建筑物自動控制系統(tǒng)

建筑物自動(zìdòng)控制系統(tǒng)第一章緒論(xùlùn)精品資料第一章緒論(xùlùn)人類最早的建筑物只用于遮陽避雨、防風御寒，對自然環(huán)境的改善和控制極其有限，后來出現(xiàn)的壁爐或火炕可以說是對建筑內(nèi)環(huán)境進行改善和控制的原始設備。因為它們對建筑內(nèi)環(huán)境的控制也是簡單和原始的，根本不需要自控系統(tǒng)。隨著人類社會的不斷發(fā)展，建筑物在人類的生活與工作中的地位越來越重要。一方面，人們對建筑物的內(nèi)外環(huán)境要求越來越高；另一方面，科學技術和生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，為改善建筑物內(nèi)外環(huán)境條件和提高建筑物內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量提供了有效的技術手段和廣泛的可能性，結(jié)果是附加于傳統(tǒng)(chuántǒng)建筑意義之上的環(huán)境、安全等設備的數(shù)量及功能要求越來越多，技術水平越來越高，系統(tǒng)越來越復雜，投資、運行能耗和維護費用也越來越高。精品資料第一章緒論(xùlùn)為了充分、有效地發(fā)揮設備潛力，提高系統(tǒng)的整體效能，。降低設備運行能耗和系統(tǒng)運行、維護費用，實現(xiàn)建筑物設備自動控制(zìdònɡkònɡzhì)的樓宇自動化系統(tǒng)（BAS，BuildingAutomatonSystem，又譯為：建筑設備自動化系統(tǒng)）成為建筑技術不斷發(fā)展的必然要求和自動化技術在建筑領域應用的必然結(jié)果。進而發(fā)展到智能建筑（IB，IntelligentBuilding）則能更好地滿足人們對建筑環(huán)境安全、舒適、便捷、高效等要求。精品資料1.1樓宇自動化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展樓宇自動化是隨著建筑物的環(huán)境設備，尤其(yóuqí)是暖通空調(diào)系統(tǒng)即：供熱、通風、空氣調(diào)節(jié)與制冷（HVAC＆R，HeatingVentilationAirConditionandRefrigeration）系統(tǒng)的發(fā)展而出現(xiàn)的。20世紀50年代后期引入我國，但發(fā)展緩慢。計算機技術和自動化技術等IT技術的高速發(fā)展，使樓宇自動化技術在科技與應用兩個方面都得到了前所未有的迅猛發(fā)展。精品資料1.1樓宇自動化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展最早的樓宇自控系統(tǒng)是氣動系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)的能源是壓縮空氣，主要用于控制供熱、供冷管道上的調(diào)節(jié)閥和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣輸配管道調(diào)節(jié)閥。隨后，電氣(diànqì)控制系統(tǒng)逐漸代替氣動控制系統(tǒng)，并成為樓宇控制系統(tǒng)的主要控制形式。20世紀80年代早期，計算機技術和微處理器有了突破性的發(fā)展，產(chǎn)生了直接數(shù)字控制（DDC，DirectDigitalControl）技術。隨后在計算機網(wǎng)絡技術的帶動下，產(chǎn)生了各種以DDC技術為基礎的分布式控制系統(tǒng)（DCS，DistributedControlSystem）。精品資料1.1樓宇自動化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展早期的樓宇自動化系統(tǒng)通常只有樓宇設備自控系統(tǒng)。隨著計算機技術、數(shù)字通信技術、控制技術以及微電子技術的發(fā)展，其他樓宇設備的自動控制系統(tǒng)也逐漸地被集成到樓宇自動化系統(tǒng)中，如火災自動報警與消防滅火設備自動控制系統(tǒng)、智能卡設備自控系統(tǒng)等?，F(xiàn)代智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)是一個高度集成、和諧(héxié)互動、具有統(tǒng)一操作接口和界面的“高智商”的自動化系統(tǒng)。精品資料1.1樓宇自動化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展信息技術的飛速發(fā)展使樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)生了本質(zhì)的變革。在以往(yǐwǎng)的智能建筑中，樓宇自動化系統(tǒng)通常與IT系統(tǒng)是分離的。隨著企業(yè)級管理（Enterprise－wideManagement）的日益流行，開放系統(tǒng)技術（OpenSystemsTechnology）以及Internet技術的發(fā)展，單純的物業(yè)管理FacilityManagement）必將會納入企業(yè)管理之中；專有通信協(xié)議的自動化系統(tǒng)將被開放通信協(xié)議的自動化系統(tǒng)所取代，并在整個樓宇自動化系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)完全互操作，Inenet將會成為企業(yè)級的基礎網(wǎng)絡設施（Infrastructure）。