智慧医院医院智能弱电项目楼宇自控系统建设方案设计单位： 建设单位： 编制日期：目录第一章 项目概述31.1. 项目情况41.2. 设计思路51.3. 需求梳理61.4. 需求分析8第二章 系统设计102.1. 建设目标102.2. 设计思路112.3. 设计原则122.4. 设计目标14第三章 系统功能153.1. 集散分布式结构153.1.1. 网络管理域153.1.2. 网络数据域153.2. 冷热源系统监控163.2.1. 系统功能163.2.2. 自动控制173.3. 空调机组控制263.3.1. 监控对象263.3.2. 监控功能273.4. 新风机组控制293.4.1. 监控点位293.4.2. 监控功能313.4.3. 节能运行313.5. 送/排风机监控323.6. 给/排水系统333.7. 变配电系统343.7.1. 设备监测内容343.7.2. 2、监控要求353.8. 电梯系统363.9. 照明系统373.10. 其它医疗专业系统383.11. 与第三方设备联网40第10页第1章 项目概述利用自动化技术和计算机网络/控制技术建设一套具备集散控制网络特征的楼宇自控网络系统，对智慧医院内包括冷热源系统、空调机新风系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯与自动扶梯系统以及其他一些医疗专业系统在内的机电设备进行优化控制，为整个智慧医院创造一个健康、舒适和安全的工作环境。达到节能降耗、提供物业管理水平、延长设备寿命的目的。1.1. 项目情况智慧医院项目总用地19、8万平方米，总建筑面积约30万方，总体规划医院由感染楼，教学科研楼及肿瘤中心，医疗楼等部分组成。整个院区建筑面积宏大、结构复杂，每天就诊的患者众多，因此如何为医院内的患者和家属营造一个健康、舒适的就诊环境；为医护工作者提供一个健康、安全、舒适的工作环境，就是摆在大楼的建设者面前的第一道难题。同时为了保证整个医院业务的正常运转，院区楼内集中了大量的机电设备和各种高精尖的医疗设备。如何降低楼内机电设备的能耗，提高物业管理的自动化水平，降低管理和维护成本、延长设备的使用寿命便成为大楼的管理者的又一道难题。建设一套完善的楼宇自控系统就可以解决这两个问题。楼宇自控系统对大楼内水、电、风、医疗气体、环境等多个机电子系统进行优化控制、自动监测。通过收集、记录、保存、管理各子系统中的重要信息、数据等，并对其进行分析，判断大楼内的环境质量、设备的运行时间等，确定设备的运行策略。并与其它的智能化子系统进行通讯和必要的联动控制，以致力于创造一个高效、节能、舒适、安全的医院环境，并对大楼的突发事件做出紧急反应。医院楼宇自控系统控制模型图1.2. 设计思路本系统的主要设计思路：v 采用先进控制设备，针对各类型机电设备具有完善、成熟的控制模型可参照；v DDC不依赖于上层管理网络独立运行、不受整个系统的其他故障影响；v 采用TCP/IP协议组网，便于管理和维护；v 控制设备与受控设备的对应关系尽可能的清晰明了，降低系统的复杂性，更加实用；v 采用开放标准的产品，拒绝使用采用封闭私有协议的产品，保证系统的开放性，确保系统未来的可扩展性；v 选择MTBF尽量长的产品，并且系统在断电或者其他故障后有能力自动修复，确保系统的可靠性。1.3. 