1、建筑設備監控系統1、數字化醫院樓宇自控系統設計重點樓宇自控系統對建筑內的各種機電設施進行全面的計算機監控管理,利用分散節能控制和集中科學管理技術,為建筑物的用戶提供良好的工作環境,為建筑物的管理者提供方便的管理手段。通過樓宇自控系統的建設,達到減少建筑物的能耗、延長設備使用壽命、提高生產率和降低管理成本的目的。在提倡建設節約型社會的今天,能源與設施的管理工作尤為重要,無論對自身運營還是社會效益都有著重大的意義。結合數字化醫院的特點,本次樓宇自控系統對XXXX醫院進行以下幾項功能分析:1.1、數字化醫院建筑功能區域分析數字化醫院按照其功能可分為門診部、醫技部、住院部、后勤部、行政辦公等,可以分為
2、污染區和非污染區。而各個建筑物的內部功能分區又可以分為污染區和非污染區,把清潔物和污染物分開、健康人群活動區與非健康人群活動區分開。比如手術室也可以分為工作人員區域、病人區域和設備區域等。因此醫院的空調系統有其獨特的控制和管理方式。為了給醫院工作人員和病人都提供一個很好的環境,醫院的樓宇自控系統也必須有其特殊的控制和管理方式。重要功能房間的特殊要求更需要優質的設計結合合理的管理要求。1.2、數字化醫院樓宇自控特點分析數字化醫院樓宇自控系統結合網絡系統采用數字化控制傳輸方式,通過網絡化管理,使其原來的單體樓宇自控管理發展為群體樓宇自控管理,方便系統的擴容與其他智能與機電系統的集成和管理。同時結合
3、醫院特殊性,控制和管理時應避免空氣系統的交叉感染。手術室潔凈空調系統一般采用新風集中處理,再在各個手術室設計各自的空調機組的方式對手術室內的空氣進行處理和調節。潔凈室對室內空氣的要求有溫度、濕度、風量和熱濕負荷等內容,調節參數設置,合理的控制可以更好的發揮手術的能效。手術室建立統一的管理系統,在手術室護士總站配置醫院信息管理終端和各個手術室信息顯示管理平臺,在各個手術室的門口安裝LED顯示屏,顯示手術室工作狀態和工作時間等信息。手術室空調凈化技術是為了解決相應等級手術室內溫度、濕度、塵埃、細菌、有害氣體濃度以及氣流分布,并保證醫生、護士和病人所需的新風量,維持室內合理的壓力剃度,滿足手術部保證
4、體系的要求。手術室控制系統根據手術室的特點進行設計。手術室潔凈空調控制系統應綜合考慮手術室內環境壓力剃度控制,對室內外壓差采用壓力儀器控制,設定壓差值與模擬新風量控制器、回風控制器構成聯動。1.3、數字化醫院樓宇自控管理分析樓宇自控系統除了通過DDC控制對暖通、給排水等設備進行管理外,冷熱源系統、電梯系統、變配電子系統、潔凈手術室系統以及醫用污水處理系統采用通訊接口方式與中央控制站進行通訊。通過樓宇自控系統統一管理,給醫院創造一個良好的醫療環境,輔助病人的健康恢復。1.4、數字化醫院機電設備節能監控管理我國建筑能耗已占社會總能耗的25%左右,且呈逐步上升趨勢,建筑節能勢在必行。中央空調系統占建
5、筑物能耗的5060%,照明系統占建筑物能耗的2025%,而空調系統和末端的能耗約占中央空調系統總能耗的40%左右。香港綜合技術大學的JOHN BURNET曾對33幢高層商業建筑的調查結果做了統計。數據表明,空調系統耗電占平均耗電的60%,其限為50%,上限不高于70%。以下為某醫院的能耗分析表:由此可見,在能耗分布中,空調和照明系統占主導地位。只要對照明、空調系統包括冷熱源和終端的運行規律做研究并加以優化,就能做到節能。對空調及照明系統的節能管理也是國家“十一五”十大重點節能工程實施意見 所提倡的。隨著新的醫療功能需求的出現,醫院建筑能耗也隨之越來越大,在國家節能、環保、可持續發展的建筑建設理
6、念及在科學發展的宏觀政策指導下,醫院系統的節能管理刻不容緩。在注重醫院功能建設的前提下,滿足復雜的醫療活動要求的同時,應最大限度地考慮節能,使醫療資源、空間與設備達到最佳地使用率,使醫院既能滿足使用功能地要求,又是一個低能耗地建筑園區。醫院設備節能管理主要分以下幾部分內容: 機電設備節能監控管理; 建筑空調通風設備節能監控和管理; 空調區排風扇加裝壓差控制,以減少外氣滲透; 更改冷卻塔控制方式,降低水溫,提高主機效率; 建立冷水主機臺數控制模式,降低主機能耗率; 空調負載控制采用二通閥,以節省冷水泵的能耗; 可變風量系統節能; 對各部門空調系統進行能耗統計管理; 對照明系統的合理控制,設置多種
7、照明工作模式,均衡燈具照明累計時間,延長燈具壽命;結合醫院實際能耗特點,通過樓主自控系統管理與控制,優化冷熱源控制模式;2、醫院應用特色的需求分析2.1、醫院建筑的功能特點現代醫院建筑是科學、技術、信息的載體,是社會發展、技術進步、人民生活水平和生活質量提高的重要標志。隨著人們生活需求的提高,對改善醫療條件的要求愈加迫切,醫療改革的推進,醫院將面臨著激烈的市場競爭,從改善病人就診環境方面考慮,醫院建設的重點將從傳統的規模擴展轉向工作效率、環境品質和衛生資源的優化與提高?,F代化醫院的建筑功能特征如下表述:l、總體布局與結構體系化、模數化、標準化的功能建筑醫院建筑的功能要求比較復雜,其總體布局取決
8、于其開放式或封閉式組合的體系化發展方向。經過建筑師們多年的協調探索,現代醫院建筑的功能設計出現了統一規范化又靈活通用的新趨向,采用有別于一般民用建筑的醫院建筑柱網開間模數,以大縱深布局安排醫技功能科室,并提出了標準化的診室、病房、手術室等,以此構成標準化醫院的元素。2、大量應用現代技術裝備和現代工程技術的新型建筑現代醫院建筑具有高科技、高綜合的特點。醫院的現代化程度越高則擁有的高新科技醫療設備越多,所以在建筑設計階段就必須確定大型醫療設備的安裝位置,將選定型號的設備準確標示在建筑圖紙上,以保證設備與周圍設施的間距、正常的工作流程以及設備所需的各種設施可以正確聯結,并為設備提供安全、適宜的工作環
