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核心提示：建筑自动化监控系统（Building Automation System，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（Central Control Monitoring System, 简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内的机电设备进行高效率管理与控制的有效途径。

Honeywell旗下采用ISO开放协议标准-BACnet的

楼宇自动化产品品牌－艾顿系列

楼宇自控系统

设计方案

编号：2011-1-26-JZ

深圳市普尔特科技有限公司

Jan., 2011

目录

1 前言... 3

2 需求分析... 3

2.1 项目概述... 3

2.2 选型产品的优势与特点... 4

3 系统设置总则... 7

3.1 楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标... 7

3.2 系统设计依据... 7

3.3 系统设计原则... 8

4 系统监控范围... 8

5 BACtalk系统概述... 8

5.1 BACtalk系统结构... 10

5.2 中央图形操作站... 11

5.3 控制器... 11

5.3.1 全局控制器（BCM/BTI）... 11

5.3.2 大型控制器（VLX）... 13

5.3.3 基于MS/TP网络的中小型控制器... 14

5.4 传感器及执行器... 15

6 系统设计方案说明... 16

6.1 系统总体结构设计... 16

6.2 楼宇自动化系统的配置及控制功能... 17

6.2.1 冷冻站系统监控... 17

6.2.2 空气处理系统监控... 19

6.2.3 新风系统监控... 20

6.3 BA系统节能控制... 22

7 系统软件功能及特性... 23

7.1 软件功能... 24

7.2 系统软件特性... 24

8 BA系统－配置方案... 26

1 前言

随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑**的管理手段。它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。

建筑自动化监控系统（Building Automation System，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（Central Control Monitoring System, 简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内的机电设备进行高效率管理与控制的有效途径。

具体情况见下面的分析。

2 需求分析

2.1 项目概述

本BA系统监控范围主要包含以下设备：

l 冷冻站系统

l 空调系统

本方案将针对该项目内的楼宇设备自动监控系统（包括冷水机组、空调等设备）的自动控制进行设计，自动控制系统主体采用了美国Honeywell公司旗下符合国际ISO标准BACnet的的霍尼韦尔艾顿(Alerton)品牌楼宇自动化系统－符合国际ISO标准的开放性协议的BACnet的BACtalk for Windows 楼宇自控系统，在上层网络上采用TCP/IP架构网络，充分体现了开放协议BACnet的强大优势。

根据要求，BAS系统将对建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并同时收集、记录、保存及分析管理有关系统的重要信息及数据，达到提高设备运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的。采用计算机技术、自控技术和信息技术一体化的测量、控制方法，构建一个对建筑设备运行状况的监控网，实现实时数据传送、历史信息分析和跨平台的数据交流。提高建筑物的综合功能以及高的附加值，营造一个高效、舒适、节能、经济的居住、办公环境。

2.2 选型产品的优势与特点

美国Honeywell ALERTON（艾顿）是美国Honeywell的旗下的完全符合ISO标准、开放性协议BACnet的品牌，BACtalk系统是业界率先生产符合BACnet通讯协议产品的系统，是**上**个使用BACnet通讯协议的楼宇自控系统。Honeywell ALERTON（艾顿）公司的是美国暖通学会ASHRAE BACnet成员，同时也是BACnet开发委员会的委员之一，参与了BACnet通讯协议标准(美国国家标准BACnet NASI/ASHRAESPC135P)的开发与编写；是北美BACnet组织的成员；BACnet生产厂商联合会（BMA）的成员。

BACtalk是以集散控制理论为基础，采用分布式计算机监控技术、计算机网络通信技术，具有高可靠性、完全开放的成熟的楼宇自动化系统；BACtalk管理层采用了客户/服务器(Client/Server)，基于Web架构的结构，使用BACnet通讯协议进行通讯，并有能力在同一网络上通过通信接口与MODBUS和SNMP等不同通信协议进行通讯，读取各开放式数据库；具有结构灵活、适应性强、扩展方便、整合容易、软件优化设备运行、操作简单易学等特点。

BACtalk是基于IP网络架构 (BACnet/IP) ，同时也是基于WINDOWS视窗操作系统平台的系统软件包，系统可直接连入建筑物的计算机网络管理系统，可实现与其他厂商的楼宇自控系统、工业自动化系统、酒店管理系统、物业管理系统、办公自动化系统及保安视频监控系统等进行数据信息交换，实现与很多第三方产品及其他系统的无缝联接与集成（完全支持BACnet、LonWork、ARCNnet、 RS485等网络技术），并成为智能建筑管理系统中重要的环节，这也是该系统开放性的充分表现。

美国Honeywell艾顿公司是全球BACnet楼宇自动化系统领域**的制造商，所有产品（包括工作站软件）都具有BACnet国际组织的标准认证“BTL”，并且符合UL916安全等级及欧洲标准EMC Directive 89/336/EEC （CE 标示）。

