建筑能源监控平台.ppt

1、,建筑设备自动化技术(能源监控平台),建筑设备自动化技术,1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求 1.1 BAS的对象环境 1.2 BAS的功能要求 1.3 BAS的技术基础 1.4 BAS常用检测设备和执行器 2 集散控制 2.1 集散控制系统的基本组成与系统结构 2.2集散控制系统的典型结构 2.3 集散控制系统的特点 3 BAS中的集散控制系统 3.1 集散型BAS的典型网络结构 3.2集散型BAS系统的组态 3.3 集散型BAS的几种方案 3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器 4 智能建筑的 BAS 系统设计 4.1 BAS设计原则 4.2 BAS设计、施工及验收依据

2、 4.3 BAS设计步骤 4.4 BAS设计中的几个关键问题,本章导读,本章主要介绍了BAS对象环境、功能要求和技术基础，然后介绍了当前主流BAS系统结构（集散系统）及发展方向，最后给出了BAS设计原则、步骤和依据。 本章的重点和难点是在理解BAS系统构成的基础上，结合以前所学的各门专业知识（检测技术、控制原理和电气控制技术），完成BAS设计。,建筑设备自动化技术,1.1 BAS的对象环境,建筑设备自动化技术 1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,建筑设备自动化系统（BAS）（Building Automation System），指将建筑物或建筑群的电力、照明、给排水、防火、保安、车库

3、管理等设备或系统，以集中监视、控制和管理为目的，构成的综合系统。 根据智能建筑设计标准（GB/T 503142000），建筑设备自动化系统可分为建筑设备监控系统子系统和安防与消防系统（广义BAS），其中，建筑设备监控系统子系统，被称为侠义BAS。如图8-1所示。,能耗监测系统,碳贷通：节能项目贷款，免抵押、零首付、二周内资金全额到账 碳险通：节能项目保险，节能能力全责保险、项目收益权保险 节能技术方案保险机构、银行机构认可认证 电话82727533,BAS对象环境,建筑设备自动化技术 1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.1 BAS的对象环境,图1-1

4、BAS对象环境,BAS功能要求,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.2 BAS的功能要求,（1）对空调系统设备、通风设备及环境监测系统等运行工况的监视、控制、测量、记录。 （2）对供配电系统、变配电设备、应急（备用）电源设备、直流电源设备、大容量不停电电源设备监视、测量、记录。 （3）对动力设备和照明设备进行监视和控制。 （4）对给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等运行工况的监视、控制、测量、记录。 （5） 对热力系统的热源设备等运行工况的监视、控制、测量、记录。 （6） 对公共安全防范系统、火灾自动报警与消防联动控制系统运行工况进行必要的监视及

5、联动控制。 （7） 对电梯及自动扶梯的运行监视。,BAS监视、测量、控制、记录显示的功能,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.1 BAS的对象环境,1.3 BAS的技术基础,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,BAS将各个控制子系统集成为一个综合系统，其核心技术是集散控制系统,图1-2广义的BAS系统组成概念图,电量检测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-3 电量检测设备,对高、低压进线及发电机电压、电流监测，对低压进线及发电机功率因数、有功功率、

6、无功功率、电量的监测，它们将为绘制负荷曲线、进行无功补偿、电费结算及能源管理、用电设备的运行和调度提供依据。,温度检测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-4 温度传感器,在BAS中对温度的检测主要用于:室内气温、室外气温,范围在-4045；风道气温,范围在-40130；水管内水温,范围在090。,湿度检测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-5 相对湿度传感器,在BAS中对湿度的检测主要用于室内室外的空气湿度、风道的空气湿度的检测等。,压

7、力检测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-6 压力压差传感器,在BAS中对压力的检测主要用于风道静压、供水管压、差压的检测,有时也用来测量液位的高程,如水箱的水位等。大部分的应用属于微压测量,量程在05000Pa。,液位检测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-7 液位传感器,BAS中对液位的监测主要是供水系统的中地下水或者高位水箱的水位，排水系统中集水坑的水位，消防水箱的水位等。,流量检测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化

8、系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-7 水流量计,热源系统中锅炉热水流量和二次热水回水流量等的监测。根据分水器、集水器的供、回水温度及回水干管的流量测量值，来实时计算空调末端设备所需的热负荷，按照热负荷自动调整热交换器及热水给水泵的台数。,照度监测设备,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-9 照度传感器,BAS中采用照度传感器对室外照度自然光度进行测量，实现照明系统根据不同室外照度环境进行自动调光，保证良好照度的前提下，实现节能。,电磁阀,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（B

9、AS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-10电磁阀结构原理,电磁阀是电动执行器中最简单的一种，它利用电磁铁的吸合和释放对小口径阀门作通、断两种状态的控制，由于结构简单、价格低廉，常和两位式简易控制器组成简单的自动调节系统。其原理如图8-10所示。,电动阀,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执行器,图1-11电动阀结构原理,电动执行器使用电动机作动力元件，将控制器来的信号转变为阀的开度。如图1-11,12所示。,风门,建筑设备自动化技术 1.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用检测设备和执

