樓宇自控系統(tǒng)介紹

1、1樓宇自控系統(tǒng)n一、智能建筑概述n二、樓宇自控的發(fā)展史n三、樓宇自控系統(tǒng)n四、樓宇自控子系統(tǒng)n五、系統(tǒng)組成n七、系統(tǒng)設計n八、空調自控設計2樓宇自控系統(tǒng)n一、智能建筑概述n 1. 定義n 2. 發(fā)展n 3. 結構3樓宇自控系統(tǒng)n 二、樓宇自控的發(fā)展史n樓宇自控的發(fā)展史是一個從監(jiān)控到管理的發(fā)展過程。na、數(shù)十年前nb、80年代nc、90年代 4樓宇自控系統(tǒng)n 三、樓宇自控系統(tǒng)n 1、 對于一座現(xiàn)代化大樓，在沒有安裝BAS的時候，使用這些設備往往存在以下問題：n控制問題n管理問題n維護問題n能耗問題5樓宇自控系統(tǒng)n2、樓宇自控系統(tǒng)就是將建筑物或建筑群內的變配電、照明、電梯、空調、供熱、給排水、消防

2、、保安等眾多分散設備的運行、安全狀況、能源使用狀況及節(jié)能管理實行集中監(jiān)視、管理和分散控制的建筑物管理與控制系統(tǒng)，稱為BAS（Building Automation System）。6樓宇自控系統(tǒng)n3、BAS系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和參數(shù)內容F空調機組：新風空調機組、新/回風空調機組、變風量空調機u冷/熱源系統(tǒng)：冷凍機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、熱交換器、熱水一次水泵、熱泵機組7樓宇自控系統(tǒng)n給排水系統(tǒng)：各類水泵、各類水箱n電力系統(tǒng)：照明控制、高/低壓信號測量、備用發(fā)電機組n電梯n保安門鎖、巡更等8樓宇自控系統(tǒng)n4、BAS系統(tǒng)所能夠產生的實際效果n室內恒溫控制n便于大樓內的所有設備的保養(yǎng)和維修n便于大

3、樓管理人員對設備進行操作并監(jiān)視設備運行情況，提高整體管理水平9樓宇自控系統(tǒng)n良好的管理將延長大樓設備的使用壽命，使設備更換的周期延長，節(jié)省大樓的設備開支n及時發(fā)出設備故障及各類報警信號，便于將損失降到最低點，便于操作人員處理故障n節(jié)省運行費用，節(jié)省能量 10樓宇自控系統(tǒng)n四、BAS子系統(tǒng)n a、供熱、通風及空調系統(tǒng)為建筑物內提供了一個舒適的環(huán)境，是BAS中的一個重要子系統(tǒng)。系統(tǒng)為建筑物內的機電設備（如：冷卻塔、冷水機組、空氣處理機、氣控設備等）提供一個最優(yōu)化的控制。n 11樓宇自控系統(tǒng)n其基本控制功能包括：設備控制、循環(huán)控制、最佳起/?？刂啤?shù)學功能、邏輯功能、趨勢運行記錄、報警管理等。12n

4、b、給排水系統(tǒng)主要是對于飲用水的提供，以及對于污水的排放。 樓宇自控系統(tǒng)13樓宇自控系統(tǒng)n c、變配電系統(tǒng)是通過BAS的管理中心提供對于n建筑物內的高低配電房及所有變配電設備的監(jiān)視n報警和管理及程序控制，提供對于重要電氣設備n的控制程序、時間程序和相應的聯(lián)動程序。14樓宇自控系統(tǒng)n d、電梯控制系統(tǒng)是通過BAS系統(tǒng)對于建筑物n內的多臺電梯，實行集中的控制和管理程序，同n時配合BAS系統(tǒng)的部分子系統(tǒng)，執(zhí)行聯(lián)動程序。15樓宇自控系統(tǒng)n五、BAS系統(tǒng)的組成調節(jié)對象 檢測元件 各種傳感器執(zhí)行調節(jié)機構分站DDC 傳輸通道 中央 處理機人機接 口外圍 設備中央控制室現(xiàn)場部分16樓宇自控系統(tǒng)n中央控制室（數(shù)

