第4章-建筑设备自动化系统设计课件.ppt

1、0:31:131第四章 建筑设备自动化系统20:31:134.1 建筑设备自动化系统综述n4.1.14.1.1建筑设备自动化系统的基本概念建筑设备自动化系统的基本概念n1 1、BASBAS定义定义n建筑设备自动化系统建筑设备自动化系统BAS（Building Automation System），），也称楼也称楼宇自动化系统，是智能建筑的重要组成部分。系统对整座建筑的电宇自动化系统，是智能建筑的重要组成部分。系统对整座建筑的电气设备，如气设备，如空调系统、照明系统及给排水系统空调系统、照明系统及给排水系统等等进行信息采集和自进行信息采集和自动控制，实现楼宇内设备管理系统的自动化，起到集中管理、

2、分散动控制，实现楼宇内设备管理系统的自动化，起到集中管理、分散控制、节能降耗的作用控制、节能降耗的作用。nBAS的主要内容包括由的主要内容包括由楼宇机电设备控制构成的设备楼宇机电设备控制构成的设备/环境监控系统环境监控系统和由和由火灾自动报警火灾自动报警和和安全防范安全防范组成的公共安全系统组成的公共安全系统两部分。两部分。30:31:132 2、BASBAS基本功能基本功能（1 1）自动监视和控制各种机电设备的状态。自动监视和控制各种机电设备的状态。如启、停、显示等。如启、停、显示等。（2 2）自动检测、显示、打印、记录存储各种设备运行参数。自动检测、显示、打印、记录存储各种设备运行参数。如

3、温如温度、湿度、流量、电压、电流、用电量等。度、湿度、流量、电压、电流、用电量等。（3 3）自动调节各种设备处于最佳运行状态，自动调节各种设备处于最佳运行状态，根据外界参数变化而根据外界参数变化而自动调节自动调节（最优化控制）（最优化控制）。（4 4）监控并及时）监控并及时处理各种意外、突发事件处理各种意外、突发事件 （5 5）实现）实现对各种设备的统一管理、协调控制对各种设备的统一管理、协调控制（6 6）实现）实现能源能源/能耗优化管理能耗优化管理40:31:13 3 3、BASBAS系统的意义和作用系统的意义和作用 n（1）节省节省大规模的能耗；大规模的能耗；n（2）延长延长设备的使用寿命

4、，提高设备的安全运行系数；设备的使用寿命，提高设备的安全运行系数；n（3）提高提高建筑物的管理水平；建筑物的管理水平；n（4）提高提高室内环境的舒适程度；室内环境的舒适程度；50:31:13建筑设备监控系统：一般规定摘自：民用建筑电气设计规范（新版）第18章 nBAS主要用于对下列子系统进行主要用于对下列子系统进行设备运行、建筑环境和建筑节设备运行、建筑环境和建筑节能的监测与控制：能的监测与控制：1、暖通空调系统；、暖通空调系统；2、给水与排水系统；、给水与排水系统；3、供配电系统；、供配电系统；4、公共照明系统；、公共照明系统；5、电梯和自动扶梯系统。、电梯和自动扶梯系统。60:31:134

5、.1.2 建筑设备自动化系统的组成n建筑设备自动化系统有狭义与广义之分建筑设备自动化系统有狭义与广义之分n从狭义的观点来看，从狭义的观点来看，建筑设备自动化系统的内容包括各自动化设备的建筑设备自动化系统的内容包括各自动化设备的分系统：如暖通空调系统，照明系统，给排水系统，电梯控制系统，分系统：如暖通空调系统，照明系统，给排水系统，电梯控制系统，供配电系统等。供配电系统等。n即使是由某些专用控制产品，建筑设备自动化系统也必须负责其状态即使是由某些专用控制产品，建筑设备自动化系统也必须负责其状态监测，监测，一旦遇到特殊情况，由于安全方面的原因，应能发出报警，一旦遇到特殊情况，由于安全方面的原因，应

6、能发出报警，建建筑设备自动化系统必须承担其相应的联动控制功能。筑设备自动化系统必须承担其相应的联动控制功能。70:31:14n广义的观点广义的观点，建筑设备自动化系统建筑设备自动化系统已经把安全监控系统已经把安全监控系统(Security Automation System，简称，简称SAS)与消防监控系统与消防监控系统(Fire Automation System，简称，简称FAS)纳入范畴中，纳入范畴中，n“当工程有智能建筑集成要求，且主管部门允许时，当工程有智能建筑集成要求，且主管部门允许时，BAS应提供与火应提供与火灾自动报警系统灾自动报警系统(FAS)及安全防范系统及安全防范系统(S

