楼宇自动化设计参考手册.ppt

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1、1楼宇自控系统一、智能楼宇概述二、楼宇自控发展历程三、楼宇自控系统四、楼宇自控子系统五、系统组成六、通信协议七、系统设计八、空调DDC设计2楼宇自动化系统一、智能楼宇概述1.定义2.开发3.结构3楼宇自动化系统二、楼宇自动化的发展历程 楼宇自动化的发展历程是一个从监控到管理的发展过程。一个。几十年前 B. 在 80 年代 c. 90年代：控制问题管理问题维护问题能耗问题5楼宇自动化系统2、

2、电力、照明、电梯、空调、供暖、给排水、消防、安防等众多分散设备运行、安全状态、能源使用状态和节能管理实行集中监控、管理和分散控制使用控制系统进行楼宇管理，称为 BAS ( )。6 楼宇自控系统3、 BAS 系统监控范围及参数内容 塔、热交换器、热水一次水泵、热泵机组 8 楼宇自控系统4、 BAS

3、系统能产生的实际效果。室内恒温控制，方便楼内所有设备的维护和维修。便于楼宇管理者操作设备，监控设备运行情况，提高整体管理水平。9 良好的楼宇自控系统管理 延长楼宇设备的使用寿命，延长设备更换周期，节省楼宇设备费用，及时发出设备故障及各种报警信号，方便最大限度地减少损失，方便操作人员处理故障，节省运营成本和能源 10 楼宇自动化系统四、 BAS 子系统 a、供暖、通风和空调系统为建筑提供舒适的环境，是BAS中的重要子系统。该系统为建筑物内的机电设备（如：冷却塔、冷水机组、空气处理机、空气控制设备等）提供优化控制。11 楼宇自动化系统及其基础

4、控制功能包括：设备控制、循环控制、最佳启停控制、数学函数、逻辑函数、趋势运行记录、报警管理等。 12 b．给排水系统主要用于饮用水的供应和污水的排放。楼宇自控系统 13 楼宇自控系统 c．变配电系统通过BAS管理中心对楼内高低压配电室及所有变配电设备进行监控、报警、管理和程序控制，提供重要用电设备信息。控制程序、时间程序及相应的联动程序。14 楼宇自控系统 d．电梯控制系统通过BAS系统对大楼内的多部电梯实施集中控制和管理程序，同时与BAS系统的部分子系统配合执行联动程序。15楼宇自控系统五、BAS系统组成调整对象

5、 检测元件 各种传感器 执行调节机构 分站 DDC 传输通道 中央处理器 人机界面 外围设备 中央控制室 现场部分 16 楼宇自动化系统 微机、存储器、磁带驱动器和接口装置）、外围设备（显示终端、键盘、打印机）和不间断电源三部分。17楼宇自控系统传感器及执行调节机构：传感器是指安装在各种监控场所的传感器和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关，用于检测现场设备的各种参数（如温度、湿度等）。、差压、液位等），并向调节控制器（变电站、数据中心等）发送信号，

20 楼宇自控系统的变电站控制器是整个控制系统的核心。它采用直接数字控制器（DDC），具有AI、AO、DI和DO四个输入/输出接口。直接与现场传感器和执行器连接，测量各种物理量，方便灵活

7、并实现对被控系统的调节和控制。21 楼宇自控系统 其中：AI-模拟输入接口，可作为仪表的检测输入，如温度、压力等，一般为1-10V或4-20mA直流信号。AO-模拟量输出接口用于操作控制阀、执行器等，如电动阀、三通阀、风门执行器等，无需外接电源，输出为0-10V直流信号。22 DI-楼宇自控系统数字输入接口，即触点、液位开关和限位开关的闭合和断开，一般用于检测设备状态、报警接点、脉冲计数等。DO-数字输出接口用于控制风扇、泵等的运行，也可用作输出信号和动作增减型执行器。23 楼宇自控系统数据传输线：是连接系统各部分的纽带，从各个监控

