第四章_建筑设备自动化系统

1、1第第4章章 建筑设备自动化系统设计建筑设备自动化系统设计2本章主要内容本章主要内容 4.1 4.1 建筑设备自动化系统综述建筑设备自动化系统综述 4.2 4.2 建筑设备控制系统分类建筑设备控制系统分类 4.3 4.3 建筑设备自动化系统实现原理建筑设备自动化系统实现原理 * *4.5 4.5 建筑设备自动化系统的工程设计建筑设备自动化系统的工程设计 * *4.6 BAS4.6 BAS的发展趋势及科研选题问题讨论的发展趋势及科研选题问题讨论34.1 建筑设备自动化系统综述建筑设备自动化系统综述4.1.1建筑设备自动化系统的基本概念建筑设备自动化系统的基本概念 1、 BAS定义定义 建筑设备自

2、动化系统建筑设备自动化系统BAS（Building Automation System），），主要内容包括由楼宇机电设备控制构成主要内容包括由楼宇机电设备控制构成的的设备环境监控系统设备环境监控系统、由消防系统和保安系统组成的、由消防系统和保安系统组成的安全保卫监控系统安全保卫监控系统二大块。二大块。42、 BAS基本功能基本功能 （1）自动监控各种机电设备。如启、停、显示等。）自动监控各种机电设备。如启、停、显示等。 （2）自动检测、显示、打印并存储各种设备运行参数。）自动检测、显示、打印并存储各种设备运行参数。 （3）自动调节各种设备处于最佳运行状态，要求根据）自动调节各种设备处于最佳运行

3、状态，要求根据外外 界参数变化而自动调节。界参数变化而自动调节。 （4）监控并及时处理各种意外、突发事件）监控并及时处理各种意外、突发事件 （5）实现对各种设备的统一管理、协调控制）实现对各种设备的统一管理、协调控制 （6）实现能源管理自动化）实现能源管理自动化 （7）停车场管理等）停车场管理等5 3、BAS系统的意义和作用系统的意义和作用 （1 1）节省大规模的能耗）节省大规模的能耗 （2 2）延长设备的使用寿命）延长设备的使用寿命 （3 3）提高楼宇管理水平）提高楼宇管理水平 （4 4）提高环境的舒适性）提高环境的舒适性 （5 5）提高设备的安全性提高设备的安全性 64.1.2 建筑设备自

4、动化系统的组成建筑设备自动化系统的组成建筑设备自动化系统有建筑设备自动化系统有狭义狭义与与广义广义之分之分从从狭义的观点狭义的观点来看，建筑设备自动化系统的内容包来看，建筑设备自动化系统的内容包括大厦各自动化设备的分系统，如采暖、制冷及空括大厦各自动化设备的分系统，如采暖、制冷及空调分系统，照明设备控制分系统，给排水分系统，调分系统，照明设备控制分系统，给排水分系统，电梯控制分系统，供配电分系统，停车场管理分系电梯控制分系统，供配电分系统，停车场管理分系统等，即使是由某些专用控制商提供的产品，建筑统等，即使是由某些专用控制商提供的产品，建筑设备自动化系统也必须负责其状态监测。设备自动化系统也必

5、须负责其状态监测。7从从广义的观点广义的观点来看，国际上已经把安全监控来看，国际上已经把安全监控系统系统(Security Automation System，简称，简称SAS)与消防监控系统与消防监控系统(Fire Automation System，简称，简称FAS)纳入纳入BAS的范畴中。的范畴中。建筑设备自动化系统的组成如图建筑设备自动化系统的组成如图4-1所示所示8照明系统照明系统电梯控制系统电梯控制系统空调系统空调系统变配电系统变配电系统消防系统消防系统给排水系统给排水系统停车场管理系统停车场管理系统保安系统保安系统监控中心监控中心信息系统信息系统建筑设备自动化系统（建筑设备自动化

6、系统（BAS）图图4-1 建筑设备自动化系统的组成建筑设备自动化系统的组成91、变配电系统、变配电系统 对智能建筑物对智能建筑物供电设备供电设备和和供电状况供电状况进行进行监控监控，包括对各级电力开关设备及电柜高低压状态、包括对各级电力开关设备及电柜高低压状态、主要回路的电流、电压及功率因数、变压器及主要回路的电流、电压及功率因数、变压器及电缆的温度，发电机运行状态等的检测与控制，电缆的温度，发电机运行状态等的检测与控制，对故障进行报警等。通过对用电情况的计量和对故障进行报警等。通过对用电情况的计量和统计利用科学的管理方法，合理均衡负荷，以统计利用科学的管理方法，合理均衡负荷，以保障安全、可靠

7、地供电。保障安全、可靠地供电。102、空调系统、空调系统 为了使智能化大楼真正达到舒适、节能的效果，为了使智能化大楼真正达到舒适、节能的效果，对不同区域的空调系统按事先编制的程序或根据环对不同区域的空调系统按事先编制的程序或根据环境温度境温度自动控制自动控制建筑物内的中央空调制冷机组、冷建筑物内的中央空调制冷机组、冷却水泵、冷却塔风机、电磁阀门、风机的启停；监却水泵、冷却塔风机、电磁阀门、风机的启停；监视、动态显示和记录各设备的状态、室内外各测点视、动态显示和记录各设备的状态、室内外各测点的温度、湿度、压力、流量、二氧化碳含量、空气的温度、湿度、压力、流量、二氧化碳含量、空气负离子含量、阀门的

