楼宇设备监控系统PPT课件

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1、1,目录,楼宇设备监控系统,9.1系统监控原理,9.2空调机组监控,9.3新风机组监控,9.5给排水系统监控,9.6变配电系统监控,9.7监控系统的工程应用,9.4冷热源系统,2,楼宇设备监控系统,楼宇设备监控系统,楼宇设备监控系统又称建筑设备自动化系统,Building Automation System， BAS,是智能楼宇中应用计算机进行监控管理的重要设施。,9.1系统监控原理,楼宇设备监控系统实际上就是一个计算机控制系统 ；,技术：,计算机技术、网络通信技术、自动控制技术的综合应用；,目的：,达到舒适、安全、可靠、经济、节能的目的；,网络：,总线型结构 ；,控制结构 ：,集中控制型和集

2、散控制型两种 ；,现场控制设备：,采用直接数字控制器实行数字控制和模拟控制。,3,集中控制型,9.1.1系统结构模式,集中控制型和集散控制型两种,1)集中控制型系统 (Con-central Control System， CCS),主要特点是：,一台计算机完成对整个被控对象的全部监测与控制 任务。,组成 ：,中央处理主机；,通信网络；,DGP（Data Gathering Panel）数据收集站（AID）；,检测元件；,执行元件 ；,4,框图,缺点 ：,2软件系统庞大，潜在的故障风险很大;,3变动一点会影响全局，导致系统的可扩展性、可发展性差 ；,4管线复杂，施工量大，维护管理困难；,5适用

3、于小型系统。,1风险集中，任何部分的故障都会导致系统不能正常运，甚至导致整个系统崩溃;,5,集散控制,2)集散控制型系统,分布控制型系统,( Distributed Control System， DCS),特点:, 1 集中管理，分散控制, 2 中央管理计算机只完成系统的管理职能 ;,3 多台计算机分别实施不同的控制任务;,4 任一台故障，不影响其他，使风险分散，提高了可靠性;,5 硬、软件模块化设计，配以容错技术，系统可靠性强；,6 控制算法丰富，控制功能齐全，适应多种控制要求；,7 硬件设备标准化、模块化，配置极为方便，扩展性强；,8 便于更改设置及操作使用。,当今主流控制技术,6,DC

4、S框图,(Direct Digital Control， DDC),7,系统组成,9.1.2楼宇设备监控系统组成,楼宇设备监控系统是一个综合性的系统，由以下子系统组成。,1)空调系统-中央空调系统,2)通风系统,3)给排水系统,4)电力设备的监控,5)照明控制,6)电梯设备的监控,7)检测与计量,8)物业管理,8,系统网络结构,9.1.3系统的网络结构 系统网络结构可取两种形式：简易型 、复合型 1、简易型结构 采用 RS-485总线,9,复合型,2)复合型结构 监控网采用RS-485总线 现场控制网采用现场总线,10,现场总线,9.1.4现场总线技术在楼宇设备监控系统中的应用,大型的BAS系

5、统 、采用复合型结构 ，,复合型结构 ：,监控网采用RS-485总线,现场控制网采用现场总线,中央管理计算机 Ethernet， TCP/IP,楼宇智能化管理系统（三级网络）。,IBMS，(Intelligent Building Management System),现场总线的类型：,Lonworks、BACnet、nativeBACnet、 Profibus、CAN等。,11,总线特点,1、现场总线的特点（开放性与兼容性）,1）开放性好、互操作性强、彼此兼容、设置灵活、使用方便;,2）接线十分简单，一对双绞线可以挂接多个设备，节省投资;,3）无极性连接，减少了安装的工作量;,4）系统集成容

6、易，多厂商、多品牌相互兼容。,集散型（DCS)BA系统属于实时控制级总线，,多采用Lonworks总线技术。,12,LON总线,2、 Lonworks现场总线技术,Lonworks现场总线技术又称Lon Talk Bus,美国Echelon(爱可龙)公司产品,是一种测控网技术，也是一种工控网技术。,能方便地使计算机与传感器、执行器进行联网。,传输的是数据量较小的检测信号、状态信号和控制信号 。,局部操作网又称为Lonworks网。,(Local Operating Network， LON),13,Lon组成,组成：,Lonworks节点,路由器,LonTalk协议,Lonworks收发器,L