5、據(jù)中心）：包括中央處理機（一臺微型計算機、存儲器、磁帶機和接口裝置）、外圍設備（顯示終端、鍵盤、打印機）和不間斷電源三部分。17樓宇自控系統(tǒng)n傳感器及執(zhí)行調節(jié)機構：傳感器是指裝設在各監(jiān)視現(xiàn)場和各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關、用來檢測現(xiàn)場設備的各種參數(shù)（如溫度、濕度、壓差、液位等），并發(fā)出信號送到調節(jié)控制器（分站、數(shù)據(jù)中心等），如鉑電阻溫度檢測器、復合濕度檢測器、風道靜壓變送器、差壓變送器；18樓宇自控系統(tǒng)n 執(zhí)行調節(jié)機構是指裝設在各監(jiān)控現(xiàn)場接受分站調節(jié)控制器的輸出指令信號，并調節(jié)控制現(xiàn)場運行設備的機構，如電動閥、電磁閥、調節(jié)閥等，包括執(zhí)行機構（如電動閥上的電機）和調節(jié)機構（電動閥的閥門）

6、19樓宇自控系統(tǒng)n分站控制器：是以微處理機為基礎的可編程直接數(shù)字控制器（DDC），它接收傳感器輸出的信號，進行數(shù)字運算，邏輯分析判斷處理后自動輸出控制信號，動作執(zhí)行調節(jié)機構。20樓宇自控系統(tǒng)n 分站控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，采用直接數(shù)字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四種輸入/輸出接口。方便靈活地與現(xiàn)場的傳感器、執(zhí)行調節(jié)機構直接相連接，對各種物理量進行測量，以及實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的調節(jié)與控制。21樓宇自控系統(tǒng)n其中：n AI-模擬量輸入接口，可用作儀表的檢測輸入，如溫度、壓力等，一般為1-10V或4-20mA的直流信號。n AO-模擬量輸出接口，用于操作控制閥、執(zhí)行器等，如電動閥、三

7、通閥、風門執(zhí)行器等，不需要外部電源，輸出為0-10V的直流信號。22樓宇自控系統(tǒng)n DI-數(shù)字量輸入接口，即觸點、液位開關、限位開關的閉合與斷開，一般用作檢測設備狀態(tài)、報警接點、脈沖計數(shù)等。n DO-數(shù)字量輸出接口，用于控制風機，水泵等運行，亦可作為輸出信號與動作增減量型執(zhí)行機構。23樓宇自控系統(tǒng)n數(shù)據(jù)傳輸線路：是聯(lián)系系統(tǒng)各部分的紐帶，從各個監(jiān)控點到分站控制器的線路是逐點連接（放射式），數(shù)據(jù)中心與各分站通過總線型或環(huán)形網(wǎng)絡結構進行組網(wǎng)，各分站直接用一回路雙芯導線連接到總線上就可以實現(xiàn)分站與分站之間，分站與中央站之間的通信。24樓宇自控系統(tǒng)打印機電腦通信接口分站分站分站總 線總線型網(wǎng)絡結構25樓

8、宇自控系統(tǒng)n 環(huán)形網(wǎng)絡結構打印機電腦分站分站分站總 線通信接口分站分站分站26樓宇自控系統(tǒng)n n 星形網(wǎng)絡結構電 腦分站分站分站分站分站分站分站打印機27樓宇自控系統(tǒng)n六、BAS系統(tǒng)的設計nBAS系統(tǒng)的設計具有很大的靈活性，應根據(jù)建筑物的整體功能需求和物業(yè)管理方式控制水平，根據(jù)建筑物內不同區(qū)域的要求和被控系統(tǒng)的各個特點，選擇技術先進、成熟、可靠、經濟合理的控制系統(tǒng)方案和設備，避免投資的盲目性。28樓宇自控系統(tǒng)n 1、樓宇自動化系統(tǒng)設計依據(jù)nJGJ/T16-92“民用建筑電氣設計規(guī)范”nGBJ116-88“火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范”nGB4718-84“火災報警設備專業(yè)名詞術語”nGBJ19-8

