楼宇自动化讲稿

1、绪 论工业自动化分类: 发电厂，炼油，化工，冶金（高炉、轧钢、有色金属），造纸（传动、过程），水泥，印染，卷烟，机械制造，电梯，楼宇。本课程用到的知识：模电、数电、工厂供电、电机与传动、电器与控制、计算机网络、通信技术、检测与自动化仪表、计算机控制技术、音响、电视、空调。第一节 楼宇智能化技术的基本概念一、智能楼宇与楼宇智能化技术基本功能：1、通过结构，系统、服务和管理的最佳组合提供高效和经济的环境。2、在上述环境下，为管理者实现用最小的代价提供有效的资源管理。3、帮助业主、管理者和住户实现他们的造价、舒适便捷、安全、长期的灵活性及市场效验的目标。二、智能楼宇的发展 功能为3C（计算机、自动控

2、制、通信）。3A（OA办公、CA通信、BA自控）建筑的发展过程： 1、结构（砖混、框架、全混、钢架结构） 2、控制设备（供电、给排水、通信、防雷、消防、安防、空调等） 3、管理功能（水电燃气集抄、各种收费管理、出入管理等）工业自动化分类: 发电厂，石油，化工，冶金（高炉、轧钢、有色金属），造纸（传动、过程），水泥，印染，卷烟，机械制造，电梯，楼宇。本课程用到的知识：模电、数电、工厂供电、电机与传动、电器与控制、计算机网络、通信技术、检测与自动化仪表、计算机控制技术、音响、电视、空调。第二节 建设智能楼宇的目标一、提供安全、舒适、快捷的优质服务 1、安全1）防盗报警 2）出入管理 3）视频监控

3、4）安保巡更 5）消防及联动6）紧急广播 7）停车管理 8）门禁管理 2、舒适1）空调（供冷热、通风） 2）供电与照明 3）共用天线 4）背景音乐5）多媒体系统 6）供水 7）排水 8）电梯 3、便捷1）结构化综合布线 2）通信网络 3）办公自动化 4）物业管理系统（水电燃气集抄系统等）二、建立科学的综合管理机制目前这方面还较欠缺（硬件尚可，软件不足）三、节能与降低成本 供电、水，供冷、热等第三节 智能楼宇特征3A OA办公自动化 CA通信自动化 BA楼宇自动化SCS结构化综合布线第四节 智能化的主要内容1、一般建筑 1）、建筑结构：砖混，框架，钢混，全钢，层高，地上，地下 2）、内部结构：空

4、间，分布，材料，装饰 3）、设施：供水、电、燃气，电话，电视，电梯，消防、安全等2、智能建筑环境 采用更高科技含量及计算机控制技术改造3、楼宇通信 电话、计算机网络、有线电视4、楼宇设备自动控制 1）、电力（高、低压配电，UPS，应急发电） 2）、照明（生活，公共，应急，景观） 3）、环境控制（供冷、热，通风，环境监测，给排水，卫生设备，污水处理） 4）、消防（火灾监测，报警，灭火，排烟，门禁联动，紧急广播） 5）、安防（防盗报警，视频监控，出入管理，安保巡更） 6）、运输（电梯，停车场，车队） 7）、广播（背景音乐，公共及紧急广播）5、楼宇运营管理 1）、面向用户：水电燃气集抄收费，物业管理

5、费，公共设施使用） 2）、面向管理者：各种数据处理、计算、统计。6、楼宇共用信息处理 计算机系统，电子会议室，办公自动化7、用户专用设施 特殊用户自己安装的设备一、楼宇通信自动化74 1、程控交换机PABX 2、计算机局域网LAN 3、PABX和LAN综合以及业务数字网ADSL二、楼宇自动化系统 1、楼宇设备系统1）单机自动化2）分系统自动化3）综合自动化（各子系统集成） 2、楼宇运营管理系统1）面向住户的前台业务处理（预约，分配，计费）2）面向管理者的功能（人事，财务，经营决策）3）综合楼宇自动化系统（将上述两类进行一体设计）三、楼宇办公自动化系统 1、基于文字和数字的办公自动化系统（电子信

6、箱，公文审批，报表发送） 2、基于声、像的办公自动化系统（图像，视频会议，图文终端）四、结构化综合布线和系统集成 1、结构化综合布线（有音频，视频，数据，信号线），将BAS、CAS、OAS三大系统有机的连接。 2、智能楼宇的系统集成（将各子系统相关部分连接，实现共享、集中、统一、协调、高效的管理）南宁国际会展中心二期工程智能系统预算：综合布线182万，计算机网络297万，楼宇设备控制362万，安防259万，门禁200万，有线电视12万，公共广播90，系统集成99万。合计1495万。第一篇 智能楼宇信息传输网络技术第一章 信息传输网络技术第一节 功能及传输对象一、网络的基本功能1、有线电话，有线

7、电视，电话会议，（音频和视频信号）。2、控制信号、管理信息、共用信息的传输。3、与市话网、公用数据网、移动通信网、无线数据网的联接。二、数据与信号数据信号：数据是有意义的实体，信号是代表数据的形式。信号和信号发送：不同形式的信号可以在不同的介质上传输。传输：传播和处理信号的数据通信。1、模拟与数字的数据： 模拟数据是连续的，可用曲线表示。 数字数据是离散的，可用坐标表示。2、模拟信号与数字信号： 模拟信号是连续的，数字信号只有0、1。3、模数模 模（原始）A/D数（处理）D/A模（还原）三、模拟传输和数字传输1、信号传输方式模拟/数字信号都可在合适的介质上传输，但表现的特性不同：模拟传输：设备

