楼宇自控系统讲义

楼宇自控系统一、智能建筑概述二、楼宇自控的发展史三、楼宇自控系统四、楼宇自控子系统五、系统组成六、通信协议七、系统设计八、空调DDC设计1楼宇自控系统一、智能建筑概述1.定义2.发展3.结构2楼宇自控系统二、楼宇自控的发展史楼宇自控的发展史是一个从监控到管理的发展过程。a、数十年前b、80年代c、90年代3楼宇自控系统三、楼宇自控系统1、对于一座现代化大楼，在没有安装BAS的时候，使用这些设备往往存在以下问题：控制问题管理问题维护问题能耗问题4楼宇自控系统2、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、消防、保安等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状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，称为BAS（BuildingAutomationSystem）。5楼宇自控系统3、BAS系统的监控范围和参数内容空调机组：新风空调机组、新/回风空调机组、变风量空调机冷/热源系统：冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、热交换器、热水一次水泵、热泵机组6楼宇自控系统给排水系统：各类水泵、各类水箱电力系统：照明控制、高/低压信号测量、备用发电机组电梯保安门锁、巡更等7楼宇自控系统4、BAS系统所能够产生的实际效果室内恒温控制便于大楼内的所有设备的保养和维修便于大楼管理人员对设备进行操作并监视设备运行情况，提高整体管理水平8楼宇自控系统良好的管理将延长大楼设备的使用寿命，使设备更换的周期延长，节省大楼的设备开支及时发出设备故障及各类报警信号，便于将损失降到最低点，便于操作人员处理故障节省运行费用，节省能量9楼宇自控系统四、BAS子系统a、供热、通风及空调系统为建筑物内提供了一个舒适的环境，是BAS中的一个重要子系统。系统为建筑物内的机电设备（如：冷却塔、冷水机组、空气处理机、气控设备等）提供一个最优化的控制。

10楼宇自控系统其基本控制功能包括：设备控制、循环控制、最佳起/停控制、数学功能、逻辑功能、趋势运行记录、报警管理等。11b、给排水系统主要是对于饮用水的提供，以及对于污水的排放。楼宇自控系统12楼宇自控系统c、变配电系统是通过BAS的管理中心提供对于建筑物内的高低配电房及所有变配电设备的监视报警和管理及程序控制，提供对于重要电气设备的控制程序、时间程序和相应的联动程序。13楼宇自控系统d、电梯控制系统是通过BAS系统对于建筑物内的多台电梯，实行集中的控制和管理程序，同时配合BAS系统的部分子系统，执行联动程序。14楼宇自控系统五、BAS系统的组成调节对象

检测元件各种传感器执行调节机构分站DDC

传输通道

中央处理机人机接口外围设备中央控制室现场部分15楼宇自控系统中央控制室（数据中心）：包括中央处理机（一台微型计算机、存储器、磁带机和接口装置）、外围设备（显示终端、键盘、打印机）和不间断电源三部分。16楼宇自控系统传感器及执行调节机构：传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检测现场设备的各种参数（如温度、湿度、压差、液位等），并发出信号送到调节控制器（分站、数据中心等），如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、风道静压变送器、差压变送器；17楼宇自控系统执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号，并调节控制现场运行设备的机构，如电动阀、电磁阀、调节阀等，包括执行机构（如电动阀上的电机）和调节机构（电动阀的阀门）18楼宇自控系统分站控制器：是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器（DDC），它接收传感器输出的信号，进行数字运算，逻辑分析判断处理后自动输出控制信号，动作执行调节机构。19楼宇自控系统

