标志摩托车怎么样:建筑设备监控系统的设计

建筑设备监控系统的设计

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摘 要: 本文阐述了建筑设备监控系统的基本概念和系统构成,根据实践经验总结了该系统的设计方法和设计时应注意的问题, 并提供了工程设计实例, 为设计出经济合理、技术先进、实用性强的好作品提供了有益的借鉴。
   
    关键词: 建筑设备监控系统 现场总线 现场控制器 就地仪表
   
    1.引言
     随着人类社会从工业化时代进入到信息时代,一方面人们对建筑的要求已不局限于使用空间，而是更加注重建筑的舒适、安全、方便等方面的要求。另一方面，随着网络技术、通讯技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、人工智能技术等的迅速发展，使得建筑物自动化管理成为可能。因此，强大的经济效益驱动与信息技术的良好机遇相结合，建筑设备监控系统便应运而生。
     
    目前,建筑设计院在建筑设备监控系统的设计中存在许多问题:首先,设计前不进行项目投资评估,而过于追求系统的规模和档次,认为规模大、档次高就是水平的体现,这是片面的；其次,不遵循设计标准和制图规范,随意性强,给深化设计带来不必要的麻烦；再次,是设计深度不够,表面上看,系统是有了,但离设备选型和安装的要求还相差很远,比如:未提供桥架穿楼板、墙体条件,该预埋的主干线路未预埋等等；最后,就是设计的系统实用性差,工程实践的调查表明:目前,大多数智能建筑达不到节能的目的,有的甚至不能正常运行。这固然有很多原因,但作为建筑设备监控系统的设计者,我们应避免在设计院设计环节上可能出现的问题。所以,我们有必要对该系统的设计方法和步骤进行探讨和研究。建筑设备监控系统是运用自动化仪表、计算机过程控制和网络通信技术,对建筑物内部的环境参数和建筑物内机电设备运行状况进行自动化检测、监视、优化控制及管理，为建筑物内提供良好环境，节省建筑物能耗和提高工作人员效率，减少运行人员及费用，实现科学化和自动化管理。目前现代化办公大楼、智能大厦的建筑设备监控系统根据主要监控对象一般可分为如下几个子系统:
    (1)暖通空调(HVAC)系统
    包括空调系统、冷冻系统、送排风系统、热交换系统等。
    (2)给水排水系统
    包括生活热水、中水站、生活水池、水箱、集水池、污水池及各种水泵。
    (3)变配电及照明系统
    包括供配电系统、电力变压器、柴油发电机组、蓄电池、照明系统等。
    建筑设备监控系统一般由监控主机、现场控制器、就地仪表和通信网络四个主要部分构成。监控主机是设备监控系统的核心,由主机、外设和软件构成,其主要功能为:自动监视系统中每台设备的运行状态和系统的运行参数,使其在合理化的状态下工作,对设备故障和异常参数及时报警和自动纪录,自动纪录、存储和查询历史运行数据等。通信网络的核心技术是现场总线,其结构示意图如图。现场总线是连接智能现场设备（包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器、仪表等）和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它使不同厂家的产品互操作,目前的开放性标准主要有onWorks标准和BACnet标准。现场控制器是安装于现场监控对象附近的小型化专用计算机控制设备,它对现场仪表信号作数据采集和转换,接受监控主机命令或独立工作,输出控制信号至现场执行机构。就地仪表分为监测仪表和执行仪表两大类。其中,检测仪表包括: 温度、湿度、压力、压差、流量、水位、一氧化碳、二氧化碳、照度、电量等测量仪表,它们能将被检测的参数稳定准确可靠的转换为现场控制器可接受的电信号(数字量和模拟量) ；执行仪表包括: 对被调量可进行连续调节的调节阀类仪表(如电动调节阀)和对被调量进行通、断两种状态控制的切断阀类仪表(如电动蝶阀、电磁阀、电动风门执行机构等),它们接受现场控制器的信号,对现场参数进行稳定准确可靠的调节。2. 建筑设备监控系统设计
    近几年，国民经济快速发展，固定资产投资与规模不断提高，高档次现代化的办公大楼、酒店、智能大厦不断兴建，这些大厦都要求有建筑设备监控系统对其运行管理提供保障，我负责设计的中关村银科大厦(5.7万平方米) 、佳程广场(14万平方米) 、中服总公司富盛大厦(8.3万平方米) 、上地软件园钻石大厦(3万平方米) 、兵器部办公楼(10万平方米)等都设有建筑设备监控系统。通过这些工程，我积累了一些经验，现对此类工程的设计做一下总结：
   
    2.1 设计依据
    建筑设备监控系统不属于国家强制标准，因此，首先要根据建筑物的使用功能和物业运行管理需要，各相关专业的监控要求，以及项目投资状况等实际需求，做出投资估算，一般应将建筑设备监控系统一次投资控制在总投资的2%以下，按每年节省运行费用10%~15%计算，5年内可收回初投资。根据投资估算和建筑主要设备测量控制要求，确定建筑设备监控系统的规模和标准。
   
2.2 系统的选择原则
    (1)技术的先进性，为了延长建筑物及其设备的寿命，在可能的条件下尽量采用国际上先进的、成熟的、实用的技术和设备。
    (2)开放性和互操作性：一个完整的建筑设备监控系统往往由不同厂家的产品构成，如果选择的系统是封闭的，不能和别的厂家产品互联，就会给系统的维护、扩展和更新带来麻烦。
    (3)可集成性：为实现信息共享，提高大厦的全局服务功能和物业管理效率，BAS，OAS及CNS可能集成到一个图形操作界面上对整个大厦全面监视、控制和管理。
    (4)可靠性：系统必须具有保证可靠运行的自检试验与故障报警功能，主要包括：交流电源故障报警、通信故障报警、接地故障报警和外部设备控制单元故障报警等。
   
