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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2014/6/11,#,第一章 智能建筑概述,中國,狹義范圍：,3A,系統(tǒng),Communication Automation,通信自動化；,Office Automation,辦公自動化；,Building Automation,樓宇（建筑設(shè)備）自動化；,廣義范圍：,5A,系統(tǒng)，,3A+2A,Fire Automation,消防自動化；,Security Automation,安全防范自動化；,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)代計算機 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。,計算機控制系統(tǒng),3.,計算機控制系統(tǒng)分類,:,1,）,操作指導(dǎo)控制系統(tǒng),系統(tǒng)完成生產(chǎn)過程的各種數(shù)據(jù)采集，信號處理，分析，報警等，提供指導(dǎo)信息，供操作員采納，由人完成實際的操作和控制；,2,）,直接數(shù)字控制,DDC,通過輸入

3、,/,輸出通道直接從被控對象獲取有效參數(shù)信號，在預(yù)定控制策略下，輸出有效控制信號，完成對系統(tǒng)的自動控制；不需要人的干預(yù)，全自動進行。,計算機控制系統(tǒng)主要有哪幾種類型？簡述其特點？,1.2,計算機集中控制系統(tǒng),它是用一臺計算機實現(xiàn)對眾多被控對象或參數(shù)進行控制的計算機控制系統(tǒng)。,這種計算機控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在中小型控制系統(tǒng)中。,計算機控制系統(tǒng),3,）,計算機監(jiān)控系統(tǒng),SCC,P22,圖,2-14,實時采集數(shù)據(jù),+,最優(yōu)模型的兩級模式，將實時采集數(shù)據(jù)輸入進最優(yōu)模型運算，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。,上位機

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

5、場閉環(huán)控制,順序操作調(diào)節(jié)等,.,計算機控制系統(tǒng),DCS,B.,操作員站,（車間控制臺）,組成包括：工業(yè)計算機，鍵盤，顯示器等,功能：,1,）流程圖顯示各子系統(tǒng)的運行參數(shù)，,2,）現(xiàn)場設(shè)備控制工況，開啟,/,停止狀態(tài)，,3,）故障報警信號處理，聲光信號屏蔽等，,4,）連鎖保護動作的實時監(jiān)控，,5,）通信網(wǎng)絡(luò)與各子系統(tǒng)的連接，操作。,計算機控制系統(tǒng),DCS,C.,工程師站,現(xiàn)場監(jiān)控和管理,對系統(tǒng)進行離線的控制設(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，安裝調(diào)試階段進行。,在線系統(tǒng)（實際生產(chǎn)過程當中）的監(jiān)控和維護，調(diào)整。個別儀表損壞替換，報警信號屏蔽，臨時切換為手動控制，等。保

6、證生產(chǎn)連續(xù)正常進行為主要目標。,計算機控制系統(tǒng),DCS,D.,DCS,的通信網(wǎng)絡(luò),基本結(jié)構(gòu)為計算機網(wǎng)絡(luò)，連接三類節(jié)點：,現(xiàn)場,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（主要面對監(jiān)控管理人員）；,各節(jié)點之間互相轉(zhuǎn)遞信息和數(shù)據(jù)，確?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的實時有效性，安全、可靠地運行，生產(chǎn)過程的全自動化操作控制。,計算機控制系統(tǒng),DCS,DCS,分布式控制系統(tǒng)的特點,:,1.,信息集中,各子系統(tǒng)均有可能獲得整個系統(tǒng)中某部分的相關(guān)信息，信息傳遞方便；,2.,控制分級,底層現(xiàn)場,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擴大；,3.,危險分散,往往某設(shè)備故障在

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

8、6,特點：,1.,現(xiàn)場通信網(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)備進入孤立盲區(qū)，無法正常聯(lián)系。,2.,完全分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，,I/O,站現(xiàn)場儀表。,3.,通訊線直接供電（弱電信號，小電流信號）,TCP/IP,遠程監(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、燃氣監(jiān)控,3.4,檢測儀表控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖,典型工業(yè)檢測儀表控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：,被控,（被測）,對象,檢測單元,執(zhí)行單元,變送單元,調(diào)節(jié)單元,顯示單元,操作人員,自動控制系統(tǒng)由