這些發(fā)展趨勢必將導致樓宇自動化系統(tǒng)建立在企業(yè)管理系統(tǒng)的基礎設施之上，形成網(wǎng)絡化的樓宇系統(tǒng)（NBS，NetworkedBuildingSystems），真正成為企業(yè)級信息系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。網(wǎng)絡化樓宇系統(tǒng)使樓宇自動化系統(tǒng)不僅具有統(tǒng)一的操作界面（如Web測覽器，這種技術在控制系統(tǒng)中的應用已趨成熟），而且使包含物業(yè)管理在內(nèi)的企業(yè)管理更加高效。精品資料1.1樓宇自動化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展隨著社會與科技的進步與發(fā)展，只有樓宇自動化系統(tǒng)所提供的建筑環(huán)境己無法適應信息技術的飛速發(fā)展和滿足人們對建筑環(huán)境信息化、智能化的需求(xūqiú)。1984年1月在美國康涅狄格州Hartford竣工的CityPlace大樓的宣傳材料中，第一次出現(xiàn)“智能建筑（IB，IntelligentBuilding）”一詞，標志著“智能建筑”概念的形成。精品資料1.2樓宇自動化系統(tǒng)(xìtǒng)樓宇自動化系統(tǒng)（BAS），或稱建筑設備自動化系統(tǒng)，是將建筑物或建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災、保安、車庫(chēkù)管理等設備或系統(tǒng)，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構成的綜合系統(tǒng)。樓宇自動化系統(tǒng)通過對建筑（群）的各種設備實施綜合自動化監(jiān)控與管理，為業(yè)主和用戶提供安全、舒適、便捷高效的工作與生活環(huán)境，并使整個系統(tǒng)和其中的各種設備處在最佳的工作狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的現(xiàn)代化、信息化和智能化。由于樓宇自動化系統(tǒng)在建筑環(huán)境舒適與安全、設備經(jīng)濟運行、設備狀態(tài)監(jiān)控等方面的重要性，除了作為建筑智能化系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)之外，作為建筑設備的自動控制系統(tǒng)，也在重要的非智能建筑中得到廣泛應用。精品資料1.2.1樓宇自動化系統(tǒng)(xìtǒng)的組成狹義的樓宇自動化系統(tǒng)主要包括的內(nèi)容有：變配電子系統(tǒng)、照明子系統(tǒng)、空調(diào)與冷熱源子系統(tǒng)、電梯子系統(tǒng)、環(huán)境保護與給排水子系統(tǒng)、停車場管理與門禁子系統(tǒng)等?！皬V義的樓宇自動化系統(tǒng)”應該(yīnggāi)還包括：火災自動檢測與報警系統(tǒng)（FAS，F(xiàn)ireAutomationSystem）和安全防范系統(tǒng)（SAS，SecurityAutomationSystem）兩部分。本書遵循國家《智能建筑設計標準》（GB/T50314-2000）中對于樓宇自動化系統(tǒng)（也稱建筑設備自動化系統(tǒng)）的定義，也就是廣義的樓宇自動化系統(tǒng)。廣義的樓宇自動化系統(tǒng)其涵蓋的監(jiān)控與管理范圍如圖1.1所示。精品資料1.2.2樓宇自動化系統(tǒng)(xìtǒng)的功能樓宇自動化系統(tǒng)在智能建筑系統(tǒng)工程中的主要功能如下：◆自動監(jiān)視和控制智能建筑各種電氣與機械設備的啟／停動作，并可以根據(jù)需要顯示或打印系統(tǒng)的當前運轉(zhuǎn)狀態(tài)?！糇詣佑涗浵到y(tǒng)各種參數(shù)（溫度、濕度、電流、電壓等）數(shù)據(jù)和其變化趨勢，并自動進行越限報警?！裟茉垂芾恚鹤詣舆M行對水、電、燃氣、熱力等的計量與收費，實現(xiàn)智能建筑中的能源管理自動化。BAS系統(tǒng)還可以自動提供最佳能源控制方案，以達到合理、經(jīng)濟地使用(shǐyòng)能源，進而實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。◆設備管理：BAS系統(tǒng)對智能建筑中的各項自動控制設備，提供技術和計算機管理的支持，實現(xiàn)設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和參數(shù)顯示，以及設備檔案與維修管理等?！粢馔鉃暮o急處理：BAS系統(tǒng)通過自身的軟件系統(tǒng)，在智能建筑出現(xiàn)意外事故時，能自動發(fā)出指令（包括切斷電源等措施），以保證設備及人員的安全。精品資料1.2.2樓宇自動化系統(tǒng)(xìtǒng)的功能樓宇自動化系統(tǒng)可選擇的基本功能可細化為監(jiān)控、管理與服務等幾個(jǐɡè)方面。