智能建筑設備自動化系統(tǒng)工程課件2建筑設備自動化系統(tǒng)的主要硬件設備

1、任務2 建筑設備自動化系統(tǒng)的主要硬件設備智能建筑設備自動化系統(tǒng)工程情境一：樓宇設備自動化系統(tǒng)工程認知內(nèi)容導讀任務1 回顧對BAS做了初步的介紹。1. IB是什么？4個基本要素是什么？2. 智能建筑的定義？3. BAS是什么？有什么用？4. BAS的發(fā)展歷史？5. 建筑物內(nèi)空氣質(zhì)量要求？6. 綠色建筑的概念？7. 綠色建筑與智能建筑的關系？任務2 將對BAS的組成（硬件設備）予以深入介紹。思路深入了解BAS的硬件設備 由這些BAS設備構成一種基于計算機等現(xiàn)代技術的、由軟件和硬件組成的自動控制系統(tǒng)。需要掌握一定的自動控制和計算機控制的知識。核心內(nèi)容DDC控制器傳感器、執(zhí)行器等內(nèi)容通過任務2的學習，

2、為BAS在暖通空調(diào)、給排水、照明等機電設備的應用打好基礎。內(nèi)容導讀2011年十大樓宇自控品牌 2012年十大樓宇自控品牌 2013年十大樓宇自控品牌 2.1 DDC控制器BAS的硬件設備主要包括傳感器、執(zhí)行器、現(xiàn)場控制器、控制與信息網(wǎng)絡及中央管理工作站?，F(xiàn)場控制器一般采用直接數(shù)字控制器 （Direct Digital Controller，DDC）。2.1.1 DDC控制器簡介概述現(xiàn)場控制器直接數(shù)字控制器Direct Digital Controller，DDC功能DDC與中央管理計算機連接起來，共同完成各種采集、控制、顯示、操作和管理功能組成由CPU、內(nèi)存和輸入輸出通道及通訊接口等部件組合而

3、成DDC控制器是BA系統(tǒng)的核心2.1.1 DDC控制器簡介怎樣應用DDC？像使用電腦一樣應用DDC關注DDC的外在特性和應用工程應用對DDC內(nèi)部的結構原理不需深入了解Why ？我們的專業(yè)是應用DDC，不是研究開發(fā)DDC本身像應用數(shù)字電路中集成器件的應用。關注引腳的特性2.1.1 DDC控制器簡介1) DDC的硬件和軟件DDC與普通PC計算機相同，同樣有硬件:CPU、ROM、RAM、輸入輸出接口等設備。在硬件上，DDC與各類傳感器、執(zhí)行器直接相連。軟件:在軟件方面，DDC配備各類設備控制模式的程序，可以按建筑物的規(guī)模與不同設備類型任意組合和擴展，可對建筑設備進行分區(qū)控制、最佳起?？刂啤ID自適

4、應控制、參數(shù)趨勢記錄、報警處理、邏輯及時序控制等。所有這些監(jiān)控功能均由各類傳感器、電動執(zhí)行裝置、閥門等配合DDC控制器共同完成。DDC的硬件和軟件都以一定的標準制成多種類型的模塊。2.1.1 DDC控制器簡介知識鏈接：ROM （ Read-Only Memory），只讀儲存器在斷電后可以儲存數(shù)據(jù)，相當于計算機的硬盤。RAM （ Random Access Memory），隨機儲存器在斷電后不能儲存數(shù)據(jù)，相當于計算機的內(nèi)存。2.1.1 DDC控制器簡介2) DDC的結構類型獨立控制器結構的DDC它的所有輸入/輸出控制點全部在一臺控制器中如西門子的MEC、Honeywell的XL100模塊化結構D

5、DC其輸入輸出控制點設計成模塊的方式通常包含電源模塊、計算模塊、通信模塊 和I/O模塊等如西門子的MBC、 Honeywell的XL500現(xiàn)場控制器一般采用模塊化結構的DDC此外，還有專用于末端設備控制的小型專用DDC，如：VAV末端DDC、風機盤管專用DDC等,以及執(zhí)行器與控制器一體化的DDC2.1.1 DDC控制器簡介3) DDC控制箱DDC控制箱結構與組成控制箱內(nèi)有：多層導軌裝置，以供安裝電源及各種模塊之用外殼均采用金屬材料(如鋼板或鋁材)活動部分(如柜門)與機柜主體之間保證有良好的電氣連接從而為內(nèi)部的電子設備提供完善的電磁屏蔽接地電阻為保證電磁屏蔽效果和操作人員的安全，機柜要求電氣可靠

