楼宇设备自动化系统课件.ppt

1、共118页第2页第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制 楼宇设备自动化系统的网络方案楼宇设备自动化系统的网络方案 共118页第3页楼宇设备自动化系统子系统控制方案楼宇设备自动化系统子系统控制方案 TCP/IP以太网管理机浏览器1浏览器n空调子系统给排水子系统供配电子系统照明子系统电梯子系统第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第4页 空调系统的监视与控制空调系统的监视与控制 变配电系统的监视与控制变配电系统的监视与控制 照明系统的监控照明系统的监控 电梯自动控制电梯自动控制 给、排水监控系统给、排水监控系统第一节第一节 楼宇供配电系统的

2、自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第5页楼宇供配电系统的特点 楼宇变电站（所）供电的特点楼宇变电站（所）供电的特点 供电区域化，供电半径小；供电区域化，供电半径小；电压等级低，属配电系统；电压等级低，属配电系统；结构、功能和控制系统简单；结构、功能和控制系统简单；供电可靠性要求较高；供电可靠性要求较高；供电设备无人值守；供电设备无人值守；具有时控功能，要根据季节的变化自动调节时控设备的启具有时控功能，要根据季节的变化自动调节时控设备的启停时间；停时间；负荷峰谷差异大；负荷峰谷差异大；第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第6页楼宇供配电系统的特点楼宇变

3、电站一次系统图楼宇变电站一次系统图 常见的楼宇变电站（所）一次系统如图所示。常见的楼宇变电站（所）一次系统如图所示。包括高压部分、变压器部分、低压配电部分、直包括高压部分、变压器部分、低压配电部分、直流电池组部分、应急发电机部分。流电池组部分、应急发电机部分。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第7页综合自动化系统的基本结构 变电站综合自动化应具备以下几个部分变电站综合自动化应具备以下几个部分 智能化的一次设备智能化的一次设备 数字化的二次设备数字化的二次设备 计算机化的运行管理方案计算机化的运行管理方案第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的

4、自动控制共118页第8页变电站综合自动化的结构 变电站综合自动化系统的结构在物理上可变电站综合自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和数字化分为两类，即智能化的一次设备和数字化的二次设备。的二次设备。在逻辑结构上分为三个层次：在逻辑结构上分为三个层次：“过程层过程层”、“间隔层间隔层”、“站控层站控层”。三个层次的功能。三个层次的功能。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第9页变电站综合自动化的结构数字化变电站自动化系统逻辑结构数字化变电站自动化系统逻辑结构 站控层间隔层过程层高压一次设备第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的

5、自动控制共118页第10页变电站综合自动化的结构 常见的楼宇变电站综合自动化系统结构常见的楼宇变电站综合自动化系统结构 楼宇变电站综合自动化系统分成两种楼宇变电站综合自动化系统分成两种结构：分层分布式系统和集中式系统。结构：分层分布式系统和集中式系统。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第11页变电站综合自动化的结构集中式系统框图集中式系统框图 CRT当地监控主站光隔离驱动键盘鼠标打印机MODEM至控制中心至调度成套微机保护装置通讯控制机操作控制处理信号采集处理接口板出口继电器接口板出口继电器接口板出口继电器脉冲电度输入开关量输入交流采样直流采样温度采样第一

6、节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第12页变电站综合自动化的结构分层分布式系统框图分层分布式系统框图 主站1间隔1一次设备1间隔2一次设备2主站n间隔n一次设备n变电站层间隔层开关层监控总线网第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第13页变电站综合自动化的结构 具有多媒体的楼宇变电站综合自动化系统具有多媒体的楼宇变电站综合自动化系统 该系统的一些特点该系统的一些特点 楼宇变电站多媒体自动化系统结构楼宇变电站多媒体自动化系统结构 下图中所有的站控层设备，间隔层保护、下图中所有的站控层设备，间隔层保护、测量、控制设备以及多媒体信息

7、采集站等测量、控制设备以及多媒体信息采集站等都通过站内通信网连接在一起。都通过站内通信网连接在一起。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第14页变电站综合自动化的结构变电站多媒体自动化系统结构变电站多媒体自动化系统结构 维护工作站通讯工作站间隔层设备间隔层设备多媒体采集站多媒体采集站报警控制器输出控制器视频矩阵摄像机摄像机路由器光纤网络或EI信道站内IP通信网RS485某视频区域第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第15页变电站综合自动化的结构间隔层设备与站内通信网连接实例间隔层设备与站内通信网连接实例 间隔层设备间隔层设