9、境。因此,現代醫院還需要配備強大的建筑機電保障系統,為了安裝各種管線,要求有足夠的建筑層高、管線井道甚至專門的設備層。3、由計算機操作與管理的智能型建筑所謂建筑智能化,是指通過建筑自動化(BA)、通訊自動化(CA)和辦公自動化(OA)的組合,使建筑物具有高度綜合管理功能,實現高效率、高功能和高舒適性。醫院建筑自動化的基本起點是環境能源管理和消防保安監控。醫院通訊與辦公自動化亦即醫院信息系統,以數字化信息網絡為基礎,由醫院管理信息系統(HMS)和臨床信息系統(CIS)所構成。醫院建筑實施結構化布線,既要提供足夠的對內對外通信能力,更要滿足數字化醫學影像資料在網絡上傳輸的高速要求。4、“以人為本”
10、的文化型建筑建筑歷來是文化的載體之一。隨著現代醫學模式的轉變,現代醫院建筑隨處都體現出人文關懷。現代醫院建筑文化環境的營造,包括適合“以病人為中心”醫療流程的建筑布局,完善的公共設施,統一規范的公共信息圖形標志,符合美學原則及病人心理需求的親和裝飾、豐富色彩、藝術品陳設、宣傳櫥窗、綠化布置等,甚至醫院的廁所不僅干凈衛生,而且有文化品位。5、環保、節能的“綠色”建筑現代醫院建筑的環保設計以有利于保護生態環境、有利于人們的身體健康、有利于使用者的精神和諧為目的。醫院建筑嚴格按照相關標準設計建造,選用無毒、無害材料進行裝修,同時重視醫療污水、污物以及放射性污染的防護與處理。節省能源是環保的重要組成部
11、分。現代醫院消耗最大的能源是電力,目前在建筑功能上采取的降耗辦法有樓宇自動化控制、空調主機及冷卻冷凍水泵變頻處理、采用新型建材減少熱交換以及利用好自然能源等。另外,現代醫院實行社會化的后勤支援服務,傳統上用于后勤保障的配套建筑可以酌情減除,這不僅降低了醫院建設與運營的成本,亦有利于營造舒適宜人、滿足可持續發展要求的“綠色”醫院。2.2、醫院的應用特色分析醫院建筑的能源使用狀況與一般商用、住宅用建筑不同,消耗的能源主要用于診斷、醫療、監視及其他食物存儲、飲食供應、熱水供應、洗衣設備等,主要消耗的能源有電能、天然氣、燃油、水及醫療氣體等。樓宇自控系統在充分采用了最優設備投運臺數控制、最優起停控制、
12、焓值控制、供水系統壓力控制、溫度自適應控制等有效的節能運行措施后,可以使建筑物減少20%左右的能耗,具有十分重要的經濟和環境保護的意義。有效發揮BA系統的功能來降低能耗保護環境,是可持續發展的重要實施環節。降低能耗實際上就是減少了的運行費用,這對于的運行管理來說是更是極其重要的事情。另外,由于節能控制方式有效減少了設備的運行時間,降低設備的磨損與事故發生率,大大延長了設備的使用壽命,其間間接減少設備維護和更新費用也是巨大的。建筑物的生命期的60-80年中,醫院大樓管理費用的主要部分是能源費用和維護更新費用,應用BA系統有效地降低了運行費用的開支,其經濟效益是十分明顯的,通過合理設計本系統設計并
13、有效地使用,可在三至五年內回收系統的投資。3、系統概述樓宇自控系統是將醫院大樓內的建筑設備管理與控制子系統(冷熱源系統、暖通空調系統、給排水系統、變配電系統、電梯系統)進行分散控制、集中監控、管理,提供一個舒適、安全的工作環境。通過樓宇自控優化控制提高管理水平,達到節約能源和人工成本,并能方便地實現物業管理自動化,本次樓宇自控系統建設充分體現以下幾個方面:(1)保證醫院生活和工作環境地舒適性:特別是對冷熱源、空調系統地最佳控制、溫度地自動調節,以及給排水、照明等合理設計,從而保證醫院能使住院病人及內部工作人員感到環境地舒適性。(2)提供最佳地能源供應方案,節省能源:暖通空調以及照明耗能很多,采
14、取優化設計從而確保節能效果,以降低運行費用。(3)實現物業管理地現代化,提高工作效率:BAS的主要任務之一是管理建筑設備使其管理現代化,包括管理功能、顯示功能、設備操作功能,實時控制功能、統計分析功能及故障診斷功能,并使這些功能自動化,從而實現物業管理現代化,降低人工成本,提高設備的使用壽命,減少維護保養費用。4、系統的選擇原則l 先進性本系統由中央管理服務器、工作站,系統軟件,網絡控制器,網絡中繼器,現場控制器,現場傳感器,現場閥門及執行器等設備組成。本系統為先進的“集散型控制系統”,系統應定期更新換代,產品要根據市場的需求不斷地做出適應性的改進,系統的開放性、通訊方式、網絡結構、監控軟件、
15、現場控制器等要符合行業發展趨勢,新老產品要相互兼容。支持三級網絡:管理網和局域網。管理網及局域網產品均采用基于世界先進的開放通訊協議BACnet或LONWorks技術,并必須具有國際組織的標準認證:BTL或LONMARK,以確保能與其它具有BTL或LONMARK認證的產品相互兼容。l 安全性系統的構成必須保證高安全性,采用必要的防范措施,使整個系統受到有意或無意的非法入侵時所造成的破壞降低到盡可能低的程度?,F場控制器必須為軟硬件一體化結構,帶獨立的32位CPU,原則上不接受任何形式的I/O模塊,以避免個別控制器或24V變壓器出現故障時造成大面積的機電設備失控。開放性和互操作性鑒于控制設備的專業
