楼宇自控培训课程课件讲解

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1、楼宇自控培训 n楼宇自控基础 nBAS组成和结构 n传感器、DDC和执行器 n设备监控要求及原理 第一章 楼宇自控基础 nBAS(Building Automation System)定义: 用计算机过程控制、自动化仪表和网络通信技术，对 建筑物内机电设备（如:空调机组、风机、水泵等）的 运行状况及建筑物的环境参数进行自动检测、监视、 优化控制及管理的系统。 BAS属于计算机生产过程控制系统领域，是计算机生 产过程控制系统在民用建筑中的重要应用分支。因此 其设备制造、检验、设计、安装、验收标准，都应符 合国家现行的电气、计算机过程控制以及自动化仪表 专业的相关标准和规范。 第一章 楼宇自控基础

2、 nBAS的作用: 1.优化建筑物内各个工艺系统的运行管理 2.为建筑物提供良好环境 3.节省建筑物能耗 4.提高工作人员效率，减少运行人员费用 建筑设备监控系统的主要应用目的，是实现智 能建筑中机电设备管理的计算机化，机电设备 控制的自动化，建筑物能源管理的科学化和最 优化。 第一章 楼宇自控基础 n适用范围: 1.在大型公共建筑物内部,能耗的统计如下: 暖通空调占65%,生活热水、给排水占15%，照明、电梯占14%，厨房等占 6%，在我国民用建筑电气设计规范 中，正式提出了采用建筑设备监控 系统后节能率的估算值为10%15%。 2.建筑设备监控系统目前不属于国家强制执行的标准范围，建筑物是

3、否设置建 筑设备监控系统，以及如何设置建筑设备监控系统，完全是根据建筑物物业 运行管理需要、各机电专业的监控要求，以及项目投资状况等实际需求，来 确定建筑设备监控系统的内容、范围和标准。 3.是否采用建筑设备监控系统，也可参照民用建筑电气设计规范中的规定： BAS占智能建筑总投资的2%以下时，建议采用建筑设备监控系统； 按1015%的节能率估算，BAS系统运行5年内可收回BAS系统的投 资时，建议采用建筑设备监控系统 ； 第一章 楼宇自控基础 n计算机控制基础： 自动控制的任务是控制某些物理量按照指定规 律变化。为此，采用负反馈构成闭环控制系统 。 n仪表测量基础： 1.绝对误差 2.相对误差

4、 3.仪表的精度 第一章 楼宇自控基础 n仪表分类: 测量仪表、标准仪表 n信号量分类: 数字信号、模拟信号 n就地仪表分类: 检测仪表、执行仪表 n自动调节系统: 测量元件、变送单元、计算单元、调节单元、 执行机构、调节机构、调节对象组成 第一章 楼宇自控基础 n基本调节规律： 1.位式调节: 两位式调节: 被控对象只有两种状态,或高于设定的参数,或 低于此参数; 三位式调节: 被控对象有三种状态,高于设定的高参数值、 低于设定的低参数值、中间状态； 2.负反馈闭环调节: 开环调节： 根据被测参数进行调节，无调节结果的修正。 负反馈闭环调节： 根据偏差进行自动调节，调节结果返回至调节对象输入

5、端， 使偏差逐步减小直至消除。 第一章 楼宇自控基础 n闭环调节的基本调节规律： 1.比例调节(P):输出与偏差成比例,为有差调节; 2.积分调节(I):输出与偏差的累积值成比例,为无差调节; 3.微分调节(D):输出与偏差的变化趋势成比例。 n闭环调节的主要性能要求： 1.稳定性:不允许震荡与发散; 2.响应时间:调节速度尽可能快; 3.超调量:最大超调量不能超过安全允许值; 自动调节系统若想满足调节系统的主要性能要求,在现场 投入正常使用,必须首先进行调节系统的参数整定,即设定 比例、积分、微分调节系数，使自动调节系统安全稳定 的运行。 第一章 楼宇自控基础 n参数作用: 1.P的作用:P

