建筑設(shè)備監(jiān)控與管理課件

1、2022-3-23 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)G 智能建筑概述G BA系統(tǒng)內(nèi)G BA系統(tǒng)檢測與控制原理G BA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作G BA系統(tǒng)建設(shè)成功因素G BA系統(tǒng)發(fā)展前景G 設(shè)備自控的發(fā)展方向2022-3-23一、智能建筑概述2022-3-23智能建筑nIntelligent Buildingn以建筑為平臺，兼?zhèn)滢k公自動化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。 -智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)2022-3-23智能建筑內(nèi)容n通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CA)n建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BA)n火災(zāi)自動報警和消防聯(lián)動系統(tǒng)（FA)n安全防范系統(tǒng)(SA)n辦公自動化系統(tǒng)(

2、OA)智能建筑內(nèi)容2022-3-23智能建筑發(fā)展史n 1984年美國康涅狄格州哈特福特市的“都市辦公大樓”（City Place Building）為世界上出現(xiàn)的第一幢“智能大廈”n日本“本田青山大樓”n90年代開始應(yīng)用在中國開始發(fā)展n2000年后，智能建筑在國內(nèi)蓬勃發(fā)展，越來越多的建筑開始進(jìn)入智能時代智能建筑在天津天津最早的智能建筑-天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會辦公大樓二、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成及作用2022-3-23建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）n將建筑物或建筑群內(nèi)的空調(diào)與通風(fēng)、變配電、照明、給排水、熱源與熱交換、冷凍和冷卻及電梯等系統(tǒng)，以集中管理、監(jiān)視，分散控制為目的的構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。也稱樓宇自動化系

3、統(tǒng)。2022-3-23BAS系統(tǒng)組成 操作 系統(tǒng)調(diào)節(jié)對象 檢測元件 各種傳感器執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)分站DDC 傳輸通道 中央 處理機中央控制室現(xiàn)場部分2022-3-23n中央控制室（數(shù)據(jù)中心）中央控制室（數(shù)據(jù)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(shè)備（顯示終端、鍵盤、打印機）和不間斷電源三部分。n傳感器及執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)傳感器及執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)：傳感器是指裝設(shè)在各監(jiān)視現(xiàn)場和各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關(guān)、用來檢測現(xiàn)場設(shè)備的各種參數(shù)（如溫度、濕度、壓差、液位、水流等），并發(fā)出信號送到調(diào)節(jié)控制器（分站、數(shù)據(jù)中心等），如鉑電阻溫度檢測器、復(fù)合濕度檢測器、風(fēng)道靜壓變送器、差壓變

4、送器；n執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)：執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)：裝設(shè)在各監(jiān)控現(xiàn)場接受分站調(diào)節(jié)控制器的輸出指令信號，并調(diào)節(jié)控制現(xiàn)場運行設(shè)備的機構(gòu)，如電動閥、電磁閥、調(diào)節(jié)閥等，包括執(zhí)行機構(gòu)（如電動閥上的電機）和調(diào)節(jié)機構(gòu)（電動閥的閥門）n現(xiàn)場控制器現(xiàn)場控制器：是以微處理機為基礎(chǔ)的可編程直接數(shù)字控制器（DDC），它接收傳感器輸出的信號，進(jìn)行數(shù)字運算，邏輯分析判斷處理后自動輸出控制信號，動作執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)。2022-3-23 分站控制器分站控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，采用直接數(shù)字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四種輸入/輸出接口。方便靈活地與現(xiàn)場的傳感器、執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)直接相連接，對各種物理量進(jìn)行測量，以及實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的