9、7“采暖通風與空調調節(jié)設計規(guī)范”nGBJ115-87“工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范”nGBJ93-86“工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范”29樓宇自控系統(tǒng)n2、設計步驟：n確定BAS規(guī)模，根據(jù)冷凍、空調、變配電、熱力、給排水等相關專業(yè)提供的設計條件（資料）及投資情況，功能內容，確定需要監(jiān)控的設備種類、數(shù)量、分布情況及標準；30樓宇自控系統(tǒng)n確定各子系統(tǒng)組成方案、功能及技術要求；n確定各子系統(tǒng)之間的關聯(lián)方式；n確定BAS中各子系統(tǒng)與大廈其它部分間的接口31樓宇自控系統(tǒng)n根據(jù)各專業(yè)的控制要求和控制內容確定并畫出設備監(jiān)控系統(tǒng)原理圖n統(tǒng)計監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點（AI、AO、DI、DO）的數(shù)量，分布情況并列表n根

10、據(jù)監(jiān)控點數(shù)和分布情況確定分站的監(jiān)控區(qū)域、分站設置的位置，統(tǒng)計整個大樓所需分站的數(shù)量、類型及分布情況32樓宇自控系統(tǒng)n選擇現(xiàn)場設備的傳感器和執(zhí)行機構n確定樓宇監(jiān)控的系統(tǒng)網(wǎng)絡及中心站設備的選擇n實施布線33BAS設計方法流程圖n設計任務開始 n了解業(yè)主需求和未來物業(yè)管理方式 n了解機電專業(yè)控制需求n確定控制范圍和內容 與機電專業(yè)探討控制方案 34BAS設計方法流程圖確定BAS控制水平和方式根據(jù)系統(tǒng)集成要求確定BAS網(wǎng)絡結構 節(jié)能與經濟分析和土建專業(yè)結合確定：控制室位置、面積、豎井的數(shù)量和位置及面積、布線方式、標高35BAS設計方法流程圖畫出大樓BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡圖配合電氣專業(yè)完成配電設備二次回路的設計

11、儀表量程計算、選擇調節(jié)閥計算確定BAS現(xiàn)場設備的規(guī)格尺寸及安裝方式36畫出各子系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖畫出各層管線敷設平面圖開列BAS設備、材料表寫出設計施工要點說明BAS設計方法流程圖37各專業(yè)圖紙會簽施工圖交底及施工配合BAS設計方法流程圖設計任務完成38樓宇自控系統(tǒng)n 3、現(xiàn)場控制器DDC的設置原則及布線方式nDDC的設置，應主要考慮系統(tǒng)管理方式，安裝調試維護方便和經濟性，一般按機電系統(tǒng)的平面布置進行劃分，如布置在：冷凍站、熱交換站、空調機房、新風機房等控制參數(shù)較為集中之處，也可根據(jù)要求布置在弱電豎井中，箱體一般掛墻明裝；39樓宇自控系統(tǒng)n每臺DDC的輸入輸出接口數(shù)量與種類應與所控制的設備要求相適

12、應，并留有10%-15%的余量；40樓宇自控系統(tǒng)n4、BAS中央控制室要求nBAS中控室的位置，應盡量靠近控制負荷中心，注意遠離變配電室等電磁干擾源，并注意防潮、防震。BAS中控室可與消防中心，保安監(jiān)控中心等合并組成樓宇控制中心，此時位置應滿足消防中心的要求41樓宇自控系統(tǒng)nBAS中央控制室室內設備布置時應滿足以下要求：a、控制臺前應留大于3m的操作距離，控制臺離墻布置時臺后應留有大于1m的檢修距離，并注意避免陽光直射 b、當控制臺橫向排列總長度大于7m時應在兩端各留有足夠的安裝和觀察面積 c、當BAS系統(tǒng)單獨設置不間斷電源，并采用集中供電方式時，應考慮放置電源設備的面積和位置 d、應適當考慮

