楼宇自动化复习纲要(共13页)

1、楼宇自动化复习资料第一章 楼宇自动化技术概述1BAS的四个组成：中央控制站（控制器）、 区域控制站（控制器） 、现场设备（执行机构，测量装置，触点开关）、 通信网络（底层现场总线）。2智能楼宇自动化系统(BAS)是建立在计算机技术基础上的采用网络通信技术的分布式集散控制系统,它允许实时地对各子系统设备的运行进行自动监控管理。3智能楼宇：利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合。通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其功能与建筑的优化组合。所获得的设资合理，适合信息社会需要，并且安全、高效、舒适、便利、灵活特点。狭义BA包括：空调自动化系统

2、，供配电综合自动化系统，智能数字照明控制系统，给排水自动控制系统和电梯控制系统。广义又包括：FA 消防自动化系统 SA 保安自动化系统3A：BA 楼自动化系统 CA 通信自动化系统 OA 公自动化系统4C技术：现代计算机(Computer)技术、现代控制(Control)技术、现代通信(Communication)技术、现代图形技术。楼宇自动化控制系统的控制单元结构图含义楼宇自动化控制系统网络结构智能楼宇的基本结构第二章 集散型控制系统1集散控制系统是分散型综合控制系统（Total Distributed Control Systems）或分散型微处理器控制系统（Distributed Mic

3、roprocessor Control Systems）的简称。 它以微型计算机为核心，把微型机、工业控制计算机、数据通信系统、显示操作装置、输入 /输出通道、模拟仪表等有机地结合起来，采用组合组装式结构组成系统，为实现工程大系统的综合自动化创造了条件。DCS定义 采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级，形成分级分布式控制。特点： 控制分散，显示操作集中。 系统可靠性高。 2DCS结构分三级:(1) 管理级(2) 操作监控级(3) 现场控制级3DCS工程设计:(1) 内容+步骤：P56 BAS设计：一、硬

4、件：（1）系统设计（拓扑结构、I/O点数）（2）接口设计二、施工 （1）端子图 （2）I/O数据统计表三、软件 (2) 工程组态：P59(3) 与DCS有关的图样文件：P60DDC的结构：具有网络化结构的DDC4DDC半集中中央空调控制系统控制三大类设备：（1）制冷机组（2）新风机组与水系统（3）末端风机盘管设备以多台具有通信协议的DDC为基本控制设备的分散型控制系统。5集散型控制系统一般分为三级 管理级：作为信息中心，采用服务器及小型计算机系统来完成。 操作监控级：“人机”接口操作站。 现场控制级：机电设备运行过程信号的采集，处理及控制。DCS数据采集控制站机柜中有：主控卡 (32位CPU

5、RAM ROM)I/O卡 (AI、AO、DI、DO、PI)6DCS的画面组态主要包括过程流程图，过程控制图画面的设计、绘制、动态数据更新及动态调用；画面组态设计应尽量便于操作，即设计时应充分考虑操作的方便，减少失误，使用户在经过尽可能少的培训后，就能掌握图形绘制的方法，特别是在采用了窗口技术的DCS中。维护组态工作包括DCS运行状态显示，系统各组件或接插件的运行状态显示和系统网络运行显示等的画面设计。根据现场实际，对供配电控制系统中各设备的运行状态、组件投运情况等进行维护组态。在完成站和I/O通道板的配置以后就可以进行数据库组态，组态包括模拟量输入和输出点，数字量输入和输出点，脉冲量输入点的组

6、态；组态包括定义点号和点的各种属性和参数。每一种量都有十几个到三十几个参数。历史库数据组态功能完成按不同的时间间隔保存数据，分为长时间历史数据，中长时间历史数据和短时间历史数据。每一组都有一个相应的组号。该组号就规定了此数据的存储间隔。组态是在完成数据库的组态以后就可以进行控制回路的组态，控制回路的组态包括生成控制算法；设置算法的参数；选择与此回路相联系的数据点等。第三章 现场总线控制系统 1比较FCS与DCS的异同：(重点) A、概念： (1) 现场总线：为现场设备与装置之间实行双向、串行、多节点通信的通信网络，是“从控制室连接到现场设备的双向全数字通信总线。”现场总线技术是一种集计算机技术

7、通信技术集成电路技术及智能传感技术于一身的新兴控制技术。 (2) DCS的定义：以多台微处理器为基础的集中分散型控制系统.实现了分散控制，集中管理。 B、特点： (1)DCS：第一次完成了计控的产业化； 可用组态完成不同软硬件要求； 实现了抗干扰,解决冗余,得以广泛应用； 完善了控制算法。 (2)FCS：通讯线供电； 系统的开放性； 互可操作性与互用性； 现场设备的智能化和功能自治性,施工方便； 对现场环境的适应性。 C、DCS与FCS相比：DCS： 不是开放式系统,必需是供一个网关与其他网络控制系统相连； .不存在完全的数字化； 没有真正实现完全的分散控制； 不能做到可操作性和互用性。D、结

