楼宇自控系统基础知识及运行原理课件

1、楼宇自控系统基础知识及运行原理楼宇自控系统基础知识及运行原理WHAT了解楼宇智能化系统架构了解楼宇自控系统组成了解楼宇自控产品 前言WHAT前言目录一、楼宇智能化二、楼宇自控系统BAS三、楼宇自控系统设备四、使用楼控系统的 必要性目录1.概念 简称智能楼宇（Intelligent Buildings)。 根据国家标准智能建筑设计标准（GB/T50314-2019)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。1.概念 楼宇自控

2、系统的建立，对于建筑物机电设备的正常运行并达到最佳状态，以及建筑的防火与保安都提供了有力的保证。系统采用先进的计算机技术、控制技术和网络技术，通过计算机进行信息处理，数据分析，逻辑判断和图形处理，对整个系统集中监测和控制，及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，大大节省了系统运行能耗。这样，BAS的主要目的就是： 楼宇自控系统的建立，对于建筑物机电设备的正常运1)延长设备使用寿命2)减少人员管理，提高工作效率3)保障设备与人身的安全4)节能降耗环保，节约运转成本1)延长设备使用寿命本项目的楼宇自控系统主要对安哥拉卢安达机场中心各层机电设备进行自动监控，中央控制站通过灵活的运行方案设定达到节能

3、、高效的控制功能。系统中心管理计算机，可以支持远程监控，设备运行状态信息对有许可的访问允许共享，使远程技术支持成为可能。本项目的楼宇自控系统主要对安哥拉卢安达机场中心各层机电设备进 其中楼宇自控系统监控的机电设备范围包括： 空调机组系统、新风机组系统、新排风系统、给排水系统、变配电系统、柴油发电机系统、锅炉系统等。其中变配电系统、柴油发电机系统、锅炉系统等自成系统，BAS预留其接口。 其中楼宇自控系统监控的机电设备范围包括：针对本工程的具体情况，我司选用了施耐德自控公司的最新一代施耐德楼宇自控系统，系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则，是一个工业化标准的集散型控制系统

4、。本系统符合以下设计原则：针对本工程的具体情况，我司选用了施耐德自控公司的最新一代施耐1）实用性Metasys系统的安装调试、软件编程和操作使用简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。2）先进性Metasys系统采用最先进的技术实现受控设备完全自动化，系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平，集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。3）开放性Metasys系统支持多种开发协议，包括BACnet、LonWorks、COM&DCOM、OPC、ODBC等大多数世界通用的标准和协议，因此Metasys系统在系统集成、数据交换、数据

5、库整合方面具备了灵活性、互操作性以及同其它楼宇自控系统甚至企业内部信息网络的可连接性等特点，可以避免系统互联或扩展的障碍。1）实用性4）安全性和可靠性在设备选择和系统设计中安全性和可靠性始终是放在第一位的。如在系统管理程序中采取严格网络等级操作措施，防止非法访问和恶意破坏。在系统的权限方面，江森自控公司的Metasys系统可提供不同级别及对用户指定区域作出权限和监控。这些权限配置可根据操作人员不同，操作站不同而有所不同。Metasys系统具有一套完整的系统管理策略可以保证系统的运行安全。5）兼容性和扩展性Metasys系统具有灵活的模块化结构，由一个或多个现场控制器、上一级的网络控制器和操作站

6、组成，系统可以不断满足受控设备扩展的需要，无论是现场控制器或是网络控制器都可以根据项目的需求不断扩展。本方案已经在设计中留有一定余量，以满足今后的扩展要求。6）专业性和规范性江森自控公司作为一家国际化的大型公司，在长期从事智能化建筑系统的研发过程中积累了丰富的经验。Metasys系统是江森自控公司在多年开发、研制楼宇自控系统产品的基础上推出的，系统秉承了江森自控公司产品的一贯优点，集合公司多年工程实践，在技术上非常成熟。加上Metasys系统在多项工程中的成功应用，可以满足本工程设计的技术要求。同时，我司在设计中严格按照国家和地区有关标准进行系统设计，达到规范要求。4）安全性和可靠性(1) 智

7、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。一、楼宇智能化(1) 智能化楼宇定义为：综合计算机、信息通信等方面智能建筑结构框图智能建筑结构框图(2) 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

8、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个子系统进行检测、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。(2) 5A系统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机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楼宇自动化系统分类变配电系统火灾报警消防系统FAS 该系统是再建筑物内建立一个完善可靠的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功能，从而

9、实现综合防范、抵御火灾、减少损失的目标。火灾报警消防系统FAS 该系统是再建筑物办公自动化系统(0AS) 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、先进的信息平台。 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。办公自动化系统(0

10、AS)通讯自动化系统CAS 通讯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 开放性与兼容性通讯自动化系统CAS 通讯自动化系统是智能大厦安全自动化系统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

11、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。安全自动化系统SAS 监控系统用于监控建筑外围第二章：楼宇自控系统BAS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-Building Automation System）。 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、能源使用情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BAS一、概念二、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

12、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。二、作用1.优化建筑物内各个工艺系统的运行管理三、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

13、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： 1）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； 2）按1015%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；三、适用范围1.在大型公共建筑物内部，能耗的统计如下：四、控制方式 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

14、投资的盲目性。四、控制方式 目前楼宇自控系统中基本采用的是集第三章：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） 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

15、：楼宇自控系统设备主要分为：DDC和现场设备（传感器、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控制器的机构及原理 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输入和输出的连接。直接数字控制器的主

16、要功能 通过预定的程序完成各DDC控制器的结构及原理1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

17、将其认定为“1”。DDC控制器的结构及原理1模拟量输入（AI)：DDC控制器的结构及原理2模拟量输出（A0): 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2模拟量输出（A0):传感器的基本概述传感器与变送器： 传感器是实现测量与自动控制的重要

18、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，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。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。传感器的基本概述传感器与变送器：按安装位置分类风道温度传感器风道湿度传感器风道温湿度传感器水管

19、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按信号类别分类Ni1k输出Pt-(1001000)铂电阻输出010V输出4-20mA输出1.按安装位置分类风道温度传感器风道湿度传感器风道温湿度传感器水2)空气压差开关（DI)50500Pa3)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

20、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，DN4002)空气压差开关（DI)50500Pa10)三通水阀（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,DN15011)开关型水阀执行器：LA50DCS1,LA60DCS112)比例型水阀执行器：L

21、A50DPS1,LA60DCS1,TR1800-X,TR3000-X,TR6500-X,TR16000-X13)风机盘管温控器14)风机盘管阀门（二通阀）：DN15,DN20,DN25 (三通阀）：DN15,DN20,DN2515)电动蝶阀（DO)：DN50,DN65,DN80,DN100,DN125,DN150,DN200,DN250,DN30016)风阀执行器（DO）：小于1m，12m，35m，58m17）风阀执行器（AO）：小于1m，12m，35m，58m10)三通水阀（螺纹安装）按管径分为： DN18）电动蒸汽阀（DO）mm：15,20,25,32，40,50，65，80，100，125，150，200，25019）电