建筑物自动化系统 PPT课件

建筑物自动化系统 1 建筑物自动化系统 一 建筑物自动化系统概述 二 建筑物自动化系统构成 三 建筑物自动化系统的子系统 四 建筑物自动化系统的设计 五 建筑物自动化系统实例 2 一 建筑物自动化系统概述 建筑自动化系统 BAS 又称楼宇自动化控制系统或建筑设备控制管理系统 它采用现代传感技术 计算机技术和通讯技术对建筑物内所有机电设施进行自动控制和管理 1 建筑物自动化系统的功能1 整体功能建筑物自动化系统的整体功能包括 对建筑物设备实现以最佳控制为中心的过程控制自动化 以运行状态检测和计量为中心的设备管理自动化 以安全状态监测为中心的防灾自动化 以节能运行为中心的能源管理自动化 3 一 建筑物自动化系统概述 2 数据处理功能建筑物自动化系统可以提供的数据处理功能有 模拟量测量 设备故障监测报告 运行时间累加 数据计算 设备状态 3 实用功能建筑物自动化系统的实用功能包括 创造安全可靠的生产条件 创造舒适宜人的环境 节省人工及提高管理的效率 减少建筑物能源消耗 提供更高的服务和便利 4 一 建筑物自动化系统概述 2 建筑物自动化系统的组成建筑物自动化系统实际上是一个应用于建筑物的自动控制系统 在智能建筑中的自动控制系统就是用机械电子或电子零配件组成的自动控制系统 对建筑设备进行控制 使建筑物的室温或照明等达到人们的要求 一般自动控制系统由传感器 自动控制器和执行器构成 传感器就像人的眼睛 耳朵或鼻子 可以对环境情况进行感觉 自动控制器 调节器 如同人的大脑进行比较和判断 执行器如同人的手足执行动作 例如 自动控制系统通过将实际室内温度和期望温度的比较 来进行调节控制以使其差别减小 建筑物自动化系统的主要组成部件位传感器 执行器 控制分站 中央站 管理 监控 中心 5 一 建筑物自动化系统概述 3 建筑物自动化系统网络构成1 分布式控制系统分布式控制系统是多控制器系统 又称集散系统 TDS 各种设备采用分站 单元控制器 控制 各控制器接成网络 有两层或三层网络结构的集散系统 分站进行实时控制及调节 中央站进行监控管理 若中央站停止工作 不影响分站工作 网络通讯也不会中断 分站设在受控受控对象系统附近 以微机实现监控功能 可与中央站通讯 分站之间也可实行通信 使网络上的微机可以实现资源 硬件设备 软件 信息 共享 分级分布式和全分布式结构都是网络结构 网络结构应能满足集中监控需要 尽量减少故障波及面 实现危险分散 减少投资 易于扩展 目前大部分自动控制是这种结构 其特点是 6 一 建筑物自动化系统概述 节省人力 通过集中管理控制 简化操作及培训维护等 节能 通过集中管理控制 合理调度负荷 灵活的控制 设备共用 如某些传感器可以用在多种控制用途 建筑物自动化系统的网络结构有单层 两层和三层三种 网络分别有管理 控制 现场设备三层网络层 各网络层功能如下 管理网络层应完成系统集中控制和各种系统集成 控制网络层应完成建筑设备的自动监控 现场设备管理层应完成末端设备控制和现场仪表设备的信息采集和处理 不同的网络结构均应满足分布式系统集成监控操作和分散采集控制 分散危险 的原则 7 8 一 建筑物自动化系统概述 2 网络拓扑结构不同的建筑物自动化系统具有不同的网络拓扑结构 控制网络的拓扑结构和其他计算机网络相同 有星形 环形和线性总线等 星形拓扑结构 中央站通过交换机 集线器 Hub 连到各分站 呈放射形 环形拓扑结构 各节点相互传递信号 一次一个接点 连成环形 线性总线拓扑结构 用中继线或干线来连接所有线路 所有节点共享线路 是一种比较适合于控制系统的网络结构 9 打印机 电脑 分站 分站 分站 通信接口 分站 分站 分站 环形网络结构 