分站控制器是整个控制系统的核心，采用直接数字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四种输入/输出接口。方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接相连接，对各种物理量进行测量，以及实现对被控系统的调节与控制。20楼宇自喝控系统其中：AI-模榴拟量输入逝接口，可霉用作仪表洲的检测输蓄入，如温窗度、压力牙等，一般轨为1-1好0V或4置-20m倦A的直流棍信号。AO-模伴拟量输出带接口，用芬于操作控查制阀、执母行器等，疾如电动阀悄、三通阀国、风门执类行器等，压不需要外妈部电源，紧输出为0点-10V泼的直流信灾号。21楼宇自械控系统DI-数扑字量输入河接口，即辫触点、液勉位开关、柱限位开关绢的闭合与鸽断开，一关般用作检释测设备状租态、报警庆接点、脉绕冲计数等逆。DO-数东字量输出沾接口，用酸于控制风恩机，水泵挤等运行，懂亦可作为佛输出信号爪与动作增似减量型执兼行机构。22楼宇自伤控系统数据传姜输线路予：是联蜂系系统口各部分体的纽带框，从各宅个监控勺点到分异站控制木器的线访路是逐伐点连接院（放射关式），栗数据中孤心与各荐分站通男过总线慌型或环地形网络华结构进镰行组网禁，各分摔站直接咐用一回乘路双芯莲导线连洒接到总茫线上就咬可以实葛现分站拘与分站蚁之间，预分站与析中央站饼之间的奔通信。23楼宇自城控系统打印机电脑通信接泻口分站分站分站…总丙线总线型赖网络结枣构24楼宇自寻控系统环形网债络结构打印机电脑分站分站分站总唉线通信接弄口分站分站分站25楼宇自控喉系统星形网始络结构电半脑分站分站分站分站分站分站分站打印机26楼宇自控茄系统六、通萝信控制躲协议楼宇自控津系统中基光本采用的驾是集散控梦制方式和丽分布控制撑方式，是席通过某种图控制网络揭实现的，疾这就要求净控制设备畜以及建筑洁设备都要台遵循一定罗的通信协屠议。目前，签国际上愿采用较吼多的是川BAC塑net久和Lo伴nMa顽rk。27楼宇自亏控系统1、BA盟Cnet倘是指美国鬼国家标准岁协会的A溜NSI/瞎ASHA脖RE13逐5-19泥95标准持。BACn腥et是由牺一个建筑蛛管理、系阶统用户、肠系统集成脖商组成的卸联合体提速出的，正叉式的、非坟专有的开成放协议通菠信标准。28楼宇自轧控系统BAC尿net棵详细地代描述了招系统是届如何工赤作的。淋它定义昆了系统重各部分扎共享数嫂据的所市有规则庆，如何捎实现数怖据共享拜，可以厅什么通防信介质覆，哪个圆功能可途用，信大息如何好解释等脚。总之办，它为敌各种系趣统之间雷进行信跟息交流扭建立了腔一个基躁本规则敬。29楼宇自控蚁系统2、Lo坊nTal屡k协议L洋onWo司rks技侄术所使用喉的通信协描议。Lo移nTal拥k协议遵凳循由国际投标准化组酷织（IS惑O）定义块的开放系颈统互连（冬OSI）萍参考模型墓所定义的苹全部七层厦服务。它惠适用于任吩何一种传啊输媒介。30楼宇自横控系统3、L马onM趣ark通与BA洗Cne说tBACn啊et是个罗综合性的卵规范，它嚼准许纵多篮的实施方若案，并提层供一套强忍有力的服躲务功能。至但是，这臂个协议在尾小型终端趴控制设备眼里实施，洪不能取得阀最大的成扎本/性能素比。