6、接地，接地電阻小于4還可以配上散熱設備，以保證設備的正常工作溫度。BAS根據(jù)需要有時會將幾個控制器安裝在同一個控制箱內(nèi)，但從功能上說，每個控制器實際上是一個現(xiàn)場控制站。2.1.1 DDC控制器簡介3. DDC的輸入輸出通道（I/O通道）DDC怎么工作？DDC利用傳感器和檢測設備通過DI、AI通道監(jiān)測空調(diào)機組的有關數(shù)據(jù)和狀態(tài)，DDC通過DO、AO通道將控制命令送給執(zhí)行機構實施對空調(diào)機組的控制。在實際的控制回路中，DDC常常不能直接控制相關設備，中間還要用到其他各種類型的輔助控制器以完成動作，如變頻器、繼電器等。I/O通道是DDC控制器中種類最多、數(shù)量最大的一類接口，可以達到幾十個、上百個。I/O

7、通道是整個BAS系統(tǒng)與被控對象之間的接口I/O通道在兩者之間起到紐帶和橋梁作用。2.1.1 DDC控制器簡介 4種最基本類型的I/O通道：模擬量輸入通道(AI)模擬量輸出通道(AO)開關量(或稱為數(shù)字量)輸入通道(DI)開關量(或稱為數(shù)字量)輸出通道(DO)2.1.1 DDC控制器簡介(1)模擬量輸入(AI)端口輸入的模擬量主要有：溫度、壓力、流量、液位、空氣質(zhì)量等經(jīng)傳感器(變送器)將這些非電量參數(shù)轉變?yōu)闃藴实碾娦盘枺喝?5V、010V、020mA、420mA等標準電信號經(jīng)AI端口進入DDC經(jīng)過內(nèi)部的A/D轉換器轉換成數(shù)字量再由DDC進行分析處理(2)數(shù)字量輸入(DI)端口開關量傳感器將開關信

8、號經(jīng)DI端口送入DDCDDC可直接判斷DI輸入端口上的開關信號并將其轉化成數(shù)字信號“通”為“1”，“斷”為“0” DDC對這些數(shù)字量信號進行邏輯運算和處理DDC對“0”和“1”的認定一般數(shù)字量接口沒有接外設或外設是斷開狀態(tài)時，DDC將其認定為“0”當外設開關信號接通時，DDC將其認定為“1”2.1.1 DDC控制器簡介(3)模擬量輸出(AO)端口當外部需要模擬量輸出時，系統(tǒng)經(jīng)過D/A轉換器轉換后變成標準電信號如05V、010V、020mA、420mA等模擬量輸出信號一般用來控制風閥或水閥等(4)數(shù)字量輸出(DO)端口當外部需要數(shù)字量輸出時，系統(tǒng)直接提供開關信號來驅動外部設備。DO信號連接的有：

9、繼電器的觸點、NPN或PNP晶體管、晶閘管等用來控制接觸器、變頻器、電磁閥、照明燈等2.1.1 DDC控制器簡介1) DI通道詳解輸入信號可以是：交流電壓信號，直流電壓信號，或干接點因干接點信號性能穩(wěn)定，不易受干擾，輸入輸出方便，目前應用最廣。與DI通道相連接的是：以開關狀態(tài)作為輸出的傳感器如水流開關、風速開關或壓差開關等或者各種限位(限值)開關、繼電器或閥門連動觸點的開、關狀態(tài)接線非屏蔽軟線，如RVV21.0DI通道還可直接對脈沖信號進行測量2.1.1 DDC控制器簡介2) DO通道詳解DDC通過DO通道提供開關信號用以控制只具有開、關兩種狀態(tài)的外部設備如電磁閥、繼電器、指示燈、聲光報警器等

