技能培訓(xùn)專題 建筑智能化系統(tǒng)

1、第7篇 建筑智能化系統(tǒng)第47章 建筑智能化系統(tǒng)當(dāng)信息化和智能化滲透到辦公和家居生活的各個(gè)角落和各個(gè)層面，這樣的建筑才算得上是真正意義的智能建筑。47.1.1 智能建筑的定義1美國對智能建筑的定義根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)、建筑系統(tǒng)、建筑設(shè)施（服務(wù)設(shè)施）、建筑管理四個(gè)要素以及它們之間的內(nèi)在關(guān)系的最優(yōu)化配置，該建筑能提供一個(gè)既投資合理，又擁有高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使人們工作和生活舒適便利的環(huán)境。上述四個(gè)基本要素與綜合布線系統(tǒng)的關(guān)系是很密切的。同時(shí)美國學(xué)者又指出，沒有固定的特性來定義智能建筑。2歐洲對智能建筑的定義所謂智能建筑是創(chuàng)造一種可以使住戶有最大效率環(huán)境的建筑，同時(shí)該建筑可以使之有效地管理資源，而在硬件和設(shè)備方面

2、的壽命成本最小3日本對智能建筑的定義日本對智能建筑的定義，主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容：（1）作為收發(fā)信息和輔助管理的工具。（2）確保在里面工作的人滿意和便利。（3）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(wù)。（4）針對變化的社會(huì)環(huán)境、多樣復(fù)雜化的辦公以及主動(dòng)的經(jīng)營策略作出快速靈活和經(jīng)濟(jì)的響應(yīng)。4. 新加坡智能建筑必需具備3個(gè)條件，一是具有保安、消防與環(huán)境控制等自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)大廈內(nèi)的溫度、濕度、燈光等參數(shù)的各種設(shè)施，以創(chuàng)造舒適安全的環(huán)境；二是具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施使數(shù)據(jù)能在大廈內(nèi)流通；三是能夠提供足夠的對外通信設(shè)施與能力5. 我國我國學(xué)者普遍認(rèn)為智能建筑的重點(diǎn)就是利用先進(jìn)

3、的技術(shù)對樓宇進(jìn)行控制、聯(lián)系和管理，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)現(xiàn)樓宇三個(gè)方面的自動(dòng)化功能，即建筑的自動(dòng)化BA（Building Automation）、通信與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自動(dòng)化CA（Communication and Network Automation）、辦公業(yè)務(wù)的自動(dòng)化OA（Office Automation）。47.1.2 智能建筑的基本構(gòu)成建筑智能化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由上層的智能建筑綜合管理系統(tǒng)(IBMS：Intelligent Building Management System)和下層的3個(gè)智能化子系統(tǒng)構(gòu)成：建筑設(shè)備管理系統(tǒng)(BMS：Building Management System)，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CNS

4、：Communication Network System)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS：Office Automation SystemBMS、CNS和OAS 3個(gè)子系統(tǒng)通過綜合布線系統(tǒng)(GCS：Genetic Cabling System)連接成一個(gè)完整的智能化系統(tǒng)，由IBMS統(tǒng)一監(jiān)管。 BMS包括建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS：Building Automation System)、消防自動(dòng)化系統(tǒng)(FAS：Fire Automation System)、安防自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS：Safety Automation System)。系統(tǒng)集成 智能建筑系統(tǒng)集成，就是將智能建筑中分離的設(shè)備、功能、信息通

5、過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、資源、任務(wù)的重組和共享，達(dá)成一個(gè)安全、舒適、高效、便利的工作環(huán)境和生活環(huán)境。 系統(tǒng)集成不是目的，也不是一套系統(tǒng)、設(shè)備、軟件，而是一種思想、方法和技術(shù)手段。 綜合布線系統(tǒng)GCS是在智能建筑中構(gòu)筑信息通道的設(shè)施。它采用光纖通信電纜、銅纜通信電纜及同軸電纜，布置在建筑物的垂直管井與水平線槽內(nèi)，一直通到每一層面的每個(gè)用戶終端。GCS可以以各種速率（從9600b/s到1000Mb/s）傳送話音、圖像、數(shù)據(jù)信息。OA、CA、BA及SA的信號(hào)從理論上都可由GCS溝通。因而，有人稱之為智能建筑的神經(jīng)系統(tǒng)。 47.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)47.2.1 構(gòu)成

