樓宇自控系統(tǒng)ppt課件

1、1,樓宇自控系統(tǒng),一、智能建筑概述 二、樓宇自控的發(fā)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、通信協(xié)議 七、系統(tǒng)設計 八、空調設計,2,樓宇自控系統(tǒng),一、智能建筑概述 . 定義 . 發(fā)展 . 結構,3,樓宇自控系統(tǒng),二、樓宇自控的發(fā)展史 樓宇自控的發(fā)展史是一個從監(jiān)控到管理的發(fā)展過程。 、數十年前 、年代 、年代,4,樓宇自控系統(tǒng),三、樓宇自控系統(tǒng) 、 對于一座現代化大樓，在沒有安裝的時候，使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,5,樓宇自控系統(tǒng),樓宇自控系統(tǒng)就是將建筑物或建筑群內的變配電、照明、電梯、空調、供熱、給排水、消防、保安等眾多分散設

2、備的運行、安全狀況、能源使用狀況及節(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（,6,樓宇自控系統(tǒng),系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和參數內容 空調機組：新風空調機組、新回風空調機組、變風量空調機 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,7,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、高低壓信號測量、備用發(fā)電機組 電梯 保安門鎖、巡更等,8,樓宇自控系統(tǒng),系統(tǒng)所能夠產生的實際效果 室內恒溫控制 便于大樓內的所有設備的保養(yǎng)和維修 便于大樓管理人員對設備進行操作并監(jiān)視設備運行情況，提高整體管理水平,9,樓宇自控系統(tǒng),良好的管理將延

3、長大樓設備的使用壽命，使設備更換的周期延長，節(jié)省大樓的設備開支 及時發(fā)出設備故障及各類報警信號，便于將損失降到最低點，便于操作人員處理故障 節(jié)省運行費用，節(jié)省能量,10,樓宇自控系統(tǒng),四、子系統(tǒng) 、供熱、通風及空調系統(tǒng)為建筑物內提供了一個舒適的環(huán)境，是中的一個重要子系統(tǒng)。系統(tǒng)為建筑物內的機電設備（如：冷卻塔、冷水機組、空氣處理機、氣控設備等）提供一個最優(yōu)化的控制,11,樓宇自控系統(tǒng),其基本控制功能包括：設備控制、循環(huán)控制、最佳起?？刂?、數學功能、邏輯功能、趨勢運行記錄、報警管理等,12,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,樓宇自控系統(tǒng),13,樓宇自控系統(tǒng),變配電系統(tǒng)是通過的管

4、理中心提供對于 建筑物內的高低配電房及所有變配電設備的監(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,14,樓宇自控系統(tǒng),電梯控制系統(tǒng)是通過系統(tǒng)對于建筑物 內的多臺電梯，實行集中的控制和管理程序，同 時配合系統(tǒng)的部分子系統(tǒng)，執(zhí)行聯(lián)動程序,15,樓宇自控系統(tǒng),五、系統(tǒng)的組成,調節(jié)對象,檢測元件 各種傳感器,執(zhí)行調節(jié)機構,分站,傳輸通道,中央 處理機,人機接 口外圍 設備,中央控制室,現場部分,16,樓宇自控系統(tǒng),中央控制室（數據中心）：包括中央處理機（一臺微型計算機、存儲器、磁帶機和接口裝置）、外圍設備（顯示終端、鍵盤、打印機）和不間斷電源三部分,17,樓

5、宇自控系統(tǒng),傳感器及執(zhí)行調節(jié)機構：傳感器是指裝設在各監(jiān)視現場和各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關、用來檢測現場設備的各種參數（如溫度、濕度、壓差、液位等），并發(fā)出信號送到調節(jié)控制器（分站、數據中心等），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,18,樓宇自控系統(tǒng),執(zhí)行調節(jié)機構是指裝設在各監(jiān)控現場接受分站調節(jié)控制器的輸出指令信號，并調節(jié)控制現場運行設備的機構，如電動閥、電磁閥、調節(jié)閥等，包括執(zhí)行機構（如電動閥上的電機）和調節(jié)機構（電動閥的閥門,19,樓宇自控系統(tǒng),分站控制器：是以微處理機為基礎的可編程直接數字控制器（），它接收傳感器輸出的信號，進行數字運算，邏輯分析判斷處

