建筑设备管理系统（BMS）

1、系统概述

1.1系统描述

通过建筑设备监控系统实现建筑冷热源系统、空调新风系统、送排风系统、给排水系统及其他机电设备的监控管理。系统通过收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据，实现一体化管理，达到提高运行效率、保证环境需要、节省能源、节省人力的效果，并最大限度延长设备寿命。同时系统对前端能耗点进行数据自动采集、统计、分析，提供人性化的呈现方式，将复杂数据以多种图形界面直观显示，导出各种图形数据报表，实现全能源信息的统一管控，优化能源介质平衡，最大限度地高效利用能源。

1.2系统架构及功能要求

系统网络结构应遵循分散控制、集中管理、信息共享的基本思想，采用开放、透明的两层网络架构----管理层和控制层。管理层即系统服务器、管理工作站、网络控制器、网关等，管理层支持TCP/IP、BACnet/IP、Lonworks/IP、Modbus TCP等传输协议，便于智能化系统集成及设备集成；控制层为前端DDC控制器、扩展模块等，考虑系统的兼容性，本系统采用开放性的标准通讯协议，采用BACnet或LonWorks总线连接各DDC控制器，实现与管理层通信。

系统功能要求：

采用当今世界最先进楼宇自动化控制系统集中监视、管理和控制建筑物内机电设备，有效地发挥设备的功能和潜力，提高设备利用率，根据使用需求优化设备的运行状态和时间，延长设备的服役寿命，降低能源消耗，减低维护人员的劳动强度和工时数量，最终实现降低设备的运行成本；

对建筑物内的冷热源系统设备、空调及送排风系统设备、照明系统设备、给排水系统设备等实行全时间的监视和控制管理；

   通过通讯网关对要求的其它子系统进行集成，以实现二次监测和历史数据记录；

系统实现人员与设备的直接互动式管理、图形化界面、精确而人性化的节能运营模式、数据库共享和现场总线层面的通讯集成。

考虑到项目未来扩容和升级，承包单位提供的系统架构必须具备足够的升级扩容能力。任何的点数增加只需增添相关硬件成本，而不应在软件及网络架构层面进行整体变更，无任何其它点数授权限制，从而保证招标方的利益。

为保证工程质量，应选用建筑设备监控系统制造商国际广泛使用的原厂系列产品；选用的系统核心设备部件如网络控制引擎、主控制器、传感器等必须为合法进口产品，应同时满足国际标准及原产地证明，承包商在投标中应同时提交上述证明文件。

3.功能要求

3.1系统平台功能

系统管理界面应具有美观、统一、友好的人性化界面，包括系统登陆界面、主监控界面、楼层电子平面图、动态的设备监控图、历史趋势曲线图、丰富的报表查询页面、信息打印页面等。

系统的管理访问要求同时支持B/S和C/S，可以允许用户设多个工作站，对系统实现远程管理和控制，也可只通过标准的IE浏览器就可以直接访问系统。

系统应具有密码及权限管理功能，满足不同用户不同监控看板及操作权限。要求用户对系统所发出的任何指令或者操作，都必须在数据库中保存。

系统支持一套或多套系统工作站可同时访问系统服务器，以实现分散控制、集中管理、信息共享的思想。

系统应提供矢量图形库，操作界面应采用矢量图，用以处理设备的日常运行。图形在说明设备状况同时提供一个设备的简单描述。位置图形具有分层结构，通过使用链接将一个图形链接到另一个图形来创建分层结构。在分层结构内，操作者能够从彩色图形概览移动到平面层图形，平面层图有建筑物平面图、楼层平面图、或设备平面图。

系统应满足不同登录人的个性化工作区定制功能，允许操作者以适当的方式控制整个系统。界面（菜单、按钮、视窗和功能）都可由操作者进行个性化设计，实现不同用户权限不同管理界面。可以使用全屏模式。