5、調(diào)節(jié)與控制。BAS系統(tǒng)作用n創(chuàng)造舒適環(huán)境 通過對環(huán)境參數(shù)的檢測，自動運算，控制相應(yīng)機電設(shè)備的運行，自動實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度及新風(fēng)量等參數(shù)的時時控制，提高建筑物環(huán)境的舒適度，進(jìn)而提高建筑物的檔次n節(jié)約能源節(jié)約能源 使設(shè)備永遠(yuǎn)處于最優(yōu)運行狀態(tài)，大量減少不必要的浪費，達(dá)到節(jié)約能耗的目的，采用此系統(tǒng)可節(jié)約能耗15%-25%n大量節(jié)省人力、節(jié)省支出大量節(jié)省人力、節(jié)省支出 設(shè)備簡單的操作、維護(hù)、保養(yǎng)均由電腦根據(jù)程序自動完成，不僅節(jié)省人力，而且避免了復(fù)雜的人事管理等一系列問題，采用此系統(tǒng)可節(jié)約40%-60%的維護(hù)人力 未使用樓宇自動化系統(tǒng)使用樓宇自動化系統(tǒng)n延長設(shè)備使用壽命延長設(shè)備使用壽命 設(shè)備在電腦的統(tǒng)一管理

6、下始終處于最優(yōu)運行狀態(tài)，及時報告設(shè)備故障情況并處理：按照設(shè)備運行狀態(tài)打印維護(hù)、保養(yǎng)報告，避免超前或延誤維護(hù)，相應(yīng)延長設(shè)備使用壽命，也等于節(jié)省了設(shè)備維護(hù)費用 未使用樓未使用樓控控已 使 用 樓已 使 用 樓控控時間時間設(shè)備設(shè)備損耗損耗損耗損耗2022-3-23三、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng) 檢測與控制原理2022-3-23概述n空調(diào)系統(tǒng)是先對無論是來自室外、還是室內(nèi)返回的空氣進(jìn)行集中處理，經(jīng)過處理達(dá)到送風(fēng)要求的空氣給需要空氣調(diào)節(jié)的房間或區(qū)域使用。n工作原理：調(diào)節(jié)送風(fēng)參數(shù)（送風(fēng)溫度、濕度、潔凈度和新鮮空氣含量等）和送風(fēng)量，使送入室內(nèi)的空氣受到的熱濕等負(fù)荷作用后，成為所要求的室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。2022-3-23分

7、類 空氣處理設(shè)置 集中式系統(tǒng) 半集中式系統(tǒng) 分散式系統(tǒng) 負(fù)擔(dān)室內(nèi)熱濕負(fù)荷所用介質(zhì) 全空氣系統(tǒng) 空氣-水式系統(tǒng) 全水式系統(tǒng) 制冷劑直接蒸發(fā)系統(tǒng)2022-3-23空氣處理機組n在空氣處理過程中，靠調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)的流量，保證室內(nèi)空氣的新鮮程度，較為節(jié)能的形式雙風(fēng)機空氣處理機組。n包括新風(fēng)段、混合段、過濾段、冷卻/加熱段、加濕段、送風(fēng)段、回風(fēng)段。2022-3-23空調(diào)系統(tǒng)原理圖2022-3-23n1、溫度控制：根據(jù)回風(fēng)(或典型房間）溫度與設(shè)定值比較后的差值及其極性，通過DDC的PID運算值調(diào)節(jié)冷/熱水閥開度，使被控對象溫度保持在要求的范圍內(nèi)。n2、濕度控制：根據(jù)回風(fēng)(或典型房間）濕度與設(shè)定值比較后的差值及

