楼宇自动化技术与应用终结版.ppt

楼宇自动化技术与应用,建筑、建筑群、建筑小区智能化系统的研究与设计BuildingAutomationSearchDesign,楼宇自动化技术与应用,课程体系：建筑电气与智能化专业课程体系以及先修课程ComputerControlCommunicationCRT课程内容：分析（研究）综合（设计）研究方法：演绎法（由一般到特殊）归纳法（由特殊到一般）混合法讲授思路：技术理论分析(基本概念大系统概念)综合能力锻炼(系统集成)应用技能培养(工程设计工程实践),楼宇自动化技术与应用,第一章绪论第二章布线子系统与现场总线技术(PDS)(FBUS)第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术(BNS)第四章楼宇设备自动化子系统(BAS)第五章楼宇的火灾报警自动控制子系统(FAS)第六章楼宇的安全防范子系统(SPS)第七章楼宇的智能管理子系统(BMA)第八章小区智能化系统(RCS)第九章智能建筑中应用的新技术第十章智能建筑的工程实例,第一章绪论,1.1楼宇自动化（智能建筑）的定义（由于地域与人文的差异,故而国际上至今并没有一个统一的定义）楼宇自动化(广义概念即为智能建筑)就是以先进的（计算机）技术对楼宇实施控制通信管理等任务的完成,即BAS,它主要实现的目标可以用4A或4C来描述：BA(BuildingAutomation)IB(IntelligentBuilding)CA(CommunicationAutomation)CNOA(OfficeAutomation)BMA(BuildingManagementAutomation)ComputerControlCommunicationCRT总之即是使以上各个子系统，统一于一个无缝连接的管理平台(即系统的集成)。其它应当考虑的方面还有：系统利用效率，与环境的谐调性，使用与维护成本，可靠性，安全性，舒适性，节能性等等一系列问题。,第一章绪论,1.2系统的基本组成(可以用框图描述)布线系统支持的网络系统局域网及广域网()电信网及有线网()具有特定功能的子系统楼宇设备自控系统()安防系统()消防系统()网络及通信系统()数据处理系统()电子商务系统()信息管理系统()建筑物管理自动化系统(),第一章绪论,1.3系统的功能及分类系统功能(任务)：楼宇自动化系统的功能是指建筑物本身应当具备的基本控制功能，它应当包括感知、判断、反应、执行等一系列自动化过程，并分别体现在以下系统的全部工作中BAS(BuildingAutomationSystem)FAS(FireAlarmSystem)SPS(SecurityProtectionSystem)CAS(CommunicationAutomationSystem)CNOAS(OfficeAutomationSystem)BMAS(BuildingManagementAutomationSystem),第一章绪论,补充:广义大系统概念的建立系统的定义:具有特定功能和运动规律的有机整体系统的性质(三要素):整体性、相关性、目的性系统的分类:静态与动态、确定与随机、连续与离散系统的研究内容(三要素):实体(组成)、属性(参数)、活动(规律)系统的模型:物理模型、数学模型(图形、表达式)系统的仿真(三要素):确定系统、系统模型建立、计算机算法,第一章绪论,具体楼宇自动化系统的四种分类：按建筑规模分类：住宅、大厦、小区、广场、城市、国家按建筑用途分类：住宅、办公、教学、商服按系统完善程度分类：包含多少个子系统按系统信息点位个数：包含多少个信息点位,第一章绪论,1.4智能建筑的设计原则及核心问题设计原则：面向设备(品牌)的设计原则:功能完备,系统庞大,但设备复杂面向系统功能的设计原则:系统简约且具有针对性,设备搭配合理,但功能有限,第一章绪论,核心问题集成集成的原则：个性化、标准化、无缝连接、多网融合、一卡通集成的目的：期望达到以下目标(1+6+4)集成的基本要求：为用户提供安全、方便、舒适、高效、环保的工作环境集成的目标：资源共享、环境良好、运行成本、使用方便、冗余合理、投资合理系统的性能：安全性、舒适性、方便性、实用性集成方案的选择：在解决以下几对矛盾的基础上选择方案价格、性能、技术的先进性与成熟性、工程的可实现性集成的实现方法（具体控制手段）：DDC、SCC、DCS、FCS系统集成的关键问题：软件系统集成的内容与步骤(可以用框图描述)：内容：P4五个基本步骤：项目管理、工程设计、施工组织、设备供应、安装调试,第一章绪论,1.5国内外智能建筑的现状及展望国外:从1984年世界第一座智能大厦落成西欧日本世界各地国内:时间从1990年1994年(国标)1999年(国标)2000年地点-上海深圳广州北京西安全国各地基本类型可以分为:常规、生态、环保、节能、综合总体展望:智能建筑领域将会是一个与时俱进且不断发展的产业，它将伴随着智能化技术和其它技术的发展，以及人们对物质和文化需求的不断提高而不断发展和完善。许多新材料与新技术也会不断应用到智能建筑当中。,第一章绪论,思考题与习题1.智能建筑中BAS、CAS、OAS的含义分别是什么？2.广义BAS与狭义BAS分别包括哪些主要的系统？3.什么是系统集成？4.系统集成时所采用的具体控制手段有哪些？它们分别适用于哪些场合？*,第二章布线子系统与现场总线技术,2.1布线子系统概论PremissDistributionSystem（综合）OpenCablingSystem（开放）1.