樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計

1、目錄第一章概述2第二章BAS的基本構(gòu)成和基本功能2第三章BAS工程設(shè)計的關(guān)鍵3第四章BAS系統(tǒng)的設(shè)計與選型4第五章BAS系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題5第六章結(jié)束語8第一章概述樓宇自控系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem-BAS)是智能建筑中不可缺少的重要組成部分，在智能建筑中占有舉足輕重的地位。它對建筑物內(nèi)部的能源使用、環(huán)境及安全設(shè)施進行監(jiān)控，它的目的是提供一個既安全可靠、節(jié)約能源、又舒適的工作或居住環(huán)境，同時大大的提高大廈管理的科學性和智能化水平。樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計為集散控制系統(tǒng)，它是將計算機網(wǎng)絡(luò)及接口技術(shù)應(yīng)用于樓宇自控系統(tǒng)。它通過系統(tǒng)的中央監(jiān)控管理中心的集中管理和各現(xiàn)場控制

2、器的分散控制實現(xiàn)對建筑物內(nèi)水、暖、電、消防、保安等各類設(shè)備綜合監(jiān)控與管理。管理者可以通過中央監(jiān)控管理中心上的可視化的圖形界面對所有設(shè)備進行操作、管理、警報等，同時通過網(wǎng)絡(luò)實時地獲取各種設(shè)備運行狀態(tài)的報告和運行參數(shù)，可以有效的提高管理水平和工作效率。利用計算機網(wǎng)絡(luò)和接口技術(shù)將分散在各個子系統(tǒng)中不同樓層的直接數(shù)字控制器連接起來，通過聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各個子系統(tǒng)與中央監(jiān)控管理級計算機之間及子系統(tǒng)相互之間的信息通信，達到分散控制、集中管理的功能模式，即集散控制系統(tǒng)。第二章BAS勺基本構(gòu)成和基本功能樓宇自控系統(tǒng)通常包括空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、消防系統(tǒng)及保安監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)。1、BAS

3、構(gòu)成主控制器：主控制器是整個系統(tǒng)中各離散化的現(xiàn)場控制器(DDC)的協(xié)調(diào)者，其作用是實現(xiàn)全面的信息共享，完成現(xiàn)場控制器與中央監(jiān)控管理中心之間的信息傳遞、數(shù)據(jù)存儲、現(xiàn)場或遠端報警等功能。主控制器含有CPU存儲器、I/O接口、通過網(wǎng)絡(luò)接口聯(lián)接在一級網(wǎng)絡(luò)上。現(xiàn)場控制器（即直接數(shù)字控制器DDC）:現(xiàn)場控制器用于控制現(xiàn)場設(shè)備，與安裝在設(shè)備上的傳感器件和執(zhí)行機構(gòu)相聯(lián)，每個現(xiàn)場控制器都包含有CPU1存儲器、I/O接口。分設(shè)在現(xiàn)場，盡量靠近被監(jiān)控點，通過網(wǎng)絡(luò)接口連接在二級網(wǎng)絡(luò)上。傳感器件：裝設(shè)在各監(jiān)控點的傳感器，包括各種敏感元件、端點和限位開關(guān)，接收并傳送信號。執(zhí)行機構(gòu)：接收控制信號并調(diào)節(jié)被監(jiān)控設(shè)備。各種軟件：

4、包括基本軟件和應(yīng)用軟件，支持系統(tǒng)完成本身運行和外部控制所需要的各種功能。2、BAS的基本功能如下：數(shù)據(jù)采集；各種設(shè)備啟/?？刂婆c監(jiān)視；設(shè)備運行狀況圖象顯示；各種參數(shù)的實時控制和監(jiān)視；參數(shù)與設(shè)備非正常狀態(tài)報警；動力設(shè)備節(jié)能控制及最優(yōu)控制；能量和能源管理及報表打??；事故報警報告及設(shè)備維修事故報告打印輸出。第三章BAST程設(shè)計的關(guān)鍵一個成功BAS工程必須具有的要素：系統(tǒng)的可靠性：BAS在應(yīng)用中穩(wěn)定可靠，發(fā)生故障概率降到最低可能限度。系統(tǒng)的可擴展性：隨著系統(tǒng)應(yīng)用及技術(shù)的發(fā)展，BAS要為未來的發(fā)展留出可擴展的空間。系統(tǒng)的互操作性。系統(tǒng)能提供精確的、量化的控制模式，為大樓能源控制提供可靠保證。任一業(yè)主為大

