1.楼宇自控系统基础知识

楼宇自控系统基础知识主讲人：方起涛前言2020/4/262课程的目的WHAT：•了解楼宇智能化系统架构；•了解楼宇自控系统的组成；•熟悉楼宇自控产品；HOW：•了解产品及配套软件的使用方法（技术细节）；•工程实践；•项目拓展……目录2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page33楼宇自控系统设备2楼宇自控系统BAS1楼宇智能化4使用楼控系统的必要性第一章：楼宇智能化2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page4一、概念简称智能楼宇（IntelligentBuildings）。根据国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）规定，对智能建筑定义为“以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”的建筑。第一章：楼宇智能化•日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），将这5种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）组成，就是智能化楼宇。2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page5智能建筑结构框图2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page6办公自动化OA综合布线系统PDS计算机网络系统有线电视及卫星接收系统语音程控交换机系统无线蜂窝覆盖系统背景音乐及紧急广播系统楼宇自动化BA消防报警系统FAS安全防范系统SAS楼宇自控系统BAS闭路电视监控系统入侵防范系统电子巡更系统门禁系统停车库管理系统应用软件信息安全建筑智能化3A空调冷冻/冷却系统空调与通风系统热源和热交换系统给排水/电梯系统变配电/照明系统调光系统能源计量/其他…建筑智能化5A通讯自动化CA第一章：楼宇智能化二、5A系统•楼宇自动化系统BAS楼宇自控系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。楼宇自动化系统由计算机对各子系统进行监测、控制、记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为大厦中的用户提供良好的工作环境,为大厦的管理者提供方便的管理手段,为大厦的经营者减少能耗并降低管理成本,为物业管理现代化提供物质基础。2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page7第一章：楼宇智能化2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page8楼宇自动化系统分类：•变配电系统；•空调机系统；•新风机系统；•送排风系统；•冷水机系统；•给排水系统；•热交换系统；•照明系统；•电梯系统•其他第三方系统等；第一章：楼宇智能化•火灾报警消防系统FAS该系统是在建筑物内建立一个完善可靠地火灾自动报警和消防联动系统。在自身的网络系统下，独立的操作、运行和管理，以完成火灾自动报警、引导和疏散、消防联动控制等防灾灭火动能，从而实现综合防范、抵御火灾、减少损失的目标。2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page9第一章：楼宇智能化•办公自动化系统(OAS)是指通过对各办公自动化要素的闭环整合，实现工作流、信息流、知识流的综合管理，提供了一个科学、开放、先进的信息化办公平台。2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page10•人事、财务类：人事档案管理系统、财务管理系统、固定资产管理系统。•领导办公类：公文管理系统、领导要事安排管理系统、文档管理系统、总经理查询系统、本行业国内外商情系统。•管理类：大厦大事记系统、楼层管理系统、大厦运行管理系统、大事记。•公共服务类：公共信息服务系统(如民航、邮政、火车、电话等)查询、音乐，广播管理系统、电子布告管理系统、其他用户提出的管理软件。第一章：楼宇智能化•通讯自动化系统CAS通信自动化系统是智能大厦的中枢神经,它集成了电话、计算机、监控报警、闭路电视监视、网络管理等系统的综合信息网。智能大厦通信自动化系统的主要内容是:综合BA、CA、OA、MA、FA的通信需要,统一考虑通信网络的设计与施工。选择计算机网络的拓扑结构,对大厦进行综合布线。通信自动化系统的计算机网络要求有:•标准化和规范化•先进性与成熟性•安全性和可靠性•可管理性和可维护性•灵活性和可扩充性•优化性能价格比•开放性与兼容性2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page11第一章：楼宇智能化2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page12•安全自动化系统SAS•监控系统用于监控建筑外围、出入口、电梯、停车场、公共区域等地段。•控制台置于保安部的监控中心，由保安部当值监控人员负责保管和操作，对各个地段实行实时监控。第二章：楼宇自控系统BAS2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page13楼宇自控系统BAS空调冷冻/冷却系统空调与通风系统热源和热交换系统给排水/电梯系统变配电/照明系统调光系统能源计量/其他…一、概念楼宇自控系统它的全称是建筑楼宇设备自动化系统（英语简称BAS-BuildingAutomationSystem）。楼宇自控系统就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。第二章：楼宇自控系统BAS2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page14二、作用1.优化建筑物内各个工艺系统的运行管理2.为建筑物提供良好环境3.节省建筑物能耗4.提高工作人员效率，减少运行人员费用。建筑设备监控系统的主要应用目的，是实现智能建筑中机电设备管理的计算机化，机电设备控制的自动化，建筑物能源管理的科学化和最优化。第二章：楼宇自控系统BAS2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page15三、适用范围1.