建筑设备自动化技术基础52页PPT

双位 温度调节器
TIC 回风
温度 传感器
三位式 温度控制器
TIC
回风
图1-25 室温两位调节系统 T 升温加热 恒温调节 停止加热
图1-27 室温三位式加热控制系统
停止加热 升温加热 停止加热
上限值
下限值
加热器A
加热器A
t
加热器B 加热器B
加热器B 加热器B
图1-28 三位式电加热器控制过程
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1.4.3 控制器调节特性 第1章 建筑设备自动化控制技术基础 及调节方法的选择
位调节和三-1-位1 调节两种。
-1
双位（式a ）调无节滞的环区动作特性是：当被调参（b数）偏有差滞-1环设区定在一定数值 时（，a）调无节滞器环输区出最图大1. 2值1 或双位最调小节特值性，使调（ 节b器）全有开滞或环全区闭，调 节系统的调节输出图有1.2两2 种三状位态调节 ：特 全性开和全闭。
被控对象
输出
检测装置
图1-19 闭环调节系统原理框图
检测仪表对被控对象的被控参数进行测量，调节器 根据给定值与测量值的偏差并按一定的调节规律发 出调节命令，控制执行器对被控对象的被控参数进 行控制，使被控参数满足要求。这类控制系统就是 闭环控制系统，也称为调节系统。
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第1章 建筑设备自动化控制技术基础
1.4.2 闭环控制/调节系统
常用的控制系统根据其组成结构的不同可分为： 1. 单回路控制／调节系统 2. 多回路控制／调节系统 3. 比值控制／调节系统 4. 复合控制／调节系统
前三个控制系统均是利用反馈原理组成的闭环控制系统，系 统把干扰引起被调变量的变化与相应给定值比较后调节控 制。
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低），都要停止压缩机； 实现上述安全保护措施是控制系统的基本要求。

2.1 建筑设备自动化系统的技术基础
⑶ 工程师站 系统工程师通过它可以及时调整系统的配置、参数 设定，从而使DCS处于最佳工作状态之下；同时还可 对各个现场I/O控制站、各个操作员站的运行状态和网 络的通信情况等进行实时监控，及时维护网络节点。 ⑷ DCS的通信网络 DCS的基本结构是计算机网络，现场I/O控制站、操 作员站和工程师站都是连接在这个网络上的三类节点 ，均包括CPU和网络接口等，也都有自己特定的网
2.1 建筑设备自动化系统的技术基础
络地址，可通过网络发送和接受数据信息。 目前应用最广的网络结构是总线型网和环形网。在这
两种网络结构中，各个节点地位平等，它们之间的通信 均可通过网络直接进行。
为了实现网络节点之间的通信，介质访问控制采用令 牌控制方式。令牌是一组特定的二进制码，作为有权占 有传输介质的标志。
接口
总
过 程
开关 输入
接口
线
CCPPUU
系统软件
CRPAUM 主机 应用软件
CRPOU M
软件
接口 接口 接口
键盘终端 打印机 磁盘
外围 设备
开关 输出
接口
接口 接口
计算机控制系统的组成框图
人机联系 通讯设备
2.1 建筑设备自动化系统的技术基础
⑴ 硬件部分 1）主机 2）外围设备 3）过程输入输出通道 ① 模拟量输入通道（AI） 将测量变送器输出的，反映生产过程的被控参数 （如温度、压力、流量、物位、湿度等）的标准电 流信号DC0～10mA或DC4～20mA转变为二进制数字 信号，经接口送与计算机。
1.2 智能建筑的组成及核心技术
⑶ 信息网络系统INS 信息网络系统集成了事务型办公自动化系统OAS与 物业管理系统。 办公自动化系统主要由办公作业设备与电子商务、 管理信息系统、决策支持系统等部分组成。 物业管理系统包括楼宇物业及三表抄送等内容，是 应用计算机技术、通讯技术等先进技术，使人们的部 分办公业务借助于各种办公设备与办公人员构成服务 于某种办公目标的人机信息系统。

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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。

