楼宇自控设计(-)
楼宇自控的发展史及其系统设计
楼宇自控的发展史及其系统设计引言楼宇自控系统是一种集成了多种技术的智能化系统，旨在提高楼宇的舒适性、安全性和效率。
随着科技的进步和人们对生活质量需求的提高，楼宇自控系统在建筑领域中的应用越来越广泛。
本文将介绍楼宇自控系统的发展史，并探讨其系统设计。
发展史第一阶段：基础设施控制系统楼宇自控系统最初是由基础设施控制系统发展而来的。
基础设施控制系统主要用于管理楼宇中的电力供应、照明和暖通空调等基本设施。
这些系统使用有线传统的通信方式，主要依靠人工操作和控制。
第二阶段：自动化控制系统随着计算机技术和网络技术的发展，楼宇自控系统进入了自动化控制系统阶段。
自动化控制系统利用传感器、执行器和控制器等设备，将楼宇各个子系统进行集成和自动化控制。
这些系统可以通过网络远程监控和控制楼宇，提高系统的可靠性和效率。
第三阶段：智能化控制系统随着和大数据技术的兴起，楼宇自控系统进入了智能化控制系统阶段。
智能化控制系统利用算法和大数据分析，对楼宇进行智能化的管理和优化。
这些系统可以自动学习和适应环境变化，提供更加智能、高效的控制方案。
系统设计楼宇自控系统的设计涉及多个方面，包括硬件设备、软件平台和网络架构等。
硬件设备是楼宇自控系统的基础。
常见的硬件设备包括传感器、执行器和控制器等。
传感器用于采集楼宇各个子系统的参数，例如温度、湿度和光照强度等。
执行器用于对楼宇各个设备进行控制，例如调节空调温度和开关灯光等。
控制器作为系统的控制中心，负责接收传感器的数据并根据预设的算法进行控制决策。
软件平台软件平台是楼宇自控系统的核心。
软件平台包括数据采集与传输、数据处理与分析以及用户界面等模块。
数据采集与传输模块负责采集传感器数据，并将其传输到数据处理与分析模块。
数据处理与分析模块利用和大数据技术，对传感器数据进行分析和处理，并生成相应的控制策略。
用户界面模块提供用户与楼宇自控系统进行交互的界面，例如手机App和Web页面等。
网络架构是楼宇自控系统的基础设施，支持数据的传输和通信。
楼宇自控设计参考手册
备相适应。但其通信速率较低，只能合用于工
作层。
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楼宇自控系统
因而，在工作层采用LonMark来连接控制 器、感应器和调整器等设备；LAN层面旳控制 采用了BACnet连接各个系统；两个协议互为 补充，建立一种完整旳建筑构造，得到最佳旳 性能和成本。
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楼宇自控系统
七、BAS系统旳设计 BAS系统旳设计具有很大旳灵活性，应根据
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楼宇自控系统
b、给排水系统主要是对于饮用水旳提供，以及 对于污水旳排放。
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楼宇自控系统
c、变配电系统是经过BAS旳管理中心提供对于 建筑物内旳高下配电房及全部变配电设备旳监视 报警和管理及程序控制，提供对于主要电气设备 旳控制程序、时间程序和相应旳联动程序。
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楼宇自控系统
d、电梯控制系统是经过BAS系统对于建筑物 内旳多台电梯，实施集中旳控制和管理程序，同 时配合BAS系统旳部分子系统，执行联动程序。
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楼宇自控系统
分站控制器是整个控制系统旳关键，采用直接 数字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四种 输入/输出接口。以便灵活地与现场旳传感器、执行 调整机构直接相连接，对多种物理量进行测量，以 及实现对被控系统旳调整与控制。
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楼宇自控系统
其中： AI-模拟量输入接口，可用作仪表旳检测输入，如 温度、压力等，一般为1-10V或4-20mA旳直流信 号。 AO-模拟量输出接口，用于操作控制阀、执行器 等，如电动阀、三通阀、风门执行器等，不需要 外部电源，输出为0-10V旳直流信号。
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楼宇自控系统
每台DDC旳输入输出接口数量与种类应与所控制 旳设备要求相适应，并留有10%-15%旳余量；
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智能楼宇自控系统设计与实施技术手册
