樓宇自控系統(tǒng)(BAS)培訓資料

1智能建筑培訓資料樓宇自能化（BAS）系統(tǒng)

樓宇自控系統(tǒng)培訓一、智能建筑概述二、樓宇自控的發(fā)展史三、樓宇自控系統(tǒng)四、樓宇自控子系統(tǒng)五、系統(tǒng)組成六、通信協(xié)議七、系統(tǒng)設計八、空調DDC設計樓宇自控系統(tǒng)一、智能建筑概述

1.定義

2.發(fā)展

3.結構樓宇自控系統(tǒng)

二、樓宇自控的發(fā)展史樓宇自控的發(fā)展史是一個從監(jiān)控到管理的發(fā)展過程。

a、數(shù)十年前

b、80年代

c、90年代樓宇自控系統(tǒng)

三、樓宇自控系統(tǒng)1、對于一座現(xiàn)代化大樓，在沒有安裝BAS的時候，使用這些設備往往存在以下問題：控制問題管理問題維護問題能耗問題樓宇自控系統(tǒng)2、樓宇自控系統(tǒng)就是將建筑物或建筑群內的變配電、照明、電梯、空調、供熱、給排水、消防、保安等眾多分散設備的運行、安全狀況、能源使用狀況及節(jié)能管理實行集中監(jiān)視、管理和分散控制的建筑物管理與控制系統(tǒng)，稱為BAS（BuildingAutomationSystem）。樓宇自控系統(tǒng)3、BAS系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和參數(shù)內容空調機組：新風空調機組、新/回風空調機組、變風量空調機冷/熱源系統(tǒng)：冷凍機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、熱交換器、熱水一次水泵、熱泵機組樓宇自控系統(tǒng)給排水系統(tǒng)：各類水泵、各類水箱電力系統(tǒng)：照明控制、高/低壓信號測量、備用發(fā)電機組電梯保安門鎖、巡更等樓宇自控系統(tǒng)4、BAS系統(tǒng)所能夠產生的實際效果室內恒溫控制便于大樓內的所有設備的保養(yǎng)和維修便于大樓管理人員對設備進行操作并監(jiān)視設備運行情況，提高整體管理水平樓宇自控系統(tǒng)良好的管理將延長大樓設備的使用壽命，使設備更換的周期延長，節(jié)省大樓的設備開支及時發(fā)出設備故障及各類報警信號，便于將損失降到最低點，便于操作人員處理故障節(jié)省運行費用，節(jié)省能量樓宇自控系統(tǒng)四、BAS子系統(tǒng)

a、供熱、通風及空調系統(tǒng)為建筑物內提供了一個舒適的環(huán)境，是BAS中的一個重要子系統(tǒng)。系統(tǒng)為建筑物內的機電設備（如：冷卻塔、冷水機組、空氣處理機、氣控設備等）提供一個最優(yōu)化的控制。

樓宇自控系統(tǒng)其基本控制功能包括：設備控制、循環(huán)控制、最佳起/?？刂?、數(shù)學功能、邏輯功能、趨勢運行記錄、報警管理等。b、給排水系統(tǒng)主要是對于飲用水的提供，以及對于污水的排放。

樓宇自控系統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)c、變配電系統(tǒng)是通過BAS的管理中心提供對于建筑物內的高低配電房及所有變配電設備的監(jiān)視報警和管理及程序控制，提供對于重要電氣設備的控制程序、時間程序和相應的聯(lián)動程序。樓宇自控系統(tǒng)d、電梯控制系統(tǒng)是通過BAS系統(tǒng)對于建筑物內的多臺電梯，實行集中的控制和管理程序，同時配合BAS系統(tǒng)的部分子系統(tǒng)，執(zhí)行聯(lián)動程序。樓宇自控系統(tǒng)五、BAS系統(tǒng)的組成調節(jié)對象

檢測元件各種傳感器執(zhí)行調節(jié)機構分站DDC

傳輸通道

中央處理機人機接口外圍設備中央控制室現(xiàn)場部分樓宇自控系統(tǒng)中央控制室（數(shù)據(jù)中心）：包括中央處理機（一臺微型計算機、存儲器、磁帶機和接口裝置）、外圍設備（顯示終端、鍵盤、打印機）和不間斷電源三部分。樓宇自控系統(tǒng)傳感器及執(zhí)行調節(jié)機構：傳感器是指裝設在各監(jiān)視現(xiàn)場和各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關、用來檢測現(xiàn)場設備的各種參數(shù)（如溫度、濕度、壓差、液位等），并發(fā)出信號送到調節(jié)控制器（分站、數(shù)據(jù)中心等），如鉑電阻溫度檢測器、復合濕度檢測器、風道靜壓變送器、差壓變送器；樓宇自控系統(tǒng)

執(zhí)行調節(jié)機構是指裝設在各監(jiān)控現(xiàn)場接受分站調節(jié)控制器的輸出指令信號，并調節(jié)控制現(xiàn)場運行設備的機構，如電動閥、電磁閥、調節(jié)閥等，包括執(zhí)行機構（如電動閥上的電機）和調節(jié)機構（電動閥的閥門）樓宇自控系統(tǒng)分站控制器：是以微處理機為基礎的可編程直接數(shù)字控制器（DDC），它接收傳感器輸出的信號，進行數(shù)字運算，邏輯分析判斷處理后自動輸出控制信號，動作執(zhí)行調節(jié)機構。樓宇自控系統(tǒng)

