楼宇自动化复习课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一章 智能建筑概述,中国,狭义范围：,3A,系统,Communication Automation,通信自动化；,Office Automation,办公自动化；,Building Automation,楼宇（建筑设备）自动化；,广义范围：,5A,系统，,3A+2A,Fire Automation,消防自动化；,Security Automation,安全防范自动化；,2.,智能化系统及技术,1.2,智能化系统与技术,1.2.1,智能化系统的技术组成：,现代建筑技术（,Architecture,），,现代控制技术（,Control,），,现代计算机 技术（,Computer,），,现代通信技术（,Communication,），,现代图形显示技术（,Cathode Ray Tube,）,CRT,，,4C+A,技术构成现代智能建筑的技术基础。,涉及技术面广，交叉，重叠，应用多样化。,功能化系统结构：,BAS,OAS,CAS,FAS,SAS,5,大系统构成。,计算机控制系统,3.,计算机控制系统分类,:,1,）,操作指导控制系统,系统完成生产过程的各种数据采集，信号处理，分析，报警等，提供指导信息，供操作员采纳，由人完成实际的操作和控制；,2,）,直接数字控制,DDC,通过输入,/,输出通道直接从被控对象获取有效参数信号，在预定控制策略下，输出有效控制信号，完成对系统的自动控制；不需要人的干预，全自动进行。,计算机控制系统主要有哪几种类型？简述其特点？,1.2,计算机集中控制系统,它是用一台计算机实现对众多被控对象或参数进行控制的计算机控制系统。,这种计算机控制系统主要应用在中小型控制系统中。,计算机控制系统,3,）,计算机监控系统,SCC,P22,图,2-14,实时采集数据,+,最优模型的两级模式，将实时采集数据输入进最优模型运算，获得最佳操作控制指令，把该指令送给,DDC,直接控制器，,DDC,按照这些指令进行控制和调节，从而可得到最优模型下的预定目标。,上位机：最优模型运算，给出调节指令；,下位机（,DDC,）：完成直接控制操作。,计算机控制系统,DCS,4,）,分布式控制系统,DCS,分级递阶结构：分散控制，集中操作，分级管理，综合协调。,组成结构：,A,.,现场,I/O,站,分解子系统，一个流程或生产车间可分解为,n,个子系统，每个,I/O,站都具有,MCU,（微型控制器），存储单元，,I/O,模块，通信接口等组成。,计算机控制系统,DCS,现场,I/O,站的基本功能,:,1.,数据采集,处理,存储,越限判断等,;,包括,A/D,转换，采样保持，数字滤波等,2.,信号传输,通信连接,接收指令,;,包括现场信号传送上位机，接收上位机指令,3.,现场闭环控制,顺序操作调节等,.,计算机控制系统,DCS,B.,操作员站,（车间控制台）,组成包括：工业计算机，键盘，显示器等,功能：,1,）流程图显示各子系统的运行参数，,2,）现场设备控制工况，开启,/,停止状态，,3,）故障报警信号处理，声光信号屏蔽等，,4,）连锁保护动作的实时监控，,5,）通信网络与各子系统的连接，操作。,计算机控制系统,DCS,C.,工程师站,现场监控和管理,对系统进行离线的控制设备及仪表装置的配置，组态，调试和仿真。主要在修改方案，局部试验，安装调试阶段进行。,在线系统（实际生产过程当中）的监控和维护，调整。个别仪表损坏替换，报警信号屏蔽，临时切换为手动控制，等。保证生产连续正常进行为主要目标。,计算机控制系统,DCS,D.,DCS,的通信网络,基本结构为计算机网络，连接三类节点：,现场,I/O,站（连接各种控制设备和仪表）；,操作员站（面向操作人员）；,工程师站（主要面对监控管理人员）；,各节点之间互相转递信息和数据，确保控制网络的实时有效性，安全、可靠地运行，生产过程的全自动化操作控制。