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1、全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 楼宇自控基础 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 主要内容 楼宇自控概述 自动控制原理及集散控制系统 BA主流技术简介 LonWorks BACnet OPC 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 主要内容 楼宇自控概述 自动控制原理及集散控制系统 BA主流技术简介 LonWorks BACnet OPC
2、全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 什么是楼宇自控系统 楼宇自控系统 BAS Building Automation System 又称为建筑设备自动 化系统 它是在综合运用自动控制 计算 机 通信 传感器等技术的基础上 实现 建筑物设备和实施的有效控制与管理 保 证建筑设施的节能 高效 可靠 安全运 行 满足广大使用者的需求 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 采用楼宇自控系统 是大型建筑物监控的必然趋势 建筑物规模的增大
3、 高度与面积 建筑物的多功能使用 使用者对建筑物的服务要求多样化 环境的舒 适性 沟通的便捷性 生存空间的安全性 设 施服务的完善性 管理组织的严密性等 服务性能要求日趋提高 建筑物内部建筑设备的复杂性 VAV 群控 节能等 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR BAS的对象环境 电力供应系统 高压变配电 低压配电 应急发 电 照明系统 工作照明 事故照明 艺术照明 障 碍照明 泛光照明等 环境控制系统 空调及冷热源 通风 环境监测 与控制 给水 排水 卫生设备 污水处理 消防系统 火灾自动报警与消防联动控制
4、安保系统 防盗报警 电视监控 门禁 巡更 交通运输系统 电梯 电动扶梯 停车场 广播系统 背景音乐 事故广播 紧急广播 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 广义BA系统的组成 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 狭义BA系统 国外消防 安保等系统都属于BA的子项 但国 内考虑到安全性 行业划分等原因 属于独立 的系统 停车场控制与广播控制系统一般也自成系统 国内狭义的BA系统主要包括电力供应与管理系 统 照明控制管理系统和环
5、境控制与管理系统 等由各系统承包商利用DDC控制器或PLC控制 器对其进行监控和管理的子系统 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR BA系统功能 设备运行监控 节能控制 设备信息管理与分析 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 设备运行监控 利用分散在控制现场的控制器完成设备 本身的控制 通过现场总线实现设备之间的通讯和互 操作 中央控制站集中显示和管理各控制点的 状态和参数 并对整个系统进行控制和 配置 全国信息技术人才培训基
6、地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 设备运行监控的作用 自动 远程控制 减少人力 加快系统响应时间 提高控制精度 方便物业人员对整个系统的把握 发生故障时自动报警进行处理 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 节能控制 能耗分析 建筑物的能耗达整个国家能耗总量的建筑物的能耗达整个国家能耗总量的27 4 27 4 其中公共建筑物约占其中公共建筑物约占10 10 目前我国年平均能 目前我国年平均能 耗耗150 200Kw h m150 200Kw h
7、m 2 2 而欧洲 而欧洲60 65Kw h m60 65Kw h m 2 2 建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上 建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR BAS的有效节能手段 最优设备投运台数控制 最优启停控制 焓值控制 工作面照度自动控制 公共区域分区照明控制 供水系统压力控制 温度自适应设定控制 平均室内温度每升高1 度 能耗降低6 VAV 冰蓄冷等 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww H
8、R BAS的节能控制效果 通过有效控制可节约建筑物20 左右的能耗 有效地使用和发挥BA系统的功能 降低能耗保 护环境 是可持续发展战略的重要实施环节 节能控制方式能有效地减少设备的运行时间 降低设备的磨损与事故发生率 大大延长了设 备的寿命 其间接减少设备维护与更新费用的 作用也是巨大的 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 设备信息综合运用水平 国内BA系统的设计目标大多定位在运行控制与 管理 对建筑设备与系统状态检测点的确定仅 是运行控制所必需的信息 功能以运行监控为 主 如果不能全面及时地掌握各设备系统