6、理后自動輸出控制信號，動作執(zhí)行調節(jié)機構,20,樓宇自控系統(tǒng),分站控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，采用直接數字控制器（）它具有、四種輸入輸出接口。方便靈活地與現場的傳感器、執(zhí)行調節(jié)機構直接相連接，對各種物理量進行測量，以及實現對被控系統(tǒng)的調節(jié)與控制,21,樓宇自控系統(tǒng),其中： 模擬量輸入接口，可用作儀表的檢測輸入，如溫度、壓力等，一般為或的直流信號。 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，不需要外部電源，輸出為的直流信號,22,樓宇自控系統(tǒng),數字量輸入接口，即觸點、液位開關、限位開關的閉合與斷開，一般用作檢測設備狀態(tài)、報警接點、脈沖計數等。 數字量輸出接口，用于控

7、制風機，水泵等運行，亦可作為輸出信號與動作增減量型執(zhí)行機構,23,樓宇自控系統(tǒng),數據傳輸線路：是聯(lián)系系統(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連接（放射式），數據中心與各分站通過總線型或環(huán)形網絡結構進行組網，各分站直接用一回路雙芯導線連接到總線上就可以實現分站與分站之間，分站與中央站之間的通信,24,樓宇自控系統(tǒng),打印機,電腦,通信接口,分站,分站,分站,總 線,總線型網絡結構,25,樓宇自控系統(tǒng),環(huán)形網絡結構,打印機,電腦,分站,分站,分站,總 線,通信接口,分站,分站,分站,26,樓宇自控系統(tǒng),星形網絡結構,電 腦,分站,分站,分站,分站,分站,分站,分站,打印機,27,樓宇自

8、控系統(tǒng),六、通信控制協(xié)議 樓宇自控系統(tǒng)中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通過某種控制網絡實現的，這就要求控制設備以及建筑設備都要遵循一定的通信協(xié)議。 目前，國際上采用較多的是和,28,樓宇自控系統(tǒng),是指美國國家標準協(xié)會的標準。 是由一個建筑管理、系統(tǒng)用戶、系統(tǒng)集成商組成的聯(lián)合體提出的，正式的、非專有的開放協(xié)議通信標準,29,樓宇自控系統(tǒng),詳細地描述了系統(tǒng)是如何工作的。它定義了系統(tǒng)各部分共享數據的所有規(guī)則，如何實現數據共享，可以什么通信介質，哪個功能可用，信息如何解釋等。總之，它為各種系統(tǒng)之間進行信息交流建立了一個基本規(guī)則,30,樓宇自控系統(tǒng),協(xié)議技術所使用的通信協(xié)議。協(xié)議遵循由國際標

9、準化組織（）定義的開放系統(tǒng)互連（）參考模型所定義的全部七層服務。它適用于任何一種傳輸媒介,31,樓宇自控系統(tǒng),與 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服務功能。但是，這個協(xié)議在小型終端控制設備里實施，不能取得最大的成本性能比。 是個強大的專門為設備而優(yōu)化的協(xié)議；從傳感器、調節(jié)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適應。但其通信速率較低，只能適用于工作層,32,樓宇自控系統(tǒng),因而，在工作層采用來連接控制器、感應器和調節(jié)器等設備；層面的控制采用了連接各個系統(tǒng)；兩個協(xié)議互為補充，建立一個完整的建筑結構，得到最佳的性能和成本,33,樓宇自控系統(tǒng),七

10、、系統(tǒng)的設計 系統(tǒng)的設計具有很大的靈活性，應根據建筑物的整體功能需求和物業(yè)管理方式控制水平，根據建筑物內不同區(qū)域的要求和被控系統(tǒng)的各個特點，選擇技術先進、成熟、可靠、經濟合理的控制系統(tǒng)方案和設備，避免投資的盲目性,34,樓宇自控系統(tǒng),樓宇自動化系統(tǒng)設計依據 “民用建筑電氣設計規(guī)范” “火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范” “火災報警設備專業(yè)名詞術語” “采暖通風與空調調節(jié)設計規(guī)范” “工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范” “工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范,35,樓宇自控系統(tǒng),設計步驟： 確定規(guī)模，根據冷凍、空調、變配電、熱 力、給排水等相關專業(yè)提供的設計條件（資料） 及投資情況，功能內容，確定需要監(jiān)控的設備種

