太原市供水调度中心大楼智能化系统工程
2015-01-26 10:32:44   来源：北京机械工业自动化研究所   评论：0 点击：

北京机械工业自动化研究所

    1.1 建筑工程概况

    太原市供水调度中心大楼由太原市自来水公司投资兴建，承担太原市各水厂和加压站供水调度、配水管网水质水压监测以及水费征收等工作，是国家城市供水水质监测网的重要组成部分，为办公用建筑。

    1.2 建筑基本概况

    太原市供水调度中心大楼坐落在山西省太原市解放路与北大街交汇路口的东北角。整个建筑由主楼与裙楼两部分组成。主楼部分地上11层，地下1层；裙房部分地上局部4层，地下1层。地下1层设六级人防、冷冻机房、水泵房、停车库、变电所等各类用房；1层设收费大厅、对外办公用房、消防控制室、厨房；2～4层设大开间办公室、餐厅、厨房、多功能厅；5～10层设日常办公用房、大空间办公室、会议室、微机房；11层设指挥调度中心、配套办公用房、会议室；屋顶有电梯机房、水箱间等辅助用房。建筑高度51.2m，总建筑面积2.2万㎡。工程于2003年1月开工，2006年1月竣工。

    1.3 建筑智能化系统设置概况

    建筑智能化系统由楼宇自控系统、综合保安系统、背景音乐及紧急呼叫系统、综合布线系统、有线电视系统、计算机网络系统、防雷和接地系统等七个子系统组成，系统建设的投资为270万元人民币。

    1.4系统运行、验收、维护概况

    系统主要功能于2006年1月投入使用，2006年10月通过验收，由于某些功能的调试不具备条件而作为遗留问题在验收后处理。到目前楼控系统已经过两个采暖期的运行，其他子系统运行正常。

    2．1建设项目工程总体建设目标及功能需求分析

    监控调度指挥中心作为一座高品位的现代化智能大厦，将采用现代化的楼宇自动化控制系统进行管理。本着系统既要先进、实用、可靠，又要做到投资合理、效益最佳的目的，该工程的系统设计应具有充分的可靠性、先进性以及一定的灵活性、扩展性，使之能够充分满足现代智能化大厦的各种需要，并能满足业务扩展的需求，同时要求还应具备升级能力，使该智能大厦在今后相当长的时间内仍能够保持先进地位。

    2．2建筑智能化系统建设目标及在行业应用中的共性和个性需求分析

    自上世纪最后10年，国家对信息化建设的投入越来越大，迄今，已初步建成覆盖全国的公众信息网络，国家对信息化建设的关注创造了“共享时代”的网络信息化大环境。企业信息化的核心内容是用将计算机、网络、知识集成起来的方法和手段来协调和组织企业的活动，以达到建立高效的企业管理机制的目的。企业信息网一方面需要从公众信息网中取得大量有用的知识，但另一方面又要通过自身的建设为公众信息网提供信息服务。企业信息网成为公众信息网的一个节点，企业信息化的建设形成了企业和社会的双赢。

    太原市供水调度中心大楼智能化系统和调度系统的建设改变了传统的信息获取和数据处理方式，适应了极度密集的信息量和成倍增长的数据处理的要求，提高了工作效率和工作质量，方便了部门之间的信息交流，更为公司决策层能及时、方便、全面的获得各种所需要的信息，迅速、准确的作出决策提供了技术支持和保障。同时，该系统的建设还应为大楼中的人员提供一个节能、舒适的办公环境。

    3.1设计思想和原则

    本着系统既要先进、实用、可靠，又要做到投资合理、效益最佳的目的，该工程的系统设计应具有充分的可靠性、先进性以及一定的灵活性、扩展性，使之能够充分满足现代智能化大厦的各种需要，并能满足业务扩展的需求，同时要求还应具备升级能力，使该智能大厦在今后相当长的时间内仍能够保持先进地位。

    3.2系统总体方案设计

    未来的企业是网络化、集成化、信息化、智能化、创新化的企业，网络化是基础，供水调度系统及大楼智能化系统建设就是企业信息化建设的基础。

    在本方案对系统总体结构的设计中，充分考虑到了企业信息化建设的总体目标，立足于先进的理念，采用国内外著名厂商的成熟、先进的产品和技术，实现了系统从数据采集、数据存储到数据处理、决策支持的完美集成。