具體請見書本。精品資料1.2.3樓宇自動化系統(tǒng)(xìtǒng)的結(jié)構精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)美國智能建筑學會（AIBI，AmericanIntelligentBuildingInstitute）的定義：“智能建筑通過對建筑物的四個基本要素，即結(jié)構、系統(tǒng)、服務和管理以及它們(tāmen)之間內(nèi)在關聯(lián)的最優(yōu)化考慮，提供一個投資合理、高效率、舒適、溫馨、便利環(huán)境的建筑環(huán)境，并幫助建筑業(yè)主。物業(yè)管理人員和租用人員達到在費用、舒適、便利和安全等方面的目標，當然還要考慮長遠的系統(tǒng)靈活性及市場能力。”該定義將智能建筑的目標具體化，強調(diào)了智能建筑以人為本的思想；并給出了實現(xiàn)智能建筑的方法，即通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)最優(yōu)化。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)歐洲智能建筑組織（TheEuropeanIntelligentBuildillgGroup）把智能建筑定義為：“使其用戶發(fā)揮最高效率，同時(tóngshí)又以最低的保養(yǎng)成本，最有效率管理本身資源的建筑?！敝悄芙ㄖ峁胺磻欤矢吆陀兄С至Φ沫h(huán)境，使用戶能達到其業(yè)務目標”。日本關于智能建筑是從以下四個方面來定義的：◆作為收發(fā)信息和輔助管理效率的軌跡；◆確保在建筑里工作的人們滿意和便利；◆建筑管理合理化，以便用低廉的成本，提供更周到的管理服務；◆針對變化的社會環(huán)境、復雜多樣化的辦公，以及主動的經(jīng)營策略，作出快速靈活和經(jīng)濟的響應。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)新加坡規(guī)定(guīdìng)智能建筑必須具備三個條件：◆具有先進的自動化控制系統(tǒng)，能對建筑內(nèi)的溫度、濕度、燈光等進行自動調(diào)節(jié)，并具有消防、保安功能，以保證舒適、安全的環(huán)境；◆具有良好的通信網(wǎng)絡設施，保證數(shù)據(jù)在建筑內(nèi)流通；◆提供足夠的對外通信設施與能力。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)2000年7月我國建設部正式頒布了智能建筑國家標準《智能建筑設計標準》（GB/T50314一2000），智能建筑是以建筑為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO備、辦公自動化及通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，集結(jié)構、系統(tǒng)、服務、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供(tígōng)一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。其具體內(nèi)涵是：以綜合布線為基礎，以計算機網(wǎng)絡為橋梁，綜合配置建筑內(nèi)的各種功能子系統(tǒng)，全面實現(xiàn)對通信系統(tǒng)，辦公自動化系統(tǒng)，建筑內(nèi)各種設備（空調(diào)，供熱，給排水、變配電、照明、電梯、消防、公共安全等）的綜合管理。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)盡管智能建筑的定義在國際上至今尚無一致的認同。但究其實質(zhì)，所謂智能建筑，是以建筑環(huán)境為平臺，運用系統(tǒng)工程、系統(tǒng)集成等先進的科學方法和技術，通過對建筑的結(jié)構（建筑環(huán)境結(jié)構）、系統(tǒng)（各應用系統(tǒng)）、服務（用戶需求服務）、管理（物業(yè)管理等）以及(yǐjí)它們之間的內(nèi)在聯(lián)系進行最優(yōu)化設計，而獲得的一個投資合理、幽雅舒適、便利快捷、高度安全的建筑（環(huán)境空間）。其智能化的實質(zhì)是信息、資源和服務的綜合共享與全局一體化管理。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構成關于智能建筑的基本構成和于系統(tǒng)的劃分并沒有明確的標準。因此，我們可能會見到將智能建筑稱為“3A建筑”或“5A建筑”，甚至“7A建筑”的現(xiàn)象。本書采用將智能建筑劃分為三個子系統(tǒng)的觀點，即：智能建筑是由基于建筑物環(huán)境平臺基礎之上的三大基本子系統(tǒng)的有機集成所構成的智能化系統(tǒng)，為用戶(yònghù)提供舒適、安全、便捷高效的工作與生活環(huán)境。三個基本子系統(tǒng)是樓宇自動化系統(tǒng)（BAS，BuildingAutomationSystem，又稱建筑設備自動化系統(tǒng)）、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)（CNS，CommunicationNetworkSystem）和辦公自動化系統(tǒng)（OAS，OfficeAutomationSystem）。