    2.3 各专业间的配合
    建筑设备监控系统必须与大楼主体建筑的各专业设计同时进行,具体内容如下：
    土 建：控制室、竖井面积和位置，土建装修条件。电缆桥架、管线的预埋件、预留孔洞。
    暖 通：有关工艺流程图，测量控制要求，所带设备的控制要求。
    给排水：有关工艺设备的测量控制要求、数量，所带设备的控制要求。
    电 气：有关变配电、照明电气系统图及测量控制要求，动力、照明配电箱的平面位置。2.4 子系统控制功能的设计
    建筑设备监控系统由多少子系统构成、各子系统的设计标准如何、控制功能如何。例如：对于要求高的，要对系统和设备实施完善的监测、控制和管理功能；对于要求较高的，要采取必要的控制和管理功能以及完善的监测功能；对于要求标准一般的，对系统和设备采取必要的控制和监测功能，以节省投资，使系统物尽其用。根据各子系统功能确定其相应的测控原理图, 如空调机组系统、冷冻系统、给、排水系统、热交换系统、照明系统、电梯系统、高、低压变配电系统等。并制作出需纳入建筑设备监控系统的被监控设备一览表。
   
    2.5 系统监控点数的确定
    在确定被控设备的数量及相应的控制方案后，确定每一被控设备的监控点数及监控点的性质，核定对指定监控点实施监控的技术可行性，编制监控点表。在建筑设备监控系统中，现场控制器输入、输出信号有四种类型。AI：模拟量输入，如温度、湿度、压力等，一般为0V-10V或4mA-20mA信号；AO：模拟量输出，作用于连续调节阀门、风门驱动器，一般为0V-10V或4mA-20mA信号；DI：数字量输入，一般为触电闭合、断开状态，用于起动、停止状态的监视和报警；DO：数字量输出，一般用于电动机的起动、停止控制，两位式驱动器的控制等。确定控制点要参考《智能建筑设计标准》建筑设备监控系统甲级、乙级、丙级设计标准。要与暖通、给排水专业工程师协调，参考其设计图纸，共同研究确定控制点，编制控制点表。
   
    2.6 设备选择
    首先应进行监控点的划分，然后根据监控范围选择现场控制器(其监控点容量应留有20%的余量) ，再根据现场控制器台数和系统结构形式，确定系统中央站使用的设备，整个系统应满足系统响应时间要求，通讯子站、现场控制器的数量要求，系统总点数限制要求；在智能大厦中，需要监控的设备品种繁多，分布在大厦的各个部位，这就要求建筑设备监控系统是一个集中管理与分散控制相结合的总线制集散控制系统。现场控制器应设置在被监控设备较集中的场所，以尽量减少管线敷设，一般设置在电控箱内挂墙明装。最后，根据选定的系统结构和现场监控设备的具体布置，绘制整个大厦的设备监控系统竖向系统图。2.7 线路设计
    建筑设备监控系统的线路设计可分为两部分进行。一部分是从控制中心或弱电竖井至各机房的现场控制器之间的连接线路，即干线线路。一般采用电缆桥架或穿金属管在弱电竖井内敷设和暗敷设相结合的方式。另一部分是现场控制器以下的线路，是连接阀门、风门、传感器、变送器、电气开关接点的支线路，在机房内敷设一般采用明管或明线槽敷设。具体敷设方式可根据线缆数量和敷设场所确定。电缆桥架敷设时应使强、弱电电缆分开，当在同一桥架中敷设时，应在中间设置金属隔板；电缆截面积总和不超过桥架内截面积的40％。现场控制器及监控主机之间的通讯线宜采用控制电缆或计算机专用电缆中的屏蔽双股线，截面积为0.5～1mm2；仪表控制电缆宜采用截面为1～1.5mm2的控制电缆，模拟量输入、输出采用屏蔽电缆，开关量输入、输出采用普通无屏蔽电缆。在此基础上，设计出干线、支线平面图及监控中心的平面布置图。
   
    2.8 系统电源
    系统的监控中心需从变配电所引来专用回路供电。为提高用电可靠性供电回路宜采用末端自动切换的双回路供电方式。系统用电负荷的总容量应为现有设备总容量与预计扩展总容量之和(可按现有容量的20%估算) 。分站电源宜从监控中心专用配电盘上以放射式供电。
   
    2.9 系统接地方式
    建筑设备监控系统的接地方式可采用集中接地或单独接地方式，将本系统中所有接地点连接在一起后在一点接地，采用联合接地时, 接地电阻应小于1Ω，采用单独接地时, 接地电阻应小于4Ω。
     
    3.工程实例：
    中国出国人员服务总公司富盛大厦，总建筑面积83410平方米，地上27层，105米高，为办公，其中首、二层为银行、会议和展厅; 地下四层为机房和车库，中控室设在地下一层，建筑面积70平方米。建筑物设备监控系统包括：空调机组系统、冷冻系统、给、排水系统、热交换系统、照明系统、电梯系统、高、低压变配电系统等子系统，并留有与火灾自动报警系统、公共安全防范系统和车库管理系统的通讯接口。共设监控点1059 个；分站63台；中央站一个。现场控制器设置在被监控设备机房，挂墙明装，干线电缆在弱电竖井内敷设采用电缆桥架，由弱电竖井至设备机房采用穿金属管暗敷设的方式。系统接地方式采用联合接地, 接地电阻小于1Ω