INSTALACJA STEROWANIA I POMIARÓW DLA UKŁADU WODY LODOWEJ

Transkrypt

1 Zamawiający POLITECHNIKA POZNAŃSKA pl. Marii Skłodowskiej Curie 5, Poznań nazwa opracowania PROGRAM FUNKCJONALNO-UŻYTKOWY (PFU) nazwa zamówienia INSTALACJE WEWNĄTRZBUDYNKOWE NISKOPRĄDOWE OPRACOWANIE SZCZEGÓŁOWE INSTALACJA STEROWANIA I POMIARÓW DLA UKŁADU WODY LODOWEJ nazwa i adres obiektu budowlanego CENTRUM MECHATRONIKI BIOMECHANIKI I NANOINŻYNIERII CMBiN Kampus Warta, strefa 8U, działka nr 3, Poznań oznaczenie opracowania CMBiN PFU IWN 11 kody wiodące , kod grupy robót opracowali mgr inż. Grzegorz Ignaciuk koordynator IT+BMS mgr inż. Tomasz Kokowski kierownik tematu mgr. inż. arch. Elżbieta Dolińska. projektant CMBiN Poznań, 9 września 2010 r.

2 SZCZEGÓŁOWY SPIS ZAWARTOŚCI INSTALACJA STEROWANIA I POMIARÓW DLA UKŁADU WODY LODOWEJ 1. Część opisowa Przedmiot zamówienia Przedmiot opracowania Charakterystyczne parametry obiektu budowlanego Ogólne wymagania funkcjonalne Wymagania szczegółowe Poziom automatyki sterowniki DDC Poziom automatyki struktura komunikacji Okablowanie strukturalne Szafy sterowniczo-zasilające Układ zasilania Wytyczne do projektowania Wytyczne montażowe Kable sygnalizacyjno-sterownicze, kable pomiarowe Warunki i wytyczne BHP Wytyczne międzybranżowe i uzgodnienia CZĘŚĆ INFORMACYJNA Przepisy prawne i normy związane z wykonaniem przedmiotu zamówienia Wykaz projektów wykonawczych i dokumentacji z którymi musi zapoznać się Wykonawca... 8 CMBiN PFU IWN 11 strona 2

3 1. Część opisowa 1.1.Przedmiot zamówienia Przedmiotem zamówienia jest zaprojektowanie i wybudowanie instalacji wewnątrzbudynkowych niskoprądowych jako druga faza robót budowlanych budowy CMBiN. Przetarg na roboty budowlane został rozstrzygnięty w kwietniu 2010r. 1.2.Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest szczegółowy Program Funkcjonalno-Użytkowy (PFU) Instalacja sterowania i pomiarów dla instalacji wody lodowej dla budynku Centrum Mechatroniki, Biomechaniki i Nanoinżynierii Politechniki Poznańskiej (CMBiN). Niniejsze opracowanie uwzględnia ogólne wymagania eksploatacyjno ruchowe oraz funkcjonalne stawiane przed Instalacją sterowania i pomiarów dla instalacji wody lodowej dla CMBiN oraz z powiązaniami z istniejącymi instancjami systemu BAS/BMS i SMS/MM8000 w kampusie Warta Politechniki Poznańskiej. 1.3.Charakterystyczne parametry obiektu budowlanego Patrz opracowanie: PROGRAM FUNKCJONALNO-UŻYTKOWY. INSTALACJE WEWNĄTRZBUDYNKOWE NISKOPRĄDOWE. CZĘŚĆ OGÓLNA (CMBiN PFU IWN 0). 1.4.Ogólne wymagania funkcjonalne Instalacja ma realizować zasilanie i sterowanie następującymi urządzeniami: a) agregaty wody lodowej wyposażone w zintegrowane sterowniki (zasilanie po stronie wykonawcy instalacji elektrycznych); b) chłodnice zainstalowane na zewnątrz budynku c) wymiennik freecoolingu; d) zbiornik buforowy wody lodowej; e) układ pomp obiegowych - w każdym z układów pomp jedna podstawowa + jedna rezerwowa; f) zawory trójdrogowe mieszające po stronie glikolowej; g) przepustnice na wylotach glikolu z chłodnic. Niniejsze opracowanie obejmuje: a) układy zasilania elektrycznego, sterowań i sygnalizacji napędów technologicznych (pomp obiegowych i przepustnic) układu węzła wody lodowej; b) układy regulacji wybranych parametrów technologicznych instalacji; c) układy pomiarowe wybranych parametrów technologicznych. Układ automatyki węzła wody lodowej realizuje następujące funkcje: 1. sterowanie automatyczne pomp obiegowych z załączaniem pompy rezerwowej w przypadku awarii pompy podstawowej; 2. zabezpieczenie minimalnych temperatur glikolu na wlocie do agregatu wody lodowej przez wykorzystanie mieszaczy w obwodach agregatów; 3. regulacja temperatury wody lodowej za wymiennikiem freecoolingu przez wykorzystanie mieszacza w obwodzie wymiennika; CMBiN PFU IWN 11 strona 2

