楼宇自控系统简介

概述智能建筑((InteiiligenntBuiildinggs)是建筑技术术与计算机信信息技术相结结合的产物，是是信息社会与与经济国际化化的需要。智智能建筑主要要有楼宇自动动化控制系统统(BASS)、通信自动动化系统(CAS)和办公自动动化系统(OAS)三大系统组组成。本章主主要是对楼宇宇自动化控制制系统(BASS)作有关的论论述。智能建建筑往往是从从楼宇自动化化控制系统开开始。智能建建筑内部有大大量的电气设设备，如：环环境舒适所需需要的空调设设备、照明设设备及绘排水水系统的设备备等，这些设设备多而散：：多，即数量量多被控制、监监视、测量的的对象多，多多达上百到上上万点；散，即即这些设备分分散在各层和和角落。如果果采用分散管管理，就地控控制，监视和和测量难以想想象。为了合合理利用设备备，节省能源源，节省人力力，确保设备备的安全运行行，自地提出出了如何加强强设备的管理理问题。在90年代代的今天，随随着计算机技技术和信息技技术突飞猛进进的发展。对对大楼内的各各种设备的状状态监视和测测量不再是随随线式，而是是采用扫描测测量。系统控控制的方式由由过去的中央央集中监控，转转而由高处理理能力的现场场控制器所取取代的集—散型控制系系统，中央机机以提供报表表和应变处理理为主，现场场控制器以相相关参数自动动控制相关设设备，来达到到控制目的。对对建筑设备用用计算机管理理系统来代替替操作人员，或或作其补充措措施，是一种种自然发展。自自动控制技术术经过简单的的机械控制器器控制、常规规仪表控制，进进入一个崭新新的阶段——计算机控制制。楼宇自动化控制制系统的构成成近年来国内内高层建筑不不断兴建，它它的特点是高高度高、层数数多、体量大大。面积可达达几万平方米米到几十万平平方米。这些些建筑都是一一个个庞然大大物，高高的的耸立在地面面上，这是它它的外观，而而随之带来的的内部的建筑筑设备也是大大量的。为了了提高设备利利用率，合理理地使用能源源，加强对建建筑设备状态态的监视等，自自然地就提出出了楼宇自动动化控制系统统。楼宇自动化化控制系统能能够自动控制制建筑物内的的机电设备。通通过软件，系系统地管理相相互关联的设设备，发挥设设备整体的优优势和潜力，提提高设备利用用率，优化设设备的运行状状态和时间(但并不影响响设备的工效效)，从而可延延长设备的服服役寿命，降降低能源消耗耗，减低维护护人员的劳动动强度和工时时数量。最终终，降低了设设备的运行成成本。（1）管理的目目的自动控制、监监视、测量是是建筑设备管管理的三大要要素，其目的的是正确掌握握建筑设备的的运转状态、事事故状态、能能耗、负荷的的变动等。尤尤其在使用电电子计算机之之后既可大力力节省人力，又又可节省能源源。一般认为为可节约能源源25％。根据日本电电气学会技术术报告说：使使用电子计算算机的管理系系统的效果与与不使用的效效果相比，维维修保养人员员可减少约30％。这里讲讲的节能是在在必要能源的的最高利用率率上所采用的的节能方法。此此运转控制所所采用的方法法主要有：机机械的有效运运转；变更室室内温湿度的的条件；控制制照度；把设设备运转时间间控制在最小小限度；减少少室外空气的的取人量等。在在一幢大楼内内电气的消耗耗率占整个能能源消耗的70％~90％，所以节节能首先应从从电气方面着着手，降低电电能的消耗。（2）管理对对象建筑设备的的管理对象主主要是电气设设备；空调设设备；卫生设设备。l)电气设备：：管理电气设设备主要监视视机械的动作作状态、测量量点及保护装装置。管理的的主要对象是是对各配电系系统的断路器器、变压器、接接触器、保险险丝，电容器器等的状态监监视。测量主主要是对电力力系统的电流流、电压、有有功功率、无无功功率和功功率因数的测测量。2)空调设备：：管理空调设设备要监视冷冷冻机、空调调器、水泵等等的状态；温温湿度的测量量，以及对空空调系统所需需的冷热源的的温度、流量量的调节。3)卫生设备三、楼宇自动化化控制系统的的控制功能大楼的建筑筑设备自动控控制是以空调调控制为中心心的。空调系系统的自动控控制是属于一一般热力学过过程的自动调调节。空调系系统的自动调调节有下列几几个好处：a)对生产性性建筑可以提提高温湿度的的控制精度，提提高产品质量量；对居住和和商业性建筑筑主要是提高高人的舒适感感。b)可以根据据被调量变动动的情况，给给系统增减能能量(热或冷)，因此可以以降低能耗，节节省能源。c)可以减轻轻劳动强度。