1、第1頁樓宇自動化技術和應用第一章樓宇自動化技術綜合概述 第2頁第一章 樓宇自動化技術概述第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第3頁紐約高層建筑第4頁智能建筑 智能建筑(IB)intelligent building定義為：第一節 智能建筑與樓宇自動化技術 智能建筑以建筑物為平臺，兼備信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統等，集結構、系統、服務、管理及其優化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑環境。 第5頁智能建筑智能建筑應該是： 智能建筑系利用系統集成方法，將智能型計算機技術、通信技術、信息技術與建筑藝術有機組合，

2、通過對設備的自動監控，對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其功能與建筑的優化組合，所獲得的投資合理，適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建筑物。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第6頁智能建筑 智能化集成系統(IIS)intelligented integration system將不同功能的建筑智能化系統，通過統一的信息平臺實現集成，以形成具有信息匯集、資源共享及優化管理等綜合功能的系統。 信息設施系統(ITSI)information technology system infrastructure為確保建筑物與外部信息通信網的互聯及信息暢通，對語音、數據、圖像和多

3、媒體等各類信息予以接收、交換、傳輸、存儲、檢索和顯示等進行綜合處理的多種類信息設備系統加以組合，提供實現建筑物業務及管理等應用功能的信息通信基礎設施。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第7頁智能建筑 信息化應用系統(ITAs)information technology application system以建筑物信息設施系統和建筑設備管理系統等為基礎，為滿足建筑物各類業務和管理功能的多種類信息設備與應用軟件而組合的系統。 建筑設備管理系統(BMS)building management system對建筑設備監控系統和公共安全系統等實施綜合管理的系統。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第8頁智能

4、建筑 公共安全系統(PSS)public security system為維護公共安全，綜合運用現代科學技術，以應對危害社會安全的各類突發事件而構建的技術防范系統或保障體系。 機房工程(EEEP)engineering of electronic equipment plant為提供智能化系統的設備和裝置等安裝條件，以確保各系統安全、穩定和可靠地運行與維護的建筑環境而實施的綜合工程。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第9頁智能建筑 智能建筑是通過現代計算機技術(Computer)、現代控制技術(Control)、現代通信技術(Communication)、現代圖形顯示技術(Cathode Ra

5、y Tube,CRT)，俗稱4C技術實現對一個高層建筑的再包裝，再提高。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第10頁4C技術 現代計算機技術是圖像、自然語言、聲音等非數值信息的處理，因而出現了智能型仿真人類的思維活動，并且有識別、學習、探索(求解)、推理(邏輯)等功能的計算機，這是提高硬件能力和采用并行處理系統的結果。 先進的計算機技術應該首推并行處理、分布式計算機系統。 該技術的特點是采用統一的分布式操作系統，把多個數據處理系統的通用部件合并為一個具有整體功能的系統，各軟、硬件資源管理沒有明顯的主從關系。強調分布式計算和并行處理，在實現網絡中硬件、軟件資源共享的基礎上，實現任務和負載的共享。對

6、于多機合作以及系統動態重構、冗余性和容錯能力都有很大的改善和提高。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第11頁4C技術 現代控制技術是集散型監控系統即分布式控制系統。實現就地(分散)控制，集中顯示、處理，分級管理。 該技術采用多層分級的結構形式，從下而上分為現場控制級、控制管理級和決策管理級，使其安全、可靠、通用、靈活。集散型控制系統采用具有微內核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統，以實現搶先任務調度算法的快速響應。 組成集散型監控系統工程的硬件和軟件則采用標準化、模塊化和系列化的設計，系統的配置具有通用性強，開放性好，系統組態靈活，控制功能完善，數據處理方便，顯示操作集中，人機界面友好，

7、以及系統安裝、維修方便，并且可以進行1：n的冗余，確保系統安全、可靠。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第12頁4C技術 現代通信技術是通信技術與計算機網絡技術相結合的產物。在目前主要體現在ISDN(綜合業務數字網)功能的通信交互系統中。該系統具有多種通信接口，除模擬用戶接口、B+D，2B+D數字用戶接口和模擬中繼接口外，還有用于公共網和專用網的各種信令接口。可以實現在一個通信網上同時實現語音、計算機數據及圖像通信。ATM( Asynchronous Transfer Mode)異步傳輸模式是計算機網絡中使用最為廣泛的數據傳輸模式，它采用交換方式為無限的用戶提供專用的高速節點，各個節點并行工作，

