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1、共118页第1页 楼宇设备自动化系统 第四章 共118页第2页 第一节楼宇供配电系统的自动控制 楼宇设备自动化系统的网络方案 共118页第3页 楼宇设备自动化系统子系统控制方案 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第4页 空调系统的监视与控制变配电系统的监视与控制照明系统的监控电梯自动控制给 排水监控系统 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第5页 楼宇供配电系统的特点 楼宇变电站 所 供电的特点供电区域化 供电半径小 电压等级低 属配电系统 结构 功能和控制系统简单 供电可靠性要求较高 供电设备无人值守 具有时控功能 要根据季节的变化自动调节时控设备的启停时间 负荷峰谷差异大 第
2、一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第6页 楼宇供配电系统的特点 楼宇变电站一次系统图 常见的楼宇变电站 所 一次系统如图所示 包括高压部分 变压器部分 低压配电部分 直流电池组部分 应急发电机部分 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第7页 综合自动化系统的基本结构 变电站综合自动化应具备以下几个部分智能化的一次设备数字化的二次设备计算机化的运行管理方案 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第8页 变电站综合自动化的结构 变电站综合自动化系统的结构在物理上可分为两类 即智能化的一次设备和数字化的二次设备 在逻辑结构上分为三个层次 过程层 间隔层 站控层 三个层次的功能 第一节
3、楼宇供配电系统的自动控制 共118页第9页 变电站综合自动化的结构 数字化变电站自动化系统逻辑结构 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第10页 变电站综合自动化的结构 常见的楼宇变电站综合自动化系统结构楼宇变电站综合自动化系统分成两种结构 分层分布式系统和集中式系统 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第11页 变电站综合自动化的结构 集中式系统框图 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第12页 变电站综合自动化的结构 分层分布式系统框图 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第13页 变电站综合自动化的结构 具有多媒体的楼宇变电站综合自动化系统该系统的一些特点楼宇变电
4、站多媒体自动化系统结构下图中所有的站控层设备 间隔层保护 测量 控制设备以及多媒体信息采集站等都通过站内通信网连接在一起 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第14页 变电站综合自动化的结构 变电站多媒体自动化系统结构 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第15页 变电站综合自动化的结构 间隔层设备与站内通信网连接实例 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第16页 楼宇变电站综合自动化系统的几个关键技术 采样技术根据采样信号的不同 可分为直流采样和交流采样两种 交流采样原理 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第17页 楼宇变电站综合自动化系统的几个关键技术 双CPU技
5、术用双CPU处理单元 一个用于信号监测控制 被称作监控CPU 另一个用于保护控制 叫作保护CPU 采用双CPU技术的主要原因 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第18页 楼宇变电站综合自动化系统的几个关键技术 计算机处理单元示意图 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第19页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 智能控制的思想它主要承担两个任务 一是当调度端有遥控或遥调命令下达时 它可以校核命令的有效性 即该命令是否允许执行 第二个任务是当变电站内某个电器设备需要检修时 操作人员要在现场就地操作 此时操作人员在变电站内主机上利用操作票专家系统开出倒闸操作票 第一节楼宇供配电系统
6、的自动控制 共118页第20页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 典型间隔 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第21页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 智能控制软件功能智能控制逻辑校核 智能操作专家系统 智能模拟盘功能 智能防误系统连接功能 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第22页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 电脑钥匙防误操作方案 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第23页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 全状态控制式防误操作方案 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第24页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 变电站综合自动化高层软
7、件结构图 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第25页 楼宇变电站综合自动化中的智能控制方法 智能操作专家系统软件组成 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第26页 楼宇变电站综合自动化通信模式 变电站内的数据有三个流向系统的结构决定了系统的数据流可分为三类 第一类是站控层机之间的数据交换 包括同一计算机内部不同应用程序之间的数据交换 第二类为站控层与间隔层之间的数据交换 第三类是站控层与远方控制中心 调度之间的通信 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第27页 楼宇变电站综合自动化通信模式 数据流图 第一节楼宇供配电系统的自动控制 共118页第28页 第二节数字化智能照明系
