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文档简介
1、智能建筑 :以建筑物为平台,兼备建筑设备管理系统、信息设施系统、信息化应用系统、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,向人们提供一个安全、高 效、节能、便捷、环保、健康的建筑环境。智能建筑的组成 :楼宇自动化系统 BAS 、 通信网络自动化系统 CAS 和办公自动化系统 OSA 即“ 3A ” 。 “ 5A ”还包括保安自动化系统 SAS 和消防自动化系统 FAS 。智能建筑的系统集成 SIC 是“大脑” , PDS 是“血管和神经” , BAS 、 OAS 、 CAS 所属的各 子系统是运行实体的功能模块。智能建筑的重要性等级 :消防报警子系统的重要性等级最高, 对大
2、楼可否是使用有着最高的 否决权;其次是安全防范子系统,它决定了 BAS 是整个大楼的基础,是大楼能否投入使用 的先决条件。 。综合布线子系统使楼宇的布局随时可以改变。集散型建筑设备自动化系统的体系结构:中央管理计算机(或成上位机、中央监控计算 机 。直接数字控制器 DDC 。建筑设备自动化通信网络。传感器和执行器建筑设备自动化通信网络 的基本特征是功能层次化。 分三层 :运营管理层一般由中央处 理装置和各个控制子系统的监督控制计算机,通过标准的 TCP/IP网络同心协议,组成以太 局域网。监督控制层是上位计算机和现场控制器 DDC 构成的网络叫控制网络。现场控 制层是指 DDC 通过 I/O端
3、口和现场被控设备上各种类型的传感器、执行器的连接系统。 计算机控制系统的基本组成:被控对象:指需要控制的装置、设备及过程。检测装置:用于检测被控对象的各种状态参数, 了解设备、 系统的实时运行状态。 控制器执行机构 反馈 :输出量经过检测装置被送回输入端, 并与给定值相比较产生的偏差信号的过程。 因引 入了反馈量,整个控制过程称为闭合的,因此反馈过程也称为 闭环控制开环控制:系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道的控制方式闭环控制可以一直内外扰动对被控量产生的影响, 控制精度相对开环控制要高很多, 工程上 绝大部分的自动控制系统为负反馈闭环控制。自动控制系统性能的基本要求 :稳定性、准确性和快
4、速性。计算机自动控制系统的基本功能 是使被控变量与设定值保持一致。计算机自动控制系统分类 :恒温控制系统,程序控制系统和随动控制系统。集散型计算机控制系统:一般分三级 :第一级为现场级 ,主要由传感器和执行器组成,承 担现场参数的测量与控制任务。 第二级为监控级 ,由直接数字控制器 DDC 组成,每个控制 器执行预定的控制算法, 形成独立的控制子系统。 第三级为系统管理级 , 通常由管理工作站 组成。 特征:“集中管理,分散控制”现场总线:指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、 双 向串行、 多点通信的数据总线 。 应用在生产现场、 微机化生物量控制设备之间实现双
5、向串行 多点数字通信的系统。直接数字控制系统 DDC :又称“下位机” 。 “控制器”是完成被控设备特征参数与过程参数的 测量并达到控制目标的控制装置。 “数字”的涵义是指该控制器利用数字电子计算机来实现 其功能要求。 “直接”以为这该装置在被控设备的附近,无需再通过其他装置即可实习上述 全部测控功能。 DDC 其实就是一个典型的计算机控制系统。 特点 :可靠性高、控制功能强、 可编写程序等。 作用:既能独立监控有关设备, 又可以通过信息网络接受来自中央管理计算 机的统一控制与优化管理。I/O接口与输入输出通道 :模拟量输入通道 AI. 模拟量输出通道 AO. 开关量输入通道 DI. 开关量输
6、出通道 DOPID 调节 指按偏差的比例、积分和微分进行调节的算法。比例调节 :放大作用,提高调节器灵敏度。比例系数越大,控制器的放大倍数也愈大,灵敏 度愈高。 比例控制器的比例带可表示调节器的灵敏度, 比例带愈大, 则调节器的放大倍数愈小, 灵敏度愈低, 调节过程愈稳定, 但比例带大, 调节过程的静态偏差大。 反之比例带愈小, 则该调节器的放大倍数愈大, 而灵敏度愈高, 调节过程的静态偏差愈小, 但调节过程不稳定。 比例作用是根据偏差的大小和方向决定的。比例调节的缺点是调节系统一定存在静态偏差。 积分调节:作用是 消除系统中存在的静态偏差 ,缺点是 易使调节过程出现过调现象,从而 引起被调量