6、及框圖47.2.2 探測器種類及基本原理47.2.2.1 火災(zāi)探測器的種類1、按結(jié)構(gòu)造型分類 (1) 線型火災(zāi)探測器 應(yīng)某一連續(xù)線路周圍的火災(zāi)參數(shù)。 (2) 點(diǎn)型火災(zāi)探測器 應(yīng)空間某一點(diǎn)周圍的火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器2、按探測的火災(zāi)參數(shù)分類(1) 感溫火災(zāi)探測器 對警戒范圍內(nèi)某一點(diǎn)或某一線段周圍的溫度參數(shù)（異常高溫、異常溫差和異常溫升速率）敏感響應(yīng)的火災(zāi)探測器。(2) 感煙火災(zāi)探測器 響應(yīng)燃燒或熱介產(chǎn)生的固定或液體微粒的火災(zāi)探測器3、探測器型號(hào)及圖形符號(hào)1）探測器的型號(hào)國標(biāo)ZCB8100-84火災(zāi)探測器產(chǎn)品型號(hào)編制方法2）火災(zāi)探測器的型號(hào) J(警）消防產(chǎn)品中的分類代號(hào)(火災(zāi)報(bào)警設(shè)備) T(探）火災(zāi)

7、探測器代號(hào)火災(zāi)探測器分類號(hào)，具體表示方法Y（煙）感煙火災(zāi)探測器W（溫）感溫火災(zāi)探測器G（光）感光火災(zāi)探測器Q（氣）可燃?xì)怏w探測器F（復(fù)）復(fù)合式火災(zāi)探測器應(yīng)用范圍特征代號(hào)表示方法B（爆）防爆型C（船）船用型非防爆型或非船用型可省略、探測器特征表示法(敏感元件、敏感方式特征代號(hào))LZ（離子）離子GD（光、電）光電MC（膜差）膜盒差溫MD（膜定）膜盒定溫復(fù)合式GW（光溫）感光感溫YW（煙溫）感煙感溫YW-HS（煙溫紅束）紅外光束感煙感溫主要參數(shù)表示靈敏度等級(jí)（1、2、級(jí)），對感煙感溫探測器標(biāo)注。靈敏度：對被測參數(shù)的敏感程度47.2.2.2 火災(zāi)探測器性能指標(biāo)要求1、可靠性用誤報(bào)率來衡量誤報(bào)率是指火災(zāi)

8、初期探測器的漏報(bào)與監(jiān)視警戒狀態(tài)時(shí)探測器的虛報(bào)現(xiàn)象。2、工作電壓和允差（1）工作電壓額定電壓探測器所需工作電壓由火災(zāi)報(bào)警控制器供給國產(chǎn)；DC24V 國外引進(jìn)；DC12V（2）允差允許壓差，操作電壓指火災(zāi)探測器正常工作所允許波動(dòng)的電壓范圍。國內(nèi)：允差為額定電壓的15%+15% 允差越大越好，越大，表明探測器適應(yīng)電壓變化的能力越強(qiáng)，對火災(zāi)報(bào)警控制器供電的精度要求越低。3、靈敏度指火災(zāi)探測器響應(yīng)火災(zāi)參數(shù)的靈敏程度。 重要的技術(shù)指標(biāo)4、監(jiān)視電流警戒電流火災(zāi)探測器處于監(jiān)視狀態(tài)時(shí)的電流。由于工作電壓是定值，監(jiān)視電流的數(shù)值代表探測器運(yùn)行功耗，即運(yùn)行成本。探測器的監(jiān)視電流越小越好。5、最大報(bào)警電流指火災(zāi)探測器報(bào)

9、警時(shí)允許的最大工作電流。越大越好，越大表明探測器過載能力越強(qiáng)。 6、報(bào)警電流指火災(zāi)探測器報(bào)警時(shí)的工作電流。越大越好，越大表明探測器過載能力越強(qiáng)。7、保護(hù)范圍指一個(gè)探測器警戒（監(jiān)視）的有效范圍。是確定探測器數(shù)量的基本依據(jù)。8、工作環(huán)境包括探測器使用環(huán)境的溫度、相對濕度、氣流速度和污染程度等。是保證探測器長期正常工作必要的外部條件，也是選用探測器的重要依據(jù)。47.2.4.4 消防電話專用模塊47.3建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)47.3.1 構(gòu)成及原理47.3.1.1 集散式控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)-又稱分散型綜合控制系統(tǒng)（DCS）系統(tǒng)，是對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種全新的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

