樓宇自動(dòng)化復(fù)習(xí)課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2014/6/11,#,第一章 智能建筑概述,中國(guó),狹義范圍：,3A,系統(tǒng),Communication Automation,通信自動(dòng)化；,Office Automation,辦公自動(dòng)化；,Building Automation,樓宇（建筑設(shè)備）自動(dòng)化；,廣義范圍：,5A,系統(tǒng)，,3A+2A,Fire Automation,消防自動(dòng)化；,Security Automation,安全防范自動(dòng)化；,2.,智能化系統(tǒng)及技術(shù),1.2,智能化系統(tǒng)與技術(shù),1.2.1,智能化系統(tǒng)的技術(shù)組成：,現(xiàn)代建筑技術(shù)（,Architec

2、ture,），,現(xiàn)代控制技術(shù)（,Control,），,現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 技術(shù)（,Computer,），,現(xiàn)代通信技術(shù)（,Communication,），,現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)（,Cathode Ray Tube,）,CRT,，,4C+A,技術(shù)構(gòu)成現(xiàn)代智能建筑的技術(shù)基礎(chǔ)。,涉及技術(shù)面廣，交叉，重疊，應(yīng)用多樣化。,功能化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：,BAS,OAS,CAS,FAS,SAS,5,大系統(tǒng)構(gòu)成。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),3.,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類(lèi),:,1,）,操作指導(dǎo)控制系統(tǒng),系統(tǒng)完成生產(chǎn)過(guò)程的各種數(shù)據(jù)采集，信號(hào)處理，分析，報(bào)警等，提供指導(dǎo)信息，供操作員采納，由人完成實(shí)際的操作和控制；,2,）,直接數(shù)字控制,DDC,通過(guò)輸入

3、,/,輸出通道直接從被控對(duì)象獲取有效參數(shù)信號(hào)，在預(yù)定控制策略下，輸出有效控制信號(hào)，完成對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)控制；不需要人的干預(yù)，全自動(dòng)進(jìn)行。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要有哪幾種類(lèi)型？簡(jiǎn)述其特點(diǎn)？,1.2,計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng),它是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多被控對(duì)象或參數(shù)進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。,這種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在中小型控制系統(tǒng)中。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),3,）,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),SCC,P22,圖,2-14,實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),+,最優(yōu)模型的兩級(jí)模式，將實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)輸入進(jìn)最優(yōu)模型運(yùn)算，獲得最佳操作控制指令，把該指令送給,DDC,直接控制器，,DDC,按照這些指令進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，從而可得到最優(yōu)模型下的預(yù)定目標(biāo)。,上位機(jī)

4、：最優(yōu)模型運(yùn)算，給出調(diào)節(jié)指令；,下位機(jī)（,DDC,）：完成直接控制操作。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS,4,）,分布式控制系統(tǒng),DCS,分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)：分散控制，集中操作，分級(jí)管理，綜合協(xié)調(diào)。,組成結(jié)構(gòu)：,A,.,現(xiàn)場(chǎng),I/O,站,分解子系統(tǒng)，一個(gè)流程或生產(chǎn)車(chē)間可分解為,n,個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè),I/O,站都具有,MCU,（微型控制器），存儲(chǔ)單元，,I/O,模塊，通信接口等組成。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS,現(xiàn)場(chǎng),I/O,站的基本功能,:,1.,數(shù)據(jù)采集,處理,存儲(chǔ),越限判斷等,;,包括,A/D,轉(zhuǎn)換，采樣保持，數(shù)字濾波等,2.,信號(hào)傳輸,通信連接,接收指令,;,包括現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳送上位機(jī)，接收上位機(jī)指令,3.,現(xiàn)

5、場(chǎng)閉環(huán)控制,順序操作調(diào)節(jié)等,.,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS,B.,操作員站,（車(chē)間控制臺(tái)）,組成包括：工業(yè)計(jì)算機(jī)，鍵盤(pán)，顯示器等,功能：,1,）流程圖顯示各子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，,2,）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制工況，開(kāi)啟,/,停止?fàn)顟B(tài)，,3,）故障報(bào)警信號(hào)處理，聲光信號(hào)屏蔽等，,4,）連鎖保護(hù)動(dòng)作的實(shí)時(shí)監(jiān)控，,5,）通信網(wǎng)絡(luò)與各子系統(tǒng)的連接，操作。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS,C.,工程師站,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和管理,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行離線的控制設(shè)備及儀表裝置的配置，組態(tài)，調(diào)試和仿真。主要在修改方案，局部試驗(yàn)，安裝調(diào)試階段進(jìn)行。,在線系統(tǒng)（實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中）的監(jiān)控和維護(hù)，調(diào)整。個(gè)別儀表?yè)p壞替換，報(bào)警信號(hào)屏蔽，臨時(shí)切換為手動(dòng)控制，等。保

