楼宇自控基础1
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楼宇自控培训
就地仪表分类: 检测仪表、执行仪表
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
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；
第三章 传感器、DDC和执行器
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
水流开关：
水流开关是检测液体流量状态的电子开关，用来检测空调、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
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 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
模拟量传感器的主要应用
温、湿度传感器：主要用于空调供暖、生活供水、的温度调节。 压力、压差传感器：主要用于检测水系统的管网压力和压差。 流量传感器：主要用于检测管网中水的流量变化。 静压传感器：主要用于测量水箱、储水罐、水池的液位。 超声波传感器：主要用于测量水箱、储水罐、水池的液位。 二氧化碳传感器：主要用于监测空气中二痒化碳的含量。 电压变送器：主要用于三相交流电压的检测和信号转换。 电流变送器：主要用于三相交流电流的检测和信号转换。 功率因数变送器：主要用于三相交流电压的功率因数检测。ຫໍສະໝຸດ 第三章 传感器、DDC和执行器
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
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；
第三章 传感器、DDC和执行器
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
水流开关：
水流开关是检测液体流量状态的电子开关，用来检测空调、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
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 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
模拟量传感器的主要应用
温、湿度传感器：主要用于空调供暖、生活供水、的温度调节。 压力、压差传感器：主要用于检测水系统的管网压力和压差。 流量传感器：主要用于检测管网中水的流量变化。 静压传感器：主要用于测量水箱、储水罐、水池的液位。 超声波传感器：主要用于测量水箱、储水罐、水池的液位。 二氧化碳传感器：主要用于监测空气中二痒化碳的含量。 电压变送器：主要用于三相交流电压的检测和信号转换。 电流变送器：主要用于三相交流电流的检测和信号转换。 功率因数变送器：主要用于三相交流电压的功率因数检测。ຫໍສະໝຸດ 第三章 传感器、DDC和执行器
楼宇自控系统基础培训资料
物联网技术有助于提高楼宇自控系统 的智能化水平，降低人工干预，提高 能源利用效率和设备运行效率。
大数据分析在楼宇自控系统中的应用
大数据分析技术可以对楼宇自控系统收集的大量数据进行处理和分析，提取有价值 的信息，为管理者提供决策支持。
大数据分析技术可以帮助楼宇自控系统实现更精细化的管理，例如根据历史数据预 测设备的维护周期，提前进行维护，避免设备故障。
总结词：高效节能
详细描述：该办公楼宇采用了楼宇自控系统，通过对空调、照明、电梯等设备的智能控制，实现了高 效节能的运行效果，降低了能源消耗和运营成本。
某酒店建筑自控系统案例
总结词
提升服务质量
详细描述
该酒店建筑通过楼宇自控系统，实现了客房温度、湿度、照明等环境的智能调节，提高 了客房舒适度，提升了酒店的服务质量。
系统集成方式
系统集成方式
楼宇自控系统中的各个组成部分可能来自不同的厂商和品牌，因此需要进行系统的集成。常见的系统 集成方式有基于OPC技术的集成、基于Web技术的集成等。这些集成方式能够实现不同品牌和厂商之 间的设备互联互通和数据共享。
系统集成方式的主要特点
系统集成方式具有多种特点，如灵活性、可扩展性、可靠性等。这些特点保证了楼宇自控系统中的各 个组成部分能够进行高效、可靠的系统集成，从而实现整个系统的协调运行和智能化管理。
楼宇自控系统基础培训资 料
• 楼宇自控系统概述 • 楼宇自控系统基础知识 • 楼宇自控系统应用场景 • 楼宇自控系统实施与维护 • 楼宇自控系统案例分析 • 楼宇自控系统未来发展趋势
01
楼宇自控系统概述
定义与功能
定义
楼宇自控系统是一种智能化的建筑管理系统，通过集散式或分布式控制技术， 对建筑物内的设备进行集中监控和管理，以提高楼宇的运营效率和管理水平。
楼控基础学习资料
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楼控基础学习资料
BAS设计方法流程图
确定BAS控制水平和方式
根据系统集成要求确定BAS网络结构
节能与经济分析
和土建专业结合确定：控制室位置、 面积、竖井的数量和位置及面积、布 线方式、标高
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楼控基础学习资料
BAS设计方法流程图
画出大楼BAS系统网络图
配合电气专业完成配电设备 二次回路的设计