8、简单，但传输中占用频带宽，且传输中的失真、噪音、干扰无法克服。数字传输：传输中占用频带较窄，失真极小，可克服噪音、干扰的影响。但数字信号直接传输距离很短（基带传输），要获得较长的距离，必须要调制后传输（宽带传输），调制/解调设备较复杂。2、信号的传输方法 1）直接传输（常用于模拟信号，数字信号少用） 2）调制后传输（调幅、调频、调相） 3）编码调制后传输（查错、纠错、压缩、加密）只用于数字信号图3.2.2 模拟信号调制（载频>信号最高频率2倍）3、模拟信号与数字信号的特点 模拟信号 优：是原始信号，传输和存储无需转换，相应设备较简单。 缺：传输占用频带宽，传输和存储时的失真和噪音无法克服

9、。 数字信号 优: 传输占用频带窄，编码调制后传输和存储时可做到高保真，并具有查错、纠错、压缩、加密、多路复用等功能。 缺：保真度越高信息量越大，A/D、D/A、编码和调制/解调设备较复杂。第二节 网络传输介质一、信道和传输损耗 1、信道分类 1）用途：电话，电视、广播、计算机网络等 2）介质：有线，无线（微波、红外） 3）频谱：高频（公用天线、计算机网络），中频（视频），低频（音频、控制） 4）信号：模拟，数字 5）使用：公用，专用2、介质传输带宽 1）有线：平行线（窄），网络双绞线（宽），同轴电缆（较宽），光纤（极宽） 2）无线：长波、中波、短波、超短波、微波（频率高带宽宽，但传输距离短）

10、3、传输损耗 信号频率越高损耗越大，传输距离越远越大。但光纤的损耗只与距离有关。所以，除了在光纤中采用数字（开关）量传输外，在其它介质中，大多都是采用调制后的正弦波方式传输。二、双绞线 1、平行线（常见型号RVV无屏蔽、RVVP屏蔽） RVVP 9×0.5 （9芯，每芯0.5mm2），屏蔽层有96编和128编。 2、网络双绞线（常见型号UPT无屏蔽、STP屏蔽） 3、4类（10M），5、超5类（100M），6、超6类（1000M） 单段传输距离均为100米，有室内、室外和无屏蔽、屏蔽、双屏蔽。三、同轴电缆（常见型号SYV75-X、SYV50-X）75表示阻抗为75欧，50表示阻抗为7

11、50欧 X=3-9，数字大线径大，传输距离远 如：75-5为2Km，75-7为3Km，还有信号的频率越高，传输衰减越大，距离越短。四、光纤（多模、单模）多模：红光，传输距离2Km 单模：激光，传输距离20-100Km 有室内、室外和4芯几十芯。 光波的频率极高，载波能力极强，只要选择相应的收发器，什么信号和多高的速率都能传输，抗干扰、抗雷击、防盗。五、无线红外：传送距离10米左右。微波：传送距离与发射功率、天线增益及安装高度、环境有关，最大约20Km。如发射功率1W的用全向天线为2 Km左右，定向天线为5-10Km。GPRS：利用移动通信的网络，覆盖面大，但要按流量收费。卫星：距离很远，但费用

12、高。六、介质选择 原则：耐压、电流、频率、损耗，还有几芯、屏蔽、封装、室内/室外。 室内并短距离选电缆，室外或长距离选光纤。第三节 网络技术基础一、编码、解码 1、数字数据，用模拟信号表示。 ASK调幅，FSK调频，PSK调相2、数字数据，用数字信号表示 3、模拟数据，用数字信号表示图2.2.1 模拟信号（A/D)数字信号CD音频：44.1KHz×16bit= 705.6Kbit/s=88.2Kb/sDVD音频：96KHz×24bit= 2304Kbit/s=288Kb/s DVD视频:亮度13.5MHz×8bit= 108Mbit/s=13.5Mb/s色度3.5

13、MHz×8bit= 28Mbit/s=3.5Mb/s采用频率应>信号最高频率2倍,分辩率根据保真度需要而定。二、多路复用一路物理信道，可作为多路逻辑信道使用。 1、频分：不同频带作为不同的信道。如ADS和有线电视。 2、时分：不同的时段作为不同的信道。 3、数分：不同的数据标识作为不同的信道。如CD的R/L数据。三、异步和同步传输 1、异步传输每个字符发送和接收的间隔时间不定，每个数据包都有明确的收发标识。 2、同步传输 所有字符双方以同一速率发送和接收。四、交换技术 1、电路交换 建立虚电路，同步传输。 2、报文交换 存储-转发，异步传输。 3、分组交换报文分组后，根据路况，