6、證生產(chǎn)連續(xù)正常進(jìn)行為主要目標(biāo)。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS,D.,DCS,的通信網(wǎng)絡(luò),基本結(jié)構(gòu)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，連接三類(lèi)節(jié)點(diǎn)：,現(xiàn)場(chǎng),I/O,站（連接各種控制設(shè)備和儀表）；,操作員站（面向操作人員）；,工程師站（主要面對(duì)監(jiān)控管理人員）；,各節(jié)點(diǎn)之間互相轉(zhuǎn)遞信息和數(shù)據(jù)，確?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)有效性，安全、可靠地運(yùn)行，生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)化操作控制。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS,DCS,分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn),:,1.,信息集中,各子系統(tǒng)均有可能獲得整個(gè)系統(tǒng)中某部分的相關(guān)信息，信息傳遞方便；,2.,控制分級(jí),底層現(xiàn)場(chǎng),I/O,站，中層操作員站，上層工程師站，各權(quán)限不同控制范圍逐級(jí)擴(kuò)大；,3.,危險(xiǎn)分散,往往某設(shè)備故障在

7、底層，只影響該現(xiàn)場(chǎng),I/O,站控制區(qū)域，不會(huì)直接威脅到其他各子系統(tǒng)，危險(xiǎn)范圍受到限制而不會(huì)擴(kuò)大。操作員站有故障，底層各子系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)按原定模式工作，等待上層機(jī)器恢復(fù)正常，避免上層對(duì)下層的直接影響。,1.4.,集散控制系統(tǒng),DCS,它是一個(gè)為滿足大型工業(yè)生產(chǎn)的要求，從綜合自動(dòng)化的角度，按功能分散、協(xié)調(diào)集中的原則沒(méi)計(jì)，具有高可靠性，用于生產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)采集和各種過(guò)程控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。,典型的集散控制系統(tǒng)具有,兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，下層負(fù)責(zé),完成各種現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的控制任,務(wù)，上層負(fù)責(zé)完成各種管,理、決策和協(xié)調(diào)的任務(wù)。,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),FCS,5,）,現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),FCS,全數(shù)字化系統(tǒng),P25,圖,2-1

8、6,特點(diǎn)：,1.,現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)要求更高，系統(tǒng)中所有設(shè)備均掛在該網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)絡(luò)故障將使各設(shè)備進(jìn)入孤立盲區(qū)，無(wú)法正常聯(lián)系。,2.,完全分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，,I/O,站現(xiàn)場(chǎng)儀表。,3.,通訊線直接供電（弱電信號(hào)，小電流信號(hào)）,TCP/IP,遠(yuǎn)程監(jiān)控中心,LonWorks,LonWorks,LonWorks,地上,地下,地上,地下,地上,地下,瓦斯?jié)舛惹€,礦井,#1,礦井,#2,礦井,#n,本地監(jiān)控中心,煤礦安全監(jiān)控,鋼鐵廠水、電、燃?xì)獗O(jiān)控,3.4,檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖,典型工業(yè)檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：,被控,（被測(cè)）,對(duì)象,檢測(cè)單元,執(zhí)行單元,變送單元,調(diào)節(jié)單元,顯示單元,操作人員,自動(dòng)控制系統(tǒng)由

9、哪三個(gè)主要環(huán)節(jié)組成？各環(huán)節(jié)分別起何作用？舉例說(shuō)明,。（,信號(hào)采集，控制策略，輸出驅(qū)動(dòng)）,控制過(guò)程,1,）數(shù)據(jù)采集，輸入信號(hào)到計(jì)算機(jī)；,2,）控制調(diào)節(jié)，按預(yù)定控制策略進(jìn)行判斷、決策；,3,）輸出驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行控制指令，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)、開(kāi)關(guān)；,4,）被控制對(duì)象的參數(shù)隨著變化，輸入信號(hào)變化，返回,1,）循環(huán)往復(fù)。,3.4,檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)組成,1.,信號(hào)輸入,測(cè)量信號(hào)的采集（傳感器），,信號(hào)調(diào)理（放大、濾波、變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或,A/D,轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)）；,2.,控制策略,輸入采集信號(hào)值（控制器），根據(jù)預(yù)定控制方案，作出判斷（開(kāi),/,關(guān)，正轉(zhuǎn),/,反轉(zhuǎn)，等），按一定控制規(guī)律輸出控制信號(hào)；,3.,輸出驅(qū)動(dòng),（執(zhí)行器