9、的信息 就不能进行综合分析 不能进行故障诊断 尤 其是对于渐发性的故障不能提出预警 设备运行信息的综合分析有利于物业设施管理 的设备故障诊断 设备运行状态优化 设备维 护保养 降低设备能耗 提高服务质量等诸多 工作项目 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR BA的观念转变 BA发展初期 人们认识到 由于BA系统收集 到大量数据 为充分利用这些数据 增加利润 许多BA厂商开始致力于推广能源分析与管理 系统 在线故障诊断等高端应用 功能拉动 应用 但是欧洲从能源危机后 许多国家开始重视能 源管理 推出了许多能源审计
10、和能源标准 目 前 欧美能源管理的需求反过来促进了BA的发 展 需求推进应用 BA系统在能源管理与控制方面的许多应用已经 突破了BA本身的控制内容 进一步渗透到建筑 结构 暖通设计 照明设备等的设计 改造领 域 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR BAS的发展 20世纪80年代 随着计算机集中管理分散控制 系统 DCS 的诞生而产生 20世纪80年代到90年代 作为一种低成本的 DCS得到发展 20世纪90年代的最后五年 随着各种通信协议 的标准化和现场总线的发展而迅速推广 目前 BA系统从初期的单一设备的控
11、制 发展 到今天的综合优化控制 在线设备故障诊断 全局信息管理和总体运行状态协调等高层次的 集中管理分散控制方式 面向建筑物设备系统 的BA系统已将信息 控制 管理 决策有机地 融合在一起 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 主要内容 楼宇自控概述 自动控制原理及集散控制系统 BA主流技术简介 LonWorks BACnet OPC 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 自动控制系统的发展 第一阶段 30 40年代 基地式仪表
12、 一操作人员监控几个 参数 产品质量取决 于操作员技术 第二阶段 40 50年代 简单的 气动单元组合 仪表 为主 与电动 单元组合仪表 一人监控40个左右参 数 工作效率得以提 高 第三阶段 50 70年代 单元组合仪表 中央 控制 电动为主 一人监控500个左右 参数 自动化程度提 高 第四阶段 70年代中期 至今 计算机控制 智能控制 一人可监控几千个参 数 数据自动处理 高可靠 高度自动化 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 闭环计算机控制系统 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾
13、乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR PID 比例 积分 微分 控制算法 模拟调节器的理想PID算法 计算机系统中的差分PID控制算法 e t 偏差 u t 控制量 Kp 比例放大系数 Ti 积分时间常数 Td 微分时间常数 e k 第k次采样所 得偏差值 e k 1 第k 1次采样 所得偏差值 u k 第k时刻的控 制量 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR PID的几种控制效果 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www
14、 HRwww HR PID控制的参数整定 采样周期整定 比例放大参数整定 积分时间常数整定 微分时间常数整定 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 继电器控制算法 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 直接数字控制系统的组成 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 集中控制系统的不足 整个系统的控制 管理依赖于中央控制站 一 旦中央控制站崩溃 整个
15、系统将陷入瘫痪 全部控制运算功能由中央控制站控制主机完成 对控制主机中断优先级 分时多任务操作等 控制都提出了极高的要求 同时控制主机的运 算处理能力限制了整个控制系统的规模和实时 响应能力 所有现场采集的数据都要通过网络系统传送给 控制主机进行处理 然后由控制主机发出命令 指挥现场执行机构的动作 信息传输线路长 网络传输数据量大 当系统监控点数较多时实 时响应能力差 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 集散控制系统 基本思想 集中管理 分散控制 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科
16、技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 集散控制系统的组成 操作管理装置 通讯装置 分散过程控制装置 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR 集散控制系统的发展 70年代 以Honeywell TDC 2000为代表的第 一代产品 分散过程控制器 良好的人机界面 数字通讯系统 第二代DCS产品最主要的改进是从主从式星型 结构转变为对等的总线结构 算法扩充 过程 操作范围扩大 多处理器应用 第三代DCS产品向上能与MAP与Ethernet接口 相下支持现场总线 从而打破了 信息孤岛 算法上增加了自适应 自整定等功能 支 持第三方应用软件 全国信息技术人才培训基地全国信息技术人才培训基地 北京禾乐邦科技有限公司北京禾乐邦科技有限公司 www HRwww HR DCS层次结构 操作员站 图形 系统 组态 数据分析与决策 报表生成与报警 数据通讯 分层结构满 足不同场合的需求 分散过程处理装置 数 学运算 逻辑运算 时 间控制 输入输出控制 PID运算 专用处理 模块等 全国信息技术人才培训基