10、。DO信號一般以干接點形式輸出要求輸出的“1”或“0”對應于干接點的通或斷。(b) DO信號通過中間繼電器間接控制220V回路知識鏈接：干接點：無源開關；具有閉合和斷開的2種狀態(tài)；2個接點之間沒有極性，可以互換；常見的干接點信號有：1、各種開關如：限位開關、行程開關、腳踏開關、旋轉開關、溫度開關、液位開關等；2、各種按鍵；3、各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動力監(jiān)控中的傳感器：水浸傳感器、火災報警傳感器、玻璃破碎、振動、煙霧和凝結傳感器；4、繼電器、干簧管的輸出。濕接點：有源開關；具有有電和無電的2種狀態(tài)；2個接點之間有極性，不能反接；2.1.1 DDC控制器簡介3) AI通道詳解DDC的AI通道用

11、來輸入模擬量信號。如溫度、壓力、流量、液位、空氣質(zhì)量等，標準的電信號，如010V、420mA一般推薦在傳輸距離較長時盡可能采用電流信號，以降低線路損耗這些標準的電信號進入DDC的AI通道，經(jīng)過內(nèi)部的A/D轉換器轉換成數(shù)字量，再由DDC進行分析處理。2.1.1 DDC控制器簡介如果傳感器的輸出為電壓信號當接收端輸入阻抗小，輸入電流較大時信號傳輸線路的阻抗會造成很大的電壓降，這將導致控制器接收端誤差很大乃至無效；如果使接收端為高輸入阻抗，輸入電流較小時信號傳輸線路上的電流較小，這將導致線路的抗干擾能力較差因此，變送器的輸出一般不采用電壓信號，而采用電流信號。DDC控制器的AI通道一般是電壓測量通道

12、，即它可以測量出接至輸入端的電壓值。接線一般采用屏蔽軟線如RVVP 21.02.1.1 DDC控制器簡介2.1.1 DDC控制器簡介4) AO通道詳解標準電信號，一般為：DC420mA標準直流電流信號或DC010V標準直流電壓信號有些場合也使用DC05V或DC210V電壓信號AO通道的輸出信號用來控制：直行程或角行程電動執(zhí)行機構的行程或通過調(diào)速裝置(如變頻調(diào)速器)控制各種電動機的轉速亦可通過電氣轉換器或電液轉換器來控制各種氣動或液動執(zhí)行機構AO信號一般都可以在電流型和電壓型之間轉換。如在420mA標準直流電流信號輸出端接入一個500歐姆的電阻，電阻的兩端就是DC 210V電壓信號。2.1.1

13、DDC控制器簡介2.1.1 DDC控制器簡介4. DDC應用舉例DDC的工程應用DDC對空調(diào)機組的監(jiān)控應用DDC利用傳感器和檢測設備通過DI、AI通道監(jiān)測空調(diào)機組的有關數(shù)據(jù)和狀態(tài)，DDC通過DO、AO通道將控制命令送給執(zhí)行機構實施對空調(diào)機組的控制。2.1.1 DDC控制器簡介空調(diào)機組監(jiān)控原理圖示例 2.1.2 DDC控制器產(chǎn)品簡介應用最廣泛的三家公司的DDC產(chǎn)品。霍尼韋爾公司Excel5000系統(tǒng)的DDC江森自控公司Metasys系統(tǒng)的DDC西門子樓宇科技公司Apogee系統(tǒng)的DDC2.1.2 DDC控制器產(chǎn)品簡介西門子APOGEE系統(tǒng)的DDC控制器1) 模塊化設備控制器(Modular Eq

14、uipment Controller，MEC)2) PXC控制器3) 擴展模塊2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例2. 霍尼韋爾公司Excel5000系統(tǒng)的DDC霍尼韋爾公司提供的IBMS建筑集成管理平臺被稱為EBI系統(tǒng)2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例3. 江森自控公司Metasys系統(tǒng)的DDC2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例2.2 傳感器自動控制系統(tǒng)的關鍵部件被控對象測量變送器傳感器、變送器、顯示、報警、記錄裝置調(diào)節(jié)器執(zhí)行器執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)機構測量變送器=測量傳感器+變送器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器對象測量變送器x (t)e (t)u (t)q (t)y (t)z (t)f (t)2.2.1 傳感器概述