8、开度和运行时间等参数；自动负离子含量、阀门的开度和运行时间等参数；自动进行故障报警或停机，动态显示有关水泵、阀门、进行故障报警或停机，动态显示有关水泵、阀门、风机的位置和状态等。风机的位置和状态等。113、照明系统、照明系统 按程序按程序对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅照明、走廊照明、庭院或停车场处照明、广告霓照明、走廊照明、庭院或停车场处照明、广告霓虹灯、节日装饰彩灯、航空照明等设备自动进行虹灯、节日装饰彩灯、航空照明等设备自动进行启停控制；自动实现对照明回路的分组控制、用启停控制；自动实现对照明回路的分组控制、用电过大时自动切断电源，对厅堂和办公室等地进

9、电过大时自动切断电源，对厅堂和办公室等地进行行“无人熄灯无人熄灯”控制等。控制等。124、电梯控制系统、电梯控制系统 电梯是建筑物内交通的重要枢纽。对带有完备电梯是建筑物内交通的重要枢纽。对带有完备控制装置的电梯，将其控制装置与楼宇自动化系统控制装置的电梯，将其控制装置与楼宇自动化系统相连接，与实现相互间的数据通信、使管理中心能相连接，与实现相互间的数据通信、使管理中心能够随时掌握各个电梯的工作状况，并在火灾、保安够随时掌握各个电梯的工作状况，并在火灾、保安的特殊场合对电梯的运行进行直接控制。的特殊场合对电梯的运行进行直接控制。13 5、消防系统、消防系统 消防系统实施对建筑物内消防栓、喷淋水

10、、消消防系统实施对建筑物内消防栓、喷淋水、消防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度探测报警器、防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度探测报警器、防火排烟阀、消防电话等设施联网进行监视与自动防火排烟阀、消防电话等设施联网进行监视与自动控制；一旦出现火灾，消防系统除了自身立即切换控制；一旦出现火灾，消防系统除了自身立即切换到消防模式，自动进行相应动作之外，还应立即通到消防模式，自动进行相应动作之外，还应立即通过楼宇自动化系统，向变配电、排给水、空调、电过楼宇自动化系统，向变配电、排给水、空调、电梯、保安等相关系统发出进入消防模式的命令，由梯、保安等相关系统发出进入消防模式的命令，由这些设备自身的控制系统来协调

11、和实现消防动作。这些设备自身的控制系统来协调和实现消防动作。146、给排水系统给排水系统 对各给水泵、排水泵、污水泵和饮用水泵的运对各给水泵、排水泵、污水泵和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，行状态、各种水箱及污水池的水位进行实时监测，通过对给水系统压力的监视及其水位、压力状态，通过对给水系统压力的监视及其水位、压力状态，启停相应的水泵，以保证给排水系统的正常运行。启停相应的水泵，以保证给排水系统的正常运行。15R3R2R1T3T2T1CKA1KA1KA1DDZTC低水位低水位高水位高水位8+4321567-正常正常: T2截止截止, T1 导通导通. KA1有电有电高水

12、位高水位 T2导通导通, T1截止截止. KA1无电无电167、停车场管理系统、停车场管理系统 停车场管理常采用读卡方式。内部车库不计停车场管理常采用读卡方式。内部车库不计费时，汽车经读卡器确认属该系统后，即可进入费时，汽车经读卡器确认属该系统后，即可进入停车场。另一种为停车计费方式，通常分为两种停车场。另一种为停车计费方式，通常分为两种计费方法，一种是当汽车读卡器进入车库后即开计费方法，一种是当汽车读卡器进入车库后即开始计时，在出口处按时收费；另一种是在停车场始计时，在出口处按时收费；另一种是在停车场的每个车位设一车位传感器，当车停在车位时开的每个车位设一车位传感器，当车停在车位时开始计时，

13、当车辆离开车位时计费停止。始计时，当车辆离开车位时计费停止。 178、保安系统、保安系统 保安系统一般包括视频监视系统和安全保保安系统一般包括视频监视系统和安全保卫系统。它们通过对闭路电视监视、出入口控卫系统。它们通过对闭路电视监视、出入口控制、防盗报警、保安巡逻等手段，辩识出运行制、防盗报警、保安巡逻等手段，辩识出运行物体、火焰、烟和其他异常情况，并立即进行物体、火焰、烟和其他异常情况，并立即进行报警及自动录像；一旦有情况，自动对出入口报警及自动录像；一旦有情况，自动对出入口门进行控制，启动自保护措施，最大限度地保门进行控制，启动自保护措施，最大限度地保证安全。证安全。189、监控中心、监控

14、中心 智能化大楼自动化是由各个子系统组成的，智能化大楼自动化是由各个子系统组成的，子系统之间相互协调，具有互操作的特性。监控子系统之间相互协调，具有互操作的特性。监控中心的服务站的主要功能就是对这些子系统进行中心的服务站的主要功能就是对这些子系统进行集中管理和协调，共同组成一个完整的控制网络。集中管理和协调，共同组成一个完整的控制网络。1910、信息系统、信息系统 信息系统主要是对整个大楼的信息系统主要是对整个大楼的 Internet网网络进行监控和管理。首先要对网络设备进行监络进行监控和管理。首先要对网络设备进行监控，保证对外信息畅通；其次要保证本大楼重控，保证对外信息畅通；其次要保证本大楼

15、重要资料的信息安全，最大限度地防范网络黑客要资料的信息安全，最大限度地防范网络黑客的进攻和破坏。楼宇自动化系统应该是一个开的进攻和破坏。楼宇自动化系统应该是一个开放的系统。大楼网站和楼宇自动化系统相连，放的系统。大楼网站和楼宇自动化系统相连，可以实现楼宇的远程监控，从而使大楼监控人可以实现楼宇的远程监控，从而使大楼监控人员对大楼的监控不受时间和地点的限制。员对大楼的监控不受时间和地点的限制。201 1、BASBAS的系统结构的系统结构 智能建筑的智能建筑的核心是系统集成核心是系统集成。BAS与与CAS，OAS相似，各系统均分别采用计算机控制与管理，并相似，各系统均分别采用计算机控制与管理，并联

