常见楼宇自控图原理图设计思路

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

誖

2014

年第

5

BUILDING

期

ELECTRICITY

常见楼宇自控原理图设计思路

白永生（北京市建筑设计研究院有限公司，北京市

100045）

DesignThoughtsofSchematicDiagramforGeneralBuildingAutomaticControl

BAIYongsheng（BeijingInstituteofArchitecturalDesign，Beijing

100045，China）

Abstract：Conceptofbuildingautomaticcontrol，requirementsonthedepthofdesigndrawingofbuildingequipmentmonitoringsystemsanddesignthoughtsonschematicdiagramsofcommonBAsystemsareintroduced；andtabularstatisticalapproachesformonitoringpointsofcommonbuildingautomaticcontrolfunctionssuchasdistributioncabinetsofcontrolequipments，frequencyconversionequipmentsandelevatorsareillustratedtorealizeenergysavingofbuildings.

Keywords：BAsystem；monitoringsystem；tableofmonitoringpoints；heatrecoveryunit；refrigeratingroom；heatexchanger；intelligentlighting；energysaving

摘

要：介绍楼宇自动控制的概念、建筑设备

System），下文简称BA系统。随着科技与经济发展，目前民用及工业建筑使用BA系统逐渐普遍，BA系统逐步从对空调系统进行单一监测，发展到对照明、水泵、电力等多种分散控制系统进行综合管理，功能由最初以监测为主发展为监测和控制并重。本文通过介绍BA系统设计思路，归纳总结一些常规的控制要求，让读者对BA系统有初步的认识，掌握基本的设计理念。

1电气专业设计深度

由于不同品牌产品BA系统的总线、控制思路会

略有不同，BA系统深化需要专业厂家进行二次设计，所以电气专业施工图设计主要依据《建筑工程设计文件编制深度规定》（2008年版）4.5.9条对建筑设备监控系统设计图深度要求如下：①监控系统方框图，绘至DDC站为止；②随图说明相关建筑设备监控（测）要求、点数、DDC站位置；③配合承包方了解建筑设备情况及要求，对承包方提供的深化设计图纸审查其内容。其中第①、②点为设计点，第③点为配合点，下文将针对设计点对BA系统的监控点位表统计方法进行重点介绍。

监控系统设计图深度要求，以及常用BA系统原理图的设计思路；对控制设备的配电柜、变频及电梯类设备等常见楼宇自控功能的监控点位表统计方式进行说明，实现对建筑物节能的需求。

关键词：BA系统；监控系统；监控点位表；热回收装置；制冷机房；热交换器；智能照明；节能

中图分类号：TP13

文献标识码：A

2

引言

楼宇自控系统就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、安保等分散设备的运行状况、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统，称为BAS（BuildingAutomation

监控系统方框图的绘制

设计思路类似于一般总线制的弱电系统，主要需

表示机房位置、干线路由或敷设方式、末端DDC站名称或编号等。如图1所示：图中实线是DDC站之间的总线，使用较广的是BACnet协议，物理介质采用光纤或5类以上双绞线；点划线是DDC站至末端设备的控制线，使用较广的是LonMark协议，物理介

作者信息

白永生，男，北京市建筑设计研究院有限公司，高级工程师。

May2014Vol.33No.5

net.

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

设计交流·北京市建筑设计研究院

质多为RVVB或RVV等控制软线。BACnet是个综合性的协议，可提供稳定的服务功能，不足之处是在小型终端控制设备间实施时，性价比较低。LonMark是专门为设备而优化的协议，从传感器、调节器到区域控制器均可行，便于和廉价设备相适应，但其通信速率较低，适用于工作层，所以在工作层建议采用LonMark协议来连接控制器、感应器和调节器等设备；区域工作站层面的控制采用了BACnet协议连接各个DDC工作站；两个协议互为补充，建立一个完整的建筑结构，得到最佳的性能和成本。

3监控点位表的绘制

a.

确定BA系统规

图1

楼宇监控示意图

模，根据冷冻、空调、变配电、热力、给排水等相关专业提供的设计条件及

功能需求，了解各子系统功能及技术要求，确定需要监控的设备种类、数量、分布情况及标准。

表1

监控点位表

Fig.1Schematicdiagramofbuildingmonitoring

Tab.1

监控设备

Tableofmonitoringpoints

输入输出

b.绘出设备监控系统原理图，根据原理图统计

监控项目机组

运行状态故障报警

监控系统的监控点（AI、AO、DI、DO）的数量分布情况并列出监控点位表。

DI33———

AI——

DO———

AO—————

c.根据监控点数和分布情况确定分站的监控区

域、分站设置的位置，统计整个建筑物所需分站的数量、类型及分布情况。表1为监控点位表的一般样式，可用CAD格式，也可采用EXCEL格式，一般根据功能需求说明相关监控点位表作用和数量即可。