7、AS)的通信接口，构成建筑设的通信接口，构成建筑设备管理系统备管理系统(BMS)。”摘自民用建筑电气设计规范摘自民用建筑电气设计规范 18.1.6 n建筑设备自动化系统的组成如图建筑设备自动化系统的组成如图4-1所示所示80:31:14照明系统照明系统电梯控制系统电梯控制系统空调系统空调系统变配电系统变配电系统消防系统消防系统给排水系统给排水系统停车场管理系统停车场管理系统保安系统保安系统监控中心监控中心建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BAS）图图4-1 4-1 建筑设备监控系统结构建筑设备监控系统结构90:31:141 1、变配电系统、变配电系统n 对智能建筑物供电设备和供电状况进行

8、监视对智能建筑物供电设备和供电状况进行监视，包括：，包括：各级电力开关设备及电柜高低压各级电力开关设备及电柜高低压状态状态；主要回路的主要回路的电流、电压及功率因数电流、电压及功率因数；变压器及电缆的变压器及电缆的温度；温度；发电机运行状态发电机运行状态检测与控制检测与控制；对故障进行对故障进行报警报警等。等。通过对用电情况的通过对用电情况的计量和统计，计量和统计，合理均衡负荷，保障安全、合理均衡负荷，保障安全、可靠地供电。可靠地供电。100:31:142 2、空调系统、空调系统n为了使智能建筑真正达到舒适、节能的效果，对不同区域的空为了使智能建筑真正达到舒适、节能的效果，对不同区域的空调系统

9、按事先编制的程序或根据环境温度自动控制建筑物内的调系统按事先编制的程序或根据环境温度自动控制建筑物内的相关设备：相关设备：中央空调制冷机组、冷却水泵、冷却塔风机、电磁阀门、风机中央空调制冷机组、冷却水泵、冷却塔风机、电磁阀门、风机的启停；的启停；（包括热源及热力系统）（包括热源及热力系统）监视、动态显示和记录监视、动态显示和记录各设备的状态、室内外各测点的温度、各设备的状态、室内外各测点的温度、湿度、压力、流量、二氧化碳含量、空气负离子含量、阀门的湿度、压力、流量、二氧化碳含量、空气负离子含量、阀门的开度和运行时间等参数；开度和运行时间等参数；自动进行故障报警或停机自动进行故障报警或停机，动态

10、显示有关水泵、阀门、风机的，动态显示有关水泵、阀门、风机的位置和状态等。位置和状态等。110:31:143、照明系统n按编制的程序对各楼层的按编制的程序对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅照明、配电盘、办公室照明、门厅照明、走廊照明、庭院或停车场处照明、广音霓虹灯、节日装饰彩走廊照明、庭院或停车场处照明、广音霓虹灯、节日装饰彩灯、航空照明灯、航空照明等设备自动进行等设备自动进行启停控制启停控制；n自动实现对照明回路的自动实现对照明回路的分组控制分组控制、用电过大时自动切断电源，、用电过大时自动切断电源，对厅堂和办公室等地进行对厅堂和办公室等地进行“无人熄灯无人熄灯”控制等。控制等。120:31:

11、144、电梯控制系统n电梯是建筑物内交通的重要枢纽。电梯是建筑物内交通的重要枢纽。n对带有完备控制装置的电梯，对带有完备控制装置的电梯，将其控制装置与楼宇自动化系将其控制装置与楼宇自动化系统相连接，实现相互间的数据通信，统相连接，实现相互间的数据通信，使管理中心能够随时掌使管理中心能够随时掌握各个电梯的工作状况，并在火灾、保安的特殊场合对电梯握各个电梯的工作状况，并在火灾、保安的特殊场合对电梯的运行进行直接控制。的运行进行直接控制。130:31:14 5、消防系统n消防系统是消防系统是BA系统的重要组成部分。它实施对建筑物内消防系系统的重要组成部分。它实施对建筑物内消防系统的消防栓、喷淋水、消

