第章楼宇设备自动化系统

楼宇设备自动化系统第四章1第一节楼宇供配电系统的自动控制楼宇设备自动化系统的网络方案2楼宇设备自动化系统子系统控制方案第一节楼宇供配电系统的自动控制3空调系统的监视与控制变配电系统的监视与控制照明系统的监控电梯自动控制给、排水监控系统第一节楼宇供配电系统的自动控制4楼宇供配电系统的特点楼宇变电站（所）供电的特点

供电区域化，供电半径小；电压等级低，属配电系统；结构、功能和控制系统简单；供电可靠性要求较高；供电设备无人值守；具有时控功能，要根据季节的变化自动调节时控设备的启停时间；负荷峰谷差异大；第一节楼宇供配电系统的自动控制5楼宇供配电系统的特点楼宇变电站一次系统图常见的楼宇变电站（所）一次系统如图所示。包括高压部分、变压器部分、低压配电部分、直流电池组部分、应急发电机部分。第一节楼宇供配电系统的自动控制6综合自动化系统的基本结构

变电站综合自动化应具备以下几个部分智能化的一次设备数字化的二次设备计算机化的运行管理方案第一节楼宇供配电系统的自动控制7变电站综合自动化的结构变电站综合自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和数字化的二次设备。在逻辑结构上分为三个层次：“过程层”、“间隔层”、“站控层”。三个层次的功能。第一节楼宇供配电系统的自动控制8变电站综合自动化的结构数字化变电站自动化系统逻辑结构第一节楼宇供配电系统的自动控制9变电站综合自动化的结构常见的楼宇变电站综合自动化系统结构楼宇变电站综合自动化系统分成两种结构：分层分布式系统和集中式系统。第一节楼宇供配电系统的自动控制10变电电站站综综合合自自动动化化的的结结构构集中中式式系系统统框框图图第一一节节楼楼宇宇供供配配电电系系统统的的自自动动控控制制11变电电站站综综合合自自动动化化的的结结构构分层层分分布布式式系系统统框框图图第一一节节楼楼宇宇供供配配电电系系统统的的自自动动控控制制12变电电站站综综合合自自动动化化的的结结构构具有多媒媒体的楼楼宇变电电站综合合自动化化系统该系统的的一些特特点楼宇变电电站多媒媒体自动动化系统统结构下图中所所有的站站控层设设备，间间隔层保保护、测测量、控控制设备备以及多多媒体信信息采集集站等都都通过站站内通信信网连接接在一起起。第一节楼楼宇供供配电系系统的自自动控制制13变电站综综合自动动化的结结构变电站多多媒体自自动化系系统结构构第一节楼楼宇供供配电系系统的自自动控制制14变电站综综合自动动化的结结构间隔层设设备与站站内通信信网连接接实例第一节楼楼宇供供配电系系统的自自动控制制15楼宇变电电站综合合自动化化系统的的

几个个关键技技术采样技术术根据采样信信号的不同同，可分为为直流采样样和交流采采样两种。。交流采样原原理第一节楼楼宇供配电电系统的自自动控制16楼宇变电站站综合自动动化系统的的

几个关关键技术双CPU技技术用双CPU处理单元元，一个用用于信号监监测控制，，被称作监监控CPU；另一个个用于保护护控制，叫叫作保护CPU。采用双CPU技术的的主要原因因。第一节楼楼宇供配电电系统的自自动控制17楼宇变电站站综合自动动化系统的的

几个关关键技术计算机处理理单元示意意图第一节楼楼宇供配电电系统的自自动控制18楼宇变电站站综合自动动化中的智智能控制制方法智能控制的的思想它主要承担担两个任务务：一是当当调度端有有遥控或遥遥调命令下下达时，它它可以校核核命令的有有效性，即即该命令是是否允许执执行。第二个任务务是当变电电站内某个个电器设备备需要检修修时，操作作人员要在在现场就地地操作，此此时操作人人员在变电电站内主机机上利用操操作票专家家系统开出出倒闸操作作票。第一节楼宇宇供配电系统统的自动控制制19楼宇变电站综综合自动化中中的

