樓宇自控系統(tǒng)基礎知識

1、 樓宇自控系統(tǒng)基礎知識樓 宇 自 控 系 統(tǒng)系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹一、一、BASBAS系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述二、二、BASBAS子系統(tǒng)子系統(tǒng)三、三、BASBAS系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成四、通信協(xié)議四、通信協(xié)議五、五、BASBAS系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹樓宇自控系統(tǒng)就是將建筑物或建筑群內的變配電、照明、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、給排水等眾多分散設備的運行、安電梯、空調、供熱、給排水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)，稱為和分散控制的建筑物管理與控制系

2、統(tǒng)，稱為BASBAS（Building Automation SystemBuilding Automation System）。）。一、BAS系統(tǒng)概述BASBAS系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和參數內容系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和參數內容1、空調機組：新風空調機組、新/回風空調機組、變風量空調機2、冷/熱源系統(tǒng)：冷凍機組、風冷機組、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3、電力系統(tǒng)：照明控制、高/低壓信號測量、備用發(fā)電機組4、電梯5、給排水系統(tǒng)等一、BAS系統(tǒng)概述BASBAS系統(tǒng)所能夠產生的實際效果系統(tǒng)所能夠產生的實際效果室內恒溫、恒濕、良好的空氣質量、合理的燈光照度控制實現最佳的能源控制方案，節(jié)

3、約能源消耗并實現能源管理自動化。實現設備自動化運行，提高運行效率，降低勞動強度。便于大樓內的所有設備運行于最佳工況，同時便于設備的保養(yǎng)和維修便于大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，便于操作人員最短時間處理故障一、BAS系統(tǒng)概述n暖通空調系統(tǒng)n給排水系統(tǒng)n變配電系統(tǒng)n照明系統(tǒng)n電梯系統(tǒng)樓控系統(tǒng)的管理對象樓控系統(tǒng)的管理對象二、BAS子系統(tǒng)BASBAS子系統(tǒng)子系統(tǒng) a a、暖通空調系統(tǒng)自動監(jiān)控、暖通空調系統(tǒng)自動監(jiān)控 暖通空調系統(tǒng)是智能建筑創(chuàng)造舒適

4、高效工作與生活環(huán)境不可缺 少的重要環(huán)節(jié)，其設備耗電量占全樓總耗電量的50%-60%，其 監(jiān)控點數占全樓監(jiān)控點數的50%以上，BAS系統(tǒng)為建筑物內的暖 通空調設備（如：冷卻塔、冷水機組、空氣處理機、新風機組 等）提供一個最優(yōu)化的控制，實現經濟運行降低能耗。b b、給排水系統(tǒng)自動監(jiān)控給排水系統(tǒng)自動監(jiān)控 給排水系統(tǒng)是任何建筑都必不可少的重要組成部分。BAS系統(tǒng)主 要是對給排水系統(tǒng)的狀態(tài)、參數進行監(jiān)控與控制，保證系統(tǒng)運 行參數滿足建筑供排水要求以及供排水的安全。c c、變配電系統(tǒng)自動監(jiān)控、變配電系統(tǒng)自動監(jiān)控 變配電系統(tǒng)是建筑物最主要的能源供給系統(tǒng), BAS系統(tǒng)用于建筑 物內用電設備的正常運行,保障供電

5、可靠性.負責電力供應管理 和設備節(jié)電運行。二、BAS子系統(tǒng)BASBAS子系統(tǒng)子系統(tǒng)d d、照明系統(tǒng)、照明系統(tǒng) 照明系統(tǒng)占建筑物耗電量20%-30% ，BAS系統(tǒng)一方面為了保證建 筑物各區(qū)域的照度和視覺環(huán)境對燈光進行控制，另一方面對照 明設備進行節(jié)能控制。e e、電梯控制系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng) BAS系統(tǒng)對于建筑物內的多臺電梯實行集中的控制和管理，同時 配合消防系統(tǒng)，執(zhí)行聯動程序。二、BAS子系統(tǒng)三、BAS系統(tǒng)的組成三、BAS系統(tǒng)的組成1、中央控制室（數據中心）：主要包括中央處理系統(tǒng)（計算 機和接口裝置等）、外圍設備（監(jiān)控終端和打印機等）和 不間斷電源三部分。2、傳感器及執(zhí)行調節(jié)機構：傳感器是指裝設

6、在各監(jiān)視現場的 各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關、用來檢測現場 設備的各種參數（如溫度、濕度、壓差、液位等），如鉑 電阻溫度檢測器、復合濕度檢測器、風道靜壓變送器、差 壓變送器等。三、BAS系統(tǒng)的組成3、執(zhí)行調節(jié)機構是指裝設在各監(jiān)控現場接受現場控制器（DDC）的輸 出指令信號，并調節(jié)控制現場運行設備的機構，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）。4、現場控制器：是以微處理機為基礎的可編程直接數字控制器DDC， 它接收傳感器輸出的信號，進行數字運算，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。三、BAS系統(tǒng)的組成5、現場控制器是

7、整個控制系統(tǒng)的核心，采用直接數字控制器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 及實現對被控系統(tǒng)的調節(jié)與控制。6、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0-10V(0-5V)或4-20mA的直流信號。7、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。三、BAS系統(tǒng)的組成8、DI-數字量輸入接口，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、脈沖計數等。9、DO-數字