智能楼宇自控系统设计与实施技术手册第一章概述 (2)1.1 楼宇自控系统简介 (2)1.2 智能楼宇自控系统发展现状 (3)1.3 智能楼宇自控系统设计原则 (3)第二章系统架构设计 (4)2.1 系统总体架构 (4)2.2 网络架构设计 (4)2.3 控制层与监控层设计 (4)第三章系统硬件设计 (5)3.1 控制器硬件设计 (5)3.2 传感器与执行器硬件设计 (5)3.3 通信硬件设计 (5)第四章系统软件设计 (6)4.1 系统软件架构 (6)4.2 控制算法设计 (6)4.3 用户界面与数据管理 (7)4.3.1 用户界面设计 (7)4.3.2 数据管理 (7)第五章能源管理 (7)5.1 能源监测与优化 (7)5.1.1 能源监测系统概述 (7)5.1.2 能源监测系统组成 (8)5.1.3 能源优化策略 (8)5.2 节能策略设计 (8)5.2.1 节能策略概述 (8)5.2.2 节能策略设计原则 (8)5.2.3 节能策略设计内容 (8)5.3 能源数据统计分析 (9)5.3.1 能源数据统计分析概述 (9)5.3.2 能源数据统计分析方法 (9)5.3.3 能源数据统计分析应用 (9)第六章环境监测与控制 (9)6.1 温湿度监测与控制 (9)6.1.1 温湿度监测 (9)6.1.2 温湿度控制 (10)6.2 空气质量监测与控制 (10)6.2.1 空气质量监测 (10)6.2.2 空气质量控制 (10)6.3 照明控制 (11)6.3.1 照明监测 (11)6.3.2 照明控制 (11)第七章安全防范 (11)7.1 视频监控系统设计 (11)7.2 门禁系统设计 (12)7.3 火灾自动报警系统设计 (12)第八章智能家居 (12)8.1 家居自动化系统设计 (12)8.2 智能家居应用场景 (13)8.3 家居安全与健康管理 (13)第九章系统集成与兼容性 (14)9.1 系统集成策略 (14)9.2 与第三方系统对接 (14)9.3 系统兼容性设计 (15)第十章系统实施与调试 (15)10.1 系统安装与调试 (15)10.1.1 系统安装 (15)10.1.2 系统调试 (16)10.2 系统调试方法 (16)10.2.1 功能调试 (16)10.2.2 功能调试 (16)10.2.3 兼容性调试 (16)10.3 系统验收与维护 (17)10.3.1 系统验收 (17)10.3.2 系统维护 (17)第十一章项目管理与评估 (17)11.1 项目管理流程 (17)11.2 项目风险评估与控制 (17)11.3 项目效果评估 (18)第十二章发展趋势与展望 (18)12.1 智能楼宇自控系统发展趋势 (18)12.2 行业政策与市场前景 (19)12.3 创新技术与应用展望 (19)第一章概述1.1 楼宇自控系统简介楼宇自控系统，又称楼宇自动化系统，是指利用计算机技术、通信技术、自动控制技术等，对建筑内的设备进行集中监控、管理和控制的系统。
一套全面建筑设备监控(楼宇自控)系统设计方案
第1章建筑设备监控系统1.1工程概况本项目总建筑面积88892㎡，由大剧院、体育馆、射击馆、会展中心等建筑组成。
这样规模的建筑中，需要大量的机电设施协同运转才能为在场馆内的人员提供安全、舒适并节能的空间环境，这也是楼控节能管理系统的建设目标。
另外，为实现整个市民活动中心建筑设施管理的现代化，和最佳的节能需求，设计方在设计系统集成时，充分考虑了全年不间断地运行需求、电磁环境的影响、宜都地区气候特点，以及与建筑群内其他系统兼容性等问题。
系统工程的设计和实施，以长期的经营需求为主，充分满足未来发展需要，遵循国内国外的相关规范与标准。
根据楼宇智能化系统集成控制的要求，系统集成控制应具有技术先进、性能稳定、安全可靠等特点；并且操作简单、维护方便、扩展灵活，以满足使用方运营、管理的需要。
本着确保系统整体的安全性和可靠性，并在一定时期内保持技术的先进性，计划选用楼宇自控系统。
1.2需求分析本项目是一集楼宇自控、消防及诸多子系统于一体的综合性智能化楼宇。
系统设计以满足用户的要求，采用最先进的技术和系统、根设计院有关图纸，以技术前瞻性为导向，采用优化的设备配置、运行方案及管理方式，为大楼提供高效率的系统管理，为大楼的机电设备提供良好的运行环境，为大楼提供舒适的工作及生活环境。
根据标书要求，结合本项目的实际功能和档次，在本工程的楼宇自动化管理系统的设计和应用中，主要应突出以下重点：采用先进的技术和产品，为大楼提供一个高效、节能、可靠的智能控制系统，对大楼的楼宇机电设备予以控制，实现绿色、智能的建设目标，充分展现现代化大厦在智能化管理上的特点。
未来的世界是网络的世界，本项目这样的现代化建筑，需要采用符合时代发展的楼宇自控系统，西门子公司的全以太网结构楼宇控制系统正是顺应这一要求而推出，具有技术的前瞻性，并在同行业中遥遥领先。
我们所采用的系统应是一个具有国际先进水平的一流产品，同时也具有良好的性价比。
其先进性应体现在硬件产品成熟、优质，在国际上有过较长时间的应用历史背景，另外在通讯协议上应能够具有良好开放性和通用性，并已成为发展主流的先进通讯协议，以确保用户在日后系统的升级和扩容上不受单一产品通讯协议限制，方便的对原有系统进行升级和扩容。
楼宇自控系统规划设计方案
楼宇自控系统规划设计方案1.1楼宇自控系统1.1.1系统概述本工程为某体育中心, 设有网球场、室内健身、高尔夫、瑜伽室及办公室，建筑按五层设计。
楼宇自控系统将对整座建筑的机电设备进行信号采集和控制，实现体育馆设备管理系统自动化，旨在对体育馆内空调新风、通风、给排水以及动力系统进行集中管理和监控，以满足使用者对于馆内温度、通风等环境条件的严格要求，创造舒适的建筑环境同时达到服务和能源双优的效果。