4 4. sterowanie otwieraniem/zamykaniem przepustnic przy poszczególnych chłodnicach; 5. praca kaskadowa zespołu agregaty chłodnice ze sterowaniem wentylatorami w poszczególnych chłodnicach. W pomieszczeniu centrali chłodniczej należy zamontować szafę SCH zawierająca elementy układów zasilania, sterowań i sygnalizacji oraz sterownik typ PXC100 wraz z modułami I/O. Na elewacji szafy SCH dla każdej z pomp przewidziano: a) przełącznik R O A; b) lampki sygnalizacji pracy i awarii. Sterownik węzła wody lodowej zostaje wpięty w system BAS- Desigo Insght. Na stacji komputerowej systemu na obrazach synoptycznych będą przedstawione pomiary, stany pracy urządzeń oraz nastawy parametrów regulowanych. Wybrane (uzgodnione z użytkownikiem) dane będą archiwizowane w systemie. 1.5.Wymagania szczegółowe Poziom automatyki sterowniki DDC W celu optymalizacji kosztów eksploatacji i jednorodności systemów automatyki na terenie Politechniki Poznańskiej automatykę instalacji wody lodowej należy oprzeć na bazie sterowników swobodnie programowalnych typu. PXC100-E.D lub PXC200-E.D umieszczonych w szafie automatyki SCH. Sterowniki PXC spełniają rolę lokalnych autonomicznych stacji procesowych: pełnozakresowych regulatorów PID; układów transmisji danych z innymi sterownikami i z jednostką centralną, (BACnet/LON i BACnet/Ethernet); sterowniki umożliwiają odczyty na strefowym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym PXM20: wartości wielkości mierzonych, np: temperatury, wartości wielkości zadanych (nastaw), np: temperatura zadana, oraz ich zmiany, stanu wysterować (zawór otwarty/zamknięty), nastaw ograniczeń wartości wielkości mierzonych, charakterystyki i trendy układu automatyki. Transmisja pomiędzy poszczególnymi regulatorami realizowana jest za pomocą okablowania spełniającego wymogi magistrali BACnet w sieci Ethernet lub LON (Belden). Sterowniki serii PXC są swobodnie programowalnymi urządzeniami zrealizowanymi na bazie cyfrowych układów scalonych firmy Motorola, realizującymi: funkcje sterujące w/g programu narzędziowego, funkcje kontrolno-pomiarowe, pozwala nawiązać komunikację z danymi systemowymi za pomocą: lokalnie dołączonego do sterownika notebook a, wyświetlacza PXM20, z poziomu operatora systemu ze stacji operatorskiej lub dowolnego terminala, zdalnie przy użyciu notebook a podłączonego do modemu telefonicznego lub stałego łącza komputerowego. Sterowniki PXC współpracują z zewnętrznymi modułami wejść/wyjść, zlokalizowanymi na listwie systemowej w szafie sterowniczej. Pomiędzy listwą a sterownikiem komunikacja odbywa się po magistrali P-bus. CMBiN PFU IWN 11 strona 3

