建筑设备自动化考试重点考点.doc

1. 实现建筑设备自动化的目的：功能实现，降低能耗，故障诊断，提高工效，改善管理，绿色生态。2. 狭义建筑设备自动化系统的监控范围：暖通空调，给水排水，供配电，照明，电梯等设备。 广义：是在狭义建筑设备自动化系统的基础上增加消防与安防设备系统的监控。3. 建筑设备自动化系统的基本功能：自动测量（选择测量，扫描测量，连续测量）自动监监视(状态监视，故障监视)自动控制（开环控制，闭环控制）。4. 建筑设备自动化系统按子系统进行监控的内容如下：供配电系统，公共照明系统，制冷系统，热源和热交换系统，空调系统，通风系统，给排水系统，电梯系统。5. 建筑设备自动化系统的设备组成：被控对象，传感器，控制器（I/O接口，运算模块，通信模块，显示模块），执行器，中央监控计算机和计算机网络等部分6. 建筑设备自动化的核心技术：计算机技术，自动控制技术，数据通信控制网络技术，系统集成技术等。7. 建筑设备自动化系统相关的计算机技术主要包括：计算机硬件技术（微处理器技术，存储技术），计算机软件技术，（面向对象技术，数据库技术，客户机/服务器技术，浏览器/服务器技术 ）计算机网络技术，嵌入式技术，多媒体技术和信息安全技术。8. 数据通信系统的主要主城部分：数据终端设备（DTE），数据通信设备（DCE），DTE和DCE之间的接口，传输信道（有线，无线，数字，模拟）9. 几种传输方式以及优缺点：一、.基带传输与宽带传输。（通常把表示数字信号的方波所固有的频带称为基带，直接传输方波信号称为基带传输），基带传输的优点：安装简单且价格便宜。宽带（传输）系统的优点：传输距离远（可达数十千米），而且可同时提供多个信道。与基带系统相比，他的技术更复杂，需要专门的射频技术人员安装和维护，宽带系统的接口设备也更昂贵。另外，宽带系统的模拟信号经过放大器后只能单向传输。二、并行传输与串行传输。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于远距离通信系统来说，它有更大的意义：可以利用已有的电话线惊醒传输：若要铺设远距离通信线路，串行通信的线缆及施工成本要比并行传输方式低得多。三、异步传输与同步传输。（异步传输是指把各个字符分开传输，字符之间插入同步信息）异步传输的优点：简单,但是由于起止位和检验为的加入，致使传输效率不会很高。 10. 通信方式：一、单工通信与双工通信（单工（只接收获只发送）半双工（既能接收又能发送但不可同时）全双工（可同时进行双向信息传送）。二、点对点通信与广播通信11. 交换方式以及优缺点： 一、电路交换。特点：建立连接需要等待较长时间。由于连接建立后通路是专用的，因而不会有别的用户干扰，不再有传输延迟。这种贾环方式适合于传输大量的数据，在传输少量信息时效率不高。二、报文交换。 优点：不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的传输延迟换来的：缺点：由于报文长度没有限制，因而交换节点设备的缓冲存储容量要求比较大，并且长报文会长时间占据某线路，导致其他报文的等待时间较长。三、分组交换。12. 计算机网络的分类：距离分：局域网、广域网、城域网；介质分：有线网、无线网；数据交换的基本方式：共享型网络、交换型网络；传输的信号种类分：信息网络、控制网络。13. 网络互联设备：转发器（中继器、集线器）、网桥、交换机、路由器和网关。14. 自动控制系统的基本形式及特点：一、开环控制。开环控制是一种最简单的控制方式，特点：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。当系统的内扰和外扰影响不大，并且控制精度要求不高时可采用开环控制方式。二、闭环控制。特点：在控制器与被控对象之间，不仅存在着正向作用，而且存在着反馈作用，即系统的输出量对控制量有直接影响。（闭环控制实质就是利用反馈的作用来减小系统的误差，因此又称为反馈控制。反馈控制是一种基本的的控制形式，它具有自动修正被控量偏离给定值得作用，因而可以抑制内扰和外扰所引起的误差，达到自动控制的目的）开环控制系统框图：被控对象执行机构控制器给定量- - - -被控量 闭环控制系统框图：控制器执行机构被控对象 给定量-+被控变量 - 测量变送 15. 