楼宇自控系统方案 - 图文

体育文化中心 楼宇自动控制系统方案

目 录

1 2

概述 .................................................................................................................................... 4 设计总则 ............................................................................................................................ 5 2.1 2.2 2.3 3

系统设计原则 ....................................................................................................... 5 系统设计目标 ....................................................................................................... 5 系统设计依据 ....................................................................................................... 6

APOGEE系统特点 .......................................................................................................... 7 3.1 3.2 3.3 3.4

APOGEE介绍 ..................................................................................................... 7 系统结构 ............................................................................................................... 8 DDC控制器 ......................................................................................................... 9 传感器及执行器 ................................................................................................. 15

4 系统方案描述 .................................................................................................................. 19 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

系统配置 ............................................................................................................. 19 冷水系统 ............................................................................. 错误！未定义书签。 定风量空调/新风机组 ........................................................................................ 19 送/排风系统 ........................................................................................................ 21 给排水系统 ......................................................................................................... 22 变配电系统 ......................................................................................................... 22 照明系统 ............................................................................................................. 23 热水处理系统 ..................................................................... 错误！未定义书签。

5 系统软件功能实现及基本操作描述 .............................................................................. 24 5.1 5.2 5.3

APOGEE操作系统 ............................................................................................ 24 APOGEE系统软件功能 .................................................................................... 31 APOGEE OPC..................................................................................................... 36

6 系统节能措施及性能 ...................................................................................................... 39 6.1

节能措施 ............................................................................................................. 39

6.2 6.3 6.4

系统性能指标 ..................................................................................................... 40 系统容量 ............................................................................................................. 42 系统集成功能 ..................................................................................................... 42

1 概述

体育文化中心楼宇自控系统工程主要是对体育馆内的空调通排风系统、变配电系统、给排水系统，及照明系统的监视和控制。

体育文化中心面积大，机电设备分散在体育馆内的各个楼层和角落，采用楼宇自动化系统，利用现代的计算机技术和网络系统，实现对所有机电设备的集中管理和自动监测，能确保体育馆内所有机电设备的安全运行，同时提高大楼内人员的舒适感和工作效率。

体育文化中心楼宇自动控制系统采用西门子楼宇科技（Siemens Building

Technologies）的APOGEE楼宇自控系统。根据本项目的特点，我们利用APOGEE系统对建筑物内的所有空调系统设备、通风排风设备、给排水系统设备、供配电系统及所有重要的电力设备、照明设备实行全时间的自动监测和控制，并同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息及数据，达到提高运行效率，保证特殊生产环境需要，节省能源，节省人力，最大限度安全延长设备寿命的目的。

2 设计总则

2.1 系统设计原则

根据现行国家规范和业主招标文件的要求，我们在对嘉庚体育馆楼宇自动控制系统（BAS）的设计中遵循以下的原则：

先进性：采用代表当今世界先进技术水平的成熟稳定的系统设备，并建立一个可扩展的平台，充分保护前期工程投资和后续扩展，使系统具有先进性。

实用及方便性：系统可容纳嘉庚体育馆内机电系统的不同控制管理的需要。突出体现嘉庚体育馆“以人为中心”的思想，给办公人员、客人以舒适，给管理者以方便。

安全性、可靠性：采用集散型总线控制，安全性高，系统将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个DDC设备的损坏而影响整个系统的运行。

模块化及扩展性：系统采用模块化设计，总体规划，分步实施；具有良好的兼容性和可扩充性，既可将不同厂商的设备通过各种通讯方式集成进BAS，也可以通过高阶接口等标准方式向更高级的上位管理系统（如BMS或IBMS）提供数据，以便将来扩展网络服务范围的需要。系统可在日后任何地方加插现场控制器及操作员终端而不影响本系统操作。

开放性、标准化： 系统采用开放式结构，提供ODBC、NET API及标准的SOL数据接口，并且支持BACNet、OPC、LonWorks等标准协议。

合理性及经济性：系统能最大限度的降低设备的运行成本；满足客户需求，现阶段的投资可以得到充分利用及保护。

2.2 系统设计目标

设计本楼宇自动控制系统（BAS）的主要目的，在于将嘉庚体育馆内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用集散型控制系统和最优化的控制手段对各系

统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态运行。在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境下，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，使投资能得到一个良好的回报。

2.3 系统设计依据

APOGEE通过了国际上欧洲、美国行业标准的认证，根据实际，我们参照和严格执行国家民用建筑电气设计规范。

设计依据：

《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92） 《智能建筑设计标准》（GB50045-95）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（CBJ232—92） 《高层建筑设计防火规范》（GB50045-95） 《商用建筑线缆标准》（ EIA／TIA—568A） 《信息技术互连国际标准》（ISO／IECl1801—95） 《采暖、通风与空气调节设计规范》（GBJ19—87） 《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-95）

3 APOGEE系统特点

选择西门子APOGEE，是因为它是以集散控制理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。

APOGEE 是基于Windows 2000/XP 平台的系统软件包，可直接进入中央计算机网络集成系统，与其他进入集成系统的各子系统进行信息交换，并是集成系统中重要的环节，这也是该系统开放性的充分表现。 3.1 APOGEE介绍

APOGEE楼宇自控系统（或称楼宇管理系统）是由中央管理站、各种DDC控制器及各类传感器、执行机构组成的、能够完成多种控制及管理功能的网络系统。它是随着计算机在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。目前，系统中的各个组成部分已从过去的非标准化的设计生产，发展成标准化、专业化产品，从而使系统的设计安装及扩展更加方便、灵活，系统的运行更加可靠，系统的投资大大降低。

西门子楼宇科技公司推出的APOGEE系统主要应用于综合办公大楼、工厂、医院、机场的能源管理，是国际上最先进的系统之一。APOGEE系统适应性非常强，系统组成为模块化，可分为不同等级的独立系统，每级都具有非常清楚的功能和权限，这就使APOGEE既可用于单独的楼宇管理，也可用于一个区域的、分散的楼宇集中管理。

