1、,建筑設備自動化技術(能源監(jiān)控平臺),建筑設備自動化技術,1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求 1.1 BAS的對象環(huán)境 1.2 BAS的功能要求 1.3 BAS的技術基礎 1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器 2 集散控制 2.1 集散控制系統(tǒng)的基本組成與系統(tǒng)結構 2.2集散控制系統(tǒng)的典型結構 2.3 集散控制系統(tǒng)的特點 3 BAS中的集散控制系統(tǒng) 3.1 集散型BAS的典型網絡結構 3.2集散型BAS系統(tǒng)的組態(tài) 3.3 集散型BAS的幾種方案 3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器 4 智能建筑的 BAS 系統(tǒng)設計 4.1 BAS設計原則 4.2 BAS設計、施工及驗收依據

2、 4.3 BAS設計步驟 4.4 BAS設計中的幾個關鍵問題,本章導讀,本章主要介紹了BAS對象環(huán)境、功能要求和技術基礎，然后介紹了當前主流BAS系統(tǒng)結構（集散系統(tǒng)）及發(fā)展方向，最后給出了BAS設計原則、步驟和依據。 本章的重點和難點是在理解BAS系統(tǒng)構成的基礎上，結合以前所學的各門專業(yè)知識（檢測技術、控制原理和電氣控制技術），完成BAS設計。,建筑設備自動化技術,1.1 BAS的對象環(huán)境,建筑設備自動化技術 1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）（Building Automation System），指將建筑物或建筑群的電力、照明、給排水、防火、保安、車庫

3、管理等設備或系統(tǒng)，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的，構成的綜合系統(tǒng)。 根據智能建筑設計標準（GB/T 503142000），建筑設備自動化系統(tǒng)可分為建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)子系統(tǒng)和安防與消防系統(tǒng)（廣義BAS），其中，建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)子系統(tǒng)，被稱為俠義BAS。如圖8-1所示。,能耗監(jiān)測系統(tǒng),碳貸通：節(jié)能項目貸款，免抵押、零首付、二周內資金全額到賬 碳險通：節(jié)能項目保險，節(jié)能能力全責保險、項目收益權保險 節(jié)能技術方案保險機構、銀行機構認可認證 電話82727533,BAS對象環(huán)境,建筑設備自動化技術 1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.1 BAS的對象環(huán)境,圖1-1

4、BAS對象環(huán)境,BAS功能要求,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.2 BAS的功能要求,（1）對空調系統(tǒng)設備、通風設備及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等運行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄。 （2）對供配電系統(tǒng)、變配電設備、應急（備用）電源設備、直流電源設備、大容量不停電電源設備監(jiān)視、測量、記錄。 （3）對動力設備和照明設備進行監(jiān)視和控制。 （4）對給排水系統(tǒng)的給排水設備、飲水設備及污水處理設備等運行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄。 （5） 對熱力系統(tǒng)的熱源設備等運行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄。 （6） 對公共安全防范系統(tǒng)、火災自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)運行工況進行必要的監(jiān)視及

5、聯(lián)動控制。 （7） 對電梯及自動扶梯的運行監(jiān)視。,BAS監(jiān)視、測量、控制、記錄顯示的功能,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.1 BAS的對象環(huán)境,1.3 BAS的技術基礎,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,BAS將各個控制子系統(tǒng)集成為一個綜合系統(tǒng)，其核心技術是集散控制系統(tǒng),圖1-2廣義的BAS系統(tǒng)組成概念圖,電量檢測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-3 電量檢測設備,對高、低壓進線及發(fā)電機電壓、電流監(jiān)測，對低壓進線及發(fā)電機功率因數、有功功率、

6、無功功率、電量的監(jiān)測，它們將為繪制負荷曲線、進行無功補償、電費結算及能源管理、用電設備的運行和調度提供依據。,溫度檢測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-4 溫度傳感器,在BAS中對溫度的檢測主要用于:室內氣溫、室外氣溫,范圍在-4045；風道氣溫,范圍在-40130；水管內水溫,范圍在090。,濕度檢測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-5 相對濕度傳感器,在BAS中對濕度的檢測主要用于室內室外的空氣濕度、風道的空氣濕度的檢測等。,壓

