广州新白云国际机场旅客航站楼楼宇设备管理系统设计
    

摘要:文章介绍了广州新白云国际机场旅客航站楼楼宇设备管理系统(bms)的系统结构、监控内容、设备配置以及系统集成的设计。

广州新白云国际机场是我国规模最大的枢纽航空港之一,旅客航站楼为机场的核心建筑,其造型独特,舒展大方,功能分区及旅客流程清晰,建成后将成为广州市的标志性建筑。航站楼(首期)是由缓弧形的主楼和东西两个对称的单元组成,每一单元包括连接楼和南北两个候机指廊。即由主楼,东连接楼、东一指廊(南)、东二指廊(北),西连接楼、西一指廊(南)、西二指廊(北)等七个功能单元组成,各相邻单元通过连接桥连通,为三层联体式建筑,航站楼占地面积约为11万m2,总建筑面积约为35万m2。

广州新白云国际机场旅客航站楼楼宇设备管理系统(bms)将航站楼内的空调、通风、照明、动力、排污等系统或设备,通过分布式计算机监控系统,实现集中监视、控制和管理,并与电力自动监控系统、ups计算机管理系统、机场信息集成系统有效集成,构成综合管理系统。由于航站楼bms所要管理的设备多,且比较分散,与其它系统的接口也较多,这就对整个系统的设计提出了较高的要求。我们在设计中尽量采用标准化、具良好开放性、遵循国际通行通信协议的成熟产品,应用软件尽量采用已商品化的通用软件,以减少二次开发的工作量,利于日后的使用和维护。

1 系统构成

航站楼bms中央监控室设于主楼首层东北区,另设有七个分控室,分别设于主楼首层西北区、东连接楼南部、东连接楼北部、西连接楼南部、西连接楼北部、东设备房、西设备房。各分控室监控范围如上表所示,分别对所辖区域的设备进行集中监控,各分控室授权操作站与中央操作站、服务器通过计算机局域网相联,以实现分区监控、集中管理的功能。

航站楼bms采用分布智能式结构,由服务器、主控/分控计算机、软件、网络通信设备、各子系统(或设备)网关、现场控制器(ddc)和末端设备(各类传感器、阀门和执行机构)等组成。系统服务器设于中央监控室,在上表所列各分控室各设一台分控计算机(共七台),各分控计算机通过室内四芯多模光缆与bms系统服务器组成计算机局域网。

航站楼bms采用两层网络结构:上层为管理层网络,采用100m base-t以太网,并以tcp/ip为其通讯协议;下层为同层对等的ddc控制器网络,采用高速率的rs485标准网络,所有控制器均能通过控制器网络以点对点方式通信,控制器网络通信速率不低于76.8kbps,传输距离不小于1200m。系统采用分布智能式控制系统,控制层网络中任一节点故障时均不影响系统的正常运行和信号的传输。

航站楼除了自带独立控制系统的设备通过网关或网络与bms互连外,其它设备均通过设在大楼各处的现场控制器(ddc)进行自动监控,整座大楼共有监控点6963个,其中模拟点2040个,数字点4923个。

2 各子系统及设备监控内容

2.1 中央制冷系统

航站楼设有两个中央制冷站,分别设于东、西设备房(地下),每个中央制冷站设有四台冷水机组,四台冷冻水一次泵,四台冷冻水二次泵,四台冷却水泵,四台冷却塔。bms通过设在东、西设备房分控制室的分控计算机对中央制冷系统进行集中监测、控制和管理。具体的监控原理如下:

(1)监测冷水机组冷冻水供/回水总水管的供/回水温度、总回水管的流量和压力,计算冷负荷,根据冷负荷的变化决定开启制冷机组及对应的一次冷冻水泵的台数,同时自动变频控制二次冷冻水泵,在保证冷冻水系统最不利环路供水末端回水压差不小于70kpa的情况下,自动调节二次泵的流量或台数,使冷冻机组运行在最佳工作状态,而达到节能的目的;此外,每次应启动累计运行时间最少的制冷机组,以达到运行时间的平衡,并根据冷负荷的变化,自动控制机组的投入台数,选择主机的投入时间和顺序,保证冷水机组的定流量运行;

(2)按程序编制的时间和顺序控制制冷机组、冷冻/冷却水泵、电动调节阀、冷却塔风机的启/停,并实现各设备间的联锁、联动和程序控制;

(3)故障监测及恢复:当冷水机组群中出现故障时,控制程序自动将故障的主机负荷切换到无故障主机,故障排除后该主机再自动恢复到正常排序中;

(4)由于冷水机组已经自带有完善的控制装置,bms不再另设传感器及执行机构,而是通过接口直接由机组控制装置读取冷水机组监控参数,包括冷冻水供回水温度、冷凝水供回水温度、蒸发器冷媒压力、温度、冷凝器冷媒压力、温度、水流状态、冷冻水供水温度设定、冷机负荷、机油压力、温度、油位等参数,并对其进行相应的控制和管理;

(5)监视制冷机组、冷冻/冷却水泵、冷却塔风机、电动阀、冷冻/冷却水路的工作状态、运行参数和故障状态;

(6)bms还可提供中央制冷系统的运行报告,生成日、月报表,并随时或定时打印包括冷冻水、冷却水供/回水温度、流量、机组运行时间、运行状态、最大负荷等的动态曲线。

2.2 二次冷冻水换热系统?包括循环泵?