5 W instalacji należy zastosować moduły I/O: wejścia analogowe AI - moduł TXM1.8U; wejścia analogowe AI (0..10V) - moduł TXM1.8U; wyjścia analogowe AO - moduł TXM1.8U; wejścia cyfrowe DI - moduł TXM1.16D; wyjścia cyfrowe DO - moduł TXM1.6R. System automatyki oparty jest na koncepcji systemu rozproszonego. Takie rozwiązanie gwarantuje zwiększoną redundancję (niezawodność). System charakteryzuje się unifikacją sprzętową i budową modułową, co wyraża się minimalizacją różnorodności typów urządzeń systemowych i co w konsekwencji znakomicie ułatwia ich szybką, sprawną obsługę serwisową jak również ogranicza rezerwy części zamiennych Poziom automatyki struktura komunikacji System automatyki układu dystrybucji i rozdziału wody lodowej będzie jednym z elementów automatyki budynkowej Centrum Mechatroniki, który składać się będzie ze stacji obiektowych umieszczonych w maszynowniach i pomieszczeniach technicznych. W poszczególnych maszynowniach i pomieszczeniach technicznych przewiduje się urządzenia systemowe w postaci sterowników swobodnie programowalnych PXC umożliwiających realizację specjalistycznych algorytmów sterowania. Wszystkie sterowniki w obrębie budynku komunikować się poprzez specjalnie do tego wykonaną sieć Ethernet. Zgodnie z powyższym podziałem zakłada się odpowiednią ilość punktów zbiorczych automatyki obiektu (segmentów sieci Ethernet). Każdy punkt zbiorczy zostanie podłączony do sieci komputerowej Ethernet/IP za pomocą routerów np. EDS firmy MOXA a następnie poprzez łącza światłowodowe zostaną połączone z istniejącym serwerem BAS - Desigo Insight, który znajduje się w kompleksie BTiCW. Przewiduje się że wszystkie sterowniki PXC będą wyposażone w łącze komunikacji Ethernet 100 MB. Panele operatorskie umożliwiające dostęp do pomiarów i nastaw obiektowych również będą posiadały łącze komunikacji Ethernet Okablowanie strukturalne Przewiduje się na obiekcie zastosowanie następującego okablowania: M-Bus typ kabla LiYCY-P 2x2x0,75; ModBUS typ kabla LiYCY-P 2x2x0,75 dla komunikacji RS-485; LonWorks typ kabla BELDEN 8471 topologia liniowa; Ethernet UTP Cat 5., światłowód; Sygnałowe/pomiarowe LiYCY; OMY; Zasilające wew. NYY-J; Zasilające zew. YKY. Przewody transmisji danych M-Bus realizujące komunikację M-Bus pomiędzy modułami TXI1-OPEN, a urządzeniami rozliczeniowymi (woda, energia elektryczna energia cieplna, energia chłodnicza) należy wykonać przewodem LiYCY-P 2x2x0,75 w topologii dowolnej Szafy sterowniczo-zasilające Zastosowane rozdzielnice do realizacji zadania powinny spełniać następujące wymagania: należy stosować szafy metalowe, lakierowane, o stopniu ochrony IP54, z zamkiem na klucz systemowy i podstawą, klasą zbliżone do szaf np. Sarel, szafy należy zwymiarować z 10% rezerwą płyt montażowych, CMBiN PFU IWN 11 strona 4

