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樓宇自動�
閱讀�14022時間�2011-08-30 16:55:14

  樓宇自動化(BAS,Building Automation System,又譯為建筑設(shè)備自動化系統(tǒng))是將建筑物或者建筑群�(nèi)的電�、照�、空�(diào)、給排水、防�(zāi)、保�、車庫管理等�(shè)備或系統(tǒng),以集中�(jiān)�、控制和管理為目的而構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。由于樓與自動化在建筑環(huán)境舒適與安全、設(shè)備經(jīng)�(jì)�(yùn)�、設(shè)備狀�(tài)�(jiān)控等方面的重要�,除了作為建筑智能化系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)之外,作為建筑設(shè)備的自動控制系統(tǒng),也在重要的非智能建筑中得到廣泛�(yīng)��

組成

  樓宇自動化系�(tǒng)通常包括空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系�(tǒng)、電梯系�(tǒng)、消防系�(tǒng)及保安監(jiān)控系�(tǒng)等子系統(tǒng)�

  1、BAS�(gòu)�

  (1) 主控制器:主控制器是整個系�(tǒng)中各離散化的�(xiàn)場控制器(DDC)的協(xié)�(diào)�,其作用是實(shí)�(xiàn)全面的信息共�,完成�(xiàn)場控制器與中央監(jiān)控管理中心之間的信息傳遞、數(shù)�(jù)存儲、現(xiàn)場或�(yuǎn)端報(bào)警等功能。主控制器含有CPU、存儲器、I/O接口、通過�(wǎng)�(luò)接口�(lián)接在一級網(wǎng)�(luò)��

  (2) �(xiàn)場控制器(即直接數(shù)字控制器DDC):�(xiàn)場控制器用于控制�(xiàn)場設(shè)�,與安裝在設(shè)備上的傳感器件和�(zhí)行機(jī)�(gòu)相聯(lián),每個現(xiàn)場控制器都包含有CPU、存儲器、I/O接口。分�(shè)在現(xiàn)�,盡量靠近被�(jiān)控點(diǎn),通過�(wǎng)�(luò)接口連接在二級網(wǎng)�(luò)��

  (3) 傳感器件:裝設(shè)在各�(jiān)控點(diǎn)的傳感器,包括各種敏感元�、端�(diǎn)和限位開�(guān),接收并傳送信號�

  (4) �(zhí)行機(jī)�(gòu):接收控制信號并調(diào)節(jié)被監(jiān)控設(shè)��

  (5) 各種軟件:包括基本軟件和應(yīng)用軟�,支持系�(tǒng)完成本身�(yùn)行和外部控制所需要的各種功能�

功能

  �1� �(shù)�(jù)采集;

 ?�?� 各種�(shè)備啟/停控制與�(jiān)�;

 ?�?� �(shè)備運(yùn)行狀況圖像顯�;

  �4� 各種參數(shù)的實(shí)時控制和�(jiān)��

 ?�?� 參數(shù)與設(shè)備非正常狀�(tài)�(bào)警;

 ?�?� 動力�(shè)備節(jié)能控制及控制�

 ?�?� 能量和能源管理及�(bào)表打��

 ?�?� 事故�(bào)警報(bào)告及�(shè)備維修事故報(bào)告打印輸��

常用�(shè)�

  傳感�

  傳感器時自控系統(tǒng)中的首要�(shè)備,它直接與被測對象�(fā)生聯(lián)�。它的作用使感受被測參數(shù)的變�,并�(fā)出與之相適應(yīng)的信�。在選擇傳感器時一般有三個要求:高準(zhǔn)確性、高�(wěn)定�、高靈敏��

  1. 溫度傳感器:

  樓宇工程中應(yīng)用的主要接觸式溫度傳感器,如熱電�、熱電偶、PTC硅感�(yīng)器等,由于測溫元件與被測介質(zhì)需要�(jìn)行充分的熱交�,測量常伴有時間上的滯后。如Pt1000其在0℃時電阻�1000Ω,隨著溫度的升高電阻減小,靈敏度一般在3~4Ω/K,響�(yīng)速度一般在15~30��

  2. 壓力傳感器:常用的有電氣式壓力傳感器,將被測壓力的變化轉(zhuǎn)換為電阻、電感等各種電氣量的變化,從而實(shí)�(xiàn)壓力的間接測�。常用的有壓差開�(guān)、表壓傳感器、靜壓傳感器��

  3. 流量傳感器:常用的是電磁流量�(jì),由法拉第電磁感�(yīng)定律�,在磁場中運(yùn)動并切割磁力線的�(dǎo)體中會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)�,此感應(yīng)電動勢與流體的體積流量呈線性關(guān)��

