楼控培训的资料

楼控培训的资料第1页/共50页2005-10-302一、智能建筑概述二、楼宇自控的发展史三、楼宇自控系统四、楼宇自控子系统五、系统组成六、通信协议七、空调DDC示例

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一、智能建筑概述河北深蓝胜天科技有限公司第3页/共50页2005-10-304河北深蓝胜天科技有限公司楼宇自控系统是建筑设备自动化控制系统的简称。建筑设备主要是指为建筑服务的、那些提供人们基本生存环境(风、水、电)所需的大量机电设备，如暖通空调设备、照明设备、变配电设备以及给排水设备等，通过实现建筑设备自动化控制，以达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行之目的。

前些年人们提到楼宇自控系统，主要所指仅仅是建筑物内暖通空调设备的自动化控制系统，近年来已含盖了建筑中的所有可控的机电设备，并成为“智能建筑”不可缺的基本环节。楼宇自控系统的发展也是经历了从无到有，从低级到高级这一过程，实际上就是一个工业自动化控制系统发展的缩影。第4页/共50页2005-10-305河北深蓝胜天科技有限公司随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术

的发展，楼宇自控系统也将得到长足的发展，可以预见：

1)集散控制系统是现阶段楼宇自控系统的主流；

2)现场总线技术是集散控制系统发展方向；

3)VLAN、TCP／IP等网络技术在楼宇自控系统应用，网络实现WEB化；

4)通用控制器与智能仪表共存；

5)广泛采用以状态空间方法为基础的现代控制理论解决楼宇自控问题，取得成效；

6)系统集成技术取得进展，opc、odbc等技术被广泛应用；

7)人机界面、操作环境改善，符合人机工程学基本机理。

第5页/共50页2005-10-306智能建筑3A概念简介

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智能建筑5A概念简介河北深蓝胜天科技有限公司第7页/共50页2005-10-308性价比满意度

河北深蓝胜天科技有限公司第8页/共50页2005-10-309二、楼宇自控的发展史河北深蓝胜天科技有限公司第9页/共50页2005-10-3010楼宇自控的发展史是一个从监控到管理的发展过程。80年代美国建成了第一个智能建筑。90年代在世界各地蓬勃发展。河北深蓝胜天科技有限公司第10页/共50页2005-10-3011

三、楼宇自控系统河北深蓝胜天科技有限公司第11页/共50页2005-10-3012

1、对于一座现代化大楼，在没有安装BAS的时候，使用这些设备往往存在以下问题：控制问题管理问题维护问题能耗问题河北深蓝胜天科技有限公司第12页/共50页2005-10-30132、楼宇自控系统就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、保安等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统，称为BAS（BuildingAutomationSystem）。河北深蓝胜天科技有限公司第13页/共50页2005-10-30143、BAS系统的监控范围和参数内容冷水系统热水系统给水系统排水系统空调机组系统通风/排风系统变配电系统照明系统电梯系统河北深蓝胜天科技有限公司第14页/共50页2005-10-3015空调机组及通/排风系统：新风空调机组、新/回风空调机组、变风量空调机冷/热水系统：冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、热交换器、热水一次水泵、热泵机组给排水系统：各类水泵、各类水箱照明及配电系统：照明控制、高/低压信号测量、备用发电机组电梯河北深蓝胜天科技有限公司第15页/共50页2005-10-3016冷水机组电力监测给排水系统降低能耗提高操作者工作效率提高楼宇内部舒适程度设备的安全保护降低培训成本

楼宇自控系统应用通风照明系统热水锅炉

提供高效的设备管理手段热交换系统电梯系统空调机组DDC控制器风4、BAS系统所能够产生的实际效果河北深蓝胜天科技有限公司第16页/共50页2005-10-3017四、BAS子系统河北深蓝胜天科技有限公司第17页/共50页2005-10-3018用水保证环境保证九个子系统间关系变配电系统照明控制电梯监测冷水系统热水系统给水系统排水系统空调系统通风系统供电供空调用冷水供空调热水供生活热水电力保证河北深蓝胜天科技有限公司第18页/共50页2005-10-3019a、供热、通风及空调系统为建筑物内提供了一个舒适的环境，是BAS中的一个重要子系统。系统为建筑物内的机电设备（如：冷却塔、冷水机组、空气处理机、气控设备等）提供一个最优化的控制。其基本控制功能包括：设备控制、循环控制、最佳起/停控制、数学功能、逻辑功能、趋势运行记录、报警管理等。河北深蓝胜天科技有限公司第19页/共50页2005-10-3020为空调系统提供7~12℃的冷水，能量消耗大，控制最复杂监测水系统流量、压差，供回水温度、温差；监测设备状态、故障控制设备启停，调节压差平衡阀开度。按照最佳启停顺序，控制整个系统的开启和关闭过程。根据负荷，动态调整设备运行数量。负荷计算：Q=流量x供回水温差冷水系统监控内容

