智能楼宇11分析课件.ppt

1、课程名称：智能楼宇与自动化课程名称：智能楼宇与自动化思考题思考题1 1、智能建筑变电系统中，对负荷分布及变压器的配置、智能建筑变电系统中，对负荷分布及变压器的配置有何要求？有何要求？ 变电所变电所应尽量设在应尽量设在负荷中心负荷中心，以便于配电，节省，以便于配电，节省导线，也有利于施工。根据负荷导线，也有利于施工。根据负荷计算变压器容量计算变压器容量，选选择择变压器。变压器。 就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此应将变压器设置在建筑物的因此应将变压器设置在建筑物的底部底部。 40 40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，宜将变层以上的高层建

2、筑中，电梯设备较多，宜将变压器按压器按上、下上、下层配置或者按层配置或者按上、中、下上、中、下层分别配置。层分别配置。2、智能建筑的供电一般采用何方案？、智能建筑的供电一般采用何方案？由母线、开关、配电线路、变压器等组成一次的供电电路，这由母线、开关、配电线路、变压器等组成一次的供电电路，这个电路就是供电系统的一次结线，即主结线。智能化建筑由于个电路就是供电系统的一次结线，即主结线。智能化建筑由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电源，常用的供电方案如图。源，常用的供电方案如图。10kV母线S1S2市电1市电210kV母线

3、S1S2市电1市电2母线联络开关a)b)主供备用3 3、智能楼宇的低压配电方式一般有哪些？、智能楼宇的低压配电方式一般有哪些？低压配电方式是指低压干线的配线方式低压配电方式是指低压干线的配线方式, , 低压配电的接线方式低压配电的接线方式可分为可分为放射式、树干式、混合式放射式、树干式、混合式，（配电就是将，（配电就是将220220、380V380V等等电压送给设备）。电压送给设备）。.低压配电屏.低压配电屏.低压配电屏.a)b)c) 高高/ /低压进线、出线与中间联络断路器低压进线、出线与中间联络断路器状态检测和故障报警状态检测和故障报警，电压、电流、功率、功率因数的自动测量、自动电压、电流

4、、功率、功率因数的自动测量、自动显示及报警装显示及报警装置置。（进大厦参数）。（进大厦参数） 变压器二次侧电压、电流、功率、温升的自动变压器二次侧电压、电流、功率、温升的自动测量、显示测量、显示及高温报警及高温报警。（大厦区域参数）。（大厦区域参数） 配电柜中交流电源主进线开关状态监视设备，输出电压、配电柜中交流电源主进线开关状态监视设备，输出电压、电流等电流等参数的测量、显示及报警参数的测量、显示及报警。（各具体区域用电）。（各具体区域用电） 备用电源系统备用电源系统，包括发电机启动及供电断路器工作状态的，包括发电机启动及供电断路器工作状态的监视与故障报警设备，电压、电流、有功功率、无功功率

5、、功监视与故障报警设备，电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、油箱油位、进口油压、冷却水温和水箱水位等率因数、频率、油箱油位、进口油压、冷却水温和水箱水位等参数的自动测量、显示及报警。参数的自动测量、显示及报警。2.3 2.3 照明监控系统照明监控系统智能大厦是多功能的建筑，不同用途的区域对照明智能大厦是多功能的建筑，不同用途的区域对照明有不同的要求。因此，应根据使用的性质及特点，有不同的要求。因此，应根据使用的性质及特点，对照明设施进行不同的控制，在系统中应包含一个对照明设施进行不同的控制，在系统中应包含一个智能分站，对整个大厦的照明设备进行集中的管理智能分站，对整个大厦的照明设备

6、进行集中的管理控制，一般称其为控制，一般称其为照明与动力监控系统照明与动力监控系统。该系统包。该系统包括大厦各层的照明配电箱、事故照明配电箱和动力括大厦各层的照明配电箱、事故照明配电箱和动力配电箱。配电箱。具体监控功能包括下述内容：具体监控功能包括下述内容：(1) (1) 根据根据季节的变化季节的变化，按时间程序对不同区域，按时间程序对不同区域的照明设备分别进行开的照明设备分别进行开/ /停控制。停控制。 (2) (2) 正常照明供电出现正常照明供电出现故障故障时，该区域的事故时，该区域的事故照明立即投入运行。照明立即投入运行。 (3) (3) 发生发生火灾火灾时，按事件控制程序关闭有关的时，

