教学课件:第四章-建筑设备自动化系统资料.ppt
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1、第4章 建筑设备自动化系统设计,2,本章主要内容,4.1 建筑设备自动化系统综述 4.2 建筑设备控制系统分类 4.3 建筑设备自动化系统实现原理*4.5 建筑设备自动化系统的工程设计*4.6 BAS的发展趋势及科研选题问题讨论,3,4.1 建筑设备自动化系统综述,4.1.1建筑设备自动化系统的基本概念 1、BAS定义 建筑设备自动化系统BAS(Building Automation System),主要内容包括由楼宇机电设备控制构成的设备环境监控系统、由消防系统和保安系统组成的安全保卫监控系统二大块。,4,2、BAS基本功能(1)自动监控各种机电设备。如启、停、显示等。(2)自动检测、显示、
2、打印并存储各种设备运行参数。(3)自动调节各种设备处于最佳运行状态,要求根据外 界参数变化而自动调节。(4)监控并及时处理各种意外、突发事件(5)实现对各种设备的统一管理、协调控制(6)实现能源管理自动化(7)停车场管理等,5,3、BAS系统的意义和作用(1)节省大规模的能耗(2)延长设备的使用寿命(3)提高楼宇管理水平(4)提高环境的舒适性(5)提高设备的安全性,6,4.1.2 建筑设备自动化系统的组成,建筑设备自动化系统有狭义与广义之分从狭义的观点来看,建筑设备自动化系统的内容包括大厦各自动化设备的分系统,如采暖、制冷及空调分系统,照明设备控制分系统,给排水分系统,电梯控制分系统,供配电分
3、系统,停车场管理分系统等,即使是由某些专用控制商提供的产品,建筑设备自动化系统也必须负责其状态监测。,7,从广义的观点来看,国际上已经把安全监控系统(Security Automation System,简称SAS)与消防监控系统(Fire Automation System,简称FAS)纳入BAS的范畴中,在这里由于我国国情,可暂不考虑消防监控系统。建筑设备自动化系统的组成如图4-1所示,8,图4-1 建筑设备自动化系统的组成,9,1、变配电系统 对智能建筑物供电设备和供电状况进行监控,包括对各级电力开关设备及电柜高低压状态、主要回路的电流、电压及功率因数、变压器及电缆的温度,发电机运行状态
4、等的检测与控制,对故障进行报警等。通过对用电情况的计量和统计利用科学的管理方法,合理均衡负荷,以保障安全、可靠地供电。,10,高压进线柜断路器状态 DI 高压进线柜断路器辅助触点高压进线柜断路器故障 DI 高压进线柜断路器辅助触点高压进线电压 AI 电压变送器高压进线电流 AI 电流变送器高压出线柜断路器状态 DI 高压出线柜断路器辅助触点高压出线柜断路器故障 DI 高压出线柜断路器辅助触点直流操作柜断路器故障 DI 高压出线柜断路器辅助触点直流操作柜电压 AI 电压变送器直流操作柜电流 AI 电流变送器高压联络柜母线联络 DI 高压联络柜断路器辅助触点 开关状态,11,高压联络柜母线联络 D
5、I 高压联络柜断路器辅助触点 开关故障变压器温度 AI 温度传感器低压进线柜断路器状态 DI 低压进线柜断路器辅助触点低压进线电压 AI 电压变送器低压进线电流 AI 电流变送器低压进线有功功率 AI 有功功率变送器低压进线无功功率 AI 无功功率变送器低压进线功率因数 AI 功率因数变送器低压进线电量 AI 电量变送器,12,低压联络柜母线联络 DI 低压联络柜断路器辅助触点 开关状态低压联络柜母线联络 DI 低压联络柜断路器辅助触点 开关故障低压配电柜断路器状态 DI 低压联络柜断路器辅助触点低压配电柜断路器故障 DI 低压联络柜断路器辅助触点市电/发电转换柜断路器 DI 转换柜断路器辅助