16、性、多樣化、技術的復雜性,需要不同廠家的產品組成一個完整的建筑設備自動化系統,從而達到最優化的組合和最好的性能價格比。BAS系統的通訊協議要采用國際標準數據通訊協議TCP/IP,以方便不同廠家的產品組成一個完整的建筑設備自動化系統,使它們之間易于實現互操作,并利于系統今后的維護、擴展和更新。l 可靠性BAS系統的DDC與被控對象應盡量一對一進行配置,做到“集中監視、操作,分散控制”,以增強系統可靠性;DDC除能與主控計算機進行通訊外,還可以根據需要通過總線與其它DDC進行點對點的無主從通信,而無需網絡控制器。l 經濟性和易使用性要求系統具有較高的性能價格比來保證經濟性;系統簡單易用、配置靈活、
17、方便擴展、界面友好(漢化徹底,支持3D動畫,符合Windows操作習慣),從編程到調試均對用戶開放,系統要有豐富的畫面和應用程序庫,便于編程、調試。5、系統選型我司根據圖紙,對系統的架構和原理進行闡述,設計了一套先進合理的樓宇自控系統。該系統將保持上海電力醫院院區內設備的最佳運行狀態,有效的節約能源;結合科學的控制邏輯,達到有效的管理。我們向業主推薦Siemens公司的Apogee系統來實現本項目的樓宇自控系統,主要基于以下考慮:l 產品品質的考慮對建筑品質的追求無疑是建筑建設的主要目標。目前市場上的主流產品以國外品牌為主,高端產品主要有:Siemens Apogee系統,Honeywell
18、EBI系統,Johnson Metasys系統等。中端產品有Delta、索特、科特貝德、KMC等。它們大都以集散控制作為技術基礎,不同的產品在網絡拓撲結構、軟件體系等方面有一些差別。以優秀的產品品質著稱的西門子樓宇科技公司,作為全球樓宇管理、暖通空調控制、安防和消防系統的市場領導者,為世界各地的客戶提供創新解決方案,這些解決方案能夠增強住戶的舒適性和安全性,并優化樓宇設施的管理,提高能源效率。系統做到可靠性、實用性、經濟性,并具有可擴展性。l APOGEE樓宇自控系統介紹在中國四百多名員工的努力下,西門子樓宇科技(SBT)在提供樓宇的舒適性、安全性及節能方面一直處于領先地位。SBT在全國各地已
19、經建立了27個辦事處,包括上海,北京,廣州,重慶,大連,天津,武漢,南京,深圳等,以滿足企業和居民對現代化辦公室、廠房和設施的需求。針對本項目智能化系統,西門子將利用自己優質、可靠的樓宇自控系統產品,專業的技術人員服務及認真、高效的工作態度,為業主建立起智能化程度較高、設計先進、系統運行可靠的樓宇自動化系統。西門子APOGEE是以集散控制理論為基礎的成熟的樓宇自動化系統。它具有結構靈活、適應性強、擴展方便、軟件優化設備運行、操作簡單等特點。APOGEE 是基于Windows NT/2000/XP 平臺的系統軟件包,可直接進入中央計算機網絡集成系統,與其他進入集成系統的各子系統進行信息交換,并是
20、集成系統中重要的環節,這也是該系統開放性的充分表現。APOGEE系統是西門子樓宇科技推出的一套完整的樓宇控制系統,由Insight監控軟件、各種控制器、傳感器及執行機構等組成。1978年,西門子樓宇科技就推出了System 600樓宇自控系統。1985年,開發了基于Windows操作平臺的監控軟件Insight,而APOGEE系統則是在原System 600的基礎上,對控制其進行了全面的升級,并將Insight監控軟件移植到Windows 平臺。APOGEE系統自推出以來,仍在不斷發展。如采用模塊化設備控制器MEC取代以前的單元控制器UC;用點擴展模塊PXM取代以前的數字控制單元DPU;將模塊
21、化樓宇控制器MBC與模塊化設備控制器MEC的CPU升級為32位;推出了對BACnet、LonWorks和Ethernet ALN 的支持,增加了OPC的數據開放接口;將軟件平臺從Windows NT升級到Windows 2000,同時支持Windows XP和Windows Server 2003,增加了對歷史數據分析和能源管理的軟件模塊,又增加了對 WEB服務的支持,允許用戶利用瀏覽器通過Internet/Intranet訪問APOGEE的功能。西門子樓宇科技公司推出的APOGEE系統主要應用于綜合辦公大樓、工廠、醫院、機場的能源管理,是國際上最先進的系統之一。APOGEE系統適應性非常強,
22、系統組成為模塊化,可分為不同等級的獨立系統,每級都具有非常清楚的功能和權限,這就使APOGEE既可用于單獨的樓宇管理,也可用于一個區域的、分散的樓宇集中管理。l 可靠性系統具備長期和穩定的工作能力。APOGEE在設計上充分體現了分散控制、集中管理的特點,保證每個子系統都能獨立控制,同時在中央工作站上又能做到集中管理,使得整個系統的結構完善、性能可靠。APOGEE系統當中的各級別設備都可獨立完成操作,即在同一時刻組成不同級別的集散系統(或不同級別的結構組織形式),使用界面非常親切,其全套樓宇自控產品、統一的生產管理體系保證了系統的配套性,同時使系統可靠性大為增加。西門子樓宇科技公司的雙項專利產品
23、:電動液壓調節閥和電磁式調節閥,以其優質穩定的調節特性和低故障率,大大提高了整個控制系統中最薄弱環節的可靠性。l 先進性APOGEE在網絡擴展方面提供了強大的功能,可與其他廠家的系統或產品(包括各種形式PLC,消防系統等)聯接。APOGEE優越的遠程通訊功能,能夠使不同樓宇、廠房間的控制系統聯系起來組成一個群集系統。APOGEE網絡結構的開放性和兼容性,確保了它和先進通訊技術結合的能力,并且保證系統結構在產品更新換代時的延續性。l 經濟性APOGEE結構形式為模塊化,控制方式極其靈活,控制層的維護和擴展極為方便。使得樓宇管理系統可以很方便地擴展,節省初期投資,系統各部分可分別隨調試完成投入使用