8、其極性，通過DDC的PID運算值調(diào)節(jié)加濕閥開度，使被控對象濕度保持在要求的范圍內(nèi)。n3、節(jié)能控制：根據(jù)檢測的新風(fēng)和回風(fēng)（或典型房間）的溫度及濕度，通過DDC進(jìn)行焓值運算,根據(jù)新風(fēng)和回風(fēng)的焓值及熱濕負(fù)荷,調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、排風(fēng)閥和回風(fēng)閥的開度比例,使空調(diào)節(jié)能運行。n4、聯(lián)鎖控制：新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、冷/熱水閥、加濕閥等均與風(fēng)機聯(lián)鎖，當(dāng)開機并啟動風(fēng)機后，調(diào)節(jié)新風(fēng)等閥門開度；當(dāng)風(fēng)機停機后，新風(fēng)閥、冷/熱水閥、加濕閥等同時關(guān)閉。n5、監(jiān)測：新風(fēng)/回風(fēng)/送風(fēng)/典型房間的溫度及濕度，風(fēng)閥/水閥的開度， 風(fēng)機手自動及運行狀態(tài)等。n6、報警：風(fēng)機故障報警、過濾器堵塞報警、低溫報警。n7、中國南方地區(qū)的盤管不會結(jié)冰，可省

9、去低溫開關(guān)。2022-3-23空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)測控制內(nèi)容1、根據(jù)室外溫度，調(diào)節(jié)新/回/排風(fēng)閥門的開度2、根據(jù)回風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)冷/熱水閥門3、根據(jù)回風(fēng)的濕度，控制加濕閥門的開度4、監(jiān)測防凍開關(guān)的狀態(tài)n送風(fēng)溫/濕度n回風(fēng)溫/濕度n典型房間溫/濕度n新/回/排風(fēng)閥n冷熱水閥門n加濕閥門n回風(fēng)機狀態(tài)/啟停n過濾器送風(fēng)機狀態(tài)/啟停n狀態(tài)n防凍開關(guān)狀態(tài)2022-3-23新風(fēng)系統(tǒng)原理圖2022-3-23新風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測控制內(nèi)容1、根據(jù)送風(fēng)溫度，調(diào)節(jié)冷/熱水閥門2、根據(jù)送風(fēng)的濕度，控制加濕閥門的開度3、監(jiān)測防凍開關(guān)的狀態(tài)n送風(fēng)溫/濕度n新風(fēng)閥n冷熱水閥門n加濕閥門n送風(fēng)機狀態(tài)/啟停n過濾器狀態(tài)n防凍開關(guān)狀態(tài)2022-3-

10、23新風(fēng)+風(fēng)機盤管系統(tǒng)n風(fēng)機盤管由冷、熱源提供的冷、熱水來承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，新風(fēng)系統(tǒng)為室內(nèi)提供經(jīng)過處理的新鮮空氣;一套新風(fēng)系統(tǒng)提供一個區(qū)域的新風(fēng)供給，這一區(qū)域里連接著一組風(fēng)機盤管;一套風(fēng)機盤管提供一個小區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)。n新風(fēng)機組是由建筑設(shè)備監(jiān)控與管理系統(tǒng)集中監(jiān)控，風(fēng)機盤管是三速控制開關(guān)，包括就地人工控制，網(wǎng)絡(luò)型三速控制開關(guān)。2022-3-23空調(diào)冷源系統(tǒng)空調(diào)冷源系統(tǒng)G 壓縮式制冷系統(tǒng)G 吸收式制冷系統(tǒng)2022-3-23壓縮式制冷系統(tǒng)工作原理n壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器n逆卡諾循環(huán)原理n系統(tǒng)設(shè)備：冷水機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、集水器、分水器，連接管道和管道上閥門，補水設(shè)備2022-3-23

11、吸收式制冷系統(tǒng)工作原理G 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組 直接燃燒天然氣、煤氣、柴油等燃料，以水/溴化鋰作為冷媒，提供制冷、采暖和熱水的設(shè)備。 G 蒸汽（熱水）吸收式制冷機組蒸汽（熱水）吸收式制冷機組 蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、發(fā)生器、溶液泵、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。 2022-3-232022-3-23冷凍站系統(tǒng)監(jiān)測控制1 1、根據(jù)外部設(shè)備所需要的冷量，控制冷凍機的啟、根據(jù)外部設(shè)備所需要的冷量，控制冷凍機的啟/ /停臺數(shù)；停臺數(shù)；Q=KQ=K* *P P* *（T1-T2T1-T2）2 2、根據(jù)冷卻回水的溫度控制冷卻塔的啟、根據(jù)冷卻回水的溫度控制冷卻塔的啟/ /停臺數(shù)