16、网运行。各子系统自成智能体系，系统之间亦联网运行。各子系统自成智能体系，系统之间亦联网。智能建筑联网。智能建筑3A系统结构见图系统结构见图4-2：4.1.3 建筑设备自动化系统的结构建筑设备自动化系统的结构21图图4-2 智能建筑智能建筑3A系统结构图系统结构图222 2、BAS体系结构体系结构 按按系统规模系统规模及及管理和控制方式管理和控制方式可分为三种类型：可分为三种类型： (1)集中式集中式BAS 集中式集中式BAS将所有现场信号集中于同一场地。将所有现场信号集中于同一场地。通常由一台工业控制计算机，通过过程通道实现集通常由一台工业控制计算机，通过过程通道实现集中数据采集和控制，并实现

17、异常状态报警，报表生中数据采集和控制，并实现异常状态报警，报表生成，费用计算等基本设备管理功能。由于单机处理成，费用计算等基本设备管理功能。由于单机处理能力有限，或是不适宜管理人员进入的场地（如变能力有限，或是不适宜管理人员进入的场地（如变电站），集中式电站），集中式BAS更多地采用双机结构来实现。更多地采用双机结构来实现。23报表生成报表生成报警报警设备管理设备管理数据采集数据采集设备控制设备控制上位机上位机下位机下位机费用计算费用计算图图4-3 集中式体系结构集中式体系结构BAS24(2)(2)分布式分布式BASBAS 分布式分布式BAS是目前广为采用的是目前广为采用的BAS体系体系结构，

18、它的特点是分布控制，集中管理，体结构，它的特点是分布控制，集中管理，体系结构具有层次化的特征。系结构具有层次化的特征。 25系统数据库系统数据库营运管理营运管理计算机计算机远程操作远程操作终端终端操作站操作站监控站监控站监控站监控站数据采数据采集系统集系统设备监设备监控系统控系统通讯网络通讯网络图图4-4 BAS系统结构图系统结构图26(3)综合化综合化BAS特点是分布控制，综合化管理。它以传统特点是分布控制，综合化管理。它以传统的分布式的分布式BAS为基础，通过计算机网络与为基础，通过计算机网络与OA、CA系统整合，因而能够支持综合化服务和管系统整合，因而能够支持综合化服务和管理功能，如多功

19、能电话，理功能，如多功能电话，OA终端的远程操作，终端的远程操作，综合计费等。整个系统用楼字自动化局域网综合计费等。整个系统用楼字自动化局域网（BALAN）连接起来，以网络的单机数据连接起来，以网络的单机数据库代替了传统集中式数据库。库代替了传统集中式数据库。27中央计算机中央计算机OACA主干网主干网监控站监控站操作站操作站操作站操作站BA-LANPTSNPSDN网络数据库网络数据库图图4.5 综合化体系结构图综合化体系结构图284.2建筑设备控制系统分类建筑设备控制系统分类4.2.1 计算机控制系统计算机控制系统 A/DD/A 计算机控制对象e(t)e(k)u(k)u(t)y(t)r(t)

20、 +-特点：被控制对象大部分为模拟信号：特点：被控制对象大部分为模拟信号：r(t)、e(t) 、 u(t) 、y(t),而计算机处理的为数字信号：而计算机处理的为数字信号：e(k)、u(k).故需经故需经A/D、D/A变换。变换。图4-6 控制原理图291、直接数字控制系统、直接数字控制系统 DDC ( Direct Digital Control) 直接数字控制系统直接数字控制系统是计算机的过程输入，通是计算机的过程输入，通过控制算法得到控制输出后，以计算机取代模过控制算法得到控制输出后，以计算机取代模拟调节器，直接通过接口控制执行机构，从而拟调节器，直接通过接口控制执行机构，从而实施对现场

21、被控过程的控制，使被调量保持在实施对现场被控过程的控制，使被调量保持在给定值，主要用于较小的回路控制，给定值，主要用于较小的回路控制，DDC系统系统由被控对象（生产过程）、检测仪表、执行装由被控对象（生产过程）、检测仪表、执行装置和数字控制调节器组成。置和数字控制调节器组成。30计算机计算机被控对象被控对象A/D 模拟量输入模拟量输入AI 开关量输入开关量输入DI过程输入过程输入数字量输出数字量输出 D/A开关量输出开关量输出DO过程输出过程输出图图4-7 直接数字控制直接数字控制DDC312、设定值控制系统（、设定值控制系统（SCC） 设定值控制系统是根据过程输入和控制算法设定值控制系统是根

22、据过程输入和控制算法求得一个指导性的设定值，再以其来规定回路求得一个指导性的设定值，再以其来规定回路控制的目标值，最后由回路控制设备（自动化控制的目标值，最后由回路控制设备（自动化仪表或仪表或DDC级计算机）完成具体的控制输出，级计算机）完成具体的控制输出，因此因此SCC属于层次较高的间接控制。属于层次较高的间接控制。SCC和和DDC都是闭环控制系统，但是控制的层次有所都是闭环控制系统，但是控制的层次有所不同。不同。 32 设定值控制系统（设定值控制系统（SCC, Supervisory Computer Control ）( SPC, Set Point Control ) SCC系统有两种

23、结构形式系统有两种结构形式, 即即SCC+模拟调模拟调节器和节器和SCC + DDC控制系统控制系统. 33给定值给定值 测量值测量值A/D多路开关多路开关检测元件检测元件生产过程生产过程TTSCCSCC + 模拟调节器控制系统原理图模拟调节器控制系统原理图T表示模表示模拟调节器拟调节器报告报告管理命令管理命令34给定值给定值 测量值测量值A/D多路开关多路开关检测元件检测元件SCCSCC + DDC控制系统原理图控制系统原理图生产过程生产过程DDCD/A逆向多路开关逆向多路开关管理命令管理命令报告报告35 3、集散型控制系统、集散型控制系统DCS集散型控制系统集散型控制系统DCS（ Dist