5、樓安裝BAS直接動因就是能實現(xiàn)大樓能源消耗大幅度降低以達到節(jié)省大樓營運成本的目的。這就要求BAS整個控制過程盡可能精確。系統(tǒng)的可監(jiān)控性：BAS的執(zhí)行機構(gòu)分散在各個樓層的不同位置，為使系統(tǒng)及操作人員能夠監(jiān)控到自動控制指令是否正常，應(yīng)考慮一套獨立的反饋傳感器。系統(tǒng)的聯(lián)動性。第四章BA繇統(tǒng)的設(shè)計與選型(1)確定建筑物的功能，了解業(yè)主的需求。(2)了解機電專業(yè)對控制系統(tǒng)的要求，確定BAS監(jiān)控范圍，探討控制方案，確定控制功能和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(3)系統(tǒng)選型。BAS是涉及計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等多種高新技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，如何根據(jù)大廈的功能要求從眾多的產(chǎn)品中選擇合適的產(chǎn)品是十分重要的，需要綜合技術(shù)、經(jīng)濟各項

6、指標進行全面客觀的比較分析和實地考察，才能確定。通?？梢詮囊韵聨讉€方面進行考慮：a、可靠性高b、技術(shù)先進c、互操作性好d、符合主流標準e、滿足實用要求f、便于維修g、生命周期成本低h、廠家實力與售后服務(wù)(4)與土建專業(yè)共同確定中央控制式的位置、面積，確定豎井數(shù)量、位置、面積、布線方式并為等，以使建筑設(shè)計滿足智能化系統(tǒng)運行的要求，與智能化系統(tǒng)設(shè)計形成和諧的統(tǒng)一整體,智能化系統(tǒng)留有可擴充余地。(5)畫出大樓BAS控制網(wǎng)絡(luò)圖(6)完成配電設(shè)備二次回路設(shè)計和各種儀表的選擇、調(diào)節(jié)閥計算，確定BAS現(xiàn)場傳感器的規(guī)格、尺寸和安裝方式。(7)畫出各子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)圖及各層管線敷設(shè)平面圖(8)列出BAS設(shè)備、材

7、料表，寫出設(shè)計、施工要點，各專業(yè)圖紙會簽。第五章BA繇統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題(1)系統(tǒng)前端所測信號尤其是象溫度這樣的模擬信號必須盡可能準確。如何保證系統(tǒng)前端信號準確，我們采取以下措施：* 合理配置前端傳感器數(shù)量。探測點數(shù)設(shè)置過少，則無法取得精確的前端信號；而前端傳感器數(shù)量(點數(shù)表)過多則易造成信號之間耦合，也使系統(tǒng)成本增大。* 正確選擇傳感器的安裝位置。舉例來說，安裝于送風管道內(nèi)的溫度傳感器如果安裝在靠近機組送風口處，則傳感器檢測得到溫度值可能偏低；如果安裝在離送風口較遠，則傳感器測得溫度值可能要高一些。這就必須根據(jù)風管的實際情況合理選擇傳感器安裝位置。(2)系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)少、能提供豐富的控制

8、積算軟件。目前各BA廠商提供DDC(直接數(shù)位控制器)，采用的是計算機數(shù)字輸出信號去直接控制電動水閥閥門的開度，而無須中間調(diào)節(jié)器；另外，DDC內(nèi)含有豐富的積算控制程序，有比例(P)算法、比例積分(PI)算法、比例積分微分(PID)算法。不同的PID系數(shù)，被控對象生成不同的反應(yīng)特性曲線：PID系數(shù)較高，則對象反應(yīng)特性曲線較陡，也就是反應(yīng)過渡過程較短；PID系數(shù)較低，則對象反應(yīng)特性曲線較為平緩，也就是反應(yīng)過渡過程相對較長。理論上說，過渡過程較短的話，則系統(tǒng)響應(yīng)快，換句話說，也就是系統(tǒng)控制精度較高，但這并不說系統(tǒng)控制精度越高就越好：由于空調(diào)系統(tǒng)本身慣性較大，如BA系統(tǒng)控制精度越高，系統(tǒng)越容易引起振蕩，

