樓宇自動(dòng)化(BAS,Building Automation System,又譯為建筑設(shè)備自�(dòng)化系�(tǒng))是將建筑物或者建筑群�(nèi)的電力、照�、空�(diào)、給排水、防�(zāi)、保�、車�(kù)管理等設(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�(dòng)化在建筑�(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(dòng)控制系統(tǒng),也在重要的非智能建筑中得到廣泛�(yīng)��
樓宇自動(dòng)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�(gè)系統(tǒng)中各離散化的�(xiàn)�(chǎng)控制�(DDC)的協(xié)�(diào)�,其作用是實(shí)�(xiàn)全面的信息共�,完成�(xiàn)�(chǎng)控制器與中央�(jiān)控管理中心之間的信息傳遞、數(shù)�(jù)存儲(chǔ)、現(xiàn)�(chǎng)或遠(yuǎn)端報(bào)警等功能。主控制器含有CPU、存�(chǔ)�、I/O接口、通過(guò)�(wǎng)�(luò)接口�(lián)接在一�(jí)�(wǎng)�(luò)��
(2) �(xiàn)�(chǎng)控制�(即直接數(shù)字控制器DDC):�(xiàn)�(chǎng)控制器用于控制現(xiàn)�(chǎng)�(shè)�,與安裝在設(shè)備上的傳感器件和�(zhí)行機(jī)�(gòu)相聯(lián),每�(gè)�(xiàn)�(chǎng)控制器都包含有CPU、存�(chǔ)�、I/O接口。分�(shè)在現(xiàn)�(chǎng),盡量靠近被�(jiān)控點(diǎn),通過(guò)�(wǎng)�(luò)接口連接在二�(jí)�(wǎng)�(luò)��
(3) 傳感器件:裝設(shè)在各�(jiān)控點(diǎn)的傳感器,包括各種敏感元件、端�(diǎn)和限位開(kāi)�(guān),接收并傳送信�(hào)�
(4) �(zhí)行機(jī)�(gòu):接收控制信號(hào)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�
�1� �(shù)�(jù)采集;
?�?� 各種�(shè)備啟/??刂婆c�(jiān)�;
?�?� �(shè)備運(yùn)行狀況圖像顯�;
?�?� 各種參數(shù)的實(shí)�(shí)控制和監(jiān)��
?�?� 參數(shù)與設(shè)備非正常狀�(tài)�(bào)��
?�?� �(dòng)力設(shè)備節(jié)能控制及控制�
?�?� 能量和能源管理及�(bào)表打??�
�8� 事故�(bào)警報(bào)告及�(shè)備維修事故報(bào)告打印輸��
傳感�
傳感器時(shí)自控系統(tǒng)中的首要�(shè)�,它直接與被�(cè)�(duì)象發(fā)生聯(lián)系。它的作用使感受被測(cè)參數(shù)的變�,并�(fā)出與之相適應(yīng)的信�(hào)。在選擇傳感器時(shí)一般有三�(gè)要求:高�(zhǔn)確�、高�(wěn)定�、高靈敏度�
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(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要�(jìn)行充分的熱交換,�(cè)量常伴有�(shí)間上的滯�。如Pt1000其在0℃時(shí)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(cè)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(cè)�。常用的有壓差開(kāi)�(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(chǎng)中運(yùn)�(dòng)并切割磁力線的導(dǎo)體中�(huì)有感�(yīng)電動(dòng)�(shì)�(chǎn)�,此感應(yīng)電動(dòng)�(shì)與流體的體積流量呈線性關(guān)��
4. 濕度傳感器:用于�(cè)量室�(nèi)空氣相對(duì)濕度�
5. 液位傳感器:用于控制水箱、水池等的上�、下限液��
在自�(dòng)控制系統(tǒng)中,它接受控制器輸出的控制信�(hào),并�(zhuǎn)換成直線位移或角位移,來(lái)改變�(diào)節(jié)閥的流通截面積,以控制流入或流出被控過(guò)程的物料或能�,從而實(shí)�(xiàn)�(guò)程參�(shù)的自�(dòng)控制�
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(kāi)�(guān)控制,也可�(jìn)行開(kāi)度控�。執(zhí)行器�(shè)有夾具,可直接夾持在�(fēng)閥的�(qū)�(dòng)軸上,設(shè)有手�(dòng)�(fù)位鈕,在故障�(shí)可手�(dòng)�(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�(kāi)�(guān)式和�(diào)節(jié)式兩種,�(kāi)�(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(kāi)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)�(chǎng)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�(gè)完整的控制器,有�(yīng)有的軟硬�,能完成�(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�
?�?)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�(gè)�(shù)字輸入,輸出�(diǎn)的實(shí)�(shí)變化狀�(tài)。當(dāng)外電斷電�(shí),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)�(shí),在�(wú)需人工干預(yù)的情況下,DDC能自�(dòng)恢復(fù)正常工作�
