智能建筑具體方案設計,樓宇自控論文本篇論文目錄導航：【題目】【第一章第二章】【第三章】【第四章】【第五章】智能建筑詳細方案設計【總結/以下為參考文獻】第五章工程應用實例5.1項目背景與大概情況。本工程項目是一新建工廠，總用地面積為51,000平方米，一期工程總建筑面積為22,000平方米，主要包含辦公樓、生產車間、倉庫、公用設施機房、10KV高壓配電間、門崗等主要組成部分。這些建筑的主要系統包含樓宇自動化系統、消防報警系統、安防與門禁系統、生產線工藝設備自動監控系統等。通過以上分析，本工程項目將采用無線和有線網絡的混合組網形式，利用無線和有線網絡各自的優點，將這些分散在各個建筑內的系統集成到一個集中的智能化控制管理平臺中，進行集中管理和監控。5.2項目的任務和需求分析。智能建筑設計的經過中，最重要的環節是項目的需求分析和系統規劃。本項目主要是將各分散的子系統進行集中監控，統一管理，并采用一樣的監控界面，在一個平臺上管理各個不同的子系統。由于其它子系統的原理也類似，本項目研究的對象主要是廠區內的三個關鍵子系統，樓宇自控系統、消防報警系統、門禁與監控系統。〔1〕樓宇自控系統樓宇自控系統的服務器和網絡控制引擎、交換機等主要設備安裝在公用設施的樓宇控制中心的機房內，主要監控冷凍站系統、鍋爐供熱系統、空調系統、送排風系統、給排水系統、供配電監控等系統。〔2〕消防報警系統消防控制主機、服務器和監控畫面安裝在消防控制中心，位于廠區中部倉庫旁的消防控制室內，監控廠區內的消防報警系統。〔3〕門禁與監控系統主機服務器和監控畫面安裝在門崗的保安室內，主要監控廠區內的門禁系統，圍墻的電子圍欄，廠區內主要路口和建筑內關鍵位置的監控攝像等功能。5.3項目設計原則。項目智能化要求在符合實際需要的前提下，要具有充分的可靠性、安全性、先進性和經濟性的要求，以及一定的靈敏性、擴展性，易于維護和管理，知足生產和設備運行的各種活動的需要，并能知足后期項目的擴建需要，具備升級能力，項目的設計需要考慮下面原則：〔1〕可靠性由于工廠為24小時生產，系統必須保證24小時連續穩定的工作，以知足生產活動不受影響，并且各個子系統的故障不影響其它子系統的運行，必須考慮高度的可靠性和穩定性。此項目將從無線網橋的冗余和數據備份上考慮系統的可靠性，并采用集散控制系統，當一個子系統發生故障時，不會影響其它系統的正常運行。〔2〕實用性合理平衡系統的經濟性和超前性，以實用性為主，在考慮系統經濟性的同時，合理的考慮系統的擴展和可能升級需求。〔3〕經濟性本項目主要采用成熟的設備，盡量減少成本，在設計上考慮預留將來可能更新和改造的同時，力求在系統的投資和運行周期獲得最優的性價比。〔4〕易于維護由于本系統設計的面比擬大，各個子系統分散在幾幢獨立的建筑內，系統較復雜，為了保證日常運行，系統必須易于維護和操作，界面簡單直觀，盡量知足維護人員少，工作量小，維護費用低的要求。5.4項目設計目的。本項目的設計目的主要是采用無線和有線混合局域網的基礎上，通過無線通信技術，將各個子系統集成起來，系統集成的目的是以系統、功能和網絡集成等多種集成方式方法，遵循著開放、高效、經濟和實用的原則，通過公共的通信網絡，構筑一個性能優良、構造合理、集中與分布相結合的監控和綜合管理功能。以提高運營管理水平和服務質量。〔1〕功能集成將各個分散子系統的功能進行集中管理，建立嚴密的聯絡和整合，提高系統的智能化程度，加強對災變的應對能力。〔2〕軟件界面集成各子系統集成在統一的計算機平臺上，采用一致的人機界面，系統能夠具有地圖，注釋信息，虛擬圖標的功能，以便于理解和操作。〔3〕網絡集成集成系統將樓宇自控、消防報警系統、門禁和監控管理系統等子系統，采用無線通信網絡連接起來，實現信息分享和數據交換。5.5智能建筑詳細方案設計。本項目主要目的是將實現工廠的智能化要求，將分散在各個建筑中的主要系統，樓宇自控系統、消防報警系統、安防與門禁系統、通過無線網絡集成在一個控制平臺中，采用基礎集中式拓撲構造，以安裝在廠區中部公用設施機房的樓宇監控系統為網絡監控中心，通過無線網橋和各個子系統通信。