需求梳理通过对原设计图纸的研读，我们得知：原设计采用总线制的楼宇自控系统，符合集散控制系统要求，具备分布式系统的特点；主要控制内容为空调、新风机组、送排风设备、给排水设备、配电设备等；控制设备与受控设备基本一对一配置，DDC箱与强电控制箱对应放置；原设计图纸需要深化的内容主要有以下一些：自控图纸缺少大样图，平面图纸只有控制器至电控箱的连线，现场传感器、执行器至控制器线缆、设备数量，安装位置均未很好体现、未将原理图与相对应的机组进行对应；缺少冷站热站内自控系统图及平面图，原理图；缺少DDC配置表，有待深化；图纸中位采用总线结构，总线通讯理论最远距离为1200米，最快速率：115、2kbps（以较常见的RS485为例），通讯速率较慢，建议改为三层结构，上层为以太网，并以TCP/IP为其通讯协议，带有处理器的DDC控制器直接接入以太网上，并将图纸中受控设备按照功能和区域进行整合，充分利用DDC控制器的点位，减少设备投入。建议增加部分区域的现场EIB控制：大厅照明、风机盘管采用分区、分主、辅照明在现场由EIB控制。各诊室、护理单元走廊区域的照明灯具相隔安排，除应急照明灯以外，其余灯具（包括走廊的空调风机盘管）由各护士站、分诊台现场EIB控制。各公共区域的灯具做为主照明由楼宇自控系统控制，但电梯厅的照明安排主照明和辅助照明，现场分开控制。同时建议所有病房内电视回路纳入EIB系统，解决病房熄灯后，存在病人或者陪护人员看电视的问题，影响其他病人休息。1.4. 需求分析根据智慧医院的建筑的特点并结合我们以往医院楼宇自控系统建设经验，我们总结出以下几条智慧楼宇自控系统建设的需求：v 医疗大楼对室内环境有着较高的要求，从确保环境舒适、健康角度出发，楼宇自控系统要加强环境控制能力，通过对送/排风、空调系统的精细控制满足医疗大楼内部环境要求。v 楼宇自控系统能够通过对空调、通风等系统的连续性调节，从而精确控制温度，克服人体对环境变化的“适应性”，及时调整设备运行状态，减少了“空转”浪费。v 通过楼宇自控系统对机电设备的自动化控制和集中管理，极大地减少日常巡视的维护工作量，减少每班工作人员。这样就可大大的节省人力资源。v 楼宇自控系统能够保证建筑物内机电设备的运行安全，通过对设备有计划的使用、实现设备的最低折旧。通过对设备运行的趋势分析，可以对设备故障进行提前预警。v 系统随时监控大楼内的安全状况，一旦发生突发事件，系统可调动各机电设备按照设计好的预案进行动作，同时利用跨系统联动功能实现灾害控制的自动化管理，提高楼内人员与设备的整体安全水平和灾害防御能力。第2章 系统设计2.1. 建设目标我们对以下系统进行监控：第38页l 冷热源系统l 空调机新风系统l 送排风系统l 给排水系统l 变配电系统；l 照明系统l 电梯与自动扶梯系统；l 其它医疗专业系统； 2.2. 设计思路楼宇自控系统就其功能来看，主要的目的在于：v 确保建筑物（群）内环境健康、舒适；v 提高建筑物自身以及人员与设备的整体安全水平和灾害防御能力；v 通过最佳控制节省消耗；v 提供可靠的、经济的最佳能源供应方案， 进行节能管理；v 使设备高效运行，减轻人员劳动强度；v 不断地、及时地提供有关设备运行情况的资料，集中收集、整理，作为设备管理决策的依据，实现设备维护工作的自动化；v 对不同的子系统采用不同针对性的设计，对于那些精细化控制能够产生明显收益的子系统，例如空调、冷热源、新风机组等能耗大户的控制管理投入可以加大。服务于管理的控制功能，例如照明控制、变配电监视等子系统只要实现集中管理功能即可。2.3. 设计原则在系统设计过程中，我们遵循以下设计原则：l BA系统充分体现分散控制、集中管理的特点，保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠。l BA结构形式为模块化，控制方式需极其灵活，控制层的维护和扩展需极为方便，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完成投入使用。l BA系统能够满足业主在管理上节省费用的要求，投入有效的使用能量即能保证房间的高标准和舒适性。