可靠性

APOGEE在设计上充分体现了分散控制、集中管理的特点，保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠。

APOGEE系统当中的各级别设备都可独立完成操作，即在同一时刻组成不同级别的集散系统（或不同级别的结构组织形式），使用界面非常亲切，其全套楼宇自控产品、统一的生产管理体系

保证了系统的配套性，同时使系统可靠性大为增加。

西门子楼宇科技公司 双项专利产品 电动液压调节阀和电磁式调节阀 以其优质稳定的调节特性和低故障率，大大提高了整个控制系统中最薄弱环节的可靠性。

先进性

APOGEE在网络扩展方面提供了强大的功能，可与其他厂家的系统或产品（包括各种形式PLC，消防系统等）联接。

APOGEE优越的远程通讯功能，能够使不同楼宇、厂房间的控制系统联系起来组成一个群集系统。

APOGEE网络结构的开放性和兼容性，确保了它和先进通讯技术结合的能力，并且保证系统结构在产品更新换代时的延续性。

经济性

APOGEE结构形式为模块化，控制方式极其灵活，控制层的维护和扩展极为方便。使得楼宇管理系统可以很方便地扩展，节省初期投资，系统各部分可分别随调试完成投入使用。

APOGEE系统能够满足您在管理上节省费用的要求，投入有效的能量使用，能保证环境的高标准和舒适性。 3.2 系统结构

Apogee BMS系统

UCM服务器 Apogee 客户机

Apogee 客户机 InternWeb Browser TCP/IP 以太网 Apogee Web服务器 RENO服务器 Apogee BACnet 服务器 Apogee InfoCenter 服务器 Apogee 以太网 接口 BLN MEC FLN MBC ? 冷冻机 ? 锅炉 ? 灯光 ? 消防系统 ? 安保系统 ? LonWorks ? PLC ? Modbus

MBC MEC w/Enet BACnet设备 网关 MEC MBC TEC

APOGEE采用了多层网络结构和世界先进技术，使得APOGEE集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。

高层网：APOGEE的图形工作站可以进入以太网进行数据管理（TCP/IP），实现区域性数据联网，提高管理水平，速率可达到10/100Mbps。

中层网：PC通过Peer to Peer网络（同层总线共享无主从方式），可以连接多达100台BLN控制器（如MBC、MEC控制器），速率可达到115.2Kbps。

局部区域网（LAN）：每台MBC和MEC（F系列）的LAN网可连接多达96台独立式单元控制器或非独立式单元控制（PXM、TEC、SED2，DEM等）。为系统扩展及完成较大型集散系统提供了方便。系统同时支持LONWORKS。 3.3 DDC控制器

3.3.1 模块化设备控制器（MEC） 3.3.1.1 说明

模块化设备控制器（MEC）是APOGEE现场管理和控制系统的组成部份，是一个高性能的直接数字控制器（DDC）。MEC在不依靠较高层处理机的情形下，可以独立工作和联网以完成复杂的控制、监视和能源管理功能，而不需依赖更高层的处理器。MEC可以连接楼层级网络（FLN）设备和LonWorks控制器并提供中央监控功能。最多有100个MEC控制器或现场处理机，可在点对点（Peer-to-Peer）网络上通讯。 3.3.1.2 特点

? 可与其它层级的处理机互相搭配，以符合应用的需求 ? 通过扩展模拟量/数字量模块设备，可增加监控点数 ? 结合软件与硬设备配合控制应用

? 以先进的 PID 算法，精准的将 HVAC 控制在最小的变动范围内 ? 具备 DDC 及内置的能源管理程序

? 具有管理多种报警、历史及趋势记录的收集、操作控制和监控功能 ? 经由集线器（HUB）可将信息传送给远程打印机、寻呼接收机和工作站 ? 可选配手动／停止／自动 （HOA） 切换开关 3.3.1.3 硬件

MEC控制器具备几种系列，皆具有灵活性、扩展性： MEC控制器－1XX系列

除了系统管理功能外，可控制 32 个输入/输出监控点 MEC控制器－2XX系列

除了控制 32 个输入/输出监控点外，还通过点模块扩展模拟量和数字量的监控点。这种特性可使MEC的监控点得以扩充，并提供终端点靠近负载处的经济方式。 MEC控制器－3XX系列

这一系列控制器提供输入/输出监控点，并提供模拟/数字监控点模块与APOGEE 对调制解调器自动拨号的功能。中央控制器可远程控制MEC。 MEC控制器—2XXF和3XXF系列

该系列控制器具备更强大的功能和扩展内存，能联接3条楼层级网络（FLN）和总共96个楼层级网络设备。

MEC控制器—2XXL和3XXL系列

本系列控制器比2XXF和3XXF系列有更强的功能并且支持LonWorks。它需要一块Neuron芯片和FTT-10A收发器。与P1楼层级网络连接三个端口不同的是，它有一个单独的接口与LonWork网络连接。

这一系列控制器有内置的LonWorks网络数据库服务器，数据库保留了一个动态的、实时的LonWorks网络数据，包括连接/捆绑、节点状态和配置参数。

手/自动切换开关

24VAC 电源端

口

手/自动切换开关LED显示 监控点模块 端口 BLN 端口 电池 MMI端口 调制解调器端口

状态指示灯

模块化设备控制器（MEC）由下列三个主要组件所组成 输入/输出监控板

包含可执行A/D 或 D/A转换、信号处理、监控点命令输出和通讯的32个监控点在控制板。可移动终端模块，方便现场接线。模拟输入监控点可在0-10V，0-20mA 或 1K RTD输入的范围间任选。模拟监控点的输出也可在0-10V或 0-20mA范围间任选。数字输入以干接点信号输入，具备 4 个脉冲输入点。数字输出为 110/220V 的C型额定继电器。 电源