自动控制系统的组成：被控对象（控制系统中关键组成部分），给定环节，测量装置（输入组成部分），比较环节，控制器，执行机构。 16. 计算机控制系统的经典形式：操作指导控制系统（属开环控制系统）。优点：结构简单，控制灵活和安全，特别是对于未摸清控制规律的系统更为适用。直接数字控制系统。（DDC闭环）特点：实时性好可靠性高和适应性强 监督控制系统。（SCC。包括SCC+模拟调节器的控制系统和SCC+DDC的分级控制系统）集散型控制系统。（DCS）现场总线控制系统。（FCS）综合自动化系统 。 17. 控制器的控制规律：双位控制，（最简单的控制规律）有很大的缺点即控制机构的动作非常频繁，容易损坏系统中的执行机构，这样就很难保证双位控制系统的安全可靠运行。比例（P）控制，（最显著的特点就是有差控制）比例控制是一种最基本的控制规律，具有反应速度快，控制及时，控制结果有余差的特点，仅适用于干扰小、对象的滞后较小而时间常数并不太大，控制质量要求不高，允许有余差的场所。比例积分（PI）控制，比例微分（PD）控制，比例积分微分（PID）控制等。 第一章智能建筑：是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。与传统建筑区别：具有某种“拟人智能”特性及功能，主要表现在：A具有感知、处理、传递所需信号或信息的能力：B 对收集的信息具有综合分析、判断和决策的能力：C 具有发出指令并提供动作响应的能力。类型：1）智能办公、商用大楼 2）智能建筑群（广场） 3）智能化住宅 4）智能化小区功能：1）舒适功能 2）安全功能 3）便捷功能。核心技术：智能建筑综合利用了“4C”技术（现代计算机技术Computer、现代控制技术Control、现代通信技术Communication和现代图形显示技术CRT），4C技术的核心是信息技术。建筑智能化系统组成：建筑管理系统BMS、信息网络系统INS、通信网络系统CNS。建筑管理系统BMS包括：建筑设备自动化系统BAS、安全防范系统SAS、火灾自动报警与消防联动系统FAS，也称之为建筑设备自动化系统。建筑设备自动化系统(广义BAS)的功能：设备监控与管理、节能控制。范围及内容：电力系统、照明系统、电梯系统、暖通空调系统、给排水系统。建筑管理系统BMS： 自动测量：1）选择测量2）扫描测量3）连续测量。自动监视：1）状态监视 2）故障、异常监视 3）火灾监视 4）暖通空调系统的监视。自动控制：1）建筑设备的启停控制 2）设定值控制3）设备的节能控制4）消防系统控制等。按控制系统结构分为：开环、闭环、复合控制。1智能建筑定义： 是以建筑为平台，兼备建筑设备自动化、办公自动化及通信自动化系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便捷的建筑环境.2、智能建筑与传统建筑的区别：1.具有感知、处理、传递所需信号或信息的能力；2.对收集的信息具有综合分析、判断和决策的能力；3.具有发出指令并提供动作响应的能力；3智能建筑的核心技术（4C+A） 现代计算机技术（Compute） 现代控制技术(Control) 现代通信技术(Communication) 现代图形显示技术(CRT) 现代建筑技术(Architecture)4 建筑建筑设备自动化系统（BAS）（狭义）管理系统 BMS (广义)1.定义： 是将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、电梯、给排水、(防灾、保安、车库管理)等设备或系统进行集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统。BAS是智能建筑的主要系统和重要标志.2.建筑设备自动化系统BAS的整体功能a以最优控制为中心的过程控制自动化；b以运行状态监视为中心的维护管理自动化；c以安全状态监视和灾害控制为中心的防灾自动化；d以节能运行为中心的能量管理自动化。3.建筑设备自动化的主要任务a自动测量（选择测量、扫描测量、连续测量）；b自动监视；c自动控制；第二章计算机控制系统包括硬件（主机、外围设备、过程输入输出通道、人机联系设备等）和软件（系统软件、应用软件）两大部分组成。