    系统包括供水调度系统、大楼智能化系统两个部分。

    供水调度系统包括；供水SCADA、管网平差计算、管网地理信息等三个子系统。

    大楼智能化系统包括：楼宇自控、综合保安、背景音乐及紧急呼叫、综合布线、有线电视、计算机网络、防雷和接地、应用软件等八个子系统。

    系统结构图如下。

 

    3.3系统设置概述

    3.3.1 楼宇自控系统

    监控调度指挥中心内部系统繁多复杂，包括有：冷冻系统、换热系统、空调系统、新风系统、排风系统、生活给水系统、污水系统、配电系统、电梯系统等。

    这些系统所含设备多，位置分散，运行复杂，能耗巨大，不便于人工管理，使用楼宇自动化系统就可以有效地对这些系统进行集中管理，并能很好的实现节能、舒适、设备优化运行、现代化管理这四个核心目标。

    （1）现代化的楼宇控制首先表现在节能。由于本系统大，大型设备多，因此，对空调系统、新风系统，水系统的能源控制尤为重要。如果采用BA控制系统，系统运行不但全部自动运行，而且可实现按需调节，整个大厦在空调和电力设备的用电量可大为减少。 

    （2）系统节能并不意味着牺牲舒适性。恰恰相反，采用了BA控制系统后，整个大厦建筑空间的空调系统将随着人员和设施的负荷变化，进行自动调节, 温度变化不超过±1℃，保证房间温度不受人数波动的影响，充分满足舒适性的要求。其次，楼宇自控系统中的空气质量控制系统保证会所大厅及房间在全封闭的情况下，任何季节都能达到最佳的空气品质。

    （3）在达到节能和舒适的前提下，设备的优化运行也是监控调度指挥中心设备管理的重要方面。设备的优化运行是指所有被控设备应既充分使用，又保证长寿命、低维修率。确保设备的优化运行，要求各个子系统均工作在最佳工况下，并且合理分配设备使用。

    （4） 对拥有众多设备的现代化智能大厦，设备管理必须采用现代化计算机管理，控制系统将实现系统监视、控制、纪录、统计分析均应自动处理并存储。 而且DDC控制器应带有自动记录功能，中央操作站能将一切工作运行情况调出显示和存储，并自动打印成报表。

    具体针对每个系统，楼宇自控系统要实现以下的管理：

    冷冻系统的监控：楼宇自控系统应有根据当前的制冷（制热）需要，调节冷冻机组的制冷能力以及投入运行的台数。根据工况需求，自动组合启动冷冻水泵的台数。

    换热系统的监控：监视换热器机组的工作状态以及投入运行的换热泵台数。根据工况需求，实现换热泵的控制。

    空调与通风系统：实现空调机组、新风机组的实时监测与自动控制，优化运行管理。对通风机组自动定时控制和连锁控制。在集中管理下保证环境舒适，大幅降低能耗。

    生活水/污水系统：实现生活水/污水泵运行及水池液位参数实时监测，优化水泵设备运行。做到可靠稳定，故障及时报警。

    3.3.2 综合保安系统

    综合保安系统由视频监控系统、门禁管理子系统、防盗报警系统等三部分组成。

    视频监控系统我们选用MPEG 4 压缩方式的美国K&C数字监控系列主机；美国K&C球形云台及摄像机。我们按照甲方要求设计的监控系统主要设计思想：

    （1）闭路电视监视系统摄像机安装在大楼的主要出入口、大堂、走廊、电梯厅及电梯内等处，对这些重要部位严密监视。监控中心设在1层消防控制室。

    （2）根据不同场所的需要考虑采用分体或一体化摄像机，主要营业场所采用彩色摄像机，走廊、电梯厅及电梯内可采用黑白摄像机。

    （3）视频输入信号送至中央控制室，信号处理建议采用当前较流行的数字硬盘存储技术，并有与报警联动功能。

    （4）中央控制室可对前端摄像机进行控制，监视现场情况。通过内部局域网在授权用户计算机上实时监控全部现场。 

    门禁系统由以色列DDS公司的综合保安管理系统完成，防盗报警系统使用美国Intellisense防盗报警设备。在大厦内重要部位的出入口设置门禁控制点，首先能灵活管理人员出入，掌握人员的出入情况，增加门的智能报警功能。其次，门禁点的读卡器还可兼作巡更确认点使用。 门禁点按照进门单向读卡，出门使用按钮设计。在特殊部位设置双门互锁功能，除非人为屏蔽，防止两道门同时敞开。