7、力檢測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-6 壓力壓差傳感器,在BAS中對壓力的檢測主要用于風道靜壓、供水管壓、差壓的檢測,有時也用來測量液位的高程,如水箱的水位等。大部分的應用屬于微壓測量,量程在05000Pa。,液位檢測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-7 液位傳感器,BAS中對液位的監(jiān)測主要是供水系統(tǒng)的中地下水或者高位水箱的水位，排水系統(tǒng)中集水坑的水位，消防水箱的水位等。,流量檢測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化

8、系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-7 水流量計,熱源系統(tǒng)中鍋爐熱水流量和二次熱水回水流量等的監(jiān)測。根據分水器、集水器的供、回水溫度及回水干管的流量測量值，來實時計算空調末端設備所需的熱負荷，按照熱負荷自動調整熱交換器及熱水給水泵的臺數。,照度監(jiān)測設備,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-9 照度傳感器,BAS中采用照度傳感器對室外照度自然光度進行測量，實現(xiàn)照明系統(tǒng)根據不同室外照度環(huán)境進行自動調光，保證良好照度的前提下，實現(xiàn)節(jié)能。,電磁閥,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（B

9、AS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-10電磁閥結構原理,電磁閥是電動執(zhí)行器中最簡單的一種，它利用電磁鐵的吸合和釋放對小口徑閥門作通、斷兩種狀態(tài)的控制，由于結構簡單、價格低廉，常和兩位式簡易控制器組成簡單的自動調節(jié)系統(tǒng)。其原理如圖8-10所示。,電動閥,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)行器,圖1-11電動閥結構原理,電動執(zhí)行器使用電動機作動力元件，將控制器來的信號轉變?yōu)殚y的開度。如圖1-11,12所示。,風門,建筑設備自動化技術 1.1 建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）的功能需求,1.4 BAS常用檢測設備和執(zhí)

10、行器,圖1-13 電動式風門的結構原理,在智能樓宇的空調、通風系統(tǒng)中，用得最多的調節(jié)機構是風門，風門用來精確控制風的流量。如圖1-13所示。,三大部分組成,建筑設備自動化技術 1.2 集散控制,2.1 集散控制系統(tǒng)的基本組成與系統(tǒng)結構,圖1-14 集散控制系統(tǒng)的組成,集散控制系統(tǒng)是由分散過程控制裝置、操作管理裝置、通信系統(tǒng)三大部分組成的,如圖1-14所示。,第三代集散控制系統(tǒng)的典型結構,建筑設備自動化技術 2.2 集散控制,2.2集散控制系統(tǒng)的典型結構,圖1-15 模件化控制站+與MAP兼容的局域網+信息綜合管理系統(tǒng),第二代集散控制系統(tǒng)的典型結構,建筑設備自動化技術 2.2 集散控制,2.2集

11、散控制系統(tǒng)的典型結構,圖1-16 分散過程控制站+局域網+信息管理系統(tǒng)構成,PLC+通信系統(tǒng)+操作管理站,建筑設備自動化技術 2.2 集散控制,2.2集散控制系統(tǒng)的典型結構,圖1-17 PLC+集散控制系統(tǒng)結構,2.3 集散控制系統(tǒng)的特點,建筑設備自動化技術 2.2 集散控制,(1) 分級遞階控制； (2) 分散控制； (3) 自治性； (4) 協(xié)調性； (5) 友好性； (6) 適應性、靈活性和可擴充性； (7) 開放系統(tǒng)； (8) 可靠性。,單層網絡結構,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),3.1 集散型BAS的典型網絡結構,圖1-18 工作站現(xiàn)場控制設備的單層網絡結構,兩

12、層網絡結構,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),3.1 集散型BAS的典型網絡結構,圖1-19 BAS兩層網絡結構,三層網絡結構,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),3.1 集散型BAS的典型網絡結構,圖1-20 BAS三層網絡結構,BAS網絡結構發(fā)展趨勢,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.1 集散型BAS的典型網絡結構,BAS網絡結構不斷朝著開放化、標準化、遠程化、集成化方向發(fā)展。 (1)現(xiàn)場總線技術應用于BAS現(xiàn)場控制網絡。 (2）工業(yè)以太網在各方面的性能都達到甚至超過一些現(xiàn)場總線技術。DDC直接接入工業(yè)以太網可以簡化集散控制系統(tǒng)的