  4. 濕度傳感器:用于測量室內(nèi)空氣相對濕度�

  5. 液位傳感器:用于控制水箱、水池等的上限、下限液��

  在自動控制系�(tǒng)中,它接受控制器輸出的控制信�,并�(zhuǎn)換成直線位移或角位移,來改變�(diào)節(jié)閥的流通截面積,以控制流入或流出被控過程的物料或能量,從而實(shí)�(xiàn)過程參數(shù)的自動控��

  6. �(fēng)閥執(zhí)行器:用于控制安裝于新風(fēng)、回�(fēng)口的�(fēng)閥,既可�(jìn)行開�(guān)控制,也可�(jìn)行開度控�。執(zhí)行器�(shè)有夾�,可直接夾持在風(fēng)閥的�(qū)動軸上,�(shè)有手動復(fù)位鈕,在故障時可手動�(diào)節(jié)。根�(jù)�(fēng)管橫截面的大小可選擇不同鈕矩的執(zhí)行器�

  7. 水管閥門�(zhí)行器:與閥門配套使用,有開關(guān)式和�(diào)節(jié)式兩種,開關(guān)式一般口徑大,在冷熱站中用于控制各系�(tǒng)工藝管道的開啟和�(guān)�、各種工況間的切換等;調(diào)節(jié)式主要用于控制流�,在空調(diào)�(jī)組中,根�(jù)控制器的溫濕度設(shè)定值控制回水流量和蒸汽加濕的流�,使溫濕度維持在�(shè)定��

  �(xiàn)場控制器(DDC�

  DDC是用于監(jiān)視和控制系統(tǒng)中有�(guān)�(jī)電設(shè)備的控制�,它是一個完整的控制�,有�(yīng)有的軟硬件,能完成獨(dú)立運(yùn)�,不受到�(wǎng)�(luò)或其它控制器故障的影�。根�(jù)不同類型的監(jiān)控點(diǎn)�(shù)提供符合控制要求和數(shù)量的控制器。每處DDC 具有10-15%�(diǎn)�(shù)的擴(kuò)充或余量�

  �1)控制器�(gòu)成符合以下要求:

  A) �32位或16位微處理器的可編程DDC

  B) 具有可脫離中央控制主�(jī)�(dú)立運(yùn)行或�(lián)�(wǎng)�(yùn)行能�

  C) 具有電源模塊

  D) 具有通信模塊

  E) DDC 有在模板LED顯示每個數(shù)字輸�,輸出點(diǎn)的實(shí)時變化狀�(tài)。當(dāng)外電斷電�,DDC的后備電池可保證RAM中數(shù)�(jù)�60天不掉失�

  F) �(dāng)外電重新供應(yīng)�,在無需人工干預(yù)的情況下,DDC能自動恢�(fù)正常工作�

  G) �(dāng)DDC存儲的數(shù)�(jù)非正常丟失時,用戶可通過�(xiàn)場標(biāo)�(zhǔn)串行�(shù)�(jù)接口和通過�(wǎng)�(luò)操作將數(shù)�(jù)重新寫入DDC控制��

  H) DDC的操作程序與�(yīng)用程序皆采用PPCL語言編寫�

  I) DDC程序的編寫,修改既可在中央站上�(jìn)�,也可通過便攜�(jī)�(jìn)行�

  J) DDC在外電斷時,同時后備電池丟失�,能存儲其應(yīng)有程��

  K) DDC的采集精度與傳感器的精度相匹��

  L) 工作�(huán)境:溫度0度到50�,相對濕�0-90%

  M) 電源:AC220V, ±10%,50HZ�

  2)DDC具備以下功能�

  定時啟停自適�(yīng)�/�

  自動幅度控制需求量�(yù)測控�

  事件自動控制掃描程序控制與警�(bào)處理

  趨勢記錄全面通信能力

  中央�(jiān)控站

  中央管理工作站系�(tǒng)由PC主機(jī)、彩色大屏幕顯示器及打印�(jī)組成,是BAS系統(tǒng)的核心,它直接可以和以太�(wǎng)相�。整個大廈內(nèi)所受監(jiān)控的�(jī)電設(shè)備都在這里�(jìn)行集中管理和顯示,內(nèi)裝工作軟件提供給操作人員下拉式菜�、人�(jī)對話、動�(tài)顯示圖形,為用戶提供一個非常好�、簡單易�(xué)的界�,操作簡�,操作者無需任何先驗(yàn)軟件知識,即可通過鼠標(biāo)和鍵盤操作管理整個控制系�(tǒng)�

