1.系統(tǒng)概述
樓宇設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)是將建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、電梯、給排水、送排風(fēng)等設(shè)備，進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理，而構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。它的目的是保證建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活環(huán)境和高效的工作環(huán)境，并保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和管理的智能化。
2. 用戶需求的確切分析
XXX新村建設(shè)工程樓宇自控系統(tǒng)主要管理區(qū)域內(nèi)照明設(shè)備監(jiān)控，送/排風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控，給排水監(jiān)控。采用目前國(guó)際上流行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，合乎最新的市場(chǎng)走向，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、選型簡(jiǎn)單和施工簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)采用全modbus的通訊方式，控制器與控制器之間采用手拉手進(jìn)行連接，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)分布在各個(gè)區(qū)域的DDC控制器來(lái)控制，控制器通過(guò)modbus與上位機(jī)繪圖軟件進(jìn)行通訊。
樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)，它們包括的范圍如下表所示：
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序號(hào) |
子系統(tǒng) |
范圍 |
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1 |
送/排風(fēng)系統(tǒng) |
送排風(fēng)控制 |
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2 |
給排水系統(tǒng) |
污水處理 |
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3 |
照明設(shè)備系統(tǒng) |
照明控制 |
樓宇自控系統(tǒng)采用的是集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng)。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的微型計(jì)算機(jī)控制裝置（DDC），完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制任務(wù)，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來(lái)的危險(xiǎn)性高度集中和常規(guī)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(qiáng)的數(shù)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(jì)算機(jī)，完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等功能，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難，無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)。樓宇自控系統(tǒng)采用的是集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng)。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的微型計(jì)算機(jī)控制裝置（DDC），完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制任務(wù)，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來(lái)的危險(xiǎn)性高度集中和常規(guī)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(qiáng)的數(shù)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(jì)算機(jī)，完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等功能，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難，無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)。
3. 系統(tǒng)組成及配置
樓宇自控系統(tǒng)（或稱樓宇管理系統(tǒng)）是由中央管理站、各種DDC控制器及各類傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，并能夠完成多種控制及管理功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它是隨著計(jì)算機(jī)在環(huán)境控制中的應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種智能化控制管理網(wǎng)絡(luò)。
樓宇自控（BA）系統(tǒng)的選擇要遵循“高性價(jià)比”原則，要充分考慮其技術(shù)的先進(jìn)性、系統(tǒng)的開放性、可靠性及可擴(kuò)展性（或靈活性）。
在選用產(chǎn)品時(shí)，首先應(yīng)從該XXX新村建設(shè)工程項(xiàng)目的要求出發(fā)，要充分分析和考慮市場(chǎng)可供商品的特性及其產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，選擇適合于自己特性的產(chǎn)品。業(yè)主在選擇樓宇自控系統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)首先要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能/價(jià)格比較，其次一定要與自控集成商和使用單位一起對(duì)XXX新村建設(shè)工程的自控系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)自己的投資預(yù)算和實(shí)際需求，合理選擇最具有節(jié)能功能、方便管理的自控方案，使自控系統(tǒng)達(dá)到先進(jìn)、完善、易用的水平。