智能控控制方法典型间隔第一节楼宇宇供配电系统统的自动控制制20楼宇变电站综综合自动化中中的

智能控控制方法智能控制软件件功能智能控控制逻逻辑校校核、、智能能操作作专家家系统统、智智能模模拟盘盘功能能、智智能防防误系系统连连接功功能第一节节楼楼宇供供配电电系统统的自自动控控制21楼宇变变电站站综合合自动动化中中的智智能能控制制方法法电脑钥钥匙防防误操操作方方案第一节节楼楼宇供供配电电系统统的自自动控控制22楼宇变变电站站综合合自动动化中中的智智能能控制制方法法全状态态控制制式防防误操操作方方案第一节节楼楼宇供供配电电系统统的自自动控控制23楼宇宇变变电电站站综综合合自自动动化化中中的的智智能能控控制制方方法法变电电站站综综合合自自动动化化高高层层软软件件结结构构图图第一一节节楼楼宇宇供供配配电电系系统统的的自自动动控控制制24楼宇宇变变电电站站综综合合自自动动化化中中的的智智能能控控制制方方法法智能能操操作作专专家家系系统统软软件件组组成成第一一节节楼楼宇宇供供配配电电系系统统的的自自动动控控制制25楼宇宇变变电电站站综综合合自自动动化化通通信信模模式式变电电站站内内的的数数据据有有三三个个流流向向系统统的的结结构构决决定定了了系系统统的的数数据据流流可可分分为为三三类类：：第一一类类是站站控控层层机机之之间间的的数数据据交交换换(包包括括同同一一计计算算机机内内部部不不同同应应用用程程序序之之间间的的数数据据交交换换)；；第二类为站控层层与间隔隔层之间间的数据据交换；；第三类是站控层层与远方方控制中中心，调调度之间间的通信信。第一节楼楼宇供供配电系系统的自自动控制制26楼宇变电电站综合合自动化化通信模模式数据流图图第一节楼楼宇供供配电系系统的自自动控制制27第二节数数字字化智能能照明系系统智能照明明控制系系统的优优点1.良好好的节能能效果智能照明明控制系系统节能能曲线图图第二节数数字字化智能能照明系系统28智能照明明控制系系统的优优点2.延长长光源的的寿命白炽灯寿寿命与工工作电压压的关系系第二节节数数字字化智智能照照明系系统29智能照照明控控制系系统的的优点点3.改改善工工作环环境，，提高高工作作效率率4.照照度一一致性性照度一一致性性曲线线图第二节节数数字字化智智能照照明系系统30智能照照明控控制系系统的的优点点5.实实现多多种照照明效效果6.实实现照照明控控制智智能化化7.智智能控控制，，管理理维护护方便便第二节节数数字字化智智能照照明系系统31智能照照明控控制系系统的的功能能基本结结构智能照照明系系统结结构框框图第二节节数数字字化智智能照照明系系统32智能照照明控控制系系统的的功能能照明控控制系系统的的性能能照明控控制系系统的的主要要控制制内容容时钟控控制、、照度度自动动调节节控制制、区区域场场景控控制、、动静静探测测控制制、应应急状状态减减量控控制、、手动动遥控控器、、应急急照明明的控控制第二节节数数字字化智智能照照明系系统33智能照照明控控制系系统的的基本本结构构智能照照明控控制系系统包包括：：分组组控制制的多多组灯灯单元元，它它们都都具有有各自自的控控制装装置，，根据据照度度调节节相关关亮度度，实实现对对所有有灯具具的自自动控控制。。采用用总线线形式式实现现计算算机与与灯单单元之之间的的通信信联络络，协协调控控制系系统与与灯单单元之之间信信息交交流。。第二节节数数字字化智智能照照明系系统34智能照照明控控制系系统的的基本本结构构智能照照明控控制系系统框框图第二节节数数字字化智智能照照明系系统35智能照照明控控制系系统的的基本本结构构中央控控制系系统的的电子子系统统第二节节数数字字化智智能照照明系系统36智能照照明控控制系系统的的基本本结构构灯处理理器系系统的的电子子线路路框图图第二节节数数字字化智智能照照明系系统37智能型型应急急照明明应急照照明系系统主主要由由中央央监测测型应应急灯灯、信信号转转换装装置和和中央央监测测仪组组成。。中央监监测型型应急急照明明系统统框图图第二节节数数字字化智智能照照明系系统38智能型型应急急照明明系统中中每盏盏中央央监测测型应应急灯灯都内内置高高能蓄蓄电池池和微微处理理器，，并通通过数数据总总线经经信号号转换换器与与中央央监测测仪相相连接接虚拟分分区“休眠眠”功功能系统的的中央央监测测仪为为我们们提供供了三三个通通信接接口第二节数数字化智智能照明系系统39第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制在智能楼宇宇中采用微微机控制的的优点智能楼宇能能量消耗分分布图40控制对象的的特点与空空调系统的的

