(2025年)青岛理工大学建筑设备自动化期末复习题及参考答案

(2025年)青岛理工大学建筑设备自动化期末复习题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.建筑设备自动化系统（BAS）中，用于实现现场设备与控制器间数据传输的核心层是（）。A.管理层B.控制层C.设备层D.监控层2.以下哪种传感器属于温度测量的接触式传感器？（）A.红外测温仪B.热电偶C.辐射温度计D.光电温度计3.变风量空调系统（VAV）中，末端装置的主要控制参数是（）。A.风阀开度B.送风量C.房间温度D.新风比4.消防联动控制系统中，当烟雾探测器触发报警时，优先联动的设备是（）。A.电梯迫降B.防火卷帘下降C.排烟风机启动D.应急照明开启5.楼宇自动化系统中，BACnet协议的核心特点是（）。A.专属性强B.支持多通信介质C.仅适用于工业控制D.采用环形拓扑6.空调水系统中，二次泵变流量控制的关键是（）。A.保持供回水压差恒定B.调节水泵转速C.监测末端阀门开度D.控制冷水机组负荷7.智能照明系统中，实现“人来灯亮、人走灯灭”的主要技术是（）。A.光线感应B.红外探测C.电力载波通信D.定时控制8.建筑设备监控系统中，DDC控制器的I/O模块中，AI表示（）。A.模拟量输入B.数字量输入C.模拟量输出D.数字量输出9.安防系统中，视频监控的“28181协议”主要用于（）。A.图像压缩B.设备互联与数据交换C.存储管理D.前端设备供电10.建筑能源管理系统（BEMS）的核心目标是（）。A.提高设备可靠性B.降低能源消耗C.增强系统安全性D.简化操作流程二、填空题（每空1分，共20分）1.建筑设备自动化系统的三层架构包括管理层、________和设备层。2.温度传感器的常见类型有热电偶、________和热敏电阻。3.空调系统的控制策略主要包括定风量控制、________和变水量控制。4.消防系统中，火灾报警控制器的主要功能是________、信号处理和联动控制。5.安防系统的“四防”通常指防火、防盗、防破坏和________。6.楼宇通信网络中，RS-485总线的最大传输距离约为________米。7.变风量末端装置（VAVBox）的控制方式主要有压力无关型和________。8.智能照明系统的调光技术包括晶闸管调光、________和PWM调光。9.建筑设备监控系统中，DDC控制器的核心部件是________。10.冷水机组的群控策略通常包括台数控制、________和负荷优化。11.传感器的基本性能指标包括灵敏度、________、线性度和重复性。12.消防联动控制中，排烟口应与________联动开启。13.建筑能源管理系统的数据采集方式包括在线监测和________。14.安防系统中，入侵报警探测器的类型有主动红外、被动红外和________。15.空调风系统的新风量控制需满足________和室内空气品质要求。16.楼宇自动化系统的集成方式包括横向集成和________。17.电气照明的控制方式可分为手动控制、________和智能控制。18.建筑设备监控系统的抗干扰措施包括屏蔽、________和接地。19.变水量系统中，水泵的调速控制通常采用________变频器。20.BACnet协议定义的五种网络类型包括以太网、MS/TP、PTP、LonTalk和________。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述建筑设备自动化系统（BAS）的主要功能。2.说明PID控制算法中比例（P）、积分（I）、微分（D）环节的作用。3.对比分析定风量空调系统（CAV）与变风量空调系统（VAV）的优缺点。4.消防自动报警系统的组成包括哪些部分？各部分的主要作用是什么？5.简述楼宇自动化系统中通信协议的重要性，并列举三种常用协议及其特点。四、分析题（每题10分，共20分）1.某办公大楼采用变风量空调系统，冬季出现部分房间温度过低的现象。请分析可能的原因，并提出针对性的解决措施。2.某建筑设备监控系统中，DDC控制器与上位机通信中断，上位机无法读取现场传感器数据。请从硬件和软件两个方面分析可能的故障原因，并给出排查步骤。五、综合应用题（10分）某高校图书馆需设计一套建筑设备自动化系统，要求实现空调、照明、消防及安防的集成监控。请完成以下任务：（1）画出系统总体架构图（用文字描述关键层级和设备）；（2）说明各子系统的通信协议选择及理由；（3）提出节能优化的控制策略（至少3条）。