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楼控基础学习资料
楼宇自控系统
打印机
电脑
通信 接口
总线
分站 分站 … 分站
总线型网络结构
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楼控基础学习资料
打印机
楼宇自控系统
总线 分站 分站 分站
电脑
通信 接口
分站 分站 分站
环形网络结构
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楼控基础学习资料
楼宇自控系统
分站
分站
分站
打印机
电脑
分站
分站
分站
分站
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星形楼网控基络础学习结资料构
人机接 口外围 设备
中央控制室
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楼控基础学习资料
楼宇自控系统
中央控制室（数据中心）：包括中央处理机 （一台微型计算机、存储器、磁带机和接口 装置）、外围设备（显示终端、键盘、打印 机）和不间断电源三部分。
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楼控基础学习资料
楼宇自控系统
传感器及执行调节机构：传感器是指装设在
各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点
展过程。 a、数十年前 b、80年代 c、90年代
3
楼控基础学习资料
楼宇自控系统
三、楼宇自控系统
1、 对于一座现代化大楼，在没有安装BAS的 时候，使用这些设备往往存在以下问题：
楼宇自控行业基础知识培训31页PPT
楼宇自控行业基础知识培训
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
楼宇自控基础
M
冷冻主机
M
1 AI 1 AO 调比监压 节例测力
2 AI 温流 度量 监监 测测
2 AI 温压 度力 监监 视视
6 DI 3 AO 故开开 障关关 报状控 警态制
4 DI 2 DO 故开开 障关关 报状控 警态制
6 DI 3 DO 故开开 障关关 报状控 警态制
2 AI 温 度 监 测
4 DI 2 DO 故开开 障关关 报状控 警态制
传感器及执行调节机构： 传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检 测现场设备的各种参数（如温度、湿度、压差、液位等），并发出信号送到调节控 制器（分站、数据中心等），如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、风道静压变 送器、差压变送器； 执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号，并调 节控制现场运行设备的机构，如电动阀、电磁阀、调节阀等，包括执行机构（如电 动阀上的电机）和调节机构（电动阀的阀门）
(8) 其他监控
1、暖通空调系统的监控(HVAC)；（1）
排风机、送风机 排风机、送风机由电机、风箱（柜）、风管组合而成，我们通过控制风机的 启/停来实现，排风烟机平时根据地下室的二氧化碳浓度、二氧化碳浓度进 行间歇排风；发生火灾时，完全由消防报警系统控制。
监控内容如下 ： 风机的开关状态、故障报警、手/自动状态及开关控制
模拟量输出（AO）:DDC向外部设备提供电压信号0-10V或电 流信号4-20mA来实现的。
通信控制协议 楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通过某种控制网络 实现的，这就要求控制设备以及建筑设备都要遵循一定的通信协议。 目前，国际上采用较多的是BACnet和LonMark。 1、BACnet是指美国国家标准协会的ANSI/ASHARE135-1995标准。 BACnet是由一个建筑管理、系统用户、系统集成商组成的联合体提出的，正式的、 非专有的开放协议通信标准。 BACnet详细地描述了系统是如何工作的。它定义了系统各部分共享数据的所有规则， 如何实现数据共享，可以什么通信介质，哪个功能可用，信息如何解释等。总之， 它为各种系统之间进行信息交流建立了一个基本规则。 2、LonTalk协议LonWorks技术所使用的通信协议。LonTalk协议遵循由国际标准化组 织（ISO）定义的开放系统互连（OSI）参考模型所定义的全部七层服务。它适用于 任何一种传输媒介。
冷冻主机
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1 AI 1 AO 调比监压 节例测力
2 AI 温流 度量 监监 测测
2 AI 温压 度力 监监 视视
6 DI 3 AO 故开开 障关关 报状控 警态制
4 DI 2 DO 故开开 障关关 报状控 警态制
6 DI 3 DO 故开开 障关关 报状控 警态制
2 AI 温 度 监 测
4 DI 2 DO 故开开 障关关 报状控 警态制
传感器及执行调节机构： 传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检 测现场设备的各种参数（如温度、湿度、压差、液位等），并发出信号送到调节控 制器（分站、数据中心等），如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、风道静压变 送器、差压变送器； 执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号，并调 节控制现场运行设备的机构，如电动阀、电磁阀、调节阀等，包括执行机构（如电 动阀上的电机）和调节机构（电动阀的阀门）