电源提供给输入/输出监控板和传感器。装置在模块化设备控制器（MEC）内，可简化了安装和维修。

电源需与控制板共同工作，即使在电力不足的情况下，I/O 监控板和模拟和数字监控点模块设备控制也能够做到平稳升降。

LED状态显示出由电源供给的24Vac和从I/O监控板供给的24Vdc。 控制板

控制板是一个多任务微处理平台，用在BLN上与其它MEC、现场处理机、I/O监控板和模拟数字监控模块程序执行和通讯上。

2XX系列和3XX系列的MEC也支持点扩展模块，根据需要可扩展点容量。控制板的主要功能是处理实时数据、优化控制参数和管理操作者对数据的请求。

每个控制板均有一个RS-232端口（RJ-11），用于连接LUI、CRT终端机、手提电脑或打印机，另外，300系列MEC带有RS-232端口（RJ-45）用于APOGEE拨号网络的调制解调器。

2XXF和3XXF系列MEC控制器支持3条FLN干线与总共96个FLN设备通讯。 备用电池（锂电池）可维持MEC RAM 内存中的程序和数据信息至少60天时间。这免去了因电源故障而需费时的重新输入数据的工作。锂电池可现场更换。当电池电量不足时，控制板上的LED会显示「电池不足」，并且将报警信息传送至打印机或终端机。

带有操作系统的固件储存在不易消失的ROM内存中，它很容易在现场进行升级。 电力不足保护和电源恢复使得控制板不受电压波动的影响。 箱体组件

箱体组件包括电子和气动两组件。为了安装MEC、监控点模块和其它电子或气动组件，固定箱体组件包括一个穿孔板。箱体有两种尺寸可供选择： ? 小型：可容纳一个MEC或两个监控点扩充模块。

? 大型：可容纳一个MEC和两个监控点扩充模块或三个监控点扩充模块。

箱体由金属制成，可安全的装载电路装置，并保护组件不受瞬间电流的破坏。箱体还预留空间，可以很容易地接线。 维修盒

箱体内有两种任选的维修盒可供安装。其中一个维修盒提供从115V至24V的电源，2个CLASS 2 24Vac电源端子（100VA给MEC和监控点模块以及60VA给驱动器），以及

两个无开关插座至电源附属设备，如调制解调器和手提式终端机。另一个维修盒提供从230V至24V及CLASS 2 24Vac电源端子。 模拟和数字监控点扩充模块

另外在输入／输出板上的监控点，2XX系列和3XX系列的模块化设备控制器（MEC）支持模拟和数字监控点模块或扩充模块。这个处理机最多支持任意组合的8个监控点扩充模块。依据工程要求，监控点模块或点扩充模块可安装在控制器旁或远端。监控点模块或点扩充模块的配线总长度最大为61公尺（200英尺）。

可选的点模块和点扩展模块（PXM）： ? 模拟点模块—4AI，4AO

? 模拟点扩展模块（FLN兼容）—8AI ? 数字点模块—4DI，4DO

? 数字点扩展模块（FLN兼容）—8DI，4DO

模拟输入监控点方面用户可选择0-10V，0-20mA或1K RTD输入。模拟输出监控点方面用户也可在0-10V或0-20mA选择。

数字输入为干接点，其中四个输入为脉冲累计监控点。继电数字输出点支持110/220V C型继电器。

具有灵活性的模块化设备控制器

模块化设备控制器是具有灵活性的高性能处理机，允许用户采用完全符合应用的程序对控制器进行配置。此外，还可改变控制器的尺寸，使其符合各硬件的要求。

每个控制器的控制程序均根据适当的用途编写。PPCL是一种BASIC类型的程序语言，可向控制设备提供直接数字控制和能源管理顺序，使其能充分利用能源。

在独立控制的配置中，300系列模块化设备控制器可满足BMS管理系统的所有要求；管理的工作计划，报警及其它楼宇系统，打印机和寻呼接收机 全球性的信息访问

各模块化设备控制器配有二个RS-232通讯端口，这些端口支持调制解调器，CRT终端，手提电脑或打印机的连接。与模块化设备控制器RS-232端口连接的设备提供全球性信息的访问。 多操作员访问

多个操作员可同时地访问网络。当本地操作员正在访问系统，而另一个远程操作员经由调制解调器也正在访问系统时，这个功能很有用处。多操作员访问的功能确保当一个操作员在存取信息时，报警会传送至报警打印机。 菜单式操作界面

模块化设备控制器有一简单明了的菜单提供的操作界面。该界面提供诸如以下一些功能：

? 监控点监视和显示 ? 监控点命令

? 多个监控点的历史趋势记录和显示 ? 设备时间表

? 可程控语言（PPCL）程序编辑和修改 ? 报警报表和应答 ? 动态信息的连续显示

内置直接数字控制程序

模块化设备控制器采用独立的直接数字控制（DDC），可传递正确的HVAC控制及有关系统操作的全面性信息。开放式处理机在现场中从传感器接收信息并直接控制设备。模块化设备控制器具有以下功能：

? 闭环回路比例，积分和微分（PID）控制 ? 先进的PID参数闭环系统可调算法 ? 逻辑顺序控制 ? 报警监测及报告 ? 复位控制时间表

内置能源管理程序

以下应用已在模块化设备控制器中编辑，输入简单参数后即可执行： ? 峰值负载控制（PDL）

? 启动－停止时间最佳化控制（SSTO） ? 设备调度、优化和排序 ? 节约能源周期控制 ? 夜晚下降控制

? 自动日光节约时间切换，无须每年调整 ? 临时计划更换 ? 节假日时间表 ? 基础日历时间表

?