l BA系统需基于Windows 2000/XP 平台的系统软件包，可直接进入中央计算机网络集成系统，与其他进入集成系统的各子系统进行信息交换。l BA系统必须保证网络结构的开放性和兼容性，确保了它和先进通讯技术结合的能力，并且保证系统结构在产品更新换代时的延续性。l BA系统的图形工作站可以进入以太网进行数据管理（TCP/IP），实现区域性数据联网，提高管理水平，速率可达到10/100Mbps。l 采用基于以太网TCP/IP协议传输的现场直接数字控制器（DDC），速率可达到10/100Mbps。l BA现场控制器在不依靠较高层处理器的情况下，可以独立工作或连网以完成复杂的控制、监视和能源管理功能。l 采用全中文化、图形化的管理界面，便于工作人员掌握系统的操作。2.4. 设计目标医疗建筑对室内环境有着较高的要求，从确保环境舒适、健康角度出发，楼宇自控系统要加强环境控制能力，通过对送/排风、空调系统的精细控制满足医疗大楼内部环境要求。楼宇自控系统能够通过对空调、通风等系统的连续性调节，从而精确控制温度，克服人体对环境变化的“适应性”，及时调整设备运行状态，减少了“空转”浪费。通过楼宇自控系统对机电设备的自动化控制和集中管理，极大地减少日常巡视的维护工作量，减少每班工作人员。这样就可大大的节省人力资源。楼宇自控系统能够保证建筑物内机电设备的运行安全，通过对设备有计划的使用、实现设备的最低折旧。通过对设备运行的趋势分析，可以对设备故障进行提前预警。系统随时监控大楼内的安全状况，一旦发生突发事件，系统可调动各机电设备按照设计好的预案进行动作，同时利用跨系统联动功能实现灾害控制的自动化管理，提高楼内人员与设备的整体安全水平和灾害防御能力。第3章 系统功能3.1. 集散分布式结构3.1.1. 网络管理域v 采用高速以太网组成建筑物的信息主干网，符合TCP/IP协议。v 利用OPC技术支持多种开放式协议（包括BACnet、ARCnet、LONTALK），兼容多种标准接口软件（包括ODBC、DDE等）v 可即时访问多个个人计算机图形工作站，对 Apogee 系统实行监测和控制，也可从系统上获取报警信息和事件记录，并为系统提供10M波特率的通讯速度。3.1.2. 网络数据域v 采用模块式智能型控制器，可完全独立于中央站工作，作为网络的节点，实现相互间的双向通讯和数据交换。当系统通讯发生故障时，各个DDC仍然能独自完成正常的监控功能。3.2. 冷热源系统监控业主征集任务说的要求冷热源系统的控制是由冷水机组厂家完成群控后，通过OPC服务端集成入BAS系统，由BA系统统一监控和管理，具体集成内容和管理界面由深化设计时与各系统的施工和供货商协调确定，需要各单位的支持和配合。本方案中我们提出冷热源的控制策略仅供冷热源群控专业参考。对制冷机组整体控制可提供对冷水机组运行工况的监测、控制及诊断；可按每天预先编排的时间程序和大楼的冷负荷情况来启停制冷机组；可将单个机组或整体系统即时和以往累积报告给出；提供对冷却塔运行工况的监测、控制及诊断；可按每天预先编排的时间程序及负荷来启停冷却塔。3.2.1. 系统功能主要监控内容如下：v 冷水机组运行状态、故障报警和手/自动状态（DI）v 冷冻机组启停控制（DO）v 冷冻回水总管流量监测（AI）v 冷冻供回水总管压力监测（AI）v 冷水系统供回水温度检测（AI）v 冷冻水泵启停（DO）v 冷冻水泵运行状态、故障报警（DI）v 监测各设备运行时间v 冷却水泵启停（DO）v 冷却水泵运行状态、故障报警（DI）v 冷却塔风机启停（DO）v 冷却塔风机状态、故障报警和手/自动状态（DI）v 冷却水回水温度监测（AI）v 监测各设备运行时间v 以上工况均可在彩色显示器上显示