14、分别从不同的路径传输。五、单工、双工、半双工 单工单向；双工双信道+双向；半双工单信道+轮流双向第四节 通信网络五、宽带接入 1、市话拨号：通过音频Modem接入，点对点式，速率50 Kb，占用市话线路。 2、ISDN：通过ISDN Modem接入，点对点式，速率64+64 Kb，与市话共享线路。 3、ADSL：通过ADSL Modem接入，点对点式，速率下行0.5-8Mb，上行16-640Kb，与市话共享线路。 4、局域网：带宽共享式，通过网卡接入。 5、Cable（有线电视网）：带宽共享式，通过Cable Modem接入。 6、移动通信网：点对点式，移动GSM卡速率100Kb，电信CDMA

15、速率现为153Kb，明年3C将提高20倍。第五节 计算机网络（局域网）1、局域网设备：Modem，网卡，集线器，交换机，中继器，网桥，路由器，网关。2、楼宇局域网结构：上层采用千兆光纤网，中层采用百兆光纤网，下层百兆双绞线网。第二章 综合布线技术第一节 概述一、综合布线的目的 能对各种信号连接进行灵活的设置，以适应不同用户的需求及变化和发展。二、综合布线的特点与优势 1、特点：1)完整的系统工程，传输介质、连接硬件以及安装、维护等。2）模块化结构，可较容易地进行设置、搬迁和扩充。3）是最低的物理层。4）兼顾语音及数据通信应用。5）应有相当的超前性。 2、优势1）经济性2）高效性3）便于重新设置

16、4）运行费用低三、综合布线的设计规范标准 1）定义了认可的介质 2）定义了布线系统的拓扑结构 3）规定了各子系统的布线距离 4）定义了布线系统与用户设备的接口 5）定义了线缆和连接硬件的性能 6）规定了安装实践所需的注意事项 7）定义了链路性能第二节 综合布线的组成一、产品组成 电缆、插头、插座、配适器、连接器、跳线。二、结构 1、工作区系统综合布线系统末端用户（有音频、视频及计算机网络）2、水平系统从楼层的子机房到各工作区 3、干线子系统 从系统中心机房到各楼层子机房 4、管理区子系统 卫星接线间，干线接线间，设备间，主机房 5、设备间子系统 线缆，连接器 6、建筑群子系统 楼宇与外界或其它

17、楼宇之间的连接设备装置（接着参看相应课件）三、综合布线中的光纤光纤具有速率高、稳定，能用于计算机网络、音频、视频、控制等信号通信，当前光纤及其配套设备已很便宜，所以在室外和长距离通信中已大量采用。第三节 相关设备的连接一、与电话系统之间的连接（讲义图2-12）二、计算机网络系统之间的连接（讲义图2-13）三、与其他系统之间的连接 1、与自控系统：采用屏蔽双绞线或网络双绞线。 2、与监控系统：采用同轴电缆或网络双绞线。第四节 综合布线系统设计一、综合布线等级1、基本级2、增强级 根据用户类型、酒店星级和业主要求进行设计。3、综合级二、综合布线设计步骤 1、了解楼宇的用途，业主需求及发展空间和经济

18、能力。 2、了解其他系统（强电、弱电）的布线情况。 3、了解楼宇土建预留机井和预埋管线情况。 4、综合上述情况进行初步设计。 5、完成各楼层的平面图和总系统图。 6、做出全部设备、材料、施工的预算表。三、综合布线施工步骤 1、通告投标或其他关系签订施工合同（先要做好预算）。 2、读懂全部原理图和施工图。 3、看现场，与甲方、监理、业主、设计部门沟通，修改不合理的设计。 4、找施工队，与其签订施工合同（土建和安装两类）。 5、购买设备、材料和派专人监督施工。 6、经常检查线路、设备施工和安装进展及质量，尽快解决问题。 7、调试（需要与设备供应、安装的人员配合完成）。第三章 楼内互联网采用一定流量

19、的光纤接入，先通过硬件防火墙和代理服务器进行登录、流量限制、权限控制、信息过虑、计费等功能（类似个大网吧）。第二篇 楼宇设备自动控制技术第四章 楼宇基本设备及其控制特性第一节 供配电系统一、楼宇配电系统（10kV、35kV） 1、负荷分布和变压器配置空调（50%）、动力、照明。空调、水泵在地下层，电梯在顶楼，变压器供电范围约20层。变压器选择80%的负荷率，负荷变化大的可选2台以上，要留可扩充空间。选用干式和真空断路器（无油、可靠、免维护）。 2、供电主结线1）一用一备（不可靠）2）同时供电（较可靠）3）一路进线（不可靠）4）两路进线（较可靠） 3、低压配电方式1）放射式（星形），点对点，用于

20、功率较大的负荷（空调、电梯）。2）树干式（总线），并联，用于功率较小的负荷（照明、办公）。二、供配电系统的监测 三相（电压、电流），频率，（有功、无功、视在）功率，功率因素，（有功、无功）电度。1、电能参数检测电压（N:100）电压互感器，电流用（N:5）电流互感器。全部参数用电能采集模块。三、供电品质监测、改善和节能 1、频率：50Hz±0.5，取决大网，无法改变，独立脱网发电除外。 2、电压：220V±10%，可用稳压器稳压、自耦调压器调压、串电抗器降压。对于公共和景观照明可采用降压节能和延长灯具寿命。 3、功率因素 对功率因素进行（分相、动态）集中和分布补偿到0.9以

