楼控系统调试方案
时间:2019-07-05 15:16

楼宇设备监控系统(以下简称BAS),本系统是对机电设备进行集散式监控,优化系统运行控制、收集分析运行数据、故障自动报警,以延长设备使用寿命、节省能耗、简化管理、确保安全。系统运行全中文软件,配置电话拨号软件,实现远程监控,能在发现故障时自动拨号至主管工程师的手机上,通知其及时进行处理。本系统采用Honeywell公司的ComfortPointTM 8000系统,该系统采用BACNet网络结构,具备优良的兼容性和先进性、良好的稳定性和可靠性。

6.2.    本系统的监控范围

本系统监控、监测范围如下:
1)空调机房控制系统
2)空调、通风系统
3)热水(蒸汽)锅炉系统
4)游泳池循环过滤系统
5)给排水及污水系统
6)电梯及自动扶梯监测

具体见系统监控点表如下
序号    专业名称    数字输入(DI)    模拟输入(AI)    数字输出(DO)    模拟输出(AO)    备注
1    空调系统    275     177     109     166     系统设备采用NCU和DDC接入BMS,实现监控
2    冷冻系统    86     15     33     7     采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控
3    采暖系统    51     12     3     2     锅炉系统采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控。其他设备采用NCU和DDC接入BMS,实现监控
4    给排水系统    241     13     1          系统设备采用NCU和DDC接入BMS,实现监控。泳池热泵机组系统采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控
5    变配电系统    171     173     55          采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控。普通照明采用DDC接入BMS,实现监控。
6    发电机系统    22     13     4          采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控
7    电梯系统    51     8               采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控
8    消防系统    *                   采用通讯接口或协议接入BMS,BMS只监不控
9    冷房、冷藏库         3               系统设备采用NCU和DDC接入BMS,实现监控
     小计    897     414     205     175     注:招标文件未计入电梯部分
     总计    1691     

1.    系统配置

6.3.    中央系统的配置
在服务器上安装EBI服务器/工作站软件,配置标准BACnet客户端,连接各BACnet设备以及本项目中其他EBI系统,实现集成。
配置标准OPC客户端,用于连接第三方系统,实现集成。
子系统接口开发:冷水机组接口、配电系统接口、发电机组接口、智能照明系统接口、电梯系统接口、泳池热泵接口、锅炉系统接口、消防系统接口等。
6.4.    现场设备配置
现场控制器全部选用Honeywell公司最新推出的ComfortPointTM系列控制器CP系列。
以太网级的DDC控制器采用Honeywell公司最新的基于IP的具有扩展能力的BACnet控制器CP-IPC,采用32位CPU,64MB内存,24个物理点可扩展至128个,1500个软件点,支持扩展I/O模块,配置灵活。内置BACnetIP路由器,无须另行增加任何BACnet路由设备,1个10M/100Mbps的Ethernet TCP/IP口和3个MS-TP BACnet口,每条BACnet MSTP扩充多达30个现场控制器。