15、1.傳感器的工作原理與組成工作原理圖傳感器通常由敏感元件和轉換元件組成。敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分轉換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。當傳感器的輸出為規(guī)定的標準信號時，則稱為變送器。在實際中，變送器和傳感器的功能通常結合在一起。2.2.1 傳感器概述2. 傳感器的分類根據(jù)輸出信號的性質(zhì)可分為：（1）開關量傳感器根據(jù)被測量是否高于或低于閾值，輸出一個二進制數(shù)信號(開或關)也可以是利用敏感元件的物理運動使切換開關處于開或關的機械式裝置，如：溫度繼電器、壓力開關、運動感應器等開關量傳感器的輸出可直接與控制器的數(shù)字輸入相連，用作狀態(tài)報

16、告或軟件聯(lián)鎖（2）模擬量傳感器2.2.1 傳感器概述2. 傳感器的分類根據(jù)輸出信號的性質(zhì)可分為：（1）開關量傳感器（2）模擬量傳感器將被測量轉換為連續(xù)的電信號，此電信號可用作其他測量和控制裝置的輸入量 模擬量參數(shù)許多反映建筑環(huán)境狀態(tài)的參數(shù)（如溫度、濕度、流量、壓力、液位、照度及電路參數(shù)等）都是連續(xù)的信號。這類參數(shù)隨時間連續(xù)變化，屬模擬量參數(shù)。測量這些參數(shù)的傳感器就屬模擬量傳感器。 2.2.1 傳感器概述（2）模擬量傳感器模擬量傳感器的分類(a)被動式傳感器只有敏感元件，沒有變送器所有的信號調(diào)節(jié)都發(fā)生在與之相連的控制器內(nèi)電阻式溫度傳感器就屬于被動式傳感器。這種傳感器不需要提供能量，傳感器與控制器

17、的模擬輸入直接通過現(xiàn)場布線相連。(b)主動式傳感器將信號調(diào)節(jié)集成在傳感裝置內(nèi)利用變送器將被測量轉換成工業(yè)標準的電信號，并通過現(xiàn)場布線與控制器的模擬輸入通道（AI）相連。常用的標準電信號：一種形式是420mA的信號。由于這種信號只需兩相連接，被廣泛應用在過程控制中另一種典型的形式就是010V的直流信號。這種信號在暖通空調(diào)系統(tǒng)有廣泛應用。2.2.1 傳感器概述模擬量型傳感器與數(shù)字量傳感器的比較模擬量型傳感器價格比較昂貴，成本大盡量采用開關量傳感器如果一個控制系統(tǒng)，其工藝過程并不要求準確的物理參數(shù)數(shù)值，而只關心被控量是否超過一定限值，作為保護和報警的依據(jù)，這就可以不采用價格昂貴的模擬量型傳感器，而只

18、是采用僅輸出“通”或“斷”的開關量型傳感器即可滿足要求，其成本則可大大降低。2.2.1 傳感器概述3. 傳感器的發(fā)展趨勢朝著小型化、多功能化及智能化方向發(fā)展增加了數(shù)據(jù)處理功能、自診斷功能、軟硬件相組合功能、人機對話功能、接口功能、顯示和報警功能等。智能傳感器將被測量或被測量的狀態(tài)轉換成直接能在網(wǎng)絡上與其他控制和測量用的智能裝置進行通信的數(shù)字編碼信號。在發(fā)送被測量之前還可能會進行一些額外的數(shù)據(jù)處理如檢查上下限、校正和補償功能、計算其他推導值(比如焓)等2.2.2 傳感器的性能指標在控制系統(tǒng)的故障中，傳感器引起的故障是最常見的。劣質(zhì)傳感器由于受漂移或早期故障的影響，往往會導致控制效果較差，維護費用

19、較高。判別傳感器的質(zhì)量好壞，以及選擇和使用檢測儀表，都要用傳感器的技術性能指標來衡量。1. 測量范圍和量程2. 儀表的精度等級3. 靈敏度和靈敏限(分辨率)4. 變差5. 響應速度2.2.3 模擬量傳感器模擬量傳感器: 010 V或420 mA模擬量=電信號= 標準信號= DDC控制器的AI端BAS中常用的模擬量傳感器有：溫度傳感器濕度傳感器流量傳感器壓力傳感器液位傳感器照度傳感器電量變送器2.2.3 模擬量傳感器 1. 溫度傳感器溫度傳感器是BAS中應用最普遍的傳感器之一主要用于測量室內(nèi)、室外、風管及水管的溫度=控制相應的水泵、風機、閥門和風門等執(zhí)行元件的開度2.2.3 模擬量傳感器2.2.

