系统进行试运行。

三. 楼宇自控系统设计中应注意以下问题

1.管理范围的确定

对建筑物内各类设备的监视、控制、测量,应做到运行安全、可靠,节省能源和人力。管理范围要结合开发商或业主的投资来确定,还要考虑当地管理机构的具体要求。如:有的地方供电局要求,变配电系统可以纳入BAS系统,BAS系统可以集中显示、记录、测量、报警,不可以控制系统中断路器的合闸、跳闸;同时要求消防报警系统、连动系统必须,在BAS系统中可以显示、记录,不可以控制等。这些意见,各地方会不相同,随着科学技术的发展,会逐步改变。 现在智能建筑工程设计中,BAS系统管理范围一般包括:冷冻、空调系统,采暖、通风系统,给排水动力系统,变配电系统,照明系统、电梯、扶梯监视系统,管理系统等

2.I/O点数的确定及其接口技术处理

确定控制点要参考《智能建筑设计标准》BAS系统甲级、乙级、丙级设计标准。要与专业设备工程师配合,参考该专业图纸和设计要求,共同研究确定控制点,编制点表。

通常建筑设备系统的规模大小是用“点数”来衡量的, 400点以下为小型系统,400~700点为中型系统,大于700点为大型系统。点数的多少不仅体现了系统的规模大小,而且直接关系到系统的投资与造价。在设计阶段,首先的工作应该是系统点数的确定。系统的点数又是基于整个系统设备数量和每台设备的、控制及测量功能的多少来确定,设计人员在确定时,必须与相关专业如空调、水道、强电等设计人员密切配合,根据功能,以便准确地确定整个建筑设备系统的总点数。

在建筑设备系统工程设计中,由于专业分工和专业交叉等问题,确定点数及如何处理点的外部连接接口经常协调不好,造成系统设计不合理,工程实施起来困难。作为系统的设计人员应与其它专业设计人员协调,并且了解其它专业设备如空调、给排水、电气等基本工作原理及其工艺要求。近几年来,随着建筑设备系统工程设计实践与总结,不少产品供应商和商都相继提供了一些设计选型手册,对工程中点的选型、点数确定以及点的连接接口技术等设计无疑是很大的帮助。这几年陆续组织编制了适应建筑设备系统工程用“建筑标准设计图集”,为解决和部分解决工程设计及施工安装中的问题,提供了有效的方法。由天津市建筑设计院负责编制的“空调自控”标准设计图集中冷水机组、热交换装置、空气处理机、新风机组、变风量机组等空调设备参与系统的监视、控制及测量点的选择,类型确定都有列举。设计中结合具体工程就能很方便的确定其设备的点数和点的类型。由设计院等单位编制的“常用风机控制电路图”(99D37S)、“常用水泵控制电路图”(01D303-3)和“液位测量装置安装”(99SD767)等建筑标准设计图集,对风机、水泵、液位控制等常用设备的控制回路中如何与计算机数据来集I/O及DDC,接口如何连接、变成信号与远传都有表示。

在由核工业部第二设计研究院负责编制的“6~10千伏配电所二次接线(直接作)”(01D203-3)图集中,对6~10千伏配电装置、电力变压器、信号和直流电源装置进入建筑设备系统的监视、控制、测量等接口连接,在深化设计时,在相对应的二次标准接线图中取出监视、控制、测量接点去连接端子,如果是测量信号必须经变送器再接到DDC的I/O接口上。建筑设备系统的设计、施工人员可以借助于以上“建筑标准设计图集”确定好系统点数和点的类型。配合电气人员完成机电设备二次接线深化设计,解决好接口连接。

3.作站和通讯网络的正确配置

只有作站和通讯网络配置正确,才能实现对建筑物内设备运行集中与管理的基本服务功能。作站的设备配置时要考虑到系统的规模和投资的条件,不必贪大求全,应实用满足系统需要。

在“民用建筑电气设计规范”第二十六章中对作站和通讯网络的配置原则,提出如下要求:

(1)满足集中的需要;

(2)所选的网络结构与系统相适应;

(3)实现危险分散尽量减少故障的波及面,特别是中、大型系统,采用分布式系统;

(4)减少初投资;

(5)系统必须易于实现扩展。

国内建筑设备系统市场上国内外产品很多,系统的网络结构也有不同,但系统构成主要是由以太网络及现场总线组成,大多数产品都符合BACnet和Lonworks协议标准,为不同厂家的产品相互连接及扩展,以及智能建筑的系统集成创造了条件。

在建成一个好的建筑设备系统时,除了注意以上三个部分的工作之外,在系统规划时,必须强调节能意识。一般情况下,一个建筑物的设备系统的投资约占建筑物总投资的1%~2%,回收投资年限在3~5年。如果投资几十万甚至上千万元建成的设备系统,起不到节能的作用,长年无法收回投资成本,这不是我们投资建立建筑设备系统的目的。节能是长期基本国策之一,而现在的建筑设备系统,有一部分或者相当一部分工程对这一点重视不足,未能充分挖掘出系统节能的潜在功能

四.结论

为充分发挥楼宇自控系统的功能,需要设计单位周密详细的设计论证、统一规划,需要工程施工单位精心施工,更需要系统集成商以高度负责的态度,从用户角度出发,为每一个项目选择一个适合它本身的功能配置,甲方也尽早配备相应工程技术人员,加入到项目实施中,这样才有助于项目的接受和系统的运行维护,从而真正发挥楼宇自控系统的功效,创造良好的经济效益。

此外,尽管要电气工程师或控制工程师全面掌握相关专业知识很困难,但为便于与设备等相关专业工程师沟通,使设计的控制系统符合工况要求,正常合理运行,必需了解一些概念性的知识,及早消除目前设计行业中专业相关环节之间的“灰色地带”是关系系统成败的关键所在。

什么是楼宇自动控制?