9、系統(tǒng)也就越不穩(wěn)定。這就要求在工程設(shè)計和調(diào)試的過程中正確進行軟件組態(tài)，選擇恰當?shù)牟蓸又芷诤涂刂坪瘮?shù)，保證系統(tǒng)響應(yīng)輸出最優(yōu)化，在系統(tǒng)控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定度之間找到最佳平衡點。(3)保證閥門的“零”開度各類電動水閥是BA系統(tǒng)主要執(zhí)行機構(gòu)，在空調(diào)運行控制過程中閥門開度是BA系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)內(nèi)容。其中，保證閥門“零”開度是BA系統(tǒng)控制精度重要保證。換句話說，選擇正確流量特性和合適口徑的電動水閥是BA系統(tǒng)成功的重要保證。* 電動調(diào)節(jié)水閥的流量特性是指空調(diào)水流過閥門的相對流量與閥門的相對開度之間的函數(shù)關(guān)系，目前工程上常用的主要有直線流量特性、等百分比流量特性的電動水閥。單位行程變化所引起的相對流量變化與點的相對流

10、量成正比關(guān)系的是等百分比流量特性水閥。該類型水閥可調(diào)范圍相對較寬，比較適合具有自平衡能力的空調(diào)水系統(tǒng)，因此BA系統(tǒng)中大量應(yīng)用的是等百分比流量特性的電動水閥。*電動水閥的口徑?jīng)Q定了閥門的調(diào)節(jié)精度。水閥口徑選擇過大，不僅增大業(yè)主投資成本，而且使閥門基本行程單位變大導(dǎo)致閥門調(diào)節(jié)精度降低，達不到節(jié)能目的；水閥口徑選擇過小，往往會出現(xiàn)即使水閥全部打開系統(tǒng)也難以達到設(shè)定溫度值，無法實現(xiàn)控制目標。(4)系統(tǒng)的聯(lián)動性BAS聯(lián)動設(shè)計目前存在著三種方法。一種方式是認為應(yīng)將各子系統(tǒng)進行集成，即將我們通常所稱之為3A的系統(tǒng)進行集成，這種做法，在前幾年中勢頭較大。一談到智能建筑，就要進行如此的集成，否則就認為不稱其為智

11、能建筑，經(jīng)過近兩年的大量工程實踐，在這方面又開始有點降溫。另一種方式是建筑內(nèi)的各子系統(tǒng)都相對獨立，各子系統(tǒng)在處理自身系統(tǒng)的工作外，與其它各子系統(tǒng)沒有系統(tǒng)上的物理聯(lián)系。這種做法，各子系統(tǒng)工作狀態(tài)好壞，完全是該子系統(tǒng)自身的狀況所決定，不受其它子系統(tǒng)影響。第三種方式，則是有選擇性地將某些平時工作上有聯(lián)系的子系統(tǒng)之間，產(chǎn)生一種聯(lián)動關(guān)系，也不妨稱之為有關(guān)子系統(tǒng)的小集成。BAS工程設(shè)計中，我們可以采取樓宇自控系統(tǒng)、閉路監(jiān)視系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)進行了有機的集成，或稱之為聯(lián)動，以滿足實際運行管理的需要。有關(guān)子系統(tǒng)的聯(lián)動關(guān)系，可舉某事件為例，看其之間的相互關(guān)系和動作。例如保安系統(tǒng)設(shè)置的閉路電視和防盜報警

12、系統(tǒng)，白天由于監(jiān)視區(qū)域內(nèi)人員來回走動，閉路監(jiān)視系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，而防盜報警系統(tǒng)則處于撤防狀態(tài)。此建筑中人流相對在上班期間流動。當下班人員離開后，防盜報警系統(tǒng)處于設(shè)防狀態(tài)。考慮到夜間無人辦公，有些公共區(qū)域的照明由BA系統(tǒng)控制關(guān)閉，留下少量的照明燈。一旦防盜報警的探測器探測到有人非法闖入,立即將報警信號送至BA系統(tǒng)，由BA系統(tǒng)控制開啟相關(guān)區(qū)域的照明。同時，閉路監(jiān)視系統(tǒng)立即進行跟蹤監(jiān)視，保安監(jiān)控的錄像機則進行實時錄像。另外，對于大樓內(nèi)設(shè)置的門禁系統(tǒng)，也與消防報警系統(tǒng)進行聯(lián)動，當發(fā)生火災(zāi)報警并確認后，有關(guān)的消防通道上的門禁也將被旁路，使人員能夠順利地進行疏散，保證了樓內(nèi)人員的安全。通過對工程設(shè)計的實踐

