第四章-建筑設備自動化系統(tǒng)

第4章建筑設備自動化系統(tǒng)設計1本章主要內(nèi)容4.1建筑設備自動化系統(tǒng)綜述4.2建筑設備控制系統(tǒng)分類4.3建筑設備自動化系統(tǒng)實現(xiàn)原理*4.5建筑設備自動化系統(tǒng)的工程設計*4.6BAS的發(fā)展趨勢及科研選題問題討論24.1建筑設備自動化系統(tǒng)綜述4.1.1建筑設備自動化系統(tǒng)的基本概念1、BAS定義

建筑設備自動化系統(tǒng)BAS（BuildingAutomationSystem），主要內(nèi)容包括由樓宇機電設備控制構(gòu)成的設備環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、由消防系統(tǒng)和保安系統(tǒng)組成的安全保衛(wèi)監(jiān)控系統(tǒng)二大塊。32、BAS基本功能（1）自動監(jiān)控各種機電設備。如啟、停、顯示等。（2）自動檢測、顯示、打印并存儲各種設備運行參數(shù)。（3）自動調(diào)節(jié)各種設備處于最佳運行狀態(tài)，要求根據(jù)外界參數(shù)變化而自動調(diào)節(jié)。（4）監(jiān)控并及時處理各種意外、突發(fā)事件（5）實現(xiàn)對各種設備的統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)控制（6）實現(xiàn)能源管理自動化（7）停車場管理等4

3、BAS系統(tǒng)的意義和作用

（1）節(jié)省大規(guī)模的能耗（2）延長設備的使用壽命（3）提高樓宇管理水平（4）提高環(huán)境的舒適性（5）提高設備的安全性

54.1.2建筑設備自動化系統(tǒng)的組成建筑設備自動化系統(tǒng)有狹義與廣義之分從狹義的觀點來看，建筑設備自動化系統(tǒng)的內(nèi)容包括大廈各自動化設備的分系統(tǒng)，如采暖、制冷及空調(diào)分系統(tǒng)，照明設備控制分系統(tǒng)，給排水分系統(tǒng)，電梯控制分系統(tǒng)，供配電分系統(tǒng)，停車場管理分系統(tǒng)等，即使是由某些專用控制商提供的產(chǎn)品，建筑設備自動化系統(tǒng)也必須負責其狀態(tài)監(jiān)測。6從廣義的觀點來看，國際上已經(jīng)把安全監(jiān)控系統(tǒng)(SecurityAutomationSystem，簡稱SAS)與消防監(jiān)控系統(tǒng)(FireAutomationSystem，簡稱FAS)納入BAS的范疇中。建筑設備自動化系統(tǒng)的組成如圖4-1所示7照明系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)變配電系統(tǒng)消防系統(tǒng)給排水系統(tǒng)停車場管理系統(tǒng)保安系統(tǒng)監(jiān)控中心信息系統(tǒng)建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）圖4-1建筑設備自動化系統(tǒng)的組成81、變配電系統(tǒng)對智能建筑物供電設備和供電狀況進行監(jiān)控，包括對各級電力開關設備及電柜高低壓狀態(tài)、主要回路的電流、電壓及功率因數(shù)、變壓器及電纜的溫度，發(fā)電機運行狀態(tài)等的檢測與控制，對故障進行報警等。通過對用電情況的計量和統(tǒng)計利用科學的管理方法，合理均衡負荷，以保障安全、可靠地供電。92、空調(diào)系統(tǒng)

為了使智能化大樓真正達到舒適、節(jié)能的效果，對不同區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)按事先編制的程序或根據(jù)環(huán)境溫度自動控制建筑物內(nèi)的中央空調(diào)制冷機組、冷卻水泵、冷卻塔風機、電磁閥門、風機的啟停；監(jiān)視、動態(tài)顯示和記錄各設備的狀態(tài)、室內(nèi)外各測點的溫度、濕度、壓力、流量、二氧化碳含量、空氣負離子含量、閥門的開度和運行時間等參數(shù)；自動進行故障報警或停機，動態(tài)顯示有關水泵、閥門、風機的位置和狀態(tài)等。103、照明系統(tǒng)