几种节节能控制方方式对象的特点点空调的耗电电量W可简简化认为与与室内外的的温度差成正比，即即：式中为为室外温温度，为为室内温温度第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制41控制对象的的特点与空空调系统的的

几种节节能控制方方式空调系统运运行过程的的温度控制制第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制42控制对象的的特点与空空调系统的的

几种节节能控制方方式空调系统的的几种节能能控制方式式1．改变室室内温度设设定值控制制和按设定定区控制变设定值控控制或按设设定区控制制第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制43控制对象的的特点与空空调系统的的

几种节节能控制方方式2.变新风风量节能控控制按新风温度度的变新风风量节能控控制第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制44控制对象的的特点与空空调系统的的

几种节节能控制方方式按新、回风风焓值比较较的变新风风量节能控控制新风调节焓焓值图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制45控制对象的的特点与空空调系统的的

几种节节能控制方方式3．动力设设备的启停停节能控制制间歇循环控控制最优启停控控制4．空气处处理节能工工艺的控制制第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制46空调控制调调节方法基本方法①二位或三三位开关控控制；②单单回路连续续/离散控控制；③单单变量串级级控制；④④多变量独独立多回路路控制；⑤⑤多变量多多回路协调调控制第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制47空调控制调调节方法图4-29具有有制冷/供供暖/除湿湿/加湿功功能的标准再循环环组合空调调机组第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制48空调控制调调节方法执行装置对于采用集集中制冷(供热)和和区域性空空调机组系系统方案的的大型空调调系统，通通常采用水水或蒸汽作作为冷热能能量交换的的工作介质质第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制49空调控制调调节方法系统结构与与运行特点点1．应用特特点图4-30具有制冷/除湿功能能的简单再再循环组合合空调机组组第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制50空调控制调调节方法图4-31具有制制冷/供暖暖/除湿/加湿功能能的全新风排气气式组合空空调机组第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制51空调控制调调节方法控制结构图4-32对应图4-29的温温度控制结结构图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制52空调控制调调节方法图4-33采用智智能型数字字控制器的的空气参数数控制系统统第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制53空调控制调调节方法图4-34对应应图4-30和图图4-31系统制冷冷工况控制制结构图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制54空调控制调调节方法3．焓差控控制焓差控制制制作为一项项有效的节节能增效措措施，与空空气参数的的调节过程程无直接关关系，可将将它的影响响视为系统统控制的外外界扰动。。第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制55定风量空调调系统的监监测与控制制定风量空调调系统运行行参数的监监测（以二二管制定风风量空调系系统为例））定风量空调调系统的监监控原理图图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制56定风量空调调系统的监监测与控制制定风量空调调系统的自自动控制1．