樓宇自動化ppt課件

1、樓宇自控系統(tǒng)一、智能建筑概述二、樓宇自控的開展史三、樓宇自控系統(tǒng)四、樓宇自控子系統(tǒng)五、系統(tǒng)組成六、通訊協(xié)議七、系統(tǒng)設計八、空調(diào)DDC設計1樓宇自控系統(tǒng)一、智能建筑概述 1. 定義 2. 開展 3. 構(gòu)造2樓宇自控系統(tǒng) 二、樓宇自控的開展史 樓宇自控的開展史是一個從監(jiān)控到管理的開展過程。 a、數(shù)十年前 b、80年代 c、90年代 3樓宇自控系統(tǒng) 三、樓宇自控系統(tǒng) 1、 對于一座現(xiàn)代化大樓，在沒有安裝BAS的時候，運用這些設備往往存在以下問題：控制問題管理問題維護問題能耗問題4樓宇自控系統(tǒng) 2、樓宇自控系統(tǒng)就是將建筑物或建筑群內(nèi)的變配電、照明、電梯、空調(diào)、供熱、給排水、消防、保安等眾多分散設備的運

2、轉(zhuǎn)、平安情況、能源運用情況及節(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BASBuilding Automation System。5樓宇自控系統(tǒng)3、BAS系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和參數(shù)內(nèi)容空調(diào)機組：新風空調(diào)機組、新/回風空調(diào)機組、變風量空調(diào)機冷/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6樓宇自控系統(tǒng)給排水系統(tǒng)：各類水泵、各類水箱電力系統(tǒng)：照明控制、高/低壓信號丈量、備用發(fā)電機組電梯保安門鎖、巡更等7樓宇自控系統(tǒng)4、BAS系統(tǒng)所可以產(chǎn)生的實踐效果室內(nèi)恒溫控制便于大樓內(nèi)的一切設備的保養(yǎng)和維修便于大樓管理人員對設備進展操作并監(jiān)視設備運轉(zhuǎn)情況，提高整

3、體管理程度8樓宇自控系統(tǒng)良好的管理將延伸大樓設備的運用壽命，使設備改換的周期延伸，節(jié)省大樓的設備開支及時發(fā)出設備缺點及各類報警信號，便于將損失降到最低點，便于操作人員處置缺點節(jié)省運轉(zhuǎn)費用，節(jié)省能量 9樓宇自控系統(tǒng)四、BAS子系統(tǒng) a、供熱、通風及空調(diào)系統(tǒng)為建筑物內(nèi)提供了一個溫馨的環(huán)境，是BAS中的一個重要子系統(tǒng)。系統(tǒng)為建筑物內(nèi)的機電設備如：冷卻塔、冷水機組、空氣處置機、氣控設備等提供一個最優(yōu)化的控制。 10樓宇自控系統(tǒng) 其根本控制功能包括：設備控制、循環(huán)控制、最正確起/停控制、數(shù)學功能、邏輯功能、趨勢運轉(zhuǎn)記錄、報警管理等。11b、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

4、系統(tǒng)12樓宇自控系統(tǒng) c、變配電系統(tǒng)是經(jīng)過BAS的管理中心提供對于建筑物內(nèi)的高低配電房及一切變配電設備的監(jiān)視報警和管理及程序控制，提供對于重要電氣設備的控制程序、時間程序和相應的聯(lián)動程序。13樓宇自控系統(tǒng) d、電梯控制系統(tǒng)是經(jīng)過BAS系統(tǒng)對于建筑物內(nèi)的多臺電梯，實行集中的控制和管理程序，同時配合BAS系統(tǒng)的部分子系統(tǒng)，執(zhí)行聯(lián)動程序。14樓宇自控系統(tǒng)五、BAS系統(tǒng)的組成調(diào)理對象 檢測元件 各種傳感器執(zhí)行調(diào)理機構(gòu)分站DDC 傳輸通道 中央 處置機人機接 口外圍 設備中央控制室現(xiàn)場部分15樓宇自控系統(tǒng)中央控制室數(shù)據(jù)中心：包括中央處置機一臺微型計算機、存儲器、磁帶機和接口安裝、外圍設備顯示終端、鍵盤、