12、防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度统的消防栓、喷淋水、消防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度探测报警器、防火排烟阀、消防电梯、消防广播、消防电话等探测报警器、防火排烟阀、消防电梯、消防广播、消防电话等设施联网进行监视与自动控制；设施联网进行监视与自动控制；n一旦出现火灾，消防系统除了自身立即切换到消防模式，自动一旦出现火灾，消防系统除了自身立即切换到消防模式，自动进行相应动作之外，还应立即通过进行相应动作之外，还应立即通过BAS系统，向变配电、排给系统，向变配电、排给水、空调、电梯、保安等相关系统发出进入消防模式的命令，水、空调、电梯、保安等相关系统发出进入消防模式的命令，由这些设备自身的控制系统来

13、协调和实现消防动作。由这些设备自身的控制系统来协调和实现消防动作。140:31:146、给排水系统n对各给水泵、排水泵、污水泵和饮用对各给水泵、排水泵、污水泵和饮用水泵的运行状态水泵的运行状态、各种、各种水箱及污水池的水位进行水箱及污水池的水位进行实时监测实时监测；n通过对给水系统压力的监视及其通过对给水系统压力的监视及其水位、压力水位、压力状态，状态，启停启停相应相应的水泵，以保证排给水系统的正常运行。的水泵，以保证排给水系统的正常运行。150:31:148、安全防范系统n安全防范系统一般包括视频监视系统和安全保卫系统。它安全防范系统一般包括视频监视系统和安全保卫系统。它们通过对们通过对闭路

14、电视监视、出入口控制、防盗报警、保安巡闭路电视监视、出入口控制、防盗报警、保安巡逻逻等手段，辩识出运行物体、火焰、烟和其他异常情况，等手段，辩识出运行物体、火焰、烟和其他异常情况，并立即进行报警及自动录像；并立即进行报警及自动录像；n一旦有情况，自动对出入口门进行控制，启动自保护措施，一旦有情况，自动对出入口门进行控制，启动自保护措施，最大限度地保证安全。最大限度地保证安全。160:31:149、监控中心n智能化大楼自动化是由各个子系统组成的，子系统之间智能化大楼自动化是由各个子系统组成的，子系统之间相互协调，具有互操作的特性。相互协调，具有互操作的特性。n监控中心的主要功能就是对这些子系统进

15、行集中管理和监控中心的主要功能就是对这些子系统进行集中管理和协调，共同组成一个完整的控制网络。协调，共同组成一个完整的控制网络。170:31:1410、信息系统n信息系统主要是对整个大楼的信息系统主要是对整个大楼的 Internet网络进行监控和管理。网络进行监控和管理。首首先要先要对网络设备进行监控，对网络设备进行监控，保证对外信息畅通；其次要保证本保证对外信息畅通；其次要保证本大楼重要资料的信息安全，最大限度地防范网络黑客的进攻和大楼重要资料的信息安全，最大限度地防范网络黑客的进攻和破坏。破坏。n楼宇自动化系统应该是一个楼宇自动化系统应该是一个开放的系统开放的系统。大楼网站和楼宇自动。大楼

16、网站和楼宇自动化系统相连，可以实现楼宇的远程监控，从而使大楼监控人员化系统相连，可以实现楼宇的远程监控，从而使大楼监控人员对大楼的监控不受时间和地点的限制。对大楼的监控不受时间和地点的限制。180:31:14摘自智能建筑设计标准GB50314-2007n建筑设备管理系统建筑设备管理系统(BMS)Building Management System：对建筑设备：对建筑设备监控系统和公共安全系统等实施综合管理的系统。监控系统和公共安全系统等实施综合管理的系统。n3.5 建筑设备管理系统建筑设备管理系统n3.5.1 建筑设备管理系统的功能应符合下列要求：建筑设备管理系统的功能应符合下列要求：n1、应

17、具有对建筑机电设备测量、监视和控制功能，确保各类设备系、应具有对建筑机电设备测量、监视和控制功能，确保各类设备系统运行稳定、安全和可靠并达到节能和环保的管理要求。统运行稳定、安全和可靠并达到节能和环保的管理要求。n2、宜采用集散式控制系统。、宜采用集散式控制系统。n3、应具有对建筑物环境参数的监测功能。、应具有对建筑物环境参数的监测功能。n4、应满足对建筑物的物业管理需要，实现数据共享，以生成节能及应满足对建筑物的物业管理需要，实现数据共享，以生成节能及优化管理所需的各种相关信息分析和统计报表。优化管理所需的各种相关信息分析和统计报表。n5、应具有良好的人机交互界面及采用中文界面。、应具有良好