定义：它是智能建筑信息传输的物理介质和神经中枢。通过对建筑的结构、系统、服务、管理等四个要素以及它们的内在联系，加以优化考虑，并提供出合理、高效、可靠、舒适、便利、安全的布线环境。2.特点：它可以使布线系统简单化、系统化、标准化，且有能力满足所有设备的连接、控制、管理，同时也可保证各个子系统在同一操作平台下的无缝连接，即使在工作终端发生变化时，也无须另外布线，甚至可以用重组网络拓扑结构的方法来适应系统硬件发生的变化。此布线系统应当兼容所有硬件，同时兼容所有软件。,第二章布线子系统与现场总线技术,3.标准：EIA/TIA568-A/B电信布线标准ISO/IEC11801国际布线标准EIA/TIATSB-67非屏蔽双绞线布线标准美国标准、欧洲标准、中国标准、光纤标准4.布线系统的设计要领与要求:a.设计要领：总体方案设计:综合考虑近期与远期需求,主张干线分步到位,水平一步到位,第二章布线子系统与现场总线技术,布线系统设计的基本步骤：1.分析用户需求2.取得建筑物设计平面图3.系统结构设计4.布线路由设计5.可行性论证6.绘制综合布线施工图7.编制综合布线材料清单c.设计要求：六个子系统的选择网络拓扑的选择(星、树、环、混)d.设计指标：特性阻抗、结构回波损耗、衰减、近端串扰、环路直流电阻、传输延迟e.设计等级：建筑类型分类（针对布线系统可以分为:办公、综合、住宅）设计等级分类（基本型、增强型、综合型）,第二章布线子系统与现场总线技术,2.2布线系统产品和方案的选择1.产品：产地：美国、德国、英国、以色列、新加坡、台湾品牌：朗迅、IBM、AMP、BICC、KRONE、RIT2.布线方案比较：用途需求与控制方式决定了布线方案PDS(OCS):综合布线系统(开放式布线系统)ACS:屏蔽化布线系统SCS:结构化布线系统,第二章布线子系统与现场总线技术,2.3常用的系统与线缆PDS（PremissDistributionSystem）：OCS（OpenCablingSystem）GCS（GenericCablingSystem）非屏蔽双绞线（UTP）+光纤（FTP）+6个子系统ACS：屏蔽双绞线(STP)+光纤（FTP）+若干子系统SCS：各个子系统使用不同线缆,既可独立运行亦可集成护套线、同轴电缆、非屏蔽双绞线（UTP）,第二章布线子系统与现场总线技术,2.4布线系统的测试与验收测试:按设计指标使用专用仪器完成线序测试参数测试验收:内页-组织相关文件及验收文件外页-完成验收文件相关内容填写,第二章布线子系统与现场总线技术,2.5现场总线技术（计算机控制技术与计算机控制系统的发展过程）1.直接数字控制与集中控制系统（DDCSCC）的特点:a.精度高易于实现复杂控制和最优控制b.可靠性降低风险高度集中c.线路太多干扰太大d.开发大范围的系统很困难2.集散控制系统（DCS）的特点：a.风险分散且对控制处理器的能力和可靠性要求降低b.使用网关使得开发技术趋于复杂c.组网手段以及网络结构不够灵活d.使用一般通信手段很难克服干扰,第二章布线子系统与现场总线技术,位总线系统（编码载波调制）现场总线系统BACNETPROFIBUSFFHARTCANLONWORKS（美国Echelon）：它采用LonTalk协议(LONWORKS的核心协议)，并进而开发出了特殊的通信芯片，即神经细胞芯片（也称神经源芯片）。LONWORKS的中文解释即为“一种规格适用于一切”。这种总线系统可以通过网络设备连接到任何局域网络上。软件部分的功能模块则是二次开发的重点内容。,第二章布线子系统与现场总线技术,思考题与习题1.简述布线系统的目的和意义。2.任意拓扑结构的网络是否都可以采用综合布线系统？为什么？综合布线系统采用的是星型网络拓扑结构3.综合布线系统由哪些主要的子系统组成？4.水平布线为什么需要大量的冗余设计？5.计算机与综合布线系统之间是如何连接的？6.交换机与集线器的工作原理有何不同？工作的协议层不同，所要解决的问题不同，所以工作原理不同7.任意控制方式是否都可以采用总线技术？为什么？*DDCSCC（否）DCSFCS（是）8.在智能建筑中经常采用哪些总线方式，为什么？*,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,关于网络与协议的补充内容网络的发展过程、网络的分类方法(范围、用途、同异特性)网络系统=通信网络(以计算机网络为主)+控制网络+其它网络计算机网络由计算机（包括外部设备）、通信网络、通信协议三大部分组成。通信网络实现各计算机间的物理连接，而通信协议则使各计算机间可以自由地交换信息。通信协议是两个通信实体之间在进行交换时对信息的格式（语法）、意义（语意）以及相对定时的约定。借助于它，各设备间可进行有序的信息交换。通信协议执行的基本功能有3个，它们是:（1）建立标准的通信信道；（2）建立标准的数据单元；（3）建立一些必要的规则。,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,在计算机网络系统方面有3个重要的标准化组织，它们是国际标准化组织ISO，美国因特网结构委员会以及美国电子电气工程师协会IEEE802委员会。国际标准化组织ISO建立了开放式系统互连参考模型，简称OSI/RM。因特网结构委员会制订的标准就是TCP/IP，TCP/IP是事实上的工业标准，现代的计算机网络产品均遵循这一标准。IEEE802委员会专门从事对局部网络的标准化工作，它制订的局部网络标准得到了工业界的广泛支持，802标准是学习局部网络必不可少的部分。