5、打印機和不延續(xù)電源三部分。16樓宇自控系統(tǒng)傳感器及執(zhí)行調(diào)理機構(gòu)：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(guān)、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(diào)理控制器分站、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；17樓宇自控系統(tǒng) 執(zhí)行調(diào)理機構(gòu)是指裝設在各監(jiān)控現(xiàn)場接受分站調(diào)理控制器的輸出指令信號，并調(diào)理控制現(xiàn)場運轉(zhuǎn)設備的機構(gòu)，如電動閥、電磁閥、調(diào)理閥等，包括執(zhí)行機構(gòu)如電動閥上的電機和調(diào)理機構(gòu)電動閥的閥門18樓宇自控系統(tǒng)分站控制器：是以微處置機為根底的可編程直接數(shù)字控制器DDC，它接納傳感器輸出的信號，進展數(shù)字運算，邏輯

6、分析判別處置后自動輸出控制信號，動作執(zhí)行調(diào)理機構(gòu)。19樓宇自控系統(tǒng) 分站控制器是整個控制系統(tǒng)的中心，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。方便靈敏地與現(xiàn)場的傳感器、執(zhí)行調(diào)理機構(gòu)直接相銜接，對各種物理量進展丈量，以及實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的調(diào)理與控制。20樓宇自控系統(tǒng)其中： AI-模擬量輸入接口，可用作儀表的檢測輸入，如溫度、壓力等，普通為1-10V或4-20mA的直流信號。 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，不需求外部電源，輸出為0-10V的直流信號。 21樓宇自控系統(tǒng) DI-數(shù)字量輸入接口，即觸點、液位開關(guān)、限位開關(guān)的閉

7、合與斷開，普通用作檢測設備形狀、報警接點、脈沖計數(shù)等。 DO-數(shù)字量輸出接口，用于控制風機，水泵等運轉(zhuǎn)，亦可作為輸出信號與動作增減量型執(zhí)行機構(gòu)。22樓宇自控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線路：是聯(lián)絡系統(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銜接放射式，數(shù)據(jù)中心與各分站經(jīng)過總線型或環(huán)形網(wǎng)絡構(gòu)造進展組網(wǎng)，各分站直接用一回路雙芯導線銜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訊。23樓宇自控系統(tǒng)打印機電腦通訊接口分站分站分站總 線總線型網(wǎng)絡構(gòu)造24樓宇自控系統(tǒng) 環(huán)形網(wǎng)絡構(gòu)造打印機電腦分站分站分站總 線通訊接口分站分站分站25樓宇自控系統(tǒng) 星形網(wǎng)絡構(gòu)造電 腦分站分站分站分站分站分站分站打印機2

8、6樓宇自控系統(tǒng)六、通訊控制協(xié)議 樓宇自控系統(tǒng)中根本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是經(jīng)過某種控制網(wǎng)絡實現(xiàn)的，這就要求控制設備以及建筑設備都要遵照一定的通訊協(xié)議。 目前，國際上采用較多的是BACnet和LonMark。27樓宇自控系統(tǒng)1、BACnet是指美國國家規(guī)范協(xié)會的ANSI/ASHARE-1995規(guī)范。 BACnet是由一個建筑管理、系統(tǒng)用戶、系統(tǒng)集成商組成的結(jié)合體提出的，正式的、非專有的開放協(xié)議通訊規(guī)范。 28樓宇自控系統(tǒng) BACnet詳細地描畫了系統(tǒng)是如何任務的。它定義了系統(tǒng)各部分共享數(shù)據(jù)的一切規(guī)那么，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以什么通訊介質(zhì)，哪個功能可用，信息如何解釋等?？傊?，它為各種

