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1、建筑设备监控与管理,美国KMC控制公司天津办事处赵 春 2023/10/13,2023/10/13,建筑设备监控系统,智能建筑概述 BA系统内容及作用 BA系统检测与控制原理 BA系统的结构和操作 BA系统建设成功因素 BA系统发展前景 设备自控的发展方向,2023/10/13,一、智能建筑概述,2023/10/13,智能建筑,Intelligent Building以建筑为平台，兼备办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。-智能建筑设计标准,2023/10/13,智能建筑内容,通信网络系统(CA)建筑设备监控系
2、统(BA)火灾自动报警和消防联动系统（FA)安全防范系统(SA)办公自动化系统(OA),智能建筑内容,2023/10/13,智能建筑发展史,1984年美国康涅狄格州哈特福特市的“都市办公大楼”（City Place Building）为世界上出现的第一幢“智能大厦”日本“本田青山大楼”90年代开始应用在中国开始发展2000年后，智能建筑在国内蓬勃发展，越来越多的建筑开始进入智能时代,智能建筑在天津,天津最早的智能建筑-天津经济技术开发区管委会办公大楼,二、设备监控系统组成及作用,2023/10/13,建筑设备监控系统（BAS）,将建筑物或建筑群内的空调与通风、变配电、照明、给排水、热源与热交换
3、、冷冻和冷却及电梯等系统，以集中管理、监视，分散控制为目的的构成的综合系统。也称楼宇自动化系统。,2023/10/13,BAS系统组成,操作 系统,调节对象,检测元件 各种传感器,执行调节机构,分站DDC,传输通道,中央 处理机,中央控制室,现场部分,2023/10/13,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。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、水流等），并发出信号送到调节控制器（分站、数据
4、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：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）现场控制器：是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器（DDC），它接收传感器输出的信号，进行数字运算，逻辑分析判断处理后自动输出控制信号，动作执行调节机构。,2023/10/13,分站控制器是整个控制系统的核心，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。方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接相连接，对各种物
5、理量进行测量，以及实现对被控系统的调节与控制。,BAS系统作用,创造舒适环境 通过对环境参数的检测，自动运算，控制相应机电设备的运行，自动实现对环境温湿度及新风量等参数的时时控制，提高建筑物环境的舒适度，进而提高建筑物的档次,节约能源 使设备永远处于最优运行状态，大量减少不必要的浪费，达到节约能耗的目的，采用此系统可节约能耗15%-25%,大量节省人力、节省支出 设备简单的操作、维护、保养均由电脑根据程序自动完成，不仅节省人力，而且避免了复杂的人事管理等一系列问题，采用此系统可节约40%-60%的维护人力,延长设备使用寿命 设备在电脑的统一管理下始终处于最优运行状态，及时报告设备故障情况并处理
6、：按照设备运行状态打印维护、保养报告，避免超前或延误维护，相应延长设备使用寿命，也等于节省了设备维护费用,2023/10/13,三、建筑设备监控系统 检测与控制原理,2023/10/13,概述,空调系统是先对无论是来自室外、还是室内返回的空气进行集中处理，经过处理达到送风要求的空气给需要空气调节的房间或区域使用。工作原理：调节送风参数（送风温度、湿度、洁净度和新鲜空气含量等）和送风量，使送入室内的空气受到的热湿等负荷作用后，成为所要求的室内环境状态。,2023/10/13,分类,空气处理设置 集中式系统 半集中式系统 分散式系统 负担室内热湿负荷所用介质 全空气系统 空气-水式系统 全水式系统
7、 制冷剂直接蒸发系统,2023/10/13,空气处理机组,在空气处理过程中，靠调节循环风的流量，保证室内空气的新鲜程度，较为节能的形式双风机空气处理机组。包括新风段、混合段、过滤段、冷却/加热段、加湿段、送风段、回风段。,2023/10/13,空调系统原理图,2023/10/13,1、温度控制：根据回风(或典型房间）温度与设定值比较后的差值及其极性，通过DDC的PID运算值调节冷/热水阀开度，使被控对象温度保持在要求的范围内。2、湿度控制：根据回风(或典型房间）湿度与设定值比较后的差值及其极性，通过DDC的PID运算值调节加湿阀开度，使被控对象湿度保持在要求的范围内。3、节能控制：根据检测的新
8、风和回风（或典型房间）的温度及湿度，通过DDC进行焓值运算,根据新风和回风的焓值及热湿负荷,调节新风阀、排风阀和回风阀的开度比例,使空调节能运行。4、联锁控制：新风阀、回风阀、冷/热水阀、加湿阀等均与风机联锁，当开机并启动风机后，调节新风等阀门开度；当风机停机后，新风阀、冷/热水阀、加湿阀等同时关闭。5、监测：新风/回风/送风/典型房间的温度及湿度，风阀/水阀的开度，风机手自动及运行状态等。6、报警：风机故障报警、过滤器堵塞报警、低温报警。7、中国南方地区的盘管不会结冰，可省去低温开关。,2023/10/13,空调系统监测控制内容,1、根据室外温度，调节新/回/排风阀门的开度2、根据回风温度，
9、调节冷/热水阀门3、根据回风的湿度，控制加湿阀门的开度4、监测防冻开关的状态,送风温/湿度回风温/湿度典型房间温/湿度新/回/排风阀冷热水阀门加湿阀门,回风机状态/启停过滤器送风机状态/启停状态防冻开关状态,2023/10/13,新风系统原理图,2023/10/13,新风系统监测控制内容,1、根据送风温度，调节冷/热水阀门2、根据送风的湿度，控制加湿阀门的开度3、监测防冻开关的状态,送风温/湿度新风阀冷热水阀门加湿阀门,送风机状态/启停过滤器状态防冻开关状态,2023/10/13,新风+风机盘管系统,风机盘管由冷、热源提供的冷、热水来承担室内负荷，新风系统为室内提供经过处理的新鲜空气;一套新风
10、系统提供一个区域的新风供给，这一区域里连接着一组风机盘管;一套风机盘管提供一个小区域的空气调节。新风机组是由建筑设备监控与管理系统集中监控，风机盘管是三速控制开关，包括就地人工控制，网络型三速控制开关。,2023/10/13,空调冷源系统,压缩式制冷系统 吸收式制冷系统,2023/10/13,压缩式制冷系统工作原理,压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器逆卡诺循环原理系统设备：冷水机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、集水器、分水器，连接管道和管道上阀门，补水设备,2023/10/13,吸收式制冷系统工作原理,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组 直接燃烧天然气、煤气、柴油等燃料，以水/溴化锂作为冷媒，提供制冷、采
11、暖和热水的设备。蒸汽（热水）吸收式制冷机组 蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、溶液泵、控制系统和