8、使得ATM交換機同時支持多路傳送，從而消除了共享介質網絡中通常遇到的帶寬、限制和數據瓶頸問題。另外ATM網絡還適用于圖像、視頻和音頻等信息的傳輸。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第13頁4C技術 現代圖像顯示技術是一種新興的技術門類，有著及其廣闊的發展前途。目前主要體現在計算機的操作和信息顯示的圖形化，即窗口技術(Windows )和多媒體技術的完美結合。通過窗口技術可以實現簡單方便的屏幕操作，即可完成對開關量或模擬量的控制；信息的狀態和參數變化，甚至信息所處的地理位置都可以通過動態圖形和圖形符號來加以顯示，達到對信息的采集和監視的目的。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第14頁第一節 智能建筑

9、與樓宇自動化技術第15頁供配電綜合自動化系統 可以對智能建筑的供電狀況進行實時監視和控制，包括對各級電力開關設備，配電柜高壓和低壓側狀態，主要回路的電流、電壓及功率因數，變壓器及電纜的溫度，發電機運行狀態等監測與控制，對故障進行報警等；另外，通過對用電情況的計量和統計，實施科學的管理方法，合理均衡負荷，以保障安全、可靠地供電。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第16頁供配電綜合自動化系統第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第17頁空調自動控制系統 壓縮式制冷機系統和吸收式制冷系統的運行狀態監測、監視、故障報警、啟停程序配置、機組臺數或群控控制、機組運行均衡控制及能耗累計。第一節 智能建筑與樓宇自動

10、化技術 蓄冰制冷系統的啟?？刂?、運行狀態顯示、故障報警、制冰與溶冰控制、冰庫蓄冰量監測及能耗累計。 熱力系統的運行狀態監視、臺數控制、燃氣鍋爐房可燃氣體濃度監測與報警、熱交換器溫度控制、熱交換器與熱循環泵連鎖控制及能耗累計。第18頁中央空調自動控制系統 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第19頁空調自動控制系統 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術 冷凍水供、回水溫度、壓力與回水流量、壓力監測、冷凍泵啟停控制(由制冷機組自備控制器控制時除外)和狀態顯示、冷凍泵過載報警、冷凍水進出口溫度、壓力監測、冷卻水進出口溫度監測、冷卻水最低回水溫度控制、冷卻水泵啟?？刂?由制冷機組白帶控制器時除外)和狀態顯示、

11、冷卻水泵故障報警、冷卻塔風機啟?？刂?由制冷機組自帶控制器時除外)和狀態顯示、冷卻塔風機故障報警。第20頁空調自動控制系統 空調機組啟?？刂萍斑\行狀態顯示；過載報警監測；送、回風溫度監測；室內外溫、濕度監測；過濾器狀態顯示及報警；風機故障報警；冷(熱)水流量調節；加濕器控制；風門調節；風機、風閥、調節閥連鎖控制；室內CO：濃度或空氣品質監測；(寒冷地區)防凍控制；送回風機組與消防系統聯動控制。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第21頁空調自動控制系統 變風量(VAV)系統的總風量調節；送風壓力監測；風機變頻控制；最小風量控制；最小新風量控制；加熱控制；變風量末端(VAVBOX)自帶控制器時應與

12、建筑設備監控系統聯網，以確?？刂菩Ч?。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術 送排風系統的風機啟?？刂坪瓦\行狀態顯示；風機故障報警；風機與消防系統聯動控制。第22頁空調自動控制系統 風機盤管機組的室內溫度測量與控制；冷(熱)水閥開關控制；風機啟停及調速控制。能耗分段累計。第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第23頁變風量中央空調第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第24頁電梯控制系統 電梯是建筑物內交通的重要樞紐。對帶有完備裝置的電梯，利用此節點將其控制裝置與樓宇自動化系統相連接，以實現相互間的數據通信，使管理中心能夠隨時掌握各個電梯的工作狀況，并在火災、安保等特殊場合對電梯的運行進行直接控制。第一節 智能

13、建筑與樓宇自動化技術第25頁電梯控制 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第26頁照明控制系統 對各樓層的配電盤、辦公室照明、門廳照明、走廊照明、庭院或停車場等處照明、廣告霓虹燈、節日裝飾彩燈、航空障礙照明燈等設備自動進行啟?？刂?，并自動實現對照明回路的分組控制、對用電過大時的自動切斷，以及對廳堂和辦公室等地的“無人熄燈”控制。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第27頁智能照明控制系統第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第28頁給排水自動化系統 對各給水泵、排水泵、污水或飲用水泵的運行狀態、各種水箱及污水池的水位進行實時監測，并通過對給水系統壓力的監測以及根據這些水位、壓力狀態，啟停相應的水泵，以保證