12、；停臺數(shù)；3 3、根據(jù)總供、根據(jù)總供/ /回水的壓差，調(diào)節(jié)電動旁通閥；回水的壓差，調(diào)節(jié)電動旁通閥；n冷凍水供冷凍水供/ /回水溫度回水溫度n冷卻水供冷卻水供/ /回水溫度回水溫度n冷凍水總回水流量冷凍水總回水流量n冷凍水供冷凍水供/ /回水壓差回水壓差n冷凍機狀態(tài)冷凍機狀態(tài)/ /啟停啟停n冷凍泵狀態(tài)冷凍泵狀態(tài)/ /啟停啟停n冷卻泵狀態(tài)冷卻泵狀態(tài)/ /啟停啟停n冷卻塔狀態(tài)冷卻塔狀態(tài)/ /啟停啟停2022-3-23熱源系統(tǒng)系統(tǒng)來源：城市熱力管網(wǎng)、鍋爐、直燃型溴化鋰?yán)錈崴畽C組、熱泵機組、地?zé)崮?、廢熱資源熱力學(xué)定律熱量總是由高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體，兩種流體存在溫度差，就必然有熱量進(jìn)行傳遞。控制檢測

13、： 利用熱交換器二次側(cè)出水溫度，調(diào)節(jié)一次測閥的開度 根據(jù)熱交換系統(tǒng)二次側(cè)的回水溫度，確定循環(huán)泵的啟停。2022-3-23排水系統(tǒng)n檢測與控制 水位控制 集水坑、污水坑 水箱、水池 監(jiān)控 設(shè)備運行狀態(tài) 報警 高于、低于報警水位 自動報警2022-3-23給水水箱液位控制2022-3-23通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)n包括：排風(fēng)、排煙和送風(fēng)n分類： 地下室送/排風(fēng)機組。平時是空氣質(zhì)量保證的通風(fēng)、換氣作用，火災(zāi)狀態(tài)下，作為消防排煙使用。 樓梯間前室和消防電梯前室的防煙、排煙通風(fēng)，完全由消防控制系統(tǒng)來管理。 廚房、衛(wèi)生間、浴室等設(shè)置的機械通風(fēng)，進(jìn)行局部排風(fēng)或全面換氣。 其它為改善環(huán)境的空調(diào)通風(fēng)。公共照明系統(tǒng)公共照

14、明系統(tǒng)n監(jiān)控內(nèi)容 公共照明開關(guān)狀態(tài) 公共照明開關(guān)控制n可實現(xiàn)的功能 1、通過時間程序控制燈光的定時開關(guān) 2、檢測環(huán)境照度，根據(jù)照度控制照明開關(guān) 3、照明回路開啟時間統(tǒng)計 4、檢測照明回路的運行狀態(tài)，故障時報警 電梯和變配電系統(tǒng)電梯和變配電系統(tǒng)n對電梯和變配電系統(tǒng)“只監(jiān)不控” 監(jiān)視電梯的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)和上下行狀態(tài) 監(jiān)視變配電系統(tǒng)的母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)、變壓器狀態(tài)及油溫，配電系統(tǒng)三相電流、三相電壓、有功功率，無功功率，功率因數(shù)等2022-3-23四、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件操作事例n 上世紀(jì)80年代以前，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用就地控制方式，各個設(shè)備獨立工作，相互之間無聯(lián)系n上世紀(jì)90年代，半“集中管理，分