系统特点：

1. 可靠性：

l 采用分散控制、集中管理的集散型控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。

l DDC之间实现点对点（Peer to Peer）通信，各DDC之间不需通过网络控制器就可以实现互操作，保证每个子系统都能独立控制。

l 具有高容量非易失存储器（EPROM或者Flash），保存时间表、报警、趋势记录等数据及配置信息，降低对工作站的依赖，增加系统可靠性。

l BACtalk系统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）。

l 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。

l DDC采用ROM存储数据及配置信息，不需要电池，掉电后信息不会丢失。

2. 功能强大**：

l Honeywell BACtalk系统整个系统网络架构在**以太网上。

l 协议为标准的TCP/IP，同时支持支持以太网、MS/TP、PTP、OPC、LonTalk等通信等协议。

l 支持工作站数不受限制（版本配置）；

l 系统提供的数据接口方式有COM/DCOM, ODBC, DDE, ActiveX，并且支持BACnet, OPC, LonTalk, PTP等工业标准协议。

l 支持IP路由功能，支持和Internet的无缝集成，工作站可以通过Internet操作设备，操作模式和在局域网内的操作完全一样。

l 高性能CPU记大容量存储空间：网络控制器实现高速高性能的运行，要求采用32位CPU，**少32M的动态RAM用于执行程序；至少8M Flash存储空间，用来存储趋势记录、时间表、报警等数据。

3. 扩展及灵活性：

l BACtalk系列产品为模块化结构设计，系统可通过自由和公共组合方式由单个的子站拓展为超大型的分布式综合集散控制系统。

l 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的完成进度投入使用。

l 系统具有可扩充性，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。

l 用户可以在不重新购买软件或授权费的情况下任意添加操作员终端（无限制版本），数量不受限制。

l 控制器的输入为通用输入，可根据需要灵活配置成开关输入或模拟输入。

4. 开放及兼容性：

l Honeywell Alerton采用国际ISO的标准通信协议BACnet，是目前楼宇自动化领域**的国际标准BACnet（全名是建筑自动化和控制网络通讯协议）。遵循该协议开发的系统非常方便集成不同厂家的自动化系统和设备，能真正实现建筑物不同系统间数据的共用和互操作。

l Honeywell Alerton的BACtalk系统是一个真正的完全开放式的建筑物自动化系统，其系统开放能力处于业界**的地位。

l 由于Honeywell Alerton的产品采用了BACnet工业标准技术制造，其新旧产品兼容性很强，互换性好，可为使用者节省昂贵的系统升级费用，以保护使用者的投资回报。

l 系统提供提供ODBC、ActiveX及标准的SQL数据接口，便于和第三方应用程序接口。

l 由于采用国际ISO标准通信接口，与冷水机组等其它系统接口不需要网关。

l 采用完全开放通讯协议ISO 16484-5标准BACnet，避免专有协议对本楼控系统的束缚，实现不同厂家产品的互操作。

l BACnet产品独立于任何制造商，也不需要专用芯片，并得到众多制造商的支持。

5. 编程灵活性：

l 逻辑程序采用可视化的图形工具软件，通过简单的拖放式操作即可完成编程。

l 逻辑程序调试方便，支持在线下载逻辑程序。

l 在逻辑编程界面中可以在线查看数据点当前值、在线修改当前值。

6. 操作直观性：

l 要求管理软件界面采用纯中文菜单，方便用户操作。

l 设备图片要求采用直观的三维的立体图片。

7. 简洁性：

l 结构直观简单，采用两级网络结构，管理层通讯速率高达100Mbps，现场控制层通讯速率高达76.8Kbps。

l 编程简单：Honeywell Alerton公司首先采用面向对象的构件导向编程方式，用户只需使用鼠标进行简单的拖拉操作就可编制出专业的自动控制程序。

l 操作简捷：Honeywell Alerton采用直观的三维彩色动画处理并呈现被控设备的状态及动作，使系统操作十分容易。

8. 全球应用：

l Honeywell Alerton的BACtalk系统在中国和在**任何一个地区系统的运行是一样畅通的。

l 并能在Internet上实现互联互通及互操作。

l 同时它还提供对**不同国家、不同语言的支持，如全中文界面。

3 系统设置总则

3.1 楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标

设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑物内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用**化的控制手段并结合现代计算机技术对各系统设备进行全面有效的监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态下运行，以确保建筑物内舒适和安全的环境。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。

3.2 系统设计依据

《民用建筑电气设计规范》(JGJ／T16-92)

《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)

《智能建筑工程质量验收规范》(GB 50339-2003)

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000

《建筑物防雷设计规范2000年版》GB50057-94

《电气装置安装工程施工及验收规范》(CBJ232—92)

《商用建筑线缆标准》( EIA／TIA—568A)

《信息技术互连国际标准》(ISO／IECl1801—95)