,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,3.1广域网络系统（接入网技术AccessNetwork）广域网络系统包括了用户线传输系统、复用设备、数字交叉连接设备、用户网络接口等等，而计算机或局域网与广域网的连接则称为接入技术.根据网络传输媒体的不同，通常又将广域网分为有线网络、无线网络两大类共计六种网络系统，它们分别为：宽带有线接入网络(高速、宽带)、计算机网络(高速、窄带)、有线电视接入网络(高速、宽带)、有线电信接入网络(低速、窄带)、卫星无线接入网络、无线移动接入网络。目前广域网络系统的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.三网合一的实现（有线电视、电信、计算机）2.更广泛的网络覆盖支持3.网络的双向化（有线电视网的数字化、双向化）4.用户终端的PC化,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,典型城域宽带多媒体网络的逻辑结构：网络结构包含:Internet、本地城域网络、局域网、服务器、路由器、交换机三种接入方式：宽带IP网络、光纤同轴电缆混合网络、拨号上网,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,3.2局域网络系统（用户网络技术）1.电信网络A.音频网络系统(三种)：无线通信网络系统:FDMA(模拟网络系统)GSM(TDMA、CDMA即2G系统)宽带系统(3G系统即移动通信与广域网络相结合的多媒体通信)有线通信网络系统（PABX数字程控交换机）:用户交换局（电路、分组）交换中心交换局用户可视电话系统:B.局域数据网络系统(五种)：数据网络系统是继电报、电话之后的最大的通信业务，它是通过电信网络来实现的，其中也分为有线和无线两种传输方式。,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,局域数据网络系统（用户网络）功能与分类：功能：软件与硬件的资源共享，提供强有力的通信手段分类：公共电话交换网（PSTN）公共电报网（PTN）电路交换公共数据网（CSPDN）分组交换公共数据网（PSPDN）综合业务数据网（ISDN）,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,b.网络拓扑结构：星、环、树、混合、总线c.网络协议标准：七层传输协议(其它协议均在此协议规范之下)协议的定义：它是指计算机间通信时对所传输信息内容的理解、表示方式以及各种情况下应答信号所必须遵循的共同约定，即计算机间某种互相都能接受的准则的集合。它由语法、语义、和定时三部分组成。具体的协议：OSI模型：物理层、数据链路层、网络层、(下三层)传输层、(中间层)会话层、表示层、应用层(上三层)TCP/IPIEEE802,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,d.网络的具体组成：软件：网络操作系统、通信协议、通信控制程序、网络数据库硬件：网络服务器、用户计算机、网络适配器、网络传输介质、网络连接设备（网关、路由器、交换机、调制解调器、中继器、网桥、集线器）,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,2.电视网络系统它包括有线电视系统和卫星电视系统，最早采用的是(无线式)独立天线接收系统，而后期采用的是共用天线系统（CATV），现在已逐步改为现在的(有线式)主导天线系统（MATV），如现在的模拟有线电视系统，以及数字有线电视系统，它可以方便的完成交互式服务（即双向通信）。a.有线电视系统的组成环节：信号的接收信号的处理信号的传输信号的分配b.可视图文通信：单工半双工全双工（线缆调制解调器Cablemodem）,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,卫星通信系统微波波段的划分(频率范围波长范围)通常一个卫星上会装有24个转发器,每个转发器按照规定的波段传输信号,UHFLLSSCXCXKuKKaQUMEFGR卫星电视接收系统这是一个单向传输的系统，它包括以下几个子系统：信号的接收(制式问题)信号的处理信号的传输信号的分支与分配VSAT(VerySmallApetureTerminal)网络它由中央主站卫星转发器大量微型基站组成，它不仅可以完成所有信息的通信的综合业务，而且可以快速方便的组建为广域网络。,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,3.3通信技术简介1.局域网络（以太网络）,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,局域网的介质存取控制（MAC）执行CSMA/CD协议功能：收发数据报介质存取管理关键词:MAC格式拥塞窗口时间槽后退算法(TBEB)局域网的逻辑链路控制（LLC）三种形式链接：不确认无连接确认无连接面向连接LLC格式局域网的中继规则5-4-3-2-1（1024站点2500m直径）规则局域网的网络分析负荷流量的分析(绿区黄区红区)局域网的网络分段80/20规则内联网络与虚拟专用网络（VPN）全面采用因特网技术的内部网络(Intranet)每个用户可以使用公用数据网的一部分,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,2.