18、的人机交互界面及采用中文界面。n6、应共享所需的公共安全等相关系统的数据信息等资源。、应共享所需的公共安全等相关系统的数据信息等资源。190:31:14建筑设备监控系统的网络结构建筑设备监控系统的网络结构摘自：民用建筑电气设计规范（新版）第摘自：民用建筑电气设计规范（新版）第1818章章n建筑设备监控系统宜采用分布式系统和多层次的网络结构，并应根据系建筑设备监控系统宜采用分布式系统和多层次的网络结构，并应根据系统的规模、初投资以及选用产品的特点确定采用单层、两层或三层的网统的规模、初投资以及选用产品的特点确定采用单层、两层或三层的网络结构，但络结构，但不同网络结构的选择均应满足分布式系统集中监

19、视操作和分不同网络结构的选择均应满足分布式系统集中监视操作和分散采集控制散采集控制(分散危险分散危险)的主旨的主旨。n从系统规模的角度，小型与较小型系统宜采用以现场设备层为骨干构成从系统规模的角度，小型与较小型系统宜采用以现场设备层为骨干构成的单层网络结构：的单层网络结构：n中型以上系统宜采用中型以上系统宜采用两层或三层两层或三层的网络结构，其中两层网络结构宜由的网络结构，其中两层网络结构宜由管管理层和现场设备层理层和现场设备层构成；构成；n大型系统宣采用三层网络结构，即由管理、控制、现场设备三个网络层大型系统宣采用三层网络结构，即由管理、控制、现场设备三个网络层构成，构成，其网络结构见图其网

20、络结构见图l8.2.1。200:31:14210:31:1418.1.4 建筑设备监控系统规模可按实时数据点数建筑设备监控系统规模可按实时数据点数(硬件点和硬件点和软件点软件点)区分：建筑设备监控系统规模区分：建筑设备监控系统规模 系统规模系统规模实时数据点数实时数据点数小型系统小型系统250及以下及以下较小型系统较小型系统25l999中型系统中型系统10002999较大型系统较大型系统30004999大型系统大型系统5000及以上及以上220:31:15n各层应符合下列规定：各层应符合下列规定：1 管理网络层应完成系统集中监控和各种系统的集成。管理网络层应完成系统集中监控和各种系统的集成。2

21、 控制网络层应完成建筑设备的自动控制。控制网络层应完成建筑设备的自动控制。3 现场设备网络层应完成末端设备控制和现场仪表设备的信息采集现场设备网络层应完成末端设备控制和现场仪表设备的信息采集和处理。和处理。n18.3 管理网络层（中央管理工作站）管理网络层（中央管理工作站）n18.3.1 管理网络层应具有下列功能：管理网络层应具有下列功能：1 监控系统的运行参数；监控系统的运行参数；2 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；3 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；4 数据报表和打印。数据报表和

22、打印。230:31:1518.3.4 管理网络层的配置应符合下列规定：管理网络层的配置应符合下列规定：1、宜采用、宜采用10BASE-T100BASE-T方式，选用双绞线作为传输介质；方式，选用双绞线作为传输介质；2、服务器与客户机、服务器与客户机(操作站操作站)之间的连接宜选用交换式集线器；之间的连接宜选用交换式集线器；3、管理网络层的服务器和至少一个客户机、管理网络层的服务器和至少一个客户机(操作站操作站)应位于监控中心内；应位于监控中心内；4、在管理体制允许，建筑设备监控系统在管理体制允许，建筑设备监控系统BAS、火灾自动报警系统、火灾自动报警系统FAS和安全防范系统和安全防范系统SAS