8、备通信服务器TCP/IP 站内通信网RS232C第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第16页楼宇变电站综合自动化系统的几个关键技术 采样技术采样技术 根据采样信号的不同，可分为直流采样根据采样信号的不同，可分为直流采样和交流采样两种。和交流采样两种。交流采样原理交流采样原理第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第17页楼宇变电站综合自动化系统的几个关键技术 双双CPU技术技术 用双用双CPU处理单元，一个用于信号监测处理单元，一个用于信号监测控制，被称作监控控制，被称作监控CPU；另一个用于保护；另一个用于保护控制，叫作保护

9、控制，叫作保护CPU。采用双采用双CPU技术的主要原因。技术的主要原因。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第18页楼宇变电站综合自动化系统的几个关键技术计算机处理单元示意图计算机处理单元示意图 监控CPU保护CPU测量信号键盘输入通讯接口保护控制信号第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第19页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 智能控制的思想智能控制的思想 它主要承担两个任务：一是当调度端有遥控它主要承担两个任务：一是当调度端有遥控或遥调命令下达时，它可以校核命令的有效性，或遥调命令下达时，它可以校核命令的有效性，即该

10、命令是否允许执行。即该命令是否允许执行。第二个任务是当变电站内某个电器设备需要检第二个任务是当变电站内某个电器设备需要检修时，操作人员要在现场就地操作，此时操作人修时，操作人员要在现场就地操作，此时操作人员在变电站内主机上利用操作票专家系统开出倒员在变电站内主机上利用操作票专家系统开出倒闸操作票。闸操作票。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第20页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法433012KG典型间隔典型间隔 第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第21页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 智能控制软件功能智能控制

11、软件功能 智能控制逻辑校核、智能操作专家系统、智能控制逻辑校核、智能操作专家系统、智能模拟盘功能、智能防误系统连接功能智能模拟盘功能、智能防误系统连接功能第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第22页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法电脑钥匙防误操作方案电脑钥匙防误操作方案 电脑钥匙刀闸类编码锁闭锁刀闸操作机构网门类编码锁闭锁间隔网门RS232数据采集、保护、控制装置工业控制计算机断路器类编码锁断路器手动操作回路第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第23页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法全状态控制式防误操作方案全状态控

12、制式防误操作方案 节点1打印机工业控制计算机线路间隔1及电磁锁节点2线路间隔2及电磁锁节点n线路间隔n及电磁锁节点0断路器状态工业现场局域网第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第24页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法变电站综合自动化高层软件结构图变电站综合自动化高层软件结构图 实时数据库画面显示及表报打印软件智能操作专家系统防误操作系统连接软件连接远动系统软件操作逻辑校核软件实时数据采集软件智能模拟盘软件智能控制软件第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第25页楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法智能操作专家系统软件组成

13、智能操作专家系统软件组成 推理机数据库一次设备库二次设备库规则库操作逻辑出口执行操作生成操作票产生防误锁逻辑发出告警信息实时数据操作命令或任务合理命令不合理命令第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第26页楼宇变电站综合自动化通信模式 变电站内的数据有三个流向变电站内的数据有三个流向 系统的结构决定了系统的数据流可分为三系统的结构决定了系统的数据流可分为三类：类：第一类第一类是站控层机之间的数据交换是站控层机之间的数据交换(包包括同一计算机内部不同应用程序之间的数括同一计算机内部不同应用程序之间的数据交换据交换)；第二类第二类为站控层与间隔层之间的为站控层与间

14、隔层之间的数据交换；数据交换；第三类第三类是站控层与远方控制中是站控层与远方控制中心，调度之间的通信。心，调度之间的通信。第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第27页楼宇变电站综合自动化通信模式数据流图数据流图 应用程序1数据应用程序n数据请求或命令软件服务器数据库管理程序规约转换实时数据请求故障信息查询采集设备控制设备数据流智能式通信卡实时数据命令反校未经规约转换的请求、命令、组态信息第一节第一节 楼宇供配电系统的自动控制楼宇供配电系统的自动控制共118页第28页第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统 智能照明控制系统的优点智能照明控制系统的优

