建筑设备自动化系统 ppt课件

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18.4.7 控制网络层的配置应符合下列规定：
1、 应采用总线拓扑结构，菊花环式(Daisy Chain)连接，用双绞线作 为传输介质； 2 、控制网络层可以包括并行工作的多条通信总线，每条通信总线 可以通过网络接口与管理网络层(中央管理工作站)连接，也可以通过管 理网络层服务器RS232通信接口或内置通信网卡直接与服务器连接。
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4、电梯控制系统
电梯是建筑物内交通的重要枢纽。 对带有完备控制装置的电梯，将其控制装置与楼宇自动化系
统相连接，实现相互间的数据通信，使管理中心能够随时掌 握各个电梯的工作状况，并在火灾、保安的特殊场合对电梯 的运行进行直接控制。
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5、消防系统
消防系统是BA系统的重要组成部分。它实施对建筑物内消防系 统的消防栓、喷淋水、消防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度 探测报警器、防火排烟阀、消防电梯、消防广播、消防电话等 设施联网进行监视与自动控制；
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18.1.4 建筑设备监控系统规模可按实时数据点数(硬件点和 软件点)区分：建筑设备监控系统规模
系统规模 小型系统 较小型系统 中型系统 较大型系统 大型系统
实时数据点数 250及以下 25l～999 1000～2999 3000～4999 5000及以上
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各层应符合下列规定： 1 管理网络层应完成系统集中监控和各种系统的集成。 2 控制网络层应完成建筑设备的自动控制。 3 现场设备网络层应完成末端设备控制和现场仪表设备的信息采集 和处理。 18.3 管理网络层（中央管理工作站） 18.3.1 管理网络层应具有下列功能： 1 监控系统的运行参数； 2 检测可控的子系统对控制命令的响应情况； 3 显示和记录各种测量数据、运行状态、故障报警等信息； 4 数据报表和打印。

• 定时程序 可实现灯光按时开关和 调节亮度
• 监控程序 实现远程集中控制
C-BUS智能照明管理系统的优点
• 线路设计简单，安装方便，节省大截面线材消耗量，提高 投资回报率。
• 可任意实现单点/双点/多点/区域/群组/场景/定时/红外探测 /遥控等多种照明控制模式。
• 不用修改线路，只需改变软件，就可以调整照明布局和扩 充功能。
空气处理系统
空气处理系统包括： • 新风采入段 • 新风、回风混合段 • 空气过滤段 • 空气的冷、热、湿处理部分 • 空气的输送和分配部分
空调处理机组监控系统
空调处理机组监控系统检测控制元件组成
• 风门驱动器 • 风管式温度传感器 • 风管式湿度传感器 • 压差报警开关 • 电动调节阀 • 压力传感器 • 风机控制 • DDC控制器
本小节结束
课堂练习：
• 1． 以表格形式写出教材图3-8中，1~10及 A~E监控点对应监控点内容、监控设备名称、 监控点类型；
• 2． 以表格形式写出教材图3-9中，监控点 对应监控点内容、监控设备名称、监控点 类型及监控点数量。
课后作业：
• 1．以表格形式写出教材图3-11中，监控点 对应监控点内容、监控设备名称、监控点 类型及监控点数量；
第三单元 建筑设备自动化系统
3.1 演示 建筑设备智能化系统管理演示
见实训项目三
3.2 给排水监控系统
提问：
• 建筑设备自动化系统组成？
楼宇设备自动化系统组成
第三单元 建筑设备自动化系统
1 楼宇设备自动化系统组成与基本功能 2 空调监控系统 3 给排水监控系统 4 供配电监控系统 5 照明监控系统 6 电梯监控系统 7 楼宇设备自动化系统综合管理