24、ributed control system）以多台计算机分别承担不同的控制功能以多台计算机分别承担不同的控制功能和处理范围，不仅使处理能力大大提高，而且将和处理范围，不仅使处理能力大大提高，而且将危及系统安全的因素降低。危及系统安全的因素降低。 36现场控制器现场控制器传感器传感器执行器执行器现场控制器现场控制器传感器传感器执行器执行器现场控制器现场控制器传感器传感器执行器执行器现场控制器现场控制器传感器传感器执行器执行器操作台操作台中央监控机中央监控机信息网信息网控制网控制网控制网控制网操作台操作台图图4-8 DCS系统结构图系统结构图37 现场总线控制系统现场总线控制系统FCS是一种是一

25、种全数字全数字、半双半双工串行双向工串行双向通讯系统，作为一种局域网，用于通讯系统，作为一种局域网，用于连接现场智能仪表，其信号传输采用全数字化，连接现场智能仪表，其信号传输采用全数字化，见图见图4-9。 4.2.2 现场总线控制系统现场总线控制系统FCS（ Fieldbus control system）38网关网关现场设备现场设备网关网关现场设备现场设备网关网关现场设备现场设备管理层管理层现场层现场层10/100/1000b/s以太网以太网图图4-9 现场总线控制系统的结构形式现场总线控制系统的结构形式39 DCS虽然号称是分布式控制系统，但事实上虽然号称是分布式控制系统，但事实上DCS只

26、是做到了只是做到了半分布半分布，测控层并没有实现彻底，测控层并没有实现彻底分布，控制依赖于控制站。而分布，控制依赖于控制站。而FCS系统结构是系统结构是全全分散式分散式的，它将的，它将DCS中现场信息的中现场信息的4-20mA模拟模拟量信号传输变为全数字双向多站的数字通讯，放量信号传输变为全数字双向多站的数字通讯，放弃了传统的集散控制系统所必需的输入弃了传统的集散控制系统所必需的输入/输出模块输出模块和现场控制站。因此和现场控制站。因此DCS是半数字化系统，而是半数字化系统，而FCS则是全数字化系统。则是全数字化系统。 40 有人预测，基于现场总线的控制系统有人预测，基于现场总线的控制系统FC

27、S将取代将取代DCS而成为控制系统的主角，但也有人而成为控制系统的主角，但也有人认为，在现场总线出现以后，现场控制站将向认为，在现场总线出现以后，现场控制站将向总线结构发展，其控制功能将进一步分散到现总线结构发展，其控制功能将进一步分散到现场设备上，而现场控制站的主场设备上，而现场控制站的主CPU则越来越像则越来越像一个通讯控制器，因此说一个通讯控制器，因此说DCS将被将被FCS取代，取代，还不如说还不如说DCS将向更加分散化的方向发展将向更加分散化的方向发展。DCS与与FCS结构示意图结构示意图4-10所示。所示。41操作站操作站DCS操作站操作站FCS控制室控制室现场现场现场控制站现场控制

28、站现场自动化设备现场自动化设备（测量与执行）（测量与执行）现场自动化设备现场自动化设备（测量、计算、执行、报警、趋势等）（测量、计算、执行、报警、趋势等）图图4-10 DCS与与FCS结构示意图结构示意图424.3 建筑设备自动化系统建筑设备自动化系统实现原理实现原理43工业PC机windows98/NT操作系统、用户操作管理软件Supervision、图形编程软件EIKON、报警管理系统中央操作站（central site)中央管理级网络以太网、TCP/IP协议网络控制器LANgate，可以是自带CPU、RAM、ROM的通用控制器网络控制器LANgate，（自带CPU、RAM、ROM）现场控

29、制器I/O HardWare现场控制器I/O HardWare现场控制器I/O HardWare现场控制器I/O HardWare现场控制器I/O HardWare现场控制器I/O HardWare现场控制器I/O HardWare区域控制级网络区域控制级网络带屏蔽双绞线图4.11 通用的网络结构441 1高压配电子系统监控高压配电子系统监控 变配电子系统采用变配电子系统采用双路供电双路供电和和柴油发电机组成的柴油发电机组成的供电保障供电保障系统。系统。主要监测点有：主要监测点有：(1)(1)双路高压供电的进线开关状态，为开关量双路高压供电的进线开关状态，为开关量DI。(2)(2)母联柜与出线

30、柜开关状态，为开关量母联柜与出线柜开关状态，为开关量DI。(3)(3)主供电电源的电流、电压监测，为模拟量主供电电源的电流、电压监测，为模拟量AI。4.3.1变配电及电源监控子系统变配电及电源监控子系统45 图图4-12变配电及电源监控子系统变配电及电源监控子系统 10kV输出输出46Y1段段220/380V1TM1600kVA自总变压器自总变压器10KV, 1段段Y2段段220/380V2TM1600kVA自总变压器自总变压器10KV, 2段段应急段应急段220/380V柴油发电机柴油发电机400KW/380VATS某综合楼供电系统方案某综合楼供电系统方案47低压配电屏低压配电屏低压配电屏低