10 星形网络结构 电脑 分站 分站 分站 分站 分站 分站 分站 打印机 11 打印机 电脑 通信接口 分站 分站 分站 总线 总线型网络结构 12 一 建筑物自动化系统概述 3 网络协议一般采用标准网络协议 标准网络协议一般是开放性的 适合将各种设备连接在一起 4 现场总线现场总线 FieldBus 是一种控制通信网络 他是自动化领域中计算机通信最下层的网络 根据国际电工委员会 IEC 和现场总线基金会 FF 的定义 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式 双向传输 多分支结构的通讯网络 我国正在制定现场总线标准 建议采用以太网 BACnet Modbus等 13 二 建筑物自动化系统构成 建筑物自动化系统由硬件和软件两大部分构成 1 建筑物自动化系统的硬件建筑物自动化系统的硬件主要是传感器 执行器 又称现场终端 InformationPoint IP 它们起信号转换作用 全分散型系统中传感器 执行器和控制分站都是智能化的 1 执行器 执行器 Actuator 接受现场控制器的控制信号 改变控制变量 使建筑设备按预定的工艺要求运行 在建筑设备监控系统中的调节机构多为风阀 水阀和蒸汽阀等 2 传感器 传感器 Sensor 是将物理量转换为电信号的器件 传感器分为非电量传感器和电量传感器 非电量传感器一般输出电信号 0 20mA 0 10V 0 10K 如温度 压力 液位等物理量的传感器 电量传感器有电流 电压 频率等传感器 14 二 建筑物自动化系统构成 以下是一些执行器和传感器 水阀执行器 动态平衡水阀 风阀执行器 压差开关 风量传感器 温度传感器 温湿度传感器 防冻开关 15 二 建筑物自动化系统构成 3 控制器控制器分为微控制器和控制分站 微控制器是对末端设备进行控制的 通常是控制设备的一个部分 能独立执行控制作用 同时具有通信能力 如风机盘管控制器 水泵控制器 控制器 分站 是一种有微处理器的直接数字控制器 DDC 能作为独立控制器执行控制作用 它由微处理器组成 包括中央处理器 存储器 通信接口 控制器 分站 也可以采用可编程序控制器和混合型控制器 控制器的输入 输出有模拟量和数字量 模拟量输入 AI 如温度 压力 液位变送器的输出 数字量输入 DI 通常为接触点的闭合 断开情况 模拟量输出 AO 用于操作调节阀 风门 变频器 数字量输出 DO 用于机电设备的起 停控制 控制器外观 16 二 建筑物自动化系统构成 4 管理及监控中心管理计算机 中央站 设置在监控中心 由显示控制装置 打印机等组成 2 建筑物自动化系统的软件提供系统显示 控制和报警功能 它又有很强的通信能力 可组成网络实现高速实时运算 对于不同的网络层的控制器和管理网络 配备不同的软件 建筑物自动化系统的三个网络层 应具有下列不同的软件 管理网络层的客户机和服务器的软件 控制网络层的控制器软件 现场网络层的微控制器软件 17 三 建筑物自动化系统的子系统 建筑物自动化系统的子系统包含环境控制管理子系统 防灾与保安子系统 1 环境控制管理子系统环境控制管理子系统包括暖通空调 HVAC 系统控制 给排水系统控制 电气系统控制 交通运输系统控制 暖通空调系统控制 包括各种冷热源机组 空调机组 新风机组控制 给排水系统控制 包括水泵 水箱水位控制报警 电气系统控制 包括变配电设备 自备发电机 直流电源 照明 动力设备控制 交通运输系统控制 包括电梯 自动扶梯 停车场的控制 18 三 建筑物自动化系统的子系统 2 防灾与保安子系统防灾与保安子系统包括火灾报警与消防联动控制系统和保安系统 火灾报警与消防联动控制系统 