楼宇智能化技术.

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1、楼宇智能化技术 授课教师：龙俊 选用教材：楼宇智能化技术 中国建筑工业出版社 课程目的 通过对建筑的暖通空调、建筑给排水、供配电 、照明、电梯、消防、安防等系统及智能化控制 与管理的学习，使学生掌握楼宇设备与自动化系 统组成、工作原理，掌握楼宇设备智能化系统的 监控功能，熟悉楼宇智能化系统的施工管理，熟 悉楼宇智能化设备及其管理。 考核方式 40%平时成绩 包括：课堂提问、课堂练习、作业、实验报告 、考勤及平时表现 60%期末成绩 第一章 概 述 一、智能建筑的定义和特点 1、智能建筑的定义（P1） 智能建筑是指利用系统集成方法，将智能型计算机技 术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过

2、对 设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息 服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合 信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活 特点的建筑物。 第一节 智能建筑概述 2、智能建筑的特点 （1）复杂性 （2）开放性 集成接口遵循开放、通用的国际标准，互换性好 （3）技术先进性 无线通信技术的充分应用 数字化视频传输技术的推广使用 控制系统的全数字化技术 （4）集成化 二、智能建筑的组成 3A系统： BAS OASCAS BAS：Building Automation System 楼宇设备自动化系统 CAS:Communication Automation System

3、 通信网络自动化系统 OAS:Office Automation System 办公自动化系统 1、建筑设备自动化系统（BAS） （1）建筑设备监控系统 对供配电系统、中央空调系统、通风及排烟系统、给 排水系统、电梯系统和照明系统进行监控。 （2）安全防范系统 包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、巡更系统、 出入口控制及门禁系统、紧急报警系统和模拟显示系统 等。 2、通信网络自动化系统（CAS） （1）卫星电视接收及有线电视系统 （2）公共广播系统 （3）会议系统 （4）大屏幕显示系统及触摸式多媒体信息查询系统 3、办公自动化系统（OAS） 三、智能建筑的技术基础 3C+A技术： 现代建筑技术

4、 Architechure 现代计算机技术 Computer 现代控制技术 Control 现代通信技术 Communication 四、智能建筑的基本要求和功能 1、智能建筑的基本要求 （1）舒适性 （2）高效性 （3）方便性 （4）适应性 （5）安全性 （6）可靠性 2、智能建筑的功能 （1）信息处理功能 （2）能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防 灾、防盗、运输设备等进行综合控制。 （3）能监视设备的运行状态并进行统计记录。 （4）具有充分的适应性和可扩展性。 3、智能建筑的优越性 （1）创造了安全、健康、舒适的办公、生活环境。 （2）节能 （3）能满足多种用户对不同环境功能的

5、要求。 （4）现代化的通信手段与办公条件。 第二章 楼宇智能化的关键技术 一、计算机控制技术 （一）计算机控制系统的组成及工作原理 1、计算机系统的组成 自动控制：所谓自动控制，就是应用自动化检测仪表或控 制装置代替人工自动地对设备或工艺过程进行控制，使其 达到预期的状态或性能要求。 第一节 楼宇智能化的技术基础 开环控制 特点：开环控制系统是最简单最经济的控制系 统，但不能自动随外界变化，必须依赖 于人的判断和估计。 典型例子：洗衣机 闭环控制 特点：增加测量元件，用输出控制输入，这样 的输出影响输入的控制系统叫做闭环控 制系统或反馈控制系统 典型例子：恒温空调 计算机控制系统包括硬件和软件

6、两部分： （1）硬件部分 硬件主要包括主机、外围设备、过程输入输出设备、人 机联系设备和通信设备等。 1）主机：由中央处理器（CPU）和内存储器（RAM、ROM） 组成。 2）外围设备：分为输入设备（如键盘、鼠标等）、输出 设备（如打印机、显示器等）和存储器（如 光盘、硬盘等）。 3）过程输入输出设备：负责模/数（A/D）信号之间的相 互转换。 4）人机联系设备：显示生产过程和操作结果，供生产操 作人员进行操作。 5）通信设备 （2）软件部分 1）系统软件 2）应用软件 2、计算机控制系统工作原理 （1）数据采集 （2）控制 （二）计算机控制系统的分类 1、操作指导控制系统 2、直接数字控制（

7、DDC）系统 3、监督计算机控制系统 4、分散控制系统 二、计算机网络技术 （一）计算机网络的定义和特点 1、定义： 计算机网络是通过通信设备将地理上分散的多个计算机 系统连接起来，按照协议互相通信，达到信息交换、资源 共享、可互操作和协作处理的系统。 2、特点： （1）地理上分散的互联群体局域网、城域网、广域网 （2）每台主机独立工作，需遵循共同的网络协议 （3）经通讯设施实现系统互联有线、无线、卫星 （4）系统可进行信息交换、资源共享、互操作及协作处理 （二）计算机网络的功能 1、数据的快速传递和集中处理 2、资源共享 3、提高可用性及可靠性 4、实现分布处理 （三）计算机网络的组成 计算

8、机网络是由主机、终端、网络节点、通信链路等网 络元素组成。 （四）计算机网络的拓扑结构 优点：控制简单，故障诊 断和隔离容易，方便服务 。 缺点：电缆长度和安装工 作量可观，中央节点的负 担较重形成瓶颈，各站点 分布处理能力较低。 优点：电缆长度短，增减 工作站时仅需简单的连接 操作，可使用光纤。 缺点：节点故障会引起全 网故障，故障检测困难， 负载轻时信道利用率较低 。 优点：所需电缆数量少， 结构简单可靠性高，易于 扩充。 缺点：传输距离有限，故 障诊断和隔离较困难，不 具有实时功能。 三、现代通信技术 （一）信息高速公路的基本组成 1、干线部分 2、支线部分 3、结点部分 （二）信息高速