(8) 其他监控
1、暖通空调系统的监控(HVAC)；（1）
排风机、送风机 排风机、送风机由电机、风箱（柜）、风管组合而成，我们通过控制风机的 启/停来实现，排风烟机平时根据地下室的二氧化碳浓度、二氧化碳浓度进 行间歇排风；发生火灾时，完全由消防报警系统控制。
监控内容如下 ： 风机的开关状态、故障报警、手/自动状态及开关控制
模拟量输出（AO）:DDC向外部设备提供电压信号0-10V或电 流信号4-20mA来实现的。
通信控制协议 楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，是通过某种控制网络 实现的，这就要求控制设备以及建筑设备都要遵循一定的通信协议。 目前，国际上采用较多的是BACnet和LonMark。 1、BACnet是指美国国家标准协会的ANSI/ASHARE135-1995标准。 BACnet是由一个建筑管理、系统用户、系统集成商组成的联合体提出的，正式的、 非专有的开放协议通信标准。 BACnet详细地描述了系统是如何工作的。它定义了系统各部分共享数据的所有规则， 如何实现数据共享，可以什么通信介质，哪个功能可用，信息如何解释等。总之， 它为各种系统之间进行信息交流建立了一个基本规则。 2、LonTalk协议LonWorks技术所使用的通信协议。LonTalk协议遵循由国际标准化组 织（ISO）定义的开放系统互连（OSI）参考模型所定义的全部七层服务。它适用于 任何一种传输媒介。
建筑物自动控制系统_02楼宇自动化控制技术基础
2.2.2 集散控制系统(DCS)
控制功能分散，操作管理集中，因此称为 分散型控制系统(DCS，Distributed Control System)，也称集中分散型控制系统，简称 集散控制系统。这是在多年集中型计算机 控制失败的实践中产生的一种新的体系结 构，即通过将功能分散到多台计算机上， 分散危险性，同时采用双重化、冗余等增 强可靠性的措施，达到提高系统可靠性和 整个系统运行安全的目的。
2.2.2.1集散控制系统的体系结构
集散型控制系统是由集中管理部分、分散控制部分和通信 部分所组成。 集中管理部分主要由中央管理计算机及相关控制软件组成。 分散控制部分主要由现场直接数字控制器及相关控制软件 组成，对现场设备的运行状态、参数进行监测和控制。 DDC的输入端连接传感器等现场检测设备，DDC的输出 端与执行器连接在一起，完成对被控量的调节以及设备状 态、过程参数的控制。通信部分连接集散型控制系统的中 央管理计算机与现场DDC控制器，完成数据、控制信号及 其他信息在两者之间的传递。
2.2.2.1集散控制系统的体系结构
4．第四级：经营管理级(在图中没有画出) 经营管理级是工厂自动化系统(Factory Automation)的最高层，它的管理范围包括 工程技术、经济和商业事务、人事活动、 财务活动、生产规划和市场分析等，并存 储和处理大量的信息。
2.2.2.2 现场控制器(DDC)
2.1.1 常用低压电器
电气控制系统是由各种有触点的低压电器， 如继电器、接触器、熔断器、行程开关、 按钮等组成的具有特定功能的控制电路。 不管是对已有电气控制电路的分析，还是 设计所需要的电气控制系统，或者实现强 弱电系统控制接口的设计与实现，都必须 对常用的各种低压电器有所了解。下面就 对楼宇自动化中常用的低压电器作简单的 介绍。
楼宇自控系统(BAS)培训资料
楼宇自控系统(BAS)培训 资料
• 楼宇自控系统概述 • 楼宇自控系统技术基础 • 楼宇自控系统应用场景 • 楼宇自控系统的实施与管理 • 楼宇自控系统的未来发展
01
楼宇自控系统概述
定义与特点
定义
楼宇自控系统（BAS）是一种集散 控制系统，用于对建筑物内的机电 设备进行自动化监控和管理。
特点
具备高度的集成性、智能化和自 动化特点，能够实现设备的远程 监控、数据采集、报警提示等功 能。
楼宇自控系统可以通过自动调节设备 运行状态、优化设备运行参数等方式， 实现节能目标。
节能策略制定
根据实时数据和历史数据，楼宇自控 系统能够分析出能源使用的规律和特 点，从而为制定节能策略提供依据。
空调系统控制
空调设备监控
楼宇自控系统可以实时监控空调 设备的运行状态，如温度、湿度、
空气质量等。
空调系统优化
绿色节能
通过优化楼宇能源系统，降低能源消耗，实现绿色建筑的目标。
可再生能源利用
利用太阳能、风能等可再生能源，减少对传统能源的依赖。
系统集成与互联互通
系统集成
实现楼宇各子系统的集成控制，提高系统整体运行效率。
互联互通
实现楼宇自控系统与其他系统的互联互通，提高信息共享和协同工 作能力。
标准与规范
制定和完善楼宇自控系统的标准与规范，促进系统的互通性和互操作 性。
系统集成
系统集成是将各种子系统集成到一个统一的管理平台中，实现信息共享和协同工作。系统集成可以实现楼宇自控 系统与其他系统的无缝对接，提高系统的整体性能和可靠性。同时，系统集成还可以降低维护成本和管理难度， 提高楼宇的运行效率和管理水平。
03
楼宇自控系统应用场景
智能建筑节能
• 楼宇自控系统概述 • 楼宇自控系统技术基础 • 楼宇自控系统应用场景 • 楼宇自控系统的实施与管理 • 楼宇自控系统的未来发展
01
楼宇自控系统概述
定义与特点
定义
楼宇自控系统（BAS）是一种集散 控制系统，用于对建筑物内的机电 设备进行自动化监控和管理。
特点
具备高度的集成性、智能化和自 动化特点，能够实现设备的远程 监控、数据采集、报警提示等功 能。