3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用了多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（區(qū)域、系統(tǒng)、設(shè)備、點(diǎn)），是徹頭徹尾的集散系統(tǒng)；DDC之間采用同層對(duì)等通訊方式（Peer To Peer）；全部DDC采用32位CPU，這些特點(diǎn)使得系統(tǒng)集散系統(tǒng)無(wú)論在可靠性和技術(shù)上都是世界領(lǐng)先的水平。
ü 管理級(jí)（可選）
通過(guò)國(guó)際互連網(wǎng)建立虛擬數(shù)據(jù)通道，這樣可以在世界各地查詢、操作多個(gè)樓控系統(tǒng)。只需要普通的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器軟件即可。
ü 監(jiān)控和系統(tǒng)級(jí)
采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性高速數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。在這一級(jí)中配置系統(tǒng)級(jí)控制器（DSC），對(duì)點(diǎn)數(shù)相對(duì)集中的機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制；同時(shí)，中央監(jiān)控站通過(guò)交換機(jī)以以太網(wǎng)（通訊速率10M）方式與系統(tǒng)級(jí)控制器連接，進(jìn)而與整個(gè)BA系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
ü 應(yīng)用級(jí)
通過(guò)Peer To Peer Network（同層總線共享無(wú)主從方式），可以連接多臺(tái)控制器組成一個(gè)區(qū)域性應(yīng)用。在系統(tǒng)級(jí)控制器下面下掛應(yīng)用級(jí)控制器，分別監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)中的空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)、水泵水箱、照明等，他們之間以485無(wú)主從（Peer To Peer）方式進(jìn)行通訊，速率為76.8K。變配電系統(tǒng)采用智能型電量檢測(cè)設(shè)備，它也屬應(yīng)用級(jí)。
ü 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
3.2 操作軟件
操作員工作站軟件（OWS），針對(duì)使用者而言，它的圖形化人機(jī)界面非常簡(jiǎn)單，但同時(shí)也為高級(jí)用戶準(zhǔn)備了強(qiáng)有力的實(shí)時(shí)系統(tǒng)工具。軟件在Windows平臺(tái)（Windows2000/Win7/Win8）上運(yùn)行，并結(jié)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(shí)候，可以在系統(tǒng)中任何地方通過(guò)按鍵盤上的F1功能鍵打開與該處相關(guān)的幫助。
軟件內(nèi)置被控對(duì)象的導(dǎo)航和操作工具，被稱作導(dǎo)航器（NAVIGATOR）。它可對(duì)控制器進(jìn)行程序的實(shí)時(shí)編制和編輯，并且通過(guò)托拽和鏈接技術(shù)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(xiàn)場(chǎng)控制器的綜合特點(diǎn)如下：
DDC種類豐富
管理級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、應(yīng)用級(jí)、擴(kuò)展級(jí)。
點(diǎn)數(shù)設(shè)置合理
適合各種被控對(duì)象，甚至只監(jiān)不控。
具備本地/遠(yuǎn)程 I/O 擴(kuò)展功能
增加DDC虛擬I/O，遠(yuǎn)程可達(dá)1200m。
具有通用 I/O 接口
便于設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性，即使修改了現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)類型，也不至于重新訂貨。
具備服務(wù)端口且使用通用便攜設(shè)備
便于編程調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)維修。
CPU的處理能力強(qiáng)
全部為32位CPU，領(lǐng)先于同類產(chǎn)品。
4. 系統(tǒng)功能描述
（1）規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)
物業(yè)可對(duì)XXX新村建設(shè)工程樓宇自控系統(tǒng)下的樓宇自控系統(tǒng)等眾多分散設(shè)備的運(yùn)行、安全狀況以及能源使用狀況、節(jié)能管理實(shí)行集中監(jiān)視、管理和控制。所有機(jī)電設(shè)備的使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能夠有效規(guī)避由設(shè)備故障或其他風(fēng)險(xiǎn)造成經(jīng)濟(jì)上的損失。
（2）運(yùn)行優(yōu)化控制，降低能耗
對(duì)XXX新村建設(shè)工程內(nèi)樓宇自控管轄下的機(jī)電設(shè)備或機(jī)電系統(tǒng)按需運(yùn)行，根據(jù)控制策略確定運(yùn)行模式，運(yùn)行數(shù)量，運(yùn)行負(fù)荷，啟停時(shí)間。
（3）降低勞動(dòng)強(qiáng)度
樓宇自控管轄下的各個(gè)機(jī)電設(shè)備或機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由電腦根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)集中管理（監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制）?？纱蟠蠼档途S護(hù)員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和減少設(shè)備管理人員，有效降低勞動(dòng)力成本。
（4）設(shè)備運(yùn)行參數(shù)管理
樓宇自控實(shí)現(xiàn)電子化管理，設(shè)備運(yùn)行記錄，報(bào)警記錄，操作日志，歷史曲線可形成電子分類報(bào)表，可任意查詢和打印。
（5）設(shè)備電子臺(tái)帳明細(xì)記錄
應(yīng)包含設(shè)備屬性，維修保養(yǎng)情況，設(shè)計(jì)壽命，啟用時(shí)間，更換情況等報(bào)表。
5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）送排風(fēng)系統(tǒng)