Lon律Mar纸k是个堵强大的厕专门为霸设备而启优化的烤协议；距从传感端器、调厘节器到送区域控竞制器，捆样样都便行。它税带有一惑个紧凑礼型的协写议架，迎很容易丹和廉价尝设备相融适应。浓但其通辽信速率挤较低，欺只能适东用于工碑作层。31楼宇自控铅系统因而，在贝工作层采杠用Lon洗Mark顽来连接控殃制器、感旦应器和调良节器等设蔬备；LA衡N层面的半控制采用家了BAC永net连摆接各个系部统；两个办协议互为券补充，建促立一个完霉整的建筑锹结构，得牲到最佳的锦性能和成职本。32楼宇自户控系统七、B反AS系鹊统的设换计BAS系找统的设计亭具有很大将的灵活性楼，应根据吼建筑物的载整体功能奇需求和物四业管理方孩式控制水因平，根据绵建筑物遍内不同挽区域的幼要求和擦被控系预统的各店个特点卷，选择栏技术先刘进、成浅熟、可炼靠、经攀济合理拉的控制许系统方毕案和设孟备，避赶免投资北的盲目假性。33楼宇自肺控系统1、楼宇语自动化宫系统设枝计依据JGJ纯/T1推6-9货2“民桐用建筑昆电气设痰计规范兼”GBJ1既16-8列8“火灾教自动报警聪系统设计队规范”GB47屑18-8轻4“火灾排报警设备缎专业名词浆术语”GBJ1逗9-87舱“采暖通锁风与空调证调节设计繁规范”GBJ1丹15-8稼7“工业疮电视系统甚工程设计幅规范”GBJ9营3-86赴“工业自富动化仪表跟工程施工忽及验收规肢范”34楼宇自控眠系统2、设蹈计步骤迎：确定B斩AS规虽模，根猛据冷冻猛、空调温、变配幼电、热力、给滋排水等演相关专饲业提供争的设计妥条件（燥资料）及投资叮情况，障功能内活容，确张定需要紫监控的普设备种类、数基量、分子布情况录及标准腹；35楼宇自弃控系统确定各子泻系统组成利方案、功伞能及技术苹要求；确定各子艳系统之间询的关联方屋式；确定BA师S中各子淘系统与大砌厦其它部坟分间的接糟口36楼宇自工控系统根据各专告业的控制师要求和控血制内容确青定并画出酒设备监控钥系统原理亦图统计监针控系统嘴的监控狐点（A董I、A泻O、D划I、D这O）的耕数量，子分布情笼况并列端表根据监控葛点数和分愚布情况确片定分站的璃监控区域、分站设妇置的位置尘，统计整付个大楼所桥需分站的援数量、类矮型及分布震情况37楼宇自战控系统选择现辱场设备在的传感辞器和执吨行机构确定楼宇仆监控的系网统网络及丝式中心站设午备的选择实施布线38BAS设烛计方法流罗程图设计任升务开始了解业主址需求和未尖来物业管锐理方式了解机鲜电专业秆控制需测求确定控制须范围和内滤容与机电专私业探讨控念制方案研究建筑咬功能确定控刊制范围秋和内容与机电暖专业探义讨控制北方案39BAS设挎计方法流芦程图确定B慎AS控掘制水平孕和方式根据系私统集成班要求确剂定BA糖S网络明结构节能与经乌济分析和土建专心业结合确供定：控制粘室位置、艳面积、竖适井的数量严和位置及叨面积、布协线方式、碗标高40BAS设织计方法流灵程图画出大楼习BAS系里统网络图配合电乡丰气专业洁完成配驾电设备互二次回革路的设饰计仪表量仔程计算用、选择调节阀拣计算确定BA苍S现场设驾备的规格慢尺寸及安峡装方式41画出各子处系统控制桥系统图画出各层恳管线敷设启平面图开列B撒AS设属备、材吃料表写出设隐计施工稳要点说述明BAS秆设计方府法流程殃图42各专业图渗纸会签施工图崭交底及贼施工配去合BAS差设计方拜法流程眨图设计任务特完成43楼宇自衣控系统3、现场疲控制器匙DDC篮的设置证原则及昏布线方参式DDC哑的设置缸，应主残要考虑剖系统管资理方式惜，安装倒调试维扒护方便笋和经济弯性，一列般按机衔电系统顿的平面卫布置进很行划分镇，如布伤置在：省冷冻站惧、热交烤换站、编空调机姑房、新犯风机房著等控制铃参数较洪为集中胀之处，纱也可根殖据要求旬布置在坐弱电竖田井中，脊箱体一联般挂墙舟明装；44楼宇自控朋系统每台DD企C的输入卵输出接口诱数量与种户类应与所伯控制的设筐备要求相桥适应，并晶留有10你%-15乏%的余量保；45楼宇自科控系统4、BA凡S中央控豪制室要求BAS中焰控室的位沈置，应尽羽量靠近控艳制负荷中夕心，注意锋远离变配择电室等电要磁干扰源勾，并注意冈防潮、防龄震。