根据某体育中心的特点，采用楼宇自控系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行，在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，保证特殊生产环境需要，节省能源10%，节省人力，最大限度安全延长设备寿命的目的。
从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务，使投资能得到一个良好的回报。
1.1.2需求分析楼宇自控系统的建设需要充分体现技术的先进性、系统的专业性、功能的复杂性、投资的可行性、建设的实用性等弱电系统建设所特有的专业要求，确保某体育中心的建设的顺利实施和按期正常运行。
楼宇自控系统能自动接收各DDC控制器上传的统计信息及设备状态信息（正常、故障及报警），并能记录、打印、分析和管理。
可完成功能集成，实现与消防报警系统、智能照明、监控和报警等系统的接口和联锁控制，能与其他相关的工作站进行接口，配合集成商搭建成功能完善的物业管理中心。
本方案针对某体育中心的楼宇自动控制系统（BAS）而进行设计。
根据该项目的特点，针对建筑设备监控系统及系统集成的技术要求，围绕先进的控制理念和开放式的智能化建筑结构方式，依据有关国内外先进成功案例和相关设计规范并结合我们在建筑设备监控系统及系统集成方面的多年实践经验，运用当今主流的计算机技术和自动控制技术而进行的设计。
楼宇自控系统设计方案
4.通讯网络：构建稳定的有线和无线的通讯网络，确保数据传输的低延迟和高可靠性。
五、合法合规性
1.系统设计遵守国家和地方的建筑节能标准、智能建筑设计规范等相关法律法规。
2.设备选型符合国家强制性产品认证（CCC）要求，确保设备质量和安全。
四、设备选型
1.传感器：选用高精度、高可靠性、低功耗的传感器，满足环境参数监测需求。
2.执行器：选用响应速度快、控制精度高、安全可靠的执行器，实现对环境参数的调节。
3.控制器：选用具备良好扩展性、兼容性和可编程性的控制器，满足系统控制需求。
4.通讯设备：采用有线和无线相结合的通讯方式，确保系统数据传输的实时性和可靠性。
五、合法合规性
1.符合国家相关法律法规，如《建筑节能设计标准》、《智能建筑设计标准》等。
2.选用符合国家标准的设备，确保系统安全可靠。
3.遵循国家网络安全法律法规，确保系统数据安全。
六、实施与验收
1.制定详细的施工方案，确保施工过程中对建筑内环境和设备的影响降至最低。
2.按照国家相关标准进行验收，确保系统达到设计要求。
（2）控制层：采用可编程逻辑控制器（PLC）作为核心控制器，实现对设备层的实时监控与控制。
（3）管理层：通过计算机、服务器等设备，实现对整个楼宇自控系统的管理与监控。
2.功能设计
（1）能源管理：监测建筑内各用能设备的能耗情况，分析能源消耗趋势，制定合理的节能策略。
（2）环境监测与控制：实时监测建筑内温度、湿度、空气质量等参数，并根据需求进行调节。
-控制层：采用分布式的控制单元，对设备层进行集中管理和控制。
-管理层：通过中央监控系统，实现数据分析和高级管理功能。
精选楼宇自控系统基本架构设计 ppt课件
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精选楼宇自控系统基本架构设计
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s1-2. 用PC连接网关，实现系统集成
精选楼宇自控系统基本架构设计
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s1-3.用精D选楼D宇C自连控系接统基网本架构关设计实现系统集成
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s1-4.将集成网关直接连到控制层网．实现集成
精选楼宇自控系统基本架构设计
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拓扑结构二：上位机系统通过网络适配器直接管理DDC控制系统
精选楼宇自控系统基本架构设计
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• 架构5及其变形
• S5-1．增加FCN2
• S5-2. 在管理层连接网关，实现系统集成
• S5-3. 在控制层连接网关实现系统集成
• S5-4. 集成网关与路由器接路由器
精选楼宇自控系统基本架构设计
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2、网络结构
• 楼宇自控系统的网络一般包括管理网络和控制网络。若考虑控制网络的特点．又可将控制网分 为一到二层．组成二层或三层网络结构。
• 三层网络的主流结构与主要性能指标参见下表。 • 第一层：管理网络或集成网络； • 第二／三层：控制网络或现场网络。
精选楼宇自控系统基本架构设计