7、按事件控制程序关闭有关的照明设备，打开应急灯。照明设备，打开应急灯。 (4) (4) 有有保安报警保安报警时，将相应区域的照明灯打开。时，将相应区域的照明灯打开。另外还有节能照明、艺术照明等等。另外还有节能照明、艺术照明等等。典型照明及动力回路监控原理图如图典型照明及动力回路监控原理图如图2.52.5所示。此系统也比较简单，所示。此系统也比较简单，室外照度传感器监测室外照度，当照度低于或高于某一设定值时，室外照度传感器监测室外照度，当照度低于或高于某一设定值时，系统通过启停控制系统通过启停控制DODO点启动或关闭照明回路，实现自动控制。当点启动或关闭照明回路，实现自动控制。当然，系统的启停还要

8、受到许多其它因素如时间表、手动干预、运然，系统的启停还要受到许多其它因素如时间表、手动干预、运行状态行状态(DI)(DI)等的影响。等的影响。照度大于某个值，启动照度大于某个值，启动DODO控制控制C1C1关闭负载，关闭负载，DIDI监视负载的运行状态。监视负载的运行状态。CC2C1DIDO负载NL供电回路箱启停控制运行状态LSAI室外照度类型数量AI1AODI1DO1大雾大雾下雨下雨日全食日全食WH:WH:万能开关万能开关KA1:KA1:自动开关自动开关SA1:SA1:手动开关手动开关反映手反映手/ /自动状态，画面可指示自动状态，画面可指示反映照明状态，到监控画面，绿红反映照明状态，到监控

9、画面，绿红要考要考虑照虑照度传度传感信感信号号当处于手动状态时，当处于手动状态时，SA1SA1左侧的触点闭合，必须左侧的触点闭合，必须用手推动开关，才能使接触器用手推动开关，才能使接触器1KM1KM触点吸合，楼触点吸合，楼梯照明接通；而当处于自动时，梯照明接通；而当处于自动时，KA1KA1左侧触点闭左侧触点闭合，合，KA1KA1受受DDCDDC控制，只有当室外照明暗到一定程控制，只有当室外照明暗到一定程度，度，KA1KA1才闭合，才闭合，1KM1KM触点吸合，自动点亮楼梯等。触点吸合，自动点亮楼梯等。走廊照明原理同上。走廊照明原理同上。2.4 2.4 暖通空调监控系统暖通空调监控系统智能大厦要

10、有好的空调系统，因此必须有可靠的空调监控系统。智能大厦要有好的空调系统，因此必须有可靠的空调监控系统。一、空气调节的原理一、空气调节的原理空调的空调的任务任务是是按照使用的目的对房间或公共建筑物内的空气状态按照使用的目的对房间或公共建筑物内的空气状态参数进行调节，为人们的工作和生活创造一个舒适的环境参数进行调节，为人们的工作和生活创造一个舒适的环境。一般。一般通过对通过对温度、湿度温度、湿度的控制实现。的控制实现。1 1、温度调节、温度调节按照人类的生理特征和生活习惯，从保健的角度出发，一般室内按照人类的生理特征和生活习惯，从保健的角度出发，一般室内外温差保持外温差保持5 5度度较为适宜，所以

11、夏季应在较为适宜，所以夏季应在25252727度，冬季在度，冬季在16162020度。度。2 2、湿度调节、湿度调节空气过于干燥或过于潮湿都会使人们感觉到不舒服。一般冬季在空气过于干燥或过于潮湿都会使人们感觉到不舒服。一般冬季在40405050，夏季在夏季在50506060较为适宜。较为适宜。3 3、空气的加热、空气的加热由加热器实现。空调的加热器一般有以由加热器实现。空调的加热器一般有以热水或蒸汽热水或蒸汽为媒体的为媒体的空气空气加热器和加热器和电电加热器两种方式。加热器两种方式。空气加热器一般采用空气加热器一般采用肋片管式肋片管式加热器，管内通热水或蒸汽，管外加热器，管内通热水或蒸汽，管外

12、是需加热的空气，空气和管内热水的流速越大，加热量越大；空是需加热的空气，空气和管内热水的流速越大，加热量越大；空气与换热器的接触面积越大，发热量越大。气与换热器的接触面积越大，发热量越大。通过调节管内热水的通过调节管内热水的流量流量或改变送风机的或改变送风机的转速转速，即可实现空气温，即可实现空气温度的调节。度的调节。4 4、空气的减温调湿、空气的减温调湿空气的空气的减湿与冷却减湿与冷却是通过表冷器实现。表冷器也是一个是通过表冷器实现。表冷器也是一个肋管式换热器。它内部流动的是制冷剂或冷水，通过控肋管式换热器。它内部流动的是制冷剂或冷水，通过控制它们的流量，即可控制其制冷量，从而达到制它们的流