BA退S中控室堡可与消防很中心，保穿安监控中斧心等合并此组成楼宇沉控制中心巴，此时位忽置应满足拘消防中心买的要求46楼宇自控岩系统BAS日中央控支制室室齿内设备园布置时征应满足敢以下要栽求：a昏、控制胃台前应魄留大于伟3m的欠操作距帽离，控全制台离蔽墙布置喇时台后阻应留有配大于1负m的检陵修距离游，并注安意避免恨阳光直造射造b、当蚁控制台育横向排桌列总长远度大于算7m时脏应在两略端各留饭有足够端的安装鸭和观察诉面积焰c、当肢BAS皱系统单抢独设置庭不间断忙电源，固并采用粮集中供巡寿电方式灵时，应笑考虑放滩置电源府设备的长面积和返位置尚d予、应适野当考虑手工作人裤员值班骨，维修率及休息皱所需的漠面积47楼宇自令控系统BAS魔中央控期制室其攀它要求愿：a、控制遇室内宜采职用抗静电洞活动地板嗽b、当控堂制室内长轰度大于7歌m时，宜都设两个外此开门的出秀口，门宽安不小于1树m扒c、控窝制室内土召建及装修庸等要求参类见有关计犯算机房设曾计标准48楼宇自控下系统5、B环AS系弱统的电反源要求a、应蛛由变配据电所引心出专用俯回路向篇中央控调制室供榆电，供愉电回路巧应采用滋保安电汗源供电块；恼b、仓中央操谨作站供亏电应设燃不间断凡电源（徒UPS吃）装置荡，其容从量应包钻括系统新内用电民设备的啄总和并闻考虑预匠计的扩词展容量无，UP笼S供电载时间不滤低于2结0分钟芹；49楼宇自掩控系统c、DD樱C的电源秃宜采用中锯央控制室睁集中供电梅方式，以泪放射式供扣给各DD趴C，如采晴用就地供幸电方式，体可由据就近的保显安电源供湖给；50楼宇自如控系统6、BA核S系统的昆接地要求一般采带用建筑鹊物总体塌接地方宗式，要纠求总体道接地电引阻不大痰于1，如B侨AS系统端单独设置凭接地极，墓应采用一甘点接地方兔式，要求妨接地电阻纤不大于4复，并与芽建筑物防胡雷接地系蜘统接地极誓间距离不见小于20雷m51楼宇自控老系统BAS福系统设转计中采坊用的仪结表量程嗓选择、锯调节阀识计算方苦法等，见有炎关自控贼设计手篇册；现岩场仪表源安装方舞法参见嗓有关自宇动化仪掉表标准性安装图握册及设长备生产屑厂家的光安装使令用说明洪书。52楼宇自控瓜系统八、空调D膏DC系疫统的监俗控设计(一)检空调趣DDC涨系统的离定义及耍组成DDC莲系统是膀BAS纤的技术曾形式。橡DDC考是英文样DIR钓ECT撕D搜IGI厚TAL粗C喉ONT祸ROL博的缩写喉，译为企“直接薯数字控拾制”。53楼宇自控杯系统空调DD母C系统，休即利用计横算机控制纸技术，将为空调系统余中各种信蜡号（温度桥、压力、庆流量、状颤态等），诸通过输入样装置输入洋计算机，济经相应程剧序运算处疼理，将处烂理后的信川号经输出福装置输出至，进而控谈制相应的锐执行机构身。如图所炭示。54楼宇自铁控系统传感器A/D转换器微处理第器D/A转换器执行器变送器图155楼宇自笔控系统(二)荐D刺DC系费统信号抖种类信号按方其输出抗输入能锹否直接创被微机罪或执行时器接受枕分为数奸字量输鞠入（D败I）、驶数字量疑输出（妄DO）妻、模拟话量输入扭（AI彻）和模很拟量输缎出悦（客AO）跌四种信台号。56楼宇自五控系统模拟量牢信号所似对应的草是一定植量的电棍压或电税流值，昆它与传北感器输腾出信号那的特性站有关。空调自控叮系统中常情见的模拟传量输入信眉号：温度付、湿度、消压力流量悄、压差等待；模拟量迁输出信号球：需控制酬的电动风纲阀及电动么水阀。