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楼控系统通信网络的主流结构与性能指标
• S4-2.在管理层连接网关，实现系统集成
• S4-3.在控制层连接网关实现系统集成
• S4-4. 集成网关与路由器均连接在管理层
• S4-5. 在控制层连接集成网关，在管理层
链接路由器
精选楼宇自控系统基本架构设计
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精选楼宇自控系统基本架构设计
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精选楼宇自控系统基本架构设计
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精选楼宇自控系统基本架构设计
精选楼宇自控系统基本架构设计
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4、硬件结构
楼宇自控系统的架构设计
楼宇自控系统的架构设计
1.简介
楼宇自控系统是一种通过控制设备和运行情况参数来实现楼宇系统自动管理的系统，它可以控制和监测建筑系统，包括供电、暖通空调、安防和智能控制系统，其中的控制参数可以根据楼宇内外环境变化调节，达到节约系统资源，实现楼宇智慧管理的目的。
2.系统架构
（1）楼宇控制层楼宇控制层包括楼宇控制系统、用户界面、设备接口和控制逻辑模块，主要完成楼宇设备和软件的集成和管理，同时可以支持楼宇系统的动态调节和故障检测，确保系统的高效运行。
（2）硬件层硬件层包括传感器、执行器和集中控制器，传感器负责采集注册和运行信息，执行器负责执行控制动作，集中控制器则负责计算和控制，把楼宇控制中心发出的控制信号传输到各个执行器，以便实现控制效果。
（3）中间件层中间件层主要包括操作系统、中间件和通信协议等，操作系统主要负责系统的稳定性和安全性，中间件负责数据交换和管理。
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楼宇设备自动化工程设计
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信息产业部职业技能系列培训 BAS系统设计流程
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设计流程（考点！）
图纸和用户需求的理解 设备统计和点位计算 网络结构和产品选型 路由确认和管线统计 深化设计图纸（形成施工图） 中控机房设备数量和平面布置
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BAS系统的工程设计了解
1 BAS系统不属于国家强制标准，系统规模完全 由大楼运行管理的实际需要而定。
2 项目的建筑规模和特点
大楼面积、高度，各层功能，设备特点 3 投资额度 （考点！）
取决于暖通、空调及水、电专业的工艺
4 设计标准
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ93-86） 《智能化住宅小区星级评定标准》 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16—92） 《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000） 《供配电系统设计规范》 (GB50052-95) 《星级酒店评定标准》（国家旅游局2003.4） 《高层民用建筑设计防火规范》 (GB50045-95)
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I/O模块输入输出通道信号图例
数字量输入
模拟量输入
5V 、 10V
AI1
电压输入
GND
AI1
20mA 电
GND
流输入
触点型输
DI1
入
GND
集电极开
DI1
路型输入 GND
数字量输出
DI1
电压开关
型输入
GND
集电极开 DO1 路输出
GND
触点型输 DO1+
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图1-4
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新风机组控制系统原理图
Hale Waihona Puke TH-K +
房
T
H
间
M
△P
M
DI
AI
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X1
X1
X1
DO
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AO
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X1 X1
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说明：风机的控制信号：风机的运行状态反馈、故障状态反馈、手/自动状态反馈 及风机的启停控制 信产部电子行业职鉴中心