13、量，即可控制其制冷量，从而达到降温除湿降温除湿的目的。（的目的。（家用空调只有降温，加湿器家用空调只有降温，加湿器）新风风阀风机回风排风送风风机回风房间房间空气热湿处理系统过滤器二、空调系统组成二、空调系统组成1 1、进风部分、进风部分 2 2、空气过滤部分、空气过滤部分 3 3、空气的热湿处理部、空气的热湿处理部分分 4 4、空气输送和分配部分、空气输送和分配部分 5 5、冷热源部分、冷热源部分思考：如何最节能？为什么要回风？在保证含氧量足够思考：如何最节能？为什么要回风？在保证含氧量足够的情况下要回风。的情况下要回风。MMMAO3调节风量新风TOHODIDI温度湿度送风机PDIQDDIDI

14、DO状态启停 故障 手/自动温度湿度送风回风排风PDIDO2QDDIDIDO送风机PDIT3AIH3AIT2AIH2AI启停 故障手/自动 温度湿度压差报警调节热水量数量名称4AI3AO9DI4DOHC（1 1）监测功能）监测功能监视监视风机电机的运行风机电机的运行/ /停止停止状态状态；（怎么监视）；（怎么监视）通过启动通过启动/停止按钮、通过电压与电流互感器停止按钮、通过电压与电流互感器监测风机出口空气温度和湿度参数；监测风机出口空气温度和湿度参数；监测新风过滤器两侧压差，以了解过滤器是否需要更换；监测新风过滤器两侧压差，以了解过滤器是否需要更换；监视新风阀打开监视新风阀打开/ /关闭状态

15、。关闭状态。（2 2）控制功能）控制功能控制风机启动控制风机启动/ /停止；停止；控制空气控制空气水换热器水侧调节阀，使风机出口温度达到设定值；水换热器水侧调节阀，使风机出口温度达到设定值；控制干蒸汽加湿器阀门，使冬季风机出口空气湿度达到设定值。控制干蒸汽加湿器阀门，使冬季风机出口空气湿度达到设定值。( (冬季干燥要加湿，必须使出口的蒸汽与空气温度相同冬季干燥要加湿，必须使出口的蒸汽与空气温度相同）（3 3）保护功能）保护功能冬季当某种原因造成热水冬季当某种原因造成热水温度降低温度降低或热水停止供应时，应该或热水停止供应时，应该停止停止风风机工作，机工作，关闭关闭新风阀门，以防止机组内温度过低

16、导致新风阀门，以防止机组内温度过低导致冻裂冻裂空气空气水水换热器；（如东北冷风）换热器；（如东北冷风）当热水恢复正常供热时，应该能启动风机，打开新风阀，恢复机组当热水恢复正常供热时，应该能启动风机，打开新风阀，恢复机组正常工作。（局部过热）正常工作。（局部过热）(4) (4) 集中管理功能集中管理功能智能大楼各机组附近的智能大楼各机组附近的DDCDDC控制装置通过现场总线与相应的中央管控制装置通过现场总线与相应的中央管理机相连，于是可以显示各机组启理机相连，于是可以显示各机组启/ /停状态；停状态；传送温度、湿度及各阀门状态值；传送温度、湿度及各阀门状态值；发出任一机组的启发出任一机组的启/

17、/停控制信号；停控制信号；修改送风参数设定值；修改送风参数设定值；任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。 （空调机组不止一台，集散）（空调机组不止一台，集散）具体实现：具体实现：风机控制风机控制：采用采用定时程序控制，累计运行时间。定时程序控制，累计运行时间。温度控制温度控制：夏季送冷风、冬季送暖风、春秋季节送新风。夏季送冷风、冬季送暖风、春秋季节送新风。湿度控制湿度控制：根据回风湿度调节加湿阀流量开度，控制蒸汽送给量。根据回风湿度调节加湿阀流量开度，控制蒸汽送给量。风阀控制风阀控制：根据室外温度和回风中根据室外温度和回风中CO2CO2的焓值，调整

18、风阀开度。的焓值，调整风阀开度。联锁控制联锁控制：风机启停和冷风机启停和冷/ /热水电动阀、加湿阀、新风风阀、回热水电动阀、加湿阀、新风风阀、回风风阀实施联动。风风阀实施联动。参数监测参数监测：送风温度、湿度，回风温度、湿度，室内温度，送风温度、湿度，回风温度、湿度，室内温度，室外温度，手动室外温度，手动/ /自动转换，自动转换，风机运行状态风机运行状态，电动水阀阀位反电动水阀阀位反馈馈，加湿阀阀位反馈，过滤网压差开关，风机压差开关，防，加湿阀阀位反馈，过滤网压差开关，风机压差开关，防霜冻保护开关，霜冻保护开关，室内空气质量（室内空气质量（CO2CO2）等。等。报警功能报警功能：过滤网压差超限

