建筑智能化系统教学建筑设备自动化技术.pptx

第第8 8章章 建筑设备自动化技术建筑设备自动化技术 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 建筑设备自动化系统（BAS）的功能需求8.1.1 BAS的对象环境8.1.2 BAS的功能要求8.1.3 BAS的技术基础8.1.4 BAS常用检测设备和执行器8.2 集散控制8.2.1 集散控制系统的基本组成与系统结构8.2.2集散控制系统的典型结构8.2.3 集散控制系统的特点8.3 BAS中的集散控制系统8.3.1 集散型BAS的典型网络结构8.3.2集散型BAS系统的组态8.3.3 集散型BAS的几种方案8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器8.4 智能建筑的 BAS 系统设计8.4.1 BAS设计原则8.4.2 BAS设计、施工及验收依据8.4.3 BAS设计步骤8.4.4 BAS设计中的几个关键问题 本章导读 本本章章主主要要介介绍绍了了BASBAS对对象象环环境境、功功能能要要求求和和技技术术基基础础，然然后后介介绍绍了了当当前前主主流流BASBAS系系统统结结构构（集集散散系系统统）及及发发展展方方向向，最最后后给给出出了了BASBAS设设计原则、步骤和依据。计原则、步骤和依据。本本章章的的重重点点和和难难点点是是在在理理解解BAS系系统统构构成成的的基基础础上上，结结合合以以前前所所学学的的各各门门专专业业知知识识（检检测测技技术术、控控制制原原理理和和电电气气控控制制技技术术），完完成成BAS设设计。计。第8章 建筑设备自动化技术 8.1.1 BAS8.1.1 BAS的对象环境的对象环境 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）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。BASBAS对象环境对象环境 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.1 BAS8.1.1 BAS的对象环境的对象环境图8-1 BAS对象环境 BASBAS功能要求功能要求 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.2 BAS8.1.2 BAS的功能要求的功能要求 （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联动控制。（7）对电梯及自动扶梯的运行监视。BASBAS监视、测量、控制、记录显示的功能监视、测量、控制、记录显示的功能 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.1 BAS8.1.1 BAS的对象环境的对象环境8.1.3 BAS8.1.3 BAS的技术基础的技术基础 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）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8-2广义的BAS系统组成概念图 电量检测设备电量检测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-3 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、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。温度检测设备温度检测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-4 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。湿度检测设备湿度检测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-5 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。压力检测设备压力检测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-6 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。液位检测设备液位检测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-7 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。流量检测设备流量检测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-7 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。照度监测设备照度监测设备 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-9 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。电磁阀电磁阀 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-10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。电动阀电动阀 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-11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8-11,12所示。风门风门 第8章 建筑设备自动化技术 8.1 8.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BASBAS）的功能需求）的功能需求 8.1.4 BAS8.1.4 BAS常用检测设备和执行器常用检测设备和执行器 图8-13 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8-13所示。三大部分组成第8章 建筑设备自动化技术 8.2 8.2 集散控制集散控制 8.2.1 8.2.1 集散控制系统的基本组成与系统结构集散控制系统的基本组成与系统结构 图8-14 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8-14所示。