15、点 1.良好的节能效果良好的节能效果 1.00.80.60.20.40未使用控制系统的耗电量使用控制系统的平均耗电量使用控制系统的最佳耗电量7.00:19.00智能照明控制系统节能曲线图智能照明控制系统节能曲线图 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统在实现自动能源管理功在实现自动能源管理功能以后，可以节约能以后，可以节约20-20-50%50%的能源，从而减轻的能源，从而减轻供电压力，降低用户电供电压力，降低用户电费支出。延长光源寿命费支出。延长光源寿命不仅可以节省大量资金，不仅可以节省大量资金，而且可以大大减少更换而且可以大大减少更换灯管的工作量。灯管的工作量。共118页第29

16、页智能照明控制系统的优点2.延长光源的寿命延长光源的寿命 140120100608040灯具寿命比（）200400350300250200150100500工作电压与额定电压比（）白炽灯寿命与工作电压的关系白炽灯寿命与工作电压的关系 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统-电源电压的升高使得灯的寿命成倍下降。电源电压的升高使得灯的寿命成倍下降。电源电压过高，灯管电流变大，电极过热电源电压过高，灯管电流变大，电极过热促使灯管两端早期发黑，寿命缩短。因此，促使灯管两端早期发黑，寿命缩短。因此，适当降低灯具的工作电压是延长灯管寿命适当降低灯具的工作电压是延长灯管寿命的有效途径。的有效途径

17、。尽管在变配电设计时已经合理分配了电力尽管在变配电设计时已经合理分配了电力负荷，保证电源波动能在一个很小的范围，负荷，保证电源波动能在一个很小的范围，可灯管的工作电压仍然会随时间等因素变可灯管的工作电压仍然会随时间等因素变化。智能照明控制系统能成功地抑制电网化。智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，还具备电压限定和扼流滤波的浪涌电压，还具备电压限定和扼流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。采用软启动和软关断技术，避免了冲害。采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害。通过上述方法，光击电流对光源的损害。通过上述方法，光源的寿命通常可以延

18、长源的寿命通常可以延长2-4倍。倍。共118页第30页智能照明控制系统的优点 3.改善工作环境，提高工作效率改善工作环境，提高工作效率 4.照度一致性照度一致性光照度（Lx）时间（年）400700两次装修间隔35年传统照明系统的光照度智能照明系统的光照度传统照明系统呈锯齿状能源浪费照度一致性曲线图照度一致性曲线图 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统随着时间的推移，灯具效率和房随着时间的推移，灯具效率和房间墙面反射率会不断衰减。因此，间墙面反射率会不断衰减。因此，一般照明设计中，初始照度都设一般照明设计中，初始照度都设置得较高，这种设计不仅造成建置得较高，这种设计不仅造成建筑物使

19、用期内的照度不一致，还筑物使用期内的照度不一致，还会由于照度偏高造成不必要的损会由于照度偏高造成不必要的损失。采用智能照明后，虽然照度失。采用智能照明后，虽然照度还是偏高设计，但由于可智能调还是偏高设计，但由于可智能调光，系统将按照预先设置的标准光，系统将按照预先设置的标准亮度使照明区域照度恒定，不受亮度使照明区域照度恒定，不受灯具效率降低和墙面反射衰减的灯具效率降低和墙面反射衰减的影响。影响。共118页第31页智能照明控制系统的优点 5.实现多种照明效实现多种照明效果果 7.智能控制，管理智能控制，管理维护方便维护方便第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统一个工作日结束后，系统可

20、自动进一个工作日结束后，系统可自动进入晚间工作状态，极其缓慢地调暗入晚间工作状态，极其缓慢地调暗各区域的灯光，同时系统探测功能各区域的灯光，同时系统探测功能自动生效，会把无人区域的灯自动自动生效，会把无人区域的灯自动关掉，并将有人区域的灯光调至最关掉，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。合适的亮度。系统还能通过楼层管理器使办公区、系统还能通过楼层管理器使办公区、楼梯间等公共区域的灯协调工作。楼梯间等公共区域的灯协调工作。当办公区有人工作时，楼梯间及走当办公区有人工作时，楼梯间及走道等公共区域的灯就会保持基本亮道等公共区域的灯就会保持基本亮度，只有当所有办公区域内的人走度，只有当所有办公区域内的