《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)

《中国采暖通风与空气调节设计规范》(JGJ/T16-92)

《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90

3.3 系统设计原则

在对楼宇自动化系统的设计中我们遵循以下的原则:

可靠性： 采用集散分布型控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。

扩展性及灵活性： 系统具有可扩充性，以便满足将来扩展网络服务范围的需要。系统可在日后任何地方增加现场控制器及操作终端而不影响本系统操作。

实用及方便性： 系统可容纳建筑物内机电系统的不同工艺需要。并综合各系统资料，显示于操作员终端，方便管理。

开放性: 系统采用开放式结构，在系统网路架构内完全采用开放式的国际标准BACnet协议。

经济性： 系统中的现场处理器足够应付日后技术的**发展，现阶段的投资可以得到充分利用及保护。

4 系统监控范围

根据要求本方案控制范围包括下列系统：

☆ 冷冻站及热源系统

对冷冻站及热源系统的运行工况进行监视、控制、测量与记录。

☆ 空气处理系统

对空气处理设备的运行工况进行监视、控制、测量与记录。

☆ 新风机系统

对新风机的运行工况进行监视、控制、测量与记录。

5 BACtalk系统概述

楼宇自控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领域中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。

美国艾顿(Alerton)推出的完全符合BACnet通讯协议标准的BACtalk系统专用于大型建筑物、厂房设备监控的自动化及能源管理，是国际上**的系统之一。BACtalk系统采用模块化设计，互换性、适应性非常强；由于采用了开发式的BACnet通讯协议，系统的开放性、集成其他厂商系统或第三方设备的性能变得非常强大；同时系统还具有较强的新旧兼容能力，能较好的保护用户的投资回报；并且系统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BACtalk既可用于单独的楼宇管理，也可用于区域的、分散的多个楼宇的集中管理。

BACtalk系统的工作范围可以包括:

l 制冷与空调设备或系统的监测、控制与纪录

l 通风设备的监测、控制与纪录

l 电力设备的监测、控制与纪录

l 供水、排水设备监测、控制与纪录

l 电梯运行的监测与纪录

l 消防设备的监测与纪录

l 保安(出、入控制)系统的监测与纪录

BACtalk系统的主要参数如下:

系统**可连接0～4194303个设备（不是I/O监控点）

每个监控站网络可有1～65534台图形操作站及其他系统设备

每个BTI的现场控制总线**可连接255个设备

每台BTI可存储1,500个报警点

每台BTI可存储1,000个数据的历史记录长达1.5年

BACtalk图形操作站没有限制图形数量及分辨率，只取决于硬盘的空间和计算机的图形显示卡。

可见，BACtalk系统诚为一套完整的设备自动化管理体系。用户在这套系统上，即可完成楼宇、厂房的设备管理作业的全部工作，给用户提供安全和舒适的环境，同时在满足用户各种要求的前提下，使能量消耗**省，从而更好地发挥建筑物的功能。同时, 由于该系统采用了DDC控制技术及开放式通讯协议 (BACnet), 可以随意灵活地扩充和缩减，因而能满足不同需要的各种用户。

5.1 BACtalk系统结构

BACtalk采用了多层网络结构、完全开发的通讯协议BACnet及****控制技术，使得该集散型系统无论在可靠性、开放性及技术应用上总是处于业界的**位置。

Honeywell艾顿的BACtalk系统采用四层网络结构：管理层、集成层、现场控制层、传感器/执行机构层。

管理层：主要由中央图形操作站、系统服务器、客户端等组成，完全基于TCP/IP&BACnet，其主要作用为对整个系统进行管理和操控，并可实现不同区域间的数据联网；同时管理层也支持客户/服务器(Client/Server)及Web数据访问操作方式。通讯速率可达到100M bps。

集成层：该层网络是基于TCP/IP&BACnet，主要由全局控制器、大型DDC控制器、集成器、其他应用系统中央站、路由器等组成。通过Ethernet Network（以太网络），可以连接0～65534个全局控制器/系统集成器/大型控制器等，通讯速率可达到100M bps。

现场控制层：是由DDC控制器及集成器与BTI全局控制器支持的BACnet MS/TP LAN现场控制总线组成，主要用于监控分散的现场机电设备。每台BTI全局控制器BACnet MS/TP LAN网络的通讯速率为76800bps，采用RS485标准接口协议，可连接多达255现场控制层设备（如：DDC、FLG-MODBUS等），为系统扩展及完成较大型集散系统提供了方便。

传感器/执行机构层：主要是由各种类型的传感器和执行器组成，完成向DDC提供现场环境的测量和信号的采集、接收DDC发出的动作执行指令并实施。

5.2 中央图形操作站

中央工作站系统由PC主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成，是BAS系统的核心，它直接可以和以太网相连。整个建筑物内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，内装全中文系统操作软件，并提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、三维彩色动态数据图形显示等多项简洁直观的操作使用功能；为用户提供一个非常好的、简单易学的系统操作界面，操作者无需任何经验及软件知识，即可通过鼠标和键盘操作管理整个自动控制系统。