参考答案一、单项选择题1.B2.B3.C4.C5.B6.A7.B8.A9.B10.B二、填空题1.控制层2.热电阻3.变风量控制4.火灾探测5.防灾害6.12007.压力相关型8.荧光灯调光9.微处理器（CPU）10.节能优化11.精度（或分辨率）12.排烟风机13.离线采集14.微波探测器15.人员密度16.纵向集成17.自动控制18.滤波19.变频20.ARCnet三、简答题1.BAS的主要功能包括：①设备监控：实时监测空调、照明、电梯等设备的运行状态；②自动控制：通过DDC控制器实现设备的PID调节、逻辑控制；③节能管理：优化设备运行参数，降低能耗；④故障诊断：检测设备异常并报警；⑤数据管理：存储、分析设备运行数据，支持决策；⑥联动控制：如消防报警时联动关闭空调、启动排烟。2.PID控制中：①比例（P）环节：根据偏差大小输出控制量，偏差越大，控制作用越强，快速减小偏差；②积分（I）环节：消除稳态误差，通过累积偏差调整输出，适用于有静差的系统；③微分（D）环节：预测偏差变化趋势，抑制超调，提高系统响应速度，改善动态性能。3.CAV与VAV对比：优点：CAV系统简单、控制稳定，适合负荷变化小的场景；VAV通过调节送风量节能（约20%-30%），可分区控制，适应负荷变化大的建筑。缺点：CAV能耗高（固定送风量），无法分区调节；VAV系统复杂（需末端装置），对风管设计要求高，可能出现气流组织问题（如房间负压）。4.消防自动报警系统组成及作用：①触发装置：火灾探测器（感烟、感温等）和手动报警按钮，负责探测火灾信号；②火灾报警控制器：接收、处理信号，显示报警位置，发出声光警报；③联动控制装置：控制消防泵、排烟风机、防火卷帘等设备联动，阻止火势蔓延；④警报装置：警铃、广播等，通知人员疏散；⑤电源：提供系统供电，确保断电时备用电源启动。5.通信协议的重要性：实现不同厂商设备间的互操作性，确保数据格式统一，是系统集成的关键。常用协议及特点：①BACnet：开放性协议，支持多网络类型（以太网、MS/TP等），定义对象模型，广泛用于楼宇自动化；②Modbus：简单可靠，采用主从通信模式，适用于短距离设备通信（如传感器与PLC）；③LonWorks（LonTalk）：支持分布式控制，通信速率高，节点可独立工作，适合复杂系统。四、分析题1.可能原因及解决措施：原因：①VAV末端风阀开度不足（如温度设定值过低或传感器故障）；②新风比过大，冬季引入过多低温新风；③送风温度过低（冷水机组出水温度未随季节调整）；④风管堵塞或风口遮挡，导致送风量不足；⑤房间热负荷计算偏差（如外窗保温差、人员设备散热少）。措施：①检查末端温度传感器，校准设定值；②降低新风比（保持最低新风量），增加回风比例；③调整冷水机组出水温度（冬季适当提高）；④清理风管和风口，确保送风通畅；⑤针对保温差的房间，增加暖气辅助或调整风口位置。2.故障分析与排查：硬件原因：①通信线缆故障（断路、短路、接触不良）；②DDC控制器通信模块损坏；③上位机串口/网口故障；④终端电阻配置错误（如RS-485总线未加终端电阻）。软件原因：①通信参数设置错误（波特率、校验位、地址码不匹配）；②驱动程序缺失或版本不兼容；③上位机软件通信协议配置错误（如选择错误的协议类型）；④网络IP冲突（以太网通信时）。排查步骤：①检查线缆连接（用万用表测通断），更换备用线缆测试；②更换DDC通信模块，观察是否恢复；③在上位机用串口调试工具（如串口助手）测试通信，确认参数是否正确；④检查软件驱动和协议配置，重新安装或升级驱动；⑤ping测试（以太网），排查IP冲突或路由器故障。五、综合应用题（1）系统架构：管理层：中央监控主机（安装BAS软件）、服务器（存储数据）、操作终端（管理员电脑）；控制层：DDC控制器（分布于各楼层，负责空调、照明子系统）、消防控制器、安防控制器；设备层：空调机组（带传感器、风阀）、VAV末端、照明配电箱（带智能开关）、火灾探测器（感烟/感温）、摄像头（网络球机）、门禁控制器、各类传感器（温度、湿度、CO₂）。（2）通信协议选择：①空调与照明子系统：BACnet协议（开放性强，支持多设备集成，便于与上位机通信）；②消防系统：GB50116-2013规定的专用协议（如火灾报警控制器与联动模块间采用RS-485，确保实时性和可靠性）；③安防系统：GB/T28181-2016（视频监控设备互联，支持图像编码、设备控制）；门禁系统采用Modbus（简单可靠，适合短距离通信）。（3）节能策略：①空调系统：根据人员密度动态调节