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楼宇自动化课件2022/10/241第1页，本讲稿共17页第一章 楼宇自动化系统概述1.1.1 智能建筑的定义我国智能建筑设计标准（GBT50134-2000）定义为：以建筑为平台，兼顾建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化的组合，向人们提供一个高效、舒适、便利、安全的建筑环境。1.1.2 智能建筑的功能智能建筑应当提供的功能有以下几点：（1）对建筑物内所有设备设施的综合性监控管一体化；（2）全方位安全（安防、消防、建筑安全等）监控一体化；（3）应具有对多种信息的获取、处理、传递及应用能力；（4）应具有充分灵活性、适应性、可扩展性；（5）已具有的各种功能，应能随技术进步和社会发展需求而扩充。第2页，本讲稿共17页12 智能建筑的构成与功能121 智能建筑的构成楼宇自动化楼宇自动化楼宇自动化楼宇自动化监控管理系统监控管理系统监控管理系统监控管理系统BASBASBASBAS办公自动化系统办公自动化系统办公自动化系统办公自动化系统OASOASOASOAS通讯自动化通讯自动化通讯自动化通讯自动化及网络系统及网络系统及网络系统及网络系统CASCASCASCAS IBMSIBMSIBMSIBMS计算机网络程控电话有线电视远程会议卫星通讯视频点播无线通信综合布线 事务办公MIS系统决策支持商业管理电子商务电子会议同声传译物业管理楼宇设备控制消防系统广播系统出入控制保安报警闭路监控无线巡更智能IC卡停车场管理第3页，本讲稿共17页1.2.1.1建筑设备自动化系统（1）供配电系统；（2）照明系统；（3）暖通空调系统；（4）给排水系统；（5）交通运输系统（电梯、自动扶梯等）；（6）安全防范系统；（7）火灾自动报警与消防联动控制系统；第4页，本讲稿共17页l l）建筑设备自动化系统的功能）建筑设备自动化系统的功能设备监控与管理：能够对建筑物内的各种建筑设设备监控与管理：能够对建筑物内的各种建筑设备实现运行状态监视，起停、运行控制，并提供设备实现运行状态监视，起停、运行控制，并提供设备运行管理，包括维护保养及事故诊断分析，调度备运行管理，包括维护保养及事故诊断分析，调度及费用管理等。及费用管理等。节能控制：包括空调、供配电、照明、给排水等设备节能控制：包括空调、供配电、照明、给排水等设备的控制。它是在不降低舒适性的前提下达到节能、降低的控制。它是在不降低舒适性的前提下达到节能、降低运行费用的目的。运行费用的目的。第5页，本讲稿共17页3 3）BASBAS的自动监测与控制的自动监测与控制自动测量、监视与控制是自动测量、监视与控制是BASBAS的三大技术环节和手段，的三大技术环节和手段，通过它们可以正确掌握建筑设备的运转状态、事故通过它们可以正确掌握建筑设备的运转状态、事故状态、能耗、负荷的变动等情况，从而适时采取相状态、能耗、负荷的变动等情况，从而适时采取相应处理措施，以达到智能建筑正常运作和节能的目应处理措施，以达到智能建筑正常运作和节能的目的。的。（1 1）BASBAS的自动测量的自动测量选择测量选择测量 扫描测量扫描测量 连续测量连续测量 第6页，本讲稿共17页（2 2）BASBAS的自动监视的自动监视是指对建筑物中的配电设备，空调、卫生、动力设备，火灾防是指对建筑物中的配电设备，空调、卫生、动力设备，火灾防范设备，照明设备，应急广播设备，电梯设备等进行监视、控范设备，照明设备，应急广播设备，电梯设备等进行监视、控制、测量、记录等。监视一般可以分为状态监视和故障、异常制、测量、记录等。监视一般可以分为状态监视和故障、异常监视两种。监视两种。