分站控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，采用直接數(shù)字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四種輸入/輸出接口。方便靈活地與現(xiàn)場的傳感器、執(zhí)行調節(jié)機構直接相連接，對各種物理量進行測量，以及實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的調節(jié)與控制。樓宇自控系統(tǒng)其中：

AI-模擬量輸入接口，可用作儀表的檢測輸入，如溫度、壓力等，一般為1-10V或4-20mA的直流信號。

AO-模擬量輸出接口，用于操作控制閥、執(zhí)行器等，如電動閥、三通閥、風門執(zhí)行器等，不需要外部電源，輸出為0-10V的直流信號。

樓宇自控系統(tǒng)

DI-數(shù)字量輸入接口，即觸點、液位開關、限位開關的閉合與斷開，一般用作檢測設備狀態(tài)、報警接點、脈沖計數(shù)等。

DO-數(shù)字量輸出接口，用于控制風機，水泵等運行，亦可作為輸出信號與動作增減量型執(zhí)行機構。樓宇自控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線路：是聯(lián)系系統(tǒng)各部分的紐帶，從各個監(jiān)控點到分站控制器的線路是逐點連接（放射式），數(shù)據(jù)中心與各分站通過總線型或環(huán)形網絡結構進行組網，各分站直接用一回路雙芯導線連接到總線上就可以實現(xiàn)分站與分站之間，分站與中央站之間的通信。樓宇自控系統(tǒng)打印機電腦通信接口分站分站分站…總線□

總線型網絡結構樓宇自控系統(tǒng)

環(huán)形網絡結構打印機電腦分站分站分站總線通信接口分站分站分站樓宇自控系統(tǒng)

星形網絡結構電腦分站分站分站分站分站分站分站打印機樓宇自控系統(tǒng)六、通信控制協(xié)議樓宇自控系統(tǒng)中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通過某種控制網絡實現(xiàn)的，這就要求控制設備以及建筑設備都要遵循一定的通信協(xié)議。目前，國際上采用較多的是BACnet和LonMark。樓宇自控系統(tǒng)1、BACnet是指美國國家標準協(xié)會的ANSI/ASHARE135-1995標準。

BACnet是由一個建筑管理、系統(tǒng)用戶、系統(tǒng)集成商組成的聯(lián)合體提出的，正式的、非專有的開放協(xié)議通信標準。樓宇自控系統(tǒng)BACnet詳細地描述了系統(tǒng)是如何工作的。它定義了系統(tǒng)各部分共享數(shù)據(jù)的所有規(guī)則，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以什么通信介質，哪個功能可用，信息如何解釋等。總之，它為各種系統(tǒng)之間進行信息交流建立了一個基本規(guī)則。樓宇自控系統(tǒng)2、LonTalk協(xié)議LonWorks技術所使用的通信協(xié)議。LonTalk協(xié)議遵循由國際標準化組織（ISO）定義的開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型所定義的全部七層服務。它適用于任何一種傳輸媒介。樓宇自控系統(tǒng)3、LonMark與BACnetBACnet是個綜合性的規(guī)范，它準許縱多的實施方案，并提供一套強有力的服務功能。但是，這個協(xié)議在小型終端控制設備里實施，不能取得最大的成本/性能比。LonMark是個強大的專門為設備而優(yōu)化的協(xié)議；從傳感器、調節(jié)器到區(qū)域控制器，樣樣都行。它帶有一個緊湊型的協(xié)議架，很容易和廉價設備相適應。但其通信速率較低，只能適用于工作層。樓宇自控系統(tǒng)

因而，在工作層采用LonMark來連接控制器、感應器和調節(jié)器等設備；LAN層面的控制采用了BACnet連接各個系統(tǒng)；兩個協(xié)議互為補充，建立一個完整的建筑結構，得到最佳的性能和成本。樓宇自控系統(tǒng)七、空調DDC系統(tǒng)的監(jiān)控設計

(一)空調DDC系統(tǒng)的定義及組成

DDC系統(tǒng)是BAS的技術形式。DDC是英文DIRECTDIGITALCONTROL的縮寫，譯為“直接數(shù)字控制”。樓宇自控系統(tǒng)

空調DDC系統(tǒng)，即利用計算機控制技術，將空調系統(tǒng)中各種信號（溫度、壓力、流量、狀態(tài)等），通過輸入裝置輸入計算機，經相應程序運算處理，將處理后的信號經輸出裝置輸出，進而控制相應的執(zhí)行機構。如圖所示。樓宇自控系統(tǒng)傳感器A/D轉換器微處理器D/A轉換器執(zhí)行器變送器圖1樓宇自控系統(tǒng)(二)DDC系統(tǒng)信號種類