21、人走完后，才将等调到安全状态关掉。完后，才将等调到安全状态关掉。共118页第32页智能照明控制系统的功能 基本结构基本结构智能照明控制系统室外照明室内照明走道，电梯厅等公共部分照明门厅，中庭等照明展厅照明报告厅等多功能厅照明会议中心等照明计算机中心等重要机房照明大厅照明总体照明建筑立面照明控制走道，电梯厅等公共部分照明控制门厅，中庭等照明控制展厅照明控制报告厅等多功能厅照明控制电话电视会议室等照明控制计算机中心等重要机房照明控制大厅艺术照明控制总体道路照明控制建筑立面照明独立系统控制系统中心智能照明系统结构框图智能照明系统结构框图 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统共118页第

22、33页智能照明控制系统的功能 照明控制系统的性能照明控制系统的性能 照明控制系统的主要控制内容照明控制系统的主要控制内容 时钟控制、照度自动调节控制、区域时钟控制、照度自动调节控制、区域场景控制、动静探测控制、应急状态减量场景控制、动静探测控制、应急状态减量控制、手动遥控器、应急照明的控制控制、手动遥控器、应急照明的控制第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统共118页第34页智能照明控制系统的基本结构 智能照明控制系统包智能照明控制系统包括：分组控制的多组灯单括：分组控制的多组灯单元，它们都具有各自的控元，它们都具有各自的控制装置，根据照度调节相制装置，根据照度调节相关亮度，实现对

23、所有灯具关亮度，实现对所有灯具的自动控制。采用总线形的自动控制。采用总线形式实现计算机与灯单元之式实现计算机与灯单元之间的通信联络，协调控制间的通信联络，协调控制系统与灯单元之间信息交系统与灯单元之间信息交流流。第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统智能照明控制系统可以提供各种照明效果，智能照明控制系统可以提供各种照明效果，这是普通固定照明装置无法实现的。照明这是普通固定照明装置无法实现的。照明系统的运转受上位机的控制，上位机经由系统的运转受上位机的控制，上位机经由数据传输与每一组灯单元相连接。每一组数据传输与每一组灯单元相连接。每一组灯单元都具有独特的寻址方式，使上位机灯单元都具

24、有独特的寻址方式，使上位机与灯单元中的每一支都可以单独进行通信与灯单元中的每一支都可以单独进行通信联系。数据传输卡与每一支灯相连接。固联系。数据传输卡与每一支灯相连接。固定位置的灯的亮度受上位机所发出指令的定位置的灯的亮度受上位机所发出指令的控制，可改变等的亮度和光束的大小。上控制，可改变等的亮度和光束的大小。上位机为控制照明发布一系列指令，每一个位机为控制照明发布一系列指令，每一个灯单元单独响应每一个指令要求。为了获灯单元单独响应每一个指令要求。为了获得照明效果，上位机需要发布几百上千个得照明效果，上位机需要发布几百上千个指令，这取决于灯点亮的个数和所要求的指令，这取决于灯点亮的个数和所要求

25、的照明效果。照明效果。共118页第35页智能照明控制系统的基本结构智能照明控制系统框图智能照明控制系统框图 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统图中，数据传输包括双向传图中，数据传输包括双向传输线路，一路负责从上位机输线路，一路负责从上位机到每一组灯单元之间的数据到每一组灯单元之间的数据通信联系，另一路负责从每通信联系，另一路负责从每一个灯单元到上位机的反馈一个灯单元到上位机的反馈数据联系。为了保持数据传数据联系。为了保持数据传输系统传递指令的整体一致输系统传递指令的整体一致性，智能照明控制系统中设性，智能照明控制系统中设置了一组中继转发器，用来置了一组中继转发器，用来放大和隔离

26、数据传输系统传放大和隔离数据传输系统传递的数据。上位机不仅能控递的数据。上位机不仅能控制自动灯单元，还能控制通制自动灯单元，还能控制通常的调光器。常的调光器。共118页第36页智能照明控制系统的基本结构中央控制系统的电子系统中央控制系统的电子系统 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统中央控制单元的全部中央控制单元的全部控制功能是由控制功能是由CPU执执行的。行的。CPU通过扩展，通过扩展，将将Lonworks芯片或芯片或CAN芯片相连接。中芯片相连接。中央控制单元有随机存央控制单元有随机存储器和只读存储器。储器和只读存储器。这两种存储器都与内这两种存储器都与内部数据传送总线和寻部