13、工作人員值班，維修及休息所需的面積42樓宇自控系統(tǒng)nBAS中央控制室其它要求： a、控制室內宜采用抗靜電活動地板 b、當控制室內長度大于7m時，宜設兩個外開門的出口，門寬不小于1m c、控制室內土建及裝修等要求參見有關計算機房設計標準43樓宇自控系統(tǒng)n5、BAS系統(tǒng)的電源要求 a、應由變配電所引出專用回路向中央控制室供電，供電回路應采用保安電源供電 ； b、中央操作站供電應設不間斷電源（UPS）裝置，其容量應包括系統(tǒng)內用電設備的總和并考慮預計的擴展容量，UPS供電時間不低于20分鐘；44樓宇自控系統(tǒng)nc、DDC的電源宜采用中央控制室集中供電方式，以放射式供給各DDC，如采用就地供電方式，可 由

14、就近的保安電源供給；45樓宇自控系統(tǒng)n6、BAS系統(tǒng)的接地要求n 一般采用建筑物總體接地方式，要求總體接地電阻不大于1，如BAS系統(tǒng)單獨設置接地極，應采用一點接地方式，要求接地電阻不大于4，并與建筑物防雷接地系統(tǒng)接地極間距離不小于20m46樓宇自控系統(tǒng)nBAS系統(tǒng)設計中采用的儀表量程選擇、調節(jié)閥計算方法等，見有關自控設計手冊；現(xiàn)場儀表安裝方法參見有關自動化儀表標準安裝圖冊及設備生產廠家的安裝使用說明書。47樓宇自控系統(tǒng)n八八、空調空調DDCDDC系統(tǒng)的監(jiān)控設計系統(tǒng)的監(jiān)控設計 n n( (一一) ) 空調空調DDCDDC系統(tǒng)的定義及組成系統(tǒng)的定義及組成 nDDC系統(tǒng)是BAS的技術形式。DDC是英

15、文DIRECT DIGITAL CONTROL的縮寫，譯為“直接數(shù)字控制”。 48樓宇自控系統(tǒng)n空調DDC系統(tǒng)，即利用計算機控制技術，將空調系統(tǒng)中各種信號（溫度、壓力、流量、狀態(tài)等），通過輸入裝置輸入計算機，經相應程序運算處理，將處理后的信號經輸出裝置輸出，進而控制相應的執(zhí)行機構。如圖所示。49樓宇自控系統(tǒng)傳感器A/D轉換器微處理器D/A轉換器執(zhí)行器變送器圖 150樓宇自控系統(tǒng)n( (二二) DDC) DDC系統(tǒng)信號種類系統(tǒng)信號種類n信號按其輸出輸入能否直接被微機或執(zhí)行器接受分為數(shù)字量輸入（DI）、數(shù)字量輸出（DO）、模擬量輸入（AI）和模擬量輸出 （AO）四種信號。51樓宇自控系統(tǒng)n模擬量信

16、號所對應的是一定量的電壓或電流值，它與傳感器輸出信號的特性有關。 n空調自控系統(tǒng)中常見的模擬量輸入信號：溫度、濕度、壓力流量、壓差等；模擬量輸出信號：需控制的電動風閥及電動水閥。 52樓宇自控系統(tǒng)n數(shù)字量輸入信號包括：風機、水泵、冷卻塔風扇、電機的運行狀態(tài)、過濾器淤塞狀態(tài)報警、壓差開關、液位開關、開關信號，防凍保護等。n數(shù)字量輸出信號包括：電磁閥的控制、二位電動水閥的控制、水泵、風機、冷卻塔等設備的啟?？刂啤?3樓宇自控系統(tǒng)n( (三三) ) 空調自控監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能空調自控監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能n 空調DDC系統(tǒng)能實現(xiàn)樓宇中空調系統(tǒng)各種控制功能，同時具備各種管理功能。54樓宇自控系統(tǒng)n（1）能