楼宇自动控制系统

楼宇自控系统由以下部分组成:

◎建筑设备运行管理的,包括

(1) 暖通空调系统的(HVAC);

(2) 给排水系统;

(3) 供配电与照明系统

◎火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制

◎公共安全技术防范,包括:

1、电视系统;

2、防盗报警系统;

3、出入口控制及门禁系统;

4、安保人员巡查系统;

5、汽综合管理系统;

6、各类重要仓库防范设施;

7、安全广播信息系统。

诸多的机电设备之间有着内在的相互联系,于是就需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统,达到对机电设备进行综合管理、 调度、监视、作和控制。

楼宇自动化系统的功能:

◆制定系统的管理、调度、作和控制的策略;

◆存取有关数据与控制的参数;

◆管理、调度、监视与控制系统的运行;

◆显示系统运行的数据、图象和曲线;

◆打印各类报表;

◆进行系统运行的历史记录及趋势分析;

◆统计设备的运行时间、进行设备维护、保养管理等

楼宇自动化系统是由计算机及各种控制子系统组成的综合性系统,它采用传感技术、计算机和现代通信技术对包括采暖、通风、电梯、空调,给排水,配变电与自备电源,火灾自动报警与消防联动,安全保卫等系统实行全自动的综合管理。各子系统之间可以信息互联和联动,为大楼的拥有者、管理者及客户提供有效的信息服务和一个高效、舒适、便利和安全的环境。BA系统一般采用分散控制、集中与管理,其关键是传感技术与接口控制技术以及管理信息系统。

楼宇智能化5A

OA:办公自动化系统

CA:通讯自动化系统

FA:消防保安自动化系统

MA:信息处理自动化系统

BA:楼宇自动控制系统

楼宇自控

智能楼宇管理是伴随着我国楼宇智能化而出现的朝阳职业,智能楼宇管理师是体现未来城市发展特征的先导型职业人才,目前从业人员约70万人,目前主要集中在上海、、广州、深圳、天津、重庆、杭州、宁波、大连等大中城市。

由于楼宇智能化在我国出现时间较短,人才难觅特别是专业人才稀缺已经成为突出问题,智能楼宇管理师人才缺口至少达10多万,2008年奥运会前夕,市将有200多座智能大厦和智能化小区投入运营,长期以来负责维护管理的电工等人员不能满足智能楼宇的维护工作,现在迫切需要尽快培养一支庞大的智能楼宇管理技术人才队伍.

楼宇智能化是现代工业高科技的结晶,是未来"信息高速公路"的主,是进入"数字时代"新兴的产物。美国智能楼宇超过万幢,日本新建的大楼几乎都是智能大厦。在上已经向着"智能大厦群"、"智能街区"、"智能化城市"发展。

2000年以来,全国各地多次召开"数字化城市研讨会",许多大城市已提出若干年内实现数字化城市和信息港等建设目标,很多中小城市也提出建设数字化城市的规划。可以预言,全国的智能建筑市场容量将有很大的突破。我建议你到这里看看楼宇自控,之所以这里的楼宇自控比较全,其他地方的楼宇自控网,可能不如这里的楼宇自控全面,确定是哪儿都能找到楼宇自控,原因是楼宇自控很容易找的,而且楼宇自控现在也不是太难找。关于找具体的楼宇自控,我建议你到这里看看楼宇自控,之所以这里的楼宇自控比较全,其他地方的楼宇自控网,可能不如这里的楼宇自控全面

楼宇自动化系统包括哪些内容

楼宇自动化系统包括的内容如下:

1、入侵报警系统

2、视频安防系统

3、出入口控制(门禁)系统

4、访客(可视)对讲系统

5、电子巡查系统

6、停车场(库)管理系统

7、火灾自动报警及消防联动系统

8、建筑设备系统

9、智能化系统集成

10、及有线电视系统

11、公共广播及紧急广播系统

12、综合布线系统

13、住宅小区智能化

楼宇自控系统简称BAS,是智能建筑中不可或缺的重要组成,它的特点是“集中管理、分散控制”,主要是对整个建筑内的公用机电设备进行优化以及自动化控制管理,例如:空调设备、给排水设备、照明设备、电梯设备等,从而达到减少设备故障,降低维护和运营成本。

楼宇自控系统的终目的是能够给建筑使用者提供一个更舒适、高效、安全、快捷、便利、经济的生活环境。可以通过计算机系统实时大楼运营状态,及时发现人工无法发现的隐患,避免重大损失。

能够进行自动恒温、恒湿调控,保证室内有合适的温湿度;自动输送新风,保证空气清新,减少办公室综合征;人性化智能照明,工作生活更加便捷。

楼宇自动化的介绍

楼宇自动化控制采用的是计算机集散控制,所谓计算机集散控制就是分散控制集中管理。它的分散通常采用直接数字( DDC),利用上位计算机进行画面的和管理。主要手段是动画、曲线、文本、数据库、脚本、和各种专用控件等。楼宇自动化包括:空调与通风系统、给排水系统、照明系统、电力供应系统、电梯运行系统、综合保安系统、消防系统和结构化综合布线系统。