本软件系统具有模块化的可扩展的系统结构，开发有多种接口可以选择，可以方便和其它系统及设备进行接口、集成，具备强大的集成功能。目前具备的软件接口有：

l Modbus接口（型号：ENVI-OPC-S）

l OPC Client接口（型号：ENVI-OPC-C）

l Modbus接口（型号：ENVI-MDBUS）

l Web接口（型号：ENVI-Web）

l ActiveX接口

详细见后面关于软件的介绍。

5.3 控制器

5.3.1 全局控制器（BCM/BTI）

BACtalk网络控制器 (BCM/BTI) 是Alerton®生产的符合BACnet全局控制器的新一代产品。能连接到10Base-T或100Base-TX BACnet以太网络，具有单机运行操作的能力。每个BCM支持外接控制器通过4个BACnet MS/TP内部网（LANs）。MS/TP 是一个简单的双绞线总线网络，能配置其通讯速率**高达76.8 Kbps。BCM/BTI具有IP互用的能力适用于校园内或其它地方。

BCM/BTI能独立执行全局直接数字控制(DDC)的编制运算及操作外接控制器，在它自己的MS/TP LANs上。

DDC被编程通过艾顿简易的BACtalk 操作终端，窗口式的绘图编程环境，VisualLogic®。其革命性的特性就象似一个广泛的应用库，只需简单的拖放-点击就可对DDC进行编辑，动态实时数据升级，文件自保存及容易的设置过程。除此之外正在运行的DDC，BCM主机也具有自动的控制的特性--时间表，趋势曲线，报警--需在BACtalk操作终端进行设置。

BCM/BTI能访问有用的数据如：全部BACnet 内部网络的BACnet对象和特性，采用同样的方法控制器本身产生的操作状态和控制数据可被利用到其它BACnet设备。这样能够与其他厂家的系统实现互用性。

对于需要完全独立操作的站点，BCM/BTI有一个可选择的 33.6 Kbps Modem 可被利用报警自动拨出和远程访问。BCM/BTI上所有的9针RS-232接口都支持与BACnet PTP连接，包含漫游的BACtalk操作终端连接。

具有一个后备电池，实时时钟，CPU 看门狗电路，6层电路设计，电池掉电监控，128K静态内存，紧凑式闪存，和设计抗震，阻燃材料的外壳，确保**别的可靠性，可被利用到任何控制设备。

特性

互操作性：符合BACnet的控制器通过10Base-T和100Base-TX 以太网及四个MS/TP连接到BACnet网络。

性能强大：全局控制器运算和自动控制功能运行**及可靠，在32位Motorola 强力 PC平台及32MB静态内存或更高。

通用性：独立运行或系统集中操作。BACtalk操作终端的连接包含的选项有BACnet或以太网上的BACnet/IP，也可直连串口线的BACnet PTP或选择通过33.6 Kbps modem连接。

可靠性：内置电池提供电源，较完全的噪音过滤，16 MB紧凑式闪存，128 K静态内存，和64 K 动态闪存，确保数据的可靠性。

软件

编程介面：基于Envision for BACtalk的BACnet网络（以太网）或临时的PTP连接（直连或使用选装MODEM）。

DDC：每隔1秒VisualLogic 控制运算执行。支持**1000个BACnet Avs和1000BACnet BVs.

时间排程：具有250个BACnet时间排程对象。

报警：**多可设置1,500个报警设定。可个别地按需要配置BACnet事故报告物件。

趋势曲线：支持**1000个点的历史记录和分析趋势曲线

技术参数

内存 & CPU： 128K静态RAM和32MB动态RAM被用于程序执行，除此之外16MB紧凑式闪存和64K闪存ROM，提供高性能和数据的可靠性。32位50MHz 高集成Motorola CPU。

实时时钟：控制器内置，电池后备电源，实时时钟支持时间排程操作，趋势日志，定时自动控制功能。

BACnet以太网：集成的以太网适配器采用RJ-45接口，以连接到10/100Mbps 网络。

BACnet 互联协议（IP）： Annex J BACnet/IP支持在Internet和广域网（WANs）上的互用性。其功能像一个BACnet协议广播管理设备（BBMD）。

BACnet MS/TP： 4个BACnet MS/TP网络可插拔式螺丝紧固接线端子。支持总数达250个VLCs。每个MS/TP网络可分别配置9.6Kbps~76.8kbps。

选装Modem：可利用选装33.6Kbps MODEM。支持报警拨出和临时性的点对点（PTP）连接到远端BACtalk操作终端，通过模拟电话线和公共电话交换网络。

