1、智能建筑环境设备自动化第1章 建筑设备自动化系统工程认知内容提要1.1 1.1 智能建筑认知智能建筑认知1.2 1.2 智能建筑环境认知智能建筑环境认知1.3 1.3 建筑设备自动化系统认知建筑设备自动化系统认知1.4 1.4 建筑设备自动化系统的工程实施建筑设备自动化系统的工程实施1.5 1.5 实际工程认知参观实际工程认知参观引例引例引例City Place,right,as seen from Bushnell Park City PlaceBushnell ParkTravelers Tower 世界上公认的第一幢智能建筑世界上公认的第一幢智能建筑 1984年年1月月 美国康涅狄格州哈
2、特福德市（美国康涅狄格州哈特福德市（Hartford，Connecticut，USA）都市办公大楼（都市办公大楼（City Place Building），），引例 基本情况基本情况 原是一幢旧金融大厦原是一幢旧金融大厦 38层，总建筑面积十万多平米层，总建筑面积十万多平米 出租率很低。出租率很低。改造改造 联合技术建筑系统公司（联合技术建筑系统公司（United Technologies Building System Co,UTBS）承包了该大楼的空调、电梯及防灾设备等）承包了该大楼的空调、电梯及防灾设备等工程工程 采用综合布线技术和计算机网络技术对大楼的空调、电梯、照明采用综合布线技术和
3、计算机网络技术对大楼的空调、电梯、照明设备进行监控，首次实现了大厦内的自动化综合管理。设备进行监控，首次实现了大厦内的自动化综合管理。效果效果 租金虽提高租金虽提高20%，出租率反而大为提高。，出租率反而大为提高。引例小结小结对大楼的空调、电梯、照明设备进行监控，实现大厦对大楼的空调、电梯、照明设备进行监控，实现大厦内的自动化综合管理，使用户感到舒适、方便和安全。内的自动化综合管理，使用户感到舒适、方便和安全。尽管增加了初投资，但后继的经济效益显著，体现了尽管增加了初投资，但后继的经济效益显著，体现了智能建筑的价值。智能建筑的价值。1.1 1.1 智能建筑认知智能建筑认知1.1 智能建筑认知1
4、.1.1 智能建筑的各种定义智能建筑的各种定义智能建筑智能建筑(Intelligent Building，IB)也称智能大厦，也称智能大厦，是当代高新科技和建筑技术结合的产物。是当代高新科技和建筑技术结合的产物。智能建筑本身是一个动态的概念。智能建筑本身是一个动态的概念。国际上比较认同的定义：国际上比较认同的定义：所谓智能建筑，就是通过对建筑物的所谓智能建筑，就是通过对建筑物的4个基本要素个基本要素（结构、系统、服务、管理）以及它们之间的内在（结构、系统、服务、管理）以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适、便利
5、快捷、高度安全的环境空高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。间。1.1 智能建筑认知我国的定义：我国的定义：智能建筑是指利用系统集成方法，将智能建筑是指利用系统集成方法，将3C技术技术（Computer，计算机技术；，计算机技术；Control，控制技术；，控制技术；Communication，通信技术）与建筑艺术，通信技术）与建筑艺术（Architecture）有机结合，通过对设备的自动监控、）有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会筑的优化组合，所获得的投资
6、合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。的建筑物。该定义可以简单的表示为：该定义可以简单的表示为：3C+AIB该定义强调了智能建筑是多学科、多技术系统综合该定义强调了智能建筑是多学科、多技术系统综合集成的特点集成的特点1.1 智能建筑认知其他表述其他表述(1)美国智能建筑学会（美国智能建筑学会（AIBI，American Intelligent Building Institute）定义为：智能建筑是对建筑结）定义为：智能建筑是对建筑结构、建筑设备（机电系统）、供应和服务、管理水构、建筑设备（机电系统）、供应和服务、管
7、理水平这四个基本要素进行最优化组合，为用户提供一平这四个基本要素进行最优化组合，为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。个高效率并具有经济效益的环境。(2)日本智能建筑研究会认为，智能建筑应提供包括日本智能建筑研究会认为，智能建筑应提供包括商业支持功能、通信支持功能等在内的高度通信服商业支持功能、通信支持功能等在内的高度通信服务，并能通过高度自动化的大楼管理体系保证舒适务，并能通过高度自动化的大楼管理体系保证舒适的环境和安全，以提高工作效率。的环境和安全，以提高工作效率。(3)欧洲智能建筑集团认为，智能建筑是使其用户发欧洲智能建筑集团认为，智能建筑是使其用户发挥最高效率，同时又以最低的保养成
8、本、最有效地挥最高效率，同时又以最低的保养成本、最有效地管理本身资源的建筑，能够提供一个反应快、效率管理本身资源的建筑，能够提供一个反应快、效率高和有支持力的环境以使用户达到其业务目标。高和有支持力的环境以使用户达到其业务目标。1.1 智能建筑认知特别提示特别提示尽管各个组织对智能建筑的定义有不同的文字表述，尽管各个组织对智能建筑的定义有不同的文字表述，但其内涵是基本一致的，都以实现高效、舒适、便但其内涵是基本一致的，都以实现高效、舒适、便捷、安全的建筑环境空间为目的。捷、安全的建筑环境空间为目的。1.1 智能建筑认知知识链接：规范标准中对智能建筑的定义知识链接：规范标准中对智能建筑的定义1.
