建筑設備自動化課后題參考答案-建環(huán)101-6

1、1. 什么是建筑設備自動化系統(tǒng)？其整體功能是什么？建筑設備自動化系統(tǒng)，簡稱 BAS （Building Automation System ）是將建 筑物或建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、電梯、給排水、防災、保安、車庫管理等 設備或系統(tǒng)進行集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。整體功能：以最優(yōu)控制為中心的過程控制自動化； 以運行狀態(tài)監(jiān)視為中心的 維護管理自動化；以安全狀態(tài)監(jiān)視和災害控制為中心的防災自動化； 以節(jié)能運行 為中心的能量管理自動化。2. 簡述計算機控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)，并畫出其組成框圖。計算機控制系統(tǒng)從應 用角度如何分類？組成環(huán)節(jié)：硬件部分：計算機（主機、外設、系統(tǒng)總線、過程輸入設備

2、、 人機聯(lián)系設備、通信設備等）；現(xiàn)場儀表（測量器件、變送器、執(zhí)行器等）。軟 件部分：系統(tǒng)軟件和應用軟件。組成框圖：按應用分：操作指導控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC;監(jiān)督計算機控制 （SCC;集散控制系統(tǒng)（DCS 分布式控制系統(tǒng)；現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS； 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS。3. 開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型的作用是什么？由哪幾層組成？國際標準化組織（ISO）的ISO7498所定義的開放系統(tǒng)互連模型 OSI作為通 信網(wǎng)絡國際標準化的參考模型，它詳細描述了軟件功能的七個層次。從下至上包 括：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層。4. 簡述BACnet協(xié)議和LongTa

3、lk協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)和適用領域。（1）BACNet協(xié)議參考并簡化了 OSI RM （開放系統(tǒng)互連參考模式），形成包 容許多局域網(wǎng)的簡單而實用的四級體系結(jié)構(gòu)：應用層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物 理層。適用于信息管理域方面，是為實現(xiàn)不同的系統(tǒng)互聯(lián)而制定的標準，適于大 型智能建筑。（2）LonTalk協(xié)議與OSI RM（開放系統(tǒng)互連參考模式）一樣,具有七層結(jié)構(gòu)： 應用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。 LonTalk 協(xié) 議適用于實時控制域方面， 是建筑物自控系統(tǒng)中傳感器與執(zhí)行器之間的網(wǎng)絡化并 實現(xiàn)產(chǎn)品互操作性的協(xié)議標準。5. 新風機組的監(jiān)控內(nèi)容有哪些？監(jiān)測內(nèi)容：1）風機的狀態(tài)顯示、

4、故障報警。2）測量風機出口空氣溫濕度參數(shù)。以了解機組是否將新風處理到要求的狀 態(tài)。3）測量新風過濾器兩側(cè)壓差，以了解過濾器是否需要更換。4）檢查新風閥狀況，以確定其是否打開?？刂苾?nèi)容：1）根據(jù)要求起 / 停風機。2）自動控制空氣水換熱器水側(cè)調(diào)節(jié)閥， 使風機出口空氣溫度達到設定值。3）自動控制蒸汽加濕器調(diào)節(jié)閥， 使冬季風機出口空氣相對濕度達到設定值。4）控制新風電動風閥。6. 新風機組DDC系統(tǒng)流程圖，說明符號AK監(jiān)測（或控制）的內(nèi)容及數(shù)據(jù)類型。A ：風閥控制信號（如果風閥是開關式的，不能調(diào)節(jié)開度大小，則該信號是數(shù) 字輸出信號，DO如果風閥是電動調(diào)節(jié)閥，則該信號是模擬量輸出信號，AQ）B ：壓差

5、開關信號，指示過濾器是否堵塞，是數(shù)字輸入信號， DI。C ：加熱（或冷卻） 盤管的水電動調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)， 是模擬量輸出信號， AO）D ：防凍開關，在冬季指示是否機組內(nèi)部溫度過低，需要停機保護，是數(shù)字輸 入信號， DI）E:加濕器電動調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)，是模擬量輸出信號，AOF:風機啟/?？刂疲菙?shù)字量輸出信號，DOG H:風機運行狀態(tài)、故障狀態(tài)信號，都是數(shù)字輸入信號，DI）I ：風機兩側(cè)的壓差開關信號，指示風機運行狀態(tài)，是數(shù)字輸入信號，DI。J、K:送風溫度、送風相對濕度，都是模擬輸入信號，AI）7. 變風量末端裝置的分類 （從是否補償系統(tǒng)送風壓力的變化的角度分） 、控制原 理及特點，并畫出