7、震荡 。积分调节器控制执行器的动作速度及方向只决定于输入偏差的大小及正 负,与偏差变化的大小及方向无关,不能认证排练差产生的速度及方向。微分调节 :作用是对偏差进行微分, 根据偏差变化的速度及方向, 判断偏差的变化趋势来预 先改变控制输出量,减小超调量,克服震荡,提高系统的稳定性,具有超前性。这种 超前和 加强的调节作用,使被调参数的动态偏差大为减小,但微分调节器不能单独应用,常和比 例或比例积分调节器组合使用 。 调节速度:微分比例 积分计算机网络的拓扑结构:总线型结构、环形结构、星形结构、树形结构、网状结构和混合型 结构。LonTalk 协议是局部操作网络的通信协议。 BACnet 协议是
8、专门为楼宇自动化和控制网络而 设计的面向对象的开放性通信协议。建筑设备自动化中的监控设备:传感器,执行器,控制器和网络互联设备。传感器:用来感知建筑物及其设备系统的实时状态。 国标定义:一种能把特定的被测量信息 按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置常用传感器:温度传感器 (常有热电偶、热电阻、热敏电阻和电接点温度计 。 湿度传 感器 :主要用于室内外的空气湿度和风道内空气湿度的检测。 分水分子亲和力型和非水分子 亲和力型。 压力 /压差传感器 :在建筑设备系统中,水系统和风系统中常需要测量、控制 压力和压差,以保证工艺过程的正常进行。 (a 电接点压力表是数字(DI 两位型传感器, b
9、 压差开关常用于检测过滤器阻塞报警和风机是否开启,是数字(DI 两位型 。 水流量传 感器 (靶式流量开关一般安装在空调冷冻水和冷却睡的供水干管上, 起连锁和断流保护作用, 是数字(DI 两位型 。 液位传感器。 CO 2传感器常用传感器选用要点:选择合适量程。 参数最大值为量程的 2/3, 使之具有一定过载能力。 选择适当的精度 选择合理的类型安装方式、 接线和电源输出信号形式使用环境要 求使用经济控制器按信号形式分 为机械电气式、模拟电子式、直接数字控制式自力式温度控制器 :是集传感器、控制器与调节阀于一体的控制装置,也称恒温控制阀 工作原理:控制器中的传感器为以弹性元件体, 其内充有少量
10、液体。 当温度升高时, 部分液 体蒸发变成蒸汽,使弹性元件体内压力升高, 产生向下的形变力, 通过传动机构, 克服弹簧 的反作用力使阀芯向下运动,关小阀门, 减少流入散热器的水量。 当室温降低时, 其作用相 反,部分蒸汽凝结为液体,传感器向下的压力减小,弹簧反作用力使阀芯向上运动,阀门开 度增大。常用执行器 :电磁阀 两位式阀 (利用电磁铁作为动力元件,在线圈通电后,产生电磁吸 力提升活动铁心, 从而带动阀塞运动控制气体或液体流量通断 风机盘管电动阀 电 动双 位阀 ,靠电动机运转带动阀芯上下运动。 电动调节水阀 :可连续调节 至少包括两个点位 (AI 、 AO 根据控制器发出的模拟信号,连续
11、改变阀芯行程来改变阀门阻力系数,从而达 到调节流过阀门流体流量的目的。通过控制流体流量实现温度控制。电动风阀 多数情况 下是起通断作用,少数情况是调节作用。变频器晶闸管调功器交流接触器阀门的理想流量特性 :调节阀在前后压差固定的情况下得到的流量特性。 由阀芯形状决定 的。 直线流量特性 :指调节阀的相对流量与相对开度成直线关系, 即单位相对行程变化所 引起的相对流量变化是一个常数。调节特点:在行程变化值相同时,在小流量情况下, 相对 流量变化值大,而流量大时,相对流量变化小。 等百分比(对数流量特性 :单位相对形成变化所引起的相对流量变化与此点相对流量成正比。调节特点:开度小时,流量变化小,
12、开度大时流量变化大。流量相对变化率均为 40%,具有等比特性。 抛物线流量特性:调 节阀的单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点相对流量的平方根成正比。 在坐标上 介于直线和等百分比曲线之间。 快开流量特性 :特性:在调节阀行程比较小时,流量就比 较大,随着行程的增大,流量很快达到最大。 有效行程在阀座直径的四分之一以内 ,行程 再增大时,阀的流通面积不再增大,便不起调节作用。 主要用于双位调节 。选择换热器调节阀的一个重要原则 是以阀门的工作特性来补偿换热器的静特性,以达到较 好的换热量调节效果。以蒸汽为一次热媒的换热器,其静特性为线性的,而一水为一次侧介质的换热器,无 论二次测介质是水