11、類、數量、分布情況及標準,36,樓宇自控系統(tǒng),確定各子系統(tǒng)組成方案、功能及技術要求； 確定各子系統(tǒng)之間的關聯(lián)方式； 確定中各子系統(tǒng)與大廈其它部分間的接口,37,樓宇自控系統(tǒng),根據各專業(yè)的控制要求和控制內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（、）的數量，分布情況并列表 根據監(jiān)控點數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量、類型及分布情況,38,樓宇自控系統(tǒng),選擇現場設備的傳感器和執(zhí)行機構 確定樓宇監(jiān)控的系統(tǒng)網絡及中心站設備的選擇 實施布線,39,設計方法流程圖,設計任務開始 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 確定控制范圍和內容

12、與機電專業(yè)探討控制方案,研究建筑功能,確定控制范圍和內容,與機電專業(yè)探討控制方案,40,設計方法流程圖,確定控制水平和方式,根據系統(tǒng)集成要求確定網絡結構,節(jié)能與經濟分析,和土建專業(yè)結合確定：控制室位置、面積、豎井的數量和位置及面積、布線方式、標高,41,設計方法流程圖,畫出大樓系統(tǒng)網絡圖,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,調節(jié)閥計算,確定現場設備的規(guī)格尺寸及安裝方式,42,畫出各子系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖,畫出各層管線敷設平面圖,開列設備、材料表,寫出設計施工要點說明,設計方法流程圖,43,各專業(yè)圖紙會簽,施工圖交底及施工配合,設計方法流程圖,設計任務完成,44,樓宇自控系統(tǒng),

13、現場控制器的設置原則及布線方式 的設置，應主要考慮系統(tǒng)管理方式，安裝調試維護方便和經濟性，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、空調機房、新風機房等控制參數較為集中之處，也可根據要求布置在弱電豎井中，箱體一般掛墻明裝,45,樓宇自控系統(tǒng),每臺的輸入輸出接口數量與種類應與所控制的設備要求相適應，并留有的余量,46,樓宇自控系統(tǒng),中央控制室要求 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。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,47,樓宇自控系統(tǒng),中央控制室室內設備布置時應滿足以下要求：

14、、控制臺前應留大于的操作距離，控制臺離墻布置時臺后應留有大于的檢修距離，并注意避免陽光直射 、當控制臺橫向排列總長度大于時應在兩端各留有足夠的安裝和觀察面積 、當系統(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 、應適當考慮工作人員值班，維修及休息所需的面積,48,樓宇自控系統(tǒng),中央控制室其它要求： 、控制室內宜采用抗靜電活動地板 、當控制室內長度大于時，宜設兩個外開門的出口，門寬不小于 、控制室內土建及裝修等要求參見有關計算機房設計標準,49,樓宇自控系統(tǒng),系統(tǒng)的電源要求 、應由變配電所引出專用回路向中央控制室供電，供電回路應采用保安電源供電 ； 、中央操作站供電

15、應設不間斷電源（）裝置，其容量應包括系統(tǒng)內用電設備的總和并考慮預計的擴展容量，供電時間不低于分鐘,50,樓宇自控系統(tǒng),的電源宜采用中央控制室集中供電方式，以放射式供給各，如采用就地供電方式，可 由就近的保安電源供給,51,樓宇自控系統(tǒng),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，如系統(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，并與建筑物防雷接地系統(tǒng)接地極間距離不小于,52,樓宇自控系統(tǒng),系統(tǒng)設計中采用的儀表量程選擇、調節(jié)閥計算方法等，見有關自控設計手冊；現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廠家的安裝使用說明書,53,樓宇自控系統(tǒng),八、空

16、調系統(tǒng)的監(jiān)控設計 (一) 空調系統(tǒng)的定義及組成 系統(tǒng)是的技術形式。是英文 的縮寫，譯為“直接數字控制,54,樓宇自控系統(tǒng),空調系統(tǒng)，即利用計算機控制技術，將空調系統(tǒng)中各種信號（溫度、壓力、流量、狀態(tài)等），通過輸入裝置輸入計算機，經相應程序運算處理，將處理后的信號經輸出裝置輸出，進而控制相應的執(zhí)行機構。如圖所示,55,樓宇自控系統(tǒng),傳感器,轉換器,微處理器,轉換器,執(zhí)行器,變送器,圖,56,樓宇自控系統(tǒng),二) 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)行器接受分為數字量輸入（）、數字量輸出（）、模擬量輸入（）和模擬量輸出 （）四種信號,57,樓宇自控系統(tǒng),模擬量信號所對應的是一定量的電壓或