24、。APOGEE系統能夠滿足您在管理上節省費用的要求,投入有效的使用能量即能保證房間的高標準和舒適性。6、系統設計6.1、系統總體說明醫院是一個特殊的公共場所,病患集中,病人對環境的適應能力較差,醫院需要提供一個比通常公共場所更加舒適、更加穩定的環境。確保新風量和通風量也對提供健康環境有利。如何確保在提供舒適、健康環境的前提下節省能源、降低能耗、降低管理難度成為本項目中一個重要考慮的問題。這種分布式集散控制方式的兩層網絡結構,管理層建立在以太網絡上,采用BACnet /IP 方式,控制層則采用 BACnet / ARCnet156總線方式,支持對等通訊,并允許在線增減設備,其靈活的結構為系統實施
25、和維護帶來最大的便利。管理層網絡建立在以太網的物理鏈路中,通過標準TCP/IP通訊協議10/100Mbps高速通訊。在管理層面上,主要設備即為 BAS 服務器(WebCTRL Server)、管理工作站(Internet Explorer)、現場便攜終端、網關路由器等,以太網為它們提供了高速通訊,以及與其他第三方系統集成提供通道。同時通過寬帶接入可聯接遠程控制站或控制器網絡通訊,提供遠程網絡診斷、維護服務??刂茖泳W絡采用開放標準通訊協議BACnet 運行于ARCnet156 或 MS/TP 網絡架構基礎上,使用單對雙絞線AWG22總線結構,通訊速度高達156Kbps,為大量的數據通訊提供了硬件
26、條件。通過中繼設備,同時還支持自由拓撲結構,易于在網絡中添加或減少設備,為組網實施和今后升級改造提供了最大的便利。直接數字控制器(DDC)接于此網絡上支持對等(Peer-to-Peer)通訊模式。在系統的兩層結構中,無論是管理層還是控制層,均具有同層資源共享功能(Peer to Peer)。在系統主機發生故障時,所有網關路由器仍保持通訊和數據的交換,而如果網關路由器掉線,其控制網絡的全部現場控制器之間亦能保持點對點無主從的方式進行直接通訊,從而保障系統不間斷的可靠運行。6.2、系統總體框架設計上海電力醫院樓宇自控系統共計為551個控制管理點。其中AI點69個、AO點26個、DI點339個、DO
27、點117個。醫療綜合樓主要針對樓內暖通空調的控制,當室內溫度過高時相應的開大新風機組、空調機組的水閥和風閥來達到空氣質量的要求,使醫院內的醫生、病人及家屬有一個良好的室內環境。根據上海電力醫院院區內機電設備的種類和分布情況,樓宇自控系統對醫院大樓內需監控的機電設備有:l 冷熱源系統監控;l 對空調系統設備監控;l 通風系統的監控;l 給排水系統的監控;l 變配電系統的監測;l 電梯系統進行監測;6.3、網絡結構及系統容量APOGEE采用了多層網絡結構和世界先進技術,使得APOGEE集散系統無論在可靠性和技術上都是世界領先的水平。APOGEE三層網絡結構l 高層網:APOGEE的圖形工作站可以進
28、入以太網進行數據管理(TCP/IP),實現區域性數據聯網,提高管理水平,速率可達到10/100Mbps。l 中層網:PC通過Peer to Peer網絡(同層總線共享無主從方式),可以連接多達100臺BLN控制器(如MBC、MEC控制器),速率可達到115.2Kbps。l 局部區域網(LAN):每臺MBC和MEC(F系列)的LAN網可連接多達96臺獨立式單元控制器或非獨立式單元控制(PXM、TEC、SED2,DEM等),為系統擴展及完成較大型集散系統提供了方便。l 系統容量西門子公司APOGEE系統為大容量系統,系統總點數可達1,000,000點以上。APOGEE系統采用客戶/服務器結構,支持
29、多用戶系統,并遵循開放性原則,支持標準的OPC技術和SQL數據庫,便于與其他第三方系統實現數據共享。6.4、系統初步點位設計上海電力醫院樓宇自控系統點表6.5、冷熱源系統我方要求渦旋式風冷熱泵機組、離心式冷水機組、蒸汽鍋爐廠家提供MODBUS/TCP或者BACnet/IP通訊協議,然后通過第三方通訊接口將相關數據傳輸到樓宇控制系統中心機房。1、冷源監控功能:風冷熱泵機組、離心式冷水機組運行狀態;風冷熱泵機組、離心式冷水機組故障狀態;風冷熱泵機組、離心式冷水機組手自動轉換;風冷熱泵機組、離心式冷水機組開關控制;風冷熱泵機組、離心式冷水機組供、回水溫度;風冷熱泵機組、離心式冷水機組供、回水壓力;流
30、量監測;集/分水器供回水壓差監測;集/分水器壓差旁通閥調節;膨脹水箱高、低液位監測;6.6、空調系統項目的空調系統由新風機和空調機組成。具體控制方案應用SIEMENS的PXC系列控制器和TX I/O模塊解決。PXC控制器是SIEMENS近兩年推出的更加具有靈活輸入輸出的,采用點對點通訊的ALN網絡上的控制器,其點數非常適合空調系統設備監控。1、新風機組監控功能:l 新風機開關控制;l 新風閥開關控制;l 新風機運行狀態;l 新風機故障狀態;l 新風機手/自動轉換;l 新風機兩端壓差監測;l 新風機過濾網壓差監測;l 冷/熱水二通閥調節;l 送風/新風溫濕度監測;2、空調機組監控功能:l 空調風
31、機開關控制;l 新風閥調節控制;l 回風閥調節控制l 冷/熱水二通閥調節;l 空調風機運行狀態;l 空調風機故障狀態;l 空調風機手/自動轉換;l 空調風機兩端壓差監測;l 空調機組過濾網壓差監測;l 新風溫濕度監測;l 送風溫濕度監測;l 回風溫濕度監測;l 室內溫度監測;3、顯示及打?。簠禒顟B、報警、運行時間、趨勢圖、動態流程圖。6.7、照明系統照明控制主要是完成地下車庫及樓層公共照明控制,系統采用采用點擴展模塊監控。該點擴展摸塊通過掛在PXC MODULAR 控制器的FLN網絡上的點擴展模塊實現系統組網。6.8、通風系統對送、排風機系統監控,系統采用掛PXC MODULAR控制器的FL