21、上。减少利率电费和减少线路损耗，节能。 4、谐波吸收 谐波对设备及能耗影响很大，对谐波动态或静态吸收。 5、三相负荷平衡调整负荷分配，力求三相负荷平衡。四、应急电源 1、应急灯（小功率，用于照明） 2、UPS（中功率，用于消防和安防） 3、备用柴油发电机组（功率较大，自动启动，供应部分电梯和楼宇内除空调外的其他用电设备）五、UPS及电池 1、UPS原理：由电池组、充电电路、逆变电路组成。 1）后备式：平时利用外电供电（有±20%的调压功能），逆变电路不工作，充电电路对电池组充电；断电时切换为电池组逆变后供电。优：价廉；缺：电源的波形及清洁度不好，只能短时工作。 2）在线式：充电电路一

22、直对电池组充电、电池组一直逆变后供电。优：电源的波形及清洁度好，电源的干扰小，能长时工作；缺：价高。 2、UPS选择 1）工作原理：功率不大（2000VA以下），要求不高，短时工作的选后备式，反之在线式。 2）输出波形：阻性负载选方波式，反之选正弦式。 3）供电方式：功率较小的选单相（3000VA以下），反之选三相。 4）电池组方式：标时的是内置电池组（额定功率8分钟），长时间的外置电池组，电池容量越大，支持时间越长。 3、常见电池种类 1）电池原理：电能（充）化学能（放）电能，容量为：V*Ah 2）锌锰电池：电压1.5V，不可充电，电解介质有偏酸性（氯化锌）和碱性（氢氧化钾），碱性的容量较大

23、。 3）镍镉电池：电压1.2V，可充放300-500次，充满为1.4V并会发热，有“记忆”性，需要充满、放光使用。镉为重金属，会污染环境。 4）镍氢电池：电压1.2V，可充放为500-1000次，充满为1.4V并会发热，与镍镉相比，容量较大，重量较轻，寿命较长，且“记忆”性较小，但也最好充满、放光使用。 5）铅酸电池：电压2V，可充放为300-500次，充满为2.4V并会产生气体和热量，切不可过度放电，长期存放需要充满；有加水和免维护两种。目前是容量较大，容量/价格比最高的、但又是容量/重量比最低的电池。 6）锂电池：电压3.6-3.7V，可充放为500次以上，无记忆性，漏电很小，充满为4.2

24、V并会产生气体和热量，因锂电池为金属壳（锂聚合物是软壳），会发生爆炸；再因锂电内阻很小，短路电流很大，易发生危险，所以每块锂电池都配有用于充放电的控制电路板，用来控制充电电流（前段用其Ah大电流、充到4V时改为脉动的小电流、充到4.2V时截止），控制放电电流（不大于Ah电流、短路和低于3V时电流截止）。有锂液态（金属壳）和锂聚合物（软壳）两种（锂聚合物容量大10%左右，且不漏液，不易爆炸）。锂电目前是容量/重量比最高的、但又是容量/价格比最低的电池。 4、常见充电电池特性表电池类型 ( 特性 ) 酸性电池 镍镉电池 镍氢电池 液态锂电池 聚合物锂电池 安全性能 好 好 好 一般 优秀 工作电压

25、 (V) 2 1.2 1.2 3.6 3.6 3.7 充电截止电压 (V)2.41.41.44.24.2重量能量比 (Wh/Kg) 35 41 50 80 100 140 160 190 体积能量比 (Wh/1) 80 120 100 120 200 280 260 370 循环寿命 300-500300-500500-1000 500 500 工作温度 () -20 60 -20 60 -20 60 0 60 -20 60 记忆效应 无 有 有 无 无 自放电 (%/ 月 ) 10 10 30 5 5 存放前充电状态/补充充满/1-2月70%/3-4月70%/3月70%/6-10月70%/6

26、-10月环境友好度 有毒 有毒 轻毒 轻毒 无毒 形状 固定 固定 固定 固定 任意形状   5、充电电池的使用维护 1）慢充：以1/10的Ah电流充12小时为慢充，慢充化学反应不激烈，电池发热产气小、寿命长，但耗时长，效果好、效率低。2）快充：以接近其Ah电流充1-2小时为快充，快充的效果与慢充相反，效果差、效率高。3）恒压充：以电池的充电截止电压进行充电，充电中，随着电池的电压升高，电压差逐步减小，充电电流逐步减小，充满的时间很长，效果好、效率低。4）恒流充：以某一定恒定的电流进行充电；但小电流充电时间较长，若大电流充电到快充满时电池发热量大，影响电池寿命。效果、效率不能兼顾。5

27、）智能充：前段用大电流充，后段改为小电流后脉动电流充，到截止电压时停充，效果和效率都好。6）使用：对于铅电池不能深度和过度放电，最好经常充满。镍镉和镍氢要充满放光。因锂电池无记忆性和有保护电路，可随充随用。7）存放：铅电池要充满，每个月使用一次或补充。镍镉和镍氢充70%，每3月使用一次或补充。锂电池充70%，每6-10月使用一次或补充。8）激活：新的或长期存放的电池会处于休眠状态，容量活性很低，需要充满放光才能达到额定容量。9）修复：老化和存放太久的电池会充不进电，对于铅电池需用（带有反向去极化）高压脉冲产生其Ah电流去充几分到几十分钟可修复，充到发热后减为正常电流；对于镍镉、镍氢和锂电池需用