8、统 智能照明控制系统的优点1 良好的节能效果 智能照明控制系统节能曲线图 第二节数字化智能照明系统 在实现自动能源管理功能以后 可以节约20 50 的能源 从而减轻供电压力 降低用户电费支出 延长光源寿命不仅可以节省大量资金 而且可以大大减少更换灯管的工作量 共118页第29页 智能照明控制系统的优点 2 延长光源的寿命 白炽灯寿命与工作电压的关系 第二节数字化智能照明系统 电源电压的升高使得灯的寿命成倍下降 电源电压过高 灯管电流变大 电极过热促使灯管两端早期发黑 寿命缩短 因此 适当降低灯具的工作电压是延长灯管寿命的有效途径 尽管在变配电设计时已经合理分配了电力负荷 保证电源波动能在一个很
9、小的范围 可灯管的工作电压仍然会随时间等因素变化 智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压 还具备电压限定和扼流滤波等功能 避免过电压和欠电压对光源的损害 采用软启动和软关断技术 避免了冲击电流对光源的损害 通过上述方法 光源的寿命通常可以延长2 4倍 共118页第30页 智能照明控制系统的优点 3 改善工作环境 提高工作效率4 照度一致性 照度一致性曲线图 第二节数字化智能照明系统 随着时间的推移 灯具效率和房间墙面反射率会不断衰减 因此 一般照明设计中 初始照度都设置得较高 这种设计不仅造成建筑物使用期内的照度不一致 还会由于照度偏高造成不必要的损失 采用智能照明后 虽然照度还是偏高设计
10、 但由于可智能调光 系统将按照预先设置的标准亮度使照明区域照度恒定 不受灯具效率降低和墙面反射衰减的影响 共118页第31页 智能照明控制系统的优点 5 实现多种照明效果6 实现照明控制智能化7 智能控制 管理维护方便 第二节数字化智能照明系统 一个工作日结束后 系统可自动进入晚间工作状态 极其缓慢地调暗各区域的灯光 同时系统探测功能自动生效 会把无人区域的灯自动关掉 并将有人区域的灯光调至最合适的亮度 系统还能通过楼层管理器使办公区 楼梯间等公共区域的灯协调工作 当办公区有人工作时 楼梯间及走道等公共区域的灯就会保持基本亮度 只有当所有办公区域内的人走完后 才将等调到安全状态关掉 共118页
11、第32页 智能照明控制系统的功能 基本结构 智能照明系统结构框图 第二节数字化智能照明系统 共118页第33页 智能照明控制系统的功能 照明控制系统的性能照明控制系统的主要控制内容时钟控制 照度自动调节控制 区域场景控制 动静探测控制 应急状态减量控制 手动遥控器 应急照明的控制 第二节数字化智能照明系统 共118页第34页 智能照明控制系统的基本结构 智能照明控制系统包括 分组控制的多组灯单元 它们都具有各自的控制装置 根据照度调节相关亮度 实现对所有灯具的自动控制 采用总线形式实现计算机与灯单元之间的通信联络 协调控制系统与灯单元之间信息交流 第二节数字化智能照明系统 智能照明控制系统可以
12、提供各种照明效果 这是普通固定照明装置无法实现的 照明系统的运转受上位机的控制 上位机经由数据传输与每一组灯单元相连接 每一组灯单元都具有独特的寻址方式 使上位机与灯单元中的每一支都可以单独进行通信联系 数据传输卡与每一支灯相连接 固定位置的灯的亮度受上位机所发出指令的控制 可改变等的亮度和光束的大小 上位机为控制照明发布一系列指令 每一个灯单元单独响应每一个指令要求 为了获得照明效果 上位机需要发布几百上千个指令 这取决于灯点亮的个数和所要求的照明效果 共118页第35页 智能照明控制系统的基本结构 智能照明控制系统框图 第二节数字化智能照明系统 图中 数据传输包括双向传输线路 一路负责从上
13、位机到每一组灯单元之间的数据通信联系 另一路负责从每一个灯单元到上位机的反馈数据联系 为了保持数据传输系统传递指令的整体一致性 智能照明控制系统中设置了一组中继转发器 用来放大和隔离数据传输系统传递的数据 上位机不仅能控制自动灯单元 还能控制通常的调光器 共118页第36页 智能照明控制系统的基本结构 中央控制系统的电子系统 第二节数字化智能照明系统 中央控制单元的全部控制功能是由CPU执行的 CPU通过扩展 将Lonworks芯片或CAN芯片相连接 中央控制单元有随机存储器和只读存储器 这两种存储器都与内部数据传送总线和寻址总线相连接 CPU和其他控制要素都可以由存储器写入或读出 共118页
14、第37页 智能照明控制系统的基本结构 灯处理器系统的电子线路框图 第二节数字化智能照明系统 共118页第38页 智能型应急照明 应急照明系统主要由中央监测型应急灯 信号转换装置和中央监测仪组成 该系统应用微处理器和总线技术把在楼宇内各自分散独立运行的应急照明灯具组成了一个实时 高效 分布式的控制系统 中央监测型应急照明系统框图 第二节数字化智能照明系统 系统中每盏中央监测型应急灯都内置高能蓄电池和微处理器 并通过数据总线经信号转换器与中央监测仪相连接 共118页第39页 智能型应急照明 中央监测器利用其应急测试功能 并通过其内部的微处理器经由数据总线与各个应急灯内的微处理器逐一以 询问 回答
15、的方式进行对话 并由中央监测仪将应急灯内微处理器回应的数据进行分析并得出结论 由中央监测仪显示屏显示或由其内置打印机打印出来 通过逐一的巡回监测对话 中央监测仪可以监控整个应急照明系统 不仅能够判别应急灯的各种故障 还可以监视电源和数据总线的工作情况 若有故障 中央监测仪都会及时得到报告 同时每盏中央监测型应急灯都设有LED指示灯 可随时做出应急灯的如下工作状态指示 1 灯具工作状态指示 2 光源工作状态指示 3 电池工作状态指示 4 灯具或安装故障指示 5 线路工作状态指示 第二节数字化智能照明系统 共118页第40页 第三节楼宇中央空调的自动控制 在智能楼宇中采用微机控制的优点 智能楼宇能
16、量消耗分布图 智能建筑空调自控设备又是智能楼宇系统的核心设备 空调设备本身是智能楼宇系统的耗能耗电的大户 而且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的空调负荷远远大于传统建筑 在先进国家里 用于空气调节的电能约占电能消耗的30 50 共118页第41页 控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 对象的特点 空调的耗电量W可简化认为与室内外的温度差成正比 即 式中 为室外温度 为室内温度 第三节楼宇中央空调的自动控制 共118页第42页 控制对象的特点与空调系统的几种节能控制方式 空调系统运行过程的温度控制将室温维持在20度和25度相比 耗电量相差可达50 左右 而控制精度对节能的效果也有影响 据资料报道 精度每相差1摄氏度 能耗就相差5 10 第三节楼宇中央空调的自动控制 1 进风 2 空气过滤 3 空气的热 湿处理部分 4 空气的输送和分配部分 5 空调系统的冷热源 空调系统的分类 1 集中式空调系统所有的空气处理设备都安装在一个集中的空调机房内 包括风机 冷却器 加热器 加湿器 过滤器等 它把处理后的空气 用风道统一分送到各房间 优点 便于管理 维护 空气处理质量高 高标准