31、压配电屏低压配电屏低压配电屏(a ) 放射式配电系统放射式配电系统( b ) 树干式配电系统树干式配电系统( c ) 混合式配电系统混合式配电系统低压配电方案低压配电方案482 2低压配电系统监控低压配电系统监控主要监测点有：主要监测点有： (1)(1)双路高压经变压器降压成双路高压经变压器降压成380380V V电压后，进入各自电压后，进入各自的低压进线柜。每路低压开关柜，有的低压进线柜。每路低压开关柜，有DIDI监测信号。监测信号。 (2) (2)双路低压侧主进处的电压、电流、功率、用电双路低压侧主进处的电压、电流、功率、用电 量、频率的监测，为量、频率的监测，为AIAI监测信号。监测信号

32、。 (3) (3)发电机供电低压开关柜，有发电机供电低压开关柜，有DIDI监测信号。监测信号。 (4) (4)对发电机的监测，为对发电机的监测，为AIAI监测信号。监测信号。 (5) (5)变压器温度监测变压器温度监测AIAI。49 图图4 4-13 -13 低压配电系统监控低压配电系统监控50配电线路采用配电线路采用380/220V三相四线制三相四线制供电，包括：供电，包括：（1）双电源切换照明配电箱：设备启停）双电源切换照明配电箱：设备启停DO，设备控制状设备控制状态态DI；（2）照明配电箱：设备启停）照明配电箱：设备启停DO，设备控制状态设备控制状态DI；（3）立面照明配电箱：设备启停）

33、立面照明配电箱：设备启停DO，设备控制状态设备控制状态DI；（4）庭院照明配电箱：设备启停庭院照明配电箱：设备启停DO、设备控制状态设备控制状态DI。4.3.2照明管理系统照明管理系统51 图图4-14 4-14 照明电源供电与状态监视照明电源供电与状态监视521 1、空调机组监控功能、空调机组监控功能（1 1）风机控制：由系统按每天预先编排之时间、假日程风机控制：由系统按每天预先编排之时间、假日程序来控制风机启停。序来控制风机启停。（2 2）温度控制：使送风温度维持在允许偏差范围之内。）温度控制：使送风温度维持在允许偏差范围之内。（3 3）风门控制：新风、回风风门控制调节。）风门控制：新风、

34、回风风门控制调节。（4 4）监测：回风温度、新风温度、新风湿度、风压差、）监测：回风温度、新风温度、新风湿度、风压差、设备启停状态、设备控制状态、温度、湿度。设备启停状态、设备控制状态、温度、湿度。（5 5）报警：过滤器阻塞报警、设备故障报警。）报警：过滤器阻塞报警、设备故障报警。（6 6）显示与打印：参数状态报警、动态流程图。）显示与打印：参数状态报警、动态流程图。4.3.3 空调机组监控空调机组监控53空气热湿空气热湿处理系统处理系统房间房间房间房间房间房间其余其余房间房间送风送风回风回风风机风机回风回风新风新风排风排风混合方式混合方式中央空调系统的运行方式中央空调系统的运行方式54 新风

35、MP阻塞风机送风THMT+-MT-1AI温度AI湿度风门DIAI回风湿度AO回风风门DODIDIAOT-2H风机DO盘管设备启停控制状态供水 回水DPS1压差开关输入输出监控点AO压差启停状态回风变频器图图4 4-15 -15 二管制空调机组监控图二管制空调机组监控图552新风机监控功能新风机监控功能（1 1）风机控制：由系统按每天预先编排之时间、假日程）风机控制：由系统按每天预先编排之时间、假日程序来控制风机启停。序来控制风机启停。 （2 2）温度控制：根据回风温度与设定值的偏差来调节电）温度控制：根据回风温度与设定值的偏差来调节电动阀，使送风温度维持在允许偏差范围之内。动阀，使送风温度维持

36、在允许偏差范围之内。 （3 3）监测：送风温度、设备启停状状、设备控制状态。）监测：送风温度、设备启停状状、设备控制状态。 （4 4）报警：过滤器阻塞报警、设备故障报警。）报警：过滤器阻塞报警、设备故障报警。（5 5） 显示与打印：参数状态报警、动态流程图。显示与打印：参数状态报警、动态流程图。56 图图4-16 新风机组监控原理图新风机组监控原理图573变风量末端装置变风量末端装置(VAV Box)监控功能监控功能 VAV( Variable Air Volume )系统一般由带变频调系统一般由带变频调节电机的空调机组和变风量末端装置组成。监控内容节电机的空调机组和变风量末端装置组成。监控内

37、容包括控制风机的启停，并监视其启停状态和控制状态。包括控制风机的启停，并监视其启停状态和控制状态。根据室内温度的测量值，调节风门大小和水阀的开启根据室内温度的测量值，调节风门大小和水阀的开启度来实现对温度的控制，使室温保持稳定。度来实现对温度的控制，使室温保持稳定。 58 图图4-17 带盘管的变风量末端监控原理图带盘管的变风量末端监控原理图594.3.4 中央直燃机组监控中央直燃机组监控 监控内容包括中央直燃机组、冷热水泵、冷却监控内容包括中央直燃机组、冷热水泵、冷却塔。由压缩机、冷凝器和蒸发器组成的燃气发动机塔。由压缩机、冷凝器和蒸发器组成的燃气发动机驱动热泵系统驱动热泵系统(GEHP)，

38、既向楼宇提供冷热源，也既向楼宇提供冷热源，也通过将冷冻水注入水冷风机盘管来吸收空气中的热通过将冷冻水注入水冷风机盘管来吸收空气中的热量，以热水注入风机盘管来加热空气，从而调节楼量，以热水注入风机盘管来加热空气，从而调节楼宇室内的温湿度。其中，中央直燃机组通过串行接宇室内的温湿度。其中，中央直燃机组通过串行接口与系统通讯。中央直燃机组的部分监控内容见表口与系统通讯。中央直燃机组的部分监控内容见表4-1：60压缩机压缩机低压蒸汽低压蒸汽高压蒸汽高压蒸汽低压液体低压液体高压液体高压液体放热液化放热液化吸热汽化吸热汽化冷凝器冷凝器冷却水冷却水冷冻水冷冻水蒸发器蒸发器供水水温供水水温32度度回水水温回水

