建筑设备监控系统设计.ppt
建筑设备监控系统设计建筑设备监控系统设计给排水监控系统设计给排水监控系统设计海光美海光美电气工程系电气工程系第一页，编辑于星期五：七点 四十八分。一一.基本概念回顾基本概念回顾智能建筑智能建筑 Intelligent building（IB）以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统，建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。-智能建筑设计标准 GB/T 50314-2006 第二页，编辑于星期五：七点 四十八分。建筑设备监控系统建筑设备监控系统 Building automation system（BAS）在综合运用自动控制、计算机、通信、传感器等技术的基础上,将建筑物或建筑群内的空调与通风，变配电、照明、给排水、热源与热交换，冷冻和冷却及电梯和自动扶梯等系统，以集中管理、监视，分散控制为目的构成的综合系统。又称建筑设备自动化系统，楼宇自动化系统。建筑设备管理系统（集成）建筑设备管理系统（集成）Building management system（BMS）在建筑设备监控系统，安全防范系统，火灾自动报警系统及消防联动系统等各子分部工程的基础上，实现的集成。第三页，编辑于星期五：七点 四十八分。建筑物的能耗达整个国家能耗总量的建筑物的能耗达整个国家能耗总量的建筑物的能耗达整个国家能耗总量的建筑物的能耗达整个国家能耗总量的27.4%27.4%27.4%27.4%（其中公共（其中公共（其中公共（其中公共建筑物约占建筑物约占建筑物约占建筑物约占10%10%10%10%）。目前我国年平均能耗）。目前我国年平均能耗）。目前我国年平均能耗）。目前我国年平均能耗150200Kw.h/m150200Kw.h/m150200Kw.h/m150200Kw.h/m2 2 2 2，而，而，而，而欧洲欧洲欧洲欧洲6065Kw.h/m6065Kw.h/m6065Kw.h/m6065Kw.h/m2 2 2 2。建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上。建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上。建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上。建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上。第四页，编辑于星期五：七点 四十八分。BA系统的主要监控对象l给排水设备子系统l冷热源设备子系统l空调设备子系统l送排风设备子系统l照明设备子系统l电力设备子系统l电梯设备子系统等第五页，编辑于星期五：七点 四十八分。BA系统监控对象的分布第六页，编辑于星期五：七点 四十八分。过程控制系统的发展历史第七页，编辑于星期五：七点 四十八分。第八页，编辑于星期五：七点 四十八分。第九页，编辑于星期五：七点 四十八分。1.计算机控制系算机控制系统及其组成 图示计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统。偏差 控制量二二 集散控制系集散控制系统(Distributed Control System，DCS)y控制器控制器-被控对象被控对象e给定量给定量执行机构执行机构+r rD/A被控量被控量测量变送测量变送uA/D生产过程生产过程工控机工控机第十页，编辑于星期五：七点 四十八分。2.集散控制系统集散控制系统 协调各控制站的工作协调各控制站的工作达到过程的动态最优化达到过程的动态最优化人机接口装置，完成人机接口装置，完成操作、显示和监视任操作、显示和监视任务务集散控制系统是分布式结构系统。集散控制系统是分布式结构系统。完成过程的现场控制完成过程的现场控制任务任务实实现现了了地地理理上上和和功功能能上上分分散散的的控控制制，将将各各个个分分散散的的信信息息集集中中起起来来，进行集中的监视和操作。进行集中的监视和操作。采集非控制过程信息采集非控制过程信息中央管理计算机中央管理计算机全局优化控制与集成管理，全局优化控制与集成管理，综合自动化综合自动化第十一页，编辑于星期五：七点 四十八分。