6、越大，调节作用越强，在相同偏差 下输出值越大。P太小调节时间长，P太大引起 系统震荡甚至发散。 2.I的作用:I越小，调节作用越强，偏差的累积 值调节作用越强。I太大误差消除调节时间长， I太小引起系统超调量大，甚至震荡和发散。 3.D的作用:D越大，调节作用越强，初始调节 作用越强。D太小调节时间长，D太大引起系 统震荡和发散。 第一章 楼宇自控基础 n电动单元组合式仪表： 在工业生产中将自动调节系统各个环节分解成独立的 单元进行生产制造，通过各种组合满足生产过程的需 要，这种功能单元化、输入输出信号标准化、外型及 安装尺寸规格化的系列仪表，称作电动单元组合式仪 表。常用的有DDZ-，DDZ

7、-型电动单元组合式仪 表，常用仪表有：变送单元（传感器、变送器）、计 算单元（加法器、减法器、乘法器等）、调节单元（ 各种调节器等）、设定单元（给定器、分留器）、执 行单元（伺服放大器、执行机构等）。 第二章 BAS组成和结构 nBAS的典型形式： 分散控制系统(DCS): 分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便 第二章 BAS组成和结构 n现场总线控制网络： 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的 数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。 目前常用的现场总线： PROFIBUS、CAN、FF、LonWorks、BACnet n以太网： 在中，作为监控主机和（网络控制 器）、监控主

8、机和监控主机之间，以及和外部其他或 信息集成系统之间的主要通信网络； 有些厂商已开发出工业以太网现场控制器或模块 ，可直接连接到仪表和执行机构； 第三章 传感器、DDC和执行器 n传感器的基本概述 n开关量传感器的主要工作原理 n模拟量传感器的主要工作原理 n楼宇自动化中应用的传感器 n阀门与电动执行器 第三章 传感器、DDC和执行器 n传感器的基本概述 传感器与变送器 传感器是实现测量与自动控制的重要环节。在测量系统中，被 作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的 信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器： 是指能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的 器件或装

9、置，通常由敏感元件和转换元件组成。 变送器： 是将由传感器输出的电信号经过校验和处理变换成标准的（电 流、电压）电信号。目前，传感器、变送器的发展是朝着小型化、 多功能化、智能化发展。随着计算机技术的发展，现代的传感器加 强了计算机接口技术，可以直接连接在工业控制总线上。 第三章 传感器、DDC和执行器 n传感器的分类和应用范围 按传感器的物理量分类 可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。 按传感器工作原理分类 可分为电阻、热电偶、电容、电感、电压、霍尔、光电、光 栅等。 按传感器输出信号的性质分类 输出为开关量（“”或“”）的开关型传感器。输出为模拟 量（电压或电流）的数字型传

10、感器。传感器主要应用于工业自动 化控制、楼宇自动化控制、医学、航天、航空、国防以及科学研 究等领域。 第三章 传感器、DDC和执行器 n开关量传感器 温度、湿度开关、差压开关，液位、水流开关，气体 流量开关，光照度开关，低温报警开关 n模拟量传感器 温度传感器、湿度传感器、压力或压差传感器、流量 传感器、CO2 晗值传感器、电压传感器、电流传感器 、功率传感器、功率因数传感器。 第三章 传感器、DDC和执行器 n开关量传感器的主要工作原理 温度开关 开关量传感器主要是应用于数字量控制，它是由传感接收、信号 处理、驱动输出等三个部分组成。形状有圆形、方形、槽形等， 输出形式为电流或无源的继电器接

11、点。 n差压开关 HUBA604系列差压开关是用来控制和调节气体、液体压差的开关量传感 器。A3000 系列Photohelic和43000 系列Capsu-Photohelic压力开关压 力范围从低量00.25(06mm)W.C.到高量程300psig(21bar)之间可选。 单向正压可达6000psig。可以用来测量送风风道中过滤网是否堵塞，还 可以用来测量连通器中的液位高度。 第三章 传感器、DDC和执行器 n气体流量开关： 气体流量开关可用於检测气体之流量及气流的通断状态，以保证系统的 正常工作。 第三章 传感器、DDC和执行器 n水流开关： 水流开关是检测液体流量状态的电子开关，用来