6 każda szafa zasilająca zgodnie z projektem powinna być wyposażona w łatwo dostępny odłącznik główny, szafy zasilające powinny spełniać wymagania ochrony przeciwporażeniowej, jako dodatkowe zabezpieczenie należy stosować odłączniki różnicowoprądowe o I=30 ma, w szafach należy przewidzieć uziemione gniazdo 230 V, w szafach należy zainstalować, (jeżeli wystąpi taka konieczność) oświetlenie w górnej części szafy oraz wentylator przewietrzający z termostatem, na elewacji szaf zasilających należy umieścić przełączniki pracy poszczególnych odbiorników: AUTO/0/RĘCZNE dla silników wentylatorów, pomp obiegowych na elewacji szaf należy umieścić lampki lub diody sygnalizujące kontrolę zasilania szafy, kontrolę pracy odbiorników, awarii odbiorników, przycisk Test Lampek, przycisk Kasowania Awarii, opisy szaf i elementów na elewacji szaf powinny być w postaci tabliczek wygrawerowanych na białym laminacie i wypełnionych czarnym tekstem, mocowanych za pomocą obustronnie klejącej taśmy, szafy zasilająco-sterujące należy wyposażyć w dławiki z tworzywa tak, aby jeden przewód zasilający lub sterowniczy przechodził przez dławik; należy pozostawić 15% rezerwę zaślepionych dławików, kable zasilające i kable sterownicze należy podłączyć do listew zaciskowych tak, aby tylko jeden przewód z zewnątrz i nie więcej niż dwa przewody wewnętrzne były podłączone do każdego zacisku, wszystkie przewody wprowadzone do rozdzielnic muszą posiadać oznaczenie zgodne z dokumentacją powykonawczą, połączenia wewnętrzne należy wykonać przewodami typu LgY zakończonymi końcówkami, ekrany kabli sterujących należy połączyć ze sobą i podłączyć z jednej strony do zacisków ochronnych (żółto-zielonych) w szafie, zasilanie szaf (wg projektu elektrycznego) należy wykonać kablami pięciożyłowymi, o przekrojach dostosowanych do mocy odbiorników danej szafy, na drzwiach rozdzielnic od strony wewnętrznej muszą być miejsca dla umieszczenia dokumentacji danej rozdzielnicy, każdą szafę automatyki należy zaopatrzyć w analizator sieciowy PAC Układ zasilania Zasilanie poszczególnych szaf automatyki należy doprowadzić z rozdzielnic NN znajdujących się na obiekcie. W każdej z rozdzielnic automatyki przewidzieć czujnik detekcji faz zasilających, którego poprawność będzie wyświetlana na ekranie stacji Desigo. W każdej z rozdzielnic automatyki należy przewidzieć analizator sieciowy z możliwością pomiaru zużycia prądu. Zasilanie szafy automatyki węzła cieplnego należy uzgodnić z wykonawcą instalacji elektrycznych. Zasilanie pomp obiegowych znajduje się w zakresie niniejszego przetargu. 1.6.Wytyczne do projektowania Projekt automatyki powinien zawierać: Opis funkcjonalny, w szczególności opis alarmów, raportów, trendów, masek graficznych, szczegółowych funkcji interfejsu operatora. CMBiN PFU IWN 11 strona 5

7 Zestawienie tabelaryczne sterowników i urządzeń. Schemat technologiczny układu wody lodowej z naniesionymi elementami automatyki. Zestawienie urządzeń peryferyjnych, jak siłowniki przepustnic, siłowniki zaworów regulacyjnych, czujniki temperatury, termostaty, presostaty itp. Projekt rozdzielnic zasilających-sterujących poszczególne urządzenia objęte systemem. Schematy połączeń wewnętrznych w rozdzielnicach S-Z w raz z doborem aparatów elektrycznych. Projekt rozmieszczenia elementów w szafach S-Z. Algorytmy sterowania poszczególnymi układami (na podstawie projektu technologicznego). Listę kablową. Projekt musi zawierać protokół uzgodnień z wszystkimi niezbędnymi branżami i architekturą i być zgodny z normami i obowiązującymi polskimi przepisami, według których ma być wykonana instalacja. 1.7.Wytyczne montażowe Kable sygnalizacyjno-sterownicze, kable pomiarowe Należy sporządzić album tras kablowych zwierający zestawienie kabli zasilających, sygnalizacyjno-sterowniczych oraz pomiarowych. Okablowanie należy poprowadzić między szafą automatyki SCH a: pompami obiegowymi; siłownikiem zaworu regulacyjnego; czujnikami temperatury w poszczególnych punktach instalacji technologicznej; termostatem zabezpieczającym. Do realizacji połączeń należy zastosować kable typ NYY-J, JZ-500 OZ, LiYCY. Kable prowadzić w rurkach elektroinstalacyjnych PCV i korytkach metalowych. Czujnik temperatury zewnętrznej montować na północnej ścianie budynku na wysokości min. 3m od ziemi. Kabel pomiarowy zabezpieczyć przed uszkodzeniami mechanicznymi i poprowadzić w rurce PCV. Szczegółowy sposób prowadzenia kabli w pomieszczeniu węzła ustalić podczas montażu obiektowego. W zakres prac kompletacyjnych (warsztatowych) wchodzi wykonanie szafy automatyki SCH, zawierającej m.in.: a) wyłącznik główny zasilania z lampkami sygnalizacji obecności napięcia zasilającego; b) ochronnik przeciwprzepięciowy klasy D; c) gniazdo serwisowe 230 VAC; d) transformatory 230/24 VAC zasilający układ sterownika i układy sterowania i sygnalizacji pomp; e) zabezpieczenia nadprądowe obwodów zasilanych z szafy (obwód gniazda serwisowego zabezpieczony wyłącznikiem różnicowo-prądowym z członem nadprądowym); f) sterownik typu PXC; g) elementy układów sterowania i sygnalizacji dla pomp przełączniki R-O-A, przyciski START/STOP, lampki sygnalizacji pracy i awarii, przekaźniki pośredniczące. CMBiN PFU IWN 11 strona 6

