楼宇自动化暖通空调监控系统讲义

1、第2章楼宇自动化、2.1大厦自动化控制技术基础2.2配电监视系统2.3照明监视系统2.4供暖空调监视系统2.5排水监视系统2.6自动电梯和停车区监视系统2.7防雷和接地系统2.8能源管理和控制系统(EMCS )、2.1大厦自动化控制技术基础、 假定特罗尔中心是大脑，配线系统是血液神经系统，那么根据自动控制技术建构的各种传感器和插座小滚珠就是手足关节。 能够通过这些个自动化单元取得与被测定对象的物理化学性质相关的信息，并根据这些个的信息来控制被测定对象。 例如传感器、音序器(PLC )、发射器等。 2.1.1传感器概要测量中把物理量化学量转换成电信号的装置称为传感器。 把由传感器得到的电信号转换

2、成标准电信号的装置称为光发射器。 传感器、变送器是工业自动化专业控制和信息检测技术中不可缺少的控制元件。 将温度、压力、产水量、液位、位置等的安娜计程仪量和开关量转换为电信号，能够通过自动控制修正和计算机进行控制处理和调整。 利用传感器和发射器，可以进行智能二烯烃建筑各种残奥仪表的测试和评定，进行过程控制特罗尔和调整，进行远距离传输和信号处理。 目前，传感器、变送器的总发展趋势朝着小型化、多功能化和智能化的方向发展。 特别是增加了数据处理功能、自我诊断功能、硬件和软件组合功能、人机交互功能、接口功能、显示和报警功能等。 这些个广泛应用于大楼自动化。 2.1.2大楼自控中的传感器和康托小滚珠1大

3、楼自控中常用的传感器大楼自控中常用的传感器如下： (1)温度传感器。 温度传感器用于测量水管和管道内介质的温度，控制对应的水泵、风扇、阀门、阻尼器等致动器的开度。 (2)大气湿度传感器。 大气湿度传感器用于测定风路中介质的大气湿度，控制对应的加湿阀的开度。 (3)压力或差压传感器。 压力或差压传感器主要检测水管或管道的压力和差压，从而控制适当的变频器，调整水泵或风扇的转速，调整比例阀的开度。 (4)产水量传感器。 产水量传感器主要通过检测水系系统内的液体的产水量来控制相应的水泵阀的数量。 由于这些个都是传感器，通常用于控制模拟计程仪量，其输出模拟计程仪量为010 V或420 A。 这些个的结构

4、是传感器和发射器的组合。 在BAS中，除了上述常用的传感器以外，还可以使用检查空气中的二氧化碳、一氧化碳浓度等的传感器、检测电力网的电流和电压的电流电压传感器、检测环境明暗度的照度传感器、空气品质传感器、电力要素变送器等组合型的传感器。 2楼宇自控常用的配套支重轮楼宇自控常用的配套支重轮如下，其出力的形式为开关量：(1)温控支重轮。 温度控制器主要用于检测现场温度，由温感元件、控制电路、信号输出三部分组成。 在大楼自学中，温度控制支重轮主要用于测量室内温度，控制风扇线圈冷温水阀的启停。 (2)大气湿度小型计算机支重轮。 大气湿度控制器主要用于检测现场的大气湿度，由感湿元件、控制电路、信号输出三

5、部分组成。 在大楼自控中，大气湿度控制器主要用于室内的大气湿度检测，控制加湿阀的启停。 (3)防霜保护开关。 防霜保护开关主要用于检测新风优针织面料或空气处理机的线圈温度，当温度低于某一设定值时，系统将自动关闭风扇和新风阀，给云同步打开温水电动二通阀以防止线圈冻结。 (4)压差开关。压差开关主要用于检测新风尤针织面料和空气处理机的过滤器，过滤器发生堵塞时，安装在过滤器两端的压差开关会发出警报信号。 (五)水流开关。 水流开关主要用于管道内的水流检测有木有，通常用于制冷站、热站、供排水等带泵类的系统。 (6)液位开关。 液位开关主要用于检测清水槽和污水池的液位等液体液位。 2.1.3阀和电动执行

6、机构在气体和液体的流动控制中，多使用阀作为介质流动的控制手段。 为了实现自动控制，需要对部分阀门等设备进行自动控制。 这需要阀门和电动执行机构。 1阀门中常见的阀门有：(1)鼓风机线圈电动阀。 这是一种平衡式冷热水阀，主要应用于风机盘管的控制，该阀所需功率最小，通电打开。 阀的开阀时间仅为7 s，密闭性高，流体容许温度为095。 (2)双头螺纹线性阀。 该阀门主要用于供热通风和空调，也用于饱和水蒸气。 其连接方式采用内螺纹结构，阀体为纯铜材料。 可与电动执行机构连续调整开度，是进行自动调整的主要机器。 (3)耳朵皮式三通阀。 该阀主要用于供热和空调，也可用于饱和水蒸气。 其连接方式采用耳朵皮结