28、调高电压产生其Ah电流去充几分到十几分钟可修复，充到发热后转为正常充电。 6、太阳能电池太阳能电池有单晶硅（效率16%），多晶硅（效率14.5%）,非晶硅（效率10%）。电池的面积越大，产生的电流越大。由于光照的不同，太阳能电池产生的电压、电流都不稳定，需要配置升压稳压装置、电池组或UPS才能正常使用。升压稳压装置可以把一定范围内的波动电压稳定为一固定电压给电池组或UPS充电。电池组对直流负载供电，UPS对交流负载供电。2010年太阳能电池板价格表非晶硅60×75mm2.5V40mA12元非晶硅60×90mm3V60mA17元非晶硅100×100mm6V80mA2

29、7元非晶硅140×60mm10V40mA16元非晶硅152×152mm8V120mA36元塑封微型1×1mm0.45V1mA1.5元弱光型非晶硅24×22mm(室内用)5V6.5uA2.5元弱光型非晶硅27×24mm(室内用)5V6.5uA2.5元弱光型非晶硅37×22mm(室内用)4.5V8.4uA 2.5元弱光型非晶硅40×5mm(室内用)4.5V2uA 2.5元弱光型非晶硅50×5mm(室内用)4.5V2.85uA 2.5元弱光型非晶硅55×14mm(室内用)2.5V1

30、4uA2.5元弱光型非晶硅55×14mm(室内用)4V9uA2.5元弱光型非晶硅75×10mm(室内用)6V5.8uA5元弱光型非晶硅72×28mm(室内用)7V13.4uA8元弱光型非晶硅82×23mm(室内用)5V17.6uA9元弱光型非晶硅82×23mm(室内用)11V8uA9元弱光型非晶硅92×25mm(室内用)8V13.4uA13元弱光型非晶硅92×25mm(室内用)11V9.7uA第二节 照明系统一、楼宇照明设计 1、照度、色温1勒克斯（lx）= 1流明（lm）40W白炽灯1米下约40lx，加反光罩后增加为73l

31、x，阴天中午室外为8千-2万lx，中午阳光下为8万-12万lx。1lx人眼只能看见物体轮廓，5-10lx阅读很困难。办公室要求达到50lx。夏天中午阳光的色温为5500K（白光），高于偏蓝，低于偏黄。白炽灯为2800K左右，高色温日光灯为6500K左右，氙气灯（如摄影闪光灯）5500-6000K。2、照明种类1）用户 2）公共 3）景观 4）工作 5）应急 6）特殊二、照明设备 1、光源1）白炽灯发热大，效率低，色温低，功率小，寿命短。2）卤钨灯给白炽灯加入（碘、溴）卤族元素,功率较大，寿命较长。3）萤光灯气体放电发光，寿命长，响应快，有高低两种色温。4）高压汞灯气体灯，功率较大，色温偏蓝。5

32、）高压钠灯气体灯，功率较大，色温偏黄，效率最高180lm/W。6）金属卤灯在高压汞灯内加入（钠、铊、铟、镝、钪）金属，色温好。7）氙气灯功率可很大，色温好。8）LED灯半导体发光，效率高100lm/W，体积小,寿命长，功率不大。特点：钨丝灯：直接供电，便宜，功率因素=1；效率低，发热，寿命短；启动响应较快，频闪响应慢。气体灯：效率高，发热低，寿命长，响应快；需控制器，贵，功率因素=0.3-0.67；启动响应有快有慢，频闪响应快。LED灯：直流供电，较便宜，效率很高，发热很低，颜色多，寿命很长，响应快，体积小；功率小；启动响应、频闪响应都快。 三、照明控制 1、跷板开关：单联、双联（人工手动或遥

33、控） 2、定时控制：（机械、电子定时器） 3、光敏控制：（电子） 4、声响控制：（电子） 5、景观控制：花式、定时、亮度控制 6、智能控制：采用专用控制器、PLC、计算机对公共、应急、景观等照明进行综合控制。四、家庭综合布线考虑1、供电1）按功率大小、类型将负荷分类。如电炊类（电磁、微波炉、电炒、电饭锅等），大功率类（空调、电热水器等）、中小功率类（电视、电脑、电冰箱、电风扇等），照明类。2）每类各由一条线路（3线）供电，并按负荷选择导线、空气开关、插座。火线（L）和零线（N）按最大电流选择（铜芯1mm210A），地线（）选1 mm2。 3）要做好用电安全：外壳接地，加漏电保护器。2、计算机网

34、络 放5类网线从各房间网络插座到设备箱（路由器）。如是选择无线路由器，在房间内还可实现无线上网。 3、市话（小型程控交换机）放2芯线从各房间电话插口到设备箱（程控交换机），程控交换机有1外线8内线和（1:16，2:8，2:16）等。拨号功能：1）拨9n抢打外线，2）拨#n内部通话，3）接听时拨#n来电转接。来电设置：1）语音提示，2）固定某台分机响铃，3）都响，4）轮响。4、有线电视放SYV75-5的同轴电缆从各房间电视插座到设备箱（电视分配器），最好选用有源增益可调型。5、环绕音响环绕音箱可在天花板吊装造，放两路音箱线到扩大机的位置。6、安防 对于每个门窗可预留一条5类网线到安防控制箱，做电