支持串行连接：母头DB-9连接器支持BACnet临时PTP连接便携式BACtalk操作终端，通过9.6K~115.2Kbps通讯速率，及RS-232 Null MODEM电缆连接一个外接MODEM。

遵从标准

UL标准的916安全等级；欧洲标准 EMC Directive 89 /336/EEC （CE 标示）；FCC 标准15-J A级。

5.3.2 大型控制器（VLX）

VLX非常适合于小型建筑、大型空调处理设备、电机控制中心、需要集中关联控制的设备。VLX能通过以太网和MS/TP进行通讯---较低成本，双绞线通讯总线的网络通讯速率从9.6k到76.8Kbps，在MS/TP通讯总线上支持**10个BACnet MS/TP 设备。提供DDC与DDC对等通讯能力。允许系统全局数据交换，为MS/TP 通讯主干上 BACnet设备提供全局DDC管理。 PTP接口允许通过MODEM拨号连接到VLX，实施远程管理。

VLX**可连接8个扩展模块（EXPs），用于增加输入输出点。所有符合BACnet对象和特性的有效的可操作的状态和控制数据。都能与其他站点的系统具有互操作性。

功能与特点

可升级： 每个VLX主机可接8个扩展模块，**多可扩展到176个输入/输出点。

多功能： 扩展模块提供12位的通用输入、数字输出、模拟输出（0-10V或0-20Ma）。所以输出可以现场实现手动-停止-自动转换。

高速： Motorola AZ-60 处理器高处理速度

通用性： 内置10/100M以太网卡与速率可达76.8Kbps BACnet MS/TP 局域网。

可靠性： 内置EEPROM与ROM闪存，处理器看门狗灯，6层底板设计，噪音过滤保证数据可靠。

软件

编程界面：BACtalk 操作工作站，位于所有BACnet,以太网上。

DDC：直接数字控制器（DDC），在现场/本地，程序的执行周期为0.5秒。

排程： 可接收50个BACnet 排程。

报警：**可设置200个报警设定。可个别地按需要配置BACnet事故报告物件。

趋势日志：**可存储200个趋势日志数据，用于历史记录和分析。

技术参数

电源: 24VAC，50-60 Hz，**小20VA。EXPs和VLX能共用同一电源。输出设备使用单独供电。

电池： 可更换3.0V锂电池，能保持一年半的实时时钟和RAM中数据的备份。备用电池的寿命为十年。

内存 & CPU: 16K EEPROM保存数据，2MB的静态RAM提供暂存数据的存储。32MB动态RAM用于执行程序，2MB闪存ROM 为固化程序存储空间。32位高性能的Motorola CPU。

实时时钟: 控制器内置，电池后备电源，实时时钟支持时间排程操作，趋势日志，定时自动控制功能。

EXP 模块： **多可支持8个EXPs，使用双绞屏蔽通讯电缆。

BACnet网络： 可选择以太网（**）或BACnet MS/TP （不支持路由）。该控制器内置以太网适配器，具有RJ45接口，可连接至10/100M的以太网。

遵从标准

UL标准的916安全等级；欧洲标准EMC Directive 89/336/EEC （CE 标示）；FCC 标准15-J A级。

5.3.3 基于MS/TP网络的中小型控制器

美国艾顿BACtalk系列控制器是专门为中央设备系统、空调机、空气净化室、大型终端设备等控制与处理设备而设计的一种多功能的可编程控制器，容易集成到开放式的楼宇自控网（BACnet）系统，支持BACnet MS/TP 的网络通讯速率可达76.8Kbps。

所有的DDC控制器采用艾顿公司开发的一种功能强大、使用简便的编程工具VisualLogic图形编程语言进行编程，编程数据与设定数据保存在不易丢失的内存中，确保数据的稳定与可靠操作。

控制器处理速度高，内部执行时间为0.1秒。可编程计时器分辨力也保持0.1秒。

10位高分辨率的通用输入，所有输入可现场设定为热敏电阻、干触点、0-5VDC、0-10VDC、4-20mA。模拟输出可设定0-10VDC或4-20mA输出。

该系列包括以下型号：TX-SA、VLC-1188、VLC-853、VLC-660、VLC-651R、VLC-550、VLC-16160、VLC-1600等。下面以VLC-1188为例说明其技术特点。

功能与特点（以VLC-1188为例，下同）

输入输出特性： 11个10位分辨率通用输入，8个数字输出，8个模拟输出。

通用性： BACnet MS/TP 局域网，速率可达76.8Kbps 。

多功能： 可编程与可独立操作

可靠性： 内置闪存的Motorola AZ-60 处理器，内置闪存可驻存，数据不易丢失，可编程。

高速：控制器内部执行时间为0.1 秒。

技术参数

电源: 24VAC，**小10VA，加可控硅输出负载（**80VA）。24VAC电源一端必须接地。

输入: 11个10位分辨率通用输入。1-10号输入端利用跳线插选择热敏电阻、干触点、0-5VDC/4-20mA或0-10VDC。 0号输入端可以接BACtalk Microset或Microset Ⅱ。