17、量控制及管理功能。即根據(jù)建筑物實際冷、熱負荷，對空調系統(tǒng)中的風系統(tǒng)和水系統(tǒng)進行控制，自動控制冷熱設備運行狀態(tài)及運行參數(shù)，使整個空調系統(tǒng)達到最佳節(jié)能狀態(tài)。n（2）對空調系統(tǒng)及其冷、熱源系統(tǒng)的相關參數(shù)進行調節(jié)控制及監(jiān)測，對空調設備運行進行監(jiān)測。n（3）空調設備如冷水機組、泵、風機等在規(guī)定時間的啟停控制，以達到節(jié)能目的。55樓宇自控系統(tǒng)n（4）自動累積空調設備的運行時間，維修期限報警，以便更換或維修相關設備，延長設備使用壽命，提高設備的運行質量。n（5）根據(jù)空調設備運行時間，自動切換工作及備用設備，保持設備良好的工作狀態(tài)。n（6）對空調系統(tǒng)的能量消耗進行計量，記費。n（7）各種物業(yè)管理文本的自動生成

18、、打印及查詢。56樓宇自控系統(tǒng)n(四) 空調自控系統(tǒng)的組成n1）時鐘：用來對各種輸入、輸出數(shù)據(jù)，各種運算時間進行調整及控制。n2）程序存儲器：存儲各種應用程序，即用戶為控制各種空調系統(tǒng)所編制的控制程序。n3）工作存儲器：用來進行讀寫，隨機存取和臨時存取數(shù)據(jù)。57樓宇自控系統(tǒng)n4）多路輸入、輸出控制器：多路輸入控制器可將輸入信號送入A/D轉換器中，將模擬量轉換成數(shù)字量，輸入微處理器進行運算。運算結果輸入D/A轉換器，再經輸出控制器至變送器及執(zhí)行機構。n5）DDC控制系統(tǒng)的相關軟件：包括操作軟件及應用軟件。58樓宇自控系統(tǒng)時 鐘微處理器程序存儲器傳感器和變送器多路輸入控制器D/A轉換器A/D轉換器

19、通訊接口多路輸出控制器變送器和執(zhí)行器工作存儲器圖 259樓宇自控系統(tǒng)n五）空調DDC控制舉例n 空調DDC控制含空調風系統(tǒng)控制及空調水系統(tǒng)控制，下面分別舉例加以說明。60樓宇自控系統(tǒng)n5.1空調風系統(tǒng)：（以新風機組控制為例）n 新風機組是空氣水系統(tǒng)空調形式的主要設備之一，其控制狀況的好壞直接影響到整個空調系統(tǒng)的工作質量，新風機組一般由新風段、過濾段、盤管段（復合盤管對應二管制，四管制為表冷器和加熱器）、加濕段、送風機段及相應的檢修段組成，有的還配有能量回收裝置，控制說明如圖所示。61樓宇自控系統(tǒng)n1）對新風機組進行啟?？刂啤2）新風機組風機啟動后，新風閥聯(lián)鎖開啟。n3）根據(jù)溫度T1控制冷、熱盤管電動閥MD1的開關。冬/夏工作轉換后，冬季根據(jù)濕度H控制加濕器電磁MD2的開、關。n4）溫度T1低至防凍報警溫度時，自動切斷風機電源。聯(lián)鎖關閉新風閥VD，全開電動水閥MD1，并發(fā)出報警信號。62樓宇自控系統(tǒng)n5）過濾器積塵達到一定程度后，壓差開關發(fā)出淤塞報警信號。n6）停機時，新風閥VD聯(lián)鎖關閉，電動閥MD1全關，關閉電磁閥MD2。n7）監(jiān)測送風機運行狀態(tài)。63樓宇自控系統(tǒng)64樓宇自控系統(tǒng)n5 52