8、构不同: 2简述现场总线基金会（FF）的基本内容：一、协议：物理层 数据链路层用 户应用层 二、传输速度 31.25 Kbit/s(H1) 10Mbit/s(HSE) 1900m 750m三、传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤及其它通信介质四、网络结构：拓扑结构：总线型等 网段最多为32个网络节点；主从通信形式：令牌CD、PT五、通信码制：曼彻斯特编码六、特点：1、对象字典 2、应用功能块七、适用范围：小型控制系统3简述局部操作网络（LONWORKS）的基本内容：一、协议：采用IOS/OSI模型的全部7层通信协议二、传输速度 1.25Mbit/s1.2kbit/s（双绞线78Kbps）三、传输介

9、质：双绞线、同轴电缆、光纤、无线、电力线、电源线。四、网络拓扑结构：星形、总线结构等所有网络拓扑结构五、通信码制：差分曼彻斯特编码六、特点：1、专用神经元芯片 2、主主通信形式：P坚持CSMA/CD通信方式 错误检测机制 3、网络变量 4、有收发器、路由器实现所有通信介质连接七、适用范围：网络节点达三万多，适用于大型控制系统。4现场总线技术：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中，“生产过程”包括断续生产过程和连续生产过程两类。5现场总线控制系统：是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总

10、线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络控制系统。 6FCS工程设计：系统规划设备选型确定控制输出设备；确定控制检测设备；确定现场总线条数；确定现场总线接口卡数；采集和逻辑控制；关于容错能力安装施工设计组态编程7Profibus现场总线的结构图8 FF基金会现场总线链路活动调度器的作用。 DLL通过一个叫做链路活动调度器(LAS)上的确定的集中式总线调度程序，管理对现场总线的访问。 LAS 周期性的在现场总线上广播一个时间发布(TD)报文，使所有设备正确的拥有相同的数据链路时间。 在非调度通信时，LAS 向所有在活动表中的设备发送一个传输令牌(PT)报文，当该设备收到该PT 后，

11、将被允许传输非调度报文。9楼宇自动化的现场总线(局部操作网络LonWorks)的网络节点采用了宿主结构宿主(Host Base)结构原理框图如下： 神经元芯片是8位总线，目前支持的最高主频是10MHz，因此它所能完成的功能也十分有限。对于一些复杂的控制，如带有PID算法的单回路、多回路的控制就显得力不从心。采用宿主结构的控制节点结构是解决这一矛盾的很好方法，将神经元芯片作为通信协议处理器，用高性能主机的资源来完成复杂的测控功能。10比较FF(现场总线基金会)与Longworks: FF LonWorks协议与OSI相同与OSI相同传输介质双绞线 同轴电缆 光纤 其他介质双绞线 同轴电缆 光纤

12、电源线 无线射频适用范围低速小型控制系统低中速大中型控制系统网络结构P75拓扑结构物理拓扑(总线型)逻辑拓扑(令牌型)主从通信(星型结构) 总线型为主对等通信(总线结构)通信码曼彻斯特编码数字编码 差分曼彻斯特编码特点1 通过现场总线通信的数据,以一个”对象描述”来描述,对象描述集合在一个叫”对象字典”的结构中.2FMS为用户应用服务,它以标志的报文格式集,在现场总线上相互发送报文.1 神经元芯片 有三个CPU2 支持直接面向对象的网络协议3 路由器4 收发器第四章 楼宇设备自动化系统1变电站 楼宇变电站（所）自动控制系统的结构：集中式；分层分布式：过程层、间隔层和站控层过程层：一次与二次设备

13、的结合面。间隔层：汇总本间隔的过程实时数据信息，对一次设备保护。站控层：刷新实时数据库，按时登录历史数据。 四遥： 遥测：模拟量输入，测量各设备的电压电流电功率有功和无功电度等； 遥信：开关量输入，各断路器和刀闸位置，设备状态，保护动作信号等； 遥调：变压器分接头调节提高或降低系统电压数值； 遥控：开关量输出，控制断路器断开闭合等；供配电自动化系统可以对智能楼宇的供电状况进行实时监视和控制，包括对各级电力开关设备，配电柜高压和低压侧状态；主要回路的电流、电压及功率因数，变压器及电缆的温度；发电机运行状态等监测与控制，对故障进行报警等；另外，通过对用电情况的计量和统计；实施科学的管理方法，合理均

14、衡负荷，以保障安全、可靠地供电。2照明：(结构与火灾报警几乎一致)功能：P119121 照明自动控制系统对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅照明、走廊照明、庭院或停车场等处照明、广告霓虹灯、节日装饰彩灯、航空障碍照明灯等设备自动进行启停控制；并自动实现对照明回路的分组控制；对用电过大时的自动切断，以及对厅堂和办公室等地的“无人熄灯”控制。 智能照明控制系统的基本结构: P121 采用智能照明控制系统可获得以下优点： （一）良好的节能效果； （二）延长光源的寿命； （三）改善工作环境，提高工作效率； （四）照度一致性； （五）实现多种照明效果； （六）实现照明控制智能化； （七）智能控制，管理维护