数字输出: 8个耦合可控硅输出，24VAC，@ 0.5A。

模拟输出: 8个8分辨率通用输出。所有输出端可输出0-10VDC、4-20mA ，4-20mA 的**输出负载1000 ohm ，0-10VDC 的**小输出负载500 ohm。

24VDC输出: 提供24VDC，**输出250mA 给传感器和其它设备。

处理器与内存: 内置闪存的Motorola AZ-60 处理器，内置闪存可驻存，可编程。

尺寸: 177mm (H) x 127mm (W) x 38mm (D) 。

接线端子: 插拔式接线端子，可接入14-24 AWG 电线。

工作环境: -17-70℃ ，0-95% RH，不结露。

通讯: BACnet MS/TP 网络，速率可达76.8 Kbps。

BACnet 一致性等级:符合ASC设备等级；通过BTL测试与认证。见一致性等级（PICS）。

遵从标准:

UL标准的916安全等级；欧洲标准EMC Directive 89/336/EEC （CE 标示）；FCC 标准15-J A级。

5.4 传感器及执行器

外围元器件主要分阀门、执行机构、各类传感器系列。Alerton公司在楼宇自控方面具有非常强的竞争力，所生产的传感器系列从温度、湿度到压力等都应有尽有。以美国优秀机械加工工业为基础提供楼宇自控系统应用中的各个系列的电动阀门和驱动器。同时欧洲的电动风阀驱动器生产基地也源源不断地有新型驱动器问世。

Alerton能提供从普通应用到工业应用的各个等级和各种类型的温度、湿度、压力传感器。

Alerton生产的风阀门驱动器具有以下基本特点：

· 低噪音，牢固耐用

· 具有自动对中特点

· 易读的风阀位置指示器

· 低功耗

6 系统设计方案说明

本着上述的系统设计目标和原则，结合国内外的设计成功案例及建筑物的具体特点，利用美国Honeywell Alerton在楼宇自动化方面的**技术和丰富的经验，为本项目设计出一套符合二十一世纪现代化的智能建筑楼宇自控系统。系统的设计方案包括从监控内容和方式、设备的选型、DDC的配置、软硬件功能等方面均做了详细的阐述。

6.1 系统总体结构设计

该系统采用如下结构及协议,具体见示意图:

本系统采用共享总线型网络拓扑结构，通过MS/TP BACnet现场控制总线，连接BACtalk系统的DDC控制器来实现数据的共享和控制的分散。本系统管理层设置了1个中央监控中心及多个操作员终端，连接各个主控DDC。监控管理功能集中于中央站，实时性的控制和调节功能由现场控制层的DDC控制器完成。中央站的工作与否不影响分站功能和设备的运行及网络通讯控制。

管理层网络的数据传输速率为100Mbps，现场控制层总线数据传输速率为76.8Kbps。

6.2 楼宇自动化系统的配置及控制功能

6.2.1 冷冻站系统监控

监控要点：

冷水机组

◇ 机组运行状态

◇ 机组故障讯号

◇ 机组手/自动状态

◇ 机组冷却水和冷冻水水流状态

◇ 机组冷冻水和冷却水电动阀门控制和状态

◇ 冷水机组启停台数控制

◇ 冷冻水回水温度

◇ 冷冻水供水流量

◇ 冷冻水回水流量

◇ 冷却水供水温度

◇ 冷却水回水温度

◇ 冷冻水温度再设定

◇ 冷冻水供回水压力差

◇ 旁通阀控制

冷冻水泵及冷却水泵

◇ 水泵开关控制

◇ 水泵运行状态

◇ 水泵故障报警

◇ 水流状态显示

◇ 水泵电动阀控制和状态

◇ 冷冻水和冷却水处理系统运行状态和故障讯号

冷却塔

◇ 冷却塔风机启停控制

◇ 冷却塔风机过载报警

通过BA系统可以实现以下控制功能：

1) 、根据负荷自动启/停冷冻机组，并具有重新设定和修改控制参数的功能。根据测量及计算冷量负荷，实现对冷冻机组启停台数的控制，实现群控。根据预先编排的时间表，按“迟开机早关机”的原则控制冷冻机组的启停以达到节能的目的。

2) 、完成电动蝶阀、冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷冻机组的顺序联锁启动，以及冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、电动蝶阀、冷却塔风机的顺序联锁停机。各联动设备的启停程序包含一个可调整的延迟时间功能，以配合冷冻系统内各装置的特性。