6.5.    系统调试
调试条件
1、DDC及相关的传感器执行器已经安装完成,并检查接线正确;
2、各设备机房具备正常的电源;
3、受监控机电设备已经由相关专业完成单机通电调试;
4、相关机电设备提供商提供设备的详细说明书,并能到现场配合联动调试;
5、调试工具准备:笔记本电脑1台,对讲机1对,手电筒2支,万用表1只,专用测试设备(如温度\湿度\压力)1套。
温湿度传感器调试
1)    要求有24VAC的电源,校准温湿度传感器,万用表。
2)    正确接线通电30分钟后,如果其测量值与校准温湿度传感器比较,如果精度满足要求,则合格,如果精度不满足要求,可以使用软件对其进行补偿,在进行补偿后,如果精度满足要求,合格。
压力传感器调试
1)    要求有8VDC的电源,校准压力传感器,万用表。
2)    正确接线通电30分钟后,如果其测量值与校准压力传感器比较,如果精度满足要求,则合格,如果精度不满足要求,可以使用软件对其进行补偿,在进行补偿后,如果精度满足要求,合格。
流量传感器的调试
1)    要求有24VDC电源,万用表。
2)    将流量传感器探头正确插入静止的水中,通电30分钟后,用万用表测出其输出电流,如果与4mA比较,在误差范围内,则合格,如果不是,则按住ZERO键1分钟以上,让传感器归零。
6.5.1.    DDC加电调试
供电之前,对DDC盘内所有电缆和端子排进行目视检查,以修正显性的损坏或不正确安装。
确认安装按安装手册详细步骤实施完毕。
检查接线端子,以排除外来电压。
注意在控制器底座和现场接线过程中及控制器逻辑模块安装之前,确保控制器屏蔽接地连接的完整性。
现场接线的检查
使用万用表或数字电压表,将量程设为高于220V的交流电压档位,检查接地脚与所有AI、AO、DI间的交流电压。
测量所有AI、AO、DI信号线间的交流电压。若发现有220V交流电压存在,查找根源,修正接线。
注意:盘柜的所有内部线和外部线均要进行测试和检查,坚决杜绝强电串入弱电回路!
接地测试
将仪表量程设在0~20K电阻档。
测量接地脚与所有AI、AO、DI接线端间的电阻。
任何低于10K欧姆的测量都表明存在接地不良。检查敷线中是否有割、划破口,传感器是否同保护套管或安装支架发生短路。检查第三方设备是否通过接口提供了低阻抗负载到控制器的I/O端。
为毫安输入信号安装250欧姆或500欧姆电阻。
按I/O模块表设置模块地址及安装模块。
通电测试
先不安装电源模块,将DDC盘内电源开关置于“断开”位置。此时将主电源从机电配电盘送入DDC箱。
闭合DDC盘内电源开关,检查供电电源电压和各变压器输出电压。
断开DDC盘内电源开关,安装电源模块和CPU模块,将DDC盘内电源开关闭合。检查电源模块和CPU模块指示灯是否指示正常。DDC-测试报告
DDC编号                               备   注
A项  加电之前        
所有设备已安装和接线                      
按安装手册正确安装                        
外来电压检查                        
不正确接线检查                        
接地不良测试                        
安装250或500欧姆电阻                        
B项  供电        
机电配电盘供电                        
开关闭合,检查市电电压                        
开关闭合,检查变压器输出电压                        
设置控制器时间、日期和地址                        
设置控制器通讯速率                        
C项下载程序        
DDC数据变换                        
程序下载至CPU                        
D项  检查测试表        
DDC程序下载完成后签属测试表                        
注释:

6.5.2.    BA系统监控设备调试
1、空调机组的调试方案
空调机组“关”状态下的目视及功能测试:
目视检查所有设备的接线端子(所有端子排接线,机电设备安装就绪,做好运行准备等)
目视检查温湿度传感器、压差开关、水阀及执行器、风阀执行器的安装和接线情况,如有不符合安装要求或接线不正确情况则立即改正。
通过BAS手持终端(手操器),依次将每个模拟输出点,如水阀执行器、风阀执行器、变频信号等手动置于100%,50%,0;然后测量相应的输出电压信号是否正确,并观察实际设备的运行位置。
通过手操器,依次将每个数字量输出点,如风机启停等分别手动置于开启,观察控制继电器动作情况。如未响应,则检查相应线路及控制器。
将电器开关置于手动位置,当送风风机关闭时,确认下列事项:
送风风机启停及状态均为“关”。
冷热水控制阀关闭。
所有风阀处于“关闭”位置。
过滤器报警点状态为“正常”。
风机前后的压差开关为“关”。
空调机组送风风机启停检查
保证无人在空调机内或旁边工作,确认送风风机可安全启动。按下列步骤检查:
用鉴定合格的压差计,标定风机前后压差开关。当压差增至设定值(可调)时,使压差开关状态翻转。标定好后,作好标定记录。
用鉴定合格的压差计,标定过滤器报警压差开关。使压差开关在压差增加至设定值(可调)时状态翻转。标定好后,作好标定记录,表明该压差开关已标定。
将机组电气开关置于自动位置,通过BAS手持终端(手操器)启动送风风机,送风风机将逐渐提速,确认风机已启动,送风风机运行状态压差开关为“开”。通过BAS手持终端(手操器)关闭风机,确认送风风机停机,送风风机运行状态压差开关为“关”。
将“自动-手动”开关仍置于“自动”位置,再次启动送风风机,以便作进一步测试。
空调机组温度控制
采用PID控制,实际温度高于设定温度,冷水调节阀(MV01)以被控对象的温度为目标进行PID调节。实际温度低于设定温度,冷水调节阀(MV01)关闭。被控对象的温度已达到控制的要求内,此时,保持冷水调节阀(MVOI)的开度。
空调机组过滤器报警
当空调机组送风风机状态为“开”时,确认过滤器阻塞报警点为“正 常”。
用一块干净纸板或塑料板部分阻塞过滤器网,使检定合格之压差计测得的过滤器前后压差超过开关点设定值(如250Pa,可调),确认BAS手持终端(手操器)上的报警输入点为“报警”。从过滤网上移去纸板或塑料板,确认过滤器阻塞报警点恢复正常。
连锁功能测试
当空调机组运行状态为“关”时,检测以下设备是否正常:
水阀执行器是否为0%,风阀执行器是否为0%;
当空调机组运行状态为“开”时,检测以下设备是否正常:
水阀执行器是否进行正常调节,风阀执行器是是否开到预置位置,当模拟风机故障时是否可以停机;
最终调整与标定
待冷冻水机组和热交换系统调试完毕,冷热水可以供给大厦的各空调机组之后,可以进行温、湿度传感器的标定和温度控制回路的细调。
让空调机组在全自动控制下运行足够长的时间,以使被控区域温湿度趋于稳定。用检定合格的温度仪表和湿度仪表,标定温度和湿度传感器,通过调试软件在DDC控制器内作必要的调整。
系统稳定之后,细调PI温度控制回路,以确保温湿度设定点的改变不致引起系统的振荡。一旦发生振荡,改变控制回路的PI参数,以获得所有负载条件下的稳定控制。
固定和手动模式的复位
所有测试完成之后,与空调机组相关的所有输入、输出点均应处于全自动模式,并将各个受控变量置于设计的设定值。