分类：1）操作指导控制系统2）直接数字控制系统3）计算机监控系统（监督管理系统）4）分布式控制系统（集散控制系统）5）现场总线控制系统6）建筑物自动化系统的现场总线7）计算机集成制造系统CIMS。DCS的基本结构式计算机网络。DCS的通信网络是一个控制网络，不同于普通的计算机网络，应具有良好的实时性，较高的安全性、可靠性和较强的环境适应性等特殊要求。FCS是一种全数字、半双工、串行双向通信系统。FCS与DCS相比，其优势表现为：1）现场通信网络2）现场设备互联3）互操作性4）分散的系统结构5）开放式互联网络6）通信线供电。计算机集成制造系统CIMS：不但承担着面向过程控制和优化的任务，而且基于获得的生产过程信息，完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理。计算机网络技术应用是实现智能建筑系统集成的关键技术之一。计算机网络拓扑结构：星型、总线型、环形、树形、星环形拓扑OSI七层参考模型及其数据传输形式：物理层（比特或位）、数据链路层（帧）、网络层（分组）、传输层（数据报）、会话层（数据包）、表示层（数据包）、应用层（报文）Lonworks的拓扑网络结构：主从结构、总线和自由拓扑建筑系统集成的关键技术：1）功能集成：A IBMS管理层的功能集成 B 各个智能化子系统的功能集成。2）网络集成：通信设备及通信线路与网络设备及网络线路的有机结合，其重点在网络协议和网络互联设备上。3）界面集成：在统一的界面上，实现整个网络系统的运行和管理。模式：1）智能建筑综合管理的一体化集成模式。（建筑集成管理系统IBMS是系统集成的最高目标）2）以BMS、INS为主，面向物业管理的集成模式3）BMS集成模式： A）各子系统之间的网络一致 B）以BAS为主，其他系统存在不同的通信协议 C）采用IPC互联软件技术4）子系统集成。第三章新风补偿环节：在夏季工况室温给定值能自动的随着室外温度的上升按一定的比例关系而上升，这样既可以节省能量，又可以消除由于室内外温差大所产生的冷热冲击，从而提高舒适感。在冬季工况，当室外温度较低时，为了补偿建筑物冷辐射对人体的影响，室温给定值将自动随着室外的降低而适当提高。新风补偿环节在空调系统中的应用：冬夏季的补偿度在控制器上可调，冬夏季补偿的切换由补偿单元的输入特性转换开关来完成，主控信号经变送单元转换为DC010V信号，进入PI预算单元加法器的一端，给定信号与补偿信号叠加后进入加法器的另一端。电动调节阀的基本结构：一般包括电动执行和调节机构两大部分组成，可以集成为一体，它可以分装成电动执行机构或调节机构。主要优点：它与电磁阀之间的最大差别在于电动调节阀可以进行连续调节，执行器的唯一与输入信息成线性关系。阀门定位器：电动阀定位器接受控制器传来的DC010V连续控制信号，对AC24V供电的执行机构的装置进行控制，使阀门位置的控制结合成线性关系，从而起到控制阀门定位的作用。调节阀门的理想流量特性：1）直线流量特性 特点：阀在小开度时控制作用太强，不易控制，易使系统产生震荡；而在大开度时，控制作用太弱，不够灵敏，控制难于及时。2）等百分比（对数）流量特性 特点：在开度小时，相对流量变化小，工作缓和平稳，易于控制；而在开度大时，相对流量变化大，工作灵敏度高，这样有利于控制系统的工作稳定。3）抛物线流量特性 特点：抛物线流量特性是一条抛物线，它介于直线及百分比曲线之间。4）快开流量特性 特点：在开度小时就要较大流量，随着开度的增大，流量很快就达到最大；阀芯形式是平板的，适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。直线特性的三通调节阀在任何开度时，流过两阀芯的流量之和不变，即总流量不变；等百分比特性的三通调节阀总流量是变化的，在50%开度处总流量最小。抛物线特性介于两者之间。控制力：阀门开度变化时，相对流量的改变比值。阀门能力S：阀全开时，阀上的压差与系统总压差之比值。对调节阀特性的影响：当S=1时，理想流量特性与工作流量特性一致；随着S的值降低，q100逐渐减小，所以实际可调比R（R=qmax/qmin）是调节阀特性阀趋于快开特性，而等百分比特性阀趋于直线特性阀，这就使得调节阀在小开度时控制不稳定，大开度是控制迟缓，会严重影响控制系统的调节质量。