對工廠內的各個子系統，在各個獨立的子局域網中安裝一個無線接入點，橋接分散在幾幢建筑中的局域網系統，無線網橋采用思科Aironet3600系列無線接入點。思科Aironet3600系列無線接入點適用于混合組網設備的無線網絡，Aironet3600系列還包含基于IEEE802.11n無線局域網協議、采用三個空間流的4*4多輸入多輸出〔MIMO〕技術，能夠與現有網絡無縫集成，進而實現較低的成本，能夠保持更高層次速度和可靠的無線連接，可為網絡增加容量，進而知足擴展和將來增長的需求。由于各子局域網系統相隔距離較遠，并考慮到建筑物的屏蔽問題，在每個無線接入點上安裝增益天線，在作為通信中樞的無線網橋上，安裝全向天線，門禁與監控系統和消防報警系統采用定向天線，與監控系統進行數據傳輸。本無線局域網所使用的無線設備，主要有無線網橋、全向天線、定向天線、功分器、饋線等材料。用戶綜合管理操作站采用WEB閱讀器，能夠動態和實時地顯示各個集成子系統的狀態和故障信息，以及實時反應各個重要的參數，能夠為維修以及故障分析提供參考，以及通過一些參數的預警值提早分析系統的狀態，在設備可能會出現故障之前就發現問題，并及時處理和修復。操作站有下面幾個特點：〔1〕用戶界面定制操作人員登陸系統后，能夠任意的根據自個的操作習慣定義界面的格式，以及需要顯示的信息。〔2〕操作簡單操作只需重點擊和拖動，系統中的工具條和下拉可選列表非常方便操作，以及時間控制表能夠通過設定，使系統自動根據設定時間開關機。〔3〕多窗口顯示用戶的顯示界面能夠多個窗口顯示，能夠在同一個時間里查看多個系統的狀態和實時參數值，以便值班人員及時發現預警信息，排查風險和故障。5.5.1樓宇自控系統的設計。樓宇自控系統采用江森公司產品ADS監控系統，由操作站、網絡控制器、現場控制器〔FEC〕等組成，通過以太網將操作站和網絡控制器的各個節點連接起來，同時安裝在建筑物內的各個現場控制器〔FEC〕，通過現場總線〔N2〕網絡協議連接到網絡控制器上，與其它網絡控制器上的現場控制器及操作站保持通信，傳感器和執行器等連接到以上的各個現場控制器內。操作站與網絡控制器采用以太網有線網絡，現場控制器與網絡控制采用N2的通信協議。對于一些難以布線區域，以及布線投資成本大的設備，根據現場實際情況，通過新增無線通信的設備，采用無線通信將現場控制器連接到網絡控制器上，以及一些房間的溫濕度傳感器的位置較遠，布線成本較低，施工布線難度大，根據實際情況通過無線通信將傳感器與執行器連接到現場控制器的輸入輸出模塊上。樓宇自控系統。樓宇自控的主要設備包含ADS服務器、網絡控制器、現場控制器、輸入輸出模塊、執行器、溫濕度傳感器等設備。ADS是應用和數據服務器軟件包，可長期保存報警和事件信息、趨勢數據和用戶交互記錄，通常用于協調多用戶使用Web閱讀器訪問網絡，提供更多用戶訪問和歷史數據存儲功能，支持訪問用戶界面并保存用戶界面。數據管理服務器主要具有下面幾個方面的特點：〔1〕支持一般的IT標準和技術。〔2〕標準網絡閱讀器和界面。〔3〕安全用戶訪問，可鑒別用戶，區別受權等級。〔4〕動態的系統圖形，以及靈敏地閱讀系統狀態。〔5〕報警和時間管理，根據設定的報警值，及時的發送系統存在的故障預警，并能夠根據設定時間表自動運行和關閉設備。〔6〕數據能夠長期存儲，便于將來進行系統故障和優化升級的數據分析。網絡控制引擎是一種智能化的控制器，通過幾個控制器，能夠將不同的系統連接起來，進行全面的綜合管理。現場控制器FEC是ADS系統的末端控制器，能夠直接現場控制設備，并與上級網絡控制器通信，網絡控制器和操作站都能夠對其實現超越控制。FEC能夠支持下面幾種不同性質的監控點：〔1〕模擬量輸入〔AI〕〔2〕數字量輸入〔DI〕〔3〕模擬量輸出〔AO〕〔4〕數字量輸出〔DO〕。整個樓宇自控系統監控主要包括下面幾個系統：〔1〕冷凍站系統〔2〕鍋爐供熱系統〔3〕變配電系統〔4〕送排風系統〔5〕給排水系統〔6〕空調系統〔7〕電梯系統冷凍站監控系統控制的設備主要包含三臺約克冷凍機組，三用一備共四臺冷凍水循環水泵，兩臺冷卻塔，兩用一備三臺冷卻水循環水泵。