35、视监控和防盗报警。网线加转换器后可以传输4路视频信号或1路视频和3-5路防盗监测信号。第三节 空调与冷热源、送风系统一、人体舒适参数 1、温度：26-28 2、湿度：50-60% 3、压力：>1个大气压（略高好） 4、空气含氧量：>21%（高好，<6%有生命危险）二、参数调节方法 1、温度 降温：热泵、地下水加热：热泵、燃煤锅炉、燃油锅炉、电热、城市供热 2、湿度除湿：制冷、吸附加湿：水蒸汽、喷水、超声波雾化水 3、压力 超静厂房（调正压）和细菌实验室（调负压），一般的用户不用。 4、含氧量送新风三、热泵式空调机 1、工作方式压缩式（活塞、转子、螺杆、离心）、吸收式、半导体式

36、 2、分类1）家用分体式、窗式（风冷凝、风蒸发，功率小，能效比3.5以下）2）商用水源式（水冷凝、风蒸发，功率小，能效比4.5以下）3）商用模块式（风冷凝、水蒸发，功率中，能效比4.5以下）4）商用中央式（水冷凝、水蒸发，功率大，能效比5.5以上，最高为9）3、工作原理 膨胀阀开度控制：蒸发器温度低开度减小，反之加大。 4、空调系统节能1）家用空调：选择能效比高的，合理选择功率，选择变频机，安装室外机要避免日晒，使用时温度设定不要太低（高），房间要尽量减少漏热。2）商用空调主机：1）根据冷却水温高低，采用变频水泵调节冷却水流量和冷却塔风机量。2）根据负荷大小（冷冻水温差0-5），采用变频水泵调

37、节冷却水流量。3）根据气温和冷却水温，控制主机的启/停。 3）冷风柜温度：给定（根据气温）与回风温度比较，调节风量，控制回风温度。 4）冷风柜湿度：给定与回风湿度比较，调节喷水量，控制回风湿度。5）新风机控制：如送风区有人定时启/停控制和气温高便对新风预冷。案例1:广西电视台演播厅中央空调系统控制1、演播厅温度控制 共有1000m2厅（5台风柜），600 m2厅（4台风柜），300 m2厅（2台风柜），候播厅（2台风柜），风机为7.5kW/台，分布在四个地方，在控制室计算机上集中进行回风温度控制。2、中央空调主机系统控制 共有特灵离心主机（185kW）2台、冷却泵（55kW）3台、冷冻泵（45

38、kW）3台都在地下层，冷却塔（15kW）2台在天面，也在上述这台计算机上集中进行水流量控制。案例2:广西大学综合实验大楼空调系统控制1、设备情况 大楼地面11层，地下1层，共有538台水源空调（制冷耗电1-2Kw）和20台新风机（制冷耗电8Kw），分布在大楼各层；在地下层有冷却泵（30kW）5台，天面冷却塔（7.5kW）4台。2、冷却水系统控制（模拟量并行控制） 在控制室计算机上集中对冷却泵进行水压控制，控制水压随负荷增大；对冷却塔进行风量控制，控制风量随水温增大。3、新风机控制（485数字串行控制） 在控制室计算机上集中对新风机进行定时启/停和新风预冷控制。4、空调机监控（485数字串行控制

39、） 在控制室计算机上按楼层对全部空调机的设置、状态、故障等参数进行监控，同时对运行时间进行定量控制，防止浪费。第四节 给、排水系统一、给水 1、液位检测1）浮球开关（DI） 2）电极（DI） 3）水压（AI） 4）超声波（AI）DI/DO只有1/0；AI/AO有0-10V/4-20mA/±5V。2、重力给水（有塔供水）在天面设置水箱，当水箱水位低于下限时开泵，高于上限时停泵。优点：停电时仍有水。缺点：位能浪费、有二次污染，水箱重，增加楼的负荷结构。除消防和空调补水外，生活用水已不用水箱。 3、气压罐供水储水罐在地下层，向罐内打气压为300-450kPa，采用气压将水送上楼。 4、水泵

40、直接供水不用水箱，采用PID控制变频调速恒压供水，用水量大时水压下降，水泵转速升高，水压就恢复到设定值，反正。当转速达到最高（50Hz）时，水压还不能恢复到设定值，应启动一台水泵；当发现转速总时较低（约40Hz左右）时，应停止一台水泵。控制方式有：一拖一、一拖二、一拖N，设定压力可随时间段变化。二、排水（地下层） 检测污水池水位，进行上下限控制（超上限启动泵，超下限停泵）。第五章 楼宇设备自动化技术第一节 BAS功能（楼宇自动化系统）一、单机自动化：恒压供水、自动排水、电梯等单机设备。二、分系统自动化：1、供电系统(高压配电、变电、低压配电、应急发电);2、照明系统(工作照明、事故照明、艺术照