27、数据传送总线和寻址总线相连接。址总线相连接。CPU和其他控制要素都可和其他控制要素都可以由存储器写入或读以由存储器写入或读出。出。共118页第37页智能照明控制系统的基本结构灯处理器系统的电子线路框图灯处理器系统的电子线路框图 解码器灯单元识别器接口和计时电路电源中断编码器/应答器CPURAMEPROM存储器矢量发生器多协议通信控制器编码器/解码器解码器缓冲器缓冲器缓冲器TXRX数据传输线第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统共118页第38页智能型应急照明 应急照明系统主要由中央监测型应急照明系统主要由中央监测型应急灯、信号转换装置和中央监测仪组成。应急灯、信号转换装置和中央监测

28、仪组成。该系统应用微处理器和总线技术把在楼宇内各自分散独立运行的应急照明该系统应用微处理器和总线技术把在楼宇内各自分散独立运行的应急照明灯具组成了一个实时、高效、分布式的控制系统。灯具组成了一个实时、高效、分布式的控制系统。信息转换器应急灯应急灯应急灯1264信息转换器应急灯应急灯应急灯1264信息转换器应急灯应急灯应急灯126412161264中央监测器AC220VCN1CN2CN3至扩展主机至消防系统主机至楼宇自动化系统主机中央监测型应急照明系统框图中央监测型应急照明系统框图 第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统系统中每盏中央监测系统中每盏中央监测型应急灯都内置高能型应急灯都

29、内置高能蓄电池和微处理器，蓄电池和微处理器，并通过数据总线经信并通过数据总线经信号转换器与中央监测号转换器与中央监测仪相连接仪相连接。共118页第39页智能型应急照明中央监测器利用其应急测试功能，并通过其内部的微处理器中央监测器利用其应急测试功能，并通过其内部的微处理器经由数据总线与各个应急灯内的微处理器逐一以经由数据总线与各个应急灯内的微处理器逐一以“询问询问-回答回答”的方式进行对话，并由中央监测仪将应急灯内微处的方式进行对话，并由中央监测仪将应急灯内微处理器回应的数据进行分析并得出结论，由中央监测仪显示理器回应的数据进行分析并得出结论，由中央监测仪显示屏显示或由其内置打印机打印出来。屏显

30、示或由其内置打印机打印出来。通过逐一的巡回监测对话，中央监测仪可以监控整个应急照通过逐一的巡回监测对话，中央监测仪可以监控整个应急照明系统，不仅能够判别应急灯的各种故障，还可以监视电明系统，不仅能够判别应急灯的各种故障，还可以监视电源和数据总线的工作情况，若有故障，中央监测仪都会及源和数据总线的工作情况，若有故障，中央监测仪都会及时得到报告。同时每盏中央监测型应急灯都设有时得到报告。同时每盏中央监测型应急灯都设有LED指示指示灯，可随时做出应急灯的如下工作状态指示：灯，可随时做出应急灯的如下工作状态指示：1.灯具工作灯具工作状态指示。状态指示。2.光源工作状态指示。光源工作状态指示。3.电池工

31、作状态指示。电池工作状态指示。4.灯具或安装故障指示。灯具或安装故障指示。5.线路工作状态指示。线路工作状态指示。第二节第二节 数字化智能照明系统数字化智能照明系统共118页第40页第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制 在智能楼宇中采用微机控制的优点在智能楼宇中采用微机控制的优点5 50 0%1 17 7%3 33 3%建造物能耗其他照明空调空调系统能耗输送系统冷热源4 40 0%6 60 0%智能楼宇能量消耗分布图智能楼宇能量消耗分布图 智能建筑空调自控设备又是智能楼宇系统的智能建筑空调自控设备又是智能楼宇系统的核心核心设备。空调设备本身是智能设备。空调设备本身是智能楼