2、新风机组调试
新风机组“关”状态下的目视及功能测试
目视检查所有设备的接线端子(所有端子排接线,机电设备安装就绪,做好运行准备等)
目视检查温度传感器、水阀及执行器、风阀执行器的安装和接线情况,如有不符合安装要求或接线不正确情况则立即改正。
通过BAS手持终端(手操器),依次将每个模拟输出点,如水阀执行器手动置于100%,50%,0;然后测量相应的输出电压信号是否正确,并观察实际设备的运行位置。
通过手操器,依次将每个数字量输出点,如风机启停、风阀执行器等分别手动置于开启,观察控制继电器动作情况。如未响应,则检查相应线路及控制器。
将电器开关置于手动位置,当送风风机关闭时,确认下列事项:
送风风机启停及状态均为“关”。
冷热水控制阀关闭。
所有风阀处于“关闭”位置。
风机前后的压差开关为“关”。
新风机组送风风机启停检查
保证无人在空调机内或旁边工作,确认送风风机可安全启动。按下列步骤检查:
用鉴定合格的压差计,标定风机前后压差开关。当压差增至设定值(可调)时,使压差开关状态翻转。标定好后,作好标定记录。
将机组电气开关置于自动位置,通过BAS手持终端(手操器)启动送风风机,送风风机将逐渐提速,确认风机已启动,送风风机运行状态压差开关为“开”。通过BAS手持终端(手操器)关闭风机,确认送风风机停机,送风风机运行状态压差开关为“关”。
将“自动-手动”开关仍置于“自动”位置,再次启动送风风机,以便作进一步测试。
新风机组温度控制
随着送风风机状态为“开”,执行下列检查:
在“制冷”工况下,如果送风温度高于设定温度,程序可以自动开大冷水阀开度,并关闭热水阀;当送风温度低于设定温度时,程序可自动减小冷水阀开度。
在“制热”工况下,如果送风温度高于设定温度,程序可以自动减小热水阀开度,并关系冷水阀;当送风温度低于设定温度时,程序可自动开大热水阀开度。
(注, 调试报告中所列值均为参考值,以批准设计值为准。)
注:由于PID控制环节积分时间的作用,执行器将花费一定时间,才能将阀门全开或全关。
连锁功能测试
当空调机组运行状态为“关”时,检测以下设备是否正常:
水阀执行器是否为0%;
当空调机组运行状态为“开”时,检测以下设备是否正常:
水阀执行器是否进行正常调节,当模拟风机故障时是否可以停机;
最终调整与标定
待冷热源条件具备后,可以进行温、湿度传感器的标定和温度控制回路的细调。
让新风机组在全自动控制下运行足够长的时间,以使被控区域或房间温度趋于稳定。用检定合格的温度仪表和湿度仪表,标定温度和湿度传感器,通过调试软件在DDC控制器内作必要的调整。
系统稳定之后,细调PI温度控制回路,以确保温度设定点的改变不致引起系统的振荡。一旦发生振荡,改变控制回路的PI参数,以获得所有负载条件下的稳定控制。
固定和手动模式的复位
所有测试完成之后,与空调机组相关的所有输入、输出点均应处于全自动模式,并将各个受控变量置于设计的设定值。
3、排风机的调试
排风机“关”状态下的目视及功能测试
目视检查所有设备的接线端子(所有端子排接线,机电设备安装就绪,做好运行准备等)
目视检查风机电控柜接线情况,如有不符合安装要求或接线不正确情况则立即改正。
通过手操器,依次将每个数字量输出点,如风机启停手动置于开启位置,观察控制继电器动作情况。如未响应,则检查相应线路及控制器。
当排风风机关闭,确认下列事项:
排风风机启停及状态均为“关”。
风机故障报警点为“正常”。
排风机机启停检查
保证无人在送、排风机旁边工作,确认排风机可安全启动。按下列步骤检查:
将机组电气开关置于自动位置,通过BAS手持终端(手操器)启动送、排风机,确认风机已启动,风机运行状态为“开”。通过BAS手持终端(手操器)关闭风机,确认风机停机,风机运行状态为“关”。
将“自动-手动”开关仍置于“自动”位置,再次启动排风风机,以便作进一步测试。
固定和手动模式的复位
所有测试完成之后,将送、排风机置于全自动模式。
6.5.4 冷热站调试方案(此部分删除)
冷热站被控设备目视及功能测试
目视检查所有设备的接线端子(所有端子排接线,机电设备安装就绪,做好运行准备等)
目视检查温度传感器、压力传感器、水阀执行器(含旁通调节阀)、水流开关的安装和接线情况,如有不符合安装要求或接线不正确情况则立即改正。
通过BAS手持终端(手操器),依次将每个模拟输出点,如水阀执行器手动置于100%,50%,0;然后测量相应的输出电压信号是否正确,并观察实际设备的运行位置。
通过手操器,依次将每个数字量输出点,如冷却水泵启停分别手动置于开启,观察控制继电器动作情况。如未响应,则检查相应线路及控制器。
联动调试
在单点调试完成后,可以进行系统联动调试。
1)冷水机组的程控启动和停止
监控对象    监控内容    运行方法
冷水机组程控启动和停止    
BAS程控启动冷水机组    先开冷冻机冷冻水管总蝶阀,并关闭热泵风冷机组水管蝶阀;
收到总管蝶阀开启信号后启动冷却塔风机;
风机运转后开冷却塔电动阀;
冷却塔电动阀开启后起动冷却水循环泵;
起动冷冻水循环泵;
待检测到冷水机组冷却水管和冷冻水管上的液流开关都动作后10s(现场整定)启动冷水机组(液流开关动作是冷水机组启动运转的前提条件)。
BAS程控停运冷水机组    先停机组;
机组停运5分钟后(现场整定)停冷却水泵;
冷却水泵泵停后关闭冷却塔阀门;
阀门关后停冷却塔风机。
机组停运10分钟后(现场整定)停冷冻水泵;
所有设备停止后关闭冷冻水总管蝶阀;
群控过程中任一设备发生故障,则该组退出群控。
我们将根据以往调试运行经验和机组工艺条件提供优化的程控方案,在调试时根据制冷系统的运行情况做出适当的调整。
2)优先投运设备的选择和自动投切控制
制冷系统中,将1#冷却塔、1#冷却水泵、1#冷冻水泵、1#冷冻机分为第1组;将2#冷却塔、2#冷却水泵、2#冷冻水泵、2#冷冻机分为第2组;将3#冷却塔、3#冷却水泵、3#冷冻水泵、3#冷冻机分为第3组,各组设备互为备用。
4-7#冷冻水泵和4#、5#冷却水泵为备用泵,当1-3#中任意一台出现故障时,系统报警,并开启该台水泵的旁路蝶阀,开启4#泵作为备用泵启动,当备用泵开启后再有第二台水泵出现故障时,系统将再次出现故障的组停用,并报该组不能投入的报警,投入优先投入设备组。
根据备用设备的累计运行时间,选择积算运行时间最短的组作为优先投运设备;
根据运行设备的累计运行时间,选择积算运行时间最长的组作为优先停运设备。
在运行设备组发生故障时(或系统需要更多组设备投入运行时),优先投运设备组自动投入运行;
在系统判断需要停运设备时,优先停运设备自动退出运行。
3)冷水机组的运行控制
实现冷水机组的群控,由冷冻水的供/回水温度传感器和流量传感器测量出整个大楼的制冷负荷Q=F*△T,根据实际冷负荷控制冷水机组及水泵的运行台数,以达到节能效果。
根据任意组合原则,冷水机组最佳工作点,以及故障的自动切换控制。
在冷水机组停机内半小时不起动。
自动检测冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风机的工作状态,并实现开启台数、分配工作时间及故障自动切换的控制。