航站楼在东一、西一指廊的二层各设有两套板式二次冷冻水换热系统,每套系统由两台热交换器及三台循环泵组成。bms通过设在机房内的现场控制器对二次冷冻水换热系统进行监测、控制和管理。具体的监控原理如下:

(1)监测热交换器一次侧供水温度和回水温度及流量、二次侧供水温度及流量和回水温度,计算冷负荷,根据冷负荷来决定开启热交换器的台数,调节一次侧冷水回水阀开度,使二次侧供水温度保持在设定的的范围内;

(2)按程序编制的时间和顺序控制热交换器、循环泵、电动调节阀,并实现各设备间的联锁、联动和程序控制;

(3)监视热交换器、循环泵、电动调节阀的运行工作状态,热交换系统一、二次供/回水温度及流量,并以动态图形或数据表格的形式显示;

(4)系统可提供热交换器及配套设备的运行报告,生成日、月报表,并随时或定时打印包括一、二次供/回水温度、流量、机组运行时间、运行状态、最大负荷等的动态曲线。

2.3 组合式空调器

整个航站楼共设有204台组合式空调器,这些空调器均采用变频器控制,大楼bms分区域设置现场控制器对空调器及变频器进行监测、控制和管理。具体的监控原理如下:

(1)回风风管温度传感器检测回风温度,送至现场控制器与设定值比较,现场控制器根据比例积分运算结果,输出信号控制冷水电动二通阀的开度和新风/回风阀门的开度,同时输出信号控制变频器的输出频率,调节风机转速,使回风温度保持在设定范围内;

(2)根据事先排定的工作及时间表,定时对机组及变频器进行启停控制、联锁保护控制,监测机组运行状态、手/自动状态、故障报警等,同时自动机组工作时间,提示定时维护;

(3)根据航班动态信息和室内外温度自动控制空调器的最佳启/停和新风/回风量(变频控制)的大小;同时具有设定值再设定和夜间换气等节能功能;

(4)在过滤器两端设压差传感器,当空气过滤器两端压差过大时报警,提醒清理;

(5)通过co2传感器的检测值,自动调节新风阀及回风阀的开度,当回风co2浓度增高时,开大新风阀,增加新风量,当回风co2浓度较低时,可增加回风比例,达到节能效果。$page_split$

2.4 新风处理机

整个航站楼共设有36台新风处理机,大楼bms分区域设置现场控制器对新风处理机进行监测、控制和管理。具体的监控原理如下:

(1)送风风管温度传感器检测送风温度,送至现场控制器与设定值比较,现场控制器根据比例积分运算结果,输出信号控制冷水电动二通阀的开度,使送风温度保持在设定范围内;

(2)根据航班动态信息和室内外温度,定时对机组进行启停控制、联锁保护控制,监测机组运行状态、手/自动状态、故障报警等,同时自动机组工作时间,提示定时维护;

(3)在过滤器两端设压差传感器,当空气过滤器两端压差过大时报警,提醒清理。

2.5 大空间风机盘管

航站楼有部分大空间的公共场所设有风机盘管,传统的采用温控器进行温度调节的方式在此已不适用,一方面是由于周围很难找到地方就近按装温控器;另一方面即使安装了温控器,也很难进行管理,且容易让公众随意调节。对于这些风机盘管,设计中取消了温控器,通过分区域设置温度传感器,根据温度的变化情况,由现场控制器分区控制盘管内风机的高、中、低速运行,同时联锁开闭冷水电磁阀,既有效地调节环境温度,又防止能源浪费。

2.6 送/排风机

航站楼共设有98台送/排风机,大楼bms通过分区域设置的现场控制器对新风处理机进行监测、控制和管理。监控原理:根据事先排定的时间表(或室内co2浓度)自动控制送/排风机的启停,监测风机运行状态、手/自动状态、故障报警等,同时自动机组工作时间,提示定时维护。

2.7 平时/消防合用风机

航站楼共设有16台平时/消防合用风机,大楼bms通过分区域设置的现场控制器对风机进行监测、控制和管理。监控原理:根据事先排定的时间表(或室内co2浓度)自动控制送/排风机的启停(火灾时由火灾自动报警系统强制控制),监测风机运行状态、手/自动状态、故障报警等,同时自动机组工作时间,提示定时维护。

2.8 照明系统

航站楼的照明种类很多,也是能源消耗的大户。在设计中,通过对照明分区域、功能进行选择性控制,在保证不同时间、环境和场合的照明要求的前提下,最大限度地节省能源。对照明的具体分类监控如下:

(1)大空间照明(含到港、离港区域)的监控原理:大空间照明根据设定的定时控制程序并结合区域的使用功能、室内外光照度、时间段和航班动态信息,采用分级控制方式,控制各不同功能区域照明配电回路的分级通断,并有开关状态显示;