20、3 模擬量傳感器(1) 熱電阻溫度傳感器在測溫領域中的應用非常廣泛感溫元件：熱電阻熱電阻的電阻值隨溫度而變化，具有近似線性的函數(shù)關系可通過測量電阻進而反映出被測溫度的數(shù)值熱電阻材料是鉑、銅等金屬已做成標準化的熱電阻特點：具有較高的測量精度和靈敏度便于信號的遠距離傳送及實現(xiàn)多點切換測量2.2.3 模擬量傳感器(1) 熱電阻溫度傳感器熱電阻的規(guī)格鉑熱電阻Pt100、Pt1000測量精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高，應用廣泛但鉑屬于貴金屬，價格高銅熱電阻Cu100、Cu50使用也較普遍，價格便宜在一些測量準確度要求不很高，且溫度較低的場合多使用銅電阻2.2.3 模擬量傳感器(2) 熱敏電阻溫度傳感器感溫元

21、件：熱敏電阻（半導體材料制成）特點體積小、熱慣性小，適于快速測溫并且大多數(shù)具有負的溫度系數(shù)電阻值隨著溫度的升高而減少其最大的優(yōu)點是溫度系數(shù)大，靈敏度特別高，是金屬電阻的10倍以上但熱敏電阻元件的穩(wěn)定性、復現(xiàn)性和互換性較差電阻與溫度呈較大的非線性關系后續(xù)電路比較復雜，要進行非線性校正。給系統(tǒng)的維護帶來一定的困難2.2.3 模擬量傳感器(3) 集成電路溫度傳感器模擬集成溫度傳感器將感溫元件和變送器集成在一個芯片上可實現(xiàn)溫度測量和標準模擬信號輸出的功能其特點是測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、功耗低，不需要進行溫度校準，外圍電路簡單智能溫度傳感器也稱為數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感

22、器、A/D轉換器、存儲器(或寄存器)和接口電路，有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、CPU、RAM和ROM能以數(shù)字量形式輸出被測溫度值特點：具有誤差小、分辨率高、抗干擾能力強、能遠程傳輸數(shù)據(jù)、用戶可設定溫度上下限、能實現(xiàn)越限自動報警功能、并自帶串行總線接口、適配各種微控制器等優(yōu)點是今后傳感器發(fā)展的主要方向2.2.3 模擬量傳感器2.2.3 模擬量傳感器2) 溫度傳感器的選型溫度傳感器的選型流程測量對象（如水、空氣或油）=對傳感器的外層材料、防護等級等要求不同安裝位置（如室內(nèi)、室外或管道）=對傳感器的外型要求不同。DDC可接受的類型=傳感器必須以提供DDC可接受的信號為原則DDC可接受的類型包括：電壓（0-

23、10VDC）電流（0-20 mA或4-20mA）1K歐姆鉑電阻10K歐姆熱敏電阻100K歐姆熱敏電阻等實際工作中須視具體DDC控制器而定量程=應為測點范圍的1.21.5倍測量精度=應高于工藝要求測量范圍和精度決定于傳感器的材料和變送器的輸出測量范圍測量對象安裝位置DDC可接受的類型測量精度2.2.3 模擬量傳感器3) 溫度傳感器的接線使用金屬熱電阻測溫時，要注意引線對測量結果的影響常用的引線方式有3種：二線制、三線制和四線制2.2.3 模擬量傳感器溫度傳感器的接線二線制：接線方便，安裝費用低，但是引線電阻及引線電阻的變化會帶來附加誤差，適用于引線不長，測溫準確度低的場合。三線制：接線只要兩引線

