建筑設(shè)備自動化》精品課程課件PPT第2章建筑設(shè)備自動化基礎(chǔ).ppt

一、自控技術(shù)發(fā)展簡史 1. 從信號處理的角度來看 (1) 20世紀5060年代: 機械(包括氣動)或電氣式信號 電子模擬信號 (2) 20世紀7080年代: 模擬信號 數(shù)字信號 2. 從自動控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來看 集中控制系統(tǒng)(Central Control System) 基于現(xiàn)場總線(Fieldbus)或控制網(wǎng)絡(luò)(Automation and Control Networks)的集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System, DCS)。,3. 從自控系統(tǒng)的組成來看,二、計算機技術(shù)在自控領(lǐng)域中的應(yīng)用形式,1. 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng),2. DDC系統(tǒng),DDC: Direct Digital Control 應(yīng)用數(shù)字技術(shù)(或計算機技術(shù))的控制系統(tǒng),3. 監(jiān)督計算機控制(Supervisory Computer Control)系統(tǒng),4. 分散控制系統(tǒng)(DCS),DCS(Distributed Control System): 應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)(計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或自動控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù))將多個DDC組成的自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),三、 自控網(wǎng)絡(luò)(Automation and Control Network) 利用通信介質(zhì)(有線或無線)將自控系統(tǒng)中各種節(jié)點(node)或設(shè)備(device)，如傳感器、執(zhí)行器、控制器和信息處理機等，互連而形成的集合體。 通過檢測、監(jiān)視、通信和控制使網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點或設(shè)備在滿足自控系統(tǒng)實時(real-time)性能的基礎(chǔ)上進行信息共享(data-sharing)和互操作(interoperability)，從而實現(xiàn)自控系統(tǒng)的特定功能,四、現(xiàn)階段常用的DCS結(jié)構(gòu),五、控制系統(tǒng)的發(fā)展過程,六、基于XML/Web Services技術(shù)的DCS,七、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)常用的檢測裝置 1.1 按功能分類 (A) 建筑設(shè)備與能量 (B) 生命安全與防范安全 (C) 交通運輸 (D) 運行維護與物業(yè)管理 1.2 按信號分類 (A) 數(shù)字輸入(Digital Input, DI) (B) 數(shù)字輸出(Digital Output, DO) (C) 模擬輸入(Analog Input, AI) (D) 模擬輸出(Analog Output, AO) 1.3 按設(shè)備分類 (A) 數(shù)字類設(shè)備 (B) 模擬類設(shè)備,1.4 其他信號 1. 多態(tài)(multiple state)信號。如智能火災(zāi)探測器。多態(tài)信息可以看作兩個或兩個以上兩態(tài)信息的組合。 2. 計數(shù)脈沖(accumulating pulse)信號。計數(shù)脈沖信號一般用于流量和能量的測量，但其測量方法不同于模擬測量方法。一個脈沖代表一定數(shù)量的流量和能量，通過累計一段時間內(nèi)的脈沖數(shù)，就可以獲得該時間段的流量和能量，通過計算單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)就可以獲得流量率和功率。