9、智能建筑设计标准智能建筑设计标准GB/T50314-2006：t以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。便捷、节能、环保、健康的建筑环境。2.智能建筑工程质量验收规范智能建筑工程质量验收规范GB50339-2003：t3.1.2 智能建筑分部工程应包括通信网络系统、信息网络系智能建筑分部工程应包括通信网络
10、系统、信息网络系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动系统、统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动系统、安全防范系统、综合布线系统。智能化系统集成、电源与安全防范系统、综合布线系统。智能化系统集成、电源与接地、环境和住宅（小区）智能化等子分部工程；子分部接地、环境和住宅（小区）智能化等子分部工程；子分部工程又分为若干个分项工程（子系统）。工程又分为若干个分项工程（子系统）。1.1 智能建筑认知1.1.2 智能建筑智能建筑3A系统系统智能建筑由三大基本要素有机结合，构筑于建筑物智能建筑由三大基本要素有机结合，构筑于建筑物环境平台之上的。环境平台之上的。三大基本要素：三大基本要素：3A
11、系统系统tBAS（Building Automation System，建筑设备自动化系，建筑设备自动化系统）统）tCAS（Communication Automation System，通信网络，通信网络自动化系统）自动化系统）tOAS（Office Automation System，办公自动化系统），办公自动化系统）为实施为实施3A系统，需借助系统，需借助PDS（Premises Distribution System，综合布线系统）。，综合布线系统）。tPDS在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道，在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道，是智能建筑的是智能建筑的“信息高速公
12、路信息高速公路”，是构建智能建筑，是构建智能建筑3A系统系统必备的基础设施。必备的基础设施。1.1 智能建筑认知图图1.2 智能建筑智能建筑3A系统系统1.1.2 智能建筑3A系统 特别提示特别提示 智能建筑的多种提法智能建筑的多种提法t 3A系统？系统？t 5A系统？系统？t 7A系统？系统？t 等。等。所谓的所谓的5A系统、系统、7A系统实际上是对系统实际上是对3A系统的深化细分和发展。系统的深化细分和发展。从本质上来说，智能建筑本身是一个动态的概念，从本质上来说，智能建筑本身是一个动态的概念，3A、5A、7A等关于智能建筑的多种提法是统一的。等关于智能建筑的多种提法是统一的。1.1.3
13、智能建筑的设计要素【智能建筑设计要素的相关提法引自智能建筑设计要素的相关提法引自智能建筑设计标智能建筑设计标准准（GB50314-2006）】智能建筑以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化智能建筑以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。1.1.3 智能建筑的设计要素智能化系统工程设计宜包括的设计要素：智能化系
14、统工程设计宜包括的设计要素：智能化集成系统智能化集成系统信息设施系统信息设施系统信息化应用系统信息化应用系统建筑设备管理系统建筑设备管理系统公共安全系统公共安全系统机房工程和建筑环境等机房工程和建筑环境等1.1.3 智能建筑的设计要素智能化集成系统智能化集成系统intelligented integration system，IIS将不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平将不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平台实现集成，以形成具有信息汇集、资源共享及优台实现集成，以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。化管理等综合功能的系统。智能化集成系统构成宜包括：智能化集成系统构