24、電阻相等，可以較好地消除引線電阻的影響，且引線電阻因沿線環(huán)境溫度變化而引起的阻值變化量也被分別接入兩個相鄰的橋臂上，可相互抵消，其測量準確度高于兩線制，應用較廣。尤其是在測溫范圍窄、導線長、架設銅導線途中溫度發(fā)生變化等情況下，必須采用三線制接法。四線制：不管引線電阻是否相等，通過兩次測量均能完全消除引線電阻對測量的影響，且在連接導線阻值相同時，還可消除連接導線的影響，這種方式主要用于高準確度溫度檢測。2.2.3 模擬量傳感器溫度傳感器的接線半導體熱敏電阻由于在常溫下的電阻值很大通常在幾千歐以上=引線電阻幾乎對測溫沒有影響引線電阻一般最多不超過10 =根本不必采用三線制和四線制給使用帶來了方便，

25、較適宜遠距離測溫2.2.3 模擬量傳感器溫度傳感器的接線4) 溫度傳感器的安裝對溫度傳感器的安裝主要要求有：壁掛式溫度傳感器應安裝在:空氣流通、反映被測房間空氣狀態(tài)的位置；風道內(nèi)溫度傳感器應:保證插入深度；插入式水管溫度傳感器應:使測頭在水流的主流區(qū)域范圍；機器露點溫度傳感器應安裝在:擋水板后具有代表性的位置，應避免輻射熱、振動、水滴及二次回風的影響。2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器1) 概述濕度是表示空氣干濕程度的物理量和溫度一樣，也是建筑環(huán)境空氣狀態(tài)及質(zhì)量的重要參數(shù)濕度傳感器來測量室內(nèi)、室外和管道的相對濕度輸出信號：標準的電壓(05V，010VDC)信號或電流（420mA）信號2

26、.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2) 常用的濕度傳感器薄膜電容式濕度傳感器電容式濕度傳感器在BAS中應用最普遍基本結構一層非常薄的感濕聚合物電介質(zhì)薄膜夾在兩電極之間作為電介質(zhì)構成一平板電容器這種電極必須薄到能允許水蒸氣通過通過測量薄膜電容值就可以測量出相應的空氣相對濕度電容式濕度傳感器特點測量范圍大，測量精度較高(可達1%)，互換性較好，長期使用飄移誤差可小于1%/年但其易受油垢污染的影響，當測量濕度偏離標定濕度時，其測量精度也會受到影響集成電路式濕度傳感器將濕度敏感元件(如薄膜電容式敏感元件)與信號轉換電路集成在一起而形成的固態(tài)相對濕度傳感器

27、高分子電阻式2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器3) 濕度傳感器的安裝濕度傳感器(RH)應安裝在附近沒有熱源和水滴，空氣流通，能反映被測房間或風道內(nèi)空氣狀態(tài)的位置在工程應用中，濕度傳感器和溫度傳感器往往集成在一起，即溫濕度傳感器圖1.15圖1.19是幾種溫、濕度傳感器的安裝接線圖2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2.2.3 模擬量傳感器3. 壓力或壓差傳感器1) 概述壓力(壓差)傳感器是用于監(jiān)測流體的壓力（壓差）的裝置水壓力（壓差）傳感器主要用于冷熱源系統(tǒng)中，用于壓差旁通控制和監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)也有將水壓力傳感器安裝在水箱內(nèi)用于測量水箱的

28、液位空氣壓力(壓差)傳感器則主要用于監(jiān)測管道壓力和監(jiān)測風機運行狀態(tài)壓力(壓差)傳感器的工作原理2.2.3 模擬量傳感器 3. 壓力或壓差傳感器2.2.3 模擬量傳感器 3. 壓力或壓差傳感器2) 常用的壓力(壓差)傳感器電容式壓力傳感器感壓元件（一個很薄的彈性膜片）作為動電極兩個在凹形玻璃上的金屬鍍層為固定電極，構成差動電容器當被測壓力或壓力差作用于膜片并產(chǎn)生位移時所形成的兩個電容器的電容量，一個增大，一個減小電容值的變化經(jīng)測量電路轉換成與電流或電壓的變化2.2.3 模擬量傳感器 3. 壓力或壓差傳感器變阻式(如壓阻式和應變片式)等形式。應變片式電阻壓力傳感器通常為絲狀結構電阻改變與壓力傳感元