10、行器,图1-13 电动式风门的结构原理,在智能楼宇的空调、通风系统中，用得最多的调节机构是风门，风门用来精确控制风的流量。如图1-13所示。,三大部分组成,建筑设备自动化技术 1.2 集散控制,2.1 集散控制系统的基本组成与系统结构,图1-14 集散控制系统的组成,集散控制系统是由分散过程控制装置、操作管理装置、通信系统三大部分组成的,如图1-14所示。,第三代集散控制系统的典型结构,建筑设备自动化技术 2.2 集散控制,2.2集散控制系统的典型结构,图1-15 模件化控制站+与MAP兼容的局域网+信息综合管理系统,第二代集散控制系统的典型结构,建筑设备自动化技术 2.2 集散控制,2.2集

11、散控制系统的典型结构,图1-16 分散过程控制站+局域网+信息管理系统构成,PLC+通信系统+操作管理站,建筑设备自动化技术 2.2 集散控制,2.2集散控制系统的典型结构,图1-17 PLC+集散控制系统结构,2.3 集散控制系统的特点,建筑设备自动化技术 2.2 集散控制,(1) 分级递阶控制； (2) 分散控制； (3) 自治性； (4) 协调性； (5) 友好性； (6) 适应性、灵活性和可扩充性； (7) 开放系统； (8) 可靠性。,单层网络结构,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,3.1 集散型BAS的典型网络结构,图1-18 工作站现场控制设备的单层网络结构,两

12、层网络结构,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,3.1 集散型BAS的典型网络结构,图1-19 BAS两层网络结构,三层网络结构,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,3.1 集散型BAS的典型网络结构,图1-20 BAS三层网络结构,BAS网络结构发展趋势,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.1 集散型BAS的典型网络结构,BAS网络结构不断朝着开放化、标准化、远程化、集成化方向发展。 (1)现场总线技术应用于BAS现场控制网络。 (2）工业以太网在各方面的性能都达到甚至超过一些现场总线技术。DDC直接接入工业以太网可以简化集散控制系统的

13、网络结构，提高网络监控性能，是集散控制系统的一个重要发展方向。 (3）BACnet从整体上对系统通信网络的标准结构及各层协议进行了定义，为整个BAS网络完全标准化提供了可能。 (4）OPC(OLE for process control)技术为实现BAS与智能楼宇中其他子系统之间的联动和信息集成提供了一种开放、灵活、标准的技术。,画面的组态,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.2集散型BAS系统的组态,图1-21 设备运行状态显示,按建筑层面组织的集散型BAS系统,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.3 集散型BAS的几种方案,图8-22 按楼层

14、面组织的集散型BAS系统,按建筑设备功能组织的集散型BAS系统,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.3 集散型BAS的几种方案,图1-23 按设备功能组织的集散型BAS系统,混合型的集散型BAS系统,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.3 集散型BAS的几种方案,这是兼有上述二种结构特点的混合型,即某些子系统(如供电、给排水、消防、电梯)采用按整座楼宇设备功能组织的集中控制方式,另外一些子系统(如灯光照明、空调、等等)则按楼宇建筑层面组织的分区控制方式。这是一种灵活的结构系统,它兼有上述两种方案的特点,可以根据实际的需求而调整。,表 1,建筑设备

15、自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器,表 2,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器,表 3,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器,表 4,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器,表 5,建筑设备自动化技术 2.3 BAS中的集散控制系统,2.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器,表 6,建筑设备自动化技术 2.3

16、BAS中的集散控制系统,2.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器,8.4.1 BAS设计原则,建筑设备自动化技术 4 智能建筑的 BAS 系统设计,BAS的设计原则是功能实用、技术先进、设备及系统具有良好开放性和可集成性、选择符合主流标准的系统和产品、保证在建筑物生命周期内BAS系统的造价和运行维护费用尽可能低、系统安全、可靠、具有良好容错性。,4.2 BAS设计、施工及验收依据,建筑设备自动化技术 4 智能建筑的 BAS 系统设计,1国家标准 （1）智能建筑设计标准（GB/T 503142000）； （2）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-1992）； （3）供配电系统设计

17、规范（GB50052/95）； （4）工业企业通信接地设计规范（GB/TJ79-1985）； （5）采暖通风于空气调节设计规范（GBJ19-1987）； （6）智能建筑弱电工程设计施工图集（GJBT471）； （7）自动化仪表工程施工及验收规范（GB50093-2002）； （8）电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GB 50168-1992)； （9）建筑电气安装工程质量验收标准（GB50303-2002）； （10）智能建筑施工验收规范（GB50-2003）等。 2其他依据： （1）甲方提供的技术资料和设计要求； （2）采用的控制系统的技术手册。,4.3 BAS设计步骤,建筑设备自动化技术 4 智能建筑的 BAS 系统设计,1.技术需求分析 2.确定各功能子系统的控制方案 3.确定系统监控点及监控设备 4.统计汇总控制设备（传感器、控制器）清单 对选配的控制设备、软件进行列表统计与汇总。 5.绘制各种被控设备的控制原理图,绘制出整个设备BAS施工平面图及系统图。 6.采用组态软件完成系统、画面及控制组态和软件设计。,BAS系统结构设计,建筑设备自动化技术4 智能建筑的 BAS 系统设计,图1-24 BAS结构示意图,调节阀的流量特性,建筑设备自动化技术 4 智能建筑的 BAS 系统设计,图1-25 调节阀理想流量特性,思考,建筑