7、onworks网络,节点开发器,主要由：,14,LON特点,Lonworks总线的主要特点是:,(1)具有开放式的通信协议 -LonTalk通信协议,遵循ISO/OSI全部七层模型:,1 物理层,2 链路层,3 网络层,4 传输层,5 会话层,6 表达层,7 应用层,ISO:,International Standards Orgnization,国际标准化组织,OSI:,Open Systems Interconnection,开放系统互连,15,神经元芯片组成,介质访问处理器 ：,第一层,第二层,驱动通信子系统硬件和执行冲突避免算法。,网络处理器 ：,第三层,第四层,第五层,第六层,网络变

8、量处理、寻址、事务处理、证实、背景诊断、软件计时、网络管理、函数路径选择等控制网络通信接口和发送、 接收数据包。,应用处理器 ：,第七层,执行用户编写的操作系统。,其神经元芯片中有3 个8位CPU， 组成3个处理器，对应七层,16,Neuron Chip,(2)具有高度集成的神经芯片,Neuron Chip 3个8位 CPU；编程语言为Neuron C 62个网络变量； 一个网络变量最大长度可达31个字节。,(3)支持多种通信介质，具有多种软件、硬件模块,通信介质：,双绞线、同轴线、电力线、红外、无线射频、光纤 等；,网络：,自由拓扑结构，星形、总线型和环形，允许不同介质类型混合存在。,Lon

9、works技术产品门类齐全 ：,多种硬、软件模块和收发器 。,17,DDC,9.1.5直接数字控制器 (Direct Digital Control， DDC),DDC是分散设置在被控设备附近的调控设备，故又叫现场控制器。,DDC实际上就是一个小型计算机。,1、DDC的特点：,具有：,独立的程控能力，独立监控有关现场设备 ；,用于收集现场设备的信息；,联网通信能力；,18,DDC接口,2、具有的接口 ：,通信接口,输入接口,模拟量输入(Analogy Input， AI)，温度、湿度、压力、流量等,数字量输入(Digital Input，DI），水流、风速、压差开关 等,输出接口,模拟量输出(

10、Analogy Output， AO)，阀位控制等,数字量输出(Digital Output， DO)，控制开关、交流接触器等,19,DDC结构,20,监控点示例,监控点示例,21,检测与执行元件,9.1.6检测元件与执行元件,22,检测与执行元件,检测元件与执行元件,23,空调,空调是个好东西，调节温度，给人舒适的环境,空调分类：,一体式空调,分体式空调,中央空调-空调机组,空调作用：作用相同，调节温度，热量移动,变频空调,无氟空调,氟利昂R22,R410A,空调,24,空调原理,一、空调制冷：,空调制冷过程：,气体制冷剂被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室外机的换热器（此时为冷凝器）,冷

11、凝液化放热，成为液体,同时热量向大气释放,液体制冷剂经节流装置减压,进入室内机的换热器（此时为蒸发器）,蒸发气化吸热，成为气体,同时吸取室内空气的热量,空调原理,25,二、空调制热：,空调制热过程,气体制冷剂被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室内机的换热器（此时为冷凝器）,冷凝液化放热，成为液体,同时将室内空气加热,液体氟利昂经节流装置减压,进入室外机的换热器（此时为蒸发器）,蒸发气化吸热，成为气体,同时吸取室外空气的热量（室外空气变得更冷）,26,三、空调维护：,空调是个好东西，调节温度，给人舒适的环境，,但要合理使用、维护,空调的积尘量、细菌普遍超标、,最高超标486倍，细菌量2300个