32、N網絡上的點擴展模塊來實現監控。1、送風機、排風機監控功能:l 送風機、排風機運行狀態;l 送風機、排風機故障狀態;l 送風機、排風機手/自動轉換;l 送風機、排風機開關控制;2、顯示及打印:參數狀態、報警、運行時間、趨勢圖、動態流程圖。6.9、給排水系統給排水系統監控的內容有:地下室集水井、潛污泵、機房層水箱、給水泵等設備。本方案系統監控也是采用掛在PXC MODULAR 控制器的FLN網絡上的點擴展模塊實現系統組網。1、排水系統監控功能:l 排水泵、潛水泵運行狀態;l 排水泵、潛水泵故障狀態;l 集水井超高液位監測;2、顯示及打印:參數狀態、報警、運行時間、趨勢圖、動態流程圖6.10、變配
33、電系統低壓抽出式開關柜、低壓聯絡柜的合閘狀態監測,變壓器的高溫報警及運行狀態監測;高壓進線柜的和閘拖扣監測,所有這些點位是通過一個PXC MODULAR控制器與TX-I/O模塊來時間監測。1、變配電系統高壓監控功能:高壓進線主開關的分合狀態及故障狀態監測;高壓進線三相電流監測;高壓進線電壓監測;高壓進線頻率監測;電物理量計量;2、變配電系統低壓監控功能:變壓器二次側主開關的分合狀態及故障狀態監測;變壓器二次側主開關電流、電壓、功率及功率因數監測;母聯開關的分合狀態及故障狀態監測;母聯的三相電流監測;各低壓配電開關的分合狀態及故障狀態監測;各低壓配電出線的三相電壓、電流、功率及功率因數監測;3、
34、顯示及打?。簠禒顟B、報警、運行時間、趨勢圖、動態流程圖。6.11、電梯系統電梯系統主要是完成7部電梯的故障報警檢測和運行狀態的檢測,具體采用掛在PXC MODULAR 控制器的FLN網絡上的點擴展模塊實現系統組網。1、電梯系統監控功能:對各電梯的運行狀態監測;它控制和掃描電梯升降樓層的信號;故障監測與報警,包括廳門、廂門故障監測及報警、限速器故障監測與報警,轎廂上下限、超限故障報警,以及鋼繩輪超速故障報警;當發生火警時,切斷電梯的供電電源;2、顯示及打印:參數狀態、報警、運行時間、趨勢圖、動態流程圖。7、系統實現功能樓宇自控系統采用集散式控制方式,其網絡結構層次要清晰(如系統級、應用級、遠程
35、I/O級),且其網絡設備采用通用網絡產品。系統采用BACnet通訊協議,并提供開放的數據格式、通用的第三方接口開發工具,方便與其它系統集成(如OPC、Modbus、DDE SEVER或CLIENT),可使樓宇自控系統與消防報警、保安監控或其它第三方子系統聯網。系統采用無主從(Peer to Peer)通訊方式,不使用網絡通訊控制器;在中央監控主機發生故障時,全部現場控制器之間仍能保持通訊暢通。DDC之間的通訊速率不小于76.8Kbps;DDC子網之間的通訊速率不小于10Mbps,如Ethernet 10 BaseT;中央工作站以不小于10Mbps通訊速率連接DDC網絡,如Ethernet 10
36、 BaseT。系統具備實時時鐘同步功能,能對包括中央監控工作站、系統控制器和現場控制器進行時間自動校正。安置在中央控制室的中央監控工作站,用來提供指令輸入、信息管理、報警管理和數據管理功能;而所有實時控制功能(應用程序)要駐留在現場控制器內,以增強中央工作站對錯誤的抵御能力??商峁┫鄳β屎秃髠鋾r間的在線不間斷電源(UPS)給BAS工作站做備用電源,當主電源中斷時,可至少維持60分鐘的操作,每個工作站必須分別與UPS連接。l 監控功能參數監控,當模擬數據(溫度、濕度等)實際值與設定值的偏差值超過規定范圍,系統要自動實施調節或產生報警、連鎖;針對開關量,當控制指令狀態和現場實際反饋狀態不一致時,
37、系統要發出報警或連鎖。報警處理,ABS系統要保證現場控制器上產生的報警信號將在5秒鐘以內出現在中央工作站的顯示器和報警打印機上,并具有語言提示功能。日程表控制,樓宇自控必須逐一為被控機電設備設定日程表,內容包括日常和節假日。機電設備根據事先排定的程序自動啟/停,達到事先預置溫度變化和節約能源的目的。事件控制,在日程表控制的基礎上,樓宇自控系統必須可執行事件控制程序,以針對機電設備進行優于日程表的邏輯控制和必要的報警、連鎖。運行時間累計,樓宇自控系統必須累計每臺設備的運行時間,自動實施工作/備用切換或提醒設備管理人員及時進行維護、維修。功耗計量,樓宇自控系統必須測量電力、冷熱水等能源消耗,存入歷
38、史數據庫并定期打印常用文件格式的報表。8、主要設備及軟件8.1、監控軟件APOGEE軟件系統操作軟件是實時、多任務處理的操作平臺,符合Windows操作習慣,并應提供簡便易學的工具軟件(如在線幫助),使用戶便于掌握運用。人機界面友好,全體漢化,強有力的畫圖功能可實現三維、動態,支持多媒體軟件。軟件基本功能監視功能(圖形,趨勢,報警)控制功能(程序,命令,日程)管理功能(用戶,設備,報警,報表,備份)其軟件界面類似如下圖,Insight 用戶權限管理 利用 NT 的帳戶,及安全認證機制 可定義 Insight 及 BLN 的帳戶 根據對象和功能設定用戶權限(適用于圖形,控制點,報告、事件和報警等
39、)Insight 系統結構描述 直觀的樹形網絡結構圖 提供實時系統網絡信息 監視、設置和管理三層網絡,MLN、BLN和FLN 監視、設置和管理MBC、MEC和TEC等控制器Insight - 動態圖形靜態/動態圖形和點的信息內含Micrografx圖形軟件支持二維及三維圖形通過圖形可直接監視和控制設備,包括數值色塊棒狀圖指針表圖形關聯Insight - 報警管理系統、網絡、控制器和點的類型報警點、標準、增強等不同級別報警報警按點名,時間或狀態排序以便快速查找Insight - 趨勢分析 采集系統設備運行狀況 可在線和離線生成趨勢圖 二維和三維圖表 可分析運行情況、計算能耗、調整系統 用于系統、