因此，在实际使用时，对S值要加以限制，一般希望不会低于0.30.5。调节阀的选择：1）流量特性选择2）调节阀结构形式的选择3）调节阀开闭形式的选择4）阀门工作范围的选择5）调节阀口径的选择风阀的流量固有特性：多叶对开型风阀的特性类似等百分比流量特性，多叶平行型风阀的特性近似直线流量特性。第四章空调控制对象：控制冷媒的流量，实际上是控制压缩机的开停机或压缩机的转速。特点：多属热工对象，从控制角度分析特点：多干扰性，包括热干扰和湿干扰、温湿度相关性、多工况。新风机组的监控内容：送风温、湿度控制。包括：1）风机的状态检测、故障报警 2）检测风机出口空气湿度参数3）测量新风过滤器两侧电压 4）检测新风阀状况，以确定其是否打开。变露点控制内容：1）空调回风温度自动控制系统 2）回风温度自动控制系统 3）新风电动阀、回风电动阀及排风电动阀的比例控制。定露点控制温度：1）露点温度控制系统 2）送风温度控制系统 3)室温控制系统。变风量控制系统是指通过末端装置以室内温度的波动为被控制量来控制房间送风量，满足房间热湿负荷的变化和新风量要求，它的好坏直接影响房间的空气品质。压力无关型：当室内负荷没有变化时，送风量不应变化，但此时若系统送风压力由于其他区域送风量变化而升高，此时送风量增大，但由于风量设定值没有变化，副调节器会将风阀关小，以维持原有的送风量。其特点是可以改善对象特性，抗干扰能力强，从而提高了系统的控制质量。压力相关型：如果变风量末端装置内没有风量检测装置，则无副调节回路对送风压力变化的调节作用，变风量末端装置的送风量将与系统送风压力有关。其特点是：室温的调节过程长，温度波动幅度大，调节品质较差风机动力型末端装置串联型和并联型的优缺点：串联型：优点：房间空气品质好 缺点：耗电量大，噪声大并联型：优点：处理风量小，耗电低，噪声小。缺点：不能保证良好的空气品质，且有可能出现冷气流直接下沉的现象。显热：纯物质在不发生相变和化学反应的条件下，因温度的改变而吸收或放出的热。潜热：单位质量的纯物质在相变过程中温度不发生变化吸收或放出的热。全空气系统：空调房间内的热、湿负荷全部由经过处理的空气来承担的空调系统。全水系统：空调房间内的热、湿负荷全靠水作为冷热介质来承担的空调系统。这种系统没有送风通道，节省建筑空间，但室内空气品质不好。工程上常见的采用部分回风的空调系统有两种形式：一种是将室内回风引至喷水室或表冷器之前，与新风进行混合，叫做一次回风系统；一种是令回风分别与经过喷水室或表冷器处理前、后的空气进行混合，叫做二次回风系统。半集中式空调系统 除了有集中的空气处理室外，还在空调房间内设有二次处理处理设备。这种对空气的集中处理和局部处理相结合的空调方式，克服了集中式空调系统空气处理量大，设备、风道段面积大等缺点，同时具有局部式空调系统便于独立调节的优点。半集中式空调系统因二次处理设备种类不同而分为风机盘管空调系统和诱导器系统。1、空调系统定义：空调系统就是完成对空气环境进行调节和控制，也就是对空气进行加热、冷却、加湿、减湿、过滤、输送等各种处理的设备装置。组成：由冷热源系统、空气处理系统、能量输送分配系统和自动控制系统等四个子系统组成。冷热源系统：空气处理设备的冷源和热源。能量输送分配系统：由送风机、送风管道、送风口、回风口、回风管道等组成。2空气处理设备: 是由过滤器、表冷器(即表面冷却器)、空气加热器、空气加湿器等空气热湿处理和净化设备组合在一起的，是空调系统的核心，室内空气与室外新鲜空气被送到这里进行热湿处理与净化，达到要求的温度、湿度等空气状态参数，再被送回室内。3空调系统的分类:a集中式空调系统 b 半集中式空调系统c 局部空调系统4 新风机组监控系统新风机组是半集中式空调系统中用来集中处理新风的空气处理装置。新风机组通常与风机盘管配合进行使用，主要是为各房间提供一定的新鲜空气，满足人员卫生要求。组成：新风阀、过滤器、空气冷却器/空气加热器（换热器） 、加湿器、送风机5 防冻保护出现下列情况之一时，应启动防冻保护程序：1）风机停机，室外空气温度不高于5时；2）风机未停机，换热器出口水温低于8时；原因：换热器内的水温接近0时，其体积不仅不收缩反而会膨胀，因而使换热器被胀裂。防止冻裂可采取以下措施：1）首先应关闭新风阀，防止冷空气进入。同时关闭风机，不使换热器温度进一步降低。2）新风阀应有良好的气密性，同时要有良好的保温性阻止与室外冷空气的传热。