按程序?qū)Ω鳂菍拥呐潆姳P、辦公室照明、門廳照明、走廊照明、庭院或停車場處照明、廣告霓虹燈、節(jié)日裝飾彩燈、航空照明等設備自動進行啟?？刂疲蛔詣訉崿F(xiàn)對照明回路的分組控制、用電過大時自動切斷電源，對廳堂和辦公室等地進行“無人熄燈”控制等。114、電梯控制系統(tǒng)電梯是建筑物內(nèi)交通的重要樞紐。對帶有完備控制裝置的電梯，將其控制裝置與樓宇自動化系統(tǒng)相連接，與實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通信、使管理中心能夠隨時掌握各個電梯的工作狀況，并在火災、保安的特殊場合對電梯的運行進行直接控制。125、消防系統(tǒng)消防系統(tǒng)實施對建筑物內(nèi)消防栓、噴淋水、消防水泵、穩(wěn)壓水泵、火災煙感、溫度探測報警器、防火排煙閥、消防電話等設施聯(lián)網(wǎng)進行監(jiān)視與自動控制；一旦出現(xiàn)火災，消防系統(tǒng)除了自身立即切換到消防模式，自動進行相應動作之外，還應立即通過樓宇自動化系統(tǒng)，向變配電、排給水、空調(diào)、電梯、保安等相關系統(tǒng)發(fā)出進入消防模式的命令，由這些設備自身的控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)和實現(xiàn)消防動作。136、給排水系統(tǒng)對各給水泵、排水泵、污水泵和飲用水泵的運行狀態(tài)、各種水箱及污水池的水位進行實時監(jiān)測，通過對給水系統(tǒng)壓力的監(jiān)視及其水位、壓力狀態(tài)，啟停相應的水泵，以保證給排水系統(tǒng)的正常運行。14R3R2R1T3T2T1CKA1KA1KA1DDZTC低水位高水位8+4321567-正常:T2截止,T1

導通.KA1有電高水位T2導通,T1截止.KA1無電157、停車場管理系統(tǒng)

停車場管理常采用讀卡方式。內(nèi)部車庫不計費時，汽車經(jīng)讀卡器確認屬該系統(tǒng)后，即可進入停車場。另一種為停車計費方式，通常分為兩種計費方法，一種是當汽車讀卡器進入車庫后即開始計時，在出口處按時收費；另一種是在停車場的每個車位設一車位傳感器，當車停在車位時開始計時，當車輛離開車位時計費停止。168、保安系統(tǒng)保安系統(tǒng)一般包括視頻監(jiān)視系統(tǒng)和安全保衛(wèi)系統(tǒng)。它們通過對閉路電視監(jiān)視、出入口控制、防盜報警、保安巡邏等手段，辯識出運行物體、火焰、煙和其他異常情況，并立即進行報警及自動錄像；一旦有情況，自動對出入口門進行控制，啟動自保護措施，最大限度地保證安全。179、監(jiān)控中心智能化大樓自動化是由各個子系統(tǒng)組成的，子系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)，具有互操作的特性。監(jiān)控中心的服務站的主要功能就是對這些子系統(tǒng)進行集中管理和協(xié)調(diào)，共同組成一個完整的控制網(wǎng)絡。1810、信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)主要是對整個大樓的Internet網(wǎng)絡進行監(jiān)控和管理。首先要對網(wǎng)絡設備進行監(jiān)控，保證對外信息暢通；其次要保證本大樓重要資料的信息安全，最大限度地防范網(wǎng)絡黑客的進攻和破壞。樓宇自動化系統(tǒng)應該是一個開放的系統(tǒng)。大樓網(wǎng)站和樓宇自動化系統(tǒng)相連，可以實現(xiàn)樓宇的遠程監(jiān)控，從而使大樓監(jiān)控人員對大樓的監(jiān)控不受時間和地點的限制。191、BAS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能建筑的核心是系統(tǒng)集成。BAS與CAS，OAS相似，各系統(tǒng)均分別采用計算機控制與管理，并聯(lián)網(wǎng)運行。各子系統(tǒng)自成智能體系，系統(tǒng)之間亦聯(lián)網(wǎng)。智能建筑3A系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖4-2：4.1.3建筑設備自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)20圖4-2智能建筑3A系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖212、BAS體系結(jié)構(gòu)