6、控制方框圖。按照是否補償系統(tǒng)送風壓力的變化變風量末端裝置分為:壓力相關型和壓力 無關型。壓力相關型:根據(jù)房間溫度實測值與設定值之差，溫度控制器直接調(diào)整末端 裝置中的風閥，屬于單回路閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)。 這樣做容易使各房間相互影響，致使各房間風閥不斷調(diào)節(jié)，風量和溫度不斷變化，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定哼1溫厲濮惓IT鳳晝羈前閥H屆間 卜廣溫度傳感器B壓力無關型：末端上裝有風量測量裝置，房間溫度的變化不再由溫度控制器 直接改變風閥開度，而是去修正風量設定值。風閥則根據(jù)實測的風量與風量設定 值進行調(diào)整。屬于串級控制系統(tǒng)。這樣當某房間風量由于風道內(nèi)壓力變化而變化 時，末端控制裝置會直接調(diào)整風閥，以維持原來的風量，

7、房間溫度不會由此引起 波動。8. 送風機的控制策略（或控制方法），相應的控制原理及特點。（1）定靜壓法：控制原理：在保證系統(tǒng)風管上某一點（或幾點平均，常在離風機約 2/3處） 靜壓一定的前提下，室內(nèi)要求風量由VAV所帶風閥調(diào)節(jié)；系統(tǒng)送風量由風管上某 一點（或幾點平均）靜壓與該點設定靜壓的偏差按已定的控制規(guī)律控制變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速來確定。特點：系統(tǒng)送風量由靜壓值控制，回使風機轉(zhuǎn)速過高，節(jié)能效果差；變風量 末端裝置的風閥開度小時，氣流通過的噪聲大，影響室內(nèi)環(huán)境；靜壓點的確定復 雜，科學性差。（2）變靜壓法：控制原理：根據(jù)變風量末端風閥的開度，階段性地改變風管中壓力測點的靜 壓設定值，在

8、適應流量要求的同時，控制送風機的轉(zhuǎn)速，盡量使靜壓保持允許的 最低值，以最大限度節(jié)省風機能量。特點：節(jié)能效果好，控制精度高，空氣品質(zhì)好；控制復雜，調(diào)試麻煩；調(diào)節(jié) 效果具有一定的滯后性。（3）總風量法：控制原理：所有末端設定風量之和就是系統(tǒng)當前要求的總風量，用該風量對 風機實施前饋控制。特點：在控制形式上具有比靜壓控制簡單的多的結(jié)構(gòu)；在控制特點上是直接 根據(jù)設定風量計算出要求的風機轉(zhuǎn)速， 具有某種程度上的前饋控制含義；在控制 性能上具有快速、穩(wěn)定的特點，不像壓力控制下系統(tǒng)壓力總是有一些高頻小幅振 蕩；在風機節(jié)能上介于變靜壓控制和定靜壓控制之間，并更接近于變靜壓控制； 有自己的缺陷，即增加了末端之間

9、的耦合程度。9. 簡述冷水機組的順序控制步驟。當有多臺冷水機組并聯(lián)，且在水管路中泵與 冷水機組不是一一對應連接時，冷水機組冷凍水和冷卻水接管上還應設置什么設 備？為什么？冷水機組的順序控制步驟可參考圖 5-18.多臺機組并聯(lián)且與水泵不是一一對應時：冷水機組冷凍水和冷卻水接管上應設 有電動碟閥，以使冷水機組與水泵運行能對應進行。10. 一級泵壓差控制的基本工作過程。設計工況下所有設備滿負荷運行，旁通閥開度為零，壓差傳感器兩端接口處 的壓差為壓差控制器的設定值 Po。當用戶末端負荷變小時，用戶末端的兩通閥關小，供、回水壓差高于設定值， 壓差控制器控制旁通閥打開，減小供、回水壓差直至達到 Po時，才

10、停止。若冷水的旁通量超過了單臺冷水循環(huán)泵流量時，則自動關閉一臺冷水循環(huán)泵。 對應的冷水機組、冷卻水泵及冷卻塔也停止運行。11. 簡述一級泵變水量系統(tǒng)冷凍機臺數(shù)的控制策略，并討論每種方法的控制原 理。(1) 操作指導控制：自動采集計算實際冷負荷；人工控制冷凍機運行臺數(shù)及 相應聯(lián)動設備的控制。(2) 壓差旁通閥位置控制：旁通閥的最大流量為一臺冷水機組的流量。低負 荷時，一臺冷水機組運行，旁通閥處于某一開度位置；隨著負荷增加，旁通閥開 度逐漸減小，達到某一負荷時，旁通閥全關，限位開關閉合，啟動第二臺冷水機 組及水泵等輔助設備。同理，負荷繼續(xù)增加，啟動第三臺冷水機組及水泵等輔助 設備。(3) 恒定供回