17、電流值，它與傳感器輸出信號的特性有關。 空調自控系統(tǒng)中常見的模擬量輸入信號：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,58,樓宇自控系統(tǒng),數字量輸入信號包括：風機、水泵、冷卻塔風扇、電機的運行狀態(tài)、過濾器淤塞狀態(tài)報警、壓差開關、液位開關、開關信號，防凍保護等。 數字量輸出信號包括：電磁閥的控制、二位電動水閥的控制、水泵、風機、冷卻塔等設備的啟停控制,59,樓宇自控系統(tǒng),三) 空調監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 空調系統(tǒng)能實現樓宇中空調系統(tǒng)各種控制功能，同時具備各種管理功能,60,樓宇自控系統(tǒng),能量控制及管理功能。即根據建筑物實際冷、熱負荷，對空調系統(tǒng)中的風系統(tǒng)和水系統(tǒng)進行控

18、制，自動控制冷熱設備運行狀態(tài)及運行參數，使整個空調系統(tǒng)達到最佳節(jié)能狀態(tài)。 （）對空調系統(tǒng)及其冷、熱源系統(tǒng)的相關參數進行調節(jié)控制及監(jiān)測，對空調設備運行進行監(jiān)測。 （）空調設備如冷水機組、泵、風機等在規(guī)定時間的啟?？刂?，以達到節(jié)能目的,61,樓宇自控系統(tǒng),自動累積空調設備的運行時間，維修期限報警，以便更換或維修相關設備，延長設備使用壽命，提高設備的運行質量。 （）根據空調設備運行時間，自動切換工作及備用設備，保持設備良好的工作狀態(tài)。 （）對空調系統(tǒng)的能量消耗進行計量，記費。 （）各種物業(yè)管理文本的自動生成、打印及查詢,62,樓宇自控系統(tǒng),四) 空調系統(tǒng)的組成 ）時鐘：用來對各種輸入、輸出數據，各種

19、運算時間進行調整及控制。 ）程序存儲器：存儲各種應用程序，即用戶為控制各種空調系統(tǒng)所編制的控制程序。 ）工作存儲器：用來進行讀寫，隨機存取和臨時存取數據,63,樓宇自控系統(tǒng),多路輸入、輸出控制器：多路輸入控制器可將輸入信號送入轉換器中，將模擬量轉換成數字量，輸入微處理器進行運算。運算結果輸入轉換器，再經輸出控制器至變送器及執(zhí)行機構。 ）控制系統(tǒng)的相關軟件：包括操作軟件及應用軟件,64,樓宇自控系統(tǒng),時 鐘,微處理器,程序存儲器,傳感器和 變送器,多路輸入 控制器,轉換器,轉換器,通訊接口,多路輸出 控制器,變送器和 執(zhí)行器,工作存儲器,圖,65,樓宇自控系統(tǒng),五）空調控制舉例 空調控制含空調風

20、系統(tǒng)控制及空調水系統(tǒng)控制，下面分別舉例加以說明,66,樓宇自控系統(tǒng),空調風系統(tǒng)：（以新風機組控制為例） 新風機組是空氣水系統(tǒng)空調形式的主要設備之一，其控制狀況的好壞直接影響到整個空調系統(tǒng)的工作質量，新風機組一般由新風段、過濾段、盤管段（復合盤管對應二管制，四管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裝置，控制說明如圖所示,67,樓宇自控系統(tǒng),對新風機組進行啟停控制。 ）新風機組風機啟動后，新風閥聯(lián)鎖開啟。 ）根據溫度控制冷、熱盤管電動閥的開關。冬夏工作轉換后，冬季根據濕度控制加濕器電磁的開、關。 ）溫度低至防凍報警溫度時，自動切斷風機電源。聯(lián)鎖關閉新風閥，全開電動水閥，并發(fā)出報警信號,68,樓宇自控系統(tǒng),過濾器積塵達到一定程度后，壓差開關發(fā)出淤塞報警信