3) 、当一台冷冻水泵/冷却水泵发生故障时，备用泵自动投入运行。并互为备用水泵实现轮换工作。

4) 、当旁通流量达到一台泵流量时，关停一台水泵，当总供回水压差低于设定值开启水泵，以达到变量控制，实现空调系统综合节能的目的。

测量冷冻水系统供/回水总管的压差，控制其旁通阀的开度，以维持其要求的压差，并监测阀的开度。

5) 、取各水泵水流开关信号作为泵的运行状态及水流状态反馈信号。

通过测量冷却水回水温度，控制冷却塔风机的启停和运行台数，维持冷却水供水温度，使冷水机组能再更高的效率下运行。

6) 、监测冷冻水总供水回水温度。

7) 、监测冷冻水总供/回水压力差，调节旁通阀的开度，保证末端水流控制能在压差稳定情况下正常运行。在冷冻机组停机时，旁通阀全关。

8) 、监测各水泵、冷水机组、冷却塔风机的运行状态、故障报警，手/自动转换状态，并记录运行时间。

9) 、中央站将监测的数据以3D彩色动态图形显示，并记录各种参数、状态、报警，记录启停时间、设备累计运行时间及其他的历史数据等。

6.2.2 空气处理系统监控

6.2.2.1 AHU空调机系统

AHU空调机组监控点：

风机开关控制 (DO)

风机运行状态 (DI)

风机开关状态 (DI)

风机故障 (DI)

风机跳闸警告 (DI)

定风量风阀状态监视 (DI)

定风量风阀控制 (DO)

过滤网状态监视 (DI)

冷/热水电动阀调节控制 (AO)

送风/新风温度测量（AI）

系统实现的监控功能：

1) 、回风温度自动控制：冬季时，根据传感器实测的回风温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证空调机组回风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的回风温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使回风温度达到用户的设定值；在过渡季节则根据室外送入新风的温湿度自动计算焓值，并与室内回风的焓值进行PID运算，其结果将自动控制新风阀、回风阀、排风阀的开度，以达到自动调节混风比的作用。

2)、回风湿度控制：根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证回风湿度达到用户的湿度设定值。

3)、过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。

4)、空气质量调节：在重要场所设置二氧化碳测量点，根据测量值的浓度自动调节新风比。

5) 、空调机组启停控制：根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停空调机组，自动统计空调机组的运行时间，提示定时对空调机组进行维护保养。

6) 、联锁保护控制：风机停止后，新回排风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭新风门，停风机，并在图形操作站上显示报警。

7)、节能运行,包括:

A.间歇运行: 使设备合理间歇启停, 但不影响环境舒适程度。

B.**启动: 根据建筑物人员使用情况,预先开启空调设备,晚间之后,不启动空调设备。

C.**关机:根据建筑物人员下班情况 ,提前停止空调设备。

D.调整设定值:根据室外空气温度对设定值进行调整,减少空调设备能量消耗。

E.夜间风: 在凉爽季节,用夜间新风充满建筑物,以节约空调能量。

6.2.3 新风系统监控

新风机监控点：

风机开关控制 (DO)

风机运行状态 (DI)

风机开关状态 (DI)

风机故障 (DI)

风机跳闸警告 (DI)

定风量风阀状态监视 (DI)

定风量风阀控制 (DO)

过滤网状态监视 (DI)

冷/热水电动阀调节控制 (AO)

送风/新风温度测量（AI）

系统实现的监控功能：

1) 、送风温度自动控制：冬季时，根据传感器实测的温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证新风机送风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使送风温度达到用户的设定值。

2) 、送风湿度控制：根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证送风湿度达到用户的湿度设定值。

3) 、过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。

4) 、新风机启停控制：根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停新风机，自动统计新风机运行时间，提示定时对新风机进行维护保养。

5) 、联锁保护控制：风机停止后，新风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭风门，停风机。

6) 、节能运行, 包括:

A.间歇运行: 使设备合理间歇启停, 但不影响环境舒适程度。

B.**启动: 根据建筑物人员使用情况, 预先开启空调设备, 晚间之后, 不启动空调设备。

C.**关机: 根据建筑物人员下班情况, 提前停止空调设备。

D.调整设定值: 根据室外空气温度对设定值进行调整, 减少空调设备能量消耗。

E.夜间风: 在凉爽季节, 用夜间新风充满建筑物, 以节约空调能量。

6.3 BA系统节能控制

随着空调专业在建筑行业中的迅速发展，目前国内商业建筑，工厂厂房的空调设备日趋复杂、庞大，整个空调系统占建筑物耗能的比重越来越大，每年以平均4-5%的速度增长着。近年来高达百分之十一。如美国、日本等国，由于大量使用空调系统(包括供暖)，以至所耗能量约占总能量的1/3，瑞典甚至达到了总耗能量的45%。综合统计，中央空调系统的能耗约占整个建筑物能耗的40%，因此BAS系统在对中央空调系统的监控与调节过程中体现节能，意义变得十分重大。特别是建筑物的面积大，人流多，冷负荷的变化大，如果整个XX空调机、新风机、制冷机组等大型耗能设备无任何节能控制措施，能源的耗费将是巨大的。另外，大楼在照明用电方面也是耗能的部分，因此本设计方案在空调及照明等方面采用了“主动节能”的控制策略：