9、系統(tǒng)之間進展信息交流建立了一個根本規(guī)那么。29樓宇自控系統(tǒng)2、LonTalk協(xié)議LonWorks技術(shù)所運用的通訊協(xié)議。LonTalk協(xié)議遵照由國際規(guī)范化組織ISO定義的開放系統(tǒng)互連OSI參考模型所定義的全部七層效力。它適用于任何一種傳輸媒介。30樓宇自控系統(tǒng)3、LonMark與BACnetBACnet是個綜合性的規(guī)范，它準許縱多的實施方案，并提供一套強有力的效力功能。但是，這個協(xié)議在小型終端控制設備里實施，不能獲得最大的本錢/性能比。LonMark是個強大的專門為設備而優(yōu)化的協(xié)議；從傳感器、調(diào)理器到區(qū)域控制器，樣樣都行。它帶有一個緊湊型的協(xié)議架，很容易和廉價設備相順應。但其通訊速率較低，只能適

10、用于任務層。31樓宇自控系統(tǒng) 因此，在任務層采用LonMark來銜接控制器、感應器和調(diào)理器等設備；LAN層面的控制采用了BACnet銜接各個系統(tǒng)；兩個協(xié)議互為補充，建立一個完好的建筑構(gòu)造，得到最正確的性能和本錢。32樓宇自控系統(tǒng)七、BAS系統(tǒng)的設計 BAS系統(tǒng)的設計具有很大的靈敏性，應根據(jù)建筑物的整體功能需求和物業(yè)管理方式控制程度，根據(jù)建筑物內(nèi)不同區(qū)域的要求和被控系統(tǒng)的各個特點，選擇技術(shù)先進、成熟、可靠、經(jīng)濟合理的控制系統(tǒng)方案和設備，防止投資的盲目性。33樓宇自控系統(tǒng) 1、樓宇自動化系統(tǒng)設計根據(jù)JGJ/T16-92“民用建筑電氣設計規(guī)范GBJ116-88“火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范GB4718-

11、84“火災報警設備專業(yè)名詞術(shù)語GBJ19-87“采暖通風與空調(diào)調(diào)理設計規(guī)范GBJ115-87“工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范GBJ93-86“工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范34樓宇自控系統(tǒng)2、設計步驟：確定BAS規(guī)模，根據(jù)冷凍、空調(diào)、變配電、熱力、給排水等相關(guān)專業(yè)提供的設計條件資料及投資情況，功能內(nèi)容，確定需求監(jiān)控的設備種類、數(shù)量、分布情況及規(guī)范；35樓宇自控系統(tǒng)確定各子系統(tǒng)組成方案、功能及技術(shù)要求；確定各子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)方式；確定BAS中各子系統(tǒng)與大廈其它部分間的接口36樓宇自控系統(tǒng)根據(jù)各專業(yè)的控制要求和控制內(nèi)容確定并畫出設備監(jiān)控系統(tǒng)原理圖統(tǒng)計監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點AI、AO、DI、DO的數(shù)量，分布情

12、況并列表根據(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37樓宇自控系統(tǒng)選擇現(xiàn)場設備的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)確定樓宇監(jiān)控的系統(tǒng)網(wǎng)絡及中心站設備的選擇實施布線38BAS設計方法流程圖 設計義務開場 了解業(yè)主需求和未來物業(yè)管理方式 了解機電專業(yè)控制需求 確定控制范圍和內(nèi)容 與機電專業(yè)討論控制方案 研討建筑功能確定控制范圍和內(nèi)容與機電專業(yè)討論控制方案39BAS設計方法流程圖確定BAS控制程度和方式根據(jù)系統(tǒng)集成要求確定BAS網(wǎng)絡構(gòu)造 節(jié)能與經(jīng)濟分析和土建專業(yè)結(jié)合確定：控制室位置、面積、豎井的數(shù)量和位置及面積、布線方式、標高40BAS設計方法流程圖畫出大樓B