6.6.    楼宇设备控制软件调试
6.6.1.    开发、调试阶段
该阶段是整个BMS实施过程中的重点和难点。软件通信接口(网关)开发和系统调试工程师必需掌握上面提到的知识,对本项目BMS系统图,功能技术方案中的要求有充分的熟悉和理解,清楚了解所要完成的任务内容。该阶段是有三大块组成;通信接口的软件开发、系统组态和系统现场调试。
系统组态的部分工作要等接口软件开发完成后进行,系统现场调试要等上二大块完成后进行。系统组态和现场调试可统称为系统调试。
6.6.2.    通信接口软件的开发
通信接口软件的开发也可叫集成管理软件的二次开发,即根据集成管理软件提供与其他系统进行通信的接口函数,结合子系统提供的协议或开发包等等,开发接口通信动态连接库或OPC-ServerS。该阶段又可分为三个时间段:协议分析,协议测试和软件编程、调试。

a) 物理接口连线类型
若BMS主机与子系统主机实现主机对主机相连,接口物理连线有二种:RS-232串口线和网络线。若连线直接来自于他子系统的控制器,则要通过转换模块转换成这二个物理接口形式,再与BMS主机的串口或网口相连。如子系统的总线采用RS-485总线,则通过RS-485/RS-232转换模块后接入到BMS主机的串口接口。