40、設備等問題的查找 維護服務Insight - 時間表 時間觸發 日,周,月,年時間表 節假日時間表 特殊日期時間表 事件觸發 緊急事件 設備、系統的聯動 定時指定控制設備 自動生成報表 定時采集趨勢數據Insight 可編程語言PPCL 提供數百種經典的樓宇控制程序,縮短編程時間 可編程PPCL語言功能強大 自動提示、自動檢查語法錯誤 關鍵字、變量、說明等顏色可調 PPCL程序常駐MBC/MEC內存中軟件控制模式:A) DDC控制器能進行下列各項標準及完備的控制模式: 兩種狀態控制(ON/OFF) 比例控制(P) 比例加積分控制(PI) 比例加微積分控制(PID) 控制回路的自動調節B) 控制
41、軟件提供一個備用功能,用以限制每小時裝置被控制周期次數。C) 控制軟件對重型裝置提供一個延遲開啟的功能,用以保護重型裝置在過度開啟情況下可能造成的損壞。D) 當停電回復正常后,控制軟件將會根據每一個裝置的個別啟 / 停時間表, 對裝置發出啟/ 停的指令。節能控制模式每日的預定時間表每年的預定日程表假期的安排表臨時超控安排表最佳啟/ 停功能夜間設定點自動調節控制焓值切換功能用電量高峰期的限制溫度設定點的重置8.2、現場直接數字控制器(DDC)l DDC控制器DDC控制器是APOGEE系統的核心,DDC控制器可通過通訊接口與電腦或其他DDC控制器通訊,也可獨立運行。西門子DDC控制其主要包括PXC
42、 Modular、MBC、MEC、PXC、FLNC等,這些控制器通過自控層網絡,與Insight監控軟件通信??筛鶕O控對象的分布及監控點類型及數量,選擇相應的控制器類型。、模塊化樓宇控制器(PXC Modular)PXC MODULAR系列(可編程模塊化控制器)是APOGEE頂峰系統的重要組成部分。它是一個高性能的DDC控制器。可以單機工作,也能夠聯網完成一些復雜的監控和能量管理的功能。通過“自組”總線可以控制最多達500點的TX-I/O模塊;通過擴展模塊,PXC MODULAR系列還可以對分散在FLN上的設備進行監控;通過UL864認證。.1、特點 標準的硬件構成能滿足
43、基本的控制要求。 導軌安裝和可移動的接線終端使安裝和維修簡化。 經過驗證的經驗程序能夠滿足設備的控制應用。 先進的自適應控制技術,閉環調節算法可使振蕩最小,并保持精密控制。 為全套設備管理提供了安裝在內部的能源管理應用程序和直接數字控制應用程序。 全面的報警管理,歷史數據記錄,操作員的控制監視功能。 支持符合工業標準的10/100 Base-T的TCP/IP網絡上的點對點通訊。.2、硬件l PXC MODULAR系列PXC MODULAR系列是一個基于微處理器的程序執行的多任
44、務處理的平臺,能夠和其他的現場控制器通信。它可以掃描現場數據,最優化控制參數和處理設備的數據要求。程序和數據庫信息可以在后備電池的支持下,儲存在PXC MODULAR中。這就避免了在外部供電失敗的情況下,耗時的程序和數據庫的重新啟動。當電池快用完時,PXC MODULAR系列會顯示“電池電量不足”,并且會給指定的打印機或是終端發送警報。PXC MODULAR系列的firmware固化軟件包括操作系統。它是存儲在一個不可擦寫的ROM內存中。為了在ALN上使用TCP/IP或是RS-485通訊,PXC MODULAR系列提供以太網端口和RS-485端口。一個HMI RS-232端口可作為與筆記本電腦
45、和本地設備的連接口。LED可以對全部的設備,網絡通訊和電池報警的運行情況提供直觀的顯示。兩條自組總線是靈活的PXC MODULAR系列的重要組成部分。一條自組總線連接在控制器的右邊,它通過TX-I/O模塊支持500個點。另外一條自組總線連接在控制器的左邊,它通過擴展模塊支持子系統的硬件連接。l PXC MODULAR系列擴展模塊PXC MODULAR系列擴展模塊提供了與FLN設備的硬件連接。使用RS-485擴展模塊,PXCMODULAR系列支持三條RS-485的FLN上的設備。.3、主要功能l 可編程控制,具有靈活的應用PXC MODULAR系列是一個高性能,靈活的控制器。在監測應用時,根據點
46、數和類型,及匹配的傳感器來設定控制器。各控制器的控制程序都是特定編寫的,可精確配合應用,已經驗證的可程控語言(PPCL)是一種“BASIC”類型的編寫語言。它可提供直接數字控制和能源管理,且可精確控制設備并充分利用能源。l 全局變量訪問每個PXC MODULAR系列有一個RS -232端口。這個端口支持與一臺電腦的連接。與終端端口連接的設備可以獲得全局變量訪問。l 多用戶操作多個操作者可以同時地進入網絡。當使用以太網ALN時,多個操作者可以通過TELNET功能或是通過本地操作員的端口來訪問控制器。l 菜單提示, 英語操作界面標準的PXC MODULAR通過HMI接口可以提供一個簡單明了的菜單界
47、面,提供以下功能: 點的監測和顯示 點的命令 歷史數據采集預測和多點的顯示 設備工作表 通過PPCL進行程序編輯和修改 報警報告 動態信息的連續顯示l 內置DDC程序PXC MODULAR系列采用獨立的直接數字控制(DDC),可提供正確地HVAC控制及有關系統操作的全面性信息。它接收來自傳感器的信號,經過處理,直接控制設備。PXC MODULAR系列有以下功能:自適應控制,一種自調整的閉環控制算法。比傳統的PID 算法更高效、適應性更強、響應速度更快、控制