15、成宜包括：t智能化系统信息共享平台建设智能化系统信息共享平台建设t信息化应用功能实施信息化应用功能实施1.1.3 智能建筑的设计要素 信息设施系统信息设施系统 information technology system infrastructuret ITSI 为确保建筑物与外部信息通信网的互联及信息畅通，对语音、为确保建筑物与外部信息通信网的互联及信息畅通，对语音、数据、图像和多媒体等各类信息予以接收、交换、传输、存储、数据、图像和多媒体等各类信息予以接收、交换、传输、存储、检索和显示等进行综合处理的多种类信息设备系统加以组合，检索和显示等进行综合处理的多种类信息设备系统加以组合，提供实现建
16、筑物业务及管理等应用功能的信息通信基础设施。提供实现建筑物业务及管理等应用功能的信息通信基础设施。信息设施系统宜包括：信息设施系统宜包括：t 通信接入系统、电话交换系统、信息网络系统、综合布线系统通信接入系统、电话交换系统、信息网络系统、综合布线系统t 室内移动通信覆盖系统、卫星通信系统室内移动通信覆盖系统、卫星通信系统t 有线电视及卫星电视接收系统、广播系统、会议系统有线电视及卫星电视接收系统、广播系统、会议系统t 信息导引及发布系统、时钟系统和其他相关的信息通信系统信息导引及发布系统、时钟系统和其他相关的信息通信系统1.1.3 智能建筑的设计要素信息化应用系统信息化应用系统informat
17、ion technology application systemtITAs以建筑物信息设施系统和建筑设备管理系统等为基以建筑物信息设施系统和建筑设备管理系统等为基础，为满足建筑物各类业务和管理功能的多种类信础，为满足建筑物各类业务和管理功能的多种类信息设备与应用软件而组合的系统。息设备与应用软件而组合的系统。信息化应用系统宜包括：信息化应用系统宜包括：t工作业务应用系统、物业运营管理系统工作业务应用系统、物业运营管理系统t公共服务管理系统、公众信息服务系统公共服务管理系统、公众信息服务系统t智能卡应用系统、信息网络安全管理系统智能卡应用系统、信息网络安全管理系统t等其他业务功能所需要的应用系
18、统等其他业务功能所需要的应用系统1.1.3 智能建筑的设计要素公共安全系统公共安全系统public security systemtPSS为维护公共安全，综合运用现代科学技术，以应对为维护公共安全，综合运用现代科学技术，以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的技术防范系危害社会安全的各类突发事件而构建的技术防范系统或保障体系。统或保障体系。公共安全系统宜包括：公共安全系统宜包括：t火灾自动报警系统火灾自动报警系统t安全技术防范系统安全技术防范系统t应急联动系统应急联动系统1.1.3 智能建筑的设计要素建筑设备管理系统建筑设备管理系统building management systemtBMS为
19、实施综合管理，对建筑设备监控系统、火灾自动为实施综合管理，对建筑设备监控系统、火灾自动报警系统、安防自动化系统的集成报警系统、安防自动化系统的集成BMS主要具有各子系统之间的协调、全局信息的管主要具有各子系统之间的协调、全局信息的管理以及全局事件的应急处理能力。理以及全局事件的应急处理能力。t其中，建筑设备监控系统是本书的核心其中，建筑设备监控系统是本书的核心1.1.3 智能建筑的设计要素 机房工程机房工程 engineering of electronic equipment plantt EEEP 为提供智能化系统的设备和装置等安装条件，以确保各系统安为提供智能化系统的设备和装置等安装条件
20、，以确保各系统安全、稳定和可靠地运行与维护的建筑环境而实施的综合工程。全、稳定和可靠地运行与维护的建筑环境而实施的综合工程。机房工程范围宜包括：机房工程范围宜包括：t 信息中心设备机房、数字程控交换机系统设备机房、通信系统总信息中心设备机房、数字程控交换机系统设备机房、通信系统总配线设备机房、消防监控中心机房、安防监控中心机房、智能化配线设备机房、消防监控中心机房、安防监控中心机房、智能化系统设备总控室、通信接入系统设备机房、有线电视前端设备机系统设备总控室、通信接入系统设备机房、有线电视前端设备机房、弱电间房、弱电间(电信间电信间)和应急指挥中心机房及其他智能化系统的设备和应急指挥中心机房及