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设计参数需求
楼宇自动化设计必须与大楼主体建筑的各专业设计同时进行
土建：控制室、竖井面积和位置，土建装修条件。电缆桥架 、管线的预埋件、预留孔洞。
暖通：有关工艺流程图，测量控制要求，所带设备的控制要 求。 水道：有关工艺设备的测量控制要求、数量，所带设备的控 制要求。
•模拟信号：Analog连续变化量，多态值
•数字信号：Digital非连续物理量，双态值，又称开 关量
•输入信号：Input从设备现场传向中控室的检测量
•输出信号：Output从中控室送向现场的指令信号
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楼控系统信号组成及分类（考点！）
（模拟输入）AI: 温度、压力、流量、湿度等 （数字输入）DI:开关状态、启停状态、故障状 态等 （模拟输出）AO:阀门开度、变频器调节 （数字输出）DO:开关、启停等指令
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图纸常用图符
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参阅《建筑电气工程设计图册》（上、下） 注意同一字母在首位和第二位所代表的不同含义 比如：TE-nn(T代表被测量为温度、E代表该仪表为测
量元件) ET-nn(E代表被测量为电压、T 代表该物理量
电气：有关变配电、照明电气原理图，机电设备的测量控制 原理配合，电气、照明配电箱的平面位置。
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图纸识别或设计
1 各监控对象子系统图 2 各监控对象子系统管线图 3 BAS系统总图 4 电源分配原理图 5 平面管线施工图 6 机房平面布置图 7 弱电竖井（间）大样图
出
DO1-
被控 对象
被控 对象
DI1
电流开关
型输入
GND
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子系统图说明
1. 整体的媒体流动方向（工艺过程） 2. 设备所在的位置示意 3. 仪器仪表所在的位置 4. 对于特殊控制过程、操作规范可用功能
说明表单行说明 5. 逻辑虚线两侧标注所用缆线型号、数量
需要经过变送) 同一字母大小写的不同含义 比如：J大写表示电功率、小写表示测量方式为扫描
D大写表示管径、小写表示“差值” 认识PdV-nn及PdT-nn的含义。
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系统集成涉及到的信号
视频信号
大屏幕控 制
电视监控 系统
有线电视 系统
电视会议 系统
光电、数据信号
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VAV空调相关设计
•为适应某空调房间的负荷变化，定风量系统由于各房间送风 量是根据最大负荷计算而得，且送风温度相同，所以往往需 要设置再热器。(当某空调房间出现部分负荷时，势必产生过 冷现象，迫使冷却减湿后的空气再热，形成冷热能量抵消， 造成浪费。)
•变风量系统，简言之，即固定送风温度，改变送风量的空调 系统，可以克服上述缺点。这类系统通过改变各房间的送风 量来适应房间的负荷变化，可以使系统输送的风量在各房间 之间转移，从而减小系统总的设计风量，因此变风量系统在 运行成本上是节能的。但由于增加了系统静压、最大和最小 送风量以及新风量等控制环节，加大了其控制系统的复杂程 度。
背景音乐 系统
通讯系统
会议音响
音频信号
报警音响
中央集成 系统
其它开关 信号
智能电梯
会议场景 灯光控制
网络系统
智能及泛 光照明
继电器 信号
控制指令
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楼控系统信号组成及分类
•标准信号：0〜5V/4〜20mA/20〜100KPa
变送器
直接输出标准信号
传感器
转换器 标准信号
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点 位 统 计 表
图1-1
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调看锅炉配置 图1-2
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图1-3
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信空息调产业机部职组业技控能系制列系培训统原理图
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2X
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说明：风机的控制信号：变频器的运行状态反馈、故障状态反馈、手/自动状态反 馈及变频器的主电源、启停控制、转速设定和反馈 信产部电子行业职鉴中心