包括火灾检测告警 定位 隔离 通风 排烟 自动灭火等 保安系统 包括视频监控 出入口控制 身份识别 防盗防抢 保安巡查等 19 建筑物自动化系统 集成范围 智能照明控制系统变配电系统电梯控制系统冷水机组消防系统门禁控制系统视频监控系统停车场系统背景音乐和紧急广播系统防盗报警系统 三 建筑物自动化系统的子系统 20 三 建筑物自动化系统的子系统 建筑物自动化系统 BAS 的范围 21 四 建筑物自动化系统的设计 建筑物自动化系统 BAS 的设计BAS系统的设计具有很大的灵活性 应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 避免投资的盲目性 1 楼宇自动化系统设计依据JGJ T16 92 民用建筑电气设计规范 GBJ116 88 火灾自动报警系统设计规范 GB4718 84 火灾报警设备专业名词术语 GBJ19 87 采暖通风与空调调节设计规范 GBJ115 87 工业电视系统工程设计规范 GBJ93 86 工业自动化仪表工程施工及验收规范 22 四 建筑物自动化系统的设计 2 设计步骤 确定BAS规模 根据冷冻 空调 变配电 热力 给排水等相关专业提供的设计条件 资料 及投资情况 功能内容 确定需要监控的设备种类 数量 分布情况及标准 确定各子系统组成方案 功能及技术要求 确定各子系统之间的关联方式 确定BAS中各子系统与大厦其它部分间的接口 根据各专业的控制要求和控制内容确定并画出设备监控系统原理图 统计监控系统的监控点 AI AO DI DO 的数量 分布情况并列表 根据监控点数和分布情况确定分站的监控区域 分站设置的位置 统计整个大楼所需分站的数量 类型及分布情况 23 四 建筑物自动化系统的设计 选择现场设备的传感器和执行机构 确定楼宇监控的系统网络及中心站设备的选择 实施布线 24 25 BAS设计方法流程图 设计任务开始了解业主需求和未来物业管理方式了解机电专业控制需求确定控制范围和内容与机电专业探讨控制方案 研究建筑功能 确定控制范围和内容 与机电专业探讨控制方案 25 26 BAS设计方法流程图 确定BAS控制水平和方式 根据系统集成要求确定BAS网络结构 节能与经济分析 和土建专业结合确定 控制室位置 面积 竖井的数量和位置及面积 布线方式 标高 26 27 BAS设计方法流程图 画出大楼BAS系统网络图 配合电气专业完成配电设备二次回路的设计 仪表量程计算 选择 调节阀计算 确定BAS现场设备的规格尺寸及安装方式 27 28 画出各子系统控制系统图 画出各层管线敷设平面图 开列BAS设备 材料表 写出设计施工要点说明 BAS设计方法流程图 28 29 各专业图纸会签 施工图交底及施工配合 BAS设计方法流程图 设计任务完成 29 五 建筑物自动化系统实例 1 建筑物自动化系统主要生产厂商如下 国外厂商江森自控 JohnsonControls 公司 霍尼韦尔公司 Honeywell 西门子 SIMENS 施耐德 TAC控制公司 TOUR 国内厂商浙大中控公司 西安协同数码科技股份有限公司 清华同方股份有限公司 研华科技公司 30 楼宇自控系统 控制页面展示 五 建筑物自动化系统实例 31 楼宇自控系统 组合式空调机组 组合式热回收机组 26台 监测新风 送风 回风温湿度 回风二氧化碳浓度 供水温度 送 排风机风风速 过滤堵塞报警 防冻开关 送排风机手自动 故障 运行状态 频率反馈 控制与管理启停控制季节模式转换温度控制湿度控制空气质量控制水阀控制报警处里 五 建筑物自动化系统实例 32 楼宇自控系统 新风机组 新风换气机 送排风机 给排水 新风机组 15台 新风换气机22台