广域网络,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,1.因特网的互连：a.链路层互连：不执行协议的转换b.网络层互连的两种方法：端至端连接逐网连接c.高层互连：面向数据处理并进行对等层之间的协议转换d.IP级联网的操作2.因特网的物理组成：a.因特网的拓扑结构:星型主体结构b.因特网的网关：中央网关与分散网关c.因特网的子网与自治系统：子网自治系统核心系统的逻辑关系d.因特网的体系结构：良好的扩充性与对核心网关的依赖,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,3.因特网的地址：物理地址（硬件不变地址）：平面结构多级结构IP地址（数据链路地址）：确认（标识）计算机与网络的连接4.因特网的域名系统层次型的域名结构：三级域名，如第三级：机构第二级：组织第一级：国家cn因特网域名的管理：为了保证主机名的唯一性,只要保证同层次名不冲突即可5.因特网的地址解析域名解析：域名-IP地址地址解析（ARP）：IP地址-物理地址逆地址解析(RARP)：物理地址-IP地址6.TCP/IP协议族：传输控制协议和网际协议及其它协议,第三章智能楼宇的网络子系统与通信技术,思考题与习题1.什么是PABX？适用于智能建筑的PABX具有什么特点？2.PABX有哪些部分组成？它们分别有哪些功能？外围接口电路信号设备数字交换网络控制设备话务台维护终端各个组成部分的功能：3.ISDN的定义是什么？它有哪些特点？完成PSTNPTNCSPDNPSPDN等网络的综合业务,特点:4.试比较ISDN与B-ISDN在功能上和结构上的异同点。5.什么是通信协议？通信协议有哪些功能？6.什么是内联网？什么是虚拟网？,第四章楼宇设备自动化子系统,楼宇的BAS(智能建筑自动化系统)往往由多个子系统组成，BA(广义)则是其中的一个子系统，它包括BA、FAS、SPS，其中BA（狭义）也是由多个子系统构成的，它们包括：BA控制网络、变配电及监控子系统、照明及管理子系统、空调机及监控子系统、给排水控制子系统、电梯控制子系统、锅炉控制子系统等等多个子系统4.1变配电及电源监控子系统本系统的主要功能有二：一是为楼宇提供充足、高效、节约的电源，二是对变配电系统实施有效的监视和控制。其控制方式则由于所采集的信号形式不同而有所不同，一种方式为直接数字控制方式（即DDC），另一种为总线控制方式（即FCS）,第四章楼宇设备自动化子系统,变配电及电源监控子系统的具体内容1.电力系统2.电力负荷3.变电所4.低压配电系统5.高压配电子系统监控结构图6.低压配电子系统监控结构图,第四章楼宇设备自动化子系统,1.电力系统的概念a.发电系统：水、火、沼气、风、核发电（1035110220660KV）b.输电系统：超高压输电660KVc.供配电系统：6601KV（供电高压系统）、1KV以下（配电低压系统）2.电力负荷a.电力负荷的分级和供电要求：一级负荷、二级负荷、三级负荷b.电力负荷的估算：在建筑电气初步设计时，为了申报用电量和规划用电方案，就需要估算电力负荷的容量。一般采用单位面积容量法。W/c.电力负荷的计算：为了正确选择变压器的容量，导线的截面积及开关的整定值，都需要准确计算电力负荷。对于含有大容量用电设备时，常采用二项式系数法。一般情况多采用需要系数法来计算电力负荷。,第四章楼宇设备自动化子系统,3.6KV10KV变电所（用户变电所）a.变电所位置等的选择原则：位置、进线方式、变压器的确定、功率因数b.主接线：供电可靠、操作维护方便、布置规范、运行经济、冗余合理c.变电所的布置：高压配电室、变压器室、低压配电室4.低压配电系统（配电装置、配电线路）a.配电方式以及适用场合：放射式（重要），树干式（照明），混合式（大型）b.动力配电系统：配电方式，配电柜，配电系统c.备用电源自动投入装置（BZT）：基本要求（5条）、接线方式d.建筑电气与其他专业在设计与施工中的协调,第四章楼宇设备自动化子系统,高压配电子系统监控结构图低压配电子系统监控结构图,第四章楼宇设备自动化子系统,4.2照明及管理子系统本系统的主要功能有二：一是为楼宇提供照明（附带节电系统），二是为控制和监测管理提供必要的信号。对于小区和高层建筑还应考虑双电源供电系统以及自备电源系统。在设计时必须要考虑到事故照明和发生火灾时的程序联动控制。照明及管理子系统的具体内容照明技术的基本概念光源与灯具照明设计监控内容,第四章楼宇设备自动化子系统,照明技术的基本概念a.发光强度：用于表示光源和灯具发出的光能量在空间某方向上的分布密度I，量纲为坎德拉(cd)b.亮度：单位面积上的发光强度称为亮度L，量纲为熙提(cd/c)c.光通量和发光效率：单位时间里通过某一面积的光能称为该面积上的光通量F，量纲为流明(lm)，发光效率：每消耗1w功率所发出的光通量称为发光效率d.照度：照射在物体表面单位面积上的光通量称为照度E=F/A，量纲为勒克斯(lx)e.显色性：光源呈现被照物体颜色的性能称为显色性f.眩光：视场中有强烈的亮度对比时会造成视觉降低的现象,第四章楼宇设备自动化子系统,光源与灯具a.电光源的分类：通常分为热辐射光源和气体放电光源两大类b.灯具的组成：灯泡+灯座+灯罩灯具的分类：直射、半射、漫射、半间接、间接c.灯具的布置：均匀布置（距高比L/h）、选择布置照明设计a.光通量法（利用系数法）：以平均照度为标准的计算方法，通常适合于均匀布置场合b.