13、網絡結構，提高網絡監(jiān)控性能，是集散控制系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向。 (3）BACnet從整體上對系統(tǒng)通信網絡的標準結構及各層協(xié)議進行了定義，為整個BAS網絡完全標準化提供了可能。 (4）OPC(OLE for process control)技術為實現(xiàn)BAS與智能樓宇中其他子系統(tǒng)之間的聯(lián)動和信息集成提供了一種開放、靈活、標準的技術。,畫面的組態(tài),建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.2集散型BAS系統(tǒng)的組態(tài),圖1-21 設備運行狀態(tài)顯示,按建筑層面組織的集散型BAS系統(tǒng),建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.3 集散型BAS的幾種方案,圖8-22 按樓層

14、面組織的集散型BAS系統(tǒng),按建筑設備功能組織的集散型BAS系統(tǒng),建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.3 集散型BAS的幾種方案,圖1-23 按設備功能組織的集散型BAS系統(tǒng),混合型的集散型BAS系統(tǒng),建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.3 集散型BAS的幾種方案,這是兼有上述二種結構特點的混合型,即某些子系統(tǒng)(如供電、給排水、消防、電梯)采用按整座樓宇設備功能組織的集中控制方式,另外一些子系統(tǒng)(如燈光照明、空調、等等)則按樓宇建筑層面組織的分區(qū)控制方式。這是一種靈活的結構系統(tǒng),它兼有上述兩種方案的特點,可以根據實際的需求而調整。,表 1,建筑設備

15、自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器,表 2,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器,表 3,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器,表 4,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器,表 5,建筑設備自動化技術 2.3 BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器,表 6,建筑設備自動化技術 2.3

16、BAS中的集散控制系統(tǒng),2.3.4 BAS中的基本監(jiān)測點、接口位置及常用傳感器,8.4.1 BAS設計原則,建筑設備自動化技術 4 智能建筑的 BAS 系統(tǒng)設計,BAS的設計原則是功能實用、技術先進、設備及系統(tǒng)具有良好開放性和可集成性、選擇符合主流標準的系統(tǒng)和產品、保證在建筑物生命周期內BAS系統(tǒng)的造價和運行維護費用盡可能低、系統(tǒng)安全、可靠、具有良好容錯性。,4.2 BAS設計、施工及驗收依據,建筑設備自動化技術 4 智能建筑的 BAS 系統(tǒng)設計,1國家標準 （1）智能建筑設計標準（GB/T 503142000）； （2）民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ/T16-1992）； （3）供配電系統(tǒng)設計

17、規(guī)范（GB50052/95）； （4）工業(yè)企業(yè)通信接地設計規(guī)范（GB/TJ79-1985）； （5）采暖通風于空氣調節(jié)設計規(guī)范（GBJ19-1987）； （6）智能建筑弱電工程設計施工圖集（GJBT471）； （7）自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范（GB50093-2002）； （8）電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范(GB 50168-1992)； （9）建筑電氣安裝工程質量驗收標準（GB50303-2002）； （10）智能建筑施工驗收規(guī)范（GB50-2003）等。 2其他依據： （1）甲方提供的技術資料和設計要求； （2）采用的控制系統(tǒng)的技術手冊。,4.3 BAS設計步驟,建筑設備自動化技術 4 智能建筑的 BAS 系統(tǒng)設計,1.技術需求分析 2.確定各功能子系統(tǒng)的控制方案 3.確定系統(tǒng)監(jiān)控點及監(jiān)控設備 4.統(tǒng)計匯總控制設備（傳感器、控制器）清單 對選配的控制設備、軟件進行列表統(tǒng)計與匯總。 5.繪制各種被控設備的控制原理圖,繪制出整個設備BAS施工平面圖及系統(tǒng)圖。 6.采用組態(tài)軟件完成系統(tǒng)、畫面及控制組態(tài)和軟件設計。,BAS系統(tǒng)結構設計,建筑設備自動化技術4 智能建筑的 BAS 系統(tǒng)設計,圖1-24 BAS結構示意圖,調節(jié)閥的流量特性,建筑設備自動化技術 4 智能建筑的 BAS 系統(tǒng)設計,圖1-25 調節(jié)閥理想流量特性,思考,建筑