48、更穩定。尤其是在響應時間和維持狀態上更加具有優勢。并且能減少誤差、振蕩和驅動器的重新配置。 閉環回路比例,積分和微分(PID)控制 邏輯順序控制 報警監測及報告 復位控制時間表 內置能量管理應用軟件 PXC Modular有下列應用程序,安裝需要簡單的參數輸入: 尖峰負載控制(PDL) 設備啟動-停止時間最佳化控制(SSTO) 設備時程表控制和優化 溫度循環補償 經濟節能模式控制、模塊化設備控制器(PXC)l 有多種型號控制器使得配置更加靈活。支持BACnet/IP的PXC系列可編程控制器是APOGEE控制系統的一部分,是高性能的直接數字控制器,屬于BACnet樓宇級控制器(B-BC),并使用
49、BACnet/IP協議??刂破骺梢元毩⑦\行或聯網執行復雜的控制、監視和能源管理功能,無需依賴于更高級的處理器。PXC控制器采用點對點的通訊方式在自動化級網絡上(ALN)彼此訪問或與上位機通訊。ALN網絡上使用BACnet/IP協議運行在10/100M的以太網平臺上。.1、特點采用BACnet/IP協議的BACnet樓宇控制器(B-BC),通過BACnet測試實驗室鑒定。多種控制器滿足不同的應用需求。特別編制的程序可滿足設備控制方面的應用。先進成熟的自適應控制算法,閉環控制算法的一種,能根據對象負載/季節的變化自動進行調解補償。為全套設備管理提供了安裝在內部的能源管理應用程序和直接數字控制應用程
50、序。全面的報警管理、歷史數據記錄、操作員的控制監視功能。終端、打印機、尋呼機和工作站的信息傳送功能。使用西門子新的、極富創意的TX-I/O技術提供更加靈活的輸入輸出點。16點和24點位兩種選擇,滿足不同成本的需要。更大的溫度適應范圍,可安裝在室外。支持符合工業標準的10/100Base-T以太網絡的BACnet/IP上的點對點通訊。l PXC16除了包含設備和系統管理的基本功能,PXC16控制器提供16 個輸入輸出點,其中包括8 個通用的輸入輸出點。這些點有: 3UI;5UI/O;2DI;3AO;3DO。l PXC24除了包含設備和系統管理的基本功能,PXC24控制器提供24 個輸入輸出點,其
51、中包括16 個通用的輸入輸出點。這些點有: 3UI;13UI/O;3AO;DO。許多可選的型號滿足不同應用的要求以太網或RS-485支持APOGEE P2 協議的ALN 網絡,可以是以太網或RS-485 網絡。.2、硬件l 輸入輸出點控制器包括16 個或24 個輸入輸出點,這些點執行A/D 或D/A 轉換、信號處理、點命令輸出、與中央處理器通訊。接線端子可插拔,便于接線。通用輸入輸出點使用西門子TX-I/O 技術,可以通過軟件設定信號的類型,包括0-10V,4-20mA,Ni1000,1K RTD,10K RTD,10K 或100K 的熱敏電阻,數字或脈沖輸入。通用的輸入輸出點能提供0-10V
52、 的模擬量輸出。模擬量輸出點輸出0-10V,數字量輸入為干接點,數字量輸出為110/220V 4Amp C 型繼電器輸出。l 電源為輸入輸出點和傳感器提供24V 直流電源。電源安裝在控制器里面,避免了外接電源,安裝及維護方便。處理器與電源配合工作保證I/O 點平穩的起停設備,尤其是在特殊的情況下。l 控制器中央處理器控制器包含一個多任務的微型處理器,用于程序執行、與I/O 點和網絡中其他控制器的通訊??刂破魈峁┮粋€RS232 的編程口,該端口支持很多操作設備(例如就地操作面板或CRT 終端)。RJ45 插頭可快速方便的插入。控制器還提供調制解調器的接口用于撥號接入。PXC 控制器中RAM內存中
53、的程序和數據庫受到電池保護。在外部電源斷電的情況下,不必重新。編寫程序和錄入數據庫。如果需要更換電池,控制器上的LED 指示燈會提示“低電量”。固件版本程序(Firmware),包括操作系統存儲在不可擦寫的ROM 內存中?,F場對ROM 內存的升級非常方便。這樣使得對控制器的升級成為可能。電壓不足以及功率保護電路可以很好的保護控制器不受電源波動的影響。LED 燈還指示控制器的運行狀態??删幊炭刂疲瑧酶`活。PXC 系列控制器是高性能的控制器,允許用戶對每臺控制器針對不同的應用編寫程序。每臺控制器的程序因為控制對象的不同而不同,經過無數次驗證的PPCL 編程語言是一種類似于BASIC 的編程語言
54、,提供直接的數字控制和能源管理邏輯,使得對設備的控制更精確、更節能。.3、主要功能l 可編程控制,具有靈活的應用PXC是高性能的控制器,允許用戶根據為每個控制器配置適當的硬件和程序。各控制器的控制程序都是特定編寫的,可精確配合應用,已經驗證的可程控語言(PPCL)是一種“BASIC”類型的編寫語言。它可提供直接數字控制和能源管理,且可精確控制設備并充分利用能源。l 全局信息訪問控制器配有一個RS-232通訊端口,該端口支持很多操作設備(例如CRT終端或就地操作面板)。RJ45插頭可快速方便的插入。控制器還提供調制解調器的接口用于撥號接入。通過該端口連接的設備可以獲取控制器所有的信息。l 多操作