状态监视状态监视:状态监视和故障、异常监视两种装置并用的情状态监视和故障、异常监视两种装置并用的情况较多，其目的是监视的起停、开关状态及切换状态况较多，其目的是监视的起停、开关状态及切换状态 故障、异常监视：机电设备发生异常故障时，应分别采取故障、异常监视：机电设备发生异常故障时，应分别采取必要的紧急措施及紧急报警必要的紧急措施及紧急报警 火灾监视：在高层建筑中，应设有火灾自动报警系统，该火灾监视：在高层建筑中，应设有火灾自动报警系统，该系统由火灾探测器、火灾报警装置等组成系统由火灾探测器、火灾报警装置等组成 暖通、空调系统的监视：空调系统设备的监视包括：风机、暖通、空调系统的监视：空调系统设备的监视包括：风机、阀门、水泵、冷热源设备的运行状态监视；测量点的监视；保阀门、水泵、冷热源设备的运行状态监视；测量点的监视；保护装置的监视；温度、湿度、压力、流量的监视等护装置的监视；温度、湿度、压力、流量的监视等 第7页，本讲稿共17页（3 3）BASBAS的自动控制的自动控制 BAS BAS的控制方式：的控制方式：BAS BAS的控制方式有开环控制和闭环控制两种的控制方式有开环控制和闭环控制两种 开环控制：开环控制是一种预定程序的控制方法，它根开环控制：开环控制是一种预定程序的控制方法，它根据预先确定的控制步骤一步一步地实施控制，而被控过程的状据预先确定的控制步骤一步一步地实施控制，而被控过程的状态并不直接影响控制程序的执行。如起停控制等。态并不直接影响控制程序的执行。如起停控制等。闭环控制：闭环控制则要根据被控过程的状态决定控制闭环控制：闭环控制则要根据被控过程的状态决定控制的内容和实施控制的时机，控制用计算机需要不断检测被控过的内容和实施控制的时机，控制用计算机需要不断检测被控过程的实时状态（参数），并根据这些状态及控制算法得出控制程的实时状态（参数），并根据这些状态及控制算法得出控制输出，对被控过程实施控制。如空调系统的温湿度自动调节等。输出，对被控过程实施控制。如空调系统的温湿度自动调节等。BAS BAS的系统结构：的系统结构：BASBAS的系统结构有集散控制系统和全的系统结构有集散控制系统和全分布式控制系统两种分布式控制系统两种 第8页，本讲稿共17页1.2.1.2 通信网络系统 智能建筑中的通信网络系统包括通信系统和计算机网络系统两大部分。其中通信系统目前主要由两部分组成，即用户程控交换系统和有线电视网。智能建筑中的计算机网络系统包括计算机局域网及其互联网、接入网。1.2.1.3 办公自动化系统办公自动化系统（OAS）是智能建筑基本功能之一。办公自动化系统提供的主要功能有文字处理、图形处理、图像处理、情报检索、统计分析、决策支持、计算机辅助设计、印刷排版、文档管理、电子商务、电子函件、电子数据交换、来访接待、电子黑板、会议电视、同声传译等。另外，先进的办公自动化系统还可以提供从低级到高级的为领导办公服务的决策（或辅助决策）支持系统。第9页，本讲稿共17页13楼宇自动化系统的网络结构131 计算机网络的基本知识1311 计算机网络计算机网络是计算机设备的互联集合体，它利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机或计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议，信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递。1312 计算机网络的分类计算机网络按照网络的规模及联网计算机所处位置的远近不同分为局域网（LAN）、广域网（WAN）和城域网（MAN）。第10页，本讲稿共17页1314 计算机网络拓扑计算机网络拓扑即计算机网络的结构，它是指网络中各站点相互连接的方法和形式。常见的网络拓扑形式有星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑，树形拓扑及星环形拓扑。