15、方便。 3中央空调：节能方式：(1)室内温湿度设定值节能控制 (2)变新风量节能控制 (3)动力设备的起停节能控制 (4)输送系统的变流量和变速度控制 起停控制过程：中央空调控制系统中各设备启动与停止的顺序控制如下： 启动：冷却水电动阀冷却水泵冷却塔进水自动阀冷却塔风机冷冻水电动阀冷冻水泵冷水机组监视水流状态停止：冷水机组冷冻水泵冷冻水电动阀冷却塔风机冷却塔进水自动阀冷却水泵冷却水电动阀 图：P129133中央空调的设计 中央空调的主要设备有：进风、空气过滤的新风空调机系统：空调箱。冷热源部分：空调冷、热源系统。空气的输送和分配部分组成的空气处理机系统：由风机、空调系统防噪声消声器、排风设施、

16、排风管、排风机、防火调节阀和不同型式的管道组成。空调水系统：水管、阀门、冷冻泵、冷却泵和冷却塔。半集中空调末端风机盘管系统：风机盘管、风口格栅。4电梯 电梯信号控制原则: (1) 自动定向原则 (2)顺向截车原则 (3)最远程反向截车原则 (4)顺向消号,反向保号原则 (5)自动开关门原则 (6) 本层呼叫重开门原则 轿厢控制器（P146） 厅门控制器（P147） 电梯控制系统结构：P143微机电梯控制系统是电梯的主要控制部分，它包括三相对称反并联晶闸管组成的电动组和由两个晶闸管、二级管接成的单相半控桥式整流电路组成的制动组。制动时使电梯电机的低速绕组实现能耗制动，见图。控制部分包括计算机控制

17、器、调节器、触发电路。微机控制器是按理想速度曲线计算出启动及制动时的给定电压，实时计算电动机速度及电梯运行行程，实现对系统的控制。调节器是将微机控制器产生的给定电压与测速器的反馈电压相比较后，输出相同信号的电压以控制触发电路，使晶闸管导电角变化(移相)，达到改变交流电压的目的。此调节器采用比例积分调节器，即PI调节器。 变频调速电梯控制系统的驱动方式 根据交流异步电动机转速公式知，改变电动机交流电源的频率f1，就可以实现对异步电动机的调速。在变频调速中，对电动机的回馈能量处理基本上有两种方法：一是在直流侧设置能耗电路，当直流侧电压上升到某一数值以上时，接通能耗电路，将回馈的多余能量消耗掉；另一

18、种方法是在电源与直流侧之间设置逆变电路，当电动机回馈能量时，起动该逆变电路，将回馈的能量送给电网。两种方法相比较，显然后者节能效果好，运行效率提高。5给水排水 给排水系统是高层建筑中不可缺少的组成部分，它由生活供水系统，中水系统、污水系统组成，见图。 给排水自动控制系统对各给水泵、排水泵、污水或饮用水泵的运行状态、各种水箱及污水池的水位进行实时监测；并通过对给水系统压力的监测以及根据这些水位、压力状态，启停相应的水泵，以保证给排水系统的正常的恒压运行。恒压供水系统由压力传感器，可编程控制器PLC，变频器，水泵机组等组成。系统采用压力负反馈控制方式。第五章 火灾自动报警与控制1:火灾区域报警系统

19、框图：P1792火灾集中报警系统框图：P179 3火灾探测器的工作原理探测器的原则：（1） 根据火灾特点，环境条件及安装场所确定。（2） 房间高度。安全由部分：（1）防入侵（2）防破坏（3）防火（4）防爆（5）安全检查分类：P180196 区域报警系统对于建筑规模小，保护对象仅为某一区域或某一局部范围，常使用区域报警系统。系统具有独立处理火灾事故的能力。 集中报警系统火灾集中系统应设置消防控制室，集中报警系统及其附属设备应安置在消防控制室内。该系统中的若干台区域报警控制器通常被设置在按楼层划分的各个监控区域内，一台集中报警控制器用于接收各区域报警控制器发送的火灾或故障报警信号，具有巡检各区域报警控制器和探测器工作状态的功能。 消防控制中心报警系统对于建筑规模大，需要集中管理的多个智能楼宇，应采用控制中心消防系统。该系统能显示各消防控制室的总状态信号并负责总体灭火的联络与调度。 区域报警控制器与集中报警控制器在结构上没有本质区别。区域报警控制器只是针对某个被监控区域，而集中报警控制器则是针对多区域的、作为区域监控系统的上位管理机或集中调度机。4计算第六章 楼宇安全防范技术1楼宇安全防范系统根据对智能大楼的安全防范需求分析，可以分为