,计算机控制系统,DCS,DCS,分布式控制系统的特点,:,1.,信息集中,各子系统均有可能获得整个系统中某部分的相关信息，信息传递方便；,2.,控制分级,底层现场,I/O,站，中层操作员站，上层工程师站，各权限不同控制范围逐级扩大；,3.,危险分散,往往某设备故障在底层，只影响该现场,I/O,站控制区域，不会直接威胁到其他各子系统，危险范围受到限制而不会扩大。操作员站有故障，底层各子系统可在短时间内按原定模式工作，等待上层机器恢复正常，避免上层对下层的直接影响。,1.4.,集散控制系统,DCS,它是一个为满足大型工业生产的要求，从综合自动化的角度，按功能分散、协调集中的原则没计，具有高可靠性，用于生产管理、数据采集和各种过程控制的计算机控制系统。,典型的集散控制系统具有,两层网络结构，下层负责,完成各种现场级的控制任,务，上层负责完成各种管,理、决策和协调的任务。,计算机控制系统,FCS,5,）,现场总线控制系统,FCS,全数字化系统,P25,图,2-16,特点：,1.,现场通信网络要求更高，系统中所有设备均挂在该网络上。网络故障将使各设备进入孤立盲区，无法正常联系。,2.,完全分散系统结构，,I/O,站现场仪表。,3.,通讯线直接供电（弱电信号，小电流信号）,TCP/IP,远程监控中心,LonWorks,LonWorks,LonWorks,地上,地下,地上,地下,地上,地下,瓦斯浓度曲线,矿井,#1,矿井,#2,矿井,#n,本地监控中心,煤矿安全监控,钢铁厂水、电、燃气监控,3.4,检测仪表控制系统组成结构框图,典型工业检测仪表控制系统结构图：,被控,（被测）,对象,检测单元,执行单元,变送单元,调节单元,显示单元,操作人员,自动控制系统由哪三个主要环节组成？各环节分别起何作用？举例说明,。（,信号采集，控制策略，输出驱动）,控制过程,1,）数据采集，输入信号到计算机；,2,）控制调节，按预定控制策略进行判断、决策；,3,）输出驱动，执行控制指令，驱动阀门、开关；,4,）被控制对象的参数随着变化，输入信号变化，返回,1,）循环往复。,3.4,检测仪表控制系统组成,1.,信号输入,测量信号的采集（传感器），,信号调理（放大、滤波、变换成标准信号或,A/D,转换为数字信号）；,2.,控制策略,输入采集信号值（控制器），根据预定控制方案，作出判断（开,/,关，正转,/,反转，等），按一定控制规律输出控制信号；,3.,输出驱动,（执行器）接收控制器输出信号，进行功率放大，实现所需的驱动控制（调节）。如加热器的开关，电机的转动，阀门开度的调节等。,Company Logo,4,.1.,5,中央空调系统的基本构成,中央空调的冷、热系统,中央空调系统的,基本构成,空调系统,前端设备,（风系统,）,思考题,1,：简述中央空调系统的组成和工作原理？,思考题,2,：中央空调系统存在哪两种风量控制模式？各有何特点？,P127 4-17,Company Logo,4,.1.,5,中央空调系统的基本构成,中央空调的冷源系统,1),制冷机原理,:,压缩式制冷机、吸收式制冷机、风冷热泵式机组,2),冷却塔（冷却水降温）,3),冷冻水与冷却水循环系统,中央空调的热源系统,1),热网供热方式：,蒸汽、热水,2),自备热源装置：,锅炉、热交换器,中央空调系统组成与结构,中央空调系统组成,：,制冷机，冷冻水循环系统，冷却水循环系统（冷却塔，冷风机）,中央空调系统组成与结构,基本工作原理,图中：上部由冷却塔将热量散发到外界大气环境；,下部的空调系统负责把房间内热量经冷冻水系统循环传递到制冷机，再由制冷机的工作将这些热量通过冷却水带走，在冷却系统的循环工作下，经过冷却塔把它送入大气环境空间。