7、构，阀体和阀座为一体化结构，泄漏率极低，适应温度为2170。 可与电动执行机构连续调整开度，是进行自动调整的主要机器。 2电动执行机构电动执行机构有： (1)电动阀执行机构。 该驱动器适用于HVAC阀(HVAC :暖气、通风、空调)，内置用于提供模拟计程仪输出DC 010 V的调制控制的正反作用插头。 具有安装快、阀门定位准确、低电功耗、高断开压力、终端推力限位开关等优点。 电动直线阀执行元件还搭载了手动调整和正确的同步电机控制。 阀本身还附带位置种子文件反馈的输出信号，可与阀组合进行PID (比例积分微分、闭环回路算法)调整。 通常用于改变液体、气体等介质的开度控制，也是自动控制中的主要因素

8、。 阻尼促动器。 该调节器用于调节风门、通风百叶窗和VAV装置，控制浮点控制，可以与标准圆形和方形风门网络链接连接，对风门的开度进行控制，特别是对空气处理机和新风犹针织面料的回流阀、排风阀、新风阀执行PID控制，形成一定的比例连锁控制在实际的控制电路中，直接数字控制器(显示数据通道)通常不能直接控制相关设备，在此期间使用诸如逆变器、继电器等各种类型的辅助控制支重轮进行操作。 2.1.4集散操纵系统也称为分散控制系统(DCS分布式控制系统)，其特征为“集约化管理、分散控制”，用分布于现场受控设备的各种功能微机(下位机)实时监控受控设备， 完成监控该系统设置在中央监控室，克服了修正机集中控制带来的

9、高度集中和常规修正装置控制功能的单一限制，通过具有强大的数字通讯、CRT显示、印刷输出和丰富的控制管理软件功能的中央管理计算机(上位机)完成集中操作、显示和优化控制功能，通过普通仪表分散控制实现人机传感器/控制支重轮群对水、电、瓦斯气体、警报、消防等终端设施进行检测和控制，一般根据监视需要按等级或组进行控制。 大型DCS在中央有地区中心特罗尔中心。分布系统联合多台计算机，共同承担监视和控制管理的工作，所连接的各计算机可以独立地进行监视和控制的工作，可以在中央控制器的指导下办事儿，还可以与其他计算机协调交换信息，完成某个控制任务其灵活性、可靠性远远高于单一康托支重轮。 如图2.2所示，集散型计算

10、机控制系统主要包括四个部分。图2.2、1中央管理修订机(或称上位机、中央监视修订机)中央管理修订机设置在中央监视室内，将来自现场设备的所有信息数据汇总提供给监视员，与室内的显示设备、记录设备和警报装置等连接。 因为中央管理订正机是BAS全体的核心，相当于人脑，其重要性是毋庸赘言。 将一般的商用个人计算机作为中央控制机使用显然是不合理的。 为了提高计算机的可靠性，通常有直接采用工业控制计算机和直接采用工业控制计算机两种方法。另一种方法是使用容错技术计算机。 工业控制计算机(也称IPC )由于采用了特殊的生产技术和手段，其稳定性不能模仿普通的商用PC。 所谓的奥尔特容许计算机，两台普通的PC以相互

11、冗馀的应用备份的方式作为中央控制男公关起作用，一方的PC故障时，应用备份的另一方的男公关就通过专用的男低音控制电路立即启动，系统不会瘫痪。 2显示数据通道(也称为直接数字控制器、下位机)显示数据通道作为系统和现场设备的接口，通过分散设置在被控制设备附近，来收集来自现场设备的信息，能够独立地监视现场设备。 通过数据传输线路与中央监督室的中央管理监督订正机保持通信联络，接受其统一控制和优化管理。 另外，三通讯网络中央管理计算机与显示数据通道之间的信息传输可以利用数据传输线路(通讯网络)来实现，小规模的BAS系统可以简单地利用屏蔽双绞线作为传输介质。 4传感器和驱动器BAS系统的末端是传感器和驱动器

12、，安装在被控制设备的传感(检测)元件和驱动器上。 这些个的传感器元件如温度传感器、相对大气湿度传感器、压力传感器、产水量传感器、电流电压转换器、液位检测器、差分器和水流开关等，在现场检测到的模拟计程仪信号和数字量信号输入到显示数据通道，显示数据通道将控制信号发送至继电器、调节器等致动器，现场2.1.5现场总线技术集散型操纵系统还没有从根本上解决系统内部的通讯问题和分散问题，只是自成封闭系统，由固定集散模式和通讯承诺组成。 因此，这样的操纵系统也难以应对智能建筑种类多的设备检测和控制请求。 近年来，被特别修订为适时控制的、能够在控制层提供相互运用的现场总线技术，如萩名的LonWorks技术那样正