①数据报。类似于报文交换，每个分组在网络 中的传播路径完全是由网络当时的状况随机决定的 ，因为每个分组都有完整的地址信息，所以都可以 到达目的地（如果不出意外的话）。但是到达目的 地的顺序可能和发送的顺序不一致。有些早发的分 组可能在中间某段交通拥挤的线路上耽搁了，比后 发的分组到得迟，目标主机必须对收到的分组重新 排序才能恢复原来的信息。一般来说在发送端要有 一个设备对信息进行分组和编号，在接收端也要有 一个设备对收到的分组拆去头尾，重排顺序，具有 这些功能的设备叫分组拆装设备 PAD（Packet Assembly and Disassembly device），通信双方 24 各有一个。
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2.1 数据通信技术基础 数据通信技术是实现大厦内部、大厦与大厦、 大厦与国内外信息交换不可缺少的关键技术。它在 作为未来“信息高速公路”网站主节点的智能大厦 中的地位和作用不言而喻。 2.1.1 基本概念 简单地说，数据通信就是电子数字计算机或其 他数字终端装臵之间的通信。数据通信和电话网络 中的话音通信不同，也和无线电广播通信不同，它 有其自身的规律和特点。
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光缆较之电缆具有以下优点： ①光缆信息容量大，数据传输率可达几百万到 数十亿 bit/s。一根筷子粗细的光缆可容纳数万路电 话和数百路电视信号。 ②光缆信号传输衰减小，通信距离比电缆大得 多，传输距离可达 1 000 km 以上。 ③光缆耐辐射，各种设备产生的电磁辐射对它 不起作用，外界环境对信息传输没有影响，而且信 息传输过程中也没有向外的电磁辐射，因此可避免 外界窃听，既安全可靠、保密性又好。
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3）光纤 在局域网传输媒体领域中，光纤的应用发展很 快。 （1）物理描述 光学纤维是一种细而软的能够传导光束的媒体 ，纤芯直径为 2 ～ 125 μm。各种玻璃和塑料可用 来制造光学纤维。 （2）传输特性 光纤利用全内反射（全部折射到内部媒体，即 一点也不向周围媒体折射）来传输经信号编码的光 束。全内反射可出现在折射率大于周围媒体折射率 的任意透明媒体中。

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项目数据库 Envision BACtalk2.0 只能存放一个项目数 据库，项目数据库位于C:\Program Files\Alerton\BACtalk\Generic\Generic 文件夹中。
①
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设计图形界面 Envision for BACtalk2.0是楼宇自控操作 系统，允许用户在操作系统中进行界面设 计，学习使用界面设计工具，完成项目的 各个系统界面、设备界面，与DDC监控点 绑定。
采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19－87） 民用建筑电气设计规范（JGJ/TI-92） 建筑设计防火规范（GBT16－87） 安全防范工程程序和要求（GA/T15－94） 智能建筑设计标准（国标 GB/T 50314-2000）等

根据用户提出的使用功能、管理要求及工程投资，来决定BAS 由多少子系统构成、各子系统的设计标准如何、设备配置如何。
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画出大楼BAS系统网络图 配合电气专业完成配电设备 二次回路的设计
仪表量程计算、选择
调节阀计算 确定BAS现场设备的规格尺寸 及安装方式
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画出各子系统控制系统图
画出各层管线敷设平面图 开列BAS设备、材料表、 写出设计施工要点说明
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各专业图纸会签
设计任务完成 施工图交底及施工配合

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①
项目数据库的搭建 参考Quick Start Guide for WebCTRL, SiteBuilder user’s guide等帮助文件, 学习使用SiteBuilder软 件，根据监控内容与选择的控制设备，建立项目数 据库。

2第8章 建筑设备自动化技术
【楼宇智能化技术】课程
主讲人：自动化学院 许锦标
楼宇自动化系统是楼宇智能化的基础
• 楼宇自动化系统(BAS，Building Automation System)是楼宇智能化的基础
• BAS是针对建筑机电设备，检测其运行参数、控制其运行 状态，自动调节相关设备，使其始终运行于最佳状态; • 自动监测并处理诸如停电、火灾、地震等意外事件; • 自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管 理，从而保障工作或居住环境既安全可靠，又节约能源， 而且舒适宜人。
BAS的功能要求
¾ (1)具有对建筑机电设备测量、监视和控制功能，确保各 类设备系统运行稳定、安全和可靠并达到节能和环保的管 理要求。 ¾ (2)采用集散式控制系统 (FCS，DCS ) 。 ¾ (3)具有对建筑物环境参数的监测功能。 ¾ (4)满足对建筑物的物业管理需要。 ¾ (5)具有良好的人机交互界面及采用中文操作界面。 ¾ (6)共享所需的公共安全等相关系统的数据信息等资源。
房间节能 计费控制器
MODBUS总线 扩展I/O
MODBUS总线 (主/从) 接智能设备
计量总线 MeterBUS
其它智能设备 计费 现场设备 温度控制 人体感应 照明
风阀执行器
电动阀
管道温度 管道温度/湿度 防冻开关 传感器 传感器
压差开关
水流开关
压力变送器
流量计
空调系统 冷热源系统 20第8章 建筑设备自动化技术
管理级网络MLN(Management Level Network) Insight 服务器 Insight 工作站 以太网,TCP/IP
可连接4条BLN 楼宇级网络BLN(Building Level Network) FLN控制器 模块式设 备控制器 可连接3条FLN 模块式现 场处理机 独立控制设备 模块式楼 宇控制器 115Kbps