系统软件所使用的通讯协议必须是开放式标准通讯协议，应同时支持多种通信协议和软件技术，包括TCP/IP、BACnet、LonWorks，Modbus、Web Services等，且这些通讯技术应可同时并行于相同的数据链路层中，并可向第三方系统的要求提供开放接口，以方便实现系统集成。

系统警报浏览视窗内的警报信息须有颜色区别，如未确认的、已确认的、重置但未确认的。操作者能够自定义上述不同状态报警的文字字体和报警颜色。同时可以定义报警时的动作，如声音、实时打印、发送通知邮件等。或当警报发生时，系统自动切换到指定图形界面。

系统支持水、电、天然气、冷热量、蒸汽等全部能源数据的采集分析应用，实现全能源信息的统一管控，优化能源介质平衡，可以生成导出各种报表，如多设备使用报告、能耗报告、单设备时间段报告等，便于用户未来为实现全面的能效分析最大限度地高效利用能源。

系统软件应具有趋势浏览功能，在线表格显示现场测点的在线数值。趋势表格是用表格形式显示趋势记录。使用趋势，能够快速地监视各个监测点数值变化，并将节点从图形拖放到在线表格里。被收集的数据以动态曲线的形式显示。不同数值的曲线可以以不同的颜色显示。

系统为满足使用及后期编辑需求，需具有服务中心软件、工作站软件、界面编辑软件、报表服务器软件、脚本编程软件及功能块编辑软件。

系统具有事件显示窗口显示事件日志。可以显示每个事件若干信息，诸如事件类型（警报、对象改变、指令）、数据和时间，对象lD和类型、用户lD或名称、警报类型、指令类型等。可以通过制定针对日期/时间间隔、事件类型、对象名称（使用通配符）、等级，优先次序等标准来过滤要显示的事件数量。在“事件显示窗口”能够进行事件列表的打印，也具有打印预览功能。操作者能同时打开多个事件显示窗口，并逐一进行过滤。

要求系统支持多种语言，为了方便不同习惯管理人员的使用，既要能支持中文操作，又要能支持英文及其他语言操作。

3.2设备监控功能

①　冷热源系统：

监控内容   控制方法

冷负荷需求计算   根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值，自动计算建筑空调实际所需冷负荷量。

机组台数控制   根据建筑所需冷负荷及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。

独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2)