13、还是空气, 其静特性都是非线性的。 根据以水为一次侧介质的换热器的特 性, 在小流量时会引起盘管大的热输出, 而等百分比调节阀在小开度时提供较小的流量, 两 者可以互相抵偿, 使等百分比调节阀与换热器构成的综合特性呈线性, 具有较好的调节质量, 以蒸汽为一次热媒的换热器的静特性为线性, 应选择抛物线流量特性的调节阀, 因为该特性 的调节阀的实际工作流量特性接近直线特性。在变水量空调系统中, 冷热源机房内供回水总管之间常安装 压差旁通阀 。 由于压差旁通 阀两端的压差基本不变, 其工作目的是要求阀门根据两端压差均匀地旁通水流量, 因此应选 用线性流量特性的调节阀。风机盘管的控制:室外控制,室温控
14、制,风机转速。新风机组基本监控功能:新风阀的控制:通断式 过滤网状态显示与报警。送风温湿 度的检测及控制。防冻保护控制。 DI 类型 作用是 了防止冬季盘管冻裂。 措施 有送风机 与新风阀门联动;当机组停止运行时,盘管的电动水阀仍保持 10%30%的开度,以保证有 一定的热水循环;在表面式换热器后面安装防冻开关 风机启 /停控制及运行状态显示。风 机状态监视方式:一直接从风机电控箱接触器的辅助触点取信号; 二在风机两端加设压差开 关,根据压差反馈判别风机状态。第一种简单经济,但实际只是检测风机电机的送电状态, 不能确定风机是否真正运行, 第二种可以准确判断风机的实际运行状态 消防连锁控制。 变
15、新风量控制。风机启动顺序控制:启动新风机开启新风风阀开启并调节水侧电动调节阀 (冬季 调 节加湿器电动阀。 停机顺序:关闭新风机关闭新风风阀关闭加湿器电动阀关闭水侧 电动调节阀。在控制中如何解决温湿相关性 :在舒适性空调中, 可以采用最大信号选择的方式, 即温度 偏差和湿度偏差通过比较器,选择较大值进行 PID 运算,输出信号对表冷器的电动水阀开 度进行调节以保证温度和湿度在规定范围内波动。 在控制时不直接用湿度测量信号进行相 对湿度控制,而是利用干球温度和相对湿度的测量值,根据 d R =f(tDB.R , R 关系式计算出室 内空气的含湿量。 由干球温度和含湿量来控制室内的温湿度可以较好的
16、处理温湿度控制的耦 合问题。大中型精密恒温恒湿空调系统宜采用单独的新风处理机组对新风进行热湿处理。 空调机组与新风机组的不同:控制对象不同, 与新风机组不同, 影响空气处理室工作的 有两个干扰源:室外空气状态的变化和室内热湿负荷的变化。 新回风比可以变化, 因此可 尽量利用新风降温。对于控制精度要求较高的空调系统, 适合采用以回风温度为主控参数、 送风温度为副控参数 的 串级控制 方案。大中型精密恒温恒湿空调系统 指为高度在 3m 左右、 面积在 300平米以上、 新风比不是很大、 室内发湿量较小、室内相对湿度波动范围较宽(如大于正负 5%的空调房间提供恒温恒湿 空气调节的系统。 这类系统 不
17、宜采用 再热式空调来调节室内温湿度, 否则会造成很大的冷热 抵消,是不经济的、不合理的。 可次采用 温湿度独立控制。新风机组和空气处理机组的控制中可采用的节能措施 :变风量运行;改变新风比;温湿度 独立控制。定风量与变风量的区别变风量末端装置的控制原理 由于有二次干扰,本质上是个串级调节系统。根据室温测量值 与设定值的偏差,经过 PID 主调节器的计算向风量控制回路给出设定风量,风量控制回路 再根据风量设定值与风量传感器的测量值的偏差,经过 PI 副调节器的计算给出风阀阀位, 从而驱动风阀动作,调节送风量,达到对室温的控制。变频送风机的控制 :定静压变温控制法:最易实现但节能最低。变静压控制法
18、 能耗减 小但不宜实现。 总风量控制法在风机节能上介于变静压控制和定静压控制之间, 并更接近 于变静压控制。回风机控制:常用方法是根据送风机风量减去维持室内外压差所需要风量的差值调节回风机 的风速。 实际上就要得到送风机和回风机的流量, 有三种方法 :在送风管和回风管安装风 速传感器, 由平均风速乘以风管截面积得到风量在空调机组的送、 回风机出口设压差传感 器, 再根据风机特性曲线得到风机风量将送风机的供电频率信号输入回风机变频器, 再通 过变频器参数设定,可使回风机的供电频率比送风机的供电频率高或低一个设定差值。 变风量空调中的新风控制的压差检测法是 一种间接的控制方法, 原理是通过压差传感器 DPI 测量新风遮板和阀门前后的压力差来控制回风阀门。 其新风阀门的最小位置是按照最大送风 量时所需要的最小新风量的标准来设置的,并在运行中保持不变。冷热源系统 的运行控制可分三个层次:正常运行;节能运行;优化运行。冷冻站系统的主要设备 包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及其他附属设备。 冷水机组设备启动顺序 :冷却塔风机冷却水泵冷水泵冷水机组设备关闭顺序 :冷水机组 冷水泵 冷却水泵 冷却塔风机一次泵系统的监控的冷冻水压
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