按系統(tǒng)規(guī)模及管理和控制方式可分為三種類型：

(1)集中式BAS

集中式BAS將所有現(xiàn)場信號集中于同一場地。通常由一臺工業(yè)控制計算機，通過過程通道實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)采集和控制，并實現(xiàn)異常狀態(tài)報警，報表生成，費用計算等基本設備管理功能。由于單機處理能力有限，或是不適宜管理人員進入的場地（如變電站），集中式BAS更多地采用雙機結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。22報表生成報警設備管理數(shù)據(jù)采集設備控制上位機下位機費用計算圖4-3集中式體系結(jié)構(gòu)BAS23(2)分布式BAS

分布式BAS是目前廣為采用的BAS體系結(jié)構(gòu)，它的特點是分布控制，集中管理，體系結(jié)構(gòu)具有層次化的特征。

24系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫營運管理計算機遠程操作終端操作站監(jiān)控站監(jiān)控站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設備監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡圖4-4BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖25(3)綜合化BAS

特點是分布控制，綜合化管理。它以傳統(tǒng)的分布式BAS為基礎，通過計算機網(wǎng)絡與OA、CA系統(tǒng)整合，因而能夠支持綜合化服務和管理功能，如多功能電話，OA終端的遠程操作，綜合計費等。整個系統(tǒng)用樓字自動化局域網(wǎng)（BA—LAN）連接起來，以網(wǎng)絡的單機數(shù)據(jù)庫代替了傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)庫。26中央計算機OACA主干網(wǎng)監(jiān)控站操作站操作站BA-LANPTSNPSDN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫圖4.5綜合化體系結(jié)構(gòu)圖274.2建筑設備控制系統(tǒng)分類4.2.1計算機控制系統(tǒng)

A/DD/A

計算機控制對象e(t)e(k)u(k)u(t)y(t)r(t)+-特點：被控制對象大部分為模擬信號：r(t)、e(t)、u(t)、y(t),而計算機處理的為數(shù)字信號：e(k)、u(k).故需經(jīng)A/D、D/A變換。圖4-6控制原理圖281、直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC(DirectDigitalControl)直接數(shù)字控制系統(tǒng)是計算機的過程輸入，通過控制算法得到控制輸出后，以計算機取代模擬調(diào)節(jié)器，直接通過接口控制執(zhí)行機構(gòu)，從而實施對現(xiàn)場被控過程的控制，使被調(diào)量保持在給定值，主要用于較小的回路控制，DDC系統(tǒng)由被控對象（生產(chǎn)過程）、檢測儀表、執(zhí)行裝置和數(shù)字控制調(diào)節(jié)器組成。29計算機被控對象A/D模擬量輸入AI開關量輸入DI過程輸入數(shù)字量輸出D/A開關量輸出DO過程輸出圖4-7直接數(shù)字控制DDC302、設定值控制系統(tǒng)（SCC）

設定值控制系統(tǒng)是根據(jù)過程輸入和控制算法求得一個指導性的設定值，再以其來規(guī)定回路控制的目標值，最后由回路控制設備（自動化儀表或DDC級計算機）完成具體的控制輸出，因此SCC屬于層次較高的間接控制。SCC和DDC都是閉環(huán)控制系統(tǒng)，但是控制的層次有所不同。

31設定值控制系統(tǒng)（SCC,SupervisoryComputerControl）(SPC,SetPointControl)SCC系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)形式,即SCC+模擬調(diào)節(jié)器和SCC+DDC控制系統(tǒng).

32給定值測量值A/D多路開關檢測元件生產(chǎn)過程TTSCCSCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)原理圖T表示模擬調(diào)節(jié)器報告管理命令33給定值測量值A/D多路開關檢測元件SCCSCC+DDC控制系統(tǒng)原理圖生產(chǎn)過程DDCD/A逆向多路開關管理命令報告34

3、集散型控制系統(tǒng)DCS集散型控制系統(tǒng)DCS（Distributedcontrolsystem）以多臺計算機分別承擔不同的控制功能和處理范圍，不僅使處理能力大大提高，而且將危及系統(tǒng)安全的因素降低。

35現(xiàn)場控制器傳感器執(zhí)行器現(xiàn)場控制器傳感器執(zhí)行器現(xiàn)場控制器傳感器執(zhí)行器現(xiàn)場控制器傳感器執(zhí)行器操作臺中央監(jiān)控機信息網(wǎng)控制網(wǎng)控制網(wǎng)操作臺………圖4-8DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖36