T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度，

M＝分回水管回水流量  

当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。

机组联锁控制   启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。

冷冻水差压控制   根据冷冻水供回水压差，自动调节旁通调节阀，维持供水压差恒定。

冷却水温度控制   根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数。

水泵保护控制   水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行。

机组定时启停控制   根据事先排定的工作节假日作息时间表，定时启停机组自动统计机组各水泵、风机的累计工作时间，提示定时维修。

机组运行参数   监测系统内各检测点的温度、压力、流量等参数，自动显示，定时打印及故障报警。

水箱补水控制   自动控制进水电磁阀的开启与闭合，使膨胀水箱水位维持在允许范围内，水位超限进行故障报警。

②　空调机组：

监控内容   控制方法

启停控制   空调可以通过BAS系统自动控制启动停止，也可以在现场手动控制；

具有定时启停功能，可以根据预定的时间表启停设备；

具有联锁功能，送风机启动前，风阀全开，送风机启动后，温度、流量控制回路使能，送风机停止后，风阀关闭，水阀关闭；

支持消防联动，接受消防强制信号控制送风机以及风阀。

温度监控   比较设定温度和回风温度的差值，通过PID程序调节回水阀的开度；

风阀控制   风阀执行器为模拟量控制，通过BAS可控制风阀执行器的任意开度。

压差状态监控   在中段过滤器前后设置压差开关，监测过滤器的堵塞情况，输出报警信号；

报警故障处理   监测送风机的故障报警状态和过滤器的压差报警状态，一旦检测报警状态，空调机停机，按关机步骤执行。

软件控制模式   控制软件对送风机的启停提供一个延迟开启的功能，用以保护设备在开启过渡情况下可能造成的损坏；

提供时间表控制功能，空调机组可按日夜模式、节假日模式和定制时间模式启停使用。

③　新风机组：

监控内容   控制方法

启停控制   新风机组可以通过BAS系统自动控制启动停止，也可以在现场手动控制；

具有定时启停功能，可以根据预定的时间表启停设备；

具有联锁功能，送风机启动前，风阀全开，送风机启动后，温度控制回路使能，送风机停止后，风阀关闭，水阀关闭；

支持消防联动，接受消防强制信号控制送风机以及风阀。

温度监控   监测送风的温度，并根据预定的高低限值判断，超限则输出报警信息；

我们使用经典PID控制回路对送风温度进行控制。

风阀控制   风阀执行器为开关控制，风机启动时先打开风阀，关机后关闭风阀

报警故障处理   监测送风机的故障报警状态和过滤器的压差报警状态，一旦检测报警状态，空调机停机，按关机步骤执行。

软件控制模式   控制软件对送风机的启停提供一个延迟开启的功能，用以保护设备在开启过渡情况下可能造成的损坏；

提供时间表控制功能，空调机组可按日夜模式、节假日模式和定制时间模式启停使用。

④　送排风机：

送风机、排风机、送风机兼补风机（仅低速部分）、排风机兼排烟风机（仅低速部分）监控内容：

监测送/排风机手自动状态、运行状态、故障报警；

地下车库CO浓度监测；

根据时间段或一氧化碳浓度控制送/排风机启停；

厨房排油烟机。

监测排油烟风机手自动状态、运行状态、故障报警；

监测油烟净化器运行状态、故障报警；

控制排油烟风机的启停；

消防风机（补风机、排烟风机、正压送风风机等）

监测风机手运行状态、故障报警；

⑤　给排水系统：

对生活水泵的运行状态、故障报警及水流状态进行监控。

对消防水池的液位进行监测，并自动将水池的水位和水泵的运行状态进行比较。做到：超低/高液位时产生报警。

集水坑监测内容

监控内容   控制方法

液位控制   监测集水坑超高液位。

报警故障处理   监测排污泵的故障状态

软件控制模式   监测排污泵的运行状态，累计各种泵的运行时间，以便设备管理

⑥　电梯系统

    对每台电梯的运行状态、故障报警、上行信号、下行信号监测。

⑦　其它

网络控制器具有支持Lonworks、BACnet和Modbus的接口，当需要将上述协议的设备接入BMS系统时，不需要增加任何网关和设备，即可将三种协议的设备同时连接到网络控制器上，实现数据的采集、处理和控制。

4.主要设备技术规格要求

4.1 系统服务器

类型：机架服务器；

处理器：2.3GHz双核，至强E5-2650V3；

内存容量：≥8GB*2；

硬盘容量：≥2TB*2。

4.2系统工作站

操作系统：Windows 7。

处理器：i7-6700；

显示器尺寸：≥21.5英寸；

内存容量：≥8GB；

硬盘容量：≥1TB。

4.3网络控制器

   网络控制器的现场总线可以根据需要任意选择同时或单独连接Lon FTT-10、BACnet MS/TP和Modbus RTU协议的控制器和第三方设备；

   网络控制器需内置Web Server功能，可以不依赖于上层管理软件平台，由授权用户直接通过IE浏览器对其访问、浏览数据数值、历史数据、报警、趋势等信息；

   Ethernet LAN 接口：10/100 Mbit/s, RJ-45 接头；

   具备BACnet/LonWorks总线接口。

4.4 DDC控制器

   DDC控制器作为对现场设备监控的重要设备，应充分体现建筑设备监控系统集中管理，分散控制的设备管理模式。DDC既具有直接数字控制和程序逻辑控制功能，在初始化及控制程序下载后，可独立的完成现场控制任务，又具有联网协同工作能力；