设备：冷水机组冷却水泵冷冻水泵冷却塔风机分水器/集水器电动蝶阀河北深蓝胜天科技有限公司第20页/共50页2005-10-3021空调系统监控内容

对环境温湿度进行自动调节以满足要求的设定数值监测过滤器是否堵塞、防冻开关是否报警节能自动控制风机并监视风机的状态自动连锁风机、风阀、水阀，保证设备正常运行

设备：送风机回水调节阀新、回风阀过滤器防冻开关温湿度传感器河北深蓝胜天科技有限公司第21页/共50页2005-10-3022河北深蓝胜天科技有限公司第22页/共50页2005-10-3023其他系统监控内容热水锅炉系统锅炉的运行状态、故障状态、手自动状态，出水温度，出水流量，自动启停控制通风/排风系统风机的运行状态、故障状态、手自动状态，自动启停控制给水系统水箱水位监测，水道压力监测，自动启停/调节变频水泵，监测水泵运行状态、手自动状态、故障状态排水系统集水坑水位监测，自动启停排水泵，监测水泵的运行状态、故障状态和手自动状态照明系统自动开关照明灯，监测照明灯状态电梯系统监测电梯运行状态、故障状态河北深蓝胜天科技有限公司第23页/共50页2005-10-3024五、BAS系统的组成河北深蓝胜天科技有限公司第24页/共50页2005-10-3025管理级网络楼宇级网络监测/执行元件控制室设备机房主干网子网4-20mA/0-10Vdc/数字量Ethernet水阀风阀传感器RS-232调试时连接Arcnet/ethernet/RS485/Lon第25页/共50页2005-10-3026中央控制室（数据中心）：包括中央处理机（一台微型计算机、存储器、磁带机和接口装置）、外围设备（显示终端、键盘、打印机）和不间断电源三部分。河北深蓝胜天科技有限公司第26页/共50页2005-10-3027传感器及执行调节机构：传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检测现场设备的各种参数（如温度、湿度、压差、液位等），并发出信号送到调节控制器（分站、数据中心等），如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、风道静压变送器、差压变送器；河北深蓝胜天科技有限公司第27页/共50页2005-10-3028

执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号，并调节控制现场运行设备的机构，如电动阀、电磁阀、调节阀等，包括执行机构（如电动阀上的电机）和调节机构（电动阀的阀门）河北深蓝胜天科技有限公司第28页/共50页2005-10-3029分站控制器：是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器（DDC），它接收传感器输出的信号，进行数字运算，逻辑分析判断处理后自动输出控制信号，动作执行调节机构。分站控制器是整个控制系统的核心，采用直接数字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四种输入/输出接口。方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接相连接，对各种物理量进行测量，以及实现对被控系统的调节与控制。河北深蓝胜天科技有限公司第29页/共50页2005-10-3030其中：

AI-模拟量输入接口，可用作仪表的检测输入，如温度、压力等，一般为1-10V或4-20mA的直流信号。

AO-模拟量输出接口，用于操作控制阀、执行器等，如电动阀、三通阀、风门执行器等，不需要外部电源，输出为0-10V的直流信号。

DI-数字量输入接口，即触点、液位开关、限位开关的闭合与断开，一般用作检测设备状态、报警接点、脉冲计数等。

DO-数字量输出接口，用于控制风机，水泵等运行，亦可作为输出信号与动作增减量型执行机构。

河北深蓝胜天科技有限公司第30页/共50页2005-10-3031数据传输线路：是联系系统各部分的纽带，从各个监控点到分站控制器的线路是逐点连接（放射式），数据中心与各分站通过总线型或环形网络结构进行组网，各分站直接用一回路双芯导线连接到总线上就可以实现分站与分站之间，分站与中央站之间的通信。河北深蓝胜天科技有限公司第31页/共50页2005-10-3032打印机电脑通信接口分站分站分站…总线总线型网络结构河北深蓝胜天科技有限公司第32页/共50页2005-10-3033

