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

一、自控技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 1. 從信號(hào)處理的角度來(lái)看 (1) 20世紀(jì)5060年代: 機(jī)械(包括氣動(dòng))或電氣式信號(hào) 電子模擬信號(hào) (2) 20世紀(jì)7080年代: 模擬信號(hào) 數(shù)字信號(hào) 2. 從自動(dòng)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來(lái)看 集中控制系統(tǒng)(Central Control System) 基于現(xiàn)場(chǎng)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(lái)看,二、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù))的控制系統(tǒng),3. 監(jiān)督計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù))將多個(gè)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(wú)線)將自控系統(tǒng)中各種節(jié)點(diǎn)(node)或設(shè)備(device)，如傳感器、執(zhí)行器、控制器和信息處理機(jī)等，互連而形成的集合體。 通過(guò)檢測(cè)、監(jiān)視、通信和控制使網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)或設(shè)備在滿足自控系統(tǒng)實(shí)時(shí)(real-time)性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息共享(data-sharing)和互操作(interoperability)，從而實(shí)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(guò)程,六、基于XML/Web Services技術(shù)的DCS,七、建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)常用的檢測(cè)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(yùn)輸 (D) 運(yùn)行維護(hù)與物業(yè)管理 1.2 按信號(hào)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(hào) 1. 多態(tài)(multiple state)信號(hào)。如智能火災(zāi)探測(cè)器。多態(tài)信息可以看作兩個(gè)或兩個(gè)以上兩態(tài)信息的組合。 2. 計(jì)數(shù)脈沖(accumulating pulse)信號(hào)。計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)一般用于流量和能量的測(cè)量，但其測(cè)量方法不同于模擬測(cè)量方法。一個(gè)脈沖代表一定數(shù)量的流量和能量，通過(guò)累計(jì)一段時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，就可以獲得該時(shí)間段的流量和能量，通過(guò)計(jì)算單位時(shí)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(dòng)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(dòng)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(cè)量設(shè)備(如，熱電偶、熱電阻和熱敏電阻) 濕度測(cè)量設(shè)備(如,電容式, 干濕球電阻溫度計(jì)等) 露點(diǎn)測(cè)量設(shè)備(如,光電露點(diǎn)計(jì)) 流量測(cè)量設(shè)備(如,畢托管,渦輪式,超聲波,脈沖式,熱電式) 壓力測(cè)量設(shè)備(如, 電容式,壓電式, 應(yīng)力式) 液位測(cè)量設(shè)備 照度測(cè)量設(shè)備 電力測(cè)量設(shè)備 能量計(jì)量設(shè)備 位置測(cè)量設(shè)備 氣體測(cè)量設(shè)備 人體探測(cè)設(shè)備 火災(zāi)探測(cè)設(shè)備,八、檢測(cè)裝置常用指標(biāo) 性能指標(biāo)參數(shù)：包括精度、量程、靈敏度、線性度、變差、漂移、響應(yīng)時(shí)間、輸入/輸出參數(shù)等。 經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)參數(shù)：包括價(jià)格、使用條件、抗干擾能力、穩(wěn)定性以及維護(hù)要求等。 不同類型的檢測(cè)裝置一般具有不同的指標(biāo)參數(shù)集合，并且不同的檢測(cè)裝置可能具有特殊的指標(biāo)參數(shù)。,九、常用傳感器精度要求,十、常用執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1. 按使用驅(qū)動(dòng)能源來(lái)分 電動(dòng)(electric) 氣動(dòng)(pneumatic),2. 按調(diào)節(jié)方式 (1) 開關(guān)量執(zhí)行機(jī)構(gòu) (2) 模擬量執(zhí)行機(jī)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(dòng)兩位閥(1),直線運(yùn)動(dòng)方式,十三、電動(dòng)兩位閥(2),角位移方式,十四、常見(jiàn)模擬量執(zhí)行機(jī)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(jì)算 15.1 流量特性 Q/Qmax = f(L/Lmax) 15.2 理想特性,15.3 實(shí)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(shí)，S=15% 15.5 選擇計(jì)算過(guò)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(shí)的進(jìn)口壓力和溫度 （3）確定最大流量時(shí)的壓差 （4）計(jì)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(shí)的流量。,15.4 計(jì)算例子 項(xiàng) 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(jì)算公式 Kv = 316 x Q / P Q:冷凍水流量 m3 /時(shí)， P：閥前后壓差 Pa P閥門壓降設(shè)計(jì)值 kPa 30 40 60 40 Kv 計(jì) 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(jì) 算 冷 水 量 m3/h 29.8 20.39 13.02 5.85 P設(shè) 計(jì) 值 kPa 30 30 55 40 Kv 計(jì) 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(jì) 算 冷水流量 m3/h R 冷 量 KW Q2= 0.00117L Q2 計(jì) 算 冷水流量 m3/h L 風(fēng) 量 m3/h 經(jīng)驗(yàn)公式1 Cv0.3425 x 制冷量 （KW） 經(jīng)驗(yàn)公式2