13、AS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儀表量程計算、選擇調(diào)理閥計算確定BAS現(xiàn)場設備的規(guī)格尺寸及安裝方式41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、資料表寫出設計施工要點闡明BAS設計方法流程圖42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義務完成43樓宇自控系統(tǒng) 3、現(xiàn)場控制器DDC的設置原那么及布線方式DDC的設置，應主要思索系統(tǒng)管理方式，安裝調(diào)試維護方便和經(jīng)濟性，普通按機電系統(tǒng)的平面布置進展劃分，如布置在：冷凍站、熱交換站、空調(diào)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，箱體普通掛墻明裝；44樓宇自控系統(tǒng)每臺DDC

14、的輸入輸出接口數(shù)量與種類應與所控制的設備要求相順應，并留有10%-15%的余量；45樓宇自控系統(tǒng)4、BAS中央控制室要求BAS中控室的位置，應盡量接近控制負荷中心，留意遠離變配電室等電磁干擾源，并留意防潮、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46樓宇自控系統(tǒng)BAS中央控制室室內(nèi)設備布置時應滿足以下要求：a、控制臺前應留大于3m的操作間隔，控制臺離墻布置時臺后應留有大于1m的檢修間隔，并留意防止陽光直射 b、當控制臺橫向陳列總長度大于7m時應在兩端各留有足夠的安裝和察看面積 c、當BAS系統(tǒng)單獨設置不延續(xù)電源，并采用集中供電方式時，應思

15、索放置電源設備的面積和位置 d、應適當思索任務人員值班，維修及休憩所需的面積47樓宇自控系統(tǒng)BAS中央控制室其它要求： a、控制室內(nèi)宜采用抗靜電活動地板 b、當控制室內(nèi)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(nèi)土建及裝修等要求參見有關(guān)計算機房設計規(guī)范48樓宇自控系統(tǒng)5、BAS系統(tǒng)的電源要求 a、應由變配電所引出公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延續(xù)電源UPS安裝，其容量應包括系統(tǒng)內(nèi)用電設備的總和并思索估計的擴展容量，UPS供電時間不低于20分鐘；49樓宇自控系統(tǒng)c、DDC的電源宜采用中央控制室集中供電方式，以放射式供應各D

16、DC，如采用就地供電方式，可 由就近的保安電源供應；50樓宇自控系統(tǒng)6、BAS系統(tǒng)的接地要求 普通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)接地極間間隔不小于20m51樓宇自控系統(tǒng)BAS系統(tǒng)設計中采用的儀表量程選擇、調(diào)理閥計算方法等，見有關(guān)自控設計手冊；現(xiàn)場儀表安裝方法參見有關(guān)自動化儀表規(guī)范安裝圖冊及設備消費廠家的安裝運用闡明書。52樓宇自控系統(tǒng)八、空調(diào)DDC系統(tǒng)的監(jiān)控設計 (一) 空調(diào)DDC系統(tǒng)的定義及組成 DDC系統(tǒng)是BAS的技術(shù)方式。DDC是英文DIRECT DIGITAL CONTROL

17、的縮寫，譯為“直接數(shù)字控制。 53樓宇自控系統(tǒng) 空調(diào)DDC系統(tǒng)，即利用計算機控制技術(shù)，將空調(diào)系統(tǒng)中各種信號溫度、壓力、流量、形狀等，經(jīng)過輸入安裝輸入計算機，經(jīng)相應程序運算處置，將處置后的信號經(jīng)輸出安裝輸出，進而控制相應的執(zhí)行機構(gòu)。如下圖。54樓宇自控系統(tǒng)傳感器A/D轉(zhuǎn)換器微處置器D/A轉(zhuǎn)換器執(zhí)行器變送器圖 155樓宇自控系統(tǒng)(二) DDC系統(tǒng)信號種類 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。56樓宇自控系統(tǒng) 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(guān)。 空調(diào)自控系統(tǒng)中常見的模擬量輸入信號