环形网络结构打印机电脑分站分站分站总线通信接口分站分站分站河北深蓝胜天科技有限公司第33页/共50页2005-10-3034

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河北深蓝胜天科技有限公司第34页/共50页2005-10-3035六、通信控制协议河北深蓝胜天科技有限公司第35页/共50页2005-10-3036

楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通过某种控制网络实现的，这就要求控制设备以及建筑设备都要遵循一定的通信协议。目前，国际上采用较多的是BACnet和LonMark。河北深蓝胜天科技有限公司第36页/共50页2005-10-30371、BACnet是指美国国家标准协会的ANSI/ASHARE135-1995标准。BACnet是楼宇自控领域唯一的国际标准（ISO16484-5）。

BACnet是由一个建筑管理、系统用户、系统集成商组成的联合体提出的，正式的、非专有的开放协议通信标准。独立于任何制造商，不需要专门芯片，并得到众多制造商支持，有完善和良好的数据表式和交换方法，按标准制造的产品有严格的性能等级和完整的说明，产品有良好的互操作性，有利于系统的扩展和集成。。

BACnet详细地描述了系统是如何工作的。它定义了系统各部分共享数据的所有规则，如何实现数据共享，可以什么通信介质，哪个功能可用，信息如何解释等。总之，它为各种系统之间进行信息交流建立了一个基本规则。

河北深蓝胜天科技有限公司第37页/共50页2005-10-30382、LonTalk协议：LonWorks技术所使用的通信协议。

LonTalk协议遵循由国际标准化组织（ISO）定义的开放系统互连（OSI）参考模型所定义的全部七层服务。它支持多种通讯介质，包括双绞线、电力线、光纤、同轴电缆等。网络结构灵活如星形、环行及总线型河北深蓝胜天科技有限公司第38页/共50页2005-10-30393、Lontalk与BACnetBACnet是个综合性的规范，它准许纵多的实施方案，并提供一套强有力的服务功能。但是，这个协议在小型终端控制设备里实施，不能取得最大的成本/性能比。

Lontalk是个强大的专门为设备而优化的协议；从传感器、调节器到区域控制器，样样都行。它带有一个紧凑型的协议架，很容易和廉价设备相适应。但其通信速率较低，较适用于工作层。因而，在工作层采用Lontalk来连接控制器、感应器和调节器等设备；LAN层面的控制采用了BACnet连接各个系统；两个协议互为补充，建立一个完整的建筑结构，得到最佳的性能和成本。河北深蓝胜天科技有限公司第39页/共50页2005-10-3040七、空调DDC示例第40页/共50页2005-10-30411、空调DDC系统的定义及组成

空调DDC系统，即利用控制技术和通讯技术，将空调系统中各种信号（温度、压力、流量、状态等），通过输入装置输入DDC，经相应程序运算处理，将处理后的信号输出，进而控制相应的执行机构。如图所示。第41页/共50页2005-10-3042传感器A/D转换器微处理器D/A转换器执行器变送器第42页/共50页2005-10-30432、

DDC系统信号种类模拟量信号所对应的是一定量的电压或电流值，它与传感器输出信号的特性有关。空调自控系统中常见的模拟量输入信号：温度、湿度、压力流量、压差等；模拟量输出信号：需控制的电动风阀及电动水阀。数字量输入信号包括：风机、水泵、冷却塔风扇、电机的运行状态、过滤器淤塞状态报警、压差开关、液位开关、开关信号，防冻保护等。数字量输出信号包括：电磁阀的控制、二位电动水阀的控制、水泵、风机、冷却塔等设备的启停控制。第43页/共50页2005-10-30443、空调DDC监控系统的主要功能

空调DDC系统能实现楼宇中空调系统各种控制功能，同时具备各种管理功能。（1）能量控制及管理功能。即根据建筑物实际冷、热负荷，对空调系统中的风系统和水系统进行控制，自动控制冷热设备运行状态及运行参数，使整个空调系统达到最佳节能状态。（2）对空调系统及其冷、热源系统的相关参数进行调节控制及监测，对空调设备运行进行监测。（3）空调设备如冷水机组、泵、风机等在规定时间的启停控制，以达到节能目的。第44页/共50页2005-10-3045（4）自动累积空调设备的运行时间，维修期限报警，以便更换或维修相关设备，延长设备使用寿命，提高设备的运行质量。（5）根据空调设备运行时间，自动切换工作及备用设备，保持设备良好的工作状态。（6）对空调系统的能量消耗进行计量，记费。（7）各种物业管理文本的自动生成、打印及查询。第45页/共50页2005-10-3046