32、宇系统的耗能耗电的大户，而且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智楼宇系统的耗能耗电的大户，而且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的空调负荷远远大于传统建筑。在先进国家里，用于空气调节的电能约能建筑的空调负荷远远大于传统建筑。在先进国家里，用于空气调节的电能约占电能消耗的占电能消耗的30-50%。共118页第41页控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 对象的特点对象的特点 空调的耗电量空调的耗电量W W可简化认为与室内外的温度差可简化认为与室内外的温度差 成正比，即：成正比，即：)()(0ttkkW式中式中，为室外温度，为室外温度，为室内温度为室内温度)(0t)(t第三节第三节

33、 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第42页控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式空调系统运行过程的温度控制空调系统运行过程的温度控制 将室温维持在20度和25度相比，耗电量相差可达50%左右。而控制精度对节能的效果也有影响，据资料报道，精度每相差1摄氏度，能耗就相差5-10%舒适温度区间18oC28oC时间t1234 室外气温楼宇使用时间第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制建筑设备工程建筑设备工程 T1H1MFV1PdMTV1冬冬季季热热水水夏夏季季冷冷水水MTV2蒸蒸气气MFV2T2H2新风新风 回风回风 送送风风机机过过滤滤网网水水管管加加湿

34、湿器器送送风风机机至用户至用户DDC现场总线现场总线T温度传感器温度传感器H湿度传感器湿度传感器FV调速电机调速电机TV电磁阀电磁阀Pd压差开关压差开关空调系统的组成空调系统的组成建筑设备工程建筑设备工程 空调系统的分类空调系统的分类1.集中式空调系统集中式空调系统 所有的空气处理设备都安装在一个集中的空调机房内，所有的空气处理设备都安装在一个集中的空调机房内，包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等。它把包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等。它把处理后的空气，用风道统一分送到各房间。优点：便于处理后的空气，用风道统一分送到各房间。优点：便于管理、维护，空气处理质量高管理、维护，空气处

35、理质量高高标准。高标准。建筑设备工程建筑设备工程 2.半集中式空调系统半集中式空调系统 除了集中空调房以外，还有分散于各空调房间的二次设备，除了集中空调房以外，还有分散于各空调房间的二次设备，即末端设备。变风量系统、风机盘管系统等都属于半集中即末端设备。变风量系统、风机盘管系统等都属于半集中式空调系统。式空调系统。3.全分散空调系统全分散空调系统 也称局部空调机组。它是将冷热源、空气处理设备、输也称局部空调机组。它是将冷热源、空气处理设备、输送设备集中安装在一个箱体中，窗式空调、柜式、壁挂式送设备集中安装在一个箱体中，窗式空调、柜式、壁挂式空调均属于这一类。优点：可以满足不同房间的不同送风空调

36、均属于这一类。优点：可以满足不同房间的不同送风要求，使用灵活、移动方便，但设备功率大。要求，使用灵活、移动方便，但设备功率大。在现代化的大型建筑中通常都采用集中式空调系统，在现代化的大型建筑中通常都采用集中式空调系统，即中央空调系统。即中央空调系统。空调系统的分类空调系统的分类共118页第46页控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 空调系统的几种节能控制方式空调系统的几种节能控制方式1改变室内温度设定值控制和按设定区控制改变室内温度设定值控制和按设定区控制252423222120oC室内温度控制区浮动区控制区1001000加热冷却定设定值冬季设定值夏季设定值变设定值控制或按设定区控制变设

37、定值控制或按设定区控制 第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第47页控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 2.变新风量节能控制变新风量节能控制 按新风温度的变新风量节能控制按新风温度的变新风量节能控制 20100-10-20-30新风百分数100025507530oC室外空气温度低限超驰切换温度回风温度t1t2t3t4第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制对于室内温度不需要全年固对于室内温度不需要全年固定不变的对象，可采用变设定不变的对象，可采用变设定值控制或按设定去温度浮定值控制或按设定去温度浮动控制。动控制。当室温在当室温在20-2

38、1度时，调节度时，调节器按冬季设定值比例控制；器按冬季设定值比例控制；室温在室温在24-25度时，按夏季度时，按夏季设定值比例控制；室温在设定值比例控制；室温在21-24度时，调节器设定值浮动，度时，调节器设定值浮动，系统既不加热，也不冷却，系统既不加热，也不冷却，室温处于浮动状态。室温处于浮动状态。可见，可见，21-24度区间里，设度区间里，设定值控制仍然要消耗能量。定值控制仍然要消耗能量。设定区间越大，按设定区控设定区间越大，按设定区控制的节能效果也越大。制的节能效果也越大。共118页第48页控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 按新、回风焓值比较的变新风量节能控制按新、回风焓值比较