21、其他智能化系统的设备机房。机房。机房工程内容宜包括：机房工程内容宜包括：t 机房配电及照明系统、机房空调、机房电源、防静电地板、防雷机房配电及照明系统、机房空调、机房电源、防静电地板、防雷接地系统、机房环境监控系统和机房气体灭火系统等。接地系统、机房环境监控系统和机房气体灭火系统等。1.2 智能建筑环境认知人类生活环境，包括：人类生活环境，包括：自然环境自然环境t指自然界中原有的山川、河流、地形，地貌、植被及一切指自然界中原有的山川、河流、地形，地貌、植被及一切生物所构成的地域空间生物所构成的地域空间人工环境人工环境t是人类改造自然界而形成的人为的地域空间。是人类改造自然界而形成的人为的地域空
22、间。t建筑环境即为人工环境之一。建筑环境即为人工环境之一。保持自然环境和人工环境的协调发展，是保证人类生存保持自然环境和人工环境的协调发展，是保证人类生存和发展的基本外部条件。和发展的基本外部条件。1.2 智能建筑环境认知建筑环境是指建筑内外的空间环境建筑环境是指建筑内外的空间环境其主要内容有：其主要内容有：建筑外环境建筑外环境室内空气环境室内空气环境建筑热湿环境建筑热湿环境是建筑环境中的重要内容是建筑环境中的重要内容建筑声环境建筑声环境建筑光环境等。建筑光环境等。应用智能建筑技术的目的就是要构筑舒适、高效的室内应用智能建筑技术的目的就是要构筑舒适、高效的室内人工环境。人工环境。1.2 智能建
23、筑环境认知1智能建筑环境的总体要求智能建筑环境的总体要求建筑物的整体环境应提供高效、便利的工作和生活建筑物的整体环境应提供高效、便利的工作和生活环境，应适应人们对舒适度的要求，应满足人们对环境，应适应人们对舒适度的要求，应满足人们对建筑的环保、节能和健康的需求，应符合现行国家建筑的环保、节能和健康的需求，应符合现行国家标准标准公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准GB 50189有关的规有关的规定。定。1.2 智能建筑环境认知2.建筑物的物理环境要求建筑物的物理环境要求建筑物的物理环境应符合下列要求：建筑物的物理环境应符合下列要求：（1）建筑物内的空间应具有适应性、灵活性及空间）建筑物内的空
24、间应具有适应性、灵活性及空间的开敞性，各工作区的净高应不低于的开敞性，各工作区的净高应不低于2.5m。（2）在信息系统线路较密集的楼层及区域宜采用铺）在信息系统线路较密集的楼层及区域宜采用铺设架空地板、网络地板或地面线槽等方式。设架空地板、网络地板或地面线槽等方式。（3）弱电间）弱电间(电信间电信间)应留有发展的空间。应留有发展的空间。（4）应对室内装饰色彩进行合理组合。）应对室内装饰色彩进行合理组合。（5）应采取必要措施降低噪声和防止噪声扩散。）应采取必要措施降低噪声和防止噪声扩散。（6）室内空调应符合环境舒适性要求，宜采取自动）室内空调应符合环境舒适性要求，宜采取自动调节和控制。调节和控制
25、。1.2 智能建筑环境认知 3.建筑物的光环境要求建筑物的光环境要求 建筑物的光环境应符合下列要求：建筑物的光环境应符合下列要求：（1）应充分利用自然光源。）应充分利用自然光源。（2）照明设计应符合现行国家标准）照明设计应符合现行国家标准建筑照明设计标准建筑照明设计标准GB50034有关的规定。有关的规定。4.建筑物的电磁环境建筑物的电磁环境 建筑物的电磁环境应符合现行国家标准建筑物的电磁环境应符合现行国家标准环境电磁波卫生标准环境电磁波卫生标准GB 9175有关的规定。有关的规定。5.建筑物内空气质量要求建筑物内空气质量要求1.3 建筑设备自动化系统认知1.3.1 什么是什么是BAS？建筑设
26、备自动化系统（建筑设备自动化系统（Building Automation System，BAS）就是将建筑物或建筑群内的变配电、）就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、供热、通风、空调、给排水、消防、照明、电梯、供热、通风、空调、给排水、消防、保安等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用保安等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。建筑物管理与控制系统。BAS为用户提供一个既安全可靠、节约能源，又舒为用户提供一个既安全可靠、节约能源，又舒适宜人的工作或居住环境，是智能建筑系统的一个