(2)标志灯箱的监控原理:根据设定的定时控制程序和航班动态信息控制区域标志灯配电回路的通断,并有开关状态显示;

(3)牌的监控原理:根据设定的定时控制程序控制区域牌配电回路的通断,并有开关状态显示及电量计量;

(4)办公区域公共通道照明及室外泛光照明的监控原理:根据设定的程序定时控制相应区域照明配电回路的通断,并有开关状态显示。

2.9 污水系统

航站楼在地下室共设有31套排污潜水泵,由于传统的采用水位计自动控制的方式既经济,又快速有效,故bms对其不作集中控制,只是通过分区域设置的现场控制器监视水泵的运行状态、故障报警及水池溢流水位报警等3个简单的信息。

2.10 环境参数的监测

在航站楼内,还根据需要分区域设有监测照度、温度、湿度、co浓度、co2浓度等参数的传感器,并通过现场总线将这些环境参数传至各有需要的现场控制器。

3 bms系统集成内容

航站楼bms除了对由现场控制器进行监控的设备进行集中管理外,还对一些自身具有独立控制系统的设备通过网关或网络互连方式,对这些设备进行监控和管理。

(1)与“冷水机组计算机控制系统”集成:航站楼设有两个中央制冷站,分别设于东、西设备房(地下),每个中央制冷站设有四台冷水机组,每台冷水机组自带计算机通信装置(共8台),每组冷水机组通信系统(共2组,分别设于东、西设备房冷冻站控制室)设一通信接口与bms网关通信,bms可对机组内部参数进行监测、设定及机组启停控制;

(2)与“智能空调系算机控制系统”集成:在航站楼的主楼、连接楼、指廊均设有智能空调系统,每个区域(共14区)智能空调系统分别由设备自带的智能控制系统实现自动监控,再通过通信接口(共14个)分别与该区bms网关连接,由bms进行集中监控;

(3)与“电力自动监测系统”集成:航站楼共设有14个10/0.4kv变电所,由独立设置的“电力自动监测系统”对14个变电所的中压、低压配电系统、变压器、发电机组进行自动监测,管理计算机设于主楼首层东北区总控中心,bms通过通信接口对该系统的参数进行实时或定时采集(单向传输),为bms数据库提供能源管理数据;

(4)与“ups不间断电源计算机管理系统”集成:航站楼弱电系统用ups不间断电源装置采用设备配套供货的计算机系统,管理计算机设于主楼首层东北区总控中心,bms通过通信接口对该系统进行集中管理;

(5)与“电梯/扶梯/自动步道计算机管理系统”集成:航站楼共设有垂直电梯45台、自动扶梯60台、自动步道54台,由电梯供货商提供配套的计算机管理系统进行集中监控,bms通过该系统的数据通信接口对电梯的运行状态、故障状态进行集中管理;

(6)与“机场信息集成系统”集成:bms通过通信接口与机场信息集成系统通信,接受航班信息动态数据和时钟信号,控制相应区域空调、照明系统的开关及调校系统时钟。bms除设备的故障信息外,定时向机场信息集成系统发送有关设备的工作状态、维护记录及能耗分析等数据和报表;

(7)系统集成模式:bms与“冷冻站”、“智能空调系统”等子系统或设备采用通过网关的控制器集成模式。bms与“电力自动监测系统”、“ups电源系统”、“电梯/扶梯/自动步道”、“信息集成系统”的计算机管理系统采用子系统集成模式,通过以太网实现网络互联,应用集成软件实现数据共享、处理和联动控制。

4 电源及线路

由于航站楼bms担负着整座大楼机电设备的管理工作,对供电的可靠性要求较高,因此,航站楼bms的供电均由就近的ups电源集中供电。bms主服务器及各分控计算机?工作站)的工作电源由控制室ups配电箱供电,各现场ddc的工作电源由就近弱电间ups配电箱供电。

航站楼bms通信线路根据不同的设备及场合采用不同的传输介质,bms主服务器与各分控计算机之间通过100m以太网络进行连接,传输介质采用四芯多模光缆;分控计算机(工作站)与现场控制器之间通过总线进行连接,通讯线采用双绞屏蔽电缆;现场控制器与末端设备(各类传感器、阀门、配电控制箱和执行机构)的线路根据不同的传输信息采用不同的传输介质,模拟量信息采用阻燃聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套双绞软电缆作为传输介质,数字量信息采用阻燃电线或多芯控制电缆作为传输介质。

5 小结

整个航站楼的楼宇设备管理系统(bms)采用分布式集散控制系统,并通过网关或网络接口与其它各子系统进行信息集成,将各子系统的有关信息汇集到一个系统集成平台上,通过对资源的收集、分析、传递和处理,从而对整个大楼进行最优化的监控,达到高效、经济、节能、协调运行状态,并与建筑艺术相结合,创造出一个舒适、温馨、安全的候机环境。

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    收录时间:2014年10月24日 22:45:12 来源:中国安防行业网 作者:佚名
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