8 Prace montażowe wykonać zgodnie z obowiązującymi normami i Warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych część V instalacje elektryczne. 1.8.Warunki i wytyczne BHP Jako ochronę ludzi przed porażeniem prądem elektrycznym przewidziano samoczynne wyłączenie zasilania obwodów zasilanych z szafy SPC. Ochrona realizowana jest przez urządzenia ochronne przetężeniowe: bezpieczniki topikowe wyłączniki z wyzwalaczami nadprądowym (charakterystyka B i C) urządzenie ochronne różnicowo-prądowe (wyłącznik różnicowo-nadprądowy) w obwodzie zasilania gniazda wtykowego 230 VAC. Dla zabezpieczonych obwodów - czas wyłączenia zasilania 0,4 sek. Wyłącznik różnicowo-prądowy - znamionowy prąd wyzwolenia I=30mA. W zakresie ochrony od porażeń należy spełnić wymagania PN-IEC Personel wykonujący prace eksploatacyjne i konserwacyjno-remontowe urządzeń elektrycznych pomiarów i automatyki powinien stosować dodatkowo techniczne i organizacyjne metody ochrony od porażeń, które wynikają z obowiązujących przepisów. Po wykonaniu instalacji elektrycznych związanych z układem automatyki wykonać wymagane przepisami pomiary (ciągłość żył, pomiar oporności izolacji, pomiar skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej). 1.9.Wytyczne międzybranżowe i uzgodnienia W ramach realizacji instalacji sterowania i pomiarów instalacji wody lodowej należy przewidzieć konieczność: wykonania wszelkich uzgodnień z projektantem innych systemów i branż w zakresie systemu BMS oraz instalacji elektrycznej zasilania; przekazania wytycznych dla wykonawcy tras kablowych ogólnobudynkowych; przekazania wytycznych w zakresie punktów zasileń dla urządzeń; przekazania wytycznych w zakresie punktów przyłączy sterowania; uzgodnienie i zatwierdzenie rozmieszczenia urządzeń; uzgodnienie z Zamawiającym grafik wizualizacyjnych, logiki przejść i poruszania się w systemie BMS dla sterowania i pomiarów; uzgodnienie z Zamawiającym algorytmów i scenariuszy, jakie musi realizować BMS dla eksploatacji wytwornic wody lodowej. CMBiN PFU IWN 11 strona 7

9 2. CZĘŚĆ INFORMACYJNA 2.1.Przepisy prawne i normy związane z wykonaniem przedmiotu zamówienia Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane z późniejszymi zmianami (Dz.U nr 89 poz. 414); Normy i wytyczne projektowo-montażowe systemów i urządzeń Aparatury Kontrolno-Pomiarowej i Automatyki, przewidzianych w ramach rozpatrywanego projektu; Normy i przepisy projektowe budowy i eksploatacji urządzeń elektrycznych ze szczególnym uwzględnieniem norm grupy PN-IEC Wykaz projektów wykonawczych i dokumentacji z którymi musi zapoznać się Wykonawca Patrz opracowanie PROGRAM FUNKCJONALNO-UŻYTKOWY. INSTALACJE WEWNĄTRZBUDYNKOWE NISKOPRĄDOWE. CZĘŚĆ OGÓLNA (CMBiN PFU IWN 0). Ponadto należy wykonać wizję lokalną w Centrum Wykładowo-Konferencyjnym Politechniki Poznańskiej w celu ustalenia standardu instalacji oraz zapoznać się z opracowaniem Warunki Ochrony Przeciwpożarowej, uzgodnieniami branżowymi z Inwestorem, uzgodnieniami w sprawie instalacji niskoprądowych z oraz kartami technologicznymi pomieszczeń CMBiN. CMBiN PFU IWN 11 strona 8