典型楼宇自控网络系统典型楼宇自控网络系统BACnet/EthernetBACnet/EthernetBACnet/EthernetBACnet/EthernetLonMarkLonMarkLonMarkLonMarkDevicesDevicesDevicesDevicesLonMarkLonMarkLonMarkLonMark设备设备设备设备WorkstationsWorkstationsWorkstationsWorkstations工作站工作站工作站工作站Area ControllersArea ControllersArea ControllersArea Controllers区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器Field busField busField busField bus现场总线现场总线现场总线现场总线现场总线现场总线现场总线现场总线Field busField busField busField busControl LANControl LANControl LANControl LAN控制总线控制总线控制总线控制总线第十二页，编辑于星期五：七点 四十八分。3 楼控系统组成楼控系统组成调节调节调节调节对象对象对象对象现场传感器现场传感器现场传感器现场传感器执行调节机构执行调节机构执行调节机构执行调节机构DDCDDCDDCDDC模块模块模块模块通讯线缆通讯线缆通讯线缆通讯线缆 上位机上位机上位机上位机中央管理室中央管理室中央管理室中央管理室现场部分现场部分现场部分现场部分第十三页，编辑于星期五：七点 四十八分。现场传感器现场传感器传感器是指安装在现场的各种敏感元件、传感器、继电器触点等用来检测现场设备的各种参数（如设备状态、温度、湿度、压力、流量等），并发出信号送到DDC模块；执行调节机构执行调节机构执行调节机构是指安装在现场接受指令控制设备的机构，如电动调节风阀、水阀等。第十四页，编辑于星期五：七点 四十八分。电动执行器 作用：将调节器输出的420mA信号转换成直线或角度位移。组成：执行机构和调节阀（同一般执行器）特点：执行器使用电动执行机构-利用电动机等启闭调节阀。电动执行器方案及配用类型：直行程-直线电磁阀；角行程-旋转蝶阀；多转式-多转感应调压器。第十五页，编辑于星期五：七点 四十八分。电动执行器原理框图 常用电动执行器的要求：常用电动执行器的要求：能够频繁启动、能长期处于过载状态。能够频繁启动、能长期处于过载状态。具体措施：具体措施：采用专用异步机，转子电阻大采用专用异步机，转子电阻大-启动电小、堵转时温升不超限。启动电小、堵转时温升不超限。第十六页，编辑于星期五：七点 四十八分。DDC（direct digital controller）DDC是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器，对各种工业现场标准开关量信号与模拟量信号进行采集，并且对各种模拟量以及开关量设备进行控制。内存神经元芯片LON收发器通信模块 输出模块输入模块DDC内部结构图电源模块第十七页，编辑于星期五：七点 四十八分。DDC控制器是整个控制系统的核心，它具有AI、AO、DI、DO四种输入/输出接口。方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接相连接，对各种物理量进行测量，以实现对被控系统的调节与控制。可输入输出如下类型信号：DI(digital input)：干触点信号或DC12V DO(digital output):一对继电器辅助触点,触点容量 250VAC/5A，输出为常开或常闭选择AI(analog input)：010VDC，420mADC，10K电阻AO(analog output)：010VDC 第十八页，编辑于星期五：七点 四十八分。HW-BA5201 DDC第十九页，编辑于星期五：七点 四十八分。打开上盖第二十页，编辑于星期五：七点 四十八分。上位机上位机硬件：计算机+LON网卡软件：基本功能：远程监控现场设备；（IIBS，OPC for LON）设置DDC模块控制参数（Lonmaker）变换系统工作模式；记录、显示重要数据及报警信息 第二十一页，编辑于星期五：七点 四十八分。三三 BA系统设计步骤系统设计步骤1工程需求分析工程需求分析 设计人员应根据建筑物的实际情况及业主的要求，确定出建筑物内实设计人员应根据建筑物的实际情况及业主的要求，确定出建筑物内实施自动化控制及管理的各功能子系统。根据各功能子系统所包括的设施自动化控制及管理的各功能子系统。根据各功能子系统所包括的设备，制作出需纳入楼宇自控系统实施监控管理的被控设备一览表。备，制作出需纳入楼宇自控系统实施监控管理的被控设备一览表。2确定各功能子系统的控制方案确定各功能子系统的控制方案 对于需进行自动化控制的功能子系统，给出详细的控制功能说明，并说明每一系对于需进行自动化控制的功能子系统，给出详细的控制功能说明，并说明每一系统的控制方案及达到的控制目的，以指导工程设备的安装、调试及工程验收。统的控制方案及达到的控制目的，以指导工程设备的安装、调试及工程验收。3确定系统监控点、前端设备及控制设备（智能控制器）清单确定系统监控点、前端设备及控制设备（智能控制器）清单 在确定出被控设备的数量及相应的控制方案后，需制作出每一被控设备在确定出被控设备的数量及相应的控制方案后，需制作出每一被控设备需进行监控的点数及监控点的性质，据此选用相应的传感器、阀门及执需进行监控的点数及监控点的性质，据此选用相应的传感器、阀门及执行机构，并配出满足要求的智能控制模块及相应的楼宇自控箱。