39、的变新风量节能控制INbcatNt1ih新风调节焓值图新风调节焓值图 第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制 对于室内温度不需要全年固定不对于室内温度不需要全年固定不变的对象，可采用变设定值控制或变的对象，可采用变设定值控制或按设定去温度浮动控制。按设定去温度浮动控制。当室温在当室温在20-21度时，调节器按度时，调节器按冬季设定值比例控制；室温在冬季设定值比例控制；室温在24-25度时，按夏季设定值比例控制；室度时，按夏季设定值比例控制；室温在温在21-24度时，调节器设定值浮动，度时，调节器设定值浮动，系统既不加热，也不冷却，室温处系统既不加热，也不冷却，室温处于浮动状

40、态。于浮动状态。可见，可见，21-24度区间里，设定值控度区间里，设定值控制仍然要消耗能量。设定区间越大，制仍然要消耗能量。设定区间越大，按设定区控制的节能效果也越大。按设定区控制的节能效果也越大。共118页第49页控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 3动力设备的启停节能控制动力设备的启停节能控制 间歇循环控制间歇循环控制 最优启停控制最优启停控制 4空气处理节能工艺的控制空气处理节能工艺的控制第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第50页空调控制调节方法 基本方法基本方法 二位或三位开关控制；单回路连续二位或三位开关控制；单回路连续/离散离散控制；单变量

41、串级控制；多变量独立多回路控制；单变量串级控制；多变量独立多回路控制；多变量多回路协调控制控制；多变量多回路协调控制第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第51页空调控制调节方法图图4-29 具有制冷具有制冷/供暖供暖/除湿除湿/加湿功能的加湿功能的标准再循环组合空调机组标准再循环组合空调机组 新风DIDO-AOBAABDI2AI空调对象送风回风送风机段表冷段初/中效过滤段手动新风风门压差开关+AOBAAB2AIDO2AI加热段蒸汽加湿段T RHTRHDDMTRH排风第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制常见于我常见于我国热带沿国热带沿海一带地

42、海一带地区，或用区，或用于采用其于采用其他方式供他方式供暖而只要暖而只要求制冷。求制冷。除湿的场除湿的场合。合。共118页第52页空调控制调节方法 控制结构控制结构被控温度控制器阀门执行器控制冷水流量表冷器换热风机对流空调对象温度测量传感器温度设定负荷扰动-图图4-324-32 对应图对应图4-294-29的温度控制结构图的温度控制结构图 第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第53页空调控制调节方法 执行装置执行装置 对于采用集中制冷对于采用集中制冷(供热供热)和区域性空调和区域性空调机组系统方案的大型空调系统，通常采用机组系统方案的大型空调系统，通常采用水或蒸

43、汽作为冷热能量交换的工作介质水或蒸汽作为冷热能量交换的工作介质第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第54页空调控制调节方法 系统结构与运行特点系统结构与运行特点 1应用特点应用特点DIDO-+AOBAABDI空调对象送风送风机段表冷段初始过滤段手动新风风门新风压差开关2AIT RH回风排风D图图4-30 4-30 具有制冷具有制冷/除湿功能的简单再循环组合空调机组除湿功能的简单再循环组合空调机组 第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制与与4-29同样配置较高，同样配置较高，分别具有供冷和供热分别具有供冷和供热功能。功能。共118页第55页空调

44、控制调节方法图图4-31 具有制冷具有制冷/供暖供暖/除湿除湿/加湿功能的加湿功能的全新风排气式组合空调机组全新风排气式组合空调机组 2AI空调对象DIDO-AOBAABDI2AI回风送风机段表冷段初效过滤段排风风门新风压差开关DO2AI加热段蒸汽加湿段2AIAOAOAO排风回风风门新风风门+AOBAABDI中效过滤段AO消声段送风风门DO消声段DIAO回风风门回风机段DDDDDT RHT RHTRHDDMTRH第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第56页空调控制调节方法图图4-33 采用智能型数字控制器的空气参数控制系统采用智能型数字控制器的空气参数控制系统将