8、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。10、數據傳輸線路：是聯系系統(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），數據中心與各分站通 過大樓網絡結構進行組網，各分站直接利用大樓的局域網連接、 到服務器上就可以實現分站與分站之間，分站與中央站之間的通信。三、BAS系統(tǒng)的組成總線型結構總線型結構三、BAS系統(tǒng)的組成環(huán)型結構環(huán)型結構三、BAS系統(tǒng)的組成網絡結構網絡結構交換機DDCDDCDDCDDCDDCDDCDDC計算機四、通信控制協(xié)議樓宇自控系統(tǒng)中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通過某種控制網絡實現的，這就要求控制設備以及建

9、筑設備都要遵循一定的通信協(xié)議。目前，國際上采用較多的是BACnetBACnet和LonTalkLonTalk。四、通信控制協(xié)議1 1、BACnetBACnet是樓宇自控領域唯一的國際標準（是樓宇自控領域唯一的國際標準（ISO16484-5ISO16484-5）。）。獨立于任何制造商，不需要專門芯片，并得到眾多制造商支持。 有完善和良好的數據表式和交換方法。按標準制造的產品有嚴格的性能等級和完整的說明產品有良好的互操作性，有利于系統(tǒng)的擴展和集成。四、通信控制協(xié)議2 2、LonTalkLonTalk協(xié)議：協(xié)議：LonWorksLonWorks技術所使用的通信協(xié)議。技術所使用的通信協(xié)議。 LonTa

10、lk協(xié)議遵循由國際標準化組織（ISO）定義的開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型所定義的全部七層服務。 它支持多種通訊介質，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜等。采用Neuron芯片，提供開發(fā)工具平臺LonBuilder與Nodebuilder面性對象的設計方法，網絡結構靈活如星形、環(huán)行及總線型四、通信控制協(xié)議3 3、 BACnet BACnet 與與LonTalkLonTalk BACnet和Lontalk協(xié)議均為開放式協(xié)議兩者互相滲透、交叉。 Lanwork協(xié)議是實施控制域為建筑設備控制系統(tǒng)中傳感器與執(zhí)行器之間的網絡化，控制現場傳感器與執(zhí)行器之間實現互操作的網絡標準。 BACnet協(xié)議是信息管理

11、域方面實現不同的系統(tǒng)互聯而制定的標準。BACnet有比LanTalk更為強大的大數據量通訊和運行高級復雜算法的能力，有更強大的過程處理組織處理的能力。五、BAS系統(tǒng)的設計BAS系統(tǒng)的設計具有很大的靈活性，應根據建筑物的整體功能需求和物業(yè)管理方式控制水平，根據建筑物內不同區(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。五、BAS系統(tǒng)的設計1、確定BAS規(guī)模，根據冷凍、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、數量、分布情況及標準；2、確定各子系統(tǒng)組成方案、功能及技術要求；3

12、、確定各子系統(tǒng)之間的關聯方式；4、確定BAS中各子系統(tǒng)與大樓其它部分間的接口5、根據各專業(yè)的控制要求和控制內容確定并畫出設備監(jiān)控系 統(tǒng)原理圖設計步驟設計步驟五、BAS系統(tǒng)的設計6、統(tǒng)計監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點（AI、AO、DI、DO）的數量，分布 情況并列表7、根據監(jiān)控點數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量、類型及分布情況 選擇現場設備的傳感器和執(zhí)行機構8、確定樓宇監(jiān)控的系統(tǒng)網絡及中心站設備的選擇9、實施布線設計步驟設計步驟五、BAS系統(tǒng)的設計DDC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

13、換站、空調機房、新風機房等控制參數較為集中之處，也可根據要求布置在弱電豎井中，箱體一般掛墻明裝；每臺DDC的輸入輸出接口數量與種類應與所控制的設備要求相適應，并留有10%-15%的余量；現場控制器現場控制器DDCDDC的設置原則及布線方式的設置原則及布線方式五、BAS系統(tǒng)的設計BAS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BAS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

14、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、應適當考慮工作人員值班，維修及休息所需的面積BASBAS中央控制室要求中央控制室要求五、BAS系統(tǒng)的設計BAS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BASBAS中央控制室要求中央控制室要求五、BAS系統(tǒng)的設計 a、應由變配電所引出專用回路向中央控制室供電，供電回 路應采用安保電源

15、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30分鐘； c、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，可由就近的安保電 源供給；BASBAS系統(tǒng)的電源要求系統(tǒng)的電源要求DDC系統(tǒng)是BAS的技術形式。DDC是英文DIRECT DIGITAL CONTROL的縮寫，譯為“直接數字控制”。 空調DDC系統(tǒng)，即利用控制技術和通訊技術，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DDC，經相應程序運算處理，將處理后的信號輸出，進而控制相應的執(zhí)行機構。如圖所示：空調空調DDCDDC系統(tǒng)的定義及組成系統(tǒng)的定義及組成傳感器A/D轉換器微處理器D/A轉換器執(zhí)行器變送器五、BAS系統(tǒng)的設計信號按其輸出輸入主要可分為分為數字量輸入（DI）、數字量輸出（DO）、模擬量輸入（AI）和模擬量輸出（AO）四種信號。模擬量信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。 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。數字量輸入信號包括：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。數字量輸出信號包括：電磁閥的控制、