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS是一種全數(shù)字、半雙工串行雙向通訊系統(tǒng)，作為一種局域網(wǎng)，用于連接現(xiàn)場智能儀表，其信號傳輸采用全數(shù)字化，見圖4-9。

4.2.2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（Fieldbuscontrolsystem）37網(wǎng)關……現(xiàn)場設備網(wǎng)關……現(xiàn)場設備網(wǎng)關……現(xiàn)場設備…管理層現(xiàn)場層10/100/1000b/s以太網(wǎng)圖4-9現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式38DCS雖然號稱是分布式控制系統(tǒng)，但事實上DCS只是做到了半分布，測控層并沒有實現(xiàn)徹底分布，控制依賴于控制站。而FCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是全分散式的，它將DCS中現(xiàn)場信息的4-20mA模擬量信號傳輸變?yōu)槿珨?shù)字雙向多站的數(shù)字通訊，放棄了傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)所必需的輸入/輸出模塊和現(xiàn)場控制站。因此DCS是半數(shù)字化系統(tǒng)，而FCS則是全數(shù)字化系統(tǒng)。39有人預測，基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)FCS將取代DCS而成為控制系統(tǒng)的主角，但也有人認為，在現(xiàn)場總線出現(xiàn)以后，現(xiàn)場控制站將向總線結(jié)構(gòu)發(fā)展，其控制功能將進一步分散到現(xiàn)場設備上，而現(xiàn)場控制站的主CPU則越來越像一個通訊控制器，因此說DCS將被FCS取代，還不如說DCS將向更加分散化的方向發(fā)展。

DCS與FCS結(jié)構(gòu)示意圖4-10所示。40操作站DCS操作站FCS控制室現(xiàn)場現(xiàn)場控制站現(xiàn)場自動化設備（測量與執(zhí)行）現(xiàn)場自動化設備（測量、計算、執(zhí)行、報警、趨勢等）圖4-10DCS與FCS結(jié)構(gòu)示意圖414.3建筑設備自動化系統(tǒng)

實現(xiàn)原理42工業(yè)PC機windows98/NT操作系統(tǒng)、用戶操作管理軟件Supervision、圖形編程軟件EIKON、報警管理系統(tǒng)中央操作站（centralsite)中央管理級網(wǎng)絡以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡控制器LANgate，可以是自帶CPU、RAM、ROM的通用控制器網(wǎng)絡控制器LANgate，（自帶CPU、RAM、ROM）現(xiàn)場控制器I/OHardWare現(xiàn)場控制器I/OHardWare現(xiàn)場控制器I/OHardWare現(xiàn)場控制器I/OHardWare現(xiàn)場控制器I/OHardWare現(xiàn)場控制器I/OHardWare現(xiàn)場控制器I/OHardWare區(qū)域控制級網(wǎng)絡區(qū)域控制級網(wǎng)絡帶屏蔽雙絞線圖4.11通用的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)431．高壓配電子系統(tǒng)監(jiān)控變配電子系統(tǒng)采用雙路供電和柴油發(fā)電機組成的供電保障系統(tǒng)。主要監(jiān)測點有：(1)雙路高壓供電的進線開關狀態(tài)，為開關量DI。(2)母聯(lián)柜與出線柜開關狀態(tài)，為開關量DI。(3)主供電電源的電流、電壓監(jiān)測，為模擬量AI。4.3.1變配電及電源監(jiān)控子系統(tǒng)44

圖4-12變配電及電源監(jiān)控子系統(tǒng)10kV輸出45Y1段220/380V1TM1600kVA自總變壓器10KV,1段Y2段220/380V2TM1600kVA自總變壓器10KV,2段應急段220/380V柴油發(fā)電機400KW/380VATS某綜合樓供電系統(tǒng)方案46低壓配電屏低壓配電屏低壓配電屏(a)放射式配電系統(tǒng)(b)樹干式配電系統(tǒng)(c)混合式配電系統(tǒng)低壓配電方案472．低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控主要監(jiān)測點有：