事件时间表

3.4 传感器及执行器 ? 插入式水管温度传感器 ? 流量计 ? 风管温度传感器 ? 压力传感器 ? 液位开关 ? 压差开关 ? 电动阀及驱动器 ? 其他BAS需要的设备 技术参数要求

温度传感器：温度传感器金属电阻型，经过厂商校对而且不需要额外对接线线缆进行数值补偿。

1) 管道传感器：有一插入式探头，使温度能均匀地颁在整个表面，并可自由拆卸，测试范围为0-+100C。

2) 浸入式温度传感器：有一个完整的浸入罩，测试范围为0-+100C。

3) 测量误差?1% 压力传感器

4) 空气压差传感器：是固定式，运用皮托管原理来测量两面之间的压差。 5) 精度：1.5%

驱动器：驱动器能驱动大于50mm规格的阀门，根据设计需要,一些执行器有弹簧返回装置或在停机时能自动关闭，使其在电网故障情况下有自动防止故障扩散的能力.执行器应有线性推动力，而不需特别轮,凸轮,联动机构等到装置；执行器有免维护功能。执行器还具有手动操作配件，可进行手动操作。

6) 50mm及其以下的控制阀可用螺纹方式联接。 7) 65mm及其以上的控制阀均用法兰联结。

流量计：流量计为电磁式和涡阶式，流量计的尺寸根据实际管道的大小及流量来选择。

主要的传感器、阀门及驱动器(具体型号以设备清单提供的型号为准) 1、 SIEMENS 风管型温度传感器

技术参数

在 2 m/s 时的时间常数: 30 s 防护等级: IP 42 范围: -30 ~ +80 0C篊 传感器元件 : Ni 1000 传感元件长度: 400 mm 连接: 2 线

带有卡装帽的塑料机壳, 总是测量平均温度的柔性传感元件。

2、 SIEMENS 压差开关

技术参数

测量范围: 20 ~ 1000 Pa 单侧最大过载: 5 KPa

开关调节精度:15 Pa - 25 Pa 无源转换触点: AC 24 - 250 V 每个触点最大负载能力: 1（0.5） A

3、 SIEMENS 压差传感器

技术参数

输出信号: 0 - 10 V 精度: +/-2% MR 工作电压: 24 V+/-20% 频率: 45-65 Hz 功耗: 2 VA 连接: 3 线 标称压力: PN 40

测量范围（MR）: 0-10 bar

4、 SIEMENS 水管型温度传感器

技术参数 范围: 0 ~ 250 0C 传感器元件: Pt 1000 浸入杆长度: 200 mm 连接: 2 线

5、 SIEMENS电动式阀门及驱动器 技术参数 价格经济

具有不同压力范围 PN6 - PN40 标准提供水管接口 不锈钢阀芯，阀座 标准提供手动开关 瑞士德国生产，质量保证

6、 SIEMENS电动液压式阀门及驱动器

技术参数 专利设计 控制精度达 200:1 可承受大压差值 标准阀位回收信号 标准手动开关 标准弹簧复位 寿命多 2 倍

4 系统方案描述

嘉庚体育馆纳入楼宇自动化系统监控的对象包括： ? ? ? ? ? ? ? ? ?

冷冻站系统 热交换系统 空调机组系统 新风机组系统 生活水系统 排污废水系统 送、排风机系统 变配电系统 照明系统

4.1 系统配置

考虑到大楼机电设备分布情况及日后工程施工的要求，系统中采用了Siemens 公司最新的MEC1200F控制器。其特点是MEC主控制器能下挂各种类型的扩展模块，通过FLN总线可以连接点扩展模块和现场控制器, 距离可达1200米; MEC控制器通过EXP扩展总线可连接最多8个相同或不相同种类的点扩展模块，最远通信距离为61米, 通过FLN总线可以连接点扩展模块和现场控制器, 距离可达1200米。这样，在机电设备较分散的场合，能够利用扩展模块将控制及采样点延伸到以往控制器所不能到达的地方。这样既能充分发挥集散控制系统的分散性的优点，同时又能充分利用控制器的硬件资源。 根据嘉庚体育馆的功能规划和地理分布，我们将楼宇自动控制系统（BAS）设计的主要配置如下:

? 一台BAS管理工作站。

? 本次工程配置的APOGEE系统DDC通过BLN总线和管理工作站通讯。

? 本次工程配置3台MEC1200F控制器，下挂各种分布式模块控制体育馆内不同的机电设备。 4.2 定风量空调/新风机组

监控内容 控制方法

根据监测送/回风温度，串级PID调节电动二通冷水阀开度，保证送/回温度为设定值，消除设备运行的热能，保证设备在正常的环境下工作。

送/回风温度自动控制

过滤堵塞报警 空气过滤器两端压差过大时报警，提示清扫。

机组定时启停控制 根据事先排定的工作及节假日作息时间表，定时启停机组自

动统计机组工作时间，提示定时维修。

联锁保护控制

联锁：风机停止后，电动调节阀自动关闭。保护：风机启动

后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机。

监控工况

根据空调机组/新风机组监控功能表，可以对机组的下列工况进行监控：

数字数字模拟模拟设备名称 数量 控制说明 输入 输出 输出 输入 备注 DO DI AO AI 风机启停控制/状态反馈 送/回风温度 过渡网阻塞报警 过载报警 手/自动状态 空调机组/新风机组 设备基本配置

? DDC控制器：西门子模块化设备控制器TEC系列； ? 风道式温度传感器； ? 压差开关；

? 电动二通调节阀及执行器； 典型控制界面图

4.3 送/排风系统

监控内容

控制方法

状态监测 DDC输入DI 开关控制 运行时间统计 监控工况

根据送/排风机监控功能表，可以对风机的下列工况进行监控：

数量 数字数字模拟模拟DDC输出DO控制，预定时间启停风机 软件实现对风机的运行时间进行累计

设备名称 控制说明 输入 输出 输出 输入 备注 DO DI AO AI 风机启停控制/状态反馈 过载报警 手/自动状态 送/排风机 设备基本配置

? DDC控制器：西门子模块化设备控制器MEC,扩展模块PXM系列

4.4 给排水系统

监控内容

控制方法

开关控制 DDC输出DO控制，于预定时间启停水泵；液位计提供干接点信号，生活水池低水位时，启动生活水泵，高水位时停止生活水泵；

运行时间统计 监控工况可

液位计提供干接点信号，当集水池达到高水位时，启动集水泵。 软件实现对水泵的运行时间进行累计

根据给排水系统监控功能表，可以对下列工况进行监控：

数量 数字数字模拟模拟设备名称 控制说明 输入 输出 输出 输入 备注 DO DI AO AI 启停控制/运行状态 故障报警 水池高低液位报警 手/自动状态 生活水泵 集水泵 启停控制/运行状态 故障报警 污水池液位报警 手/自动状态