15、散控制“的控制方式n2000年后，完全”集中管理，分散控制“式集散型控制結(jié)構(gòu)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變2022-3-23KMDigitalKMDigital控制系統(tǒng)框架示意控制系統(tǒng)框架示意2022-3-23Start SmallStart Small底層遠(yuǎn)程通訊底層遠(yuǎn)程通訊RS485RS485每條子網(wǎng)可連接每條子網(wǎng)可連接124124個個DDCDDC。DDCDDC之間完全是點對點通訊。之間完全是點對點通訊。子網(wǎng)不依賴于主網(wǎng)存在。子網(wǎng)不依賴于主網(wǎng)存在。主網(wǎng)級控制器主網(wǎng)級控制器LAN CONTROLLERLAN CONTROLLER可可擴展出擴展出128128個點，個點，2 2條子網(wǎng)，

16、共條子網(wǎng)，共248248個個DDC.DDC.可通過可通過RS485RS485接口，以太網(wǎng)接口，接口，以太網(wǎng)接口，, , Bacnet, Bacnet, 光纖等方式與光纖等方式與 其它其它124 124 個個 LAN ControllersLAN Controllers相連相連子網(wǎng)控制器可通過撥號報警子網(wǎng)控制器可通過撥號報警Start Small and E-VolveStart Small and E-Volve小到小到1616個點大到個點大到5050萬點的系統(tǒng)萬點的系統(tǒng)2022-3-23 軟件示例軟件示例2022-3-23WinControl 動態(tài)界面示例動態(tài)界面示例2022-3-23Win

17、Control 操作示例操作示例2022-3-23WinControl 功能示例功能示例五、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成功因素1 1、建設(shè)目的因素、建設(shè)目的因素n 建設(shè)必須明白：為什么要用樓宇自控系統(tǒng)，想要完成的功能2 2、設(shè)計因素、設(shè)計因素n 設(shè)計院設(shè)計n弱電總承包公司設(shè)計n專業(yè)化公司設(shè)計3 3、溝通配合因素、溝通配合因素n 設(shè)備自控系統(tǒng)的控制思路是：弱電控制強電，需要眾多機電設(shè)備供應(yīng)商/施工單位預(yù)留控制接口，因此系統(tǒng)與眾多的施工單位只有相互配合，才能構(gòu)建一個成功的系統(tǒng)： 空調(diào)總包、水路施工、強電箱制作單位、電梯安裝單位、變配電施工單位4 4、設(shè)備監(jiān)控供應(yīng)廠商狀況、設(shè)備監(jiān)控供應(yīng)廠商狀況n產(chǎn)品性能n

18、產(chǎn)品特點n服務(wù)能力n市場口碑六、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展前景1 1、更專業(yè)的生產(chǎn)廠商、更專業(yè)的生產(chǎn)廠商n 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)市場是一個新興市場，大量有資金有實力的企業(yè)希望進(jìn)入樓宇自控領(lǐng)域，很多廠商通過收購進(jìn)入樓控行業(yè)，注重市場推廣而不是技術(shù)研發(fā) 技術(shù)延續(xù)的產(chǎn)品才能贏得業(yè)主的使技術(shù)延續(xù)的產(chǎn)品才能贏得業(yè)主的使用！用！2 2、更標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品、更標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品n 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)起源于歐美發(fā)達(dá)國家，不同廠商的自控系統(tǒng)使用不同的通訊協(xié)議，之間的產(chǎn)品不能互相替換nBACnet是國際暖通協(xié)會推薦的國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 開放的系統(tǒng)才能降低業(yè)主的使用風(fēng)開放的系統(tǒng)才能降低業(yè)主的使用風(fēng)險！險！3 3、更低的設(shè)備風(fēng)險、更低的設(shè)備風(fēng)險n 很多廠商為了降低造價占領(lǐng)市場，一直在沿用90年代二代控制結(jié)構(gòu)，即”主控制器+輸入輸出模塊“的控制結(jié)構(gòu)，使一塊控制器控制的設(shè)備數(shù)量更多，系統(tǒng)風(fēng)險大”集中管