协议分析
若子系统提供的RS-232或RS485,由于协议没有统一的标准,BMS实施工程师就要对协议进行分析:协议的数据格式、通信参数、每个字段的含义、等等。并可直接在办公室的计算机上进行测试。
若子系统提供NetApi,NetDDE等,需分析了解数据通讯方式,通讯设置方法,数据包的详细准确的解释说明等等技术参数。当子系统提供的是开发包,需了解分析函数调用的详细说明和使用示例等。有不明确的地方同子系统方的工程师联系。有时,协议一定要到现场测试后才能了解清楚。
对于一些标准的协议,不用多费心去分析起内部的技术参数,直接安装上BMS软件供应商提供的网关,进入系统调试这一步。
协议测试
当现场子系统调试人员,通知你该子系统基本可运行时,你可进入现场,检查BMS系统与各子系统的全部连线是否敷设好,在接线头是否做好并接好。安装好本系统操作系统、BMS软件、数据库服务器软件以及一些常用的测试软件等,当这些准备工作做好,就可以对协议进行现场测试。
启动子系统,调试人员可以用一些测试软件测试子系统上传数据或下发命令,进一步对协议的理解和确认。
软件编程、调试对与子系统提供的接口协议或其他的通信方式的技术参数、使用示例等等了解清楚后,就可以放心地开发接口通信网关。
根据集成软件提供的软件接口函数和子系统提供的接口通信协议或函数,软件工程师就可以在相关的软件开发平台编写网关代码,通过编译、调试生成网关应用程序。有的网关可直接通过软件测试工具在办公室里测试:运行网关程序,在集成管理软件进行几个点的组态后运行,运行软件测试工具,通过在组态页面和软件测试工具界面操作(读、写),就能在上页面或界面上观察到传输数据的正确性,反映出编写的网关是否成功。往往大多种网关的测试要到现场,开启子系统软件平台后进行。这一步也可归到系统的现场调试、运行阶段。
6.6.3.    系统的调试
集成管理系统的调试流程如图2所示。

图2 集成管理系统调试
该阶段工作要求准备好下列施工资料:BMS系统图,设计方案及设备清单。各子系统原理/接线图,点位图的技术规格说明,I/O点数表。
调试工程师必须对上面所提资料中的原理、技术功能有充分的理解,清楚了解所要完成的任务内容及其施工顺序。对各级通信网络所有的网络结点均有计划好的名称,代号和地址。
在BMS调试前要求BMS系统与各子系统的全部连线在现场安装就位,并接好所有电缆线(协议测试阶段也要做到这些工作)。其安装质量符合国家标准和有关规定。该阶段与接口协议的开发(网关的开发)可穿插进行,但在监控点配置、组态之前,接口网关应已开发结束。
2.3.1系统组态
系统组态有以下几部分:监控页面设计,监控点配置、组态。
监控页面上信息的控制结构大多采用树型结构,可通过鼠标点击层层深入直到在电子地图上的具体的设备或较大设备的运行原理示意图或表格式显示图。背景图片尽量根据建筑物的特点来设计,各控制、显示点在监控页面上要设置清楚、美观、形象、生动,操作顺敞,观察容易。电子地图要清晰,上面的设备点按实际位置、方向摆放。
安装好已开发的接口软件网关,根据各子系统的点位图表,进行相应监控点的配置,设置一些传统的监控管理功能,如时间表、趋势图、报警。
通过BMS软件平台的拖/放功能,可以很方便地进行监控点的组态,但要细心。当点位数量很多时,组态时间长会看得眼花缭乱,容易出错,最好做一些分段标记,便于调试。调试结束时去掉相应的表记。
2.3.2 系统总体调试、运行
集成系统总体调试步骤是先完成BMS系统与单个子系统的连接调试,再分别逐步进行系统集成,组成较大的控制系统,最终完成整个网络系统的调试。该阶段需要子系统现场调试工程师的很好技术配合。由于要观察核对监控点的实际状态和操作结果,需现场电工的协助。

6.7.    调试人员及时间安排
本系统调试测试过程,计划需要2—4人投入到测试调试中,原计划从20XX年X月XX日调试,15个工作日完成。