楼宇自控系统的设计

    
    3、楼宇自控系统一次、二次设计阶段的划分
    　　
    楼宇自控系统是现代控制技术、通信技术、计算机技术、“3C”技术相结合的产物。楼宇自控系统要对建筑物内所有机电设备进行管理、控制。楼内采用的机电设备是由多个生产厂商供货的，而楼宇自控公司要把它们集中在一个系统中进行控制、管理。
    　　
    楼宇自控系统是建筑设计的一部分，并与建筑设计同时进行的。在我国设计图纸完成后，机电设备要进行设备招标，中标后才能确定设备品牌，楼宇自控系统设备选择就是这样确定的。因此，在工程的整个设计过程中，确定不了设备品牌。在工程设计中，要根据业主的投资额和使用要求，确定楼宇自控系统的控制范围、控制点数及整个系统的构成。该系统与土建施工有关部分全要做好预留和预埋。我们把设计院完成的设计内容称为一次设计。该设计图纸在施工中使用，是设备招标的基础资料，供设备招标使用。
    　　
    招标工作完成后，确定了楼宇自控系统的品牌，由中标的专业公司配合设计院进行二次设计。首先，要按产品性能、特点完善设计院的一次设计，核对控制点数表，确定各种设备的规格、型号，绘制二次设计施工图纸。所选择的设备要有开放的标准，自控系统要对楼内全部机电设备进行控制，这些设备和系统的数据通讯必须按同一标准协议，它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成，规定了计算机控制器之间所有对话方式。在实际工程中，多数设备和子系统愈来愈多，愈来愈复杂，不同厂商提供的不同产品和系统，其通讯协议不同，互联很困难。承包商一般采用开发网关方式，完成不同系统的互联。系统之间要完成协议转接，一定要开发网关的硬件及软件实现互联。承包公司二次设计完成后，供施工、设备安装、调试等环节使用。最后，通过权威或法定的测试后，该系统进行试运行。下面按设计步骤详细介绍设计院完成一次设计的主要内容，供设计人员参考。
    
    4、楼宇自控系统的一次设计
    　
    4．1　管理范围的确定
    　　
    对建筑物内各类设备的监视、控制、测量，应做到运行安全、可靠，节省能源和人力。管理范围要结合开发商或业主的投资来确定，还要考虑当地管理机构的具体要求，如：北京市供电局要求，变配电系统可以纳入BAS系统，BAS系统可以集中显示、记录、测量、报警，不可以控制系统中断路器的合闸、跳闸；北京市消防局要求消防报警系统、连动系统必须独立，在BAS系统中可以显示、记录，不可以控制等。这些意见，各地方会不相同，随着科学技术的发展，会逐步改变。总的来说，经济发展水平高的地区，政府部门管得少一些，地区越落后，管得就越多。
    　　
    现在智能建筑工程设计中，BAS系统管理范围一般包括：冷冻、空调系统，采暖、通风系统，给排水动力系统，变配电系统，照明系统、电梯、扶梯监视系统，车库管理系统等。
    
    4．2　确定监控点数，做出监控点表
    　　
    在BAS系统中，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，DC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，DC信号。
    　　
    DI：数字量输入，一般为触点闭合、断开状态，用于启动、停止状态的监视和报警。
    　　
    DO：数字量输出，一般用于电动机的启动、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》BAS系统甲级、乙级、丙级设计标准。要与专业设备工程师配合，参考该专业图纸和设计要求，共同研究确定控制点，编制控制点表。
    　　
    控制点表应具体、清楚，表中应包括以下内容：设备名称（编号）、安装位置、控制盘号、控制点含义、控制点类型、小计、备注等。现以比较简单的新风机组为例，列出控制点表
    
    　 设备名称 安装位置 控制盘号 控制内容 控制点数量 备注
    　 AI AO DI DO
    　 新风机1-12 1-12层风机房 DDC1-12 风机启/停状态　 21　
    　 风阀开关　　1　
    　 室外温度 1　　
    　 送风温度 1　　
    　 热水阀开度　1　　
    　 冷水阀开度　1　　
    　 加湿阀开度　1　　
    　 冬夏转换　　1　
    　 压差报警　 1　
    　 小计 2 3 3 3　
    
    一次设计中还应画出不同的控制原理图，如热水系统、冷水系统、空调机系统、新风机系统、变配电系统、照明系统、上水系统、下水系统等原理图，标出控制点类型和数量。
    　　
    不同控制系统的控制过程，在有关书籍、样本中有说明，此处不多叙。
    
    4．3　设计BAS系统图
    　　
    在智能建筑中，需要监测、控制的设备品种繁多，分布在楼宇各个部位，采用集中管理与分散控制相结合的集散型控制系统，适合工程实际情况，且可靠性、灵活性、经济性均强。因此，现在国内外自控公司都把BAS系统设计成总线制集散型控制系统。
    　　
    楼宇自控系统由中央控制机、现场控制站和通信网络组成。中央控制机是系统的心脏，其位置一般设在地下一层中央控制室内，由建筑师统一安排位置。DDC控制器分散在机电设备机房，构成现场控制站，要求电源引入、控制线引出方便，其对现场机电设备进行独立监视和控制，并通过通信网络与中央控制机进行数据通信，通过通信网络传送现场采集的数据，分别进行集中存储、显示和打印，对现场机电设备进行操作和管理。
    　　
    数字式控制器DDC是重要的控制单元，DDC控制器的选择，要参照产品样本和控制器的技术资料，各大公司产品有许多相同之处，主要是控制点多少的不同，我们要在点数表的基础上，选择DDC控制器。控制器的输入、输出点数要满足设备要求的监控点数，控制点数允许有20％左右的余量做备用，不能浪费控制器的输入、输出点数。
    　　
    在前面的介绍中，每个DDC的控制内容在点数表中全部列出来了，微观设计已经非常清楚了。在此基础上的宏观设计是采用二总线的传输方式，用高品质双绞线把各个DDC连接起来，设计出BAS系统图。
    
    4　设计BAS系统平面图
    　　
    建筑工程施工中，电气管线是随着工程的进度安排预埋的，若图纸滞后或电气工种跟不上进度，漏掉预埋管盒，以后补装会给工程造成损失，不可避免地要刨墙，楼板打洞。从中可以看出自控系统管线平面图是很重要的。
    　　
    BAS系统平面图设计可分为两部分进行。一部分是自楼宇控制中心至各机房的DDC之间的联接线路，即干线敷设，一般皆采用暗敷设方式，铁管预埋在顶板、地面、墙内。一部分是DDC以下的线路，连接阀门、风门、传感器、变送器、电气开关接点等支线，在机房内敷设一般采用明管或明槽敷设，可以在自控公司中标后，按公司的二次设计图纸安装。
    　　
    在设计干线、支线平面图时，应遵守设计的有关规定，不同电压等级的导线，不可穿在同一管中；BAS系统线路不与其它系统线路共管、共槽敷设；当控制线穿蛇皮管敷设时，不应超过安装的规定长度等。