9、公路的特征 1、数字化 2、网络化 3、高速化 4、多媒体化 5、双向性 6、多样化 7、小型化 第二节 典型BA系统设备 一、BA系统的检测技术 传感器 被测量 放大器及 调理电路 A/D微电脑 显示 打印 二、典型传感器的基本概念 （一）传感器的基本概念 1、传感器的定义 定义：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可 用输出信号的器件或装置。被测量分为电量（如电压、电 流、电容、电感等）和非电量（如温度、压力、距离、流 量、重量、速度、加速度、浓度、酸碱度、湿度、光、磁 场等）。 组成：由敏感元件和转换元件组成。 2、传感器的分类 按被测参数分类：温度、压力、位移、速度等 按工作原理分

10、类：应变式、电容式、磁电式等 3、传感器的技术要求 （1）足够的容量 （2）灵敏度高，精度适当 （3）响应速度快，工作稳定，可靠性好 （4）适用性和适应性强 （5）使用经济 （二）常用检测技术与设备 1、电量检测技术与设备 电参数的测量主要是对电压、电流、功率、频率、阻抗 和波形等参数的测量。 （1）直流电压、电流的测量 （2）正弦交流电压、电流的测量 （3）功率的测量 2、温度、湿度的检测技术与设备 （1）温度检测设备 接触式 非接触式 检测部分与被测对象有良好的热接触 ，一般 测量精度高，但对于运动化、小目标或热容量小 的对象误差较大 检测部分与被测对象不接触，可用来测量运 动物体、小目标

11、和热容量小或温度变化迅速（瞬 变）对象的表面温度，原则上没有测温上限 （2）湿度检测与设备 半导体陶瓷式 电容式 测湿范围宽，工作温度高，响应时间 短，湿滞小，抗沾污，可高温清洗、灵敏 度高、稳定性好 滞后小、响应速度快 3、压力、液位的检测技术与设备 （1）控制系统对压力检测的要求 （2）被测介质的性质 （3）现场环境条件 4、流量、容积的检测技术与设备 压差式流量计：结构简单，制造方便，精度一般，最常用 的一种流量计 容积式流量计：精度高，流体中不能有固体颗粒，不适宜 高温或低温流体 涡轮式流量计：转速近似正比于流量，计算方便，多用于 测量液体流量 三、典型执行机构 （一）执行机构的功能与

12、种类 1、执行器在控制系统中的功能 执行控制器的命令，直接控制能量或物料等被测介质的 输送量，是自动控制的终端主控元件。 2、执行机构的种类 种类：气动、电动、液动 执行机构与调节机构的联接方式： （1）直接联接 （2）简介联接 （二）常用电动执行机构 1、电磁阀 利用线圈通电后产生的电磁吸力带动阀塞，结构简单， 价格低廉，多用于两位控制中。 2、电动阀 以电动机为动力元件，将控制器输出信号转换为阀门的 开度，是一种连续动作的执行器。 3、风门 通过转动叶片来改变流道的等效截面积，从而精确控制 风的流量。 第三节 楼宇智能化系统的集成技术 一、系统集成的概念 系统集成（System Integ

13、ration）不是各个子系统的简 单组合或叠加，而是使其构成一个相互关联的、彼此协调 的、“一体化”的统一整体。具体地说，系统集成是在系 统总体设计的指导下及其软件、硬件配置方案的基础上， 利用计算机网络和软、硬件接口将各个有关系统连接起来 ，在各个子系统的基础上集成为一个大的系统。 二、常用楼宇智能化集成技术分散控制系统 （一）分散控制系统的组成 1、现场控制站 又称基本控制器或分站，用于控制现场设备，可以独立进行 就地控制。 2、操作员站 面向运行操作人员，为运行操作人员提供人机界面，使操作 员及时了解现场运行状态、各种运行参数，并可通过输出设备 对工艺过程进行控制和调节。 3、工程师站

14、面向监督管理人员，主要功能是对分散控制系统进行离线配 置和组态。 4、监控计算机 用来完成高级控制策略 5、管理计算机 收集个部门信息进行综合分析，完成管理、调度并作出 决策，实现管理、控制一体化。 6、数据通信网络 由通信电缆和数据传输管理装置组成，用以传送双向数 据信息。 （二）分散控制系统的数据通信网络 1、控制网络的特点 （1）高可靠性和安全性 （2）良好的实时性 （3）环境适应性强 2、网络的拓扑结构 3、网络通信协议 三、现场总线技术的应用 （一）现场总线概况 （二）LonWorks技术 （三）分散控制系统的进一步分散化 第三章 智能楼宇设备自动化系统 一、楼宇设备自动化系统的组成

15、 第一节 楼宇设备自动化系统的组成及功能 二、楼宇设备自动化系统的监控功能 1、自动监视并控制各种机电设备的启/停，显示或打印当前 运行状态。 2、自动检测、显示、打印各种设备的运行参数及其变化趋 势或历史数据。 3、根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种 设备，使之始终运行在最佳状态。 4、检测并及时处理各种意外、突发事件。 5、实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。 6、能源管理。 7、设备管理。 第二节 暖通空调监控系统 一、暖通空调系统工作原理 （一）空调系统类型 1、空调系统的组成 （1）进风 （2）空气过滤 （3）空气的热湿处理 直接接触式：与空气进行热湿交换的介质直接和被处理的 空气接触。 表面式：与空气进行热湿交换的介质不和空气直接接触， 热湿交换是通过处理设备的表面进行的。 （4）空气的输送和分配 （5）冷热源部分 2、空调系统类型 按照空气处理设备的设置情况，空气调节系统可分为集 中系统、半集中系统和全分散系统。 集中系统：所有空气处理设备都