G) �(dāng)DDC存儲(chǔ)的數(shù)�(jù)非正常丟失時(shí),用戶可通過(guò)�(xiàn)�(chǎng)�(biāo)�(zhǔn)串行�(shù)�(jù)接口和通過(guò)�(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�(yǔ)言編寫�
I) DDC程序的編�,修改既可在中央站上�(jìn)行,也可通過(guò)便攜�(jī)�(jìn)��
J) DDC在外電斷�(shí),同�(shí)后備電池丟失�(shí),能存儲(chǔ)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�(duì)濕度0-90%
M) 電源:AC220V, ±10%,50HZ�
2)DDC具備以下功能�
定時(shí)啟停自適�(yīng)�/�
自動(dòng)幅度控制需求量�(yù)�(cè)控制
事件自動(dòng)控制掃描程序控制與警�(bào)處理
趨勢(shì)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�(gè)大廈�(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)�(duì)�、動(dòng)�(tài)顯示圖形,為用戶提供一�(gè)非常好的、簡(jiǎn)單易�(xué)的界�,操作簡(jiǎn)�,操作者無(wú)需任何先驗(yàn)軟件知識(shí),即可通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤操作管理整�(gè)控制系統(tǒng)�
由于誘人的市�(chǎng)商機(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)�(chǎng)總線�(xié)議標(biāo)�(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)�(jì),目前國(guó)際上�40種宣稱為�(kāi)放型的現(xiàn)�(chǎng)總線�(biāo)�(zhǔn)。這些�(xié)議根�(jù)�(guó)際標(biāo)�(zhǔn)化組�(ISO)的計(jì)算機(jī)�(wǎng)�(luò)�(kāi)放式互連系�(tǒng)的OSI參� 模型�(lái)制定�。大多數(shù)�(xiàn)�(chǎng)總線只是用其中的一、二和七層協(xié)�。于是現(xiàn)�(chǎng)總線呈現(xiàn)雜亂紛呈的局�。在這些�(xiàn)�(chǎng)總線中不乏優(yōu)異的�(xiàn)�(chǎng)總線,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等現(xiàn)�(chǎng)總線在樓宇自�(dòng)化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)�。盡管基于現(xiàn)�(chǎng)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)�(chǎng)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)�(chǎng)總線系統(tǒng)中實(shí)�(xiàn)。后面將�(duì)FCS的缺�(diǎn)做�(jìn)一步說(shuō)��
(1)LonWorks
美國(guó)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�(dòng)化、工�(yè)自動(dòng)�、電力系�(tǒng)供配、消防監(jiān)�、停車場(chǎng)管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地�(shuō)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?,包括總線型、星�、樹(shù)型、自由拓?fù)湫偷?,這樣可適�(yīng)�(fù)雜的�(xiàn)�(chǎng)�(huán)�,方便現(xiàn)�(chǎng)布線�
?、谥С侄喾N傳輸介質(zhì)。包括雙絞線、同軸電�、電力線、光纖、無(wú)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。可接人的節(jié)�(diǎn)最多為32385�(gè)�
?、弁晟频墨k�(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)�(kāi)�(fā)�(huán)�,采用開(kāi)放的NEURON C�(yǔ)言,它是ANSI C�(yǔ)言的擴(kuò)展;
?、軣o(wú)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�(gè)�(wǎng)�(luò)管理��
⑤開(kāi)�(fā)LonWorks�(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)的時(shí)間較�,也易于維護(hù)。LonWorks采用的LonTalk�(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中,這樣可以節(jié)省開(kāi)�(fā)LonWorks�(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)的時(shí)�,也方便維護(hù)�
同其它現(xiàn)�(chǎng)總線一�,LonWorks也有自身的缺�(diǎn)。首�,LonWorks的實(shí)�(shí)性、處理大量數(shù)�(jù)的能力有些欠�;其次,由于LonWorks依賴于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全開(kāi)放性也受到一些質(zhì)�。盡管LonWorks存在一些不�,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上�2�(wàn)多家OEM廠商生產(chǎn)LonWorks相關(guān)�(chǎn)品,其中種類已達(dá)3500多種。目前世界上已安裝有500多萬(wàn)�(gè)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�(lái),LonWorks也開(kāi)始在�(guó)�(nèi)獲得大量的應(yīng)用。在建設(shè)部的支持�,國(guó)�(nèi)一些研� 所和企�(yè) �(kāi)始陸�(xù)�(kāi)�(fā)出基于LonWorks的樓宇自�(dòng)化控制系�(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)��
(2)BACnet
BACnet是作為世界上�(gè)樓宇自動(dòng)控制�(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(shì)。BAcnet不是軟件或硬件,也不是固�,嚴(yán)格地�(shuō),BAcnet并不是現(xiàn)�(chǎng)總線,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�(tái)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)則。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�(duì)其它�(xiàn)�(chǎng)總線,BACnet�(biāo)�(zhǔn)的優(yōu)�(diǎn)是可以與Etherent、LonWorks等網(wǎng)�(luò)�(jìn)行無(wú)縫集成。不�(guò)BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統(tǒng)相互間的通訊�(wèn)� �(shè)�(jì),并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。BACnet�(biāo)�(zhǔn)已在全球得到了廣泛的�(yīng)�,全球生�(chǎn)和經(jīng)�(yíng)樓宇�(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�(shí)間內(nèi)就從一�(gè)行業(yè)�(xué)�(huì)�(biāo)�(zhǔn)迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中的ISO�(biāo)�(zhǔn)。雖然我�(guó)是WTO和ISO成員�(guó),但是BACnet在我�(guó)建筑�(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相�(duì)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�(guó)外引�(jìn)的,還沒(méi)有真正意義上的國(guó)�(chǎn)化BACnet相關(guān)�(chǎn)��
(3)CAN
CAN總線最初是德國(guó)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(guó)際標(biāo)�(zhǔn),在電力、石化、空�(diào)、建筑等行業(yè)均有�(yīng)�。CAN具有以下�(yōu)�(diǎn)�
?、俨�?字節(jié)的短幀傳�,故傳輸�(shí)間短、抗干擾性強(qiáng)�
?、诰哂卸喾N�(cuò)誤校�(yàn)方式,形成強(qiáng)大的差錯(cuò)控制能力。而且在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況�,節(jié)�(diǎn)�(huì)自動(dòng)離線,避免影� 總線上其它節(jié)�(diǎn)�
?、鄄捎脽o(wú)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�(gè)節(jié)�(diǎn),這不完全能滿足整�(gè)智能建筑的需�。不�(guò)可以通過(guò)利用中繼器�(jìn)行擴(kuò)�,相�(duì)其它一些現(xiàn)�(chǎng)總線,CAN總線技�(shù)比較�(jiǎn)�,CAN相關(guān)�(chǎn)品的�(kāi)�(fā)�(fèi)用也�(yuǎn)�(yuǎn)低于其它�(xiàn)�(chǎng)總線技�(shù)�(chǎn)品的�(kāi)�(fā)�(fèi)用。因�,很早國(guó)�(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)�(kāi)�(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)�(guò)十多年的�(fā)展,成為歐洲最有影響的建筑智能化現(xiàn)�(chǎng)總線�(biāo)�(zhǔn),在歐洲得到了�(jìn)300家廠商的支持�1999年EIB被引�(jìn)中國(guó) 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(guó)�(nèi)的會(huì)展中�、博物館、辦公大樓、別墅等�(chǎng)所的燈�、窗簾、空�(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)�,如廈門�(guó)際會(huì)展中�、大連國(guó)�(mào)中心、浙江人民大�(huì)堂等。國(guó)�(nèi)的EIB�(xiàng)目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷�
1.確定建筑物的功能,了解業(yè)主的需��
2.了解�(jī)電對(duì)控制系統(tǒng)的要�,確定BAS�(jiān)控范�,探討控制方案,確定控制功能和網(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�。通常可以從以下幾�(gè)方面�(jìn)行考慮�
?�?� 可靠性高
?�?� 技�(shù)先�(jìn)
?�?� 互操作性好
?�?� 符合主流�(biāo)�(zhǔn)
?、伞?滿足�(shí)用要�
?�?� 便于維修
⑺� 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)�、位置、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)算,確定BAS�(xiàn)�(chǎng)傳感器的�(guī)�、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�(huì)��