監(jiān)測(cè)內(nèi)容
送、排風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警；
送、排風(fēng)機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)累計(jì)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，發(fā)出檢修報(bào)警信號(hào)。
控制內(nèi)容
送、排風(fēng)機(jī)啟停；
（2）給排水系統(tǒng)
排水監(jiān)測(cè)內(nèi)容
水泵工作狀態(tài)、故障報(bào)警；
集水坑超高液位檢測(cè)和報(bào)警；
給水監(jiān)測(cè)內(nèi)容
水泵工作狀態(tài)、故障報(bào)警、變頻器故障；
水箱高、低液位檢測(cè)和報(bào)警；
（3）照明系統(tǒng)
室外照明
對(duì)總體范圍內(nèi)的建筑物外形泛光照明按時(shí)間設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)控制。
（4）樓宇自控系統(tǒng)與機(jī)電設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)
ORCA系統(tǒng)可以通過(guò)預(yù)留的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)控制要求；
（5）節(jié)能及能源控制
主要控制功能：
焓值控制：對(duì)每種空氣源進(jìn)行全熱值計(jì)算，并進(jìn)行比較決策，自動(dòng)選擇空氣源，使被冷卻盤管除取的冷量或增加的熱量最少，來(lái)達(dá)到所希望的冷卻或加熱溫度。焓值就是單位質(zhì)量空氣含有的總熱量，包括顯熱和汽化潛熱，其中顯熱直接與空氣溫度有關(guān)，汽化潛熱與濕度有關(guān)。Delta Controls的DDC內(nèi)部包含成熟的焓值計(jì)算模塊。
焓值控制的目的是在保證舒適度的前提下節(jié)約能源?？諝庠礁稍?，維持在舒適溫度所花費(fèi)的能源越少。
在春秋季節(jié)的很多日子里建筑物需要制冷，而室外的空氣比室內(nèi)溫度低而且更干燥（焓值低）。在這種狀況下，新風(fēng)比例可以提高（經(jīng)常開到100%）來(lái)提供部分或全部冷量。在節(jié)能程序中，新風(fēng)比例可以從最小新風(fēng)量到100%之間調(diào)整。通過(guò)合理利用室外新風(fēng)，冷水機(jī)組的能耗可以節(jié)省10% 到15%。
焓值控制的優(yōu)點(diǎn)：
溫度節(jié)能控制程序在建筑需要制冷并且室外空氣溫度比室內(nèi)低時(shí)把新風(fēng)開到最大。這種面向溫度的控制策略沒(méi)有考慮濕度。結(jié)果是當(dāng)室外空氣濕度大時(shí)反而更加浪費(fèi)能源，或者當(dāng)室外空氣比較干燥時(shí)浪費(fèi)了節(jié)能的機(jī)會(huì)。焓值控制同時(shí)測(cè)量室內(nèi)和室外空氣的溫度和濕度，根據(jù)加熱/冷卻室外、室內(nèi)混合空氣所需的能源總和來(lái)決定節(jié)能程序運(yùn)行方式。焓值控制程序可以在DDC中獨(dú)立運(yùn)行，也可以作為能源管理系統(tǒng)（EMS）的一部分。焓值控制程序可以使業(yè)主和物業(yè)人員精確的達(dá)到節(jié)能目的，這是手動(dòng)操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
· 最佳啟動(dòng)：根據(jù)人員使用情況，提前開啟HVAC設(shè)備。在保證人員進(jìn)入時(shí)環(huán)境舒適的前提下，提前時(shí)間最短為最佳啟動(dòng)時(shí)間。
· 最佳關(guān)機(jī)：根據(jù)人員使用情況，在人員離開之前的最佳時(shí)間，關(guān)閉HVAC設(shè)備，既能在人員離開之前維持舒適的水平，又能盡早地關(guān)閉設(shè)備，減少設(shè)備能耗。
· 減小再加熱控制：對(duì)于使用集中供冷、分區(qū)再加熱方法進(jìn)行溫度控制多區(qū)單位空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)區(qū)域狀態(tài)計(jì)算再加熱需要量，并據(jù)此進(jìn)行優(yōu)化，重新設(shè)定冷凍水最佳溫度（或冷盤管出口最佳溫度）的控制算法，最大程度地減少冷熱抵消所引起的能源消耗。
· 設(shè)定值再設(shè)定：根據(jù)室外空氣的溫度、濕度的變化對(duì)新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)或回風(fēng)溫度設(shè)定值進(jìn)行再設(shè)定，使之恰好滿足區(qū)域的最大需要，以將空調(diào)設(shè)備的能耗降至最低。
· 負(fù)荷間隙運(yùn)行：在滿足舒適性要求的極限范圍內(nèi)，按實(shí)測(cè)溫度和負(fù)荷確定循環(huán)周期與分?jǐn)鄷r(shí)間，通過(guò)固定周期性或可變周期性間隙運(yùn)行某些設(shè)備來(lái)減少設(shè)備開啟時(shí)間，減少能耗。
· 分散功率控制：在需要功率峰值到來(lái)之前，關(guān)閉一些事先選擇好的設(shè)備，以減少高峰功率負(fù)荷。
· 夜間循環(huán)程序：分別設(shè)定低溫極限和高溫極限，按采樣溫度決定是否發(fā)出“供熱”或“制冷”命令，實(shí)現(xiàn)加熱循環(huán)控制或冷卻循環(huán)控制。在涼爽季節(jié)，夜間只送新風(fēng)，以節(jié)約空調(diào)能耗。
· 零能量區(qū)域：設(shè)置冷卻和加熱兩個(gè)設(shè)定值，有一個(gè)既不用冷也不用熱的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)空間溫度在該舒適范圍內(nèi)不消耗冷、熱能源的控制。
· 循環(huán)啟停程序：自動(dòng)按時(shí)間循環(huán)啟停工作泵及備用泵，維護(hù)設(shè)備。
· 非占用期程序：在非占用期編制專門的非占用期程序，自動(dòng)停止一些可以停止運(yùn)行的設(shè)備，以節(jié)約能源。
· 例外日程序：為特殊日期、如假日提供時(shí)間例外日程序安排計(jì)劃，中斷標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)處理，只運(yùn)行少數(shù)必須運(yùn)行的設(shè)備。
· 臨時(shí)日編程：如遇特殊情況可編制臨時(shí)日編程，提前編制下一天的臨時(shí)日程序，停止運(yùn)行一些不必要運(yùn)行的設(shè)備。臨時(shí)日程序優(yōu)先于其他時(shí)間程序。
6. 系統(tǒng)設(shè)備和點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表
參見IO表
7. 主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)
參見系統(tǒng)設(shè)備清單
8. 系統(tǒng)設(shè)備清單
參見系統(tǒng)設(shè)備清單