设备基本配置

? DDC控制器：西门子模块化设备控制器MEC,扩展模块PXM系列 ? 液位传感器等 4.5 变配电系统

监控内容

控制方法

参数检测及报警 自动检测电力参数，如电压、电流、断路器状态，功率因数等，

故障状态报警。

电量计量 自动计算有功功率、无功功率，统计动力各回路耗电量。 监控工况

根据变配电系统监控功能表，可以对变配电设备的下列工况进行监控：

数量 数字数字模拟模拟设备名称 控制说明 输入 输出 输出 输入 备注 DO DI AO AI 开关状态 开关故障报警 功率因数测量 电能计量 三相电压显示 三相电流显示 10千伏进线 母线联络开关 运行状态 故障报警 变压器 变压器出线 超温报警 开关状态 开关故障报警 功率因数测量 电能计量 三相电压显示 三相电流显示 柴油发电机 三相电压显示 三相电流显示 频率 通过标准通讯网关与变配电系统、发电机实现完全开放式的数据通讯，在BAS中央站自由读取其内部数据 设备基本配置

? BAS系统通过标准网关与变配电系统提供的高级接口读取相关参数 4.6 照明系统

监控内容

控制方法

开关控制

定时/特种效果控制 运行时间统计 监控工况

DDC输出DO点，实现远程启停；

于预定时间启停照明回路，通过软件实现逻辑控制 软件实现对照明时间进行累计

数字数字模拟模拟设备名称 数量 控制说明 输入 输出 输出 输入 备注 DO DI AO AI 公共照明控制 回路启停控制/状态反馈 手/自动状态 设备基本配置

5 系统软件功能实现及基本操作描述

5.1 APOGEE操作系统

APOGEE系统的Insight监控软件为楼宇自动控制系统提供了强大的工作平台，通过系统定义的程序，操作员可以在楼宇自动控制系统内进行各项资料的取存及监控。 5.1.1 Insight概述 — 数据采集与处理。

— 中央管理工作站采集各现场控制器（DDC）上送来的各项数据，运行参数及运行状态，实时刷新数据库，供进一步处理及查询分析。 — 系统运行状态与历史状态显示。

— 以图形方式显示当前或历史上某一时刻的运行参数，实时显示各测点的参数及各设备的运行状态。

— 运行记录报表与参数曲线打印。

— 以表格形式打印各测量参数及设备运行状态。 — 故障诊断和报警。

— 中央管理单元根据实时接收到的各个现地控制单元的参数状态信息，经分析整理后将故障信息及时在屏幕上进行显示。 APOGEE系统软件，它具有以下功能： ?

大容量

1个Server最多可联25个Clients，1个Clients可以控制的点数达到1,000,000点,每条Server网络可以控制25,000,000点. ?

多任务性

由于采用了Windows2000/XP操作平台，其强大的多任务功能，通过全动态窗口，操作员可以同时监视多个视窗，从而可提高操作员和系统的效率，是一个真正的多任务系统。 ?

Drag and Drop拖动功能

充分采用Windows NT/2000/XP中Drag and Drop的新功能，即在计算机上可以拖动动态点到应用程序，自动生成趋势图，点的操作历史等数据或图形。 ?

结构化的命名方式：

长度达30个字节的结构化命名方式可以由用户灵活的使用，使点的名字更能为用户识别，另外有16个字节可以对点进行描述。 ? ?

多点动态趋势图，可同时输出或者监测10个点的动态变化趋势。 保密性：

多级密码限制对数据库和其它机密信息的存取，采用多级密码控制，以满足众多指定用户的需要，可根据工作需要，任意定义用户的操作权限，控制范围。

报警与信息提示功能，产生报警信号时，可直接切换至动态图或者查询信息提示

动态的系统监控体系和系统构架图，可以直观的检测和设置整个系统的通讯，便于诊断系统故障，方便系统数据的上载和下载。 ?

易于管理

可以针对不同操作者的权限和工作性质，精确指定不同操作者的的不同权限内容。 ?

完全向上兼容

无需特殊设备和工艺就能完成系统升级及容量扩充。 ?

功能强大的报表

可预设长达一年的时间表，用于设备定时控制和报表输出。 ?

动态图形 （Animation）

Insight采用了新的动态的图形功能。该功能将模拟量或数字量信息点与动态的GIF影像文件连接并显示其状态，当这点的值发生变化时，动态图形被当作对象存储并且通过对象选择器进行选取。尽管能创建自己的动态图形并将其输入至图形应用中，Insight还是一套标准的被普遍应用的对象可利用，您可以通过插入菜单或者一个新的工具栏按钮来进入这项功能。 ?

远程通告选项 （RENO）

远程通告选项允许Insight发送警告和事件信息给远端设备，比如：文字寻呼机、数字寻呼机、电话或者Email地址。当一个通告被发送，会收到触点相应的反馈，一个触点当报警和事件发生时就是一个有配发射设备的备用通告者，当信息点至少是仅供可读的，才能被通告。

? 对APOGEE数据库中所有点进行通告，不考虑其来源（例如：BACnet或其它系统

的那些不存在于APOGEE系统中的网络点）

? 通告普通和紧急的报警通知，并且能够根据不同的警报级别定制通告。 ? BLN事件的通告 ? 警报升级

? 有能力停止和重新启动警报升级 ? 设备分组 ? 手动通告 ?