24 楼宇自控系统打印机计算机通讯接口变电站变电站总线总线网络结构 25 楼宇自控系统环网结构打印机计算机变电站变电站总线通讯接口变电站变电站26 楼宇自控系统星型网络结构计算机子站子站子站子站 子站 子站打印机 27 楼宇自控系统六、通讯控制协议 楼宇自控系统基本采用分布式控制方式和分布式控制方式。网络，有必要

9、要求控制设备和施工设备必须遵循一定的通信协议。目前国际上比较常用的是and。28 楼宇自动化系统 1、 指的是美国国家标准协会的 ANSI/-1995 标准。它是由楼宇管理、系统用户和系统集成商联合提出的一种正式的、非专有的开放协议通信标准。29 楼宇自动化系统详细描述了该系统的工作原理。它定义了系统各个部分之间共享数据的所有规则，如何实现数据共享，可以使用什么通信介质，可用哪些功能，如何解释信息等。总之，它为数据共享建立了一个基本规则。不同系统之间的信息交换。

10、协议技术使用的通信协议。该协议遵循国际标准化组织 (ISO) 定义的开放系统互连 (OSI) 参考模型定义的所有七层服务。它适用于任何类型的传输介质。31 楼宇自动化系统 3、 是一个全面的规范，允许各种实施并提供一组强大的服务功能。但是，该协议是在小型终端控制设备中实现的，无法达到最大的性价比。针对设备优化的强大协议；从传感器和调节器到区域控制器，应有尽有。它带有一个紧凑的协议机架，可轻松安装到廉价设备中。但其通信速率较低，只能应用于工作层。32 栋建筑

11、自动控制系统因此在工作层用于连接控制器、传感器、调节器等设备；LAN级别的控制用于连接各种系统；两种协议相辅相成，构建完整的建筑结构，以获得最佳的性能和成本。33 楼宇自动化系统七、 BAS 系统设计 BAS 系统的设计具有很大的灵活性。应根据建筑物的整体功能要求和物业管理方法的控制水平而定。根据系统特点，选择技术先进、成熟可靠、经济合理的控制系统方案和设备，避免投资的盲目性。34楼宇自动化系统1、

12、规范》-84《火灾报警设备术语》GBJ19-87《采暖通风空调调节设计规范》-87《工业电视系统工程设计规范》GBJ93-86《工业自动化仪表工程建设与《验收规范》35个楼宇自控系统设计步骤2、：确定BAS规模，确定制冷、空调、配电、供热、给排水等提供的设计条件（数据）和投资条件等相关专业，并确定功能内容。被监测设备的种类、数量、分布和标准；36 楼宇自控系统确定组成方案，各子系统的功能和技术要求；确定子系统之间的关系；确定BAS中各子系统与楼宇其他部分的关系根据各专业的控制要求和控制内容确定并绘制楼宇自控系统的接口37

13、导出设备监控系统示意图，统计监控系统的监控点（AI、AO、DI、DO）个数及其分布并列出。根据监测点的数量和分布情况确定变电站的监测区域和分站设置。38 楼宇自控系统选型现场设备的传感器和执行器确定楼宇监控的系统网络和中心站设备的选型并实施布线 39 BAS设计方法流程图设计 任务开始了解业主需求和未来的物业管理方法。了解机电专业的控制需求。确定控制范围和内容。与机电专业讨论控制计划。研究建筑功能 确定控制范围和内容。与机电专业讨论控制计划。以及根据系统集成需求确定BAS网络的方式

14、结构节能结合经济分析和土木工程确定：控制室位置、面积、数量及竖井位置和面积、布线方法、标高41 BAS设计方法流程图绘制建筑BAS系统网络图与电气专业完成配电设备二次回路的设计，仪表量程的计算，控制阀的选择，计算确定BAS现场设备的尺寸和安装方法写出设计和施工的要点，讲解BAS设计方法流程图 43 各专业图纸会签施工图公开与施工配合BAS设计方法流程图 设计任务完成 44 楼宇自控系统3、现场控制器DDC设置原理及接线方法 DDC 系统的设置应主要考虑系统管理方法、安装、调试和维护方法。