29、件內(nèi)的應力成正比利用惠斯通電橋可直接進行測量，也可以經(jīng)轉換電路轉換成電壓或電流信號壓阻式壓力傳感器是一種較新型的壓力傳感器，也稱為固態(tài)應變式壓力傳感器采用集成電路工藝在單晶硅膜片上擴散一組等值應變電阻，而膜片置于接收壓力的腔體內(nèi)，當壓力發(fā)生變化時，硅膜片產(chǎn)生應變，使直接擴散的應變電阻產(chǎn)生與壓力成比例的變化特點：靈敏度高，測量精度可達0.1%輸出信號通常有電壓信號和頻率信號2.2.3 模擬量傳感器3) 壓力(壓差)傳感器的安裝2.2.3 模擬量傳感器4. 流量傳感器流量傳感器主要用來檢測水系統(tǒng)中液體的流量，以此來控制相應水泵閥的數(shù)量。檢測流量有多種方法，有:節(jié)流式、容積式、速度式、電磁式等2.2

30、.3 模擬量傳感器6. 空氣質(zhì)量傳感器空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與舒適性密切相關?？諝赓|(zhì)量傳感器主要是用于檢測空氣中CO2、CO或者VOC（可揮發(fā)有機物）的含量，以控制室內(nèi)的空氣質(zhì)量?？諝赓|(zhì)量傳感器由一個鍍有薄層的半導體管、一對電極及在半導體管內(nèi)的微型加熱器元件組成。半導體氣體傳感器的優(yōu)點是制作和使用方便，價格便宜，響應快，靈敏度高，被廣泛地用在建筑設備自動化系統(tǒng)的氣體監(jiān)測中。2.2.3 模擬量傳感器7. 液位傳感器在建筑系統(tǒng)中，常需要判斷液位的位置，而很少有需要測量液位的高度。判斷液位位置通常使用液位開關8. 電量變送器變配電所各種電氣參數(shù)要進入計算機監(jiān)控系統(tǒng)，必須先通過電量變送器，將各種交流電氣參數(shù)變

31、為統(tǒng)一的直流參數(shù)。常用的電量變送器有電壓變送器、電流變送器、頻率變送器、有功功率變送器、無功功率變送器、功率因數(shù)變送器和有功電度變送器等。2.2.3 模擬量傳感器9. 熱量計量儀表熱量傳計量儀表如圖2.47所示。熱量傳計量儀表同時測量管線系統(tǒng)的體積流量、相應的供水和回水溫度 2.2.4 常用的開關量傳感器1. 壓差開關壓差開關是根據(jù)空氣或液體的兩端壓差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，輸出開關動作的裝置。水壓壓差開關常用于監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)?？諝鈮翰铋_關常用于檢測風機的運行狀態(tài)和空調(diào)過濾器是否堵塞 2. 水流開關（流速開關）水的流動使傳感部件產(chǎn)生位移，克服彈簧彈力推動微動開關閉合。當流速低到不足以克服彈簧彈

32、力時，微動開關斷開。 3. 液位開關液位開關，又稱為液位信號器，是隨液位變動而改變通斷狀態(tài)的有觸點開關。 4. 防凍開關防凍開關應用于空調(diào)機組或新風機組在冬季運行時的防凍保護，在機組送風溫度過低時報警，同時聯(lián)動保護動作，以防止機組中的盤管凍裂。 2.3 執(zhí)行器2.3.1 概述1.執(zhí)行器的作用DDC控制器經(jīng)邏輯運算后產(chǎn)生的控制信號，通過輸出通道（AO或DO）送入執(zhí)行器，由執(zhí)行器執(zhí)行控制動作，直接控制能量或物料等被測介質(zhì)的輸送量。執(zhí)行器類似于人的“手腳”，是自動控制的終端主控器件。執(zhí)行器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，常年和生產(chǎn)工藝中的介質(zhì)直接接觸，執(zhí)行器的選擇不當或維護不善常使整個控制系統(tǒng)不能可靠工作，嚴重影響