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3）根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种 设备始终运行于最佳状态。如空调设备根据环境温度、人员 多少实时调节，即节约能源又调节到最佳状态。 4）检测并及时处理各种意外、突发事件（如停电和有毒气 体泄露）可按照预先编写好的程序迅速处理，避免事态扩大。 5）实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。如 火灾发生时。
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6）能源管理 实现水、电、气的自动计量和收费。实现能 源自动化管理。自动检测、控制设备用电量，如下班后或节 假日室内无人，自动关闭空调、照明等。
7）设备管理 设备档案－设备配置及参数、设备运行报表和 设备维修记录等管理。
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3.1.2 BAS 的监控范围 ⒈ 基本组成
系统主要包括：中央控制站、分布式现场控制器、通信 网络和现场仪表。通信网络包括网络控制器、连接设备、调 制解调器、通信线路等。现场仪表包括传感器、变送器、执 行机构、调节阀、接触器等。
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3.2 BAS中的计算机控制技术
计算机控制系统是计算机技术与自动控制技术的结合， 是构成智能建筑自动控制的关键技术。计算机强大的计算能 力、逻辑判断能力和大容量存储信息的能力使计算机控制能 解决常规控制技术解决不了的难题，达到常规控制技术达不 到的优异性能指标。
⒉ 含义
⑴ 包括建筑设备运行监控、消防及安全防范在内的全 方位的建筑设备自动化系统。又称广义BAS。
⑵ 仅指建筑设备运行监控的建筑设备自动化系统。又 称狭义BAS。
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3.1 BAS系统概述
3.1.1 BAS系统的功能
1）自动监视并控制各种机电设备的启、停，显示或打印当 前运转状态。 2）自动检测、显示、打印各种设备的运行参数及其变化趋 势或历史数据。建筑设备主要监控的参数有：风量、水量、 压力、温度、湿度、气体浓度等，所用的传感器包括：温度、 湿度传感器、压力、流量传感器，执行器有电动执行器、气 动执行器、风阀、水阀等。

积极健康
地址：河北省石家庄市新石北路368号金石工业园1#楼422
电话：0311-83815825
传真：0311-83815827
建筑设备自动化管理系统
4、送排风系统 监控送风机组、排风机组的各种运行参数； 监测被控区域的空气质量； 5、照明系统 监控被控照明回路的相关参数； 6、电梯及自动扶梯系统 监测电梯、自动扶梯的运行状况； 7、变配电系统 监测配电系统中被控设备的相关参数；
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建筑设备自动化管理系统
二、系统组成
协作竞争
积极健康
风机盘管系统
冷热源系统
空调/新风系统
变配电系统
工作站
给排水系统
电梯系统
照明系统
送排风系统
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协作竞争
积极健康
智能照明系统
协作竞争
积极健康
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多功能计量系统
协作竞争
积极健康
一、系统概述
多功能计量系统是采集远程工业用表和民用表的数据，并将采集到的 数据传输到相关管理部门，实现抄表自动化。在整个过程中无需人工 参与，方便了用户又提高了效率。
抄读，自动保存抄读的历史数据。 对抄收到的数据进行统计、计费、双地址储存，并形成详细的
用电档案。 可进行现场或远程用电校对。 快速对现场数据进行查询。 分时段抄表，实现分时计费。

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任务3 暖通空调监控系统
b 热水在使用的安全性方面比蒸汽优越，与空调冷 水的性质基本相同，传热比较稳定。在空调机组中， 采用冷、热盘管合用的方式（即两管制），以减少空 调机组及系统的造价，热水能较好地满足此种方式的 要求，而蒸汽盘管通常不能与冷水盘管合用。 空调热水在使用的过程中系统内存在结垢问题， 这与其水质和水温有关。当水温超过70 ℃时，结垢现 象变得较为明显，它对换热设备的效率将产生较大的 影响。因此，空调热水应尽可能地采用软化水，或者 加药、使用电子除垢器等防止或缓解水结垢的一些水 处理措施。
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任务3 暖通空调监控系统
② 过滤器报警 风机启动后，过滤网前后将建立 起一个风压。如果过滤器干净，风压将小于一个指定 值，接触器的干节点会断开。反之，如果过滤器太脏， 过滤网前后的风压变大，接触器的干节点将闭合。分 站根据接触器干节点的情况会发出过滤网报警信息。
③ 风机故障报警 风机启动后，如果运行正常， 则在风机前后将建立起一个风压，接触器的干接点将 闭合。反之，若风机运行不正常，这时风机前后的风 压将小于一个指定值或者为零，接触器的干接点会断 开。分站根据接触器干接点的情况会发出风机故障报 警信息。
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任务3 暖通空调监控系统
② 按热源装置分类 a 供热用锅炉分为热水锅炉和蒸汽锅炉。在空调热 水系统中，由于空调机组及整个水系统要随建筑物的 使用要求进行调节与控制，通常设有中间换热器。设 有蒸汽锅炉的建筑物也为其冬季空调加湿提供了一个 较好的条件。 b 从结构上来分，热交换器有三种类型，即列管式、 螺旋板式和板式换热器。板式换热器是近十几年来大 量使用的一种高效换热器，其结构如图3.13所示。
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任务3 暖通空调监控系统
（2） 吸收式制冷 吸收式制冷与压缩式制冷一样，都是利用低压制冷剂 的蒸发产生的气化潜热进行制冷。两者的区别是：压 缩式制冷以电为能源，而吸收式制冷则是以热为能源。 溴化锂吸收式制冷循环的基本原理如图3.12所示。