冷负荷计算

综合从厂家得到的冷冻机组电能消耗和工作指标，由冷冻水的供回水温度和流量，计算出制冷量Q=F×△T，根据系统实际冷负荷，控制冷水机组数及水泵的运行台数，以达到节能效果。

冷却塔控制

根据冷却水温度调节冷却塔风机的开启数量。

焓值控制

充分考虑空气潜热，调节新风与回风的比例，**限度地利用室外空气进行室内温度控制，尽量减少空调设备运行时的能耗。

零能量冷却

在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能耗。

间歇运行

在满足舒适度与卫生度的前提下，使用设备合理间歇运行，以减少空调能耗。例如在炎热天气，新风机、排风机间歇运行：当CO2浓度超过上限值，风机启动，当CO2浓度低于某一设定值，风机停止。这样既保证了室内空气质量，又将对室外热空气的冷处理量降至**少，节省了能源。

设定值再设定

根据不同季节的气候变化，自动改变新风机和空调机的送风或回风温度设定值，尽量扩大空调对象的温湿度控制范围。例如：夏季温度设定值每升高1℃，约节省8%的冷量，对减少建设投资与节约能源均有重要意义。

提高控制精度

采用自适应控制与模糊控制等高级控制软件，提高控制精度；在设置PID控制模块的各个参数时，为了避免温度变化很小时动作缓慢或温度变化很大时积分饱和，采用积分压制：在PID输出量＜25%或＞85%时，禁用积分。从而进一步扩大温度允许控制范围，达到优化节能的目的。例如：一般舒适空调要求夏季**高室内温度不超过26℃，假如控制精度为±1℃，则设定值为25℃，如果控制精度为±0.5℃，则设定值可提高0.5℃，从而可节省投资和运行费用。

**启停

根据建筑物人员使用情况，提前开启和关闭空调设备，达到舒适节能目的。

节假日时间控制

对于节假日及特殊日期，能提供全年的日期和时间调度表，中断系统的标准处理过程，以满足系统对各种非标准控制的要求。

工作循环

通过按一定的原则交错设备的工作与间歇时间状态，减少设备的启动时间，可达到减少能耗的目的。设备的间歇时间不能太长，否则会影响环境的舒适水平，考虑到设备的安全运行，间歇时间也不宜过短。

分布电力需求控制

提供电力需求控制，在峰值电力需求出现前，通过预设定的原则切换或停止设备，实现峰值电力负荷**限度减少。

7 系统软件功能及特性

美国Honeywell艾顿的Envision for BACtalk是楼宇自动化系统强大的操作站。通过一台个人计算机，就能灵活地管理和控制整个楼宇的机电设备。Envision for BACtalk 操作站与符合BACnet协议的设备通过以太网LAN或通过点到点（PTP）串行或调制调解器（MODEM）进行通讯。

3D动画和彩色图形响应实时数据并且提供方便的“点击”控制。显示的画面可以是CAD程序图形，也可以是扫描的照片。系统有强大的3D图形库。Envision for BACtalk能为每一个站点定制监控界面，如：创建图形，楼层设备监控图形和特定HVAC设备的监控图形等。

在多建筑物的校园内，BACnet以太网LAN和IP网络能内联所有的建筑物。对于大集团的多个分散的建筑物，Envision for BACtalk支持BACnet/IP通过Internet互联网和广域网（WANs）对建筑物访问和集中管理。Envision for BACtalk也可以连接到其他远端站点，经过Modem（调制调解器）或安装了直连系统的便携式计算机。从一个站点监测和控制多个建筑物或现场。连接与BACnet兼容的任何设备。

这些灵活的、集中的控制功能选择，能为用户节省无数的时间和资源。工程技术人员能通过单一的、中央操作终端进行操控，同时还具有一定数量的移动系统访问选择权。

7.1 软件功能

强大的能源管理

在确保效率需求的前提下，具有**的设备启动时间。限制设备长时间负载运行，使设备运行达到**化。能源消耗情况记录，以便于您对设备进行监视、处理和记录保存。

租用收费管理

自动计量和记录租用设备的使用情况，同时将生成租用用户租用设备的使用帐单。

定制监控图形界面

具有定制3维真彩色动画数据显示的功能，适用于任何显示的需求，并能根据用户需求轻松实现升级，如：设备的增加、移动及改变等。

网络与互联性

建构于Internet和广域网络（WAN）上，通过调制调解器和直连串口连接，能兼容BACnet/IP远端遥控站点和互联网用户的访问。

7.2 系统软件特性

时间程序：对每周，节假日等进行时间排程，每个排程可通过图形日历进行编辑。