,八、數(shù)字類輸入設(shè)備(開關(guān)類設(shè)備) 手動開關(guān) 限位(位置)開關(guān) 溫度開關(guān) 濕度開關(guān) 流量開關(guān) 壓力開關(guān) 液位開關(guān) 振動開關(guān) 電流(壓)開關(guān) 水份開關(guān),九、模擬類輸入設(shè)備 溫度測量設(shè)備(如，熱電偶、熱電阻和熱敏電阻) 濕度測量設(shè)備(如,電容式, 干濕球電阻溫度計等) 露點測量設(shè)備(如,光電露點計) 流量測量設(shè)備(如,畢托管,渦輪式,超聲波,脈沖式,熱電式) 壓力測量設(shè)備(如, 電容式,壓電式, 應(yīng)力式) 液位測量設(shè)備 照度測量設(shè)備 電力測量設(shè)備 能量計量設(shè)備 位置測量設(shè)備 氣體測量設(shè)備 人體探測設(shè)備 火災(zāi)探測設(shè)備,八、檢測裝置常用指標 性能指標參數(shù)：包括精度、量程、靈敏度、線性度、變差、漂移、響應(yīng)時間、輸入/輸出參數(shù)等。 經(jīng)濟類指標參數(shù)：包括價格、使用條件、抗干擾能力、穩(wěn)定性以及維護要求等。 不同類型的檢測裝置一般具有不同的指標參數(shù)集合，并且不同的檢測裝置可能具有特殊的指標參數(shù)。,九、常用傳感器精度要求,十、常用執(zhí)行機構(gòu) 1. 按使用驅(qū)動能源來分 電動(electric) 氣動(pneumatic),2. 按調(diào)節(jié)方式 (1) 開關(guān)量執(zhí)行機構(gòu) (2) 模擬量執(zhí)行機構(gòu) 3. 其他 (1) PWM: Pulse Width Modulated (2) VSD, SCR, etc.,十一、數(shù)字輸出設(shè)備 繼電器和接觸器 二位執(zhí)行器(如,電磁閥、開關(guān)閥等） 十二、模擬輸出設(shè)備 變頻器(VFD) 脈寬調(diào)制器(PWM) 可控硅(SCR) 執(zhí)行器(Actuator),PWM調(diào)節(jié)作用示意圖,十三、電動兩位閥(1),直線運動方式,十三、電動兩位閥(2),角位移方式,十四、常見模擬量執(zhí)行機構(gòu),注：用于連續(xù)調(diào)節(jié)的球閥，其閥芯通孔不是兩位調(diào)節(jié)閥的圓柱形，而是特殊的曲線形。右圖為一示例。,十五、閥門選擇計算 15.1 流量特性 Q/Qmax = f(L/Lmax) 15.2 理想特性,15.3 實際流量特性 S = P2m / P S 閥權(quán)度,15.4 閥權(quán)度S選擇原則 (1) S = 25 50%，通常為30%。 (2) 當(dāng)流量調(diào)節(jié)量變化不大時，S=15% 15.5 選擇計算過程 （1）確定液體介質(zhì)：水、空氣、蒸汽 （通常忽略粘性的影響） （2）確定最大流量時的進口壓力和溫度 （3）確定最大流量時的壓差 （4）計算流量系統(tǒng)Cv或查閥門流量表 其中，CV為閥門全開，閥門兩端壓差為100KPa，液體密度為1000Kg/m3時的流量。,15.4 計算例子 項 目 AHU1 AHU2 AHU3 AHU4 F 送 風(fēng) 量(m3 / h) 25470 17430 11130 5000 Q 冷水流量 L/s (m3/h) 5.63( 20.268) 6.45(23.22) 4.73(17.028) 3.78(13.608) p 盤管壓降 kPa 13.40 28.76 52 35 水管公稱直徑mm DN80 DN80 DN100 DN50 閥門Kv 流 量系數(shù)計算公式 Kv = 316 x Q / P Q:冷凍水流量 m3 /時， P：閥前后壓差 Pa P閥門壓降設(shè)計值 kPa 30 40 60 40 Kv 計 算 值 37 36.7 22 21.5 Cv = 1.156Kv 42.7 42.46 25.4 24.8 D閥門公稱直徑mm 50 50 40 40 F送風(fēng)量/Q冷水流量換算公式 Q = 0.00117F Q 計 算 冷 水 量 m3/h 29.8 20.39 13.02 5.85 P設(shè) 計 值 kPa 30 30 55 40 Kv 計 算 值 54.3 37 17.6 9.25 D 閥門公稱直徑mm 65 50 40 25 Q1= 0. 18713R Q1 計 算 冷水流量 m3/h R 冷 量 KW Q2= 0.00117L Q2 計 算 冷水流量 m3/h L 風(fēng) 量 m3/h 經(jīng)驗公式1 Cv0.3425 x 制冷量 （KW） 經(jīng)驗公式2