I空调机组的自自动调节控制系统采采用DDC控制，装设设在回风管内内的温度传感感器所检测的的温度送往DDC控制器与设设定点温度相相比较，用比比例积分加微微分控制，输输出相应的电电压信号，控控制装在回水水管上的电动动调节阀的动动作，使回风风温度保持在在所需要的范范围。装设在在送风管内的的湿度传感器器所检测的湿湿度送往DDC控制器与设设定点湿度比比较，用比例例积分控制，输输出相应的电电压信号，控控制电动蒸汽汽阀的动作，使使送风湿度保保持在所需要要的范围。装设在回风风管及新风管管的温度及湿湿度传感器所所检测的温／／湿度送往DDC控制器进行行回风及新风风焓值计算，按按回风及新风风焓值的比例例，输出相应应的电压信号号，控制回风风风门及新风风风门的比例例开度，使系系统节能。系统中所有检测测数据，均可可以在显示屏屏上显示出来来，如：—新风、回风、送送风之温湿度度—过滤器淤塞报报警—风机开停状态态2）通过DDDC控制器内预预先编写的逻逻辑程序，系系统可执行下下列连锁功能能。—装设在新风风入口处的风风门与风机连连锁。当风机机停止后，新新风风门全关关。—电动调节阀阀与风机启动动连锁。当风风机停止后，电电动调节阀亦亦同时关闭。—风机启停状状态是用差压压开关检测的的。当风机启启动后，风机机两侧的差压压超过其设定定值时，差压开关内内的常开触点点闭合，信号号送往DDC控制器，系系统的控制程程序立即投入入运行。3)通过手提提检测器可现现场提取及修修改DDC数字控制器器内的任何数数据，如—传感器检测测范围—控制程序参数数，包括输入入端到输出端端等。4)通过DDDC上串行接口口与网络控制制器连接，成成为中央监控控系统的最基基本监控单元元。II冷站控制由装于冷冻机房房内的网络控控制器及数字字式控制器，DDC分站按内部部预先编写的的软件程序来来控制冷水机机组台数的启启停及各设备备的连锁启停停。—测量冷冻水供供、回水温度度及回水流量量，从而计算算空调实际的的冷负荷。—根据实际的冷冷负荷来决定定冷水机组开开启台数，使使达到最佳节节能状态。—冷却水温度控控制冷却塔风风扇启停。—各设备的程序序联动开／停停：(a)启动：冷冷却塔风机i冷却水泵、冷冷冻水泵、冷冷水机组。(b)停止：冷冷水机组、冷冷冻水泵、冷冷却水泵—)冷却塔风机机。(c)当其中一一台冷冻水泵泵／冷却水泵泵出现故障时时，备用水泵泵会自动投人人工作。—测量冷冻水系系统供回水总总管的压差控控制其旁通阀阀的开度，使使维持压差。冷水机组控制由中央控制制系统进行监监视供／回水水温度。按程程序启／停冷冷水机组。根根据系统的供供／回水温度度通过就地控控制器(DDC)对温度重新新设定及负荷荷的限制等。冷却塔风机控制制由中央控制制系统进行监监视冷却塔的的出水温度及及控制水泵的的启停。(3)冷却水水泵／冷冻水水泵的控制根据冷冻冻站的控制程程序启／停水水泵过载报警警，对水流量量的记录。III中央站监监控功能以WinddowsNTT为操作平台台，采用工业业标准的应用用软件、集散散控制系统、二二级网络结构构，全中文化化的图形化操操作界面监视视整系统的运运行状态，提提供现场图片片、工艺流程程图（如空调调控制系统图图）、实时曲曲线图、监控控点表、绘制制平面布置图图，以形象直直观的动态图图形方式显示示设备的运行行情况。绘制制平面图或流流程图并嵌以以动态数据，显显示图中各监监控点状态，提提供修改参数数或发出指令令的操作指示示。可提供多种种途径查看设设备状态，如如通过平面图图或流程图，通通过下拉式菜菜单或功能键键进行常用功功能操纵，以以单击鼠标的的方式可逐及及细化地查看看设备状态及及有关参数。控制功能：能在中央站站上通过对图图形的操作即即可对现场设设备进行手动动控制，如设设备的ON/OFFF控制；通过过选择操作可可进行运行方方式的设定，如如选择现场手手动方式或自自动运行方式式；通过交换换式菜单可方方便地修改工工艺参数。对系统的操作权权限有严格的的管理，以保保障系统的操操作安全。对对操作人员以以通行字的方方式进行身份份的鉴别和管管制。操作人人员的根据不不同的身份可可分为从低到到高5—10个安全管理理级别。先进的报警功能能：当系系统出现故障障或现场的设设备出现故障障及监控的参参数越限时，均均产生报警信信号，报警信信号始终出现现在显示屏最最下端，为声声光报警，操操作员必须进进行确认报警警信号才能解解除，但所有有报警多将记记录到报警汇汇总表中，供供操作人员查查看。