   DDC控制器要求内置32位及以上CPU；

   DDC应具有自我测试诊断能力，能自动将故障情形报告服务器。当DDC本身故障时，能自动旁路脱离网络，并在分控计算机上及时报警并显示，不至影响整个网络的正常工作，故障排除后能自动投入运行；

   DDC应带标准RS232通信接口，可接入便携式操作终端或笔记本电脑，从而访问网络内所有DDC控制器以便现场编程或修改其控制参数，同时不影响DDC和整个网络的正常运行；

   所有DDC控制器应自带CPU时钟，并可创建时间表、趋势记录对象及多个报警对象。所有采用DDC控制器符合标准的BACnet或LonTalk协议；

   应能根据实际需要自由选择DDC控制器。能够根据不同的控制设备、控制点的性质和数量，从多种型号中选择既经济又能满足使用要求的DDC控制器；

   DDC控制器应具有断电保护功能。断电后至少保证在70小时以上，保证DDC内部时钟、历史趋势数据等不丢失。对于时间表、故障信息、报警事件等重要参数应具备Flash备份功能，保证断电后3年不丢失；

   DDC控制器应具有下述基本软件功能：比例、比例+积分、比例+积分+微分、开/关、时间加权、顺序、算术、逻辑比较、计数器等，对于复杂控制要求的应用场所，还应提供自适应等高级控制算法；

   所有DDC控制器应支持采用图形化工具编程或脚本编程。以方便熟悉不同编程方式的系统管理人员对控制方式和控制逻辑进行优化、修改；

   可根据监控点位灵活选用合适模块；。

4.5 I/O扩展模块

   分布式I/O模块，符合标准的BACnet或LonTalk协议；

   可根据监控点位灵活选用合适模块；

   电源电压24VAC±20%或20~38VDC。

4.6数据采集器

   1个10/100M自适应TCP/IP以太网接口；

   1个RS485/Modbus串口；

   1个RS232串口；

   支持TCP/IP过滤功能；

   支持用户权限管理；

   工作电源支持POE模式；

4.7 传感器

   承包单位应按照本工程各机电系统的监控工艺要求和末端设备的使用场所，选配相应的传感器，以确保满足使用要求；

   所有传感器应采用工业标准制造并与DDC相匹配的高灵敏度、高稳定性、寿命长的传感器；

   输入或输出信号应与被控设备以及其上位的现场DDC控制器的输入、输出信号相匹配；

   温度传感器应全部使用通用规格的热敏电阻（阻值大于1.5千欧以减小导线阻抗对测量精度的影响）；除温度传感器外其它传感器均采用4~20mA/0~10V DC/0~5V DC标准电信号输出或干接点输出；

温湿度传感器

   湿度输出精度：≤3%；

   湿度量程：0 to 100% RH；

   湿度信号输出：0~5V DC/0~10V DC可选；

   温度量程：-40 to 50°C；

   输入电压：13-29VDC/24VAC, 15mA max。

压差开关

   反馈信号为干接点，常开接点和常闭接点可选；

   电接点容量≥250VAC，5A；

   防护等级：IP54。

液位开关

   反馈信号为干接点，常开接点和常闭接点可选；

   带配重浮球式；

   开关动作可靠，电接点容量≥250VAC,8A.

   配带3米以上防水电缆及必要的接线装置；

   防护等级：IP68。

防冻开关

   反馈信号为干接点，常开接点和常闭接点可选；

   应可调监测温度范围：1.8 to 15°C；

   感温单元：5M；

   应具有自动复位功能。

风道温度传感器

   工作温度：-40 to 150°C；

   防护等级：IP65。

4.8现场控制器箱

   箱体要求接地良好，并具有良好的防锈防腐和抗电磁干扰功能。箱体尺寸大小要求根据箱内具体配置设备的容量设计（应为可扩展模块预留一定的空位），同时要综合考虑散热性能、操作方便性及机房的安装空间；

   箱内配置应包含控制器工作所需的电源适配器、空开、保险、接线排以及线槽等，要求箱内的元器件要求摆放整齐美观，便于维护；