风冷热泵机组（3组）

机组

冷热水进/出水温度机组

启停控制

6——

3318

冷热水出口蝶阀开闭小计

18180

4控制原理图

设计人员是否出控制原理图可根据本院习惯或甲

的重要手段，本章将重点介绍各种BA系统，由简单到复杂逐步深入阐明。

4.1控制设备的配电柜BA监控点位表

该类常见监控点位表多为水泵、风机类配电柜，

常见楼宇自控原理图设计思路（白永生）

方要求予以确定，但绘制原理草图是监控点位统计

279

//

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

誖

2014

年第

5

BUILDING

期

ELECTRICITY

无变频要求的配电柜一般按照控制水泵（风机）的启停DO1点，监测水泵（风机）故障、手/自动运行状态、运行状态DI各1点进行设置，水泵类与风机类设备BA监控点位表设计思路是相同的，需注意几点：①水泵会出现一用一备或两用一备等，这种情况下有几台泵相应的监控点位表就增加几倍，如控制一用一备两泵的配电柜，就需要2×3点DI，2×1点

②过滤器报警、防冻开关保护信号的检测和采集为数字量DI1点；③如果执行机构被要求用于控制过程系统的液位、流量或压力等开度的参数，一般用模拟量AO作为控制信号，如新风阀开度调节、水阀开度控制、蒸汽加湿器启停等需要对阀门进行控制的功能，本文图中采用圆形M阀门表示；④如果执行机构被要求控制过程系统的开关，一般用数字量DO作为控制信号，典型的是配电箱内对风机水泵的启停控制，电动开关阀门本文采用方形M阀门予以区别表示。

可选功能主要包括过滤和加湿等：①一般有初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器，需要与空调专业核实使用了哪种或是组合过滤器，其中每组过滤器都要分别考虑DI1点；②加湿一般为普通蒸汽加湿器和电热蒸汽加湿器：普通蒸汽加湿器对模拟量进行采集控制，蒸汽加湿器启停设AO1点，故障报警设

DO；②水泵设有水位测量的监控点位，如某水泵有：停泵水位、启泵水位、溢流报警水位等几个液位测量，3个液位就相应设置3个DI监控点进行监测，其余水泵以此类推，如图2所示。诱导风机、射流风机、普通排风机等均可以按本条所述对配电柜设置

BA监控点位表。4.2

变频及电梯类设备

对含有变频器的配电柜，除考虑普通配电柜的监控点位表外，需要额外增设变频器频率反馈AI1点，变频器控制输出AO1点；对于电梯、扶梯等设备监控点位表如图3所示，电梯需设置电梯上行状态、电梯下行状态、电梯运行状态、电梯故障报警、电梯电源状态共计DI5点，扶梯一般去掉电梯上行状态、电梯下行状态设置DI3点即可。

AI1点；电热蒸汽加湿器控制一般有专用配电箱，是数字量控制，对电热蒸汽加湿器设置启停DO1点，故障报警DI1点。

4.4全空气调节机组

全空气调节机组和新风机组控制不同之处是增加

了排风道及相关风机，新风道和回风道之间需增加回风阀，BA监控点位表相同处不再复述，不同点是需增加回风阀调节AO1点，回风道设置温度传感器

4.3新风机组的控制原理图

新风机组为空气-水系统空调形式的主要设备，

新风机组一般由新风段、过滤段、盘管段、加湿段、送风机段及相应的检修段组成，如图4所示，主要与空调专业核实不同项目要求的功能增减。

基本功能包括：①送风温度的检测为模拟量

AI1点，另外需注意当人员数量不多时，为减少新风量节省能源，房间内可设CO2浓度检测，控制新风支管上的电动风阀的开度，这种方法适用于采用新风加风机组盘管系统的办公建筑或间歇使用的小型会议室等场所，如图5所示。

AI1点，一般温度、湿度、压力等检测均为AI信号；

图2生活排水系统控制系统图

Fig.2

May2014

Vol.33No.5

Controlsystemofdomesticsewagesystem

图3电梯监控点位表

Fig.3Tableofelevatormonitoringpoints

net.