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

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

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8.4建筑设备自动化系统线管、线槽、桥架施工
图8-2 螺纹连接方式 第18页/共125页
8.4建筑设备自动化系统线管、线槽、桥架施工
图8-3 套管连接方式 图8-3 套管连接方式
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8.4建筑设备自动化系统线管、线槽、桥架施工
图8-4电线管与接线盒的连接 第20页/共125页
建筑设备自动化系统施工与管理建筑业资料
8.1智能建筑建设中存在问题及解决方法 • 解决的方法 • 1、做好需求分析 • 2、做好方案、系统设计 • 3、工程实施 • 4、系统运管维护 • (1) 设备运行管理
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8.1智能建筑建设中存在问题及解决方法 • 设备运行管理是保证设备正常运行和完好率的重要环节，其管理的主要内容包括，制定系统操作规程、操作员责
• “建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范”，编号为GB/T50311-2000
• “建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范”，编号为GB/T50312-2000
• “综合布线系统工程设计施工图集”，统一编号为GJB-570，图集号为02X101-3
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8.2智能建筑设计、验收规范及标准 • 上述综合布线系统的设计规范和验收规范都是以北美ANSI/EIA/TIA568A标准和国际标准ISO/IEC11801《信息
8.4建筑设备自动化系统线管、线槽、桥架施工 • (2)钢管的内壁、外壁均作防腐处理。当埋设于混凝土内时，钢管外壁可不作防腐处理；直埋于土层内的钢管外壁
应涂两道沥青；采用镀锌钢管时，锌层剥落处应涂腐漆。设计有特殊要求时，应按设定规定时进行防腐处理。 • (3)钢管不应有折扁和裂缝，管内应无铁屑及毛刺，切断口应平整，管口应光滑。 • (4)钢管的连接应符合下列要求：

2）监测冷冻水一次供、回水压力。 3）监测冷冻水供水流量，与冷冻水供、回水温差相
结合，可计算出冷量。 4）监测冷却水供、回水温度，以了解冷却水的工作
温度是否在合理的范围之内。 5）监测冷冻水一级循环泵、冷冻水二级循环泵、冷
却水循环泵及冷却塔风机的运行和故障状态。
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6）监测补水泵的运行和故障状态。补水泵的起停 控制可根据冷媒水供水压力的范围来决定起停 控制。当供水压力超过警戒压力时，关闭补水 泵，当供水压力过小时．起动补水泵。
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（2）油压保护 油压低于设定值→油压控制器PdS切断压缩机电动机的电源，进行低压保护；油压 回升到该设定值→PdS接通压缩机电动机的电源，重新投入运行。 注意：油压控制器PdS是一个压差控制器。
（3）断水保护 在压缩机水套出水口和冷凝器出水口安装断水保护装置，断水时切断压缩机电动机 电源进行保护，并进行声光报警。
t 1
)
t2
qm
q1 q2
qt 2 21
qt 1 22
q1 q2
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方案三：
压差旁通管连接在供、回水干管上。 第34页/共64页
方案四：错误的安装方式。
温度传感器和流量变送器测量的是混水温度和混水流量。 第35页/共64页
2.二级泵冷冻水系统
原理：
初级泵克服蒸发器及周围管件 的阻力；次级泵克服用户支路 及相应管道的阻力。
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压差旁通阀位置控制：
旁通阀的最大 流量为 一台冷 水机组的流量。
•低负荷时，一台冷水机组运行，旁通阀处于某一开 度位置；
•随着负荷增加，旁通阀开度逐渐减小，达到某一负 荷时，旁通阀全关，限位开关闭合，启动第二台冷 水机组及水泵等辅助设备。