(1)雙路高壓經(jīng)變壓器降壓成380V電壓后，進入各自的低壓進線柜。每路低壓開關柜，有DI監(jiān)測信號。(2)雙路低壓側(cè)主進處的電壓、電流、功率、用電量、頻率的監(jiān)測，為AI監(jiān)測信號。(3)發(fā)電機供電低壓開關柜，有DI監(jiān)測信號。(4)對發(fā)電機的監(jiān)測，為AI監(jiān)測信號。(5)變壓器溫度監(jiān)測AI。48

圖4-13低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控49配電線路采用380/220V三相四線制供電，包括：（1）雙電源切換照明配電箱：設備啟停DO，設備控制狀態(tài)DI；（2）照明配電箱：設備啟停DO，設備控制狀態(tài)DI；（3）立面照明配電箱：設備啟停DO，設備控制狀態(tài)DI；（4）庭院照明配電箱：設備啟停DO、設備控制狀態(tài)DI。4.3.2照明管理系統(tǒng)50

圖4-14照明電源供電與狀態(tài)監(jiān)視511、空調(diào)機組監(jiān)控功能（1）風機控制：由系統(tǒng)按每天預先編排之時間、假日程序來控制風機啟停。（2）溫度控制：使送風溫度維持在允許偏差范圍之內(nèi)。（3）風門控制：新風、回風風門控制調(diào)節(jié)。（4）監(jiān)測：回風溫度、新風溫度、新風濕度、風壓差、設備啟停狀態(tài)、設備控制狀態(tài)、溫度、濕度。（5）報警：過濾器阻塞報警、設備故障報警。（6）顯示與打印：參數(shù)狀態(tài)報警、動態(tài)流程圖。4.3.3空調(diào)機組監(jiān)控52空氣熱濕處理系統(tǒng)房間房間房間其余房間送風回風風機回風新風排風混合方式中央空調(diào)系統(tǒng)的運行方式53

圖4-15二管制空調(diào)機組監(jiān)控圖542．新風機監(jiān)控功能（1）風機控制：由系統(tǒng)按每天預先編排之時間、假日程序來控制風機啟停。（2）溫度控制：根據(jù)回風溫度與設定值的偏差來調(diào)節(jié)電動閥，使送風溫度維持在允許偏差范圍之內(nèi)。（3）監(jiān)測：送風溫度、設備啟停狀狀、設備控制狀態(tài)。（4）報警：過濾器阻塞報警、設備故障報警。（5）顯示與打?。簠?shù)狀態(tài)報警、動態(tài)流程圖。55

圖4-16新風機組監(jiān)控原理圖563．變風量末端裝置(VAVBox)監(jiān)控功能

VAV(VariableAirVolume)系統(tǒng)一般由帶變頻調(diào)節(jié)電機的空調(diào)機組和變風量末端裝置組成。監(jiān)控內(nèi)容包括控制風機的啟停，并監(jiān)視其啟停狀態(tài)和控制狀態(tài)。根據(jù)室內(nèi)溫度的測量值，調(diào)節(jié)風門大小和水閥的開啟度來實現(xiàn)對溫度的控制，使室溫保持穩(wěn)定。

57

圖4-17帶盤管的變風量末端監(jiān)控原理圖584.3.4中央直燃機組監(jiān)控監(jiān)控內(nèi)容包括中央直燃機組、冷熱水泵、冷卻塔。由壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器組成的燃氣發(fā)動機驅(qū)動熱泵系統(tǒng)(GEHP)，既向樓宇提供冷熱源，也通過將冷凍水注入水冷風機盤管來吸收空氣中的熱量，以熱水注入風機盤管來加熱空氣，從而調(diào)節(jié)樓宇室內(nèi)的溫濕度。其中，中央直燃機組通過串行接口與系統(tǒng)通訊。中央直燃機組的部分監(jiān)控內(nèi)容見表4-1：59壓縮機低壓蒸汽高壓蒸汽低壓液體高壓液體放熱液化吸熱汽化冷凝器冷卻水冷凍水蒸發(fā)器供水水溫32度回水水溫12度供水水溫7度回水水溫37度冷媒(制冷劑)膨脹閥壓縮式制冷機原理圖60

設備AIAODIDO冷水泵熱水泵冷卻塔冷卻塔風機供回水溫度供回水壓力流量壓差水箱高低水位水箱補水控制表4-1中央直燃機組的部分監(jiān)控內(nèi)容614.3.5給排水系統(tǒng)與恒壓供水監(jiān)控對象為各類水池和水箱的工作狀態(tài)，見表4-2