41、明、障碍灯等特殊照明);3、环境控制系统(空调及冷热源、通风环境监测与控制、给水、排水、卫生设备、污水处理);4、消防系统(自动监测与报警、灭火、排烟、联动控制、紧急广播);5、保安系统(防盗报警、电视监控、出入口控制、电子巡更);6、交通运输系统(电梯、电动扶梯、停车场、车队);7、广播系统(背景音乐、事故广播、紧急广播) 。三、综合自动化（系统集成）：（见讲义图5-1）。第二节 集散（DCS）控制系统一、DCS系统总体结构DCS系统结构框图二、DCS下位系统的组成1、下位系统结构DCS系统下位结构框图 2、下位控制器（下位机）硬件和软件1）DDC控制器（控制功能根据不同的DDC选择相应的编

42、程软件开发，控制软件在不同品牌的DDC上不通用）。2）PLC（同上）3）单片机（同上）4）嵌入式计算机（同上）5）智能控制器（根据控制功能选择，内置程序，无需再编程，但要进行参数设置）。6）工控计算机（控制功能采用某种高级语言或组态软件开发，可通用性好）。 3、现场总线目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、CONTROLNET、DEVICENET总线等。这些现场总线都存在技术上不公开，不通用，传输速率低（10M左右），设备价格贵等问

43、题，工业以太网具有传输速率高（100-1000M），设备价格低，技术公开等优点，正逐渐成为大家选择现场总线的首选，有成为标准的趋势。尽管RS-485不能称为现场总线，但是作为现场总线的鼻祖，还有许多设备继续沿用这种通讯协议。采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势，仍有一定的生命力，目前还大量在下位控制器与仪表、执行器和智能控制器的数字通信中应用。4、现场检测仪表 1)计算机信号的I/O计算机信号I/O示意图2）仪表选型主要参数传感器性质，测量范围，精度（1、0.5、0.25、0.1），输出信号（V/I、单/双极）， 工作温度范围，外形尺寸、本体材料（碳钢/不锈钢/铜）、内衬材料。3）电

44、量参数检测直流电压：将被测电压转换为0-5V（对高压用电阻分压，对低压进行放大）。直流电流：在回路中串一取样电阻（阻值应对回路电流影响不大），再将该电阻上的电压转换为0-5V。交流电压：将被测电压转换为直流0-5V（对高压用电压互感器降压，对低压进行放大）。电压互感器规格为：N比100V交流电压：将被测电压转换为直流0-5V（对高压用互感器降压，对低压进行放大）。电流互感器规格为：N比5A交流电量参数有（三相/单相）电压、电流、有功/无功/视在功率、功率因素、有功/无功电度、频率等。电量都有专用的检测模块，有单参数和多参数的。多参数的只要提供给模块三相电压和电流，便可得到被测电量的全部参数，并

45、是采用现场总线数字输出。4）温度检测温度传感器和变送器温度传感器性质：热敏电阻（廉价）、铂电阻（中低温）、半导体（中温）、热电偶（高温）、红外（非接触）。需要将温度传感器紧贴被测固体或插入被测液体、气体。 5）压力和差压检测压力和差压变送器压力传感器性质：陶瓷（低价）、扩散硅（中价）、电容（高价），测量方式有绝压、表压和差压。需要将压力传感器与被测压力用管道联通。 6）物位检测物位变送器物位传感器性质：浮力、磁控（低价），压力、差压（中价），超声波、微波（高价）；测量有方式接触和非接触。液位检测方式大全 7）流量检测流量检测变送器流量传感器性质：涡轮、超声波（低价），孔板、涡街（中价），电磁（

46、高价）；测量方式有全通过和插入式，内衬有：无、橡胶、聚四氟乙烯等，主要原理是测出流速×面积=流量。 8）质量流量检测流量只是单位时间内通过的体积，而质量流量得到的是重量，体积×比重=重量。测比重的方法：震动（科里奥利力）、放射性（伽玛射线）等。 9）转速及角位移检测转速及角位移检测变送器转速传感器性质：测速发电机、霍尔、光电、电磁感应、电容，每转输出数个脉冲；轴编码器（角位移检测），每度输出数个脉冲。 10）直线位移检测直线位移检测变送器直线位移传感器性质：光栅、电感、磁致，输出有模拟量和脉冲。 11）距离检测距离检测变送器测距传感器性质：红外、超声波、激光（稳定、距离远、

47、精度高、价格贵）。 12）成分检测 常见气体：氧气、CQ2、可燃性、瓦斯等等，固体：检测过程复杂，价格昂贵，特别在线快速检测。5、执行器电动阀门、计量泵、步进电机、格栅、风阀工作原理：电磁阀（开关量），调节阀（模拟量），计量泵（模拟量），步进电机（脉冲）。6、智能控制器智能控制器变频器工作原理：将三（单）相工频交流整流滤波后进行逆变，重新输出频率可调的交流电源（频率可由程控、模拟量、数字控制），并有输入过、欠压，输出过流、过载，IGBT超温等保护功能和报警输出；还有给定频率、输入电压、母线电压、输出电压、电流、频率等参数显示和输出。是内置32位单片机控制的智能设备，广泛用于异步电机调速。智能控