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

设计交流·北京市建筑设计研究院

4.5设有热回收装置的新风空调机组

设有热回收装置的新风空调机组与普通新风机组

于工作原理的差别，转轮式热回收装置需设置压差报警DI1点，转轮启停控制DO1点；热管式热回收装置为物理原理则不需要考虑BA控制。转轮式热回收装置新风空调机组如图6所示。

不同之处是热回收机组通过回收冷却水系统中的散热量，用于余热生活热水，所以增加了回收用的一台排风机，相应需要增加一台控制风机的配电柜，其监控点位表可参考4.1节中配电柜所述；此外二次利用热能时需对管道温度进行监测，回风管需要增加回风温度的监测AI1点，需对回风管道再利用回风进行过滤，相应增加过滤器报警DI1点。热回收装置的新风空调机组常见有转轮式和热管式两种，两种设备由

4.6制冷机房BA监控点位表统计

制冷机房即是中央空调的水系统，常见有：①常

规水冷系统，主要控制部分为制冷主机、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔、集分水器，如无补水泵一般会有高位水箱；②水源热泵、地源热泵系统，其控制特殊之处是无冷却塔；③冰蓄冷系统，其特点是增加了乙二醇

泵、蓄冰槽。下面将对这几种主要空调形式的BA系统逐一介绍。

4.6.1常规水冷系统

常规水冷系统控制原理如图7所示，启动顺序为：①冷却塔风扇启动，由配电柜控制每台风扇启停，设DO1点，送风机故障、手/自动运行状态、风机运行状态DI共3点，开启关闭冷却塔水阀MD1，设每组电动蝶阀开关状态反馈DI1点、电动蝶

图4

新风处理机自控系统图

Fig.4Automaticcontrolsystemoffreshairprocessor

图5全空气调节机组监控系统图

Fig.5Monitoringsystemofall-airconditioningunit

常见楼宇自控原理图设计思路（白永生）

281

//

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

誖

2014

年第

5

BUILDING

期

ELECTRICITY

阀开关控制DO1点。冷却塔供回水管路上分别装设对冷却水供回水温的检测AI1点。②启动冷却水泵、冷冻水泵的配电柜，控制每台水泵的启停DO1点，送

风机故障、手/自动运行状态、风机运行状态DI共3点，供回水的每组电动蝶阀分别有开关状态反馈DI1点、电动蝶阀开关控制DO1点，打开冷水阀MD2，启动

图6转轮式新风热回收机组自控系统图

Fig.6Automaticcontrolsystemofrotary-wheelfresh-airheatrecoveryunit

图7常规水冷系统控制原理图

Fig.7Controlschematicdiagramofconventionalwatercoolingsystem

May2014

Vol.33No.5

net.

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

设计交流·北京市建筑设计研究院

冷水泵，延时启动冷水机组，根据水流开关F检测供回水流状态AI1点，冷却进/出水管设AI4点测量供、回水温度，通过冷水流量及供、回水温度T1、T2之差的乘积计算冷负荷，对冷水机组进行台数控制。

量以冰的形式储存起来，而在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足建筑物空调负荷的需要。初级乙二醇泵置于双工况制冷主机的入口，次级乙二醇泵置于双工况制冷主机、储冰装置的出口，并与板式换热器相联，满足系统在各工况下对乙二醇回路的要求。以并联流程为例，制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。其中制冷主机BA系统包括：冷冻水泵、初级乙二醇泵、冷却水泵、双工况主机的配电箱控制，按每台机组或水泵设置启停DO1点、故障、运行状态DI各1点。初级乙二醇泵与热交换器及次级乙二醇泵管道间蝶阀的开度控制AO各1点，蝶阀开度状态反馈AI各

③集分水器之间设置冷冻水供回水的水压表压差检测DI1点，供回水总管供水温度AI1点，分水器进水管设置供回水总管水管流量AI1点，根据系统供水压、回水压之差，供水温度、回水温度之差，使冷水机组维持恒定流量运行，根据空调末端设备负荷情况，通过设于压差旁通阀开度反馈AI1点及压差旁通阀开度调节AO1点实现对旁通阀MD的开度控制。④膨胀水箱补偿系统中设置水位超限进行故障报警DI1点，通过水的胀缩量控制电磁阀的开启与闭合，相关电磁阀的开启与闭合设DO1点。

1点，该蝶阀采用模拟量或数字量要与设备专业核实清楚，一般来说如果是开度则是模拟量，开关则是数字量。冷却塔控制参见本文4.6.1节相关介绍；蓄冰罐BA系统包括冷冻水泵及次级乙二醇泵的配电箱控制：按每台水泵设置启停DO1点、故障、运行状态DI各1点。此外蓄冰槽液位测量设AI1点。集分水器BA控制参见本文4.6.1节相关叙述。并联冰蓄冷系统控制原理如图9所示。

4.6.2水源热泵、地源热泵

以制冷模式为例，冷冻水泵从水井取水，水源热泵空调主机根据检测到的冷热水温度自动启停。设检测冷冻水供水温度AI1点，冷却水泵、冷冻水泵、循环泵与水源热泵空调主机配电箱分别设：启停