�(yīng)用于幾種總線

  由于誘人的市場商�(jī)和不同的�(yīng)用領(lǐng)域的存在,世界一些大公司或公司聯(lián)盟紛紛提出自己的�(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)�(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)�(jì),目前國際上�40種宣稱為開放型的�(xiàn)場總線標(biāo)�(zhǔn)。這些�(xié)議根�(jù)國際�(biāo)�(zhǔn)化組�(ISO)的計(jì)算機(jī)�(wǎng)�(luò)開放式互連系�(tǒng)的OSI參� 模型來制定的。大多數(shù)�(xiàn)場總線只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場總線呈�(xiàn)雜亂紛呈的局�。在這些�(xiàn)場總線中不乏�(yōu)異的�(xiàn)場總線,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等現(xiàn)場總線在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)�。盡管基于現(xiàn)場總線的Fcs克服了DCS的許多缺�(diǎn),但還是有一些不如人意的地方,最明顯的缺�(diǎn):多種現(xiàn)場總線并存而互不兼容,�(dǎo)致FCS的可互操作性只能在同一種現(xiàn)場總線系�(tǒng)中實(shí)�(xiàn)。后面將對FCS的缺�(diǎn)做�(jìn)一步說��

  (1)LonWorks

  美國Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技�(shù),又稱Lonworks技�(shù)。它得到了眾多計(jì)算機(jī)廠家、系�(tǒng)集成�、儀器儀表以及軟件公司的大力支持,已�(jīng)在樓宇自動化、工�(yè)自動�、電力系�(tǒng)供配、消防監(jiān)�、停車場管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)�。具體地說LonWorks具有以下�(yōu)�(diǎn)�

 ?、倬W(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu)靈活、組�(wǎng)方便。它支持多種�(wǎng)�(luò)�?fù)湫问剑偩€�、星�、樹型、自由拓?fù)湫偷?,這樣可適�(yīng)�(fù)雜的�(xiàn)場環(huán)�,方便現(xiàn)場布��

 ?、谥С侄喾N傳輸介質(zhì)。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光�、無線射頻等;兩種傳輸速率�78bps�1�25Mbps,傳輸距離由�(wǎng)�(luò)�?fù)湫问胶蛡鬏斀橘|(zhì)決定,一般可�500m�2700m??山尤说�?jié)�(diǎn)最多為32385��

  ③完善的玨發(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)開發(fā)�(huán)�,采用開放的NEURON C語言,它是ANSI C語言的擴(kuò)��

 ?、軣o主的�(wǎng)�(luò)系統(tǒng)。LonWorks�(wǎng)�(luò)中各節(jié)�(diǎn)的地位相�,網(wǎng)�(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)�(diǎn)處,并可安裝多個網(wǎng)�(luò)管理��

 ?、蓍_�(fā)LonWorks�(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)的時間較�,也易于維護(hù)。LonWorks采用的LonTalk�(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片�,這樣可以節(jié)省開�(fā)LonWorks�(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)的時間,也方便維�(hù)�

  同其它現(xiàn)場總線一�,LonWorks也有自身的缺�(diǎn)。首�,LonWorks的實(shí)時�、處理大量數(shù)�(jù)的能力有些欠缺;其次,由于LonWorks依賴于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全開放性也受到一些質(zhì)�。盡管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)�。世界上�2萬多家OEM廠商生產(chǎn)LonWorks相關(guān)�(chǎn)�,其中種類已�(dá)3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個LonWorks節(jié)�(diǎn),LonT~k�(xié)議也被接納為歐洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以來,LonWorks也開始在國內(nèi)獲得大量的應(yīng)�。在建設(shè)部的支持下,國內(nèi)一些研� 所和企�(yè) 開始陸續(xù)開發(fā)出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統(tǒng),并在一些新建智能大廈和建設(shè)部智能化小區(qū)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用�

  (2)BACnet

  BACnet是作為世界上個樓宇自動控制網(wǎng)�(luò)的數(shù)�(jù)通信�(xié)議。它代表了智能建筑發(fā)展的主流趨勢。BAcnet不是軟件或硬件,也不是固�,嚴(yán)格地�,BAcnet并不是現(xiàn)場總�,而是一種網(wǎng)�(luò)�(xié)�,即通信�(guī)�。為不同商家�(chǎn)品的系統(tǒng)之間�(jìn)行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細(xì)闡述了系�(tǒng)組成單元相互分享�(shù)�(jù)�(shí)�(xiàn)的途徑、使用的通信介質(zhì)、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規(guī)�。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五種�(wǎng)�(luò)技�(shù)�(jìn)行通信??筛�?jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)�(luò)技�(shù)。相對其它現(xiàn)場總�,BACnet�(biāo)�(zhǔn)的優(yōu)�(diǎn)是可以與Etherent、LonWorks等網(wǎng)�(luò)�(jìn)行無縫集成。不過BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統(tǒng)相互間的通訊問題 �(shè)�(jì),并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)�。BACnet�(biāo)�(zhǔn)已在全球得到了廣泛的�(yīng)�,全球生�(chǎn)和經(jīng)營樓宇設(shè)備和樓宇自控�(shè)備的主要廠商均支持BACnet�(biāo)�(zhǔn)。BACnet在不�10年的時間�(nèi)就從一個行�(yè)�(xué)會標(biāo)�(zhǔn)迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中的ISO�(biāo)�(zhǔn)。雖然我國是WTO和ISO成員�,但是BACnet在我國建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的BACnet�(chǎn)品和技�(shù)也基本上全部是從國外引�(jìn)�,還沒有真正意義上的國產(chǎn)化BACnet相關(guān)�(chǎn)��

  (3)CAN

  CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監(jiān)控控制系�(tǒng)�(shè)�(jì)提出�,現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國際標(biāo)�(zhǔn),在電力、石化、空�(diào)、建筑等行業(yè)均有�(yīng)用。CAN具有以下�(yōu)�(diǎn)�

 ?、俨�?字節(jié)的短幀傳送,故傳輸時間短、抗干擾性強(qiáng)�

 ?、诰哂卸喾N錯誤校驗(yàn)方式,形成強(qiáng)大的差錯控制能力。而且在嚴(yán)重錯誤的情況下,節(jié)�(diǎn)會自動離�,避免影� 總線上其它節(jié)�(diǎn)�

 ?、鄄捎脽o損壞的仲裁技�(shù)�

  4 CAN芯片不但�(jià)格低而且供應(yīng)商多�

  CAN缺點(diǎn)是:CAN總線上最多可掛接110個節(jié)�(diǎn),這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器�(jìn)行擴(kuò)�,相對其它一些現(xiàn)場總�,CAN總線技�(shù)比較簡單,CAN相關(guān)�(chǎn)品的開發(fā)�(fèi)用也�(yuǎn)�(yuǎn)低于其它�(xiàn)場總線技�(shù)�(chǎn)品的開發(fā)�(fèi)�。因此,很早國內(nèi)就有一些企�(yè)推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關(guān)�(chǎn)�。如獅島、索龍集�(tuán)開發(fā)出了$2000樓宇自控系統(tǒng)�

  (4)EIB

  EIB是歐洲安裝總�(European Installation Bus)的縮�。它�1990年被提出,經(jīng)過十多年的發(fā)�,成為歐洲最有影響的建筑智能化現(xiàn)場總線標(biāo)�(zhǔn),在歐洲得到了�(jìn)300家廠商的支持�1999年EIB被引�(jìn)中國 的智能化建筑�(lǐng)�,并在上海同�(jì)大學(xué)建立了EIB�(rèn)證技�(shù)培訓(xùn)中心。在短短的幾年里,國�(nèi)的會展中�、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈�、窗�、空�(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)�,如廈門國際會展中心、大連國�(mào)中心、浙江人民大會堂�。國�(nèi)的EIB�(xiàng)目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷�

�(shè)�(jì)與選�

  1.確定建筑物的功能,了解業(yè)主的需��

  2.了解�(jī)電對控制系統(tǒng)的要�,確定BAS�(jiān)控范圍,探討控制方案,確定控制功能和�(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu)�

  3.系統(tǒng)選型。BAS是涉及計(jì)算機(jī)技�(shù)、控制技�(shù)、通信技�(shù)等多種高新技�(shù)的復(fù)雜系�(tǒng),如何根�(jù)大廈的功能要求從眾多的產(chǎn)品中選擇合適的產(chǎn)品是十分重要�,需要綜合技�(shù)、經(jīng)�(jì)各項(xiàng)指標(biāo)�(jìn)行全面客觀的比較分析和�(shí)地考察,才能確�。�??梢詮囊韵聨讉€方面�(jìn)行考慮�

  �� 可靠性高

 ?�?� 技�(shù)先�(jìn)

 ?、恰?互操作性好

 ?�?� 符合主流�(biāo)�(zhǔn)

  �� 滿足�(shí)用要�

  �� 便于維修

 ?�?� 生命周期成本�

 ?�?� 廠家�(shí)力與售后服務(wù)

  4.與土建共同確定中央控制式的位�、面�,確定豎�?dāng)?shù)�、位�、面�、布線方式等,以使建筑設(shè)�(jì)滿足智能化系�(tǒng)�(yùn)行的要求,與智能化系�(tǒng)�(shè)�(jì)形成和諧的統(tǒng)一整體,并為智能化系統(tǒng)留有可擴(kuò)充余��

  5.畫出大樓BAS控制�(wǎng)�(luò)�

  6.完成配電�(shè)備二次回路設(shè)�(jì)和各種儀表的選擇、調(diào)節(jié)閥計(jì)�,確定BAS�(xiàn)場傳感器的規(guī)格、尺寸和安裝方式�

  7.畫出各子系統(tǒng)的控制系�(tǒng)圖及各層管線敷設(shè)平面�

  8.列出BAS�(shè)�、材料表,寫出設(shè)�(jì)、施工要�(diǎn),各圖紙會簽�

維庫電子�,電子知�,一查百��

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