57楼宇自控兽系统数字量班输入信芽号包括稀：风机蜻、水泵字、冷却番塔风扇膊、电机端的运行待状态、宿过滤器蔽淤塞状像态报警那、压差僚开关、缓液位开猴关、开俘关信号顶，防冻姨保护等规。数字量母输出信鹅号包括牙：电磁没阀的控颗制、二洒位电动棉水阀的感控制、侵水泵、胳风机、弟冷却塔烦等设备狸的启停送控制。58楼宇自控宪系统(三)端空调D会DC监控葱系统的主幼要功能空调D纽奉DC系组统能实妄现楼宇竿中空调丢系统各松种控制鸭功能，零同时具右备各种猎管理功勿能。59楼宇自控产系统（1）能量控制泉及管理功权能。即根隔据建筑物拣实际冷、罚热负荷，盐对空调系怠统中的风棉系统和水艇系统进行揉控制，自协动控制冷雾热设备运盏行状态及唉运行参数淘，使整个犬空调系统飘达到最佳丽节能状态炊。（2）对空调系别统及其冷决、热源系获统的相关嫌参数进行月调节控制橡及监测，绒对空调设顾备运行进姓行监测。（3）空调设盛备如冷剖水机组皇、泵、康风机等鸭在规定香时间的缘瑞启停控天制，以阶达到节榆能目的灯。60楼宇自柄控系统（4）自动累积凶空调设备霉的运行时渔间，维修苹期限报警怨，以便更竖换或维修炼相关设备霞，延长设衣备使用寿胃命，提高于设备的运割行质量。（5）根据空调混设备运行图时间，自度动切换工候作及备用拨设备，保静持设备良晴好的工作骂状态。（6）对空调系估统的能量京消耗进行例计量，记饥费。（7）各种物业捕管理文本谦的自动生统成、打印匪及查询。61楼宇自控水系统(四)爽空约调DD钩C系统岛的组成1）时钟：用驾来对各种勉输入、输盆出数据，裹各种运算距时间进行红调整及控各制。2）程序存储惑器：存储捐各种应用适程序，即州用户为控它制各种空禁调系统所迎编制的控捡制程序。3）工作存蹲储器：攀用来进盛行读写掩，随机哭存取和销临时存斯取数据歇。62楼宇自控圈系统4）多路输种入、输之出控制责器：多医路输入涉控制器释可将输蚀入信号押送入A欲/D转呼换器中屑，将模抄拟量转轨换成数陪字量，迎输入微辽处理器浙进行运牲算。运旁算结果醒输入D如/A转送换器，锋再经输绿出控制杆器至变魄送器及摆执行机饭构。5）DDC控眨制系统的侨相关软件罩：包括操密作软件及腥应用软件皮。63楼宇自控招系统时钟微处理召器程序存甜储器传感器和变送器多路输入控制器D/A转换器A/D转换器通讯接谜口多路输衣出控制器变送器和执行器工作存甲储器图264楼宇自丑控系统五）空停调DD蒙C控制泼举例空调DD爸C控制含绕空调风系锣统控制及晃空调水系喷统控制，崭下面分别挨举例加以萍说明。65楼宇自控集系统5.1空跪调风系统里：（以新巨风机组控貌制为例）新风机组牲是空气—孩—水系统絮空调形式迷的主要设造备之一，递其控制状泽况的好坏年直接影响煤到整个空匹调系统的突工作质量桌，新风机俭组一般由索新风段、伞过滤段、岸盘管段（岗复合盘管浪对应二管潜制，四管动制为表冷每器和加热砌器）、加闸湿段、送箭风机段及尽相应的检破修段组成骑，有的还盘配有能量注回收装置需，控制说跳明如图所犁示。66楼宇自控喊系统1）对吵新风机睁组进行膜启停控止制。2）新风浅机组风机击启动后，华新风阀联降锁开启。3）根尘据温度剥T1控赶制冷、挖热盘管婶电动阀算MD1武的开关府。冬/慌夏工作稠转换后虹，冬季植根据湿像度H控指制加湿蓝器电磁织MD2稼的开、呆关。4）温费度T1眠低至防助冻报警碗温度时薯，自动企切断风女机电源遍。联锁披关闭新叫风阀V左D，全霞开电动洁水阀M淘D1，肢并发出胡报警信脑号。67楼宇自版控系统5）过杨滤器积胡尘达到事一定程珍度后，滩压差开桌关发出造淤塞报扭警信号傲。6）停机时弟，新风涂阀VD遇联锁关责闭，电背动阀M吃D1全熔关，关赖闭电磁兼阀MD要2。7）监测送风争机运行状沿态。68楼宇自费控系统69楼宇自朋控系统5．2炊空稀调水系潜统此系统为猫一级泵变摩流量系统朱，