单位容量法：以最低照度值下的单位容量为标准的计算方法，适用于一般照明的计算（民用、福利设施、反射条件较好的场合）,第四章楼宇设备自动化子系统,监控内容a.双电源切换照明配电箱：设备状态DI，设备启停DOb.照明配电箱：设备状态DI，设备启停DOc.立面照明配电箱：设备状态DI，设备启停DOd.庭院照明配电箱：设备状态DI，设备启停DOI为监测量(输入)O为控制量(输出)A为模拟量D为数字量,第四章楼宇设备自动化子系统,4.3空调机及监控子系统本系统的主要功能：实现楼宇的温度、湿度、气流以及空气洁净度的调节控制，同时还包括对空调机组、新风机组、变风量末端等设备的监测和控制等任务。本系统既是BAS系统的重点之一，同时也是节能节电的重点。对于空调设备的控制可以采用DDC、DCS实现，也可以采用FCS如LonWorks技术的核心LonTalk作为构建开放的和可互操作的BAS系统的统一操作平台。,第四章楼宇设备自动化子系统,空调机组监控原理图新风机组监控原理图变风量末端监控原理图附：直燃机组的监控,第四章楼宇设备自动化子系统,监控内容空调机组监控内容a.风机控制系统按预先编排的时间假日等程序来控制风机启停b.温度控制根据回风温度与设定值的偏差来调节送风机的转速c.风门控制新风回风风门控制与调节d.监测新风回风及其它温度，新风湿度，设备启停状态，设备控制状态e.报警设备故障报警f.显示与打印参数状态流程报警其它监控内容新风机监控变风量末端装置监控中央直燃机组监控,第四章楼宇设备自动化子系统,4.4给排水监控子系统给排水控制子系统的主要功能：在保证给定水压的前提下，适时调整给水泵的运行台数，并使之轮换运行，以达到节约水资源和降低运行成本的目的。给排水控制子系统的监控对象和参数：a.监控对象：生活水箱、泵；消防水箱、泵；生活热水箱、泵；灭火拴泵；喷淋泵；b.监控参数：所有水箱的水位和所有泵的压力,第四章楼宇设备自动化子系统,给排水系统水位控制原理图全自动变频调速恒压给水系统原理图,第四章楼宇设备自动化子系统,4.5电梯监控子系统电梯的发展史:13世纪绞车阶段、19世纪升降机阶段、20世纪现代阶段电梯的结构:P204电梯的分类:按用途、按驱动系统、按操控方式按运行方式可分为直升梯和手扶梯两种类型，按使用用途有可分为客梯、货梯、消防等类型，对于高层建筑而言，它是不可缺少的运载工具。它的控制方式分为：层控、简易自动、集选、有人值守、无人值守、群控等几种方式。电梯控制子系统的控制目的是：当有用户叫梯时，在开启的电梯中，与用户同一方向且距离最近的电梯将首先到达。电梯控制子系统的控制方式的实现，是通过电梯的串行通信接口将所有信号与控制系统实现通信，进而使电梯可以按照预先的运行方式来动作。电梯的拖动系统（测试指标）a.交流调压调频拖动方式:调速范围广、调速精度高、动态响应好、适合高速梯b.交流调压调速方式:系统简单、动态响应差、不适合高速梯。,第四章楼宇设备自动化子系统,电梯的供电电源a.专用电源供电b.应急电源备用电梯控制子系统的主要监控变量如下：a.是否运行、所在楼层、运行方向b.是否故障、可否恢复c.是否满载、是否超载d.与消防系统的联动状态信号e.与其它系统的联动状态信号,第四章楼宇设备自动化子系统,4.6锅炉控制子系统(大惯性系统)锅炉控制子系统的功能：为建筑群或小区提供满足要求的取暖温度。锅炉控制子系统监控对象和参数：a.监控对象：锅炉；冷水泵；热水泵；b.监控参数：高、低水位；供、回水温；供、回水压；热交换站（换热节点）的自动控制系统,第四章楼宇设备自动化子系统,4.7狭义BA系统的工程设计1.设计特点、步骤、标准、功能的确定：特点：前期水、电、暖设计已全部完成步骤：方案设计、扩初设计(招、投标设计)、施工（工艺）设计标准：GB/T50314-2000同时分为甲、乙、丙类功能：完善、经济、可适应发展需要实现：BA系统可以集成实现或分为若干个子系统来分别实现控制网络结构（由系统规模决定）：单层、双层、三层2.BA系统监控对象及参数一览表3.BA系统中检测与控制设备的选型：主要应当考虑软、硬件系统的充分兼容，检测元件与控制元件（传感器与执行器）的充分兼容，以及它们的功能和通信方式的匹配和一致性4.控制网络的构造：应当具有可靠性和实时性、网络的构造应当满足用户的使用特点、通信协议的标准化和一致性,第四章楼宇设备自动化子系统,BA系统与其它系统的联动（如与BMA系统等）BA系统的节能设计BA系统设计图应当包括的内容：a.b.c.e.f.g.h.i.j.,第四章楼宇设备自动化子系统,思考题与习题1.你所了解的建筑设备监控系统主要由哪些个子系统组成？它们分别具有哪些功能？2.新风机组由哪几部分组成？它有哪几项主要的监控功能？3.试述新风机组与空调机组主要有哪些不同之处？4.对于照明控制方式而言,智能照明控制方式相对于建筑设备监控系统中的普通照明控制方式有哪些优点？5.试述高位水箱给水系统的监控原理.6.试述电梯自动控制系统的基本结构.7.狭义BA系统的设计特点是什么？