控制原理圖如圖4-18所示。62設備AIAODIDO生活水箱消防水箱給水水泵生活熱水泵軟水箱暖通補水泵消火栓泵噴淋泵消防穩(wěn)壓泵消防水池潛水泵表4.2給排水系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容63

圖4-18控制原理圖給排水系統(tǒng)64

圖4-19全自動變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)原理圖65

4.3.6電梯控制圖4-20電梯控制原理圖664.4.1控制器模塊化樓宇控制器（MBC）模塊化樓宇控制器（MBC）是Landis&Staefa樓宇管理和控制系統(tǒng)的有機組成部分。它是一種高性能的模塊化直接數(shù)字控制（DCC）管理的現(xiàn)場控制臺?，F(xiàn)場控制臺在不依靠較高層處理器的情況下，可以獨立工作或聯(lián)網(wǎng)以完成復雜的控制、監(jiān)視和能源管理功能。4.4產(chǎn)品介紹67

遠程樓宇控制器遠程樓宇控制器（RBC）是S600頂峰樓宇管理和控制系統(tǒng)的有機組成部分。在不以來較高層級處理器的情況下，現(xiàn)成控制器可獨立操作或聯(lián)網(wǎng)以完成復雜HAVC控制、監(jiān)視和能源分配管理等功能。68

MC5000樓宇自控系統(tǒng)GD-8000智能樓宇控制系統(tǒng)69

LCU300智能電梯控制器LCE200電梯擴展控制器70

報警控制器AIO-168報警控制器APA-16報警控制器APD-16報警控制器ARM-16報警控制器ASA-7271溫度傳感器相對濕度傳感器水流傳感器POLYGYRAce溫度控制器水流量計4.4.2傳感器執(zhí)行器系列72

RCV系列風機盤管溫控器電子感溫探測器光電煙感探測器73

電壓變送器電流變送器無功功率變送器74

4.4.3Lonworks系列產(chǎn)品Lonworks神經(jīng)元芯片LTM-10LonTalk模塊和母板75

PL3120和PL3150電力線智能收發(fā)器PL3120和PL3150雙絞線智能收發(fā)器76

LPT-11信道電源收發(fā)器FTT-10A自由拓撲雙絞線收發(fā)器SMX收發(fā)器77

LonWorks雙絞線控制模塊LTS-20串行適配器核心模塊PSG-20可編程串行網(wǎng)關核心模塊78RTR-10路由器核心模塊LonPoint路由器CVX-232通訊轉(zhuǎn)換器79*4.5建筑設備自動化系統(tǒng)的工程設計804.5.1建筑設備自動化系統(tǒng)設計的基本要求1、BAS系統(tǒng)設計應根據(jù)建筑物的整體功能需求和物業(yè)管理方式確定控制水平，根據(jù)建筑物內(nèi)的不同區(qū)域的要求和被控系統(tǒng)的分布特點，選擇技術先進、成熟可靠、經(jīng)濟合理的控制系統(tǒng)方案和設備。2、BAS系統(tǒng)設計與施工應遵循國家有關標準和規(guī)范。3、對于不同建筑的不同機電系統(tǒng)，應選擇不同的控制方案，以最大限度的滿足機電系統(tǒng)的要求。81

4電纜的選擇與敷設

BAS系統(tǒng)中的中央操作站與現(xiàn)場控制器DDC及現(xiàn)場控制器之間采用截面積為1.0mm2的RVVP聚乙烯絕緣、聚氯乙稀護套銅芯電纜或DJYP2V計算機專用通訊電纜。DDC與現(xiàn)場控制設備如傳感器、閥門之間的控制電纜，一般采用1--1.5mm2聚氯乙稀絕緣、聚氯乙稀護套銅芯電纜，是否需要采用軟線及屏蔽線應根據(jù)具體設備而定。DDC與就地儀表，閥門的信號線的規(guī)格和芯數(shù)，亦隨具體控制系統(tǒng)設備與控制要求而定。

82

5現(xiàn)場控制器DDC的設置原則計布線方式(1)DDC的設置應主要考慮系統(tǒng)管理方式，安裝調(diào)試維護方便和經(jīng)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(diào)機房、新鳳機房等控制參數(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。（2）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應，并留有10%~15%的余量。83