空调回回风温度的的自动调节节2．空调机机组回风湿湿度调节3．新风电电动阀、回回风电动阀阀及排风电电动阀的比比例控制第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制57变风量空调调系统的监监测与控制制VAV空调调系统的基基本原理变风量系统统的总风量量控制方式式典型的VAV空调系系统示意图图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制58变风量空调调系统的监监测与控制制控制系统框框图及末端端线路说明明控制系统框框图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制59变风量空调调系统的监监测与控制制图4-38变风风量控制末末端线路图图1－风量传传感器2－变风风量末端3－温温度传感器器第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制60变风量空调调系统的监监测与控制制VAV空调调系统及其其局部控制制示意图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制61变风量空调调系统的监监测与控制制VAV系统统的实时控控制方案分分析1．局部DDC控制制VAV空调调系统及其其局部控制制示意图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制62变风量空调调系统的监监测与控制制2．送风静静压实时优优化送风静压优优化控制示示意图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制63变风量空调调系统的监监测与控制制3．新风量量实时优化化新风优化控控制示意图图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制64空调控制系系统的结构构DDC构建建的变风量量空调控制制的集散控控制1．变风量量空调控制制系统结构构变风量空调调控制系统统结构图1－风机2－送送风管3－数据据控制信号号4－－末端控制制信号5－数据据采集信号号第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制65空调控制系系统的结构构DDC系统统框图第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制66空调控制系系统的结构构2．DDC控制系统统中主要软软件的功能能控制软件包包括操作软软件和应用用软件第三节楼楼宇中央央空调的自自动控制67空调控制系系统的结构构3．．DDC控控制制系系统统在在空空调调系系统统中中的的应应用用具有有一一次次回回风风空空调调器器的的DDC控控制制系系统统TE-1、、TE-2、、ET-3——一一号号房房间间，，二二号号房房间间、、新新风风温温度度传传感感器器；；HE-1、、HE-2——回回风风、、新新风风湿湿度度传传感感器器；；H1——热热水水加加热热器器；；MV-1、、MV-2——回回风风、、新新风风阀阀；；FL-1——过过滤滤器器；；C1——表表冷冷器器；；TV-1、、TV-2——电电动动双双通通阀阀；；F1——送送风风机机；；DDC-C500型型直直接接数数字字控控制制器器；；L1——总总线线。。第三三节节楼楼宇宇中中央央空空调调的的自自动动控控制制68空调控制系统统的结构（1）焓值调调节（2）空调器器最佳启停控控制（3）温度控控制焓控过程示意意图第三节楼楼宇中央空调调的自动控制制69第四节电梯梯自动控制系系统电梯的的分类类货梯住住宅梯梯客客梯观观光梯梯70电梯的的分类类交流电电梯直直流流电梯梯液压电电梯第四节节电电梯自自动控控制系系统71电梯自自动控控制原原理微机机控控制制电电梯梯使使电电梯梯实实现现自自动动化化，，完完成成各各种种功功能能，，主主要要是是通通过过软软件件和和硬硬件件两两部部分分完完成成。。