10、）接收控制器輸出信號(hào)，進(jìn)行功率放大，實(shí)現(xiàn)所需的驅(qū)動(dòng)控制（調(diào)節(jié)）。如加熱器的開(kāi)關(guān)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥門(mén)開(kāi)度的調(diào)節(jié)等。,Company Logo,4,.1.,5,中央空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成,中央空調(diào)的冷、熱系統(tǒng),中央空調(diào)系統(tǒng)的,基本構(gòu)成,空調(diào)系統(tǒng),前端設(shè)備,（風(fēng)系統(tǒng),）,思考題,1,：簡(jiǎn)述中央空調(diào)系統(tǒng)的組成和工作原理？,思考題,2,：中央空調(diào)系統(tǒng)存在哪兩種風(fēng)量控制模式？各有何特點(diǎn)？,P127 4-17,Company Logo,4,.1.,5,中央空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成,中央空調(diào)的冷源系統(tǒng),1),制冷機(jī)原理,:,壓縮式制冷機(jī)、吸收式制冷機(jī)、風(fēng)冷熱泵式機(jī)組,2),冷卻塔（冷卻水降溫）,3),冷凍水與冷卻水循環(huán)系

11、統(tǒng),中央空調(diào)的熱源系統(tǒng),1),熱網(wǎng)供熱方式：,蒸汽、熱水,2),自備熱源裝置：,鍋爐、熱交換器,中央空調(diào)系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu),中央空調(diào)系統(tǒng)組成,：,制冷機(jī)，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（冷卻塔，冷風(fēng)機(jī)）,中央空調(diào)系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu),基本工作原理,圖中：上部由冷卻塔將熱量散發(fā)到外界大氣環(huán)境；,下部的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)責(zé)把房間內(nèi)熱量經(jīng)冷凍水系統(tǒng)循環(huán)傳遞到制冷機(jī)，再由制冷機(jī)的工作將這些熱量通過(guò)冷卻水帶走，在冷卻系統(tǒng)的循環(huán)工作下，經(jīng)過(guò)冷卻塔把它送入大氣環(huán)境空間。,基本組成結(jié)構(gòu),制冷機(jī)為核心，連接兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)：,冷凍水系統(tǒng)（提供低溫水介質(zhì)降溫房間溫度）,冷卻水系統(tǒng)（制冷產(chǎn)生高溫水經(jīng)大氣環(huán)境散熱，降溫返回循環(huán)工作）,4.

12、4,空調(diào)機(jī)組自動(dòng)控制,空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制：,常用兩種控制模式,1,）定風(fēng)量控制模式，送風(fēng)量恒定，送風(fēng)溫度可調(diào)，各房間溫度受送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)；,2,）變風(fēng)量控制模式，送風(fēng)量隨各房間所需的風(fēng)量而變化，送風(fēng)溫度固定或可調(diào)，主要通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)各房間的局部送風(fēng)量來(lái)改變房間所需的溫度，各房間有末端裝置分別調(diào)節(jié)風(fēng)量和房間溫度。,變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的組成,送風(fēng)機(jī),驅(qū)動(dòng)清潔空氣，進(jìn)入送風(fēng)總管；為各房間,提供流通的冷（熱）空氣，以調(diào)節(jié)房間溫度,濕度，及新鮮空氣量。,+,書(shū)上,P121-P123,思考題,1,：中央空調(diào)系統(tǒng)的冷源,常規(guī)制冷站主要由哪幾個(gè)環(huán)節(jié)組成？各環(huán)節(jié)的基本作用？,思考題,2,：中央空調(diào)水系統(tǒng)有哪兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)？