14、給排水系統的正常運行。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第29頁火災自動報警系統 對建筑物內的主要場所宜選擇智能型火災探測器；在單一型火災探測器不能有效探測火災的場所，可采用復合型火災探測器；在一些特殊部位及高大空間場所宜選用具有預警功能的線型光纖感溫探測器或空氣采樣煙霧探測器等。主要任務是與傳統的溫度、濕度傳感器，控制繼電器等傳感和控制設備接口。如采集溫度、濕度、流速、空氣質量、報警狀態等；輸出被用于控制風扇、泵、照明電路、繼電器等消防系統是智能建筑自動化中的重要組成部分，它實施對建筑物內消防系統中的消火栓、噴淋水、消防水泵、穩壓水泵、火災煙感、溫感探測報警器、防火排煙閥、消防電梯、消防廣播

15、、消防電話等消防設備聯網監視與自動控制，一旦出現火警立即通過樓宇自動化系統，向供配電、給排水、空調、電梯等相關系統發出進入消防模式的命令，由這些設備自身的控制系統來協調和實現消防動作。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第30頁火災自動報警系統第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第31頁安全技術防范系統 包括安全防范綜合管理系統、入侵報警系統、視頻安防監控系統、出入口控制系統、電子巡查管理系統、訪客對講系統、停車庫(場)管理系統及各類建筑物業務功能所需的其他相關安全技術防范系統。并且通過對閉路電視監視、出入口控制、防盜報警、保安巡更等基本手段辨別出運行物體、火焰、煙及其他異常狀態，并進行報警及自動錄

16、像，對有關通道進行出入對象控制，最大限度地保證安全。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第32頁視頻安防監控系統第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第33頁出入口控制系統 讀卡器門鎖出門按鈕門禁控制器RS485電源線控制適配器綜合布線系統控制中心第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第34頁電子巡查管理系統第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第35頁訪客對講系統第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第36頁停車庫(場)管理系統 管理機 傳輸模塊環路檢測器讀卡器讀卡器擋車器擋車器環路檢測器停車場控制器LED大屏幕顯示器LED大屏幕顯示器第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第37頁應急聯動系統 要求對大型建筑物或其群體，應

17、以火災自動報警系統、安全技術防范系統為基礎，構建應急聯動系統。 第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第38頁安全技術防范系統應急聯動停車場控制系統框圖 管理機 傳輸模塊讀卡器讀卡器擋車器擋車器環路檢測器（落擋臂）停車場控制器LED大屏幕顯示器LED大屏幕顯示器出口入口RS485RS232RS232wiegandwiegandRS485RS232環路檢測器（防砸車）環路檢測器（落擋臂）環路檢測器（防砸車）傳輸模塊傳輸模塊RS485環路檢測器（入本層計數）環路檢測器（出本層計數）滿位指示器（本層）車位統計控制器6車位統計控制器1攝像頭 攝像頭 車位統計控制器5第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第39頁安

18、全技術防范系統應急聯動第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第40頁火災自動報警和安防系統的應急聯動第一節 智能建筑與樓宇自動化技術第41頁 什么是自動控制? 在無人直接參與的情況下，通過控制器使機器、設備或生產過程自動地按照預定的規律運行。 應用場合：宇航、火器控制、電力系統、機床（數控）、熱工、化工、家用電器等。自動控制系統的一般結構第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第42頁計算機控制系統 計算機控制系統就是利用計算機（控制計算機）來實現生產過程自動控制的系統。計算機控制系統的工作原理 實時數據采集：對來自測量變送裝置的被測量的瞬時值進行檢測和輸 入。 實時決策控制：對采集到的被控量進行分析處

19、理，并按已定的控制規 律，決定控制行為。 實時控制輸出：根據控制決策，適時地對控制機構發出控制信號，完 成控制任務。 實時報警： 系統出現故障時，及時發出聲光信號，并記錄故障。 單回路計算機控制系統示意圖u計算機保持器被控對象測量變送器e(kT)u(kT)被調參數 yYm(kT)采樣器A/DD/A計算機系統設定值r(kT)第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第43頁 計算機控制系統原理圖計算機控制系統可以分為兩大組成部分：控制計算機和生產過程第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第44頁操作指導控制系統組成框圖顯示終端打印機微型機工業對象A/D轉換器采樣器測量元件調節器1. 操作指導控制系統 計