23、共用一个控制中心或各控制中心相距不远的共用一个控制中心或各控制中心相距不远的情况下，情况下，BAS、SAS、FAS可共用同一个管理网络层，构成建筑管理可共用同一个管理网络层，构成建筑管理系统系统BMS，但应使三者其余部分的网络各自保持相对独立。，但应使三者其余部分的网络各自保持相对独立。240:31:1518.4 控制网络层控制网络层(分站分站)n18.4.1 控制网络层应完成对主控项目的控制网络层应完成对主控项目的开环控制开环控制和和闭环控制闭环控制、监控点监控点逻辑开关表控制逻辑开关表控制和和监控点时间表控制监控点时间表控制。n 18.4.2 控制网络层应由通信总线和控制器组成控制网络层应

24、由通信总线和控制器组成。通信总线的通信协。通信总线的通信协议宜采用议宜采用TCPIP、BACnet和和LonTalk等国际标准。等国际标准。n 18.4.3控制网络层的控制器（分站）宜采用直接数字控制器（控制网络层的控制器（分站）宜采用直接数字控制器（DDC）、）、可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLC）或）或 兼有兼有DDC、PLC特性的混合式控制器特性的混合式控制器HC（Hybrid Controller）。）。n 18.4.4在民用建筑中，除有特殊要求外，应选用在民用建筑中，除有特殊要求外，应选用DDC控制器。控制器。250:31:1518.4.7 控制网络层的配置应符合下列规定：控

25、制网络层的配置应符合下列规定：n 1、应采用总线拓扑结构，菊花环式应采用总线拓扑结构，菊花环式(Daisy Chain)连接，用双绞线作连接，用双绞线作为传输介质；为传输介质；n 2、控制网络层可以包括并行工作的多条通信总线控制网络层可以包括并行工作的多条通信总线，每条通信总线，每条通信总线可以通过网络接口与管理网络层可以通过网络接口与管理网络层(中央管理工作站中央管理工作站)连接，也可以通过管连接，也可以通过管理网络层服务器理网络层服务器RS232通信接口或内置通信网卡直接与服务器连接。通信接口或内置通信网卡直接与服务器连接。n 260:31:15n 3、当控制器当控制器(分站分站)采用以太

26、网通信接口而与管理网络层处于同一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，可采用交换式集线器连接，可与中央管理工作站进行通通信级别时，可采用交换式集线器连接，可与中央管理工作站进行通信；信；n 4、控制器控制器(分站分站)之间通信应为对等式之间通信应为对等式(peer to peer)直接数据通信；直接数据通信；n 5、控制器控制器(分站分站)可与现场网络层智能现场仪表和分布式智能输入可与现场网络层智能现场仪表和分布式智能输入输出模块进行通信；输出模块进行通信；n 6、当控制器、当控制器(分站分站)采用分布式智能输入输出模块时，可以用软件采用分布式智能输入输出模块时，可以用软件配置的

27、方法，把各个输入输出点分配到不同的控制器（分站）中进行配置的方法，把各个输入输出点分配到不同的控制器（分站）中进行监控。监控。270:31:1518.5 现场网络层现场网络层n 18.5.1 中型以上系统的现场网络层宜由通信总线连接中型以上系统的现场网络层宜由通信总线连接微控制器、分布式微控制器、分布式智能输入输出模块和智能现场仪表智能输入输出模块和智能现场仪表(智能型的传感器、电量变送器、照度变智能型的传感器、电量变送器、照度变送器、执行器、阀门、风阀、变频器等送器、执行器、阀门、风阀、变频器等)组成，但也不排斥使用常规现场仪组成，但也不排斥使用常规现场仪表和一对一连线。表和一对一连线。n

28、18.5.2 现场网络层应采用以太网、现场网络层应采用以太网、LonWorks及及BACnet等标准通信总线。等标准通信总线。n 18.5.3 微控制器应具有对末端设备进行控制的功能，并能独立于控制器微控制器应具有对末端设备进行控制的功能，并能独立于控制器(分站分站)和中央管理工作站完成控制应用操作。和中央管理工作站完成控制应用操作。n 18.5.4 微控制器按专业功能可分为下列几类：微控制器按专业功能可分为下列几类：1、空调系统的变风量箱微控制器、风机盘管微控制器、吊顶空调微控制、空调系统的变风量箱微控制器、风机盘管微控制器、吊顶空调微控制器、热泵微控制器；器、热泵微控制器；2、给排水系统的