信號按其輸出輸入能否直接被微機或執(zhí)行器接受分為數(shù)字量輸入（DI）、數(shù)字量輸出（DO）、模擬量輸入（AI）和模擬量輸出（AO）四種信號。樓宇自控系統(tǒng)

模擬量信號所對應的是一定量的電壓或電流值，它與傳感器輸出信號的特性有關。空調自控系統(tǒng)中常見的模擬量輸入信號：溫度、濕度、壓力流量、壓差等；模擬量輸出信號：需控制的電動風閥及電動水閥。

樓宇自控系統(tǒng)

數(shù)字量輸入信號包括：風機、水泵、冷卻塔風扇、電機的運行狀態(tài)、過濾器淤塞狀態(tài)報警、壓差開關、液位開關、開關信號，防凍保護等。數(shù)字量輸出信號包括：電磁閥的控制、二位電動水閥的控制、水泵、風機、冷卻塔等設備的啟?？刂啤怯钭钥叵到y(tǒng)(三)空調DDC監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能空調DDC系統(tǒng)能實現(xiàn)樓宇中空調系統(tǒng)各種控制功能，同時具備各種管理功能。樓宇自控系統(tǒng)（1）能量控制及管理功能。即根據(jù)建筑物實際冷、熱負荷，對空調系統(tǒng)中的風系統(tǒng)和水系統(tǒng)進行控制，自動控制冷熱設備運行狀態(tài)及運行參數(shù)，使整個空調系統(tǒng)達到最佳節(jié)能狀態(tài)。（2）對空調系統(tǒng)及其冷、熱源系統(tǒng)的相關參數(shù)進行調節(jié)控制及監(jiān)測，對空調設備運行進行監(jiān)測。（3）空調設備如冷水機組、泵、風機等在規(guī)定時間的啟停控制，以達到節(jié)能目的。樓宇自控系統(tǒng)（4）自動累積空調設備的運行時間，維修期限報警，以便更換或維修相關設備，延長設備使用壽命，提高設備的運行質量。（5）根據(jù)空調設備運行時間，自動切換工作及備用設備，保持設備良好的工作狀態(tài)。（6）對空調系統(tǒng)的能量消耗進行計量，記費。（7）各種物業(yè)管理文本的自動生成、打印及查詢。樓宇自控系統(tǒng)(四)空調DDC系統(tǒng)的組成1）時鐘：用來對各種輸入、輸出數(shù)據(jù)，各種運算時間進行調整及控制。2）程序存儲器：存儲各種應用程序，即用戶為控制各種空調系統(tǒng)所編制的控制程序。3）工作存儲器：用來進行讀寫，隨機存取和臨時存取數(shù)據(jù)。樓宇自控系統(tǒng)4）多路輸入、輸出控制器：多路輸入控制器可將輸入信號送入A/D轉換器中，將模擬量轉換成數(shù)字量，輸入微處理器進行運算。運算結果輸入D/A轉換器，再經輸出控制器至變送器及執(zhí)行機構。5）DDC控制系統(tǒng)的相關軟件：包括操作軟件及應用軟件。樓宇自控系統(tǒng)時鐘微處理器程序存儲器傳感器和變送器多路輸入控制器D/A轉換器A/D轉換器通訊接口多路輸出控制器變送器和執(zhí)行器工作存儲器圖2樓宇自控系統(tǒng)（五）空調DDC控制舉例空調DDC控制含空調風系統(tǒng)控制及空調水系統(tǒng)控制，下面分別舉例加以說明。樓宇自控系統(tǒng)5.1空調風系統(tǒng)：（以新風機組控制為例）新風機組是空氣——水系統(tǒng)空調形式的主要設備之一，其控制狀況的好壞直接影響到整個空調系統(tǒng)的工作質量，新風機組一般由新風段、過濾段、盤管段（復合盤管對應二管制，四管制為表冷器和加熱器）、加濕段、送風機段及相應的檢修段組成，有的還配有能量回收裝置，控制說明如圖所示。樓宇自控系統(tǒng)1）對新風機組進行啟?？刂?。2）新風機組風機啟動后，新風閥聯(lián)鎖開啟。3）根據(jù)溫度T1控制冷、熱盤管電動閥MD1的開關。冬/夏工作轉換后，冬季根據(jù)濕度H控制加濕器電磁MD2的開、關。4）溫度T1低至防凍報警溫度時，自動切斷風機電源。聯(lián)鎖關閉新風閥VD，全開電動水閥MD1，并發(fā)出報警信號。樓宇自控系統(tǒng)5）過濾器積塵達到一定程度后，壓差開關發(fā)出淤塞報警信號。6）停機時，新風閥VD聯(lián)鎖關閉，電動閥MD1全關，關閉電磁閥MD2。7）監(jiān)測送風機運行狀態(tài)。樓宇自控系統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)5．2空調水系統(tǒng)此系統(tǒng)為一級泵變流量系統(tǒng)，空調末端裝置接管為兩管制，冷水機組與冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔為一對一方式運行。冷水泵、冷卻水泵均設三臺，為兩用一備，可根據(jù)冷水機組及冷卻塔工況切換運行。樓宇自控系統(tǒng)1）系統(tǒng)啟動順序：