自动备份 （Automatic backup）

Insight自动备份是WINDOWS界面和独立运行的软件，可在任何Insight服务器或终端上运行。Insight备份功能如下： ? 备份APOGEE Insight数据库

? 从自动备份软件所创建的备份数据中恢复APOGEE Insight数据 ? 配置和安排重复使用的数据 ? 清除不必要的备份以清空磁盘空间

5.1.2 Insight软件特点 1） 指令输入及菜单选择的方式

操作员除了可以通过常规的键盘进行操作外，亦可以通过“鼠标”进行操作，包括

启停，更改设定点，选择菜单等各项操作。 2） 图形及文字显示

在楼宇自动控制系统内每一个监控点，操作员可以决定在操作站以图形或文字方式

显示出来。

3） 多方面资料的显示

操作系统有能力在同一时间内以“窗口”式的方法显示多方面的资料，以便容易对

不同表现进行分析，真正做到了实时和多任务。 4） 密码的保护

? 多级别的密码将为业主及管理人员提供一个有效的保护工具，管理及限制不同部门

人员使用楼宇自动控制系统， 同时防止系统被非有关人员使用，提高系统的安全性。 ? 同一密码系统同时应用在所有的操作装置上，如操作站，手提检测器等。当密码系

统有增减或改变时，所有操作装置同一时间自动配合，而不需要在个别操作装置作出更改。

? 密码系统最少分开下列五级

第一级 －资料的显示及取存

第二级 －第一级＋操作员改变程序的能力 第三级 －第二级＋资料库的更改 第四级 －第三级＋资料库的重新设定 第五级 －第四级＋更改密码系统

? 当操作人员离开前忘记彻去密码所容许的操作深度时，系统应提供一个从一分钟至

一小时的可调时间，自动将操作人员的密码彻去，使系统继续受密码保护。 ? 系统内最少有五十个密码以供有足够的人员容量。 5） 操作员的指令

操作系统可容许操作员进行最少下列各项的指令 A） 启停有关的设施、装置 B）

调整设定点

C） D） E） F） G） H） I） J） K） L） M） N） O） P）

增加、取消或修正时间控制程序 执行或停止执行各项电脑程序 停止或接上有关监控点的报警状态

执行或停止执行有关监控点的运行时间累积记录 执行或停止执行有关监控点的动向趋势记录 操控有关微积分控制回路的设定点 输入临时性的超控表 设立节假时间表 修正系统的日期及时间

加入或更改模拟量输入点的报警上下限数值 加入或更改模拟量输入点的提示危险上下限数值 检察报警及提示危险上下限数值

执行或停止执行每个电表的最大用电量控制 执行或停止执行每个负荷的“工作次序”

6） 记录及摘要

楼宇自动控制系统内的活动可通过人手或自动地制作成一份记录表，然后打印或在显示屏显示出来，或存放在硬盘/磁碟内。系统可以容许操作员最少很轻易获得下列的记录表。

A） 系统内的所有监控点总表 B） 所有正在报警中的监控点

C） 所有正在与系统网络停止联系的监控点

D） 所有正在被超控的监控点状态 E） 所有正在被停止活动的监控点 F） 所有正在被锁上的监控点 G） 所有被指定为须要跟进的项目 H） 一星期启停活动表 I） 假期启停活动表 J） 上下限数值及静区

系统同时可以提供以下的摘要： A） 有关监控点 B） 互相关联点的组别 C） 操作员自行选择的组别

在任何情况下，操作员在指示楼宇自动控制系统提供记录或摘要时，并不需要提供有关硬件的地址码。

7） 彩色动态图形显示 （Animation）

为使系统内的报警更快被确定及更容易分析系统的表现，建管系统根据本方案的要求提供彩色动态图形显示，包括楼层的平面图及机电装置的系统示意图。 A） 操作系统容许操作员通过菜单的选择、文字的指令或图象的途径而达至不同系统的图形示意图或平面图。

B） 有关的图形是动态显示，将温度、湿度、流量、状态等在图形正确位置中不断以实时的数值及状态显示出来，操作员不需介入，作出任何的动作程序。 C） 操作站以“窗口”式运作，可同时显示多幅图形，以便分析或将报警的图形显示出来而不影响正在进行的工作。

D） 彩色动态图形软件可容许操作员增加，取消或修正图形显示。 8） 系统的架构及界定

所有温度及装置的控制策略及节能程序可以由用户决定，在作出界定或修正的程序时不会影响楼宇自动控制系统正常的运作。

5.2 APOGEE系统软件功能 5.2.1 基本功能

西门子楼宇科技提供所有软件，以支持本方案所阐明的操作及安保系统。这些软件可在每个现场控制器中运行而不仅限于最高级的计算机工作方式。 1） 控制软件

A） 网络控制器及直接数字式控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式：

? 两态控制 ? 比例控制 ? 比例加积分控制 ? 比例加微积分控制 ? 控制回路的自动调节

B） 控制软件提供一个备用功能，用以限制每小时装置被控制周期次数。 C） 控制软件对重型装置提供一个延迟开启的功能，用以保护重型装置在过度开启

情况下可能造成的损坏。

D） 当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启 / 停时间表，对

装置发出启/ 停的指令。

2） 节能软件

西门子楼宇科技公司提供以下的节能软件，这些软件程序能在系统内自动运作而不需要操作人员的介入。同时软件有足够的灵活性，让用户根据现场情况而作出修定。

? －每日的预定时间表 ? －每年的预定日程表 ? －假期的安排表 ? －临时超控安排表 ? －最佳启/ 停功能

? －夜间设定点自动调节控制 ? －焓值切换功能 ? －用电量高峰期的限制 ? －温度设定点的重置 ? －制冷机的组合及次序控制

3） 报警管理

报警的管理包括监察、缓冲，储存及将报警显示在操作站上。

A） 所有报警应显示有关报警监控点的详细资料，包括发生的时间及日期。 B） 报警根据严重性最少分为三级，以便更有效及快速处理严重的报警。用户可以

为不同的报警自行决定严重性的级别。

4） 监控点历史及动向趋势记录

A） 监控点历史记录

楼宇自动控制系统内所有监控点的历史都自动存放在有关的网络控制器内。模拟量输入监控点应该每半小时取样本一次，而过去24小时的记录随时可以被用户提出来分析研究。至于两态的输出及输入在过去十次的改变亦记录在网络控制器内以便随时用作参考之用。 B） 动态趋势记录