6、触点 状态 市电/发电转换柜断路器 DI 转换柜断路器辅助触点 故障,13,2、空调系统 为了使智能化大楼真正达到舒适、节能的效果,对不同区域的空调系统按事先编制的程序或根据环境温度自动控制建筑物内的中央空调制冷机组、冷却水泵、冷却塔风机、电磁阀门、风机的启停;监视、动态显示和记录各设备的状态、室内外各测点的温度、湿度、压力、流量、二氧化碳含量、空气负离子含量、阀门的开度和运行时间等参数;自动进行故障报警或停机,动态显示有关水泵、阀门、风机的位置和状态等。,14,送风机运行状态 DI 送风机动力柜主接触器辅助触点送风机故障状态 DI 送风机动力柜主电路热继电器 辅助触点送风机手/自动转换开关
7、DI 送风机动力柜控制电路送风机开/关控制 DO DDC数字输出接口到送风机动 力柜主接触器控制回路回风机运行状态 DI 回风机动力柜主接触器辅助触点回风机故障状态 DI 回风机动力柜主电路热继电器 辅助触点回风机手/自动转换开关 DI 回风机动力柜控制电路回风机开/关控制 DO DDC数字输出接口到回风机动 力柜主接触器控制回路,15,空调冷冻水/热水阀门调节 AO DDC模拟输出接口到冷热水 电动阀驱动器控制口加湿阀门调节 AO DDC模拟输出接口到加湿 电动阀驱动器控制口新风口风门开度控制 AO DDC模拟输出接口到 送风门驱动器控制口回风口风门开度控制 AO DDC模拟输出接口到 回风
8、门驱动器控制口排风口风门开度控制 AO DDC模拟输出接口到 排风门驱动器控制口防冻报警 DI 低温报警开关过滤 网压差报警 DI 过滤 网压差传感器,16,新风温度 AI 风管式温度传感器新风湿度 AI 风管式湿度传感器室外温度 AI 室外式温度传感器回风湿度 AI 风管式湿度传感器回风温度 AI 风管式温度传感器送风温度 AI 风管式温度传感器送风风速 AI 风管式风速传感器送风湿度 AI 风管式湿度传感器空气质量 AI 空气质量传感器(CO2,CO 浓度),17,3、照明系统 按程序对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅照明、走廊照明、庭院或停车场处照明、广告霓虹灯、节日装饰彩灯、航空照明等
9、设备自动进行启停控制;自动实现对照明回路的分组控制、用电过大时自动切断电源,对厅堂和办公室等地进行“无人熄灯”控制等。,18,室外自然光照度测量 AI 自然光传感器分区照明电源开/关控制 DO DDC数字输出口分区照明电源运行状态 DI 分区照明电源接触器辅助 触点分区照明电源故障 DI 分区照明电源接触器辅助 触点分区照明电源手/自动状态 DI 分区照明电源控制回路航标灯电源开/关控制 DO DDC数字输出口航标灯电源运行状态 DI 航标灯电源接触器辅助触点航标灯电源故障 DI 航标灯电源接触器辅助触点航标灯电源手/自动状态 DI 航标灯电源控制回路,19,景观照明电源开/关控制 DO DD
10、C数字输出口景观照明电源运行状态 DI 景观照明电源接触器辅助触点景观照明电源故障 DI 景观照明电源接触器辅助触点景观照明电源手/自动状态 DI 景观照明电源控制回路分区事故照明电源开/关控制 DO DDC数字输出口分区事故照明电源运行状态 DI 分区事故照明电源接触器 的辅助触点分区事故照明电源故障 DI分区事故照明电源接触器 的辅助触点分区事故照明电源手/自动状态 DI分区事故照明电源控制回路,20,4、电梯控制系统 电梯是建筑物内交通的重要枢纽。对带有完备控制装置的电梯,将其控制装置与楼宇自动化系统相连接,与实现相互间的数据通信、使管理中心能够随时掌握各个电梯的工作状况,并在火灾、保安
11、的特殊场合对电梯的运行进行直接控制。,21,电梯运行状态 DI 电梯控制箱运行状态输出口电梯运行方向 DI 电梯控制箱运行方向输出口所处楼层 DI 电梯控制箱所处楼层输出口故障报警 DI 电梯控制箱故障报警输出口紧急状况报警 DI 电梯控制箱紧急状况报警输出口电梯运行的开/关控制 DO DDC数字输出接口消防控制 DO 消防联动控制器的输出模块,22,5、消防系统 消防系统实施对建筑物内消防栓、喷淋水、消防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度探测报警器、防火排烟阀、消防电话等设施联网进行监视与自动控制;一旦出现火灾,消防系统除了自身立即切换到消防模式,自动进行相应动作之外,还应立即通过楼宇自动化系统