6BAS中央控制室要求（1）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。84

（2）BAS中央控制室室內(nèi)設備布置時應滿足：

a控制臺前應留出大于3米的操作距離，控制臺離墻布置時臺后應留出大于1米的檢修距離，并注意避免陽光直射；

b當控制臺橫向排列總長度大于7米時應在兩端各留大于1米的通道；

c當控制室內(nèi)安裝模擬顯示屏時應留有足夠的安裝和觀察面積；

d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；

e應適當考慮工作人員值班、維修及休息所需的面積。85

(3)BAS中央控制室其他要求：

a控制室內(nèi)宜采用抗靜電活動地板；

b當控制室長度大于7米時，宜設兩個外開門的出口，門寬不小于1米；

c控制室內(nèi)土建及裝修要求參見有關計算機房設計標準。86

7BAS系統(tǒng)的電源要求

（1）應由變配電所引出專門回路向中央控制室供電，供電回路應采用保安電源供電

（2）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(nèi)用電設備的總和并考慮預設的擴展容量，UPS供電時間不低于20分鐘。（3）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，可有就近的保安電源供給。878BAS系統(tǒng)的接地要求：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歐姆。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歐姆，并與建筑物防雷接地系統(tǒng)地極之間距離不小于20米。9BAS系統(tǒng)設計中采用的儀表量程選擇、調(diào)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(chǎn)廠家的安裝使用說明書。88

4.5.2建筑設備自動化系統(tǒng)常用圖例及文字符號89圖形符號說明鳳機水泵空氣過濾器空氣加熱、冷卻器S=+為加熱S=-為冷卻風門加濕器水冷機組冷卻塔熱交換器電氣配電,照明箱90

圖形符號說明圖形符號說明就地安裝儀表電動二通閥盤面安裝儀表電動三通閥盤內(nèi)安裝儀表電磁閥管道嵌裝儀表電動蝶閥儀表盤，DDC站電動風門熱電偶電纜橋架（寬*高）熱電阻電纜及編號濕度傳感器節(jié)流孔板一般檢測點表4-3BAS常用圖形符號91字母第一位后繼功能被測變量修飾詞（小寫）

A

分析

報警

C

控制調(diào)節(jié)

D

差

E

電壓檢測元件

F流量

H手動

I電流指示

J功率

掃描

K時間或時間程序操作

L

物位

燈92字母第一位后繼功能被測變量修飾詞（小寫）

M

濕度

N熱量

P壓力或真空

Q

積分累積

R記錄或打印

S速度或頻率開關或聯(lián)鎖

T溫度傳送

U多變量多功能

V閥、風門、百葉窗

W重量或力運算、轉(zhuǎn)換單元、伺放93字母第一位后繼功能被測變量修飾詞（小寫）

M

Z

位置驅(qū)動，執(zhí)行器表4-4BAS常用文字符號944.5.3建筑設備自動化系統(tǒng)設計方法流程圖95根據(jù)系統(tǒng)集成要求確定BAS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計任務開始研究建筑功能了解機電專業(yè)控制要求與機電專業(yè)探討控制方案確定控制范圍和內(nèi)容確定BAS控制范圍和方向了解業(yè)主需求和未來物業(yè)管理模式節(jié)能與經(jīng)濟性分析和土建專業(yè)結(jié)合，確定控制室位置面積，豎井的數(shù)量，位置面積，布線方式，標高配合電氣專業(yè)完成配電二次設計儀表量程計算選擇調(diào)節(jié)閥計算確定BAS現(xiàn)場設備的規(guī)格、尺寸。安裝方式畫出各子系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖寫出設計施工要點說明開列BAS設備、材料表畫出各層管線敷設平面圖各專業(yè)圖紙會簽施工圖交底及施工圖配合設計任務完成畫出大樓BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡圖圖4-21建筑設備自動化系統(tǒng)設計方法流程圖964.5.4建筑設備自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖97子站連接器控制子站控制子站控制子站控制子站子站連接器控制子站控制子站控制子站控制子站子站連接器控制子站控制子站控制子站控制子站分站分站分站分站局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)中央操作站中央操作站中央操作站打印機打印機打印機WindowsNTNovellNetwareDOS/WindowsUNIX分站總線（C-bus）子站總線子站總線子站總線E-busC-NapbusR-bus圖4-22BAS網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖(一)98網(wǎng)絡控制器