10、。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過程控制，全部信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，通過CRT裝置、通信總線、鍵盤、打印機(jī)等，進(jìn)行集中操作、顯示和報(bào)警。整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一、人一機(jī)聯(lián)系差，以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既在管理、操作和顯示三方面集中，又在功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面分散。集散系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和過程控制技術(shù)，在當(dāng)今現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中起著重要的作用。集散控制系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)模式，自下而上一般分為過程控制級(jí)、控制管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)和經(jīng)營管理級(jí)四級(jí)典型功能層次。47.3.1.2 現(xiàn)場總線

11、控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線的定義：現(xiàn)場總線是將自動(dòng)化系統(tǒng)最底層的現(xiàn)場控制器和現(xiàn)場智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時(shí)控制通信網(wǎng)絡(luò)，它遵循ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的全部或部分通信協(xié)議。而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）則是利用開放式的現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)將自動(dòng)化系統(tǒng)最底層的現(xiàn)場控制裝置與現(xiàn)場智能儀表互連的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線特點(diǎn)：(1)系統(tǒng)的開放性；(2)互可操作性與互用性； (3)現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性； (4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性；(5)對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)控制功能更加分散：它可以由現(xiàn)場儀表組成自治的控制回路。 FCS中各現(xiàn)場設(shè)備有足夠的自主性 ?，F(xiàn)場總線作為一種數(shù)

12、字化的串行網(wǎng)絡(luò)，具有良好的抗干擾能力，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 現(xiàn)場總線系統(tǒng)采用徹底分散的分布式結(jié)構(gòu)，一方面大量節(jié)省了布線費(fèi)用，另一方面也便于系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維護(hù)，降低系統(tǒng)的安裝維護(hù)成本?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開放性的特點(diǎn)，能夠保證良好的互換性和互操性。 47.3.2 傳感器47.3.2 傳感器概述（1）傳感器定義廣義： 傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學(xué)、生物）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件和裝置。 狹義： 能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件。 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB766587） 對傳感器（Sensor/transducer）定義是： 能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸

13、出信號(hào)的器件和裝置 以上定義表明傳感器有以下含義： 它是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的檢測裝置； 能按一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出； 傳感器的輸出與輸入之間存在確定的關(guān)系； 按使用的場合不同又稱為: 變換器、換能器、探測器。傳感器分類方法較多,大體有以下幾種： 1）按傳感器檢測的范疇分類 物理量傳感器 化學(xué)量傳感器 生物量傳感器）按傳感器的輸出信號(hào)分類 模擬傳感器 數(shù)字傳感器）按傳感器的結(jié)構(gòu)分類 結(jié)構(gòu)型傳感器 物性型傳感器 復(fù)合型傳感器 ）按傳感器的功能分類 單功能傳感器 多功能傳感器 智能傳感器 ）按傳感器的轉(zhuǎn)換原理分類 機(jī)電傳感器 光電傳感器 熱電電傳感器 磁電傳感器 電化學(xué)傳感器6）按傳

14、感器的能源分類 有源傳感器 無源傳感器 國標(biāo)制定的傳感器分類體系表將傳感器分為：物理量、化學(xué)量、生物類傳感器三大門類； 含12個(gè)小類： 力學(xué)量、熱學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、電學(xué)量、聲學(xué)量、射線、氣體、離子、溫度傳感器以及生化量、生理量傳感器。 各小類按兩個(gè)層次又分若干品種 47.4 閉路監(jiān)控系統(tǒng)47.4.1 攝像機(jī)種類依成像色彩劃分: 彩色攝像機(jī)：適用于景物細(xì)部辨別，如辨別衣著或景物的顏色。 黑白攝像機(jī)：適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，在僅監(jiān)視景物的位置或移動(dòng)時(shí)，可選用黑白攝像機(jī)。依分辨率靈敏度等劃分:影像像素在38萬以下的為一般型，其中尤以25萬像素（512*492）、分辨率為400線的產(chǎn)品最普遍。 影像像素在38萬以上的高分辨率型。按CCD靶面大小劃分: 目前采用的芯片大多數(shù)為1/3和1/4。在購買攝像頭時(shí)，特別是對攝像角度有比較嚴(yán)格要求的時(shí)候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。按掃描制式劃分 PAL制, NTSC制中國采用隔行掃描（PAL）制式（黑白為CCIR），標(biāo)準(zhǔn)為625行，5