39、水温12度度供水水温供水水温7度度回水水温回水水温37度度冷媒冷媒(制冷剂制冷剂)膨胀阀膨胀阀压缩式制冷机原理图压缩式制冷机原理图61 设备设备AIAODIDO冷水冷水泵泵热水热水泵泵冷却塔冷却塔冷却塔风机冷却塔风机供回水温度供回水温度供回水压力供回水压力流量压差流量压差水箱高低水位水箱高低水位水箱补水控制水箱补水控制表表4-1 中央直燃机组的部分监控内容中央直燃机组的部分监控内容624.3.5给排水系统与恒压供水给排水系统与恒压供水 监控对象为各类水池和水箱的工作状态，见表监控对象为各类水池和水箱的工作状态，见表4-2 控制原理图如图控制原理图如图4-18所示。所示。63设备设备AIAODI

40、DO生活水箱生活水箱消防水箱消防水箱给水水给水水泵泵生活热水生活热水泵泵软水箱软水箱暖通补水暖通补水泵泵消火栓消火栓泵泵喷淋喷淋泵泵消防稳压消防稳压泵泵消防水池消防水池潜水潜水泵泵表表4.2 给排水系统监控内容给排水系统监控内容64 图图4-18 控制原理图控制原理图给排水系统给排水系统65 图图4-19 全自动变频调速恒压供水系统原理图全自动变频调速恒压供水系统原理图66 4.3.6 电梯控制电梯控制图图4-20 电梯控制原理图电梯控制原理图674.4.1 控制器控制器模块化楼宇控制器（模块化楼宇控制器（MBC）模块化楼宇控制器（模块化楼宇控制器（MBC）是是Landis&Staef

41、a楼宇管理和控制楼宇管理和控制系统的有机组成部分。它是一系统的有机组成部分。它是一种高性能的模块化直接数种高性能的模块化直接数 字控字控制（制（DCC）管理的现场控制台。管理的现场控制台。现场控制台在不依靠较高层处现场控制台在不依靠较高层处理器的情况下，可以独立工作理器的情况下，可以独立工作或联网以完成复杂的控制、监或联网以完成复杂的控制、监视和能源管理功能。视和能源管理功能。 4.4 产品介绍产品介绍68 远程楼宇控制器远程楼宇控制器远程楼宇控制器（远程楼宇控制器（RBC）是是S600顶峰楼宇管理和控制系顶峰楼宇管理和控制系统的有机组成部分。在不以统的有机组成部分。在不以来较高层级处理器的情

42、况下，来较高层级处理器的情况下，现成控制器可独立操作或联现成控制器可独立操作或联网以完成复杂网以完成复杂HAVC控制、监控制、监视和能源分配管理等功能。视和能源分配管理等功能。69 MC5000楼宇自控系统楼宇自控系统GD-8000智能楼宇控制系统智能楼宇控制系统70 LCU300智能电梯控制器智能电梯控制器LCE200电梯扩展控制器电梯扩展控制器71 报警控制器报警控制器AIO-168报警控制器报警控制器APA-16报警控制器报警控制器APD-16报警控制器报警控制器ARM-16报警控制器报警控制器ASA-7272温度传感器温度传感器相对湿度传感器相对湿度传感器水流传感器水流传感器POLYG

43、YR Ace温度控制器温度控制器水流量计水流量计4.4.2 传感器执行器系列传感器执行器系列73 RCV系列风机盘管温控器系列风机盘管温控器电子感温探测器电子感温探测器光电烟感探测器光电烟感探测器74 电压变送器电压变送器电流变送器电流变送器无功功率变送器无功功率变送器75 4.4.3 Lonworks系列产品系列产品Lonworks神经元芯片神经元芯片LTM-10 LonTalk模块和母板模块和母板76 PL 3120和和PL 3150电力线智能收发器电力线智能收发器PL 3120和和PL 3150双绞线智能收发器双绞线智能收发器77 LPT-11信道电源收发器信道电源收发器FTT-10A自

44、由拓扑双绞线收发器自由拓扑双绞线收发器SMX收发器收发器78 LonWorks双绞线控制模块双绞线控制模块LTS-20 串行适配器核心模块串行适配器核心模块PSG-20可编程串行网关核心模块可编程串行网关核心模块79RTR-10路由器核心模块路由器核心模块LonPoint路由器路由器CVX-232通讯转换器通讯转换器80* *4.5 4.5 建筑设备自动化系统的工程设建筑设备自动化系统的工程设计计814.5.1 4.5.1 建筑设备自动化系统设计建筑设备自动化系统设计的基本要求的基本要求1、BAS系统设计应根据建筑物的整体功能需求和物业系统设计应根据建筑物的整体功能需求和物业管理方式确定控制水

45、平，根据建筑物内的不同区域管理方式确定控制水平，根据建筑物内的不同区域的要求和被控系统的分布特点，选择技术先进、成的要求和被控系统的分布特点，选择技术先进、成熟可靠、经济合理的控制系统方案和设备。熟可靠、经济合理的控制系统方案和设备。2 、BAS系统设计与施工应遵循国家有关标准和规范。系统设计与施工应遵循国家有关标准和规范。3 3、对于不同建筑的不同机电系统，应选择不同的控制、对于不同建筑的不同机电系统，应选择不同的控制方案，以最大限度的满足机电系统的要求。方案，以最大限度的满足机电系统的要求。82 4 4 电缆的选择与敷设电缆的选择与敷设 BASBAS系统中的中央操作站与现场控制器系统中的中