,第五章楼宇的火灾自动报警与消防联动控制系统,5.1FAS(FireAlarmSystem)的功能与要求(注意题目的变更)功能：监测、报警、控制（联动其它系统）、记录和保存相关数据要求：快速性、可靠性、准确性、完善性5.2FAS的组成：前端（现场）设备+终端设备+联动设备烟感探测器、温感探测器、光感探测器、复合探测器、手动地址按钮、输入模块、输出模块、控制主机以及通信接口、设备供电电源、消防供电电源与接地等部分,下面按照组成部分一一给出详细说明：前端设备探测器的分类：工作原理、制造结构(点、线应用场合)、探测参量、信号类型（模拟、数字、常开、常闭）、连接方式、安装方式、供电电源,第五章楼宇的火灾自动报警与消防联动控制系统,前端设备烟感探测器：根据工作原理的不同具体又可分为光电型、离子型、模拟型、（可减少误报）、激光型（高灵敏度低成本）等类型，并均带有地址编码器(智能型)温感探测器：根据工作原理的不同具体又可分为定温型、差温型，并均带有地址编码器(智能型)复合探测器：在前面探测器的基础上又加入了对一氧化碳的探测，可做到比其它型式提早预报火警，且不易受环境的干扰手动按钮：无地址手动按钮、有地址手动按钮(智能型)终端设备输入模块：接受各种前端信号可适应各种探测器,且可提供多回路选择输出模块：可以连接或控制其它系统,也可扩展至多回路控制主机与系统：区域报警、集中报警、控制中心报警（联动设备单独介绍）,第五章楼宇的火灾自动报警与消防联动控制系统,5.3联动其他配套系统a.应急广播系统：一般与背景音乐系统一体b.自动灭火系统：消防水箱、自动水灭火系统、气体灭火系统P275c.联动系统:防火门、防火卷帘、防烟排烟、消防电梯、其它系统P276d.消防电源的供电与接地：电源要求、工作接地、保护接地P278e.系统组成与联接：系统拓扑与联接按联动型式不同可分为总线-多线联动、全总线联动和混合总线联动三种方式P269f.应当注意的要点：控制方式(硬件)，通信接口(软件),第五章楼宇的火灾自动报警与消防联动控制系统,5.4智能型火灾报警自动控制子系统a.系统特点：功能比较b.系统结构：多回路、多功能、智能化c.其它系统：吸气式系统（浓度计数、激光粒子数）、计算机火灾探测实时监控系统、以及电力线载波系统d.系统选型的要点：技术的先进性、可靠性、低误报率系统的冗余与BAS联网能力控制方式国家标准(行业标准),第五章楼宇的火灾自动报警与消防联动控制系统,5.5实际系统的设计区域划分：防火防烟区域、报警探测区域P281探测器的选择：P282探测器的布置：P284系统设计(基本方案)P286区域报警集中报警控制中心报警智能型火灾报警自动控制子系统原理框图,第五章楼宇的火灾自动报警与消防联动控制系统,思考题与习题1.常用的火灾自动报警系统有哪几种形式？它们分别适用于哪些场合？2.火灾自动报警与消防联动控制系统有哪几部分构成？各个部分的作用是什么？3.火灾探测器有哪几种类型？分别适用于哪些场合？4.为什么感烟式火灾探测器的使用量要多于感温式火灾探测器？5.选择火灾自动报警控制器时主要应当考虑哪些问题？6.在火灾报警后,非消防电源断电是应该整体断电还是应该按相关区域自动切除这类负荷的非消防电源？为什么？,第六章楼宇的安全防范子系统,6.1安全防范子系统的功能与组成(注意题目的变更)SPS(SecurityProtectionSystem)四项功能：图像监视功能：生成、识别、传输、显示、存储、联动探测报警功能：主被动区域防卫、周界防卫、电子地图、联动控制功能：对前面系统的控制功能及门禁控制功能管理功能：内部通信、巡更管理、考勤管理SPS技术实现方案：全模拟方案(成熟)、数字+模拟方案(主流)、全数字方案SPS具体组成方式(规模由小至大)：视音频矩阵、微机联接视频矩阵、网络式结构、总线式结构,第六章楼宇的安全防范子系统,6.2图像监视功能的具体实现6.2.1.前端(现场)：图像生成所需的设备a.摄像机（CCDChargeCoupledDevice电荷耦合组件、DPSDigitalPixelSystemCMOS图像传感器）：分类：黑白、彩色、普通照度、低照度、外形与安装方式主要技术指标：像素值、分辨率、照度、靶面尺寸、信噪比、工作制式、电源要求、视频接口（F、BNC）、镜头安装方式（C、CS）、有无ID显示、有无遥控、有无背光补偿、有无AGC、有无白平衡、是否电子快门等等b.镜头：分类：单组、多组、尺寸区别、接口区别主要技术指标：尺寸、有无自动光圈、有无可变功能（单变、双变、三变）c.云台：分类：室内、室外；吸顶、挂壁；快速、慢速；全球、半球主要技术指标：承载力、角度、速度(高、普通)、有无变速d.解码器（Receiver）：分类：控制信号路数(输出)，位总线方式(输入)主要技术指标：通信接口（硬件），通信协议（软件）,第六章楼宇的安全防范子系统,e.前端系统设计与施工的一些具体要求（通用特别）通用系统：各类设备的应用特点:枪球罩与支架云台的配合以及与具体环境要求的配合前端设备的安装要求(高度与角度)前端设备的接线方式(多线对总线与四总线.备用线)特别系统：不同建筑的特殊要求（高层超高层场馆）,第六章楼宇的安全防范子系统,6.2.2.终（后）端：图像声音切换与显示所需的设备a.图像声音切换器；云台镜头控制器；主副控制器b.图像分割器：实时非实时单工双工c.音视频矩阵：输入路数X输出路数(头尾结构)d.分配放大器：适用于远距离多点监视的场合e.监视器（墙）：CRT、液晶、发光二极管LEDLightEmittingDiode、等离子PDPPlasmaDisplayPanel、DLPDigitalLightProcessing数字光学处理无缝拼接屏f.录像机：实时、时滞、硬盘（单工半双工全双工）g.控制计算机：模拟数字h.对终端设备在设计与施工中的一些具体要求（通用特别）通用系统：组成与重组（硬件软件）连接与逻辑（优先）特别系统：特殊建筑与特殊需求,第六章楼宇的安全防范子系统,6.3防侵入探测报警系统防侵入探测报警系统的功能是用物理方法和电子技术，来自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，从而发出报警信号，并提示发生警报的区域，并联动其它相关系统，以及显示可能采取的对策。