用户可根据需要利用动向趋势软件应用在系统内任何的监控点，抽取样本的时间可从一分钟一次至两小时一次，由用户根据需要自行选择。每个网络控制器最少可以储存五千个样本资料。

5） 累积记录

每个网络控制器拥有下列的累积记录，若累积记录超过用户所定下的限额，系统将自动把用户指定的警告讯息发放出来。 A） 运行累积记录－－例如水泵的运行累积时间记录 B） 模拟量及脉冲累积记录－－例如用电量

C） 发生事项的累积记录-例如水泵、风机启/停的累积次数

5.2.2 实际应用 1) 主画面

APOGEE的用户工作站中人机界面是沟通嘉庚体育馆管理人员与设备之间的重要介质，管理人员通过对人机界面的简单操作，就能使嘉庚体育馆内的机电设备按照要求的目的运行。管理人员只要具备简单的PC操作经验并经过培训，就能迅速掌握要领，通过PC机的鼠标点击完成操作。人机界面的主画面主要由二部分组成，一部分为整个嘉庚体育馆的楼层平面图，另一部分为各智能化系统的系统动态图。二部分可以结合起来互相切换使用。 2) 楼层平面图

楼层平面图中，标有该楼层的智能化设备的所在位置，以及该楼层的房间实际分割情况。当操作者利用鼠标点击该楼层的某一智能化设备后，画面会自动切换成该设备的运行状态图，例如在点在该楼层空调图示后，画面就呈现该楼层空调系统的运行情况及相关数据等等。 3) 设备动态图

显示集成系统中各智能化系统设备的当前运行状态。包括：

? 冷冻系统 ? 空调系统 ? 送排风系统 ? 给排水系统 ? 电力系统 ? 照明系统

4) 趋势图

APOGEE 具有趋势分析功能，允许操作员方便地监控、存储点值的历史记录。趋势控制对于监控关键点尤其有用，比如：排气温度或湿度。

趋势点数据在APOGEE基本工作站上可通过现场控制器自动收集，并且在网络上的任何工作站都可获得趋势点数据。趋势报告易于创建，用户无需了解楼宇系统的复杂性既可报告信息。

显示某些设备或参数的趋势数据及图形，便于全面直观地分析与掌握系统的运行情况和效果，以便精确调整系统运行参数，达到最佳运行效果。 5) 报表

系统可自动生成系统控制与运行维护所需的各种报表。 6) 报警管理和打印

APOGEE报警管理允许操作员在警报发生时进行报警故障检测， 而不会影响当前任务。报警管理功能允许操作员查看、检测只与他们的工作或区域相关的警报。

报警管理包括: ? 报警表

? 支持.wav文件的声音报警 ? 增强报警的分配 ? 报警确认 ? 报警历史记录 ? 点备忘录

可查询与输出各系统中设备的报警信息、错误信息和历史记录。 7) 操作员访问权限

访问权限允许系统管理员分配不同的权限给每个应有程序的使用者。例如， 一个操作员可能需要编辑计划事件，但不需有编辑图形的权限。每个应用软件都有查看， 编辑， 和命令权限。给定的权限会随操作员保存到任何终端（现场控制器的工作站或操作员界面）。这就赋予系统管理员按不同等级的操作员或按需要设定权限的能力。

操作员访问权限的要点

? 应用程序的权限基于查看、编辑和命令权限，这些权限可分配给任何操作员。 ? 每个操作员都有自己个人的密码，APOGEE可支持999个以上的用户帐号。 ? 访问权限在整个系统范围内有效。 ? 访问权限还可赋给对象（比如: 点） ? 可选择需要的操作员，登入和退出。

8) 计划安排

计划安排程序操作简单，易于理解，可提前安排年度计划或跨年度计划。计划程序允许用户创建反映特定楼宇活动的计划。另外，设备、报告也可进行计划。 9) 创建和编辑图形

通过Micrografx Designer，运行于Microsoft Windows 2000/XP 之上的强大的图形软件包， 我们能很容易地创建和编辑图形。

Designer含有基本的绘图功能包括：直线，圆，弧线，椭圆等。文本可显示为不同的字体，大小和颜色。Designer有多组合的颜色调色板，操作员可选择使用标准的颜色， 或按喜好自定义颜色。

Designer支持数据库功能， 允许操作员从模板窗口选择符号， 将他们放在新的图形内。操作员还能从Micrografx绘图软件导入现有的图形，甚至是AutoCAD图形。

APOGEE 带有强大的HVAC和自动化图形库包括风机、阀门、马达、标准管道系统图和符号。 5.3 APOGEE OPC

基于Windows集成的构架使用OPC组成APOGEE OPC 客户端，并在第三方工作站上组建OPC服务器。 OPC客户端和OPC服务器之间通过以太网协议TCP/IP实现通讯。

西门子APOGEE采用client/server（客户机与服务）和intranet相结合的方式，西门子BMS与各子系统间采用分层的端口与第三方设备如：FAS、SAS等子系统提供的接口进行连接，西门子Insight支持BACNET、OPC等多种标准，在上层软件无须修改的情况下，可连接多种子系统。管理系统层采用先进的intranet方式，终端通过以太网在通用浏览器上（如IE、Netscape Navigator等）即可对系统实行访问，而无须安装客户软件，并且支持多用户访问。可通过ISDN实现Internet的远程访问及控制。通过标准的TCP/IP协议，可实现与门禁系统、SAS（闭路电视安保系统和防盗报警系统）消防报警系统等其他系统的无缝集成。