13、感覺到，在設(shè)方t中，若要做到各子系統(tǒng)能有機地進行聯(lián)動，首先要求各子系統(tǒng)在通信協(xié)議上應(yīng)該一致，避免在集成過程中出現(xiàn)無法集成，或是需要一些額外的設(shè)施方可集成，給業(yè)主造成不必要的負擔。關(guān)于信息資源的一致性，這不僅是對承包商提出要求，而是對智能建筑系統(tǒng)的全過程提出要求。因為目前市場還未達到一個統(tǒng)一的規(guī)范，所有的系統(tǒng)并不完全是由一家承包商來提供，而各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品并不都是完全一致，它們的通信協(xié)議也有所不同。因此，在設(shè)計階段，設(shè)計人員根據(jù)工程要求和特點合理進行子系統(tǒng)之間的集成，在集成過程中，可以要求各子系統(tǒng)的通信協(xié)議應(yīng)能符合TCP/IP協(xié)議。在樓宇設(shè)備的控制中，我們強調(diào)產(chǎn)品和系統(tǒng)的開放性，目的也就是在于使

14、產(chǎn)品能有信息資源的一致性。值得注意的一點是，有,能與各家的產(chǎn)品進行通信，將不同許多產(chǎn)品供應(yīng)商或承包商都稱自己的產(chǎn)品或系統(tǒng)是開放的廠商的產(chǎn)品或系統(tǒng)集成在一個系統(tǒng)內(nèi)，并由主系統(tǒng)對其進行監(jiān)視和控制。但必須注意，并不是所有的產(chǎn)品都是完全開放的，它們可能是由于通信協(xié)議的差異導(dǎo)致系統(tǒng)集成中的不盡人意，或是需付出額外的軟件編制費用，修改接口界面。建議從規(guī)劃設(shè)計開始，就必須強調(diào)系統(tǒng)的開放性，強調(diào)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中的信息資源共享問題，在以后施工、安裝過程中，均應(yīng)有所要求，前后一致，滿足要求。(5)BAS實施中存在的問題：A、在系統(tǒng)深化設(shè)計中，對檔次、標準等有所降低，控制點較少且不合理，精度滿足不了要求，只求系統(tǒng)能運行起

15、來。B、設(shè)計BA系統(tǒng)不僅是電氣專業(yè)弱電人員的事情,BA系統(tǒng)中，占大頭的是HVAC這就要求必須與設(shè)備專業(yè)的人員密切配合，包括承包商的深化設(shè)計等，均應(yīng)與設(shè)備專業(yè)人員密切配合。否則,對原設(shè)計人員白設(shè)計思想，控制要求等，均不能做到切合實際，而只能將系統(tǒng)運行起來，達不到預(yù)期的目的。C施工問題，質(zhì)量達不到要求。目前國內(nèi)的承包商，由于經(jīng)營方面的原因，在工地現(xiàn)場施工人員中，人員素質(zhì)差，無法達到預(yù)期的目的和功能。D、公司內(nèi)部人員，水平參差不齊，對工程的管理方式落后。第六章結(jié)束語BAS是多種高科技技術(shù)的融合，是建筑技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，使得整座建筑各獨立系統(tǒng)能夠高度集成，做到保安

16、、防火、設(shè)備監(jiān)控三位一體，以提高物業(yè)管理的效率和綜合服務(wù)功能。BAS功能和作用在職能建筑中占有極為重要的地位，為人們的工作和生活帶來了前所未有的高效、舒適和便捷的環(huán)境參考文獻1智能建筑弱電工程設(shè)計施工圖集中國建筑標準設(shè)計研究所出版1998年6月2胡崇岳主編智能建筑自動化技術(shù)機械工業(yè)出版社1999年6月3華東建筑設(shè)計院，智能建筑設(shè)計技術(shù)同濟大學出版社1996年10月備注說明，非正文，實際使用可刪除如下部分。本內(nèi)容僅給予閱讀編輯指點：1、本文件由微軟OFFICE辦公軟件編輯而成，同時支持WPS。2、文件可重新編輯整理。3、建議結(jié)合本公司和個人的實際情況進行修正編輯。4、因編輯原因，部分文件文字有些微錯誤的，請自行修正，并不影響本文閱讀。Note:itisnotthetext.Thefollowingpartscanbedeletedforactualuse.Thiscontentonlygivesreadingandeditinginstructions:1. ThisdocumentiseditedbyMicrosoftofficeofficesoftwareandsuppor