9、哪三個主要環(huán)節(jié)組成？各環(huán)節(jié)分別起何作用？舉例說明,。（,信號采集，控制策略，輸出驅(qū)動）,控制過程,1,）數(shù)據(jù)采集，輸入信號到計算機；,2,）控制調(diào)節(jié)，按預(yù)定控制策略進行判斷、決策；,3,）輸出驅(qū)動，執(zhí)行控制指令，驅(qū)動閥門、開關(guān)；,4,）被控制對象的參數(shù)隨著變化，輸入信號變化，返回,1,）循環(huán)往復(fù)。,3.4,檢測儀表控制系統(tǒng)組成,1.,信號輸入,測量信號的采集（傳感器），,信號調(diào)理（放大、濾波、變換成標準信號或,A/D,轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號）；,2.,控制策略,輸入采集信號值（控制器），根據(jù)預(yù)定控制方案，作出判斷（開,/,關(guān)，正轉(zhuǎn),/,反轉(zhuǎn)，等），按一定控制規(guī)律輸出控制信號；,3.,輸出驅(qū)動,（執(zhí)行器

10、）接收控制器輸出信號，進行功率放大，實現(xiàn)所需的驅(qū)動控制（調(diào)節(jié)）。如加熱器的開關(guān)，電機的轉(zhuǎn)動，閥門開度的調(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,（風系統(tǒng),）,思考題,1,：簡述中央空調(diào)系統(tǒng)的組成和工作原理？,思考題,2,：中央空調(diào)系統(tǒng)存在哪兩種風量控制模式？各有何特點？,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),制冷機原理,:,壓縮式制冷機、吸收式制冷機、風冷熱泵式機組,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，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（冷卻塔，冷風機）,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)負責把房間內(nèi)熱量經(jīng)冷凍水系統(tǒng)循環(huán)傳遞到制冷機，再由制冷機的工作將這些熱量通過冷卻水帶走，在冷卻系統(tǒng)的循環(huán)工作下，經(jīng)過冷卻塔把它送入大氣環(huán)境空間。,基本組成結(jié)構(gòu),制冷機為核心，連接兩個循環(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)機組自動控制,空調(diào)風系統(tǒng)自動控制：,常用兩種控制模式,1,）定風量控制模式，送風量恒定，送風溫度可調(diào)，各房間溫度受送風溫度調(diào)節(jié)；,2,）變風量控制模式，送風量隨各房間所需的風量而變化，送風溫度固定或可調(diào)，主要通過調(diào)節(jié)進各房間的局部送風量來改變房間所需的溫度，各房間有末端裝置分別調(diào)節(jié)風量和房間溫度。,變風量空調(diào)系統(tǒng)的組成,送風機,驅(qū)動清潔空氣，進入送風總管；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)有哪兩個循環(huán)系統(tǒng)？

13、簡述它們的主要功能和工作過程？,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),制冷機要求恒定供水量運行，空調(diào)側(cè)負荷變化大，供水不平衡。采用旁通管路，調(diào)節(jié)回水量來取得協(xié)調(diào)。,問題：供水量與冷量不平衡時，單一回水量調(diào)節(jié)非線性大，無法達到一致。,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，冷風機，回水管路及調(diào)節(jié)閥，冷水機組（制冷機）；,冷卻過程,：,循環(huán)泵將制冷機的冷卻水泵入冷卻塔上部淋下，冷風機由下向上吹風，汽、水逆流加快熱交換，冷卻塔下方引出回流水返回制冷機。,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)風機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發(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），進入室內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，最后回到主機蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風機用于將空氣吹過冷凍水管道，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)進行室內(nèi)熱交換的同時，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能,通過制冷劑機,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），使之與大氣進行熱交換，降低溫度后再,送回制冷機冷凝器,（回水）。,Company Logo,5,.,3,空調(diào)熱源的自動控制,典型熱交換系統(tǒng),Company Logo,7,.1.1,給水系統(tǒng)控制分類,現(xiàn)代建筑中常見的生活給水系統(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)整恒速泵的臺數(shù)與變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速來滿足用戶用水量的需要，而調(diào)速水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過變頻來實現(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)，同時對不同分區(qū)進行減壓的給水系統(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,）人工手動控制；,2,）簡單電子控制；,3,）集中聯(lián)動控制；,4,）智能控制；,火災(zāi)報警