48、制器：时间、温度、压力、流量、张力、恒压供水等通用型的，也有很多专用型的，其功能是配套相应的传感器和执行器后，能够对主控参数进行闭环自动控制。三、上位系统结构DCS系统上位结构框图上位系统的工作站可采用一般的计算机，要求高的用工控计算机，根据不同的要求选择不同档次的服务器和硬盘的容量，控制平台一般是选用组态软件。远程控制就是在一般的计算机上采用浏览器进行。第六章 楼宇安全防范技术第一节 概述一、要求1、防范：采用监测和监视技术对设备、财产及人身安全进行防范，提前防范是最有效的防犯手段。2、报警：在现场和监控中心发出声光报警。3、记录：对报警情况进行图文记录。二、安防系统的组成 1、出入口管制：

49、对进入管制区的人员进行身份识别，进入不同管制区需要有相应的授权。 2、防盗报警：采用红外、微波、触动、视频监测等侦测技术对非法入侵行为进行报警。 3、电视监视：采用固定、变焦云台、球机、红外夜视等摄像机，对重要的场合进行24小时录像，成为事前威慑、事发报警、事后分析破案的有力手段。第二节 出入口管制系统一、出入口管制系统的基本结构出入口管制系统有门禁系统和停车场管理系统，都采用DCS系统结构，以门禁系统为例：下位由单片机为核心的门禁控制器组成，每个控制器控制4-8个门禁装置，所有的门禁控制器通过现场总线与上位系统连接，每个门禁的情况都在上位系统的模拟图上显示和记录，有突发情况时便在相应位置处发

50、出报警信息。门禁系统结构框图二、出入口管制系统的识别装置 1、磁卡：磁记录原理，成本低廉，但容易被复制及消磁和损坏。 2、IC卡：内置加密芯片，无源，是利用读卡器辐射的射频信号感应电动势来工作，不易被复制和损坏。 3、指纹机：唯一性识别较好。 4、虹膜机：唯一性识别也较好，但人的虹膜因某些眼疾也会改变。 5、掌形机：唯一性识别也较好，但人的掌形因某些情况也会改变。三、门禁系统门禁系统是在重要的房间和通道的门上安装了识别装置、电锁（电磁力、插销）等设备，外来人员凭身份识别（IC卡和密码）进门，出门有单向（按出门按扭）和双向（凭身份识别）两种，所以的进出门情况都由上位系统记录。并设置有协迫码，以便

51、被协迫人巧妙报警。逃生通道的门需要用电磁力锁，以便在消防联动中开锁（失电）。门禁设备安装示意图四、停车场IC卡管理系统停车场IC卡管理设备安装示意图进场车辆在刷卡同时被照相（车牌和车型），系统把卡号与照片捆绑；当出场时再次刷卡，系统根据卡号调出该车辆进场时的照片供保安比对，相同才能放行，同时系统根据车辆停放的时间计算出停车费。该系统除了能防止车辆被盗外，还能防止停车费的流失。五、可视对讲门禁系统可视对讲门禁系统在每个单元铁门上有装有可视联网（刷卡）主机，单元每个住户都装有可视分机。对于住户回来是采用刷卡使单元铁门开锁后，再推门上楼；门被推开后，在液压装置的作用下会自动慢慢关上。当有客人来访时，

52、需要在单元铁门上的主机上输入房号，这时相应房间内的可视分机响铃，主人可提机与来访者对话，同时还可在屏幕上看到来访者的模样，如允许来访便按下开门键，单元铁门便开锁，客人才可推门上楼。该系统除了有防盗功能，还能防止不必要的打扰和闲杂人员的往来。六、出入管理的计算机系统 1、控制方式授权人开门后，关门即锁（人工开门，自动上锁），办公室等普通房间。授权人开门后，门一直开（人工开门，人工上锁），大门、通道等公共场合。授权人开门后，限时上锁（人工开门，限时上锁），机房、库房等重要房间。 2、识别等级：刷卡、刷卡+密码、刷卡+密码+人工确认 3、授权管理：合法卡、密码、允许时段、通行范围。 4、管理报告所有

53、开、关门的流水记录（授权人、时间、地点、状态）所有报警的流水记录（时间、地点、状态）提供各种方式的查询 5、与其他子系统的联动控制安防报警联动（当某处报警时，电视监控系统会对位进行录像）消防报警联动（当火灾报警时，打开所有的消防同道门）第三节 防盗报警系统一、系统结构防盗报警系统框图二、防盗报警装置接触式和非接触式1、机械接触式：有机械微动式开关、磁吸干簧开关、电容式接近开关。防盗触动开关 2、非接触主动式红外侦测:对射式(距离数百米)和反射式(距离十多米)主动式红外侦测器3、非接触被动式红外侦测:侦测比环境温度高的物体移动(十米内)，只用于室内（室外易受热气流的干扰），人体红外线可穿特殊衣服屏蔽。被动式红外侦测器 4、非接触主动式微波(雷达)侦测:利用多普勒效应侦测移动的物体(十多米内)，较被动红外稳定，可用于室外，但价格较高。主动式微波侦测器5、非接触主动式超声波侦测:利用超声波发射和反射时间不同侦测移动的物体(十多米内)，可用于室外，价格较微波低，但稳定和可靠性不如微波。主动式超声波侦测器6、视频移动侦测:数字录像机提供的功能，当某路摄像画面变动率达到设定的百分比时，该路的报警开关闭合，同时开始录像。7、震动报警：有水银、滚珠开关和压电陶瓷震动传感器（需配放大电路）震动报警开关和传