DO1点、故障、运行状态DI各1点。每台主机的进出水管上设有电动两通阀，进出压缩机共8组蝶阀，每组需设置：蝶阀开关控制DO1点、状态反馈DI1点，通过循环水泵供给集分水器送至末端，集分水器BA点表参见本文4.6.1节介绍。此外，供回水管上通过测冷热水温控制循环水泵启停，分别设置供水温度AI1点，回水温度

AI1点。至集分水器BA监控点位表可参见本文4.6.1节相关叙述。水源热泵系统控制原理图如图8所示。

4.6.3冰蓄冷系统

冰蓄冷系统原理为在夜间用电低谷期，采用电制冷机制冷，将冷

Fig.8

图8

水源热泵系统控制原理图

Controlschematicdiagramofwater-sourceheatpumpsystem

常见楼宇自控原理图设计思路（白永生）

283

//

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

誖

2014

年第

5

BUILDING

期

ELECTRICITY

图9并联冰蓄冷系统控制原理图

Fig.9Controlschematicdiagramofparallelice-storagesystem

4.7热交换器

热交换器一般独立于冷冻机系统

外，为热流体的部分热量传递给冷流体的设备，如图10所示：在一次侧进水管上设置一个压力传感器测量供水压力

AI1点，设置流量开关测量水流状态AI1点，对系统的运行进行监测，测量供回水两侧温度，两组热交换器共设了供回水温度测试AI6点，可根据供回水管路进行对阀门的开度控制，每个蝶阀设有开度状态反馈AI1点、蝶阀开度控制AO1点，做到自动调节。配套循环泵配电箱设启停DO1点、故障、运行状态DI各1点。

4.8空调系统定压补液装置

定压补液装置的作用是使系统压力

图10热交换系统控制系统图

Fig.10Controlsystemofheatexchangesystem

稳定，罐内压力达到压力上限，水泵停机；罐内水压降低到压力下限时，水泵应自动启动补水。气压罐设

May2014

Vol.33No.5

置一个压力传感器测量供水压力AI2点，循环泵配电箱设启停DO1点、故障、运行状态DI各1点，

net.

常见楼宇自控图原理图设计思路,关于点表的解释,实用性很强

设计交流·北京市建筑设计研究院

当系统内的水受热膨胀使系统压力升高超过设计压力时，多余的水通过安全阀排至膨胀水箱内循环使用，每个蝶阀设有开关状态反馈AI1点、蝶阀开关控制AO1点，同时膨胀水箱内液位仪设置高低液位检测

AI2点。空调系统定压补液装置控制系统如图11所示。

Fig.11

图11空调系统定压补液装置控制系统图

Controlsystemofconstant-pressureliquidsupplementingdeviceofairconditioningsystem

4.9智能照明的BA监控点位表

智能照明可以采用灯控系统通过网关并入BA系

统，也可直接采用BA系统控制，两者差别主要是造价，灯控系统较BA系统单点控制造价要便宜50%左右，如采用BA系统控制可参照图12所示的照明系统监控系统图，1KA常开触点设置DO1点实现对照明开关的控制，在收到BA信号后1KA常开触点闭合，1QAC线圈得电，1QAC接触器闭合，点亮相应的照明灯具，同时1QAC常开触点设置DI1点，在点亮照明后常开触点闭合将回路的开合状态返回

DDC，另在转换开关处设置DI1点，用于将转换开关的状态送回DDC，其余N回路可同理进行统计。

图12

照明系统监控系统图

5结语

本文主要介绍了常用BA系统原理图的设计思路

［2］

Fig.12Monitoringsystemoflightingsystem

楼宇自控系统［M］．

第2版.

金久炘，张青虎．

和监控点位表统计方法。由于目前BA系统一般需要弱电厂家进行二次深化设计，故本文着重说明了如何清楚表达控制功能，准确统计监控点位表数量等对施工图设计师的要求，并通过与二次图的关联介绍，说明BA系统与一、二次图的一致性的要求，只有对一、二次图有深入的了解，才可实现各功能的匹配和对总体功能的把控，希望本文能对设计师提升BA系统设计思路有一定的帮助。

北京：中国建筑工业出版社，2009．

［3］手册［M］.

［4］控［M］．

［5］

黎连业，黎恒浩，王华.第3版.

建筑弱电工程设计施工

北京：中国电力出版社，2010.

华北地区标准化办公室.09BD10建筑设备监

北京：中国建筑工业出版社，2011．中国建筑标准设计研究院.

03X201-2建筑设

备监控系统设计与安装［M］．北京：中国计划出版社，

2003．

［6］

中国建筑标准设计研究院.

09CDX008-3建

筑设备节能控制与管理［M］．北京：中国计划出版社，

2009．

［1］

张少军．

BACnet标准与楼宇自控系统技术［M］．

2013-12-31来稿2014-04-25修回

北京：机械工业出版社，2010．

常见楼宇自控原理图设计思路（白永生）

285

//

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bp6e.html