18、：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。 57樓宇自控系統(tǒng) 數(shù)字量輸入信號包括：風機、水泵、冷卻塔風扇、電機的運轉(zhuǎn)形狀、過濾器淤塞形狀報警、壓差開關(guān)、液位開關(guān)、開關(guān)信號，防凍維護等。 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?8樓宇自控系統(tǒng)(三) 空調(diào)DDC監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 空調(diào)DDC系統(tǒng)能實現(xiàn)樓宇中空調(diào)系統(tǒng)各種控制功能，同時具備各種管理功能。59樓宇自控系統(tǒng)1能量控制及管理功能。即根據(jù)建筑物實踐冷、熱負荷，對空調(diào)系統(tǒng)中的風系統(tǒng)和水系統(tǒng)進展控制，自動控制冷熱設備運轉(zhuǎn)形狀及運轉(zhuǎn)參數(shù)，使整個空調(diào)系統(tǒng)到達最正確節(jié)

19、能形狀。2對空調(diào)系統(tǒng)及其冷、熱源系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進展調(diào)理控制及監(jiān)測，對空調(diào)設備運轉(zhuǎn)進展監(jiān)測。3空調(diào)設備如冷水機組、泵、風機等在規(guī)定時間的啟?？刂?，以到達節(jié)能目的。60樓宇自控系統(tǒng)4自動累積空調(diào)設備的運轉(zhuǎn)時間，維修期限報警，以便改換或維修相關(guān)設備，延伸設備運用壽命，提高設備的運轉(zhuǎn)質(zhì)量。5根據(jù)空調(diào)設備運轉(zhuǎn)時間，自動切換任務及備用設備，堅持設備良好的任務形狀。6對空調(diào)系統(tǒng)的能量耗費進展計量，記費。7各種物業(yè)管理文本的自動生成、打印及查詢。61樓宇自控系統(tǒng)(四) 空調(diào)DDC系統(tǒng)的組成1時鐘：用來對各種輸入、輸出數(shù)據(jù)，各種運算時間進展調(diào)整及控制。2程序存儲器：存儲各種運用程序，即用戶為控制各種空調(diào)系統(tǒng)所編

20、制的控制程序。3任務存儲器：用來進展讀寫，隨機存取和暫時存取數(shù)據(jù)。62樓宇自控系統(tǒng)4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(zhuǎn)換器中，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入微處置器進展運算。運算結(jié)果輸入D/A轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)輸出控制器至變送器及執(zhí)行機構(gòu)。5DDC控制系統(tǒng)的相關(guān)軟件：包括操作軟件及運用軟件。63樓宇自控系統(tǒng)時 鐘微處置器程序存儲器傳感器和變送器多路輸入控制器D/A轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器通訊接口多路輸出控制器變送器和執(zhí)行器任務存儲器圖 264樓宇自控系統(tǒng)五空調(diào)DDC控制舉例 空調(diào)DDC控制含空調(diào)風系統(tǒng)控制及空調(diào)水系統(tǒng)控制，下面分別舉例加以闡明。65樓宇自控系統(tǒng)5.1空調(diào)風系統(tǒng)：以新風

21、機組控制為例 新風機組是空氣水系統(tǒng)空調(diào)方式的主要設備之一，其控制情況的好壞直接影響到整個空調(diào)系統(tǒng)的任務質(zhì)量，新風機組普通由新風段、過濾段、盤管段復合盤管對應二控制，四控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安裝，控制闡明如下圖。66樓宇自控系統(tǒng)1對新風機組進展啟?？刂啤?新風機組風機啟動后，新風閥聯(lián)鎖開啟。3根據(jù)溫度T1控制冷、熱盤管電動閥MD1的開關(guān)。冬/夏任務轉(zhuǎn)換后，冬季根據(jù)濕度H控制加濕器電磁MD2的開、關(guān)。4溫度T1低至防凍報警溫度時，自動切斷風機電源。聯(lián)鎖封鎖新風閥VD，全開電動水閥MD1，并發(fā)出報警信號。67樓宇自控系統(tǒng)5過濾器積塵到達一定程度后，壓差開關(guān)發(fā)出淤