1、高技能人才高技能人才楼宇自控系统楼宇自控系统B A S 概 述概 述高技能人才高技能人才 楼宇自控系统就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防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、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统，我们称之为：BAS（Building Automation System）。定定 义义 楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才原原 理理 楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统(Distributed control systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现
2、场被控设备处的微机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，保证被控设备在最佳状态下运行。楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才基本功能基本功能 自动监视并控制各种机电设备的启、停，显示或打印当前运转状态。自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各
3、种设备，使之始终运行于最佳状态。监测并及时处理各种意外、突发事件。实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。能源管理：水、电、气等的计量收费，实现能源管理自动化。设备管理：包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才发展历史：第一代发展历史：第一代中央监控系统中央监控系统(20世纪世纪70年代产品年代产品)BAS从仪表系统发展成计算机系统，采用计算机构成中央站，打印机代替了记录仪表，散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)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。DGP分站的功能只是上传现场设备信息，下达中央站的控制命令
4、。中央计算机操纵着整个系统的工作，中央站采集各分站信息，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。楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才发展历史：第二代发展历史：第二代 DCS集散控制系统集散控制系统(20世纪世纪80年代产品年代产品)随着微处理机技术的发展和成本降低，DGP分站安装了CPU，发展成直接数字控制器DDC。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。BAS由4级组成，分别是现场、分站、中央站、管理系统。楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才发展历史：第三代发展
5、历史：第三代 开放式集散系统开放式集散系统(20世纪世纪90年代产品年代产品)随着现场总线技术的发展，DDC分站连接传感器、执行器的输人输出模块，应用现场总线，从分内部走向设备现场，形成分布式输入输出现场网络层，从而使系统的配置更加灵活，由于LonWorks等技术的开放性，也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络形成了3层结构，分别是管理层、自动化层和现场网络层。楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才发展历史：第四代发展历史：第四代 网络集成系统网络集成系统(21世纪产品世纪产品)随着企业网Intranet建立，建筑设备自动化系统必然采用Web技术，并力求在企业网中占据重要位置，BAS中
6、央站嵌入Web服务器，融合Web功能，以网页形式为工作模式，使BAS与Intranet成为一体系统。楼宇自控系统概述高技能人才高技能人才BAS子系统构成子系统构成楼宇自控系统楼宇自控系统空调系统空调系统给排水系统给排水系统变配电系统变配电系统照明系统照明系统电梯系统电梯系统冷热源系统冷热源系统空气处理系统空气处理系统 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才冷热源系统冷热源系统冷热源系统冷热源系统压缩式压缩式制冷系统制冷系统吸收式吸收式制冷系统制冷系统其它其它锅炉锅炉热力系统热力系统热交换器热交换器热力系统热力系统冷冻水冷冻水系统系统冷却冷却系统系统 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才空气处理系
7、统空气处理系统空气处理系统空气处理系统空调空调系统系统新风新风系统系统变风量变风量系统系统其它其它风机盘管风机盘管系统系统 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才给排水系统给排水系统给排水系统给排水系统生活给水生活给水消防给水消防给水生活排水排污生活排水排污消防排水排污消防排水排污 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才送排风系统送排风系统送排风系统送排风系统排烟排烟风机风机混流式混流式通风机通风机混流式混流式排风机排风机.排风机排风机送风机送风机 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才变配电系统变配电系统变配电系统变配电系统高压高压配电柜配电柜低压低压配电柜配电柜干式干式变压器变压器发电机发电机其
8、它设备其它设备 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才楼控系统结构楼控系统结构调调节节对对象象 检测元件检测元件 各种传感器各种传感器执行调节机构执行调节机构分分站站控控制制器器传输通道 中央中央 处理机处理机中央控制室现场部分人机接口人机接口外围设备外围设备 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才中央控制室中央控制室 包括中央处理机（计算机、存储器、接口装置等）、外围设备（显示终端、键盘、打印机）和不间断电源三部分。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才传感器及执行调节机构传感器及执行调节机构传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检测现场设备的各种参数（如温度、湿度
9、、压差、液位等），并发出信号送到调节控制器（分站、数据中心等），如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、风道静压变送器、差压变送器；执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号，并调节控制现场运行设备的机构，如电动阀、电磁阀、调节阀等，包括执行机构（如电动阀上的电机）和调节机构（电动阀的阀门）。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才分站控制器（一）分站控制器（一）是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器（DDC），它接收传感器输出的信号，进行数字运算，逻辑分析判断处理后自动输出控制信号，驱动执行调节机构。分站控制器是整个控制系统的核心，一般具有AI、AO、DI、DO四种输入/输出
10、接口。可以方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接相连接，对各种物理量进行测量，以及实现对被控系统的调节与控制。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才AI-模拟量输入接口，可用作仪表的检测输入，如温度、压力等，一般为0-5V或4-20mA的直流信号。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，一般不需要外部电源，输出为0-10V的直流信号。分站控制器（二）分站控制器（二）楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才DI-数字量输入接口，即触点、液位开关、限位开关的闭合与断开，一般用作检测设备状态、报警接点、脉冲计数等。DO-数字量输出接口，用于控制风机，水泵等运行，
11、亦可作为输出信号与驱动增减量型执行机构。分站控制器（三）分站控制器（三）楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才传输通道传输通道 是联系系统各部分的纽带，数据中心与各分站通过总线型或环形网络结构进行组网，各分站直接用一回路双芯导线连接到总线上就可以实现分站与分站之间、分站与中央站之间的通信。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才组网方式：总线型网络组网方式：总线型网络打印机电脑通信接口分站分站分站总 线 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才组网方式：环型网络组网方式：环型网络打印机电脑分站分站分站总 线通信接口分站分站分站 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才组网方式：星型网络组网方式：星型网络电
12、脑分站分站分站分站分站分站分站打印机 楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才通讯协议通讯协议楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通过某种控制网络实现的，这就要求控制设备以及建筑设备都要遵循一定的通信协议。目前，国际上采用较多的是BACnet、LonTalk、Modbus等协议。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才通讯协议：通讯协议：BACnet BACnet是指美国国家标准协会的ANSI/ASHARE135-1995标准。BACnet是由一个建筑管理、系统用户、系统集成商组成的联合体提出的，正式的、非专有的开放协议通信标准。BACnet详细地描述了系统是如何工作的。它定义了系
13、统各部分共享数据的所有规则，如何实现数据共享，可以什么通信介质，哪个功能可用，信息如何解释等。总之，它为各种系统之间进行信息交流建立了一个基本规则。根本目的是提供楼宇自动控制系统实现互操作的方法，以便操作者对建筑物内的各个子系统进行标准化的集成。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才通讯协议：通讯协议：LonTalk LonTalk协议是LonWorks技术所使用的通信协议。LonTalk协议遵循由国际标准化组织（ISO）定义的开放系统互连（OSI）参考模型所定义的全部七层服务。它适用于任何一种传输媒介。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才通讯协议：协议比较通讯协议：协议比较 BACnet是个综合性的规范，它准许众多的实施方案，并提供一套强有力的服务功能。但是，这个协议在小型终端控制设备里实施，不能取得最大的成本/性能比。LonTalk是个强大的专门为设备而优化的协议；从传感器、调节器到区域控制器，样样都行。它带有一个紧凑型的协议架，很容易和廉价设备相适应。但其通信速率不高，只能适用于工作层。楼宇自控系统组成高技能人才高技能人才本节课程讲解完毕，谢谢大家！本节课程讲解完毕，谢谢大家！