报警共共分4个优先级别别。报警可设置置实时报警打打印，也可按按时或随时打打印。综合管理功能：：对有研究与与分析价值、应应长期进行保保存的数据，建建立历史文件件数据库：采采用流行的通通用标准关系系型数据库软软件包和硬盘盘作为大容量量存储器建立立数据库，并并形成曲线图图等显示或打打印功能。提供汇总报报告，作为系系统运行状态态监视、管理理水平评估、运运行参数进一一步优化及作作为设备管理理自动化的依依据，如能量量使用汇总报报告，记录每每天、每周、每每月各种能量量消耗及其积积算值，为节节约使用能源源提供依据;又如设备运运行运行时间间、起停次数数汇总报告（区区别各设备分分别列出），为为设备管理和和维护提供依依据。可提供图表表式的时间程程序计划，可可按日历定计计划，制订楼楼宇设备运行行的时间表。可可提供按星期期、按区域及及按月历及节节假日的计划划安排。四、楼楼宇自控系统统常用设备（1）传感器传感器时时自控系统中中的首要设备备，它直接与与被测对象发发生联系。它它的作用使感感受被测参数数的变化，并并发出与之相相适应的信号号。在选择传传感器时一般般有三个要求求：高准确性性、高稳定性性、高灵敏度度。1.温度传感感器：楼宇工工程中应用的的主要接触式式温度传感器器，如热电阻阻、热电偶、PTC硅感应器等等，由于测温温元件与被测测介质需要进进行充分的热热交换，测量量常伴有时间间上的滞后。如Pt1000其在0℃时电阻为1000Ω，随着温度的升高电阻减小，灵敏度一般在3~4Ω/K，响应速度一般在15~30秒。2.压力传感感器：常用的的有电气式压压力传感器，将将被测压力的的变化转换为为电阻、电感感等各种电气气量的变化，从从而实现压力力的间接测量量。常用的有有压差开关、表表压传感器、静静压传感器等等。3.流量传感感器：常用的的是电磁流量量计，由法拉拉第电磁感应应定律知，在在磁场中运动动并切割磁力力线的导体中中会有感应电电动势产生，此此感应电动势势与流体的体体积流量呈线线性关系。4.湿度传感感器：用于测测量室内空气气相对湿度。5液位传感器器：用于控制制水箱、水池池等的上限、下下限液位。在自动控制制系统中，它它接受控制器器输出的控制制信号，并转转换成直线位位移或角位移移，来改变调调节阀的流通通截面积，以以控制流入或或流出被控过过程的物料或或能量，从而而实现过程参参数的自动控控制。6.风阀执行行器：用于控控制安装于新新风、回风口口的风阀，既既可进行开关关控制，也可可进行开度控控制。执行器器设有万能夹夹具，可直接接夹持在风阀阀的驱动轴上上，设有手动动复位钮，在在故障时可手手动调节。根根据风管横截截面的大小可可选择不同钮钮矩的执行器器。7.水管阀门门执行器：与与阀门配套使使用，有开关关式和调节式式两种，开关关式一般口径径大，在冷热热站中用于控控制各系统工工艺管道的开开启和关闭、各各种工况间的的切换等；调调节式主要用用于控制流量量，在空调机机组中，根据据控制器的温温湿度设定值值控制回水流流量和蒸汽加加湿的流量，使使温湿度维持持在设定值。（3）现场控制制器（DDC）DDC是用于监视视和控制系统统中有关机电电设备的控制制器，它是一一个完整的控控制器，有应应有的软硬件件，能完成独独立运行，不不受到网络或或其它控制器器故障的影响响。根据不同同类型的监控控点数提供符符合控制要求求和数量的控控制器。每处处DDC具有10-155%点数的扩充充或余量。（1）控制器构构成符合以下下要求：A)以32位位或16位微处理器器的可编程DDCB)具有可脱脱离中央控制制主机独立运运行或联网运运行能力C)具有电源源模块D)具有通信信模块E)DDC有在模板LED显示每个数数字输入，输输出点的实时时变化状态。当当外电断电时时，DDC的后备电池池可保证RAM中数据在60天不掉失。F)当外电重重新供应时，在在无需人工干干预的情况下下，DDC能自动恢复复正常工作。G)当DDCC存储的数据据非正常丢失失时，用户可可通过现场标标准串行数据据接口和通过过网络操作将将数据重新写写入DDC控制器。H)DDC的的操作程序与与应用程序皆皆采用PPCL高级语言编编写。I)DDC程程序的编写，修修改既可在中中央站上进行行，也可通过过便携机进行行。J)DDC在在外电断时，同同时后备电池池丢失时，能能存储其应有有程序。K)DDDC的采集精度度与传感器的的精度相匹配配。L)工作环境境：温度0度到50度，相对湿湿度0-90%%M)电源：AC2200V,