33、控制品質(zhì)。2. 執(zhí)行器的組成與分類執(zhí)行器由兩部分組成：執(zhí)行機構執(zhí)行機構是執(zhí)行器的推動部分接受來自控制器的控制信號，根據(jù)控制信號的大小產(chǎn)生位移信號分為氣動、電動、液動三種在BAS中常用的是電動執(zhí)行機構。調(diào)節(jié)機構是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分如調(diào)節(jié)閥2.3.1 概述3. 執(zhí)行器與控制器之間的連接在BAS中，若要需要執(zhí)行器實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的方式，則控制器輸出的應是連續(xù)（模擬）信號，如420 mA電流信號或010 V電壓信號。控制器通過AO通道將控制命令送入執(zhí)行器。接受該信號的應是連續(xù)調(diào)節(jié)型的執(zhí)行器，其與DDC之間采用屏蔽軟線（如RVVP 21.0）連接。斷續(xù)信號是指開關信號，DDC通過非屏蔽軟線（如RVV 21.0

34、）經(jīng)DO通道將控制信號輸送到執(zhí)行器。2.3.2 電動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道上，直接與被調(diào)介質(zhì)相接觸用以調(diào)節(jié)流體的流量是一種投資省，且簡單實用的方法。性能好壞將直接影響控制的質(zhì)量只有正確選擇閥門的結構形式和流量特性，才能夠取得良好的控制效果。2.3.2 電動調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥由兩部分組成電動執(zhí)行機構也稱為閥門驅動器依據(jù)現(xiàn)場 DDC輸出的AO信號（010VDC電壓或420mA電流）控制閥門的開度閥門也稱為閥體是調(diào)節(jié)機構用來控制水、空氣、蒸汽等流體2.3.2 電動調(diào)節(jié)閥1. 電動執(zhí)行機構1) 工作原理 以電動機為動力電動機多為交流電容式兩相異步電動機其電源電壓為24V AC風機盤管上使用的電動

35、調(diào)節(jié)閥則用磁滯電動機，電源220V AC閥門驅動器按輸出方式可分三種類型：直行程、角行程和多轉式分別同直線移動的調(diào)節(jié)閥、旋轉的蝶閥、多轉式調(diào)節(jié)閥配合工作直線移動的電動調(diào)節(jié)閥的原理圖2.58閥桿的上端與執(zhí)行機構相連接，當閥桿帶動閥芯在閥體內(nèi)上下移動時，閥芯與閥座之間的流通面積、閥的阻力系數(shù)隨之變化，其流過閥的流量也就相應地改變，從而達到了調(diào)節(jié)流量的目的。調(diào)節(jié)閥的閥位與控制器輸出的AO信號(010V DC)成線性關系如圖2.59所示2) 執(zhí)行機構的安裝3) 連續(xù)調(diào)節(jié)時執(zhí)行機構與DDC控制器的連接如圖2.63所示2. 閥門閥門根據(jù)結構可分為：直通閥三通閥三通閥僅適用于水路的控制選擇閥門除注意按工藝參

36、數(shù)計算口徑和選擇流量特性外，還應注意閥體材料、連接方式，以及正、反作用等。3. 調(diào)節(jié)閥流量特性及口徑的選擇1）調(diào)節(jié)閥的流量方程式從流體力學的觀點看，調(diào)節(jié)閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件。對不可壓縮的流體，由能量守恒原理可推導出調(diào)節(jié)閥的流量方程式為可見當F一定，（p1p 2）不變時，則流量僅隨阻力系數(shù)變化。 阻力系數(shù)主要與流通面積（即閥的開度）有關也與流體的性質(zhì)和流動狀態(tài)有關調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)的變化是通過閥芯行程的改變來實現(xiàn)的，即改變閥門開度，也就改變了阻力系數(shù)，從而達到調(diào)節(jié)的目的。閥開得越大，將越小，則通過的流量將越大。 2) 調(diào)節(jié)閥的流量特性及其選擇(1) 調(diào)節(jié)閥的流量特性(2) 換熱器特性是指被加熱的流體的相對溫升/max；與熱媒的相對流量q/qmax，之間的關系。 水-水換熱器的靜特性則為圖2.69所示 (3) 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇空調(diào)所使用的調(diào)節(jié)閥特性有對數(shù)特性、直線特性及介于兩者之間的拋物線特性。對于直通調(diào)節(jié)閥可用對數(shù)特性代替拋物線特性。因此，在選擇閥門特性時，更多的指如何選擇:對數(shù)特閥直線特性閥a對數(shù)（等百分比）特性閥應用場合(a)控制水水換熱器。用閥隨負荷增加而遞增的放大