13、簡(jiǎn)述它們的主要功能和工作過(guò)程？,1.,試分析給排水系統(tǒng)的高區(qū)給水控制與低區(qū)給水控制方式的區(qū)別？,2.,試分析在何種情況下，采用變頻控制水泵有較好的效果？,冷源系統(tǒng)控制原理流程圖,5.1.1,空調(diào)水系統(tǒng),三、定水量系統(tǒng)與變水量系統(tǒng),定水量系統(tǒng)中無(wú)水量調(diào)節(jié)手段，各末端設(shè)備供水量恒定。,變水量系統(tǒng)的末端負(fù)荷水量可調(diào)，冷凍側(cè)有回水流量調(diào)節(jié)，以保證制冷機(jī)的正常工作。,1.,一次泵系統(tǒng)：,P34,圖,2-18,旁通管回水量調(diào)節(jié),制冷機(jī)要求恒定供水量運(yùn)行，空調(diào)側(cè)負(fù)荷變化大，供水不平衡。采用旁通管路，調(diào)節(jié)回水量來(lái)取得協(xié)調(diào)。,問(wèn)題：供水量與冷量不平衡時(shí)，單一回水量調(diào)節(jié)非線性大，無(wú)法達(dá)到一致。,5.1.1,空調(diào)水

14、系統(tǒng),冷卻水系統(tǒng)：,作用,將制冷機(jī)的熱量帶到外界大氣環(huán)境；,結(jié)構(gòu),冷卻循環(huán)泵，冷卻塔，冷風(fēng)機(jī)，回水管路及調(diào)節(jié)閥，冷水機(jī)組（制冷機(jī)）；,冷卻過(guò)程,：,循環(huán)泵將制冷機(jī)的冷卻水泵入冷卻塔上部淋下，冷風(fēng)機(jī)由下向上吹風(fēng)，汽、水逆流加快熱交換，冷卻塔下方引出回流水返回制冷機(jī)。,回水管調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)回流水量，控制冷卻塔的水流量。,5.1.1,空調(diào)水系統(tǒng),1,、冷凍水循環(huán)系統(tǒng),該部分由冷凍泵、室內(nèi)風(fēng)機(jī)及冷凍水管道等組成。從主機(jī)蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，最后回到主機(jī)蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風(fēng)機(jī)用于將空氣吹過(guò)冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內(nèi)熱交換。,

15、2,、冷卻水循環(huán)部分,該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成,。冷凍水循環(huán),系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)熱交換的同時(shí)，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能,通過(guò)制冷劑機(jī),內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進(jìn)行熱交換，降低溫度后再,送回制冷機(jī)冷凝器,（回水）。,Company Logo,5,.,3,空調(diào)熱源的自動(dòng)控制,典型熱交換系統(tǒng),Company Logo,7,.1.1,給水系統(tǒng)控制分類(lèi),現(xiàn)代建筑中常見(jiàn)的生活給水系統(tǒng)有以下幾種方式：水泵直接給水方式、高位水箱給水,方式,1,高位水箱給水方式,在建筑的最高樓層設(shè)置高位供水水箱，用水泵將低位水箱水輸

16、送到尚份水箱，再通過(guò)高位水箱送向給水管網(wǎng)供水，將水輸送到用戶。,2,水泵直接給水方式,用水泵直接向終端用戶提供一定水壓的供水方式。這種供水系統(tǒng)常采用恒速泵加變頻調(diào)速泵的供水方式，即根據(jù)終端用戶的用水量調(diào)整恒速泵的臺(tái)數(shù)與變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速來(lái)滿足用戶用水量的需要，而調(diào)速水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過(guò)變頻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,Company Logo,高位水箱分區(qū)給水系統(tǒng)圖,Company Logo,7,.,3.2,水泵直接給水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖,Company Logo,低層給水問(wèn)題及解決辦法,在高層建筑中，氣壓式給水系統(tǒng)如果采用一種給水壓力向整個(gè)建筑,(,或建筑群,),直接給水，同樣存在低層的生活給水壓力太大，給水效果比較差。因此，如果在高層建筑,(,群,),采用水泵直接給水系統(tǒng)，則經(jīng)常采用分區(qū)配置不同壓力的氣壓式給水系統(tǒng)，或者是采用同一水泵系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)不同分區(qū)進(jìn)行減壓的給水系統(tǒng)。其給水原理與圖,4,2,和圖,4,4,所示的分去給水原理基本類(lèi)似,照明設(shè)備監(jiān)控,監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù),系統(tǒng)組成,照明燈具，控制裝置與線路；,控制方式,1,）人工手動(dòng)控制；,2,）簡(jiǎn)單電子控制；,3,）集中聯(lián)動(dòng)控制；,4,）智能控制；,火災(zāi)報(bào)警