19、（过滤网堵塞）报警、过滤网压差超限（过滤网堵塞）报警、风机故障风机故障报警报警、防霜冻低温报警、参数越限报警等。、防霜冻低温报警、参数越限报警等。显示打印显示打印：动态流程画面、数据查询、运行曲线、送风温湿动态流程画面、数据查询、运行曲线、送风温湿度、回风温湿度、新风温湿度、阀位置显示、故障报表、数度、回风温湿度、新风温湿度、阀位置显示、故障报表、数据报表。据报表。2.5 2.5 给排水监控系统给排水监控系统 给水排水监控系统是智能大厦中的一个重要系统，给水排水监控系统是智能大厦中的一个重要系统，它的主要功能是它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运

20、行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率、水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率、低能耗的最优化控制低能耗的最优化控制。BASBAS给排水给排水监控对象监控对象主要是主要是水池、水池、水箱的水位和各类水泵的工作状态水箱的水位和各类水泵的工作状态。例如：水泵的启。例如：水泵的启/ /停状态，停状态，水泵的故障报警水泵的故障报警以及水箱高低水位的报警等以及水箱高低水位的报警等等。这些信号可以用文字及图形显示、记录和打印。等。这些信号可以用文字及图形显示、记录和打印。包括两部分：给水系统、排水系统。包

21、括两部分：给水系统、排水系统。2.5.1 2.5.1 给水系统给水系统1 1、给水系统组成、给水系统组成地下储水池、楼层水箱、地面水箱、生活给水泵、气压地下储水池、楼层水箱、地面水箱、生活给水泵、气压装置和消防给水泵等。装置和消防给水泵等。2 2、完成的主要功能、完成的主要功能(1) (1) 地下储水池水位、楼层水池、地面水池水位的地下储水池水位、楼层水池、地面水池水位的检检测测及当高及当高/ /低水位超限时的低水位超限时的报警（水位如何检测）报警（水位如何检测）。(2) (2) 对于生活给水泵，根据水池对于生活给水泵，根据水池( (箱箱) )的高的高/ /低水位控制低水位控制水泵的启水泵的启

22、/ /停，检测生活给水泵的停，检测生活给水泵的工作状态和故障现象工作状态和故障现象。当使用水泵出现故障时，备用水泵会自动投入工作。当使用水泵出现故障时，备用水泵会自动投入工作。(3) (3) 气压装置气压装置压力压力的检测与控制。（供水压力的高低的检测与控制。（供水压力的高低决定水泵开启的台数）决定水泵开启的台数）3 3、供水方式、供水方式v 重力给水系统（首先把水打上去）重力给水系统（首先把水打上去）高水位低水位城市供水管网水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵智能楼宇水箱供水优点优点：压力稳定；压力稳定；缺点缺点：水箱太重，水箱太重，增加大厦负荷，且有增加大厦负荷，且有噪声。一

23、根管坏，全噪声。一根管坏，全楼停水。楼停水。楼越高，对供水管提楼越高，对供水管提出了更高的要求。出了更高的要求。100m100m差不多是差不多是1010个大个大气压。（气压。（1 1个大气压个大气压76CM76CM汞柱，近似汞柱，近似10M10M水柱）水柱）压力给水系统压力给水系统v 并联气压给水系统（分区供水，相对压力小，占地方。）并联气压给水系统（分区供水，相对压力小，占地方。）最低区一区二区三区空压机P2水泵智能楼宇高水位低水位压力启/停空压机P1水泵高水位低水位压力启/停空压机P3水泵高水位低水位压力启/停123456789101112城市供水管网AIDIDODDC现场控制器15923

24、6710114812气压水箱气压水箱气压水箱水泵直接给水水泵直接给水最低区一区二区三区水泵智能楼宇水压转速水泵水压转速水泵水压转速123456城市供水管网AIAODDC 现场控制器135246通过调节水泵的转速，实现恒压供水，省去水池。通过调节水泵的转速，实现恒压供水，省去水池。基于基于PLC的恒压供水自动控制系统的恒压供水自动控制系统2.5.2 2.5.2 排水系统排水系统1 1、主要设备、主要设备：排水水泵、污水集水井、废水集水井等。：排水水泵、污水集水井、废水集水井等。2 2、主要监控功能、主要监控功能(1) (1) 集水井和废水井集水井和废水井水位检测水位检测及超限及超限报警报警。 (2) (2) 根据根据污水集水井与废水集水井的污水集水井与废水集水井的水位水位，控制排水控制排水泵泵的启的启/ /停。当水位达到高限时，连锁启动相应的水泵，停。当水位达到高限时，连锁启动相应的水泵，直到水位降至低限时连锁停泵。直到水位降至低限时连锁停泵。(3) (3) 排水排水泵泵运行运行状态状态的的检测检测以及发生故障时以及发生故障时报警报警。高水位低水位水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵高高水位污水污水集水井水泵启/停压差水泵状态备用水泵城市排污管动力控制箱C l i c k t o e d i t c o m p a n y s l o g a n .