3）机组停止工作后仍然把水量调节阀打开，使换热器内的水流缓慢循环流动起来，若水泵已停机，则整个水系统还应开启一台小功率的水泵，保证水系统有一定的水流速度，而不至冻裂。6风机盘管风机盘管是半集中式空调系统中的末端设备。组成：空气的加热/冷却盘管和风机。 功能：送风和供热（冷）风机盘管的原理不断的循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度，盘管使用的冷水和热水由集中冷源和热源供应。与此同时，由新风机组集中处理后的新风通过专门的新风管道分别送入各空调房间以满足卫生要求。7、空调机组自动控制系统 1定风量空调自动控制系统a变露点自动控制系统b定露点自动控制系统 2空调机组的联锁控制 空调机组起动顺序：送风机起动 新风阀开启 回风机起动 排风阀开启 回水调节阀开启 加湿阀开启。 空调机组停机顺序：送风机停机 关加湿阀 关回水阀 停回风机 新风阀、排风阀全关 回风阀全开。 火灾停机：火灾时，由建筑物自动控制系统发出停机指令，统一停机。 第五章冷凝温度过高危害，调节：冷凝问东过高，冷凝压力偏高，压缩机排气温度会上升，压缩比例增大，制冷量减小，功耗增大，同时容易导致设备发生事故；调节：冷凝器的冷却水进水管后要安装冷却时量调节阀。当冷凝温度过高，通过调节杆使阀门开度变大，使冷凝压力降低，当低于某一设定值时，排气压力或冷凝压力降低，阀门开度减小。压缩机能量调节方法及其特点：1）压缩机的双位控制：不适用于负荷变化比较频繁的场合，控制精度较低，2）压缩机的分级控制：将被控量如制冷压缩机的吸气压力分为若干级，每级配一个压力继电器，并设定为各自不同的给定值，以便分别控制各台压缩机或各个气缸的启停。3）旁通能量调节：主要应用于压缩机无变容能力的制冷装置，有各种旁通能量的实施方式。4）压缩机变速能量调节：利用变转速的方法进行能量调节，有很好的经济性。图5-25根据供回水温差和水流量控制冷冻机台数的方法：制冷剂台数控制原则：1）是设备尽可能高效运行 2）相同型号设备运行时间尽量接近，以保持相同的运行寿命。（通常优先启动累计运行小时数量最少的设备。） 3）满足用户侧低负荷的运行要求。通常冷水机组出水温度设定为7，不同的回水温度则反映了系统不同的需冷量，而且冷冻水回水温差大多为7。通过测量用户侧供回水温度T1、T2，及冷原水流量w，可计算实际需冷量Q=w(T2-T1)，由此可确定冷水机组运行台数。冷热源加热和冷却功能冷源：自然冷源（深井水）和人工冷源（空气膨胀制冷和液体气化制冷）,空调系统一般采用后者，如制冷机组、冷冻站等。热源：自然热源（地热和太阳能）和人工热源，空调系统一般采用人工热源，如由锅炉提供的热水或蒸汽，或由集中的热水管网提供的热水。1、 制冷机组的自动控制 制冷机组是将制冷系统中的全部组成部件组装成一个整体设备，可向中央空调系统提供处理空气所需低温水(通常称为冷水或冷冻水)的制冷装置。2、 冷冻站系统的监测与控制a冷冻水系统 b冷却水系统作用：通过对制冷机组、冷却水泵、冷却水塔、冷水循环泵台数的控制，在满足室内舒适度或工艺温湿度等参数的条件下，有效地、大幅度地降低冷源设备的能量消耗，并且保护设备安全运行。多台制冷机组起动顺序：冷却塔风机冷却水蝶阀冷却水泵冷冻水蝶阀冷冻水泵制冷机组起动；停机顺序：制冷机组停机冷冻水泵冷冻水蝶阀冷却水泵冷却水蝶阀冷却塔风机2. 空调闭式冷冻水系统的监控冷冻水系统：冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户的各种冷水设备(如空调机和风机盘管)而组成。1） 一级泵冷冻水系统的监控1压差控制 2制冷机台数控制第六章供热面积收费体制下热网和热源的调节方法：1）量调节：调节方法是供水温度不变，至改变水流量。2）质调节：调节方法是循环水量不变，只改变供回水温度。3）阶式质-量综合调节：调节方法是供水温度发生变化时，热水温度也发生阶段变化。4）间歇调节：调节方法是供水温度不变，只改变水流量在供暖初期或末期，不改变热网水流量和供水温度，而改变每天的供热水时数来调节供热量。热量计量计费体制下的调节方法：1）供水定压力控制：把热网供水管路上的某一量作为压力控制量，在运行时是该设备的压力保持不变。2）供回水变压差控制：把