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構成l．樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）樓宇自動化系統(tǒng)實現(xiàn)建筑物（群）內(nèi)的各種機電設備的自動控制，包括供暖、通風、空氣調(diào)節(jié)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、保安、車庫管理等。通過信息網(wǎng)絡組成分散控制、集中監(jiān)視與管理的監(jiān)控管理一體化系統(tǒng)，實時檢測、顯示設備運行參數(shù)；監(jiān)視、控制設備運行狀態(tài)。根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負載變化情況自動調(diào)節(jié)各種設備，使其始終運行于最佳狀態(tài)：自動實現(xiàn)對電力(diànlì)、供熱、供水等能源的調(diào)節(jié)與管理；提供一個安全、舒適、高效而且節(jié)能的工作環(huán)境。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構成2．通信網(wǎng)絡系統(tǒng)（CNS）通信網(wǎng)絡系統(tǒng)用來保證建筑物（群）內(nèi)、外各種通信聯(lián)系暢通無阻，并提供網(wǎng)絡支持能力。實現(xiàn)對話音、數(shù)據(jù)、文本、圖像、電視及控制信號的收集、傳輸、控制、處理與利用。通信網(wǎng)絡包括：兼有數(shù)據(jù)與傳真通信的電話網(wǎng)計算機局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）、計算機廣域網(wǎng)（WAN，WdeAreaNetwork）、傳真網(wǎng)、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、無線電話網(wǎng)和綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN，IntegfatedServicesDigitalNetwork）等。我們也把通信網(wǎng)絡系統(tǒng)稱為(chēnɡwéi)通信自動化系統(tǒng)（CAS，CommnicationAutomationSystem）。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構成3．辦公自動化系統(tǒng)（OAS）辦公自動化系統(tǒng)是服務于具體辦公業(yè)務的人機交互信息系統(tǒng)一般包括兩大部分：一是服務子建筑物本身的辦公自動化系統(tǒng)，如物業(yè)管理、運營服務等公共管理、服務部分；二是用戶業(yè)務領域的辦公自動化系統(tǒng)，如金融(jīnróng)、外貿(mào)、政府部門等專用辦公系統(tǒng)。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構成如圖1．3所示的圖形通俗地描述智能建筑的定義(dìngyì)。因此，智能建筑可簡稱為3A建筑圖1.3智能建筑構成示意圖（PDS:綜合布線系統(tǒng)）精品資料1.3.2智能建筑的系統(tǒng)集成《智能建筑設計標準》（GB／T50314-2000）將系統(tǒng)集成定義為：將智能建筑內(nèi)不同功能的智能化子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上連接在一起。以實現(xiàn)信息綜合、資源共享。智能建筑的系統(tǒng)集成是建立在基本子系統(tǒng)軟／硬件體系兼容(jiānrónɡ)的基礎之上，子系統(tǒng)首先實現(xiàn)各自的內(nèi)部集成，然后通過傳輸網(wǎng)絡、接口和協(xié)議，由系統(tǒng)集成中心（SIC，SystemIntegrationCenter）實現(xiàn)系統(tǒng)的總體集成。綜合布線系統(tǒng)（PDS，PremisesDistributionSystem，又譯為：GCS，GenericCablingSystem）是智能建筑系統(tǒng)集成的基本傳輸網(wǎng)絡，它同時也是建筑物通信（語音、數(shù)據(jù)）網(wǎng)絡系統(tǒng)最基本的傳輸介質(zhì)。精品資料1.3.2智能建筑的系統(tǒng)集成精品資料1.3.3智能建筑的功能(gōngnéng)1．創(chuàng)造了安全、健康、舒適(shūshì)宜人和能提高工作效率的辦公環(huán)境2．節(jié)能3．能滿足多種用戶對不同環(huán)境功能的要求4．現(xiàn)代化的通信手段與辦公條件精品資料1.3.4智能建筑的未來(wèilái)發(fā)展智能建筑的未來發(fā)展(fāzhǎn)，將主要體現(xiàn)在智能建筑技術及其相關技術的發(fā)展(fāzhǎn)、智能建筑應用領域的發(fā)展(fāzhǎn)和智能建筑及其相關產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展(fāzh