在大型公共建筑物内部,能耗的统计如下:暖通空调占65%,生活热水、给排水占15%，照明、电梯占14%，厨房等占6%，在我国《民用建筑电气设计规范》中，正式提出了采用建筑设备监控系统后节能率的估算值为10%~15%。2.建筑设备监控系统目前不属于国家强制执行的标准范围，建筑物是否设置建筑设备监控系统，以及如何设置建筑设备监控系统，完全是根据建筑物物业运行管理需要、各机电专业的监控要求，以及项目投资状况等实际需求，来确定建筑设备监控系统的内容、范围和标准。3.是否采用建筑设备监控系统，也可参照《民用建筑电气设计规范》中的规定：BAS占智能建筑总投资的2%以下时，建议采用建筑设备监控系统；按10~15%的节能率估算，BAS系统运行5年内可收回BAS系统的投资时，建议采用建筑设备监控系统；第二章：楼宇自控系统BAS2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page16目前楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式。它具有很大的灵活性，可根据建筑物的整体功能需求和物业管理方式控制水平，根据建筑物内不同区域的要求和被控系统的各个特点，选择技术先进、成熟、可靠、经济合理的控制系统方案和设备，避免投资的盲目性。四、控制方式第三章：楼宇自控系统设备•主要分为：DDC和现场设备（传感器、执行器等）2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page17直接数字控制器的概述楼宇智能化系统采用计算机集散控制系统，主要由传感器与执行器、DDC（直接数字控制器）、通讯网络、中央监控主机等组成。DDC是控制系统硬件中的主要部件，具有可靠性高、控制功能强、程序可编写等特点。直接数字控制器的主要功能对现场设备进行周期性的数据采集。对采集的数据进行调整和处理。对现场设备采集的信息进行分析和运算并控制现场设备的运行状态。实时对现场设备运行状态的检查对比，对异常的状态进行报警处理。根据现场采集的数据执行预定的控制算法。第三章：楼宇自控系统设备2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page18直接数字控制器的主要功能通过预定的程序完成各种控制功能，包括P控制、PI控制、PID控制、开关控制、平均值控制、最大/最小值控制、焓值计算控制、逻辑运算控制和联锁控制等。对现场的设备执行各种命令（执行时间、事件响应程序、优化控制程序等）。DDC控制器的结构及原理DDC控制器内部包含了可编程序的处理器，采用了模块化的硬件结构，可以对模块进行不同的组合，执行不同的控制功能。可编程模块化控制器是最灵活、功能最强的DDC设备，它具备通信功能，控制程序可根据要求进行编写或修改。在系统设计和使用中，主要掌握DDC的输入和输出的连接。第三章：楼宇自控系统设备2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page19•DDC控制器的结构及原理模拟量输入（AI）：模拟量输入的物理量有温度、压力、流量、液位、空气质量等，这些物理化学量通过相应的传感器测量并经过变送器转变成标准的电信号。这些标准的电信号与DDC的模拟量输入口连接，经过内部的A/D转换器变成数字量，再由DDC计算机进行分析处理。数字量输入（DI）：DDC计算机可以直接判断DI通道上的开关信号，并将其转化成数字信号，这些数字量经过DDC控制器进行逻辑运算和处理。DDC控制器对外部的开关、开关量传感器进行采集。一般数字量接口没有接外设或所接外设是断开状态时，DDC控制器将其认定为“0”，而当外设开关信号接通时，DDC控制器将其认定为“1”。第三章：楼宇自控系统设备2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page20模拟量输出（AO）:DDC控制器对外部信号的采集，通过分析处理后输出给输出通道。当外部需要模拟量输出时，系统经过D/A转换器转换成标准电信号。模拟量输出信号一般用来控制风阀或水阀的调节。数字量输出（DO）：DDC控制器采集外部信号，通过分析处理后输出给输出通道当外部需要数字量输出时，系统直接提供开关信号来驱动外部设备。这些数字量开关信号可以是继电器的触点、NPN或PNP三极管、可控硅元件等。•DDC控制器的结构及原理第三章：楼宇自控系统设备2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page21传感器与变送器：传感器是实现测量与自动控制的重要环节。在测量系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。传感器：是指能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。变送器：是将由传感器输出的电信号经过校验和处理变换成标准的（电流、电压）电信号。目前，传感器、变送器的发展是朝着小型化、多功能化、智能化发展。随着计算机技术的发展，现代的传感器加强了计算机接口技术，可以直接连接在工业控制总线上。•传感器的基本概述第三章：楼宇自控系统设备2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page22风道温度传感器风道湿度传感器风道温湿度传感器水管温度传感器室内温度传感器室内湿度传感器室内温湿度传感器Ni1K输出Pt-（100~1000）铂电阻输出0~10V输出4-20mA输出按信号类别分类按安装位置分类•传感器、执行器模块2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page232）空气压差开关（DI）50~500pa3）空气压差传感器（AI）按量程可分为(pa)：50、100、500、1000、1500、20004）液体压差开关（DI）按量程可分为(mbar):20-250,70-1000,550-4100三种5）液体压差传感器（AI）按量程可分为（bar）：0.5/1.0/2.5/4.0/6.0/10.0六种6）液体压力传感器（AI）按量程可分为（bar）：4/6/10/16/25五种7）水流开关（DI）8）液位开关（DI）按长度可分为：3/5/8米9）二通水阀（螺纹安装）按管径分为：DN20,DN25,DN32,DN40,DN50（法兰安装）按管径分为：DN65,DN80,DN100,DN125,DN150,DN200,DN250,DN300,DN350,DN400第三章：楼宇自控系统设备第三章：楼宇自控系统设备2020/4/26杰夫瑞尔·中国Page2410）三通水阀（螺纹安装）按管径分为：DN20,DN25,DN32,DN40,DN