建筑设备自动化精品课程课件PPT 第2章 建筑设备自动化基础.ppt
一、自控技术发展简史1.从信号处理的角度来看(1)20世纪5060年代:机械(包括气动)或电气式信号电子模拟信号(2)20世纪7080年代:模拟信号数字信号2.从自动控制系统的体系结构来看集中控制系统(Central Control System)基于现场总线(Fieldbus)或控制网络(Automation and Control Networks)的集散控制系统(Distributed Control System,DCS)。,3.从自控系统的组成来看,二、计算机技术在自控领域中的应用形式,1.操作指导控制系统,2.DDC系统,DDC:Direct Digital Control应用数字技术(或计算机技术)的控制系统,3.监督计算机控制(Supervisory Computer Control)系统,4.分散控制系统(DCS),DCS(Distributed Control System):应用现代通信技术(计算机网络技术或自动控制网络技术)将多个DDC组成的自控网络系统,三、自控网络(Automation and Control Network)利用通信介质(有线或无线)将自控系统中各种节点(node)或设备(device)，如传感器、执行器、控制器和信息处理机等，互连而形成的集合体。通过检测、监视、通信和控制使网络上所有节点或设备在满足自控系统实时(real-time)性能的基础上进行信息共享(data-sharing)和互操作(interoperability)，从而实现自控系统的特定功能,四、现阶段常用的DCS结构,五、控制系统的发展过程,六、基于XML/Web Services技术的DCS,七、建筑设备自动化系统常用的检测装置 1.1 按功能分类(A)建筑设备与能量(B)生命安全与防范安全(C)交通运输(D)运行维护与物业管理1.2 按信号分类(A)数字输入(Digital Input,DI)(B)数字输出(Digital Output,DO)(C)模拟输入(Analog Input,AI)(D)模拟输出(Analog Output,AO)1.3 按设备分类(A)数字类设备(B)模拟类设备,1.4 其他信号1.多态(multiple state)信号。如智能火灾探测器。多态信息可以看作两个或两个以上两态信息的组合。2.计数脉冲(accumulating pulse)信号。计数脉冲信号一般用于流量和能量的测量，但其测量方法不同于模拟测量方法。一个脉冲代表一定数量的流量和能量，通过累计一段时间内的脉冲数，就可以获得该时间段的流量和能量，通过计算单位时间内的脉冲数就可以获得流量率和功率。,八、数字类输入设备(开关类设备)手动开关限位(位置)开关温度开关湿度开关流量开关压力开关液位开关振动开关电流(压)开关水份开关,九、模拟类输入设备温度测量设备(如，热电偶、热电阻和热敏电阻)湿度测量设备(如,电容式,干湿球电阻温度计等)露点测量设备(如,光电露点计)流量测量设备(如,毕托管,涡轮式,超声波,脉冲式,热电式)压力测量设备(如,电容式,压电式,应力式)液位测量设备照度测量设备电力测量设备能量计量设备位置测量设备气体测量设备人体探测设备火灾探测设备,八、检测装置常用指标性能指标参数：包括精度、量程、灵敏度、线性度、变差、漂移、响应时间、输入/输出参数等。经济类指标参数：包括价格、使用条件、抗干扰能力、稳定性以及维护要求等。不同类型的检测装置一般具有不同的指标参数集合，并且不同的检测装置可能具有特殊的指标参数。,九、常用传感器精度要求,十、常用执行机构1.按使用驱动能源来分电动(electric)气动(pneumatic),2.按调节方式(1)开关量执行机构(2)模拟量执行机构3.其他(1)PWM:Pulse Width Modulated(2)VSD,SCR,etc.,十一、数字输出设备继电器和接触器二位执行器(如,电磁阀、开关阀等）十二、模拟输出设备变频器(VFD)脉宽调制器(PWM)可控硅(SCR)执行器(Actuator),PWM调节作用示意图,十三、电动两位阀(1),直线运动方式,十三、电动两位阀(2),角位移方式,十四、常见模拟量执行机构,注：用于连续调节的球阀，其阀芯通孔不是两位调节阀的圆柱形，而是特殊的曲线形。右图为一示例。,十五、阀门选择计算 15.1 流量特性Q/Qmax=f(L/Lmax)15.2 理想特性,15.3 实际流量特性S=P2m/P S 阀权度,15.4 阀权度S选择原则(1)S=25 50%，通常为30%。(2)当流量调节量变化不大时，S=15%15.5 选择计算过程（1）确定液体介质：水、空气、蒸汽（通常忽略粘性的影响）（2）确定最大流量时的进口压力和温度（3）确定最大流量时的压差（4）计算流量系统Cv或查阀门流量表其中，CV为阀门全开，阀门两端压差为100KPa，液体密度为1000Kg/m3时的流量。,15.4 计算例子 项 目 AHU1 AHU2 AHU3 AHU4 F 送 风 量(m3/h)25470 17430 11130 5000 Q 冷水流量 L/s(m3/h)5.63(20.268)6.45(23.22)4.73(17.028)3.78(13.608)p 盘管压降 kPa 13.40 28.76 52 35 水管公称直径mm DN80 DN80 DN100 DN50 阀门Kv 流 量系数计算公式 Kv=316 x Q/P Q:冷冻水流量 m3/时，P：阀前后压差 PaP阀门压降设计值 kPa 30 40 60 40 Kv 计 算 值 37 36.7 22 21.5Cv=1.156Kv 42.7 42.46 25.4 24.8D阀门公称直径mm 50 50 40 40 F送风量/Q冷水流量换算公式 Q=0.00117F Q 计 算 冷 水 量 m3/h 29.8 20.39 13.02 5.85P设 计 值 kPa 30 30 55 40Kv 计 算 值 54.3 37 17.6 9.25D 阀门公称直径mm 65 50 40 25 Q1=0.18713R Q1 计 算 冷水流量 m3/h R 冷 量 KWQ2=0.00117L Q2 计 算 冷水流量 m3/h L 风 量 m3/h 经验公式1 Cv0.3425 x 制冷量（KW）经验公式2 Cv0.002145 x 送风量（m3/h）,实际阀门的大小比其连接管小一或二号,十六、阀门选择与安装事项标称大小最大压力最大工作温度流量系数Cv阀门类型阀芯切割形状连接方式安装方位,十七、执行器选择注意事项控制信号类型控制信号范围力矩外形大小功率失效时状态,