,基本组成结构,制冷机为核心，连接两个循环系统：,冷冻水系统（提供低温水介质降温房间温度）,冷却水系统（制冷产生高温水经大气环境散热，降温返回循环工作）,4.4,空调机组自动控制,空调风系统自动控制：,常用两种控制模式,1,）定风量控制模式，送风量恒定，送风温度可调，各房间温度受送风温度调节；,2,）变风量控制模式，送风量随各房间所需的风量而变化，送风温度固定或可调，主要通过调节进各房间的局部送风量来改变房间所需的温度，各房间有末端装置分别调节风量和房间温度。,变风量空调系统的组成,送风机,驱动清洁空气，进入送风总管；为各房间,提供流通的冷（热）空气，以调节房间温度,湿度，及新鲜空气量。,+,书上,P121-P123,思考题,1,：中央空调系统的冷源,常规制冷站主要由哪几个环节组成？各环节的基本作用？,思考题,2,：中央空调水系统有哪两个循环系统？简述它们的主要功能和工作过程？,1.,试分析给排水系统的高区给水控制与低区给水控制方式的区别？,2.,试分析在何种情况下，采用变频控制水泵有较好的效果？,冷源系统控制原理流程图,5.1.1,空调水系统,三、定水量系统与变水量系统,定水量系统中无水量调节手段，各末端设备供水量恒定。,变水量系统的末端负荷水量可调，冷冻侧有回水流量调节，以保证制冷机的正常工作。,1.,一次泵系统：,P34,图,2-18,旁通管回水量调节,制冷机要求恒定供水量运行，空调侧负荷变化大，供水不平衡。采用旁通管路，调节回水量来取得协调。,问题：供水量与冷量不平衡时，单一回水量调节非线性大，无法达到一致。,5.1.1,空调水系统,冷却水系统：,作用,将制冷机的热量带到外界大气环境；,结构,冷却循环泵，冷却塔，冷风机，回水管路及调节阀，冷水机组（制冷机）；,冷却过程,：,循环泵将制冷机的冷却水泵入冷却塔上部淋下，冷风机由下向上吹风，汽、水逆流加快热交换，冷却塔下方引出回流水返回制冷机。,回水管调节阀调节回流水量，控制冷却塔的水流量。,5.1.1,空调水系统,1,、冷冻水循环系统,该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。,2,、冷却水循环部分,该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成,。冷冻水循环,系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能,通过制冷剂机,内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后再,送回制冷机冷凝器,（回水）。,Company Logo,5,.,3,空调热源的自动控制,典型热交换系统,Company Logo,7,.1.1,给水系统控制分类,现代建筑中常见的生活给水系统有以下几种方式：水泵直接给水方式、高位水箱给水,方式,1,高位水箱给水方式,在建筑的最高楼层设置高位供水水箱，用水泵将低位水箱水输送到尚份水箱，再通过高位水箱送向给水管网供水，将水输送到用户。,2,水泵直接给水方式,用水泵直接向终端用户提供一定水压的供水方式。这种供水系统常采用恒速泵加变频调速泵的供水方式，即根据终端用户的用水量调整恒速泵的台数与变频调速泵的转速来满足用户用水量的需要，而调速水泵的转速调节是通过变频来实现的。,Company Logo,高位水箱分区给水系统图,Company Logo,7,.,3.2,水泵直接给水系统监控原理图,Company Logo,低层给水问题及解决办法,在高层建筑中，气压式给水系统如果采用一种给水压力向整个建筑,(,或建筑群,),直接给水，同样存在低层的生活给水压力太大，给水效果比较差。因此，如果在高层建筑,(,群,),采用水泵直接给水系统，则经常采用分区配置不同压力的气压式给水系统，或者是采用同一水泵系统，同时对不同分区进行减压的给水系统。其给水原理与