27、适宜人的工作或居住环境，是智能建筑系统的一个主要系统，是智能建筑实施的重点和难点。主要系统，是智能建筑实施的重点和难点。1.3 建筑设备自动化系统认知 广义的广义的BAS和狭义的和狭义的BAS 我国的国情我国的国情t 安全防范系统和火灾报警安全防范系统和火灾报警系统作为一个独立的系统系统作为一个独立的系统进行设计和施工。进行设计和施工。狭义狭义BASt 控制对象包括电力、照明、控制对象包括电力、照明、暖通空调、给水排水、电暖通空调、给水排水、电梯等设备。梯等设备。广义广义BASt 包括狭义包括狭义BAS和安全防范和安全防范系统、火灾自动报警与消系统、火灾自动报警与消防联动控制系统。防联动控制系
28、统。特别提示特别提示 在我国，安防、消防系统分别隶属于公安部门的安全技术防范管理在我国，安防、消防系统分别隶属于公安部门的安全技术防范管理办公室（技防办）和消防大队管理。因此，安全防范系统和火灾自办公室（技防办）和消防大队管理。因此，安全防范系统和火灾自动报警系统在行业内常常剥离于动报警系统在行业内常常剥离于BAS。本书讨论的是狭义本书讨论的是狭义BAS。1.3 建筑设备自动化系统认知狭义狭义BAS有多种称法有多种称法如：建筑设备自动化系统、建筑设备监控系统、楼如：建筑设备自动化系统、建筑设备监控系统、楼宇自动化系统、楼宇自控系统、楼控等。宇自动化系统、楼宇自控系统、楼控等。当工程有智能建筑集
29、成要求时，狭义当工程有智能建筑集成要求时，狭义BAS应提供提供与应提供提供与火灾自动报警系统及安全防范系统的通信接口，构成建火灾自动报警系统及安全防范系统的通信接口，构成建筑设备管理系统（筑设备管理系统（BMS）。）。1.3 建筑设备自动化系统认知目前，目前，BAS不属于国家强制执行的标准范围。不属于国家强制执行的标准范围。如何设置如何设置BAS呢？呢？应根据建筑物物业运行管理需要、各机电专业的监应根据建筑物物业运行管理需要、各机电专业的监控要求，以及项目投资状况等实际需求来确定建筑控要求，以及项目投资状况等实际需求来确定建筑物是否设置物是否设置BAS，以及，以及BAS的设置范围、控制水平、的
30、设置范围、控制水平、产品选择等。产品选择等。BAS的设置应以达到实际应用所要求的效果为目的，的设置应以达到实际应用所要求的效果为目的，避免盲目投资。避免盲目投资。通常在建筑物规模较大、机电系统及设备较多、控通常在建筑物规模较大、机电系统及设备较多、控制管理水平要求较高、采用建筑设备监控系统后节制管理水平要求较高、采用建筑设备监控系统后节能效果较为显著的情况下应用。能效果较为显著的情况下应用。1.3 建筑设备自动化系统认知 1.3.2 BAS的发展历史的发展历史 BAS发展史是一个从监控到管理的发展过程。到目前为止，发展史是一个从监控到管理的发展过程。到目前为止，BAS已经历四个阶段：已经历四个
31、阶段：1.3 建筑设备自动化系统认知 第一代产品：基于中央监控系统的第一代产品：基于中央监控系统的BAS 20世纪世纪70年代年代 Center Contorl and Monitoring System，CCMS BAS从仪表系统发展成计算机系统从仪表系统发展成计算机系统t 采用计算机键盘和采用计算机键盘和CRT构成中央站构成中央站t 打印机代替了记录仪表打印机代替了记录仪表t 分散设置于建筑物各处的信息采集站（分散设置于建筑物各处的信息采集站（Data Gathering Panel，DGP）通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。）通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动
32、化系统。DGP分站连接着传感器和执行器等设备，其功能只是上传现场设分站连接着传感器和执行器等设备，其功能只是上传现场设备信息，下达中央站的控制命令。备信息，下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各中央站采集各DGP分站信息，作出决策，完成全部设备的控制，分站信息，作出决策，完成全部设备的控制，中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。执 行 器传 感 器微 型 计 算 机信 息 采 集 站信 息 采 集 站1.3 建筑设备自动化系统认知 第二代产品：基于集散控制系