45、温度湿度控制结构综合在一起，一方面反映了空调过程温湿度的相关性，将温度湿度控制结构综合在一起，一方面反映了空调过程温湿度的相关性，另一方面也表现出空调设备选择和控制方法的多样性。另一方面也表现出空调设备选择和控制方法的多样性。主控制器全日预置整定曲线2AI2AI制冷/露点控制器冷冻水阀门开度调节加热/再热控制器热水阀门开度调节-加湿控制器蒸汽加湿器电动阀门控制-焓差控制器送/回/混合风门电动执行器控制2AI运行工况判别？工况选择开关室内温湿度室外温湿度中间温湿度送风湿度送风湿度风门位置反馈室内CO2浓度-第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第57页空调控制调节方

46、法图图4-34 对应图对应图4-30 和图和图4-31系统制冷工况控制结构图系统制冷工况控制结构图 温/湿度设定主控制器制冷露点控制器表冷器冷冻水流量调节新/回风混合风调节-再热控制器加热器热流量调节空气再热处理空调对象中间温/湿度测量传感器室内或回风道温/湿度测量传感器送风口温/湿度测量传感器-新风扰动负荷扰动被控温/湿度第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第58页空调控制调节方法 3焓差控制焓差控制 焓差焓差是室内外空气参数的差值。是室内外空气参数的差值。焓差控制制作为一项有效的节能增效措施，与空气焓差控制制作为一项有效的节能增效措施，与空气参数的调节过程无

47、直接关系，可将它的影响视为参数的调节过程无直接关系，可将它的影响视为系统控制的外界扰动。系统控制的外界扰动。第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第59页定风量空调系统的监测与控制 定风量空调系统运行参数的监测定风量空调系统运行参数的监测（公式公式）1216172158115AIAODIDO新风阀MDA401TE(HE)401过滤器F Z6MDPS401FZS401表冷器冷热水蒸汽1334K X14910TE(HE)402新风机加湿器房间房间D D C现场控制单 元MM电动调节阀压差开关温湿度传感器M电动执行器T C室内温控器F Z防冻开关K X 风机控制箱T R

48、HT RHT RH定风量空调系统的监控原理图定风量空调系统的监控原理图 第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第60页定风量空调系统的监测与控制 定风量空调系统的自动控制定风量空调系统的自动控制 1空调回风温度的自动调节空调回风温度的自动调节 2空调机组回风湿度调节空调机组回风湿度调节 3新风电动阀、回风电动阀及排风电动阀新风电动阀、回风电动阀及排风电动阀的比例控制的比例控制第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制共118页第61页变风量空调系统的监测与控制 VAV空调系统的基本原理空调系统的基本原理（公式公式）空 气处理器VAVDDC空VAVD

49、DCVAVDDCVAVDDCVAVDDC调房间新风排风典型的典型的VAVVAV空调系统示意图空调系统示意图 第三节第三节 楼宇中央空调的自动控制楼宇中央空调的自动控制VAV的主要的主要特点特点是在每个房间是在每个房间的送风入口装一个的送风入口装一个VAV末端装末端装置，该装置实际上是可以进行置，该装置实际上是可以进行自动控制的风阀，以增大或减自动控制的风阀，以增大或减小送入室内的风量，从而实现小送入室内的风量，从而实现对各个房间温度的单独控制，对各个房间温度的单独控制，当一套全空气空调系统所带各当一套全空气空调系统所带各个房间的负荷情况彼此不同或个房间的负荷情况彼此不同或各个房间温度设定值不同

50、时，各个房间温度设定值不同时，VAV是一种解决问题的有效方是一种解决问题的有效方式。式。建筑设备工程建筑设备工程 3 3、变风量系统的监控、变风量系统的监控 变风量系统变风量系统(VAV)VAV)是一种新型的空调方式，在智能大楼的空调是一种新型的空调方式，在智能大楼的空调中被越来越多地采用。带有中被越来越多地采用。带有VAVVAV装置的空调系统各环节需要协调控装置的空调系统各环节需要协调控制，其内容主要体现在以下几个方面：制，其内容主要体现在以下几个方面：(1)(1)由于送入各房间风量是变化的，空调机组的风量将随之变由于送入各房间风量是变化的，空调机组的风量将随之变化，因此应采用调速装置对送风