星形拓扑 环形拓扑总线拓扑第11页，本讲稿共17页树形拓扑 星环形拓扑 第12页，本讲稿共17页1 13 32 2 计算机网络的标准化计算机网络的标准化 计算机网络需要连接许多台计算机设各，并实现这些设备计算机网络需要连接许多台计算机设各，并实现这些设备之间的通信。但是，之间的通信。但是，个网络中需要连接的计算机设各不可能个网络中需要连接的计算机设各不可能是出自同一厂家的同一产品，而不同的厂家，甚至同一厂家生是出自同一厂家的同一产品，而不同的厂家，甚至同一厂家生产的不同机种采用的数据交换方式都不尽相同。要把不同厂家、产的不同机种采用的数据交换方式都不尽相同。要把不同厂家、不同型号的计算机设各连接起来，就需要有一套国际性的标准不同型号的计算机设各连接起来，就需要有一套国际性的标准来统一这些格式。网络标准能确保不同的设备厂家的产品通用，来统一这些格式。网络标准能确保不同的设备厂家的产品通用，这意味着顾客可以选择各种网络产品来设计最合适的网络，而这意味着顾客可以选择各种网络产品来设计最合适的网络，而不必局限于某一厂家的产品。最著名的国际标准有两种：不必局限于某一厂家的产品。最著名的国际标准有两种：一、国际标准化组织（一、国际标准化组织（ISOISO）提出了开放系统互连模型）提出了开放系统互连模型OSIOSI。二、美国电气与电子工程师协会的二、美国电气与电子工程师协会的IEEE802IEEE802参考模型。参考模型。第13页，本讲稿共17页1.3.3楼宇自控系统的网络架构1.楼宇自控系统网络架构的发展 楼宇自控系统的网络架构（BAS network configuration）是整个楼宇自控系统（BAS Building Automation System）中的重要的组成部分。一般而言的BAS网络架构包含两方面的含义。第一，是BAS网络的物理介质。这包括构建网络时应用的电缆、交换机、网关、控制器与执行器等具体设备。以及网络的拓扑结构等。第二，是BAS网络的软件体系，包括BAS网络传输协议等。从某种意义上来讲，网络传输协议较之BAS的物理网络而言更加重要，因为传输协议是实现BAS网络互联的核心所在。第14页，本讲稿共17页BAS的发展基本上经历了四个阶段:n 气动式仪表集中系统n直接数字控制系统n集散式控制系统n现场总线控制系统14建筑设备自动化系统中的开放式标准所谓开放系统即建筑设备自动化系统的所有部件均以公认的工业标准技术制造。系统符合公认的工业结构，因而不同厂商的产品，可以组合从而实现互操作。它有两个特点：n 系统的技术规范是所有厂商共同遵守的；n 同样功能的部件虽由不同厂家生产，但可以互相替换，可以互操作；第15页，本讲稿共17页目前国际上有两种开放式标准：一种是LONMARK标准，另一种是 BACnet标准。1.4.1 LONMARK标准LONMARK标准是以LonWorks技术为基础的一套标准。LonWorks技术由美国Echelon公司90年开发推出。LONWORK技术实际上是一种测控网技术，或者更确切一点说是一种工控网技术，也叫现场总线技术。uLonworks技术是一套开放式技术，其通讯协议LonTalk协议也是开放的。uLonworks技术的关键芯片Neuron Chip（神经元芯片）有很高的集成度，内部有3个8位CPU（CPU1，CPU2，CPU3）。uLonworks技术支持多种通讯介质。第16页，本讲稿共17页1.4.2 BACnet 标准BACnet网络通讯协议是由ASHRAE（美国暖通空调制冷工程师学会）发起制定并得到ANSI（美国国家标准局）的批准，由楼宇自动化系统的生产商、用户参与制定的一个开放性标准。BACnet一共有四层协议，包括应用层、网络层、链路层、物理层。OSIBACnet应用层BACnet应用层网络层BACnet网络层数据链路层ISO88022（IEEE802.2）MS/TPPTPLONTALK物理层ISO88023（IEEE802.3）ARCnetEIA485EIA232BACnet 的四层结构 第17页，本讲稿共17页