微机机控控制制电电梯梯原原理理图图第四四节节电电梯梯自自动动控控制制系系统统72电梯梯自自动动控控制制原原理理微机控制原理理图第四节电梯梯自动控制系系统73电梯自动控制制原理控制过程此系统采用起起、制动闭环环，稳速时开开环控制启启动加速过过程，当系统统接收到启动动信号后，微微机控制器给给出一定的给给定电压，此此时电梯抱闸闸已打开，调调节器输出电电压为正，使使电动组晶闸闸管触发电路路移相，输出出电压，电动动机高速绕组组得电开始转转动。此时制制动组晶闸管管触发电路被被封锁。第四节电梯梯自动控制系系统74电梯自动控制制原理电梯运行曲线线图第四节电梯梯自动控制系系统75电梯自动控制制系统的基本本结构控制系统由主主控制器、梯梯间控制器以以及多个楼层层控制器组成成。第四节电梯梯自动控制系系统76电梯自动控制制系统的基本本结构主控制器原理理图第四节电梯梯自动控制系系统77电梯自动控制制系统的基本本结构电梯控制原则则1．自动定向向原则2．顺向截车车原则3．最远程反反向截车原则则4．顺向消号号，反向保号号原则5．自动开关关门原则6．本层呼叫叫重开门原则则第四节电梯梯自动控制系系统78电梯自动控制制系统的基本本结构主控制器实现现功能1．有司机/无司机运行行控制功能2．负载处理理功能3．故障慢车车功能4．消防运行行功能5．检修功能能6．系统的保保护功能7．系统的显显示功能第四节电梯梯自动控制系系统79电梯自动控制制系统的基本本结构轿厢控制器器第四节电电梯自动控控制系统80电梯自动控控制系统的的基本结构构轿厢控制器器原理框图图第四节电电梯自动控控制系统81电梯自动控控制系统的的基本结构构厅门控制器器原理框图图第四节电电梯自动控控制系统82电梯自动控控制系统的的基本结构构群控电梯的的分布控制制结构第四节电电梯自动控控制系统83电梯自动控控制系统的的基本结构构系统硬件电电路原理图图第四节电电梯自动控控制系统84电梯自动控控制系统的的基本结构构软件流程图第四四节节电电梯梯自自动动控控制制系系统统85PLC电电梯梯自自动动控控制制系系统统PLC电电梯梯控控制制系系统统构构成成图图第四四节节电电梯梯自自动动控控制制系系统统86PLC电电梯梯自自动动控控制制系系统统用PLC组组成成的的控控制制系系统统，，省省掉掉了了接接口口电电路路的的制制作作，，系系统统结结构构简简单单、、紧紧凑凑、、可可靠靠性性高高。。PLC控控制制系系统统硬硬件件框框图图第四四节节电电梯梯自自动动控控制制系系统统87PLC电电梯梯自自动动控控制制系系统统PLC控控制制系系统统主主回回路路第四四节节电电梯梯自自动动控控制制系系统统88电梯梯控控制制系系统统软软件件设设计计1、、选选层层模模块块2、、运运行行模模块块3、、开开/关关门门模模块块4、、检检修修模模块块5、、故故障障自自整整与与处处理理模模块块6、、上上位位机机监监控控处处理理模模块块7、、上上位位机机与与PLC之之间间的的通通信信第四节电梯梯自动控制系系统89电梯控制系统统软件设计认证片与接近近开关第四节电梯梯自动控制系系统90电梯控制系统统软件设计上位机监控平平台相关程序序结构上位机和PLC信号连接接方式第四节电梯梯自动控制系系统91电梯远程监测测与控制系统功能设计计1．实时监测测2．故障报警警3．故障诊断断4．数据管理理5．报表输出出第四节电梯梯自动控制系系统92电梯远程监测测与控制系统硬件结构构第四节电梯梯自动控制系系统93电梯远程监测测与控制软件构成数据采集程序序监测程序专家系统诊断断程序第四节电梯梯自动控制系系统94电梯远程监测测与控制知识的框架结结构第四节节电电梯自自动控控制系系统95电梯远远程监监测与与控制制电梯故障障诊断专专家系统统结构第四节电电梯自自动控制制系统96电梯远程程监测与与控制电梯故障障树第四节电电梯自自动控制制系统97电梯控制制的几个个技术问问题1、提高高电梯平平层精度度电子选层层器第四节电电梯自自动控制制系统98电梯控制制的几个个技术问问题轿厢与每每层楼变变速点的的相对位位置磁钢安放放位置第四节电电梯自自动控制制系统99电梯控制制的几个个技术问问题复位脉冲冲与计数数器第四节电电梯自自动控制制系统100电梯控制制的几个个技术问问题2、梯限限速控制制方法电梯运行行速度曲曲线第四节电电梯自自动控制制系统101电梯控制制的几个个技术问问题井道传感感器隔磁磁板位置置图第四节电电梯自自动控制制系统102电梯控制制的几个个技术问问题3、电梯梯群控方方法梯群的动动态优化化控制第四节电电梯自自动控制制系统103电梯控制制的几个个技术问问题滚动优化化过程第四节电电梯自自动控制制系统104第五节楼楼宇宇给排水水自动控控