46、央操作站与现场控制器DDCDDC及现场及现场控制器之间采用截面积为控制器之间采用截面积为1.01.0mmmm2 2的的RVVPRVVP聚乙烯绝缘、聚乙烯绝缘、聚氯乙稀护套铜芯电缆或聚氯乙稀护套铜芯电缆或DJYPDJYP2 2V V计算机专用通讯电缆。计算机专用通讯电缆。 DDCDDC与现场控制设备如传感器、阀门之间的控制电缆，与现场控制设备如传感器、阀门之间的控制电缆，一般采用一般采用1 1-1.5mm-1.5mm2 2聚氯乙稀绝缘、聚氯乙稀护套铜聚氯乙稀绝缘、聚氯乙稀护套铜芯电缆，是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体设芯电缆，是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体设备而定。备而定。DDCDDC与就

47、地仪表，阀门的信号线的规格和芯与就地仪表，阀门的信号线的规格和芯数，亦随具体控制系统设备与控制要求数，亦随具体控制系统设备与控制要求而定。而定。 83 5 现场控制器现场控制器 DDC的设置原则计布线方式的设置原则计布线方式(1) (1) DDC的设置应主要考虑系统管理方式，安装调试的设置应主要考虑系统管理方式，安装调试维护方便和经济性，一般按机电系统的平维护方便和经济性，一般按机电系统的平 面布置进行划分，如布置在：冷冻站、热交换站、面布置进行划分，如布置在：冷冻站、热交换站、空调机房、新凤机房等控制参数较为集中之处，也空调机房、新凤机房等控制参数较为集中之处，也可根据要求布置在弱电竖井中，

48、箱体一般挂墙明装。可根据要求布置在弱电竖井中，箱体一般挂墙明装。（2 2）每台每台DDC的输入输出接口数量与种类应与所控的输入输出接口数量与种类应与所控制的设备要求相适应，并留有制的设备要求相适应，并留有10%15%的余量。的余量。84 6 BAS中央控制室要求中央控制室要求（1）BAS中控室的位置，应尽量靠近控制负荷中中控室的位置，应尽量靠近控制负荷中心，注意远离变配电室等电磁干扰源，并注意心，注意远离变配电室等电磁干扰源，并注意防潮、防震。防潮、防震。 BAS中控室可与消防中心。保安中控室可与消防中心。保安监控中心等合并组成楼宇控制中心，此时位置监控中心等合并组成楼宇控制中心，此时位置应满

49、足消防中心的要求。应满足消防中心的要求。85 （2） BAS中央控制室室内设备布置时应满足：中央控制室室内设备布置时应满足： a 控制台前应留出大于控制台前应留出大于3米的操作距离，控制台离墙布米的操作距离，控制台离墙布置时台后应留出大于置时台后应留出大于1米的检修距离，并注意避免阳光直米的检修距离，并注意避免阳光直射；射； b 当控制台横向排列总长度大于当控制台横向排列总长度大于7米时应在两端各留大米时应在两端各留大于于1米的通道；米的通道； c 当控制室内安装模拟显示屏时应留有足够的安装和观当控制室内安装模拟显示屏时应留有足够的安装和观察面积；察面积； d 当当BAS系统单独设置不间断电源

50、，并采用集中供电方系统单独设置不间断电源，并采用集中供电方式时，应考虑放置电源设备的面积和位置；式时，应考虑放置电源设备的面积和位置； e 应适当考虑工作人员值班、维修及休息所需的面积。应适当考虑工作人员值班、维修及休息所需的面积。86 (3) BAS中央控制室其他要求：中央控制室其他要求： a 控制室内宜采用抗静电活动地板；控制室内宜采用抗静电活动地板； b 当控制室长度大于当控制室长度大于7米时，宜设两个外开米时，宜设两个外开门的出口，门宽不小于门的出口，门宽不小于1米；米； c 控制室内土建及装修要求参见有关计算控制室内土建及装修要求参见有关计算机房设计标准。机房设计标准。87 7 BA

51、S系统的电源要求系统的电源要求 （1 1） 应由变配电所引出专门回路向中央控制室供电，应由变配电所引出专门回路向中央控制室供电，供电回路应采用保安电源供电供电回路应采用保安电源供电 （2 2） 中央操作站供电应设不间断电源中央操作站供电应设不间断电源(UPS)装置，其装置，其容量应包括系统内用电设备的总和并考虑预设的扩展容量应包括系统内用电设备的总和并考虑预设的扩展容量，容量， UPS供电时间不低于供电时间不低于20分钟。分钟。 （3 3）DDC的电源宜采用中央控制室集中供电方式，以的电源宜采用中央控制室集中供电方式，以放射式供给各放射式供给各DDC，如采用就地供电方式，可有就近如采用就地供电

52、方式，可有就近的保安电源供给。的保安电源供给。888 BAS系统的接地要求：系统的接地要求： 一般采用建筑物总体接地方式，要求总体接地一般采用建筑物总体接地方式，要求总体接地电阻不大于电阻不大于1欧姆。如欧姆。如BAS系统单独设置接地极，系统单独设置接地极，应采用一点接地方式，要求接地电阻不大于应采用一点接地方式，要求接地电阻不大于4欧姆，欧姆，并与建筑物防雷接地系统地极之间距离不小于并与建筑物防雷接地系统地极之间距离不小于20米。米。 9 BAS系统设计中采用的仪表量程选择、调节阀计系统设计中采用的仪表量程选择、调节阀计算方法等，见有关自控设计手册；现场仪表安装方算方法等，见有关自控设计手册