20、算機根據一定的控制算法，依賴測量元件測得的信號數據，計算出供操作人員選擇的最優操作條件及操作方案。第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第45頁2. 計算機直接數字控制（DDC）系統直接數字控制(DDC)計算機CRT打印機報 警操作臺過程輸入通道 測量變送 測量變送被 控 生 產 過 程過程輸出通道 執行機構 執行機構 計算機首先通過模擬量輸入通道、開關量輸入通道實時采集數據，然后按照一定的控制規律進行計算，最后發出控制信息，并通過模擬量輸出通道、開關量輸出通道直接控制生產過程。DDC系統屬于閉環控制系統，是計算機在工業生產過程中最普遍的一種應用方式。計算機取代了模擬調節器。 第二節 自動化技術

21、在智能建筑中的應用第46頁3. 計算機監督控制（SCC）系統 計算機監督控制SCC (Supervisory Computer Contro1)中，計算機根據原始工藝信息和采集的過程參數，按照描述生產過程的數學模型，自動地改變模擬調節器或以直接數字控制方式工作的微型機中的給定值，從而使生產過程始終處于最優工況(如保持高質量、高效率、低消耗、低成本等等)。 從這個角度上說，它的作用是改變控制器的給定值，所以又稱設定值控制SPC(Set Point Contro1)在DDC控制系統中，被控對象的給定值是預先設定的，它不能根據生產過程工藝信息和生產條件的改變及時得到修正。所以DDC系統不能使生產過程

22、處于最優工況。第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第47頁SCC+模擬調節器控制系統原理圖 管理命令報告SCC給定值測量值A/D多路開關檢測元件生產過程. SCC計算機對各物理量進行巡回采集，按一定的數學模型對生產工況進行分析、計算出生產過程各參數最優給定值送給模擬調節器，使工況保持在最優狀態。 當SCC微型機出現故障時，可由模擬調節器獨立完成操作。 適用已有模擬調節器的企業技術改造。 模擬調節器(1) SCC + 模擬調節器第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第48頁管理命令報告SCC給定值測量值A/D多路開關檢測元件生產過程DDCD/A反多路開關.SCC+DDC控制系統原理圖 (2) SC

23、C + DDC控制系統 這實際上是一個二級控制系統。SCC計算機可采用高檔微型機，它與DDC計算機之間通過接口進行信息聯系。SCC計算機可完成工段、車間高一級的最優化分析和計算，并給出最優給定值，送給DDC級執行過程控制。 當DDC級微型機出現故障時，可由SCC微型機完成DDC的控制功能，這種系統提高了可靠性。 第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第49頁 集散控制系統是分散型綜合控制系統（Total Distributed Control Systems）或分散型微處理器控制系統（Distributed Microprocessor Control Systems）的簡稱。 它以微型計算機為

24、核心，把微型機、工業控制計算機、數據通信系統、顯示操作裝置、輸入 /輸出通道、模擬儀表等有機地結合起來，采用組合組裝式結構組成系統，為實現工程大系統的綜合自動化創造了條件。 DCS定義 采用分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協調的設計原則，把系統從上到下分為分散過程控制級、集中操作監控級、綜合信息管理級，形成分級分布式控制。4. 計算機集散控制系統（DCS） 特點： 控制分散，顯示操作集中。 系統可靠性高。 第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第50頁集散控制系統結構中央操作臺網間連接器生產管理級LAN局域網過程管理級管理計算機工程師操作站 操 作 員 站監控計算機網間連接器高速數據

25、公路過程控制級DDC直接數字控制站數據采集站多功能控制站可編程邏輯控制站單回路調節控制站第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第51頁 5.現場總線控制系統 現場總線控制系統由測量系統、控制系統、管理系統三個部分組成，通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分。第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第52頁6.網絡控制系統網絡控制系統具有如下特點 1)結構網絡化 2)節點智能化 3)控制現場化和功能分散化 4)系統開放化和產品集成化 第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第53頁7. 計算機控制系統集成第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第54頁樓宇自動化控制系統的類型第二節 自動化技術在智能建筑中的應用基本型樓宇自動化控制系統 綜合型樓宇自動化控制系統 開放型樓宇自動化控制系統 第55頁樓宇自動化控制系統的類型第二節 自動化技術在智能建筑中的應用第56頁樓宇自動化系統設計依據 第二節 自動化技術在智能建筑中的應用GBT50314-2006“智能建筑設計標準” GBT50311-2000“建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范” JGJ