15、方便性和经济性一般根据机电系统的平面布局来划分。例如，如果控制参数集中在制冷站、换热站、空调房、新风房等，也可以根据需要进行布置。在弱电竖井中，箱体一般安装在墙上，外露；45 楼宇自控系统中每个DDC的输入输出接口的数量和类型应与被控设备的要求相适应，并应预留10%-15%的余量；46 楼宇自控系统4、 BAS中控室要求BAS中控室的位置应尽量靠近控制负荷中心，远离电源变压器、配电室等电磁干扰源，防潮防震。BAS中控室可与消防控制中心、安防监控中心组合成楼宇控制中心。此时，位置应符合消防控制中心的要求。楼宇自控系统BAS中控室室内设备布置应符合以下要求：位置应符合消防控制中心的要求。楼宇自控系统BAS中控室室内设备布置应符合以下要求：位置应符合消防控制中心的要求。楼宇自控系统BAS中控室室内设备布置应符合以下要求：

16、 控制台前应留有3m以上的操作距离，控制台离墙布置时应留有1m以上的检查距离，并注意避免阳光直射 b．控制台水平布置时，总长度大于7m时，两端应有足够的安装和观察区域 c．BAS系统设置不间断电源并采用集中供电方式时，应考虑供电设备的面积和位置。应适当考虑工作人员值班、维护和休息所需的区域 48 楼宇自控系统 BAS 中央控制室 其他要求： a．控制室应使用防静电活动地板 b．

17、变配电所引出的专用电路向中央控制室供电，供电电路采用安全电源供电；湾。中央操作站供电应配备不间断电源（UPS）装置，其容量应包括内部用电设备的总和，并考虑预期扩容能力，UPS供电时间不少于20分钟; 50 楼宇自动化系统 c．DDC的供电应采用中控室集中供电的方式，对各DDC进行放射状供电。供电方式可由就近的安防电源供电；51楼宇自动化系统6、

18、楼宇自控系统BAS系统设计中使用的仪表量程选择和控制阀计算方法，请参考相关的自动化设计手册；现场仪表的安装方法请参考相关自动化仪表标准安装图及设备制造商手册的安装使用说明。53 楼宇自控系统 八．空调DDC系统的监控设计 (1)空调DDC系统的定义和组成 DDC系统是BAS的技术形式。DDC是英文的缩写，翻译为“直接数字控制”。54楼宇自控系统空调的DDC系统，即采用计算机控制技术，将各种信号（温度、压力、流量、状态、等）在空调系统中通过输入设备输入计算机，并由相应的程序进行处理。输出设备输出楼宇自控ddc，进而控制相位

19、合适的执行器。如图所示。55 楼宇自控系统 A/D D/A 图1 56楼宇自控系统（二）DDC系统信号类型 信号可否直接被微机或执行器接受，根据其输出和输入分为数字输入（DI）、数字输出（DO）、模拟输入（AI）和模拟输出（AO）四种信号。57 楼宇自控系统的模拟信号对应一定量的电压或电流值，与传感器输出信号的特性有关。空调自控系统中常见的模拟量输入信号：温度、湿度、压力流量、差压等；模拟输出信号：控制电动空气阀和电动水阀。58楼宇自控系统数字输入信号包括：风机、水泵、冷却塔风机、电

20、机器运行状态、过滤器堵塞状态报警、差压开关、液位开关、开关信号、防冻保护等。数字输出信号包括：电磁阀控制，二位电动水阀控制，水泵、风机、冷却塔等设备的启停控制。59 楼宇自控系统 （3）空调DDC监控系统的主要功能 空调DDC系统可以实现楼宇空调系统的各种控制功能，以及各种管理功能。60楼宇自控系统（1）能源控制管理功能。即根据楼宇实际冷热负荷，它控制空调系统中的空气系统和水系统，自动控制冷热设备的运行状态和运行参数。使整个空调系统达到最佳节能状态。( 2） 调节、控制和监测空调系统及其冷热源系统的相关参数，监测空调设备的运行情况