53、；现场仪表安装方法，参见有关自动化仪表标准安装图册及设备生产法，参见有关自动化仪表标准安装图册及设备生产厂家的安装使用说明书。厂家的安装使用说明书。89 4.5.2 4.5.2 建筑设备自动化系统建筑设备自动化系统常用图例及文字符号常用图例及文字符号90图形符号图形符号说说 明明凤机凤机水泵水泵空气过滤器空气过滤器空气加热、冷却器空气加热、冷却器S=+为加热为加热S=-为冷为冷却却风门风门加湿器加湿器水冷机组水冷机组冷却塔冷却塔热交换器热交换器电气配电电气配电,照照明箱明箱91 图形符号图形符号说说 明明图形符号图形符号 说说 明明就地安装仪表就地安装仪表电动二通阀电动二通阀盘面安装仪表盘面安

54、装仪表电动三通阀电动三通阀盘内安装仪表盘内安装仪表电磁阀电磁阀管道嵌装仪表管道嵌装仪表电动蝶阀电动蝶阀仪表盘，仪表盘，DDC站站电动风门电动风门热电偶热电偶电缆桥架电缆桥架（宽（宽*高）高）热电阻热电阻电缆及编号电缆及编号湿度传感器湿度传感器节流孔板节流孔板一般检测点一般检测点表表4-3 BAS常用图形符号常用图形符号200*802010MMMMM 数字编号 数字编号X XX X 数字编号 数字编号X XX X 数字编号 数字编号X XX X 数字编号 数字编号X XX X92 字母字母 第一位第一位 后继功能后继功能 被测变量被测变量修饰词（小写）修饰词（小写） A 分析分析 报警报警 C

55、控制调节控制调节 D 差差 E 电压电压检测元件检测元件 F 流量流量 H 手动手动 I 电流电流 指示指示 J 功率功率 扫描扫描 K 时间或时间时间或时间程序程序操作操作 L 物位物位 灯灯93 字母字母 第一位第一位 后继功能后继功能 被测变量被测变量修饰词（小写）修饰词（小写） M 湿度湿度 N 热量热量 P 压力或真空压力或真空 Q 积分累积积分累积 R记录或打印记录或打印 S 速度或频率速度或频率开关或联锁开关或联锁 T 温度温度 传送传送 U 多变量多变量多功能多功能 V阀、风门、阀、风门、百叶窗百叶窗 W 重量或力重量或力运算、转换运算、转换单元、伺放单元、伺放94 字字 母母

56、 第一位第一位 后继功能后继功能 被测变量被测变量修饰词（小写）修饰词（小写） M Z 位置位置驱动，执行驱动，执行器器表表4-4 BAS常用文字符号常用文字符号954.5.3 建筑设备自动化系统设计方建筑设备自动化系统设计方法流程图法流程图96根据系统集成要求确定根据系统集成要求确定BAS网络结构网络结构设计任务开始设计任务开始研究研究 建筑功能建筑功能了解机电专业控制要求了解机电专业控制要求与机电专业探讨控制方案与机电专业探讨控制方案确定控制范围和内容确定控制范围和内容确定确定BAS控制范围和方向控制范围和方向了解业主需求和未来物业管理模式了解业主需求和未来物业管理模式节能与经济性分析节能

57、与经济性分析和土建专业结合，确定控制室和土建专业结合，确定控制室位置面积，竖井的数量，位置位置面积，竖井的数量，位置面积，布线方式，标高面积，布线方式，标高配合电气专业完成配电二次设计配合电气专业完成配电二次设计仪表量程计算选择仪表量程计算选择调节阀计算调节阀计算确定确定BAS现场设备的规格、尺寸。安装方式现场设备的规格、尺寸。安装方式画出各子系统控制系统图画出各子系统控制系统图写出设计施工要点说明写出设计施工要点说明开列开列BAS设备、材料表设备、材料表画出各层管线敷设平面图画出各层管线敷设平面图各专业图纸会签各专业图纸会签施工图交底及施工图配合施工图交底及施工图配合设计任务完成设计任务完成

58、画出大楼画出大楼 BAS系统网络图系统网络图 图图4-21 建筑设备自动化系统设计方法流程图建筑设备自动化系统设计方法流程图974.5.4 4.5.4 建筑设备自动化系统网络建筑设备自动化系统网络拓扑结构图拓扑结构图98ASCII 打印机ASCII 打印机ASCII 打印机子站连接器子站连接器控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站子站连接器子站连接器控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站子站连接器子站连接器控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站分站分站分站分站分站分站分站分站局域网局域网局域网局域网局域网局域网中央操

59、作站中央操作站中央操作站中央操作站中央操作站中央操作站打印机打印机打印机打印机打印机打印机Windows NTNovell NetwareDOS/WindowsUNIX分站总线（分站总线（ C-bus）子站总线子站总线子站总线子站总线子站总线子站总线E-busC-Nap busR-bus图图4-22 BAS网络拓扑结构图网络拓扑结构图 (一一)99网络控制器网络控制器 NCUASCII 打印机ASCII 打印机控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站控制子站中央操作站中央操作站中央操作站中央操作站Windows NTNovell

60、NetwareUNIX打印机打印机打印机打印机网络控制器网络控制器 NCU分站总线分站总线Lon 网络扩展器网络扩展器 NEU局域网局域网Ethernet图图4-23 BAS网络拓扑结构图（二）网络拓扑结构图（二）分站总线分站总线Lon100ASCII 打印机ASCII 打印机通讯器通讯器通讯器通讯器分站分站分站分站分站分站控制控制分站分站分站分站分站分站分站分站控制控制分站分站调制解调器中央操作站中央操作站中央操作站中央操作站打印机打印机打印机打印机分站总线分站总线分站总线分站总线LonLonRS232RS232调制解调器调制解调器远程通讯远程通讯图图4-24 BAS网络拓扑结构图（三）网络拓扑结构