NCU控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站中央操作站中央操作站W(wǎng)indowsNTNovellNetwareUNIX打印機打印機網(wǎng)絡控制器

NCU分站總線Lon網(wǎng)絡擴展器

NEU局域網(wǎng)Ethernet圖4-23BAS網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖（二）分站總線Lon99

通訊器通訊器分站分站分站控制分站分站分站分站控制分站中央操作站中央操作站打印機打印機分站總線分站總線LonLonRS232RS232調(diào)制解調(diào)器遠程通訊圖4-24BAS網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖（三）100中央操作站控制模塊通訊器通訊器控制模塊調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器中央操作站打印機打印機RS232RS232現(xiàn)場總線Lonworks現(xiàn)場總線Lonworks控制分站控制分站控制模塊控制模塊控制模塊控制模塊控制模塊控制模塊無線通訊圖4-25BAS網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖（四）1014.5.5建筑設備自動化系統(tǒng)控制

系統(tǒng)圖102圖4-26BAS新風機組監(jiān)控系統(tǒng)圖103

BAS監(jiān)控的主要功能監(jiān)控內(nèi)容控制方法1送鳳溫度自動控制冬季自動調(diào)節(jié)熱水閥開度，保證送鳳溫度為設定值夏季自動調(diào)節(jié)冷水閥開度，保證送鳳溫度為設定值2送鳳濕度自動控制在北方冬季自動調(diào)節(jié)加強閥開度，保證送鳳濕度為設定值3過濾器堵塞報警空氣過濾器兩端壓差過大時報警，提示清掃4機組定時啟停控制根據(jù)事先排定的工作及節(jié)假日作息時間表，定時啟停機組，自動統(tǒng)計機組工作時間，提示定時維修5連鎖保護控制聯(lián)鎖，鳳機停止后，新風風門，電動調(diào)節(jié)閥，電磁閥自動關閉，保護，鳳機啟動后，其前后壓差過低時故障報警，并聯(lián)鎖停機，防凍保護，盤管處設溫控開關，當溫度過低時開啟熱水閥說明：本圖中示出四管制恒風變水量帶加濕新風機組的BAS監(jiān)控系統(tǒng)，可根據(jù)具體應用取舍。104圖4-27BAS熱交換系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖105

BAS監(jiān)控主要功能表監(jiān)控內(nèi)容控制方法1二次水溫度自動調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)熱交換器一次熱水/蒸氣閥開度，保證二次出水溫度為設定值，2自動聯(lián)鎖當循環(huán)停止運行時，熱水/蒸氣調(diào)節(jié)閥應迅速關閉3設備定時啟?？刂聘鶕?jù)事先排定的工作及節(jié)假日作息時間，定時啟停設備，自動統(tǒng)計設備工作時間，提示定時維修4參數(shù)檢測及報警自動檢測系統(tǒng)內(nèi)各測點的溫度壓力，流量參數(shù)，定時記錄，打印，越限報警106圖4-28BAS生活給水系統(tǒng)控制圖107

BAS監(jiān)控總表監(jiān)控內(nèi)容控制方法1水箱水位自動控制生活水箱水位低于啟泵水位時自動啟動生活泵生活水箱水位高于停泵水位時自動停生活泵根據(jù)工藝要求，確定水泵運行臺數(shù)及控制策略2設備啟停控制自動設計設備工作時間，提示定時維修根據(jù)每臺泵運行時間，自動確定運行與備用泵3參數(shù)檢測及報警生活水箱水位低于報警水位時自動報警生活水箱水位高于溢流水位時自動報警如取消水箱，可采用恒壓供水108圖4-29BAS生活排水系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖109

BAS監(jiān)控系統(tǒng)主要功能表監(jiān)控內(nèi)容控制方法1水位自動控制水坑，水池水位高于啟泵水位時自動啟泵排水水位低于停泵水位時自動停泵水池水位高于報警水位時啟動備用泵2設備啟?？刂谱詣咏y(tǒng)計設備工作時間，提示定時維修，根據(jù)每臺泵運行時間，自動確定運行與備用泵3參數(shù)檢測及報警水坑，水池水位高于報警水位時自動報警1104.5.6建筑設備自動化系統(tǒng)平面

布置示意圖111圖4-30