29、给水泵微控制器、中水泵微控制器、排水泵微控制器；、给排水系统的给水泵微控制器、中水泵微控制器、排水泵微控制器；3、变配电微控制器、照明微控制器。、变配电微控制器、照明微控制器。280:31:15n 18.5.5 微控制器宜直接安装在被控设备的控制柜微控制器宜直接安装在被控设备的控制柜(箱箱)里，成为动力设备里，成为动力设备的一部分。的一部分。n 18.5.6 分布式智能输入输出模块是嵌入式系统网络化现场设备，作为控分布式智能输入输出模块是嵌入式系统网络化现场设备，作为控制器的组成部分，应通过通信总线与控制器计算机模块连接。制器的组成部分，应通过通信总线与控制器计算机模块连接。n 18.5.7

30、智能现场仪表是嵌入式系统网络化现场设备，应通过通信总线与智能现场仪表是嵌入式系统网络化现场设备，应通过通信总线与控制器、微控制器进行通信。控制器、微控制器进行通信。n 18.5.8 常规现场仪表是非智能设备，只能与控制器、微控制器、分布式常规现场仪表是非智能设备，只能与控制器、微控制器、分布式智能输入输出模块进行一对一的配线连接。智能输入输出模块进行一对一的配线连接。290:31:1518.5.9 现场网络层的配置应符合下列规定：现场网络层的配置应符合下列规定：1、微控制器、分布式智能输入输出模块、智能现场仪表之间应为对等式微控制器、分布式智能输入输出模块、智能现场仪表之间应为对等式直接数据通

31、信；直接数据通信；2、现场网络层可以包括并行工作的多条通信总线，每条通信总线可视为、现场网络层可以包括并行工作的多条通信总线，每条通信总线可视为一个现场网络；一个现场网络；3、每个现场网络可以通过网络接口与管理网络层每个现场网络可以通过网络接口与管理网络层(中央管理工作站中央管理工作站)连接，连接，也可以通过网络管理层服务器也可以通过网络管理层服务器RS232通信接口或内置通信网卡直接与服务器通信接口或内置通信网卡直接与服务器连接；连接；4、当微控制器和或分布式智能输入输出模块采用以太网通信接口而与当微控制器和或分布式智能输入输出模块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，可采用交

32、换式集线器连接，与中央管理管理网络层处于同一通信级别时，可采用交换式集线器连接，与中央管理工作站进行通信；工作站进行通信；5、智能现场仪表可以通过网络接口与控制网络层控制器智能现场仪表可以通过网络接口与控制网络层控制器(分站分站)进行通信；进行通信；6、智能现场仪表采用分布式连接，用软件配置的方法，可以把各种现场智能现场仪表采用分布式连接，用软件配置的方法，可以把各种现场设备信息分配到不同的控制器、微控制器中进行处理；设备信息分配到不同的控制器、微控制器中进行处理；300:31:154.24.2建筑设备控制系统分类建筑设备控制系统分类4.2.1 计算机控制系统计算机控制系统 控制原理如图控制原

33、理如图4-6A/DD/A 计算机控制对象e(t)e(k)u(k)u(t)y(t)r(t)+-特点：特点：被控制对象大部分为模拟信号：被控制对象大部分为模拟信号：r(t)、e(t)、u(t)、y(t),计算机处理的为数字信号：计算机处理的为数字信号：e(k)、u(k).故需经故需经A/D、D/A变换。变换。图图4-6 控制原理图控制原理图310:31:151、直接数字控制系统、直接数字控制系统(DDC,Direct Digital Control)n直接数字控制系统是计算机的过程输入通过控制算法得到控制输直接数字控制系统是计算机的过程输入通过控制算法得到控制输出后，以计算机取代模拟调节器，直接通

34、过接口控制执行机构，出后，以计算机取代模拟调节器，直接通过接口控制执行机构，从而实施对现场被控过程的控制，使被调量保持在给定值，主要从而实施对现场被控过程的控制，使被调量保持在给定值，主要用于较小的回路控制。用于较小的回路控制。nDDC系统由被探对象（生产过程）、检测仪表、执行装置和数字系统由被探对象（生产过程）、检测仪表、执行装置和数字控制调节器组成。优点是计算机运算能力强，故很容易实现串级控制调节器组成。优点是计算机运算能力强，故很容易实现串级控制、前馈控制等比较复杂的控制规律。控制、前馈控制等比较复杂的控制规律。320:31:15DDC控制框图如图控制框图如图4-7所示：所示：计算机计算