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（2）电缆电视系统（CATV：Cable Television） CATV 也是智能建筑的基本系统之一。与传统 CATV 不同的是，智能建筑 CATV 要求电视图像信号的双向传输，并为采用 HFC（光纤同轴电缆混合接入 网）打下基础。 （3）视频会议系统 视频会议系统是利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算机网络通 信技术和相关设备、线路，实现远程点对点或多点之间图像、语音、数据信号 的实时交互式通信。可大大节省时 间、提高会议的效率、降低会议成本。
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③安全、舒适和便捷的环境———智能建筑首先确保人、财、物的高度 安全以及具有对灾害和突发事件的快速反应能力。智能建筑提供室内适宜的温 度、湿度和新风以及多媒体音像系统、装饰照明，公共环境背景音乐等，大大 提高人们的工作、学习和生活质量。智能建筑通过建筑内外四通八达的电话、 电视、计算机局域网、因特网等现代通信手段和各种基于网络的业务办公自动 化系统，为人们提供一个高效便捷的工作、学习和生活环境。
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②客户机 /服务器技术。客户机 /服务器（C/S：Client/Server）技术是 一种优化的网络计算模式。它将一个计算机应用分解为两个部分，交由网络上 不同的计算机来分别执行。把复杂的计算任务留给后端的服务器（高性能计算 机）处理，而把一些频繁与用户打交道的简单任务交给前端客户机（PC 机）来 处理，客户机与服务器之间是一种请求 /响应的关系。 ③浏览器 /服务器（B/S：Browser/Server）技术是在 C/S技术的基础上， 将客户机上的应用程序简化为统一的浏览器软件，使得应用系统的开发和维护 集中在服务器端，大大缩短了应用软件的开发周期和降低了成本。Internet和 Intranet就是采用的 B/S技术。

系统主要包括：中央控制站、分布式现场控制器、通信 网络和现场仪表。通信网络包括网络控制器、连接设备、调 制解调器、通信线路等。现场仪表包括传感器、变送器、执 行机构、调节阀、接触器等。
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3.2 BAS中的计算机控制技术
计算机控制系统是计算机技术与自动控制技术的结合， 是构成智能建筑自动控制的关键技术。计算机强大的计算能 力、逻辑判断能力和大容量存储信息的能力使计算机控制能 解决常规控制技术解决不了的难题，达到常规控制技术达不 到的优异性能指标。
⒉ 含义
⑴ 包括建筑设备运行监控、消防及安全防范在内的全 方位的建筑设备自动化系统。又称广义BAS。
⑵ 仅指建筑设备运行监控的建筑设备自动化系统。又 称狭义BAS。
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3.1 BAS系统概述
3.1.1 BAS系统的功能
1）自动监视并控制各种机电设备的启、停，显示或打印当 前运转状态。 2）自动检测、显示、打印各种设备的运行参数及其变化趋 势或历史数据。建筑设备主要监控的参数有：风量、水量、 压力、温度、湿度、气体浓度等，所用的传感器包括：温度、 湿度传感器、压力、流量传感器，执行器有电动执行器、气 动执行器、风阀、水阀等。
暖通空调设施、供配电设施等。
⑵ 电信类 通信设施(有/无线电话、电视)、计算机、网络设 施等。 特点：各成体系、功能单一、技术成熟、种类繁 多、应用广泛。
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BAS定义 ⒈ 建筑设备自动化系统的定义
简单地讲，是指将分散在建筑物内不同位置的各种设备、 设施以分散控制、集中监视、集中管理为目的，构成一个由 计算机控制的综合系统。
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3.2.2 计算机控制系统的组成

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（分散危险）的原则
数字城市E-CITY
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数字城市E-CITY
一、建筑物自动化系统概述
2、网络拓扑结构 不同的建筑物自动化系统具有不同的网络拓扑结构。控制网络的拓扑
结构和其他计算机网络相同，有星形、环形和线性总线等： ① 星形拓扑结构：中央站通过交换机、集线器（Hub）连到
各分站，呈放射形； ② 环形拓扑结构：各节点相互传递信号，一次一个接点，连
级分布式和全分布式结构都是网络结构。网络结构应能满足集中监控需要，
尽量减少故障波及面，实现危险分散、减少投资、易于扩展。目前大部分
自动控制是这种结构，其特点是：
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数字城市E-CITY
一、建筑物自动化系统概述
① 节省人力：通过集中管理控制，简化操作及培训维护等； ② 节能：通过集中管理控制，合理调度负荷； ③ 灵活的控制； ④ 设备共用：如某些传感器可以用在多种控制用途。 建筑物自动化系统的网络结构有单层、两层和三层三种，网络分别有 管理、控制、现场设备三层网络层，各网络层功能如下： ① 管理网络层应完成系统集中控制和各种系统集成； ② 控制网络层应完成建筑设备的自动监控； ③ 现场设备管理层应完成末端设备控制和现场仪表设备的信 息采集和处理； 不同的网络结构均应满足分布式系统集成监控操作和分散采集控制
能建筑中的自动控制系统就是用机械电子或电子零配件组成的自动控制系
统，对建筑设备进行控制，使建筑物的室温或照明等达到人们的要求。
一般自动控制系统由传感器、自动控制器和执行器构成。传感器就像
人的眼睛、耳朵或鼻子，可以对环境情况进行感觉；自动控制器（调节器）
如同人的大脑进行比较和判断；执行器如同人的手足执行动作。例如，自
成环形； ③ 线性总线拓扑结构：用中继线或干线来连接所有线路，所