    所选各子系统单独设置，并可以联成统一的网络，通过安保中央计算机管理系统管理及控制。

    3.3.3 背景音乐及紧急呼叫系统

    背景音乐简称BGM（back ground music），它的主要作用是掩盖噪声并创造一种和谐的气氛。听的人若不专心听，就不能辨别其声源位置，音量较小，是一种能创造轻松愉快环境气氛的音乐。

    近年来，办公大楼、酒店、购物中心和其他大规模建筑工程对于公共广播系统能够具有呼叫分配、播音、背景音乐及用于不断增强建筑物内的特定区域的日常管理、日常节目播放的功能需求。

    广播音响系统是设置在现代化建筑内的独立的广播系统，它包括服务性广播系统、业务性广播系统、火灾事故广播系统及扩声系统，广播音响系统适用于娱乐场所、大型公共活动场所、宾馆、酒店、银行、车站、航空港、体育馆（场）及工厂等。广播音响系统可提供各种信息，还是人们进行行政管理的工具，当有事故发生或有火灾发生时，可利用广播音响系统指导抢险及指挥人员疏散。

    当今现代化的建筑向大型化、综合化方向快速发展，建筑物的广播音响系统管理工作程序变得越来越复杂，对系统的可靠性要求越来越高，因而为了适应当今现代化管理的需求，我们设计了这套以代表当今广播产品技术水平的日本T-KOKO智能广播产品为主的工程方案。

    3.3.4 综合布线系统

    本综合布线系统使用于太原市给水工程水质监测调度指挥中心新建办公大楼。面积共计2万多平方米。综合布线系统是一项复杂的系统工程，需要一家实力雄厚的大公司来提供项目设计、产品供应及项目施工等服务，但是，业主选择的并不仅是公司的名气，也不仅是无利的最低价格，而是优质可信的系统服务。

    本综合布线系统将依据超五类布线标准，布线系统(包括语音和数据)设计为超五类，所有部件要求符合和超越最新布线国际标准，并由厂家提供15年产品及系统(信道)的质保。

    本公司在投标书中选用的是世界著名厂商NEXANS非屏蔽综合布线系统。

    NEXANS所有超五类布线产品和信道的测试依据超五类标准ISO/IEC IS 11801。

    NEXANS的信道测试基于完全四个连接点的信道。因此，即使是最差情况下，结构要求也完全符合ISO/IEC IS 11801标准，它包括90m的水平布线，总共10m的跳线。本方案所采用的NEXANS超五类解决方案全部使用完全的超五类部件。所有超五类部件性能均完全符合及超越最新的超五类标准ISO/IEC IS 11801，并满足向下兼容性。

    3.3.5 有线电视系统

    有线电视（CATV）系统是由接收部分、前端部分、干线传输和分配网络组成。在本方案中，主要针对用户分配网络，从传输系统传送来的电视信号通过干线和支线到达用户区，须用一个性能良好的分配网络使各家各户的收视信号达到标准。用户分配网中有分支放大器、转换器、分配器、分支器和用户盒。智能住宅的有线电视系统，把来自干线CATV局的传输系统的信号接入到住宅小区的有线电视接入中心，中心首先通过转换器把干线的粗电缆转化为适于大楼传输细电缆，再经过中心的分支器分出若干条支路，通过各个单元门传输至每层楼的住户。当传输距离过长或用户数过多时，还要采用放大器。传输干线和分支干线宜采用树枝型结构，支干线至分配放大器间宜采用星型结构。这样做的好处是每条支干线相对于干线都是终端。每台分配放大器相对分支干线也是终端，可保证系统各部分的相对独立性。

    3.3.6 计算机网络系统

    系统建设完成之后，自来水公司总部有了统一的物理网络平台，进而在这个物理网络平台上实现公司管理信息系统的各项功能。具体的目标和要求为：

    （1） 建成一个覆盖整个大楼的、技术先进的、实用的楼宇计算机网络。

    （2） 总部计算机网络系统同Internet连接，对内提供信息交流工具，对外提供企业信息，为企业信息化的建设提供一个良好的应用和开发平台。从而为太原市黄河供水公司的进一步发展奠定坚实的基础。

    （3） 建立完善的应用信息系统，包括WWW、Mail等Internet应用信息系统、单位行政管理、办公自动化、现代化通信、科学研究、图书情报检索及计算机辅助研究等在内的综合楼宇网络系统，为提高整体管理水平创造一个良好的环境。