楼宇自控系统可以通过自动调节设备 运行状态、优化设备运行参数等方式， 实现节能目标。
节能策略制定
根据实时数据和历史数据，楼宇自控 系统能够分析出能源使用的规律和特 点，从而为制定节能策略提供依据。
空调系统控制
空调设备监控
楼宇自控系统可以实时监控空调 设备的运行状态，如温度、湿度、
空气质量等。
空调系统优化
绿色节能
通过优化楼宇能源系统，降低能源消耗，实现绿色建筑的目标。
可再生能源利用
利用太阳能、风能等可再生能源，减少对传统能源的依赖。
系统集成与互联互通
系统集成
实现楼宇各子系统的集成控制，提高系统整体运行效率。
互联互通
实现楼宇自控系统与其他系统的互联互通，提高信息共享和协同工 作能力。
标准与规范
制定和完善楼宇自控系统的标准与规范，促进系统的互通性和互操作 性。
系统集成
系统集成是将各种子系统集成到一个统一的管理平台中，实现信息共享和协同工作。系统集成可以实现楼宇自控 系统与其他系统的无缝对接，提高系统的整体性能和可靠性。同时，系统集成还可以降低维护成本和管理难度， 提高楼宇的运行效率和管理水平。
03
楼宇自控系统应用场景
智能建筑节能
精选史上最全楼宇自控基础知识全解
空调机组系统
空调机组系统
建筑物内的空调机组是利用冷冻水来给室内温度降温的 设备，根据结构的不同可以简单分为新风机组，组合式 机组，热回收机组，风机盘管
其中风机盘管一般就就地控制不需要纳入楼控系统 其他的设备一般在空调机房，需要集中控制和自动控制
空调机组系统
•
空调机组根据结构的不同检测的数据和控制的内
楼宇自控的系统架构根据不同的产品会有一
些区别，介绍以下系统：
西门子（APOGEE)
霍尼维尔(EXCEL5000)
江森(METASYS)
施耐德(VISTA)
西门
Apogee
Apogee
Web服务器
OPC服务器 RENO服务器
Internet
监控电梯的运行位置 数据的采集可以直接从电梯控制箱中获取 也可以通过通讯连线，从电梯自身的监控系统获取
锅炉系统
锅炉系统
锅炉系统的监控主要包括锅炉的运行状态，故障警报 热水的温度 燃气的压力 锅炉房可燃气体的浓度 还可以集成视频的监视 这些数据可以直接通过传感器采集 也可以通过通讯连线，从锅炉自身的控制系统获得
• 第一部分
建筑物内有哪些设备
风机
冷却塔
照明
空调机
电梯
供电系统
冷冻机
给排水系统
热水系统
楼宇自控系统对设备的控制分类
• 远程监视（只监视不控制） • 远程控制（手动控制） • 自动控制（时间表定时控制） • 节能控制 （PID调节控制）
冷冻机及冷冻水系统
冷冻机和冷冻水系统
冷冻水系统是给大楼的空调系统提供冷源的系统 冷冻机负责制造低温（7-14度）的冷冻水，然后通过水
泵输送给空调箱，新风机组，风机盘管等设备使用 对冷冻水系统大多只监视不控制
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楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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。
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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（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）
子系统1
子系统2
子系统3
子系统4
子系统3
„„
子系统n
现场过程控制级
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
集散控制系统的组成
操作管理装置
操作员站 工程师站 中央管理服务器 数据总线
通讯装置
分散过程控制装置
DDC控制器
模拟调节 控制器
PLC控制器
AI、AO、DI、DO
AI、AO
DI、DO
混合过程
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
广义BA系统的组成
广义BA系统
电力供应与 管理系统
照明控制与 管理系统
环境控制与 管理系统
消防报警及联 动控制系统
安保监视与 控制系统
交通运输监 控系统
广播控制与 管理系统
低 压 配 电 控 制 子 系 统
高 压 变 配 电 控 制 子 系 统
应 急 发 电 控 制 子 系 统
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
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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）
楼宇自控基础 ——自动控制及网络篇
施耐德电气TAC 孙靖
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 – C/S & B/S
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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 – C/S & B/S
正 常 照 明 控 制 子 系 统
事 故 照 明 控 制 子 系 统
装 饰 照 明 控 制 子 系 统
空 调 机 冷 热 源 监 控 子 系 统
通 风 环 境 监 控 子 系 统
给 排 水 监 控 子 系 统
卫 生 设 备 监 控 子 系 统