12、检测空调、供 暖、供水等系统。它具有很高的可靠性，当液体流动和不流动 时，会分别连接两个不同的回路。在制冷站和供热站系统中要 用流量开关来保护冷冻机和各个系统的水泵。 第三章 传感器、DDC和执行器 n液位开关 液位开关用来检测容器内的液位，常用的有浮子开关 和可调型导电式液位探头等。浮子开关在其内部有一 对常开和常闭触点，当浮子没有飘起来时，开关内的 金属球在一端，此时输出一个常开、常闭的接点信号 ，当浮子被水托起来时，金属球滑到另一端，此时另 一端的常开接点接通。常开、常闭的接点信号相互翻 转。可调型导电式液位探头是采用单根或数根导电极 ，通过调节各个导电极的不同位置，来测量液体的不 同液

13、面高度。它适合用在导电的液体中。 第三章 传感器、DDC和执行器 n低温报警器 低温断路报警控制器可操作电动风阀、阀门、压缩机 、或电扇电动机以提供空调系统和制冷单元的低温报 警及限位控制。在空气处理机或新风机中可做防霜冻 低温报警。恒温器工作在低温条件下，当温度下降时 ，恒温器触点断开，从而保护了热水盘管，冷水盘管 及液体处理管道。自身带有自动复位功能，测温范围 在-7+15 oC。可以将感温点放置在最冷点，内置的微 开关是防尘、防潮的、可进行无故障操作。使用时20 尺长的感温元件放置于每个需要低温保护的盘管表面 ，当任何一段或更长的感温元件检测出的温度低于设 定值时，恒温器的触点即断开。

14、第三章 传感器、DDC和执行器 n模拟量传感器的主要工作原理： 模拟量传感器主要是应用于自动控制系统中，它将现场采集到的物理信 号转换成电信号，并利用变送器进行信号的校正和标准化。 n温度传感器 传感器的电阻与其温度相对应，测量其电阻即可计算对应温度。 第三章 传感器、DDC和执行器 n湿度传感器 新一代湿度传感器采用了最新的固体化湿度感应元件。它的湿度感应能 力从0 至100%，并可以在一个宽阔的温度范围内工作。它的响应速度快 ，可靠性高，使用寿命长，适用于制冷站及空调系统。新的湿度传感器 采用高分子电容感应元件，它的电容会随着湿度现性变化。这种先进的 感应元件和其他信号处理元件置于同一块芯

15、片上。感应元件带有保护层 ，可以消除表面积尘的影响。 第三章 传感器、DDC和执行器 n电阻远程压力表 压力、压差传感器是用于测量液体的压力和压差，且大部分是用来测量 水管中的表压力，输出参数是电压比例信号，工作温度在-40+85oC 。 它可以在楼宇自控中被用来测量供水管网的压力。与DDC 控制器配合可 控制总管旁通压力。 第三章 传感器、DDC和执行器 n电阻远程压力表： 电阻远传压力表适用于测量对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和 气体等介质的压力。 n压力、压差传感器： 模拟量压力、压差传感器可以测量空气、液体的压力及压差等，被测压 力或压差经过变送器作用于硅传感器，使桥路的输出电压与被测压力或 压差成比例变化。输出电压被放大后转换成频率信号，频率信号经过处 理并进行线性化、温度补偿后，被D/A 转换器转换成标准420mA输出 。 第三章 传感器、DDC和执行器 n楼宇自动化中传感器的应用： 开关量传感器的主要应用 原边输入电流：05AAC；输出形式：420mADC；010VDC； 工作电源24VDC；220VAC 温度开关（三速开关）：主要用于风 机盘管的控制。 差压开关：主要用于检测新风机和空气处理机的过滤网。 气体流量开关：主要用于检测送风系统的工作情况。 电接点压力