33、统的第二代产品：基于集散控制系统的BAS 20世纪世纪80年代年代 Distributed Control System，DCS DGP分站分站+CPU =现场控制器现场控制器t 直接数字控制器（直接数字控制器（Direct Digital Controller，DDC）是现场控制）是现场控制器的典型形式器的典型形式t 配有微处理机芯片的配有微处理机芯片的DDC分站，可以独立完成所有控制工作，具分站，可以独立完成所有控制工作，具有完善的控制、显示功能，进行节能管理，可以连接打印机、安有完善的控制、显示功能，进行节能管理，可以连接打印机、安装人机接口等。装人机接口等。BAS由现场设备、由现场设备
34、、DDC分站、中央站和管理系统组成。分站、中央站和管理系统组成。DCS的的主要特点是只有中央站和分站两类结点，中央站完成监视，分主要特点是只有中央站和分站两类结点，中央站完成监视，分站完全自治，独立完成控制，保证了系统的可靠性。站完全自治，独立完成控制，保证了系统的可靠性。控制器智能电子设备智能执行期智能传感器执行器传感器执行器传感器执行器传感器传感器 执行器1.3 建筑设备自动化系统认知 特别提示特别提示 DDC控制器实际上就是一台计算机。如控制器实际上就是一台计算机。如MEC控制器由控制器由32位位Power PC微处理器、微处理器、64MB内存、内存、8MB固件内存、固件内存、32路输入
35、路输入输出通道和输出通道和115.2Kbps通讯接口等构成。通讯接口等构成。控制器智能电子设备智能执行期智能传感器执行器传感器执行器传感器执行器传感器传感器执行器1.3 建筑设备自动化系统认知 第三代产品：基于现场总线控制系统的第三代产品：基于现场总线控制系统的BAS 20世纪世纪90年代年代 Fieldbus Control System，FCS 随着现场总线技术的发展，随着现场总线技术的发展，DDC分站连接传感器、执行器的输分站连接传感器、执行器的输入输出模块应用现场总线，从分站内部走向设备现场，形成分入输出模块应用现场总线，从分站内部走向设备现场，形成分布式输入输出现场网络层，构成布式输
36、入输出现场网络层，构成FCS。此时的传感器和执行器包含此时的传感器和执行器包含CPU，具有数据处理和通信功能，具有数据处理和通信功能，是智能型传感器和智能型执行器。是智能型传感器和智能型执行器。现场总线是现场智能化设备之间的数字式、双向传输、多结点现场总线是现场智能化设备之间的数字式、双向传输、多结点和多分支结构的数字通信网络。和多分支结构的数字通信网络。DCS是把控制网络连接到现场是把控制网络连接到现场控制器控制器DDC，而，而FCS则把通信网络一直连接到现场设备。则把通信网络一直连接到现场设备。FCS适应了控制系统向分散化、网络化、标准化和开放性发展的趋适应了控制系统向分散化、网络化、标准
37、化和开放性发展的趋势，是继势，是继DCS之后的新一代控制系统。之后的新一代控制系统。1.3 建筑设备自动化系统认知 第四代产品：与互联网第四代产品：与互联网/内部网兼容的开放式内部网兼容的开放式BAS 21世纪世纪 BAS技术的演化过程实际上就是计算机和信息技术在楼宇控制技术的演化过程实际上就是计算机和信息技术在楼宇控制与管理上的应用和发展过程。与管理上的应用和发展过程。在前三个阶段，在前三个阶段，BAS技术是以计算机技术为先导的，楼宇自动技术是以计算机技术为先导的，楼宇自动化系统和计算机系统化系统和计算机系统/网络之间有清晰的界限。网络之间有清晰的界限。随着随着Internet/Intran
38、et的发展，的发展，BAS在通信协议和信息处理的在通信协议和信息处理的方法层面与计算机网络实现兼容。方法层面与计算机网络实现兼容。许多计算机领域所使用的通信和软件技术被许多计算机领域所使用的通信和软件技术被BAS直接采用。直接采用。BAS采用采用Web技术，技术，BAS中央站嵌入中央站嵌入Web服务器，融合服务器，融合Web功能，以网页形式为工作模式，使功能，以网页形式为工作模式，使BAS与计算机网络成为一体与计算机网络成为一体系统。系统。从此，在从此，在BAS和计算机网络间就不再有界限了。无论系统在数和计算机网络间就不再有界限了。无论系统在数量或空间上有多大的规模，系统间都可以方便的集成到一