APOGEE OPC 客户端和OPC 服务器可在APOGEE 楼宇系统和支持OPC服务器的第三方工作站之间转换和传输数据。通过APOGEE，操作者能监视第三方系统信息点的值，获取点信息和点数据，设定点的值，并且获取报警和事件的报告。考虑到现场的实际应用，OPC客户端可命令和监视多达5，000个的APOGEE 信息点。 5.3.1 访问权限

用户获取APOGEE信息取决于其APOGEE的访问权限。如果用户没有某一特定点信息的访问权限，将被拒绝访问该点信息。

如果用户没有观察访问某一特定点的信息或使用某一功能（如：命令）的权限，这一特定点或功能不会在APOGEE GO的界面上显示。 用户使用APOGEE用户名和密码通过Explorer或网景（Netscape）登陆APOGEE GO。支持所有的Windows 2000/XP验证级别。使用完毕后用户可自行退出，或在一段时间后让系统自动退出。APOGEE GO 支持Intranet和Internet的密码锁技术确保数据传输的安全。 5.3.2 报警显示

警报页显示目前APOGEE的报警列表（见图1）。

只有用户具有访问权限的点才在列表上显示，用户可以查阅该点的消息、信息文本和备忘录。

可以显示点的详细信息，刷新按钮可以更新警报页显示最新的报警和状态。

图1 报警显示

可在界面上确认和消除警报，警报确认和消除操

作将被记入APOGEE 系统的活动日志内。

5.3.3 图形

图形页显示可列出用户可访问的图形例表，APOGEE 自动转换已有的图形并通过浏览器显示。用户可通过APOGEE图形连接器连接其他的图形页就和点命令器可命令图形上的所有点一样。图形可自动更新显示最新的点值。

图2 图形显示

5.3.4 点命令

只有用户具有访问权限的点才能被命令。点命令的WEB浏览界面和APOGEE的点命令器很相似。（见图3）通过APOGEE发出的命令将被写入APOGEE 系统的活动日志内。

图3 点命令页

5.3.5 点详细信息

点详细信息页面显示APOGEE对象选择器，只有用户具有访问权限的点才能显示。点详细信息包括点的地址、点的详细特征和当前值的信息。

6 系统节能措施及性能

6.1

节能措施

统计数据表明，在办公建筑的全部能源消耗中，空调系统约占45~55%左右，因此对空调系统的节能控制就显得十分重要。本设计在不影响舒适性的前提下，通过对冷冻水温度的最佳设定值及实际冷负荷计算，对空调系统进行优化启停控制，以缩短设备的运行时间，从而达到节能目的，具体节能措施如下：

1） 冷冻水温度设定

系统节能程序根据不同季节及每天室外温度的变化情况，自动调节冷冻水的出水温度，对系统进行动态控制。

2） 空调场所温度设定

对于办公建筑，在大堂、走道等公共区域，适当提高设定温度可减少能耗。如办公区温度设定在25℃左右，在室内外过渡的前厅，若同样设于25℃左右，则与室外温差过大，人一进门会感觉不适，可设定在28℃~30℃，比室外低（4~5）℃；走道可设定在27℃~28℃；这样逐渐过渡到办公区域，不但人体感觉舒适，还可有效地减少不必要的能耗。

3）克服设备容量冗余

传统的空调设计，由于季节变化和人员、设备发热量等变数太多，难以精确的计算出空调系统的负荷需求，因此设计中会有一定的设备容量冗余，用人工简单的启停制势必造成能源的浪费。运用BA系统的节能控制算法和群控模式，根据末端实际所需冷负荷，动态调整设备运行时间和投入台数，保证冷量供求平衡，让冷源设备运行在最高效率特性上，避免大马拉小车，有效克服由于设备容量冗余而造成的能源浪费。

4）新风控制

根据季节变化，合理地进行新风控制是节能的另一个措施。以深圳地区为例，在设计工况（夏季室温26℃，相对湿度60%；冬季室温22℃，相对湿度55%）下，处

理一公斤室外新风量需冷量6.5Kw，热量12.7Kw，故在满足室内空气卫生的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。新风量控制的措施有以下几种方法：

? 在夏季午夜室外温度最低时，开启新风机，将室外低温空气充盈室内，然后关闭

风门，从而减少第二天上班前空调系统的预冷时间。

? 根据室内人员变动规律，采用统计学的方法，建立新风机启停控制模型，以减少

新风机的开启时间和冷负荷损失，如在午餐时间室内人员较少时，可减少新风机的开启台数。

5）提高室内温湿度控制精度

商业城内温湿度的变化与商业城节能有着紧密的关系，根据美国国家统计资料，如果在夏季将温度设定值下调1℃，将增加9%的能耗，因此将商业城内温湿度控制在设定值精度范围内是商业城空调节能的又一个有效措施。

照明系统

提议有关进／出口与室外光度作连锁调节，保持在平衡之状态，充分采用室外光，避免产生太大之光度差，造成对使用人员产生不舒适影响及节省能源。

室外之照明（泛光照明、节日照明、夜空障碍照明）与阳光度作连锁，自动作开／关时间控制，减少不必要之照明浪费。

对未使用地区进行最低照明控制。 6.2

系统性能指标

6.2.1 系统实时数据传输时间

通常现场控制器到系统工作站之间实时数据传送的时间小于2秒。

以西门子APOGEE系统为例，工作站上解释一条命令小于0.5秒；总线的通讯速率为115.2Kbps，每祯命令的平均字节数为32字节，每条总线上的设备为32个；DDC的CPU运行速度为16MHz，DDC的命令翻译程序平均由64条指令组成，8个时钟周期执行一条指令。

实时数据传送时间 = 100毫秒 [继电器反应时间] + 32微秒（64 * 8 / 16000000）[DDC的命令翻译程序]

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lai3.html