35、机被控对象被控对象A/D 模拟量输入模拟量输入AI 开关量输入开关量输入DI过程输入过程输入数字量输出数字量输出 D/A开关量输出开关量输出DO过程输出过程输出图图4-7 直接数字控制直接数字控制DDC330:31:152、设定值控制系统（、设定值控制系统（SCC）n设定值控制系统是根据过程输入和控制算法求得一个指导性的设定值控制系统是根据过程输入和控制算法求得一个指导性的设定值，再以其来规定回路控制的设定值，再以其来规定回路控制的目标值目标值，最后由回路控制设，最后由回路控制设备（自动化仪表或备（自动化仪表或DDC级计算机）完成具体的级计算机）完成具体的控制输出控制输出，因此，因此SCC属于

36、层次较高的间接控制。属于层次较高的间接控制。nSCC和和DDC都是闭环控制系统，都是闭环控制系统，但是控制的层次有所不同。但是控制的层次有所不同。340:31:153、分布式控制系统、分布式控制系统DCS(Distributed control system)n计算机控制系统以系统结构划分，可分集中控制和分布式控制计算机控制系统以系统结构划分，可分集中控制和分布式控制两类。两类。n集中控制指由单一的计算机完成控制系统的所有功能和对全部集中控制指由单一的计算机完成控制系统的所有功能和对全部被控对象实施控制的一种系统结构。这种结构优点是系统的整被控对象实施控制的一种系统结构。这种结构优点是系统的整

37、体性和协调性好，但是对计算机的可靠性和安全性要求甚高；体性和协调性好，但是对计算机的可靠性和安全性要求甚高；n分布式控制系统分布式控制系统DCS（Distributed control system）则以多台计则以多台计算机分别承担不同的控制功能和处理范围，使系统算机分别承担不同的控制功能和处理范围，使系统处理能力和处理能力和可靠性得到提高可靠性得到提高，降低了不稳定因素。，降低了不稳定因素。350:31:15DCS系统结构图如图系统结构图如图4-8：现场控制器传感器执行器现场控制器传感器执行器现场控制器传感器执行器现场控制器传感器执行器操作台中央监控机信息网控制网控制网操作台图图4-8 DC

38、S系统结构图系统结构图360:31:15nDCS系统的结构形式一般有：系统的结构形式一般有：n 二层网络（上层为信息网，下层为控制网）二层网络（上层为信息网，下层为控制网）n 三级控制装置（自下而上分别为：传感器、执行器、现场三级控制装置（自下而上分别为：传感器、执行器、现场控制器、操作站、中央监控站）控制器、操作站、中央监控站）370:31:15n现场总线控制系统现场总线控制系统FCSFCS是一种全数字、半双工串行双向通是一种全数字、半双工串行双向通讯系统。讯系统。n现场总线控制系统现场总线控制系统FCSFCS作为一种局域网，用于连接现场智作为一种局域网，用于连接现场智能仪表，其信号传输采用

39、全数字化，见图能仪表，其信号传输采用全数字化，见图4-94-9。4.2.2 现场总线控制系统FCS（Fielddbus control system）380:31:15网关网关现场设备网关网关现场设备网关网关现场设备管理层现场层10/100/1000b/s以太网以太网图图4-9 现场总线控制系统的结构形式现场总线控制系统的结构形式390:31:15nDCS虽然被称为是分布式控制系统，但事实上虽然被称为是分布式控制系统，但事实上DCS只是做到了只是做到了半分布，半分布，测控层并没有实现彻底分布，测控层并没有实现彻底分布，控制依赖于控制站控制依赖于控制站。nFCS系统结构是全分散式的，它将系统结构

40、是全分散式的，它将DCS中现场信息的中现场信息的4-20mA模拟量信号模拟量信号传输变为传输变为全数字双向多站的数字通讯全数字双向多站的数字通讯，放弃了传统，放弃了传统的的集散控制系统所必需的输入集散控制系统所必需的输入/输出模块和现场控制站输出模块和现场控制站。n因此因此DCS是是半数字化半数字化系统，而系统，而FCS则是则是全数字化全数字化系统。系统。400:31:15操作站操作站DCS操作站操作站FCS控制室控制室现场现场现场控制站现场控制站现场自动化设备现场自动化设备（测量与执行）（测量与执行）现场自动化设备现场自动化设备（测量、计算、执行、报警等）（测量、计算、执行、报警等）图图4-