39、起。量或空间上有多大的规模，系统间都可以方便的集成到一起。1.3 建筑设备自动化系统认知特别提示特别提示总结上述的总结上述的BAS发展历程，可以发现计算机技术对发展历程，可以发现计算机技术对BAS的巨大推动作用。的巨大推动作用。如，如，DGP结合结合CPU，使之具备数据处理运算通信功，使之具备数据处理运算通信功能，成为可以独立完成所有现场控制工作的现场控能，成为可以独立完成所有现场控制工作的现场控制器。制器。又如，传感器和执行器结合又如，传感器和执行器结合CPU，使之具备数据处，使之具备数据处理和通信功能，成为了智能型传感器和智能型执行理和通信功能，成为了智能型传感器和智能型执行器。器。1.3
40、 建筑设备自动化系统认知1.3.3 BAS的监控内容 1暖通空调系统暖通空调系统 暖通空调系统是建筑物内功能最复杂、涉及设备最多、设备分布最分暖通空调系统是建筑物内功能最复杂、涉及设备最多、设备分布最分散和能耗最大的一个系统，是散和能耗最大的一个系统，是BAS的主要控制对象。的主要控制对象。2给水排水系统给水排水系统 3供配电与照明系统供配电与照明系统 BAS可实现电力系统的继电保护与备用电源的自动投入，监视开关和可实现电力系统的继电保护与备用电源的自动投入，监视开关和变压器的状态，检测系统的电流、电压、有功功率与无功功率、电能变压器的状态，检测系统的电流、电压、有功功率与无功功率、电能等参数
41、，实现全面能量管理等功能。等参数，实现全面能量管理等功能。建筑物照明系统能耗比重仅次于暖通空调系统建筑物照明系统能耗比重仅次于暖通空调系统 照明系统的监控范围包括楼层照明、泛光照明、障碍灯等。照明系统的监控范围包括楼层照明、泛光照明、障碍灯等。4电梯系统电梯系统 BAS可以监测电梯楼层的状况、电气参数，通过电梯群组的优化传送，可以监测电梯楼层的状况、电气参数，通过电梯群组的优化传送，控制平均设备使用率，并节约能源。控制平均设备使用率，并节约能源。5.其他系统其他系统 在工业建筑中，在工业建筑中，BAS可能还包括用于生产过程的压缩空气、蒸气及热可能还包括用于生产过程的压缩空气、蒸气及热水系统等。
42、水系统等。1.3.4 BAS的功能建筑设备监控系统主要体现在以下四个方面：建筑设备监控系统主要体现在以下四个方面：1.为建筑物提供良好环境为建筑物提供良好环境2.优化建筑物内机电设备的运行管理与控制优化建筑物内机电设备的运行管理与控制3.能源管理与节能控制能源管理与节能控制4提高工作人员效率，减少运行人员及费用提高工作人员效率，减少运行人员及费用1.3.5 BAS的硬件架构 1.概述概述 BAS通常由四部分组成：通常由四部分组成：中央站、现场控制器、仪表、通信网络中央站、现场控制器、仪表、通信网络 BAS网络结构网络结构 一般采用分布式系统和多层次的网络结构一般采用分布式系统和多层次的网络结构
43、 典型的典型的BAS网络结构由管理、控制、现场设备三个网络层构成网络结构由管理、控制、现场设备三个网络层构成 网络结构形式网络结构形式t 对于大型对于大型BAS系统，一般采用三层网络结构系统，一般采用三层网络结构s 由管理、控制、现场设备三个网络层构成由管理、控制、现场设备三个网络层构成t 中型中型BAS系统一般采用两层或三层的网络结构系统一般采用两层或三层的网络结构s 其中两层网络结构宜由管理层和现场设备层构成。其中两层网络结构宜由管理层和现场设备层构成。t 小型小型BAS系统一般采用单层网络结构或两层网络结构系统一般采用单层网络结构或两层网络结构s 以现场设备层为骨干构成以现场设备层为骨干
44、构成1.3.5 BAS的硬件架构I/O模块变频器风阀阀门执行器现场层（仪表）控制层（分站）（操作站）客户机以太网管理网络层（中央管理工作站）服务器接口接口接口控制器控制器微控制器传感器控制器(操作站)客户机 2.BAS三层网络三层网络1.3.5 BAS的硬件架构 1)管理网络层管理网络层(中央管理工作站中央管理工作站)管理网络层的设备组成管理网络层的设备组成t 服务器、工作站和通信接口服务器、工作站和通信接口 通常基于通常基于TCP/IP通信协议通信协议t 采用符合采用符合IEEE802.3的以太网，可以提供非常高的通信速度。的以太网，可以提供非常高的通信速度。功能有：功能有：t监控系统的运行