11、水壓差的流量旁通控制：旁通閥的最大流量為冷水機組滿負荷時的流量。以旁通流量控制冷水機組和水泵的起停。由滿負荷降至66.6 %負荷時，停止一臺冷水機組和水泵；降至33.3 %負荷時，再停止一臺冷水機組和水泵。(4) 回水溫度控制：冷水機組出水溫度通常設定為7C,在定流量系統(tǒng)中， 回水溫度反映了需冷量。回水溫度控制的原理是將回水溫度送至溫度控制器，控 制器通過步進繼電器控制冷水機組及冷凍水泵的啟 /停。(5) 冷量控制：通過測量用戶側(cè)的供回水溫度和冷凍水流量，Q = qmc(t2 -tj由公式計算出實際需冷量，根據(jù)實際需冷量確定冷水機組的運行臺數(shù)。注意：qm和t2都是指用戶側(cè)總回水流量、用戶側(cè)總回

12、水溫度，不包括旁通水。組建方案 參考課本155頁圖5-22的方案一至方案三。12. 冷卻水系統(tǒng)最主要的測量參數(shù)是什么？冷卻水系統(tǒng)最主要的測量參數(shù)是進入冷凝器的冷卻水水溫?？衫迷摐囟瓤?制冷卻塔風機的臺數(shù)或轉(zhuǎn)速控制。13. 簡述燃氣加熱爐爐溫控制原理。以圖5-28為例：溫度傳感器T101實時測量爐膛溫度并反饋給溫度控制器 TC101, TC101的輸 出作為燃氣流量控制器FC101的給定值，當爐溫低于（或高于）給定值時，爐溫控 制器TC101的輸出重新設定燃氣流量控制器 FC101的給定值，其偏差按照一定規(guī) 律增加（或減?。┤細饬髁?；比值控制器根據(jù)燃氣流量的大小重新設定空氣流量控制器FC102

13、的給定值，其偏差按照一定規(guī)律增加（或減小）空氣流量，最后使t=tg。14. 鍋爐雙參數(shù)給水的水位控制系統(tǒng)原理、特點及方框圖。以鍋爐汽包水位作為主要調(diào)節(jié)信號，以蒸汽流量作為輔助調(diào)節(jié)信號。這樣， 在單參數(shù)閉環(huán)負反饋的基礎上增加了蒸汽流量前饋信號，構(gòu)成前饋控制系統(tǒng)，能克服蒸汽流量擾動對水位的影響，消除“虛假水位”現(xiàn)象，提高了控制品質(zhì)。蒸汽流量變送器JJ干擾設定水位 +（、f < 胳./亠-*Q*水位控制器 給水流量調(diào)節(jié)閥鍋爐水位6 _ IJ*實際水位溫度變送器r15. 蒸汽-水型熱交換器傳熱量的控制方案。如果一次側(cè)蒸汽的壓力較平穩(wěn)，通常以供水溫度作為被控參數(shù)，蒸汽流量作 為操作量，可采用簡單的單回路控制系統(tǒng)對熱交換器的傳熱量進行控制?？刂品娇驁D參考圖6-2.如果一次側(cè)蒸汽的壓力波動較大，需采用供水溫度-蒸汽壓力串級控制系 統(tǒng)?？刂品娇驁D參考圖6-3.串級控制方案的特點：增加了副回路調(diào)節(jié)-蒸汽流量調(diào)節(jié)回路，能及時克服蒸汽壓力波動對控制系 統(tǒng)的影響，具有一定的自適應特性，能超前調(diào)節(jié)。主回路的定值調(diào)節(jié)與副回路的隨動調(diào)節(jié)相互配合，協(xié)調(diào)工作，能提高系統(tǒng)的 控制品質(zhì)，滿足供熱工藝的要求。16. 高層建筑給水系統(tǒng)的兩種主要形式是什么？簡述變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)的 控制原理。重力高位水箱給水系統(tǒng)、恒壓給水系統(tǒng)壓力負反饋閉環(huán)控制。在水泵出水口干管上設