污 水 处 理 监 控 子 系 统
自 动 检 测 报 警 子 系 统
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。
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
节能控制——能耗分析
建筑物的能耗达整个国家能耗总量的27.4%（其中公共建筑物约占 10%）。目前我国年平均能耗150~200Kw.h/m2，而欧洲 60~65Kw.h/m2。 建筑物的能耗则体现在建筑设备的能耗上。
灭 火 排 烟 控 制 子 系 统
防 联 动 控 制 子 系 统
安 保 防 盗 报 警 子 系 统
电 视 监 控 子 系 统
出 入 查 证 监 控 子 系 统
电 子 巡 更 监 控 子 系 统
电 梯 运 行 监 控 子 系 统
停 车 场 监 控 子 系 统
车 船 队 运Байду номын сангаас行 管 理 子 系 统
背 景 音 乐 多 媒 体 子 系 统
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
VAV 冰蓄冷等
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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
ø ¿ ³ ·µ ç Æ ÷ 5% µ Ì ç Ý 7% Õ Ã ÷ 18% ä È ´ À Ô Ó ë ¿ Õ ÷ µ 49%
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
Æ Ó ä à 6%
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操作、管理人员 人机界面 集中操作与管理
数据通信
分散过程控制
集 散 控 制 系 统
过程界面
控制对象
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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 – C/S .&. B/S
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
模拟调节器的理想PID算法：
1 u (t ) K p e(t ) Ti
de(t ) 0 e(t )dt Td dt
t
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
计算机系统中的差分PID控制算法：
1 u (k ) K p e(k ) Ti
通讯距离
30m~1.2km 1.2km
HART
CAN L2 Modbus SDS ControlNet FF LonWorks
3updates/s
1Mbit/s 9.6~1500Kbit/s 9.9K~10M bit/s 125Kbit/s` 5Mbit/s 31.25Kbit/s~2.5Mbit/s 78.8k/1.25Mbit/s
连续过程
离散过程
楼宇自控基础——自动控制及网络篇
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）；
3km
1~10km 9.6km 450m~1.5km 500m 3~30km 500m~1/9km 130m~2.7km
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LON总线的基本概念
LON: 全称为Local Operating Networks，即局部操作网络。 是由美国Echelon公司推出的，是目前最流行的现场总线之一 LonWorks: 是Echelon公司为支持LON总线的设计而开发的一 整套完整的开发平台 LonTalk: 是LonWorks中使用的开放式通信协议，其最大特点 是对ISO/OSI七层参考模型的完全支持 LonMark: 是与Echelon公司无关的LonWorks用户标准化组织， 按照LonMark设计规范设计的LonWorks产品均可非常容易地集 成在一起
典型楼宇自控网络系统
Workstations 工作站
Control LAN 控制总线
Area Controllers 区域控制器
现场总线Field bus Field bus现场总线
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现场总线常见类型
名称
Bitbus Profibus
通讯速率
62.5Kbit/s~2.4Mbit/s 500Kbit/s
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。
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集散控制系统
基本思想：集中管理、分散控制
总系统
综合管理级
分系统1
分系统2
分系统3
操作管理级
被控参数 t
被控参数
t
PD控制
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PID控制
继电器控制算法
u(t) 1 e(t)：偏差 u(t)：控制量 0 0 e(t)
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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；