1.系统总体结构组成：前端设备+终端设备+联动系统a.系统结构要点：主机、设备、防区、扩展b.系统结构特点：多端多类型输入、触发（开关）式工作、易受干扰、对报警信号复核后响应2.前端设备：a.传感器：热红外感知、微波移动感知、破碎感知器、微动开关、超声移动探测器、侦光探测器、接近探测器、振动探测器,第六章楼宇的安全防范子系统,b.降低误报的途径与措施：采用复合方式探测、采用含微处理器的智能探测器(自转换、自补偿、自适应)、针对工艺技术的改进、针对环境因素的技术改进等等途径，具体措施如下：全密封防止气流干扰方法、加入域值器减少误报、加入电子滤波器以降低干扰、加入特殊算法防止小动物触发探测器、加入防遮盖功能、与CCD及拾音器结合、采用微功耗雷达扫描技术、选用多波段工作区以防止同一区域多个探测器互相干扰、进一步开发高可靠性低价位探测器等等方法c.视频探测识别器（视频移动探测报警器）：对有时间间隔的图像进行比较、识别终端设备：任务是接收警报与处理警报a.网络传输支持：b.资料的保存：c.警报处理方法：主机系统操作、与其它系统的联动（电子地图、门禁）启动预案(专家)系统、图像处理技术（间接成像、改善还原、分析、重组）,第六章楼宇的安全防范子系统,6.4门禁控制系统（出入口控制系统）ACS系统（AccessControlSystem）（注意和布线系统区别）系统的控制功能：完成对各类人员及车辆的出入区域及时间段进行控制,并完成系统的联动控制。系统的控制凭证：控制的凭证有卡片、密码和生物特征三大类。出入门的控制系统需要与各类门锁配合来完成控制功能，配合锁具主要有以下三种：电控锁、电磁锁、电击锁1.卡式控制门禁系统：a.非接触式接近卡：主动式（有源）、被动式它们通常采用双工工作，接收频率F=发射频率F/2（RF/ID识别系统）b.接触式：威根卡、IC卡、磁条卡、条码卡（二维、三维）,第六章楼宇的安全防范子系统,c.系统的硬件及分类：以硬件分类：简单型=读卡机+电锁一般型=读卡机+电锁+卡片使用修改设定功能智慧型=读卡机+电锁+卡片使用修改设定功能+密码+存档CPU组合型=读卡机+电锁+卡片使用修改设定功能+密码+存档+时间管制以管制量多少分类：以系统结构分类：拓扑结构d.系统软件的特征：模块式结构登录与退出对于用户的分组与分类存储用户档案定义出入回路定义时间与节假日定义操作权限联动报警系统生成报告查询功能联动电子地图联动视频监控系统添加其它辨识方式车辆识别系统e.菜单设计：主菜单配置菜单定义菜单工具栏,第六章楼宇的安全防范子系统,2.密码控制门禁系统：系统分类：固定键盘、乱序键盘（均可配合刷卡机）系统组成：控制主板（终端）、键盘、锁具、传感器、电源保障3.生物特征识别控制门禁系统：识别方式：a.指纹b.掌形c.视网膜d.虹彩e.面形f.声音g.签名识别指标：错误接收率、错误拒绝率4.防尾随系统：,、,第六章楼宇的安全防范子系统,6.5巡更系统的组成巡更系统实际上是技术防范与人工防范的结合系统，巡更系统一般分为在线式（依靠主机管理）和离线式（依靠微机管理）两种组成形式。在线式巡更系统：由主机编程确定巡更路线，每条巡更路线上有数量不等的巡更点，巡更人员通过按钮刷卡开锁等手段将无声巡更信号（时间动作）记录到主机系统中，在中央控制室通过查阅巡更记录就可以对巡更质量进行考核，同时也可以此记录判断案件发生的时间段，如果巡更系统能够与闭路监控系统综合使用或与其它相关系统联动，则效果会更好。,第六章楼宇的安全防范子系统,2.离线式巡更系统：它是由计算机（含操作系统）和接触探头（touchprobe）接触探头发送器和信息存储器(touchmemory)等部分组成，信息存储器由9V锂电池供电，容量在128K以上，且内置日期和时间，它具有唯一的地址序列号，且被安装在巡更点上，此后只需将两者接触，便可完成信息的通信。离线式电子巡更系统在施工安装方面较在线式系统更为灵活方便且不需要布线，故更适合智能大厦形式的建筑（包括改造与更新建筑）作为巡更系统使用。,第六章楼宇的安全防范子系统,6.6访客管理系统1.对系统的一般要求2.系统的组成与工作原理3.对讲设备的分类,第六章楼宇的安全防范子系统,6.7停车场管理系统1.牌照识别系统2.系统的组成与功能独立系统的组成集成系统的组成3.工程应用构成可集成系统,第六章楼宇的安全防范子系统,6.8数字式安防系统的组成1.模拟式与数字式安防系统的区别:距离与干扰问题的处理2.数字式安防系统实现的两大难点：压缩与解压（H.261和MPEG-1两种格式标准）实时传输（实时传输协议RTP:RealTimeTransportProtocol）执行此协议的目的：保证视频显示时间同步，保证视频与声音同步3.系统的组成及主要（特殊）设备介绍:DSP（DigitalSignalProcessor）摄像机及其它摄像机对各项性能的改造数字化图像记录装置，以及数字式监控报警系统P1414.远程有线监视系统：基于ISDNLANIP的视频监控系统,第六章楼宇的安全防范子系统,思考题与习题1.简述安全技术防范系统的组成与功能.2.视频安防监控系统有哪几种形式？其特点和应用场合是什么？3.详细说明视频安防监控系统的信号传输方法有哪几种？4.入侵报警系统有哪几部分组成？它们各自的功能是什么？5.试述出入口控制系统中有哪些常用的识别装置,它们分别是如何工作的？