13、在成熟。 现场总线网络是有线局域网技术在控制领域的扩展和应用，以有线局域网(LAN )方式建构操纵系统，使用网络节点代替LAN中的工作站，设置在监视现场，与各种监视传感器和控制小滚珠直接连接。 实现了现场总线网络各节点之间的点对点信息传递，具有极其良好的互操作性，从而实现了整个网络无中心的真实分散控制模式。 此类网络定径套的数据采集、分析、控制与网络通讯一体化，10点适用于智能二烯烃建筑的分散网络管理与控制。 近年来，大楼自动化发展，向开放系统快速发展。 在适时控制中，实现可相互操作的现场总线技术的通讯协议，如LonTalk等也应运而生，为大楼自动化中的传感器、执行器与控制支重轮间的网络化操作

14、奠定了基础。 图2.3是典型的现场总线系统的结构图。 其中，NCU为网络支重轮，NCU与中央管理计算机之间通过N1男低音连接，NCU与下位机(显示数据通道)之间通过N2男低音(现场总线网)连接。、图2.3、2.1.6直接数字控制器直接数字控制器(显示数据通道direct digital controller )又称下位机，在某种意义上，它是楼宇自控系统整体的关键。 “cont支重轮”是指完成受控设备的特征残奥仪表和工艺残奥仪表的测量，实现控制目标的控制装置。 “数字”表示该控制支重轮利用数字电子补正机能实现其功能要求。 “直接”意味着该装置位于受控设备附近，并且可以在其他装置中实现上述所有男公

15、关功能而不需要更多。 因此，显示数据通道实际上是一台计算机，具有可靠、控制能力强、能编制计程仪程序等特点，能够独立监控相关设备，通过通讯网络从中央管理计算机接受统一的控制和优化管理。 1显示数据通道通讯端口的监视点显示数据通道包括： (1)天线计程仪输入(AI )； (2)开关量输入(DI) (3)模拟计程仪输出(AO )； (4)开关量输出(DO )。 2显示数据通道的主要功能显示数据通道的主要功能是(1)对第3层数据采样解老虎钳进行周期性数据收集。 (2)对收集到的数据进行调整和处理(过滤、放大、转换)。 (3)分析现场收集的数据，确定现场设备的运行状态。 (4)检查比较现场机器的运行状况

16、，对异常状态进行警报处理。 (5)从现场收集的数据中执行预定的控制算法(连续调整和顺序逻辑控制的运算)来获得控制数据。 (6)利用预定的控制计程仪程序，完成比例制控制、比例加法积分控制、比例加法积分微分控制、开关控制、平均值控制、最大最小控制、焓计算控制、逻辑运算控制、连锁控制等各种控制功能。 (7)向第3层数据控制执行设备输出控制执行命令(执行时间、上通告响应计程仪程序、优化控制计程仪程序等)。 (8)通过数据闸道器(DG )或网络控制支重轮(NCU )连接第一层设备，与各上位管理修正计算机进行数据交换，向上传送各收集数据和设备的运行状态信息，并且接收来自各上位修正计算机的适时控制指令或残奥

17、仪表的设定和修正指令。 显示数据通道几乎具有BAS要求的所有功能，基本上所有的动作都完成了，但是监视的范围和信息的保存和处理能力有限制。 因此，直接运算数字控制器可以被认为是小型且闭合的模数化中央控制修正计算机。 在小型功能性单一BAS中，只使用一台或多台控制支重轮即可完成控制塔斯克在一定规模、功能复杂的系统中，根据区域、应用的要求采用一组控制支重轮完成控制塔斯克，并通过中央管理系统随时监视、调整控制支重轮的运行状态，实现复杂周密的控制操作3常见的专用遥控支重轮类型常见的专用遥控支重轮主要有： (1)空气处理单元针织面料遥控支重轮；(2)空调遥控支重轮；(3)照明遥控支重轮；(4)变风量遥控支

18、重轮；(5)消防报警遥控支重轮。 更常见的是模组化控制支重轮。 模块控制支重轮是基于可编程计算机模块的直接数字控制器。 基本结构包括机架、计算机模块和电源模块，它们可以包含多个模块。 根据具体的应用，也可以对各种用途的通讯模块、辅助控制模块、“投入产出”(Analogy/Digital )模块进行插值。上门2.4暖通空调监控系统，要求工作环境良好，室内温度适宜，大气湿度适宜，空气清新。 暖通空调监控系统(hvacheatingventilateairconditioning )是为建设良好的工作环境，全面管理大楼的大型暖通空调设备而实施监控的系统。 2.4.1新风尤针织面料监测新风尤针织面料空气水热交换设备，夏季用冷水降温除湿，冬季用温水加热空气，干蒸增湿器冬季加湿新风。具体功能为： (1)检测功能：监视风扇马达的运转/停止状态的送风机出口空气温度和监视大气湿度残奥表的新风过滤器两侧的差压，确认是否需要更换过滤器监视新风阀的开闭状态。 (2)控制功能：控制空气水热交换设备的水侧调节阀，使控制风扇的起动/停止风扇出口温度达到设定值；控制干燥蒸汽增湿器的阀，使冬