21、。( 3） 控制冷水机、水泵、风机等空调设备在指定时间启停，达到节能目的。 61 楼宇自控系统( 4） 自动累计空调设备的运行时间，并报警维修期，以便更换或维修相关设备，延长设备的使用寿命，提高设备的运行质量。（5）根据空调设备的运行时间，自动切换工作和备用设备，使设备保持良好的工作状态。（6）测量并记录空调系统的能耗。（7）各种物业管理文本的自动生成、打印和查询。62 楼宇自控系统 （4）空调DDC系统的组成1） 时钟：用于调节和控制各种输入输出数据和各种运行时间。2）程序存储器：存储各种应用程序，即用户对各种空调系统的控制。

22、编译的控制程序。3） 工作内存：用于读写、随机存取和临时存取数据。63 楼宇自控系统4） 多输入输出控制器：多输入控制器可将输入信号送入A/D转换器，将模拟量转换为数字量，输入微处理器进行运算。运算结果输入到 D/A 转换器，然后通过输出控制器发送到变送器和执行器。5） DDC控制系统相关软件：包括操作软件和应用软件。

23、下面举例说明空调系统的控制和空调水系统的控制。66 楼宇自控系统5.1 空调系统：（以新风机组的控制为例） 新风机组是空调系统中的主要设备之一。水系统，其控制状态直接影响整个空调系统的工作质量，新风单元一般由新风段、过滤段、盘管段组成（复合盘管对应两根管子，四根管子为表冷器和加热器）、加湿段、鼓风机段及相应的维护段，有的还配备有能量回收装置，控制说明如图所示。67 楼宇自控系统1）启动和停止新风机组。2）新风机组风机启动后，新风阀联锁打开。3）根据温度T1控制冷热盘管电动阀MD1的开关。冬夏工作切换后，根据冬季湿度H控制加湿器电磁MD2

24、开、关。4）当温度T1低于防冻液报警温度时，风扇电源会自动切断。联锁关闭新风阀VD，全开电动水阀MD1，并发出报警信号。68 楼宇自控系统5）当过滤器内积尘达到一定程度时，差压开关会发出结垢报警信号。6） 停机时新风阀VD联锁关闭，电动阀MD1全关，电磁阀MD2关闭。7） 监控鼓风机运行状态。69 楼宇自控系统 70 楼宇自控系统 5 2 空调水系统 本系统为一级泵变流量系统，空调末端装置用两根管道连接楼宇自控ddc，冷水机与冷水泵、冷却水泵和冷却塔一对一运行。冷水泵和冷却水泵三组，一机两用，可根据冷水机组和冷却塔的工况进行切换。71楼宇自控系统1）系统启动顺序

25、：冷却塔风机启动，冷却塔水阀MD1打开，冷却水泵启动，延时30s后，冷水阀MD2打开，冷水泵启动, 冷水机延迟 30s 后启动。系统关闭方法采用相反的顺序。2）根据水流开关FS信号，启动冷水机。3）用冷水流量F1与供回水温差T1、T2的乘积计算冷负荷，控制冷水机台数。控制。72 楼宇自控系统4）根据P1、P2（系统供回水压差）的差值，调节电动阀MD的开度。根据空调末端设备的负载情况，调整旁通流量，使冷水机以恒定流量运行。5）冷水机、冷却水泵、冷水泵、电动阀等所有设备的通断控制，均应连接至冷水机随机控制柜，并将信号传送至主控室。6）冷媒泄漏报警，与系统单元、机房事故排风设备联动。73 楼宇自控系统7）监控冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔的运行状态、故障显示和报警，并记录运行时间。8）监控电动调节阀MD。切换 MD1 和 MD2 的状态。9）监控并记录温度等所有参数，压力、流量等，可以打印成表格。74 楼宇自控系统 75 楼宇自控系统 以上仅简单介绍了空调DDC系统。在实际工程设计中，空调DDC控制设计是空调专业提出的技术要求，由电气、自控专业实现。做好空调DDC控制工作需要各专业之间的密切合作和相互理解。由电气和自动控制专业实现。做好空调DDC控制工作需要各专业之间的密切合作和相互理解。由电气和自动控制专业实现。做好空调DDC控制工作需要各专业之间的密切合作和相互理解。