行机构，并配出满足要求的智能控制模块及相应的楼宇自控箱。4制作每一被控设备的控制原理图制作每一被控设备的控制原理图5制作整个楼宇自控系统施工平面图及系统图制作整个楼宇自控系统施工平面图及系统图第二十二页，编辑于星期五：七点 四十八分。四四 给排水系统介绍给排水系统介绍 给排水系统包括给水系统、排水系统两部分。给水系统生活水池生活水泵屋顶水箱排水系统集水池潜水泵第二十三页，编辑于星期五：七点 四十八分。第二十四页，编辑于星期五：七点 四十八分。第二十五页，编辑于星期五：七点 四十八分。第二十六页，编辑于星期五：七点 四十八分。给排水水箱液位控制第二十七页，编辑于星期五：七点 四十八分。给排水水箱液位控制第二十八页，编辑于星期五：七点 四十八分。第二十九页，编辑于星期五：七点 四十八分。液位开关功能简介功能简介液位开关在楼宇自控系统中主要应用在给排水系统中的水箱、水池、集水坑等设备上，用于液位的报警监测。输出信号：无源触点 DI量程范围：0.5-3m、0.5-5m型号GST-YWKG/0.5-3mGST-YWKG/0.5-5m第三十页，编辑于星期五：七点 四十八分。适用地点使用地点：生活水箱，集水井，生活水池等第三十一页，编辑于星期五：七点 四十八分。联动关系：通过液位开关或液位变送器检测水箱的水位，低液位报警自动启动生活水联动关系：通过液位开关或液位变送器检测水箱的水位，低液位报警自动启动生活水泵，高液位报警自动停止生活水泵，排污泵启停与生活水泵相反，同时监视水泵的运泵，高液位报警自动停止生活水泵，排污泵启停与生活水泵相反，同时监视水泵的运行、故障、手自动状态。行、故障、手自动状态。水泵水泵低液位低液位高液位高液位高液位高液位停停泵泵低液位低液位启启泵泵水泵监控信号采自水泵的强电水泵监控信号采自水泵的强电水泵监控信号采自水泵的强电水泵监控信号采自水泵的强电控制柜。水泵运行状态信号采控制柜。水泵运行状态信号采控制柜。水泵运行状态信号采控制柜。水泵运行状态信号采自强电控制柜中继电器辅助触自强电控制柜中继电器辅助触自强电控制柜中继电器辅助触自强电控制柜中继电器辅助触点，故障状态信号采自热保护点，故障状态信号采自热保护点，故障状态信号采自热保护点，故障状态信号采自热保护继电器辅助触点，手自动信号继电器辅助触点，手自动信号继电器辅助触点，手自动信号继电器辅助触点，手自动信号采自转换开关采自转换开关采自转换开关采自转换开关 （DIDI均为无源常均为无源常均为无源常均为无源常开点）。开点）。开点）。开点）。配电柜需提供远程启停端子。配电柜需提供远程启停端子。配电柜需提供远程启停端子。配电柜需提供远程启停端子。DDCDDC模块开关量输出模块开关量输出模块开关量输出模块开关量输出DODO端口的端口的端口的端口的最大耐压为最大耐压为最大耐压为最大耐压为AC220VAC220V，最大分断，最大分断，最大分断，最大分断电流为电流为电流为电流为5A5A。第三十二页，编辑于星期五：七点 四十八分。液位开关液位开关高液位点高液位点液位开关第三十三页，编辑于星期五：七点 四十八分。水泵控制柜内部接线图水泵控制柜内部接线图水泵的运行状态信号采水泵的运行状态信号采自强电控制柜中继电器自强电控制柜中继电器辅助触点，故障状态信辅助触点，故障状态信号采自热保护继电器辅号采自热保护继电器辅助触点，手自动信号采助触点，手自动信号采自转换开关自转换开关（均为无（均为无源常开点）源常开点）并提供远程启停端子并提供远程启停端子第三十四页，编辑于星期五：七点 四十八分。两个两个两个两个DODODODO点控制启停点控制启停点控制启停点控制启停一个一个一个一个DODODODO点控制启停点控制启停点控制启停点控制启停开关量输出端口的最大耐压为开关量输出端口的最大耐压为开关量输出端口的最大耐压为开关量输出端口的最大耐压为AC220VAC220V，最大分断电流为，最大分断电流为，最大分断电流为，最大分断电流为5A5A。线缆选用线缆选用线缆选用线缆选用RVVn*1.5RVVn*1.5线缆，穿管或经电缆桥架由控制箱至现场配电线缆，穿管或经电缆桥架由控制箱至现场配电线缆，穿管或经电缆桥架由控制箱至现场配电线缆，穿管或经电缆桥架由控制箱至现场配电柜柜柜柜第三十五页，编辑于星期五：七点 四十八分。模块跳线为干触点方式，线缆选用模块跳线为干触点方式，线缆选用模块跳线为干触点方式，线缆选用模块跳线为干触点方式，线缆选用RVV2*1.0RVV2*1.0线缆，穿管或经电缆线缆，穿管或经电缆线缆，穿管或经电缆线缆，穿管或经电缆桥架由控制箱至现场配电柜桥架由控制箱至现场配电柜桥架由控制箱至现场配电柜桥架由控制箱至现场配电柜 。水泵配电柜运行状态、故障信号、手自动信号接线水泵配电柜运行状态、故障信号、手自动信号接线水泵配电柜运行状态、故障信号、手自动信号接线水泵配电柜运行状态、故障信号、手自动信号接线第三十六页，编辑于星期五：七点 四十八分。