特点
4计算机控制系统（20世纪70年代）
特点： a.计算机控制器通过编程完成各项工作，而非直
接通过模拟量电子电路 b.数字通信技术使建筑自动化进入了新的阶段
目前面临的新课题： 如何更有效地利用新技术，使建筑更舒适和高效？
1.5 本书的主要内容与学习方法
特点： 从实际工程问题实例出发引入建筑设备自动化
s c s t s ( s ) c h t h ( 0 ) U s ( t ( s ) t s ( s ) )
s c h t h ( s ) c s t s ( 0 ) Q U h w ( t ( s ) t h ( s ) )

举例
c控制器

计算机控制器，涉及软件（图2-8）
d执行器

定义

作用 手脚

举例
开关 各类阀门
2.2通断控制下恒温水箱的调节特性
1 恒温水箱通断控制中通断控制器的调节特性
（1）通断控制的一般控制结果（图2-9）

目标值与设定值的关系

回差

执行器动作频率

（2）影响控制结果的4大因素

被调节对象水箱的热特性

作为传感器的温度计感知水温变化的特性

性
作为执行器的电加热器的加热容量和动态特

作为控制参数大系统回差的取值
（3）通断控制系统特性研究
目的：调节特性与影响因素之间的关系
方法： 数学分析模型
a 模型建立

前提假设（3个）


定义各个参数
C（J/K）、Q（W） 、U（W /K）、t0（℃）、t （℃）、τ 、 τ 0

（3）照明系统 照明系统为人们的工作和生活提供必须的光环境，既满足人体舒适感 的要求。照明系统能耗很大，在大型高层建筑中往往仅次于供热、空调系 统，并导致冷负荷的增加，智能照明应十分重视节能。照明系统的主要监 控设备主要有照明设备、开关等。
（4）通风与空调 通风与空调系统是建筑物内功能最复杂、涉及设备最多、设备分布最 分散、能耗最大的一个系统，是BAS控制的主要对象。通风与空调系统需 要监控的主要设备有热水泵、冷却塔、冷冻水泵、冷水机组、新风机组、 空气处理机组、变风量机组、锅炉、凝结水回收装置等。
（1）对建筑设备实现运行状态监视，如对电动机的运行状态（是否运 行、故障状态、手/自动状态等）、对温湿度、液位高度、压力的检测等。
（2）对建筑设备发送命令进行控制，如对水泵的启/停控制，对阀门 的控制等。
（3）对建筑设备的集成与管理，提高了工作效率，减少了运行人员及 费用。采用建筑设备监控系统后，由计算机系统对建筑物内的大量机电设
3.资源共享 应能满足对建筑物的物业管理需要，实现数据共享，以生成节能及 优化管理所需的各种相关信息分析和统计报表。应能共享所需的公共安 全等相关系统的数据信息等资源。
4.具有良好的人机交互界面及采用中文界面。
第二节 建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统（广义BAS）
设备运行管理与监控系统 （狭义BAS）
消防与安防系统
给 排 水 系
统
供 配 电 系
统
照 明 系
统
通 风电 空梯 调系 系统 统
其 它 设 备 系
统
消防系统 （FAS）
安防系统 （SAS）
图3.1 建筑 设备 自动 化系 统的 组成
建筑设备自动化系统通常有广义和狭义之分。狭义BAS的监控范围 主要包括给排水、供配电、照明、暖通空调、电梯等系统和设备。在实 际工程中狭义的建筑设备自动化系统也常常称为建筑设备监控系统、楼 宇自动化系统、楼宇自动控制系统等。广义BAS的监控范围在狭义BAS的 基础之上，还增加了安全防范系统（Security Automation System , SAS）和消防系统(Fire Alarm System , FAS)。