41、10 DCS与与FCS结构示意图结构示意图410:31:154.3 4.3 建筑设备自动化系统实现原理建筑设备自动化系统实现原理通用的网络结构如图通用的网络结构如图4-11:420:31:15n两种实现方式：（两种实现方式：（1）读取信号方式；（）读取信号方式；（2）采用智能型开关方）采用智能型开关方式式1 1高压配电子系统监控高压配电子系统监控n变配电子系统采用双路供电和柴油发电机组成的供电保障系统变配电子系统采用双路供电和柴油发电机组成的供电保障系统。n主要监测点有：主要监测点有：n(1)双路高压供电的进线开关状态，为开关量双路高压供电的进线开关状态，为开关量DI。n(2)母联柜与出线柜开

42、关状态，为开关量母联柜与出线柜开关状态，为开关量DI。n(3)主供电电源的电流、电压监测，为模拟量主供电电源的电流、电压监测，为模拟量AI。n 其组成图如图其组成图如图4-12所示：所示：4.3.1变配电及电源监控子系统430:31:15n2低压配电系统监控低压配电系统监控n用于向楼宇大型用电设备和各楼层配电盘供电。主要监测点有：用于向楼宇大型用电设备和各楼层配电盘供电。主要监测点有：(1)双路高压经变压器降压成双路高压经变压器降压成380V电压后，进入各自的低压进电压后，进入各自的低压进线柜。每路低压开关柜，有线柜。每路低压开关柜，有DI监测信号。监测信号。(2)双路低压侧主进处的电压、电流

43、、功率、用电量、频率的监双路低压侧主进处的电压、电流、功率、用电量、频率的监测，为测，为AI监测信号。监测信号。(3)发电机供电低压开关柜，有发电机供电低压开关柜，有DI监测信号。监测信号。(4)对发电机的监测包括发电机的启停状态对发电机的监测包括发电机的启停状态DI，故障状态故障状态DI，电流、电压、频率、功率、温度的监测，为电流、电压、频率、功率、温度的监测，为AI监测信号。监测信号。(5)变压器温度监测变压器温度监测AI。440:31:15n配电线路采用配电线路采用380/220380/220V V三相四线制供电，包括：三相四线制供电，包括：（1）双电源切换照明配电箱：设备启停）双电源切

44、换照明配电箱：设备启停DO，设备控制状态设备控制状态DI；（2）照明配电箱：设备启停）照明配电箱：设备启停DO，设备控制状态设备控制状态DI；（3）立面照明配电箱：设备启停）立面照明配电箱：设备启停DO，设备控制状态设备控制状态DI；（4）庭院照明配电箱：设备启停）庭院照明配电箱：设备启停DO、设备控制状态设备控制状态DI。实施图解见图实施图解见图4-14:4.3.2 照明管理系统450:31:151、空调机组监控功能空调机组监控功能,监控内容包括监控内容包括：（1）风机控制）风机控制由系统按每天预先编排的时间、假日程序来控由系统按每天预先编排的时间、假日程序来控制风机启停。制风机启停。（2）

45、温度控制）温度控制根据回风温度与设定值的偏差来调节送风机的根据回风温度与设定值的偏差来调节送风机的转速，使送风温度维持在允许偏差范围之内。转速，使送风温度维持在允许偏差范围之内。（3）风门控制）风门控制新风、回风风门控制调节。新风、回风风门控制调节。（4）监测）监测回风温度、新风温度、新风温度、风压差、设备启回风温度、新风温度、新风温度、风压差、设备启停状态、设备控制状态、温度、湿度。停状态、设备控制状态、温度、湿度。（5）报警）报警过滤器阻塞报警、设备故障报警。过滤器阻塞报警、设备故障报警。（6）显示与打印）显示与打印参数状态报警、动态流程图参数状态报警、动态流程图(设定值，测量值设定值，测量值，状态，状态)。n二管制空调机组监控图如图二管制空调机组监控图如图4-15:4.3.3 空调机组监控460:31:15 图4-15 二管制空调机组监控图470:31:15 4.3.6 电梯控制图图4 4-20 -20 电梯控制原理图电梯控制原理图电梯控制原理图见图电梯控制原理图见图420