12、,向变配电、排给水、空调、电梯、保安等相关系统发出进入消防模式的命令,由这些设备自身的控制系统来协调和实现消防动作。,23,6、给排水系统 对各给水泵、排水泵、污水泵和饮用水泵的运行状态、各种水箱及污水池的水位进行实时监测,通过对给水系统压力的监视及其水位、压力状态,启停相应的水泵,以保证给排水系统的正常运行。,24,R3,R2,R1,T3,T2,T1,C,KA1,KA1,KA1,D,DZ,TC,低水位,高水位,8,+,4,3,2,1,5,6,7,-,正常:T2截止,T1 导通.KA1有电高(低)水位 T2导通,T1截止.KA1无电,25,7、停车场管理系统 停车场管理常采用读卡方式。内部车库
13、不计费时,汽车经读卡器确认属该系统后,即可进入停车场。另一种为停车计费方式,通常分为两种计费方法,一种是当汽车读卡器进入车库后即开始计时,在出口处按时收费;另一种是在停车场的每个车位设一车位传感器,当车停在车位时开始计时,当车辆同一车位时计费停止。,26,8、保安系统 保安系统一般包括视频监视系统和安全保卫系统。它们通过对闭路电视监视、出入口控制、防盗报警、保安巡逻等手段,辩识出运行物体、火焰、烟和其他异常情况,并立即进行报警及自动录像;一旦有情况,自动对出入口门进行控制,启动自保护措施,最大限度地保证安全。,27,9、监控中心 智能化大楼自动化是由各个子系统组成的,子系统之间相互协调,具有互
14、操作的特性。监控中心的服务站的主要功能就是对这些子系统进行集中管理和协调,共同组成一个完整的控制网络。,28,10、信息系统 信息系统主要是对整个大楼的 Internet网络进行监控和管理。首先要对网络设备进行监控,保证对外信息畅通;其次要保证本大楼重要资料的信息安全,最大限度地防范网络黑客的进攻和破坏。楼宇自动化系统应该是一个开放的系统。大楼网站和楼宇自动化系统相连,可以实现楼宇的远程监控,从而使大楼监控人员对大楼的监控不受时间和地点的限制。,29,1、BAS的系统结构 智能建筑的核心是系统集成。BAS与CAS,OAS相似,各系统均分别采用计算机控制与管理,并联网运行。各子系统自成智能体系,
15、系统之间亦联网。智能建筑3A系统结构见图4-2:,4.1.3 建筑设备自动化系统的结构,30,图4-2 智能建筑3A系统结构图,31,2、BAS体系结构 按系统规模及管理和控制方式可分为三种类型:(1)集中式BAS 集中式BAS将所有现场信号集中于同一场地。通常由一台工业控制计算机,通过过程通道实现集中数据采集和控制,并实现异常状态报警,报表生成,费用计算等基本设备管理功能。由于单机处理能力有限,或是不适宜管理人员进入的场地(如变电站),集中式BAS更多地采用双机结构来实现。,32,33,(2)分布式BAS 分布式BAS是目前广为采用的BAS体系结构,它的特点是分布控制,集中管理,体系结构具有
16、层次化的特征。,34,35,(3)综合化BAS特点是分布控制,综合化管理。它以传统的分布式BAS为基础,通过计算机网络与OA、CA系统整合,因而能够支持综合化服务和管理功能,如多功能电话,OA终端的远程操作,综合计费等。整个系统用楼字自动化局域网(BALAN)连接起来,以网络的单机数据库代替了传统集中式数据库。,36,37,4.2建筑设备控制系统分类,4.2.1 计算机控制系统,38,1、直接数字控制系统 DDC(Direct Digital Control)直接数字控制系统是计算机的过程输入,通过控制算法得到控制输出后,以计算机取代模拟调节器,直接通过接口控制执行机构,从而实施对现场被控过程
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