6.非接触型智能卡和接触型智能卡相比有何特点？,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),7.1楼宇智能管理的内容通过三C技术（计算机通信控制）为建筑物内的所有电气系统提供智能管理功能，具体体现在以下四个大的方面（包含若干小方面）：1.网络管理（全局管理）（CA）-2.设施管理（广义BA）-3.物业管理（BMA）-4.商务管理（OA）-,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),7.2从BMS到IBMS（Intellective）BMA=IBMS1.BMS是对广义BAS中各个子系统的运行状况提供集中监视、控制、和管理的系统。BMS的特点在于综合监控信号的处理和快速的I/O响应能力，以及监控参数的统计、汇总和整理等管理能力，BMS的基本结构如图。2.IBMS不同于传统楼宇中的弱电系统，也不同于楼宇中独立设置的3A或5A系统，IBMS是在建筑物内综合采用各种先进技术而建立起来的由计算机管理的以智能化管理为目的的一体化集成系统。IBMS的特点有：a.保证楼宇内资源、信息、任务的共享，及一体化的管理b.它具有楼宇监控管理级、子系统监控管理级、现场信息采集控制级c.它是分布式并行计算机系统，实时多任务操作系统，良好的人机界面d.通过广域网、局域网将所有子系统有机无缝的集成于IBMS之中,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),3.从BMS过渡到IBMSIBMS是在各个子系统集成的基础上以智能管理为目标而进行的更高一级的系统集成。此系统在构架时应考虑到能够具备以下功能：a.可以对监控内容全局事件流程等管理等信息进行全面管理b.对于通信系统进行有效管理c.可以实现建筑内所有硬件与软件的资源共享d.IBMS与所有子系统间的接口界面应当有统一的操作平台e.IBMS应当具有分步实施和系统扩展的可能性P232图8.2,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),IBMS的基本组成模块：a.智能建筑的布线与网络系统b.智能建筑的办公自动化系统c.智能建筑的楼宇自控系统d.智能建筑的火灾报警系统e.智能建筑的安防系统f.智能建筑的中央集成管理系统P234图8.3,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),7.3IBMS工程实例UNIZONST8800智能化楼宇管理系统就是一个典型的多任务分布式计算机系统，它是以快速以太网为主干网络的开放的和可扩展的管理平台它的主要特点如下:a.使用快速以太网为主干网络b.开放式结构c.可以扩展为开放式和多向性的集成系统d.使用先进的办公自动化系统和设备管理系统f.提供友好的用户界面g.高度自动化且可有效使用人力h.具备提供综合报告的能力i.面向目标的系统结构使得系统能够实现灵活的扩展j.具备高效实时传送的快速反应能力,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),UNIZONST8800系统组成：a.中央管理子系统b.楼宇控制管理子系统c.通信管理子系统d.商务管理子系统UNIZONST8800系统功能：a.楼宇控制管理子系统：12项b.通信管理子系统：4项c.商务管理子系统：7项,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),7.4基于网络的IBMS网络的支持：广域网城域局域网局域网二层次的为功能服务的网络结构形式：1.信息网络与系统的集成2.自动化监控网络与各个专业子系统的集成c.智能大厦（PABX）的一体化网络集成IBMS,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),7.5中央控制室的功能与设计1.功能：它是基于3C技术的高度集成产品，主要功能有监控显示多媒体系统大屏幕投影设备可视会议设备报警设备综合地理信息系统道路监控显示2.设计要点：操作台控制内容选择：操作台的布置：观景宽度=0.82D观景高度=0.54D（D为人与监视器间距离）供配电系统保障：供电电源（多项内容）摄像机供电接地防雷,第七章楼宇的智能管理子系统(BMA),思考题与习题1.楼宇的智能管理子系统主要包括哪几个具体方面？2.BMS与IBMS的区别是什么？3.ST8800智能化楼宇管理系统的主要特点有哪些？4.IBMS的基本组成模块有哪些？5.6.,第八章小区智能化系统,8.1小区智能化系统的构成与功能(ResidentialCommunity)3C技术的发展决定了小区智能化系统发展的必然网络经济的三大定律也将决定小区智能化系统发展的趋势a.信息技术功能的摩尔定律：芯片功能每18个月翻一翻，反之价格减半b.信息网络的扩张效应的梅特卡夫法则：网络的价值等于网络节点数的平方c.信息活动中优劣势强烈反差的马太效应：在一定条件下优势与劣势一旦出现，则会发生强化与累积效果,第八章小区智能化系统,8.1小区智能化系统的构成与功能(ResidentialCommunity)1.构成特点：采用先进的标准的技术与设备，同时所有系统均采用集散式系统构成，所有系统均可独立运行又可系统集成，小区智能化系统由布线系统（采用TIA/EIA570标准）支持下的三个功能子系统构成，它们分别是通信网络系统安防系统物