由控制系統根據設定的程序自動控制冷凍系統的啟動和停止，監視系統各個設備的運行狀態，冷凍系統的各個設備通過接口實現群控功能，根據冷負荷自動決定設備開啟數量和輸出功率，并根據每臺設備的運行時間，自動切換選擇設備運行，當設備故障時，發出預警信息，并自動切換故障設備。供熱系統主要采用兩個鍋爐給工廠提供熱水，主要監視的狀態點包括：鍋爐的運行狀態，板式換熱器一次側和二次側的溫度與壓力，電動調節閥的開啟度。供熱系統主要根據設定的程序，根據回水溫度和設定溫度比擬，自動調節鍋爐輸出功率和閥門開度。變配電系統主要監視的內容包括：進線柜、出現柜、變壓器、聯絡柜、應急柴油發電機、油箱等。監控系統中主要采用智能儀表檢測關鍵回路的重要電參數，包括相電壓、線電壓、電流、頻率、功率、功率因素、用電度數等。空調與送排風系統主要監控空調機組、送排風機、排煙風機等。空調機組根據室內的溫濕度傳感器自動調節機組的冷熱水閥門開度，控制室內的溫濕度。送排風機根據設定好的換氣次數，以及室內壓差等參數自動調節風機頻率和啟停，排煙風機與消防系統聯動，在緊急情況是自動啟動。給排水系統監控的內容為水箱、循環水泵、集水坑等，主要監視水箱水位，并通過供水壓力自動調節循環水泵頻率，穩定供水壓力，當水位異常或循環水泵故障時，發出報警。電梯系統監測的內容主要為電梯上/下運行狀態、緊急停車、故障報警和設備累計運行時間等。5.5.2消防報警系統的設計。火災自動報警系統是建筑物的關鍵組成部分，正確的設計、安裝、施工、運行和維護能保證建筑物的安全，當突發事件時，減少損失和保證生命財產安全。如今用的非常成熟和廣泛的消防報警系統采用有線系統，隨著技術的發展，以及傳統有線系統的弊端的顯現，施工周期長、布線復雜、誤報率高等問題，越來越多的人開場進行無線火災報警系統的研究。無線火災報警系統是利用無線火災探測器發送的火警信號和故障信號，并記錄發送這些信號的地點和時間的火災報警專業設備，它是由火災報警控制器、火災探測器、消防聯動控制器、無線通信節點等組成。系統需要考慮穩定性、可靠性、先進性、實用性、可擴展性的設計原則，設計為雙電源供電，確保系統長時間穩定運行，故障率低，維護工作量少。考慮將來的可擴展性，系統設計需要考慮增加探測器和控制模塊的需求。由于當前的無線消防報警系統，主要還在研究和開發階段，產品還不成熟。考慮到系統的穩定性和經濟性，本項目的消防系統采用有線系統，火災報警控制器采用諾帝菲爾EST3,系統共八個回路，監控的主要內容包括煙感、溫感、手報、聲光報警、防火卷簾、防火閥、排煙閥、消防電梯等設備，火災報警控制器配備UPS電源和打印機，當電源故障或檢修時，能夠通過UPS供電。操作主機與顯示器通過控制器上的以太網接口與控制器通信，并通過無線網橋將消防報警系統的狀態和報警信號，傳輸到控制室內。5.5.3安防與門禁系統的設計。安防與門禁監控系統以綜合管理軟件為核心，采用網絡視頻監控器，主要采用的HID網絡門禁控制器，末端控制的設備主要是攝像頭、電子柵欄、聲光報警器、門磁鎖和讀卡器等設備，華而不實考慮到現場的實際安裝情況，綜合分析成本和施工難度，將在靠近圍墻的室外，以及室內部分難以布線和安裝橋架的部位，采用無線網絡攝像機，將前端的攝像機輸出的視頻信號、音頻信號、報警信號轉化為數字信號，通過無線網橋與監控中心進行傳輸，實時顯示在監控中心顯示屏上。其它區域易于布線和安裝的攝像頭采用一般的攝像機，通過有線和視頻編碼器和交換器連接，將信號傳輸到監控系統。華而不實門禁采用HID網絡門禁控制器，控制門磁鎖的開啟，系統原理。系統包含的主要設備為門禁讀卡控制器、門磁、電磁鎖、開門按鈕、讀卡器、攝像機等設備。工廠周邊采用紅外探測器和電子圍欄，構成廠區第一道安防屏障。在工廠內部的不同區域，安裝門禁系統，根據不同的保密等級，為相對應的人員設定進出權限，控制人員的進出。并在工廠的主要出入口，以及工廠內部的主要位置安裝攝像機，值班人員能夠通過監控系統隨時了解這些重要場所的情況。5.6本章小結。本章研究內容是以一