55、員訪問多個操作員可同時地進入網絡。當本地操作員正在操作系統,而另一個遠程操作員經由調制解調器也正在訪問系統時,這個功能很有用處。多個操作員訪問的功能確保當一個操作員通過本地存取信息時,報警會傳送至報警打印機。當使用以太網ALN時,多個操作員可通過同時的Telnet會話或本地操作員的端口訪問控制器。l 菜單式操作界面模塊化現場控制器有一簡單明了的菜單提供的操作界面。該界面提供諸如以下一些功能: 監控點監視和顯示 監控點命令 多個監控點的歷史趨勢記錄和顯示 設備時間表 可編程語言(PPCL)的程序編輯和修改 報警報表和應答 動態信息的連續顯示 內置直接數字控制程序PXC現場控制器采用獨立的直接數字
56、控制(DDC),可提供正確地HVAC控制及有關系統操作的全面性信息??刂破髟诂F場中從傳感器接收信息并直接控制設備??刂破骶哂幸韵鹿δ埽鹤赃m應控制,一種自學習和調整的閉環控制算法。比傳統的PID算法更高效、適應性更強、響應速度更快、控制更穩定。尤其是在響應時間和維持狀態上更加有優勢。并且能減少誤差、振蕩和驅動器的磨損。 閉環回路比例,積分和微分(PID)控制 邏輯順序控制 報警監測及報告 復位控制時間表 內置能源管理程序以下應用已在PXC控制器中編輯,輸入簡單參數后即可執行: 尖峰負載控制(PDL) 設備激活停止時間最佳化控制(SSTO) 設備時程表控制(TOD) 節約能源周期控制(DC) 自動
57、日光節約時間切換,無須每年調整。、TX-I/O輸入/輸出模塊TX-I/O 是一系列在APOGEE系統中集通訊和電源模塊為一體的I/O點模塊。 TX-I/O產品包括8 種I/O 模塊,標準化的TX-I/O電源,總線連接模塊和總線接口模塊。TX-I/O模塊為基于TX-I/O技術的APOGEE系統提供了輸入輸出點。此外,該模塊點數的分布較為合理,為多種信號組合提供了極大的靈活性及更好的人性化操作。l 8 種TX-I/O模塊: 8點DI模塊(TXM1.8D) 16點DI模塊(TXM1.16D) 6點DO帶繼電器輸出模塊(TXM1.6R)
58、048698; 6點DO帶繼電器和手動超持功能模塊(TXM1.6R M) 8點通用模塊(TXM1.8U) 8點帶本地液晶顯示(LOID) 通用模塊(TXM1.8U-ML) 8點超級通用模塊(TXM1.8X) 8點帶本地液晶顯示(LOID)超級通用模塊(TXM1.8X-ML)特點: 導軌安裝 高密度布局(每點之間的物理距離很小) 硬件采用地址碼來做標注 末端組件和插入式I/O 模塊分離 TX-I/O總線同時傳送電及通訊信號,最大可以擴展到50米。 熱插拔的電子組件允許在沒有除去末端導線或者擾亂總線的情況下拆開甚至替換
59、帶電器件。 考慮到使用者可以自己定制標簽,模塊上的標簽可移動。 對于模塊上的LED指示燈為模塊上的點提供了狀態指示和動態信息。8.3、壓力(差)開關空氣壓差開關QBM81-5QBM81壓差探測器用來監控通風空調系統中的壓差,低壓或過壓。通過測量壓差,監測空氣過濾器,主導氣流,被損壞皮帶以及潔凈室和廚房等房間的過壓等。適用于通風空調系統 用于監測空氣過濾器,氣流,風扇皮帶 用于監測潔凈室,廚房等壓強 安裝簡便 l功能不同壓強相連處產生的壓差偏轉彈性振動膜。這種特殊的隔膜確保了轉換點長期的穩定性。每種型號都刻有適合高精度調節的單獨刻度。可選調節功能。壓力設定范圍:50-500PA測量介質:空氣、燃
60、燒廢氣等不侵蝕硅樹脂的氣體工作溫度范圍:-40Fto180F(-40to82C)壽命:100,000次開關,在最大壓力及最大觸點負荷觸點容量:電壓為115277VAC時,可帶300VA負載。電壓為277VAC并且負載為非感性時,可通過15A電流8.4、風道式溫度傳感器風管溫濕度傳感器 544-339-18分度特性:10K77F(25C)精度:0.36F,32158F(0.2C,070C)穩定度:5年不超過0.24F/(0.13C)(測試點25C)測量范圍:32160F(070C)傳感器長度: 8英寸8.5、水管式溫度傳感器及套管水管溫度傳感器 544-577-25工作量程:-4085C 電阻:
61、NTC10K 類型III精度:0.2C25C接線:2線或3線。常用2線制接線,3線制接線適用于長距離和可適當提高精度安裝方式:帶套管管道插入工作范圍:-4085,0-95%RH (非冷凝)儲運溫度:-4085C材質:ABS外殼, 不銹鋼探頭 防護等級:IP65供電電壓:24VDC/ VAC8.6、投入式液位開關浮球液位開關 MAC-3最大溫度:212(100)最大壓力:150psig(10.3bar)開關類型:SPDT(單刀雙擲開關)觸點容量:5A125/250VAC,有功5A,電感3A30VDC8.7、水管壓力變送器水管、蒸汽壓力傳感器 QBE2002-P16壓力范圍:016公斤I精度:1%
62、滿量程工作溫度:-20to85C(-4to185F)最大工作濕度:90%,不結露輸出信號:4-20Ma/1-5V8.8、插入式流量變送器,輸出4-20ma插入式電磁流量計 DWM2000準確度:1%(全測量范圍)線形度:0.7%流速范圍:0.530ft/秒最大壓力:400psi最大介質溫度:普通221(105),高溫型285(140)電源電壓:24VDC60mA運行環境濕度:5至95%非凝結輸出:4-20mA反應時間:5秒從1090%8.9、電動執行機構所有閥門配套提供并安裝相應的電動執行機構,其尺寸、信號制符合安裝現場和控制系統要求。控制精度高,關閉壓力、全行程時間要滿足工藝要求;電動執行機構要帶手輪裝置,易安裝,低噪聲。l DN80 電動閥SIEMENSC/VVF40.80-100l 電動液壓執行器SIEMENSSKD62l DN250 電動閥SIEMENSVKF42.250l 閥門執行器SIEMENSSQL361B270