第三代集散控制系统的典型结构 第8章 建筑设备自动化技术 8.2 8.2 集散控制集散控制 8.2.28.2.2集散控制系统的典型结构集散控制系统的典型结构 图8-15 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 第8章 建筑设备自动化技术 8.2 8.2 集散控制集散控制 8.2.28.2.2集散控制系统的典型结构集散控制系统的典型结构 图8-16 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 第8章 建筑设备自动化技术 8.2 8.2 集散控制集散控制 8.2.28.2.2集散控制系统的典型结构集散控制系统的典型结构 图8-17 PLC+集散控制系统结构 8.2.3 8.2.3 集散控制系统的特点集散控制系统的特点第8章 建筑设备自动化技术 8.2 8.2 集散控制集散控制 (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。单层网络结构单层网络结构 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.1 8.3.1 集散型集散型BASBAS的典型网络结构的典型网络结构图8-18 工作站现场控制设备的单层网络结构 两层网络结构两层网络结构 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.1 8.3.1 集散型集散型BASBAS的典型网络结构的典型网络结构图8-19 BAS两层网络结构 三层网络结构三层网络结构 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.1 8.3.1 集散型集散型BASBAS的典型网络结构的典型网络结构图8-20 BAS三层网络结构 BASBAS网络结构发展趋势网络结构发展趋势 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.1 8.3.1 集散型集散型BASBAS的典型网络结构的典型网络结构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。画面的组态画面的组态 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.28.3.2集散型集散型BASBAS系统的组态系统的组态 图8-21 设备运行状态显示 按建筑层面组织的集散型按建筑层面组织的集散型BASBAS系统系统 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.3 8.3.3 集散型集散型BASBAS的几种方案的几种方案 图8-22 按楼层面组织的集散型BAS系统 按建筑设备功能组织的集散型按建筑设备功能组织的集散型BASBAS系统系统 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.3 8.3.3 集散型集散型BASBAS的几种方案的几种方案 图8-23 按设备功能组织的集散型BAS系统 混合型的集散型混合型的集散型BASBAS系统系统 第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.3 8.3.3 集散型集散型BASBAS的几种方案的几种方案 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。表表 1 1第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.4 BAS8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器中的基本监测点、接口位置及常用传感器 表表 2 2第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.4 BAS8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器中的基本监测点、接口位置及常用传感器 表表 3 3第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.4 BAS8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器中的基本监测点、接口位置及常用传感器 表表 4 4第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.4 BAS8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器中的基本监测点、接口位置及常用传感器 表表 5 5第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.4 BAS8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器中的基本监测点、接口位置及常用传感器 表表 6 6第8章 建筑设备自动化技术 8.3 BAS8.3 BAS中的集散控制系统中的集散控制系统 8.3.4 BAS8.3.4 BAS中的基本监测点、接口位置及常用传感器中的基本监测点、接口位置及常用传感器 8.4.1 BAS8.4.1 BAS设计原则设计原则第8章 建筑设备自动化技术 8.4 8.4 智能建筑的智能建筑的 BAS BAS 系统设计系统设计 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。8.4.2 BAS8.4.2 BAS设计、施工及验收依据设计、施工及验收依据 第8章 建筑设备自动化技术 8.4 8.4 智能建筑的智能建筑的 BAS BAS 系统设计系统设计 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。8.4.3 BAS8.4.3 BAS设计步骤设计步骤 第8章 建筑设备自动化技术 8.4 8.4 智能建筑的智能建筑的 BAS BAS 系统设计系统设计 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。BASBAS系统结构设计系统结构设计 第8章 建筑设备自动化技术 8.4 8.4 智能建筑的智能建筑的 BAS BAS 系统设计系统设计 图8-24 BAS结构示意图 调节阀的流量特性调节阀的流量特性 第8章 建筑设备自动化技术 8.4 8.4 智能建筑的智能建筑的 BAS BAS 系统设计系统设计 图8-25 调节阀理想流量特性 习题与思考题习题与思考题 第8章 建筑设备自动化技术 1.试述BAS的功能。2.试述BAS的监控范围。3.分别简述自动检测电物理量、非电物理量的基本方法。4.什么是集散控制系统?它通常由哪几部分组成?5.集散控制系统的集中和分散各代表什么含义?6.简述集散控制系统的体系结构及功能?7.简述集散控制技术有哪些特点?8.现场控制单元(器)主要由哪几部分组成?9.什么是组态？集散型BAS系统的组态主要包括哪几个部分？10.为什么说集散控制系统是BAS的优选方案?11.简述集散型BAS系统的几种方案.12.何谓现场总线技术?13.BAS设计原则及步骤是什么？请完成一个实际设计。