45、参数监控系统的运行参数t检测可控的子系统对控制命令的响应情况检测可控的子系统对控制命令的响应情况t显示和记录各种测量数据、运行状态、故障报警等信息显示和记录各种测量数据、运行状态、故障报警等信息t数据报表和打印数据报表和打印1.3.5 BAS的硬件架构 2)控制网络层（分站）控制网络层（分站）由通信总线和控制器组成。由通信总线和控制器组成。BAS通过通信网络系统将不同数目的现场控制器，与中央管理计通过通信网络系统将不同数目的现场控制器，与中央管理计算机连接起来，共同完成各种采集、控制、显示、操作和管理功算机连接起来，共同完成各种采集、控制、显示、操作和管理功能。能。通信总线通信总线 可包括并行
46、工作的多条通信总线可包括并行工作的多条通信总线 每条总线可通过网络通信接口与管理网络层连接每条总线可通过网络通信接口与管理网络层连接 通信总线协议有：通信总线协议有：t TCP/IP、BACnet、LonTalk、MeterBus和和ModBus等等 当控制器采用以太网通信接口而与管理网络层处于同一通信级别当控制器采用以太网通信接口而与管理网络层处于同一通信级别时，可采用时，可采用交换式集线器交换式集线器连接，与中央管理工作站进行通信。连接，与中央管理工作站进行通信。1.3.5 BAS的硬件架构控制器控制器(分站分站)可与现场网络层的通信总线连接，可与现场网络层的通信总线连接，并与现场设备通信
47、。并与现场设备通信。控制器控制器(分站分站)可采用：可采用：t直接数字控制器直接数字控制器s DDCt可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器s PLCt或兼有或兼有DDC、PLC特性的混合型控制器特性的混合型控制器 s Hybrid Controller，HC控制器控制器(分站分站)之间采用：之间采用：t对等式对等式(peer to peer)的直接数据通信的直接数据通信DDC控制器1.3.5 BAS的硬件架构 3)现场设备网络层现场设备网络层 组成组成t执行器执行器s 电动调节阀、电动碟阀、电磁阀、电动风门等电动调节阀、电动碟阀、电磁阀、电动风门等t传感器传感器s 温度、湿度、压力、压差、流量、水
48、位、一氧化碳、二温度、湿度、压力、压差、流量、水位、一氧化碳、二氧化碳、照度、电量等检测仪表氧化碳、照度、电量等检测仪表t等现场设备等现场设备1.3.5 BAS的硬件架构 3)现场设备网络层现场设备网络层 作用作用t用来完成末端设备的控制和现场仪表设备的信息采集和处用来完成末端设备的控制和现场仪表设备的信息采集和处理理 中型及以上系统的现场网络层中型及以上系统的现场网络层t 通过通过通信总线通信总线连接微控制器、分布式智能输入输出模块、智能传连接微控制器、分布式智能输入输出模块、智能传感器和智能执行器等智能现场仪表感器和智能执行器等智能现场仪表s 也可以使用常规现场仪表和一对一连线也可以使用常
49、规现场仪表和一对一连线t采用的总线有：采用的总线有：s TCP/IP、BACnet、LonTalk、MeterBus和和ModBust微控制器应具有对末端设备进行控制的功能微控制器应具有对末端设备进行控制的功能s 并能独立于控制器并能独立于控制器(分站分站)和中央管理工作站完成控制操和中央管理工作站完成控制操作作1.3.5 BAS的硬件架构 3.实际产品举例实际产品举例APOGEE楼宇自控系统系统楼宇自控系统系统 国外品牌厂商如：国外品牌厂商如：t霍尼韦尔霍尼韦尔(Honeywell)、江森自控、江森自控(Johnson Controls)、西、西门子楼宇科技门子楼宇科技(Siemens)、施
50、耐德、施耐德TAC、奥莱斯、奥莱斯(ALC)等等 国内的厂商有：国内的厂商有：t浙大中控、清华同方、海湾公司等。浙大中控、清华同方、海湾公司等。西门子楼宇科技西门子楼宇科技(Siemens)公司的公司的APOGEE顶峰系统顶峰系统 是基于现代控制论中分布式控制理论而设计的集散型系统是基于现代控制论中分布式控制理论而设计的集散型系统t是具有集中操作、管理和分散控制功能的综合监控系统是具有集中操作、管理和分散控制功能的综合监控系统 系统的目标是系统的目标是t实现建筑物内的暖通空调、变配电、给排水、冷热源、照实现建筑物内的暖通空调、变配电、给排水、冷热源、照明、电梯、扶梯及其他各类系统机电设备管理自