12、/cm2,主要为：,灰尘,病菌（细菌、真菌）：,1、军团菌流感,2、金黄色葡萄球菌皮肤感染,3、肺炎球菌肺炎,4、结核杆菌结核,5、链球菌上呼吸道感染,有机物,螨虫过敏鼻炎、哮喘,空调维护,27,空调机组监控,9.2空调机组监控 9. 2. 1集中式空气调节系统的组成 中央空调系统,1、新风机组 ；,2、空调机组 ；,3、冷热源系统 ；,4、空调的风系统 ；,5、空调的水系统,28,调控原理,9.2. 2 空调机组调控原理,空调机组是一种空气处理设备,具有：,对送出的空气加热、冷却、加湿、除湿、过滤,喷水、挡水、隔热、消声等功能。,人们应用它的这些功能实现空气调节：,对房间或公共建筑物内空气的

13、物理参数、状态参数进行调节。,即对空气的温度、湿度以及洁净度进行改善和调节。,29,空气调节的原理,空气调节的原理：,就是应用空气状态参数相互间的关系，,通过合理的加热、加湿、冷却、去湿、消毒、净化等步骤，,使空气状态发生人为的改变，达到设定的状态。,30,加热加湿,这种调节方式可以不必测量水汽分压或相对湿度。 首先把新风加热到12， 然后喷水加湿，使其达到饱和， 最后再加热到20，这时的相对湿度即达60%。 湿度达到50%60% ，人们感觉就比较舒适。,1)加热加湿处理,当室内空气温度较低，人们感到很冷时，需对空气加温。 水汽总量没变，即水汽分压未变，加热后的空气相对湿度会大大降低。调节的过

14、程中必须要进行加湿处理。,加湿处理方法：,采用定温饱和加湿法,加温必须加湿,31,降温去湿,调节方式也可不必测量水汽分压或相对湿度。 首先降温到12的露点； 然后使表冷器的表面温度稳定在露点温度，让空气中的一 部分水蒸气充分凝结； 再加热到20，这时的相对湿度即为60%。,2)降温去湿处理,降温必须去湿,当室内空气温度较高，人们感到很热时，需对空气降温。 对空气降温，空气中的水汽总量未变，水气分压未变，降温后的空气相对湿度会大大增加。 调节过程中必须要进行去湿处理。,去湿处理方法：,可采用定露点去湿法。,32,空调机组调控,9.2.3 空调机组调控方式,空调机组直接接受现场控制器DDC的调控；

15、,DDC接收检测元件的信号，经过数据处理、逻辑判断，由执行元件实现调控。,调节方式：PID,(PID-Proportional Integral Derivative),(1)比例调节(P)：输出改变与输入成正比例的调节规律,(2)积分调节(I)：输出与它的输入对时间的积分值成比例,(3)比例积分调节(PI)：当输入偏差作一阶跃变时， 调节器立即就产生一个阶跃输出 (比例作用)； 此后随时间的增长，在比例作用的基础上， 按积分调节规律等速上升。,33,PID,9.2. 4空调机组调控系统的应用结构 （见图）书P228,(4)比例微分调节(PD)：,比例微分调节器在输入作阶跃变化的瞬间，调节器的

16、 输出为一个有限值， 而后微分作用逐渐下降，最后仅保持比例作用的分量。 微分变化速度,比例作用的输出与偏差值成正比； 积分作用的输出与 输入对时间的积分值成比例； 微分作用的输出与偏差变化的速度成正比； PID调节的作用 是三者的综合。,(5)比例积分微分调节(PID)：,34,中心控制机柜,35,系统功能,1)空调机组控制系统功能,(1)根据回风温度控制冷/热水阀;,在夏季，当回风温度升高，开大水阀；当回风温度降低，关小水阀。,在冬季，当回风温度升高，关小水阀；当回风温度降低，开大水阀，,使室温控制在设定值。,(2)当初效过滤器两端的压差大于设定值250 Pa时，发出报警信号，提醒清洗过滤器。,(3)当中效过滤器两端的压差大于设定值250 Pa时，发出报警信号，提醒清洗过滤器。,36,(4)根据时间或程序控制风机启停、高速或低速运行，同时监视其运行状态，进行手动切换或自动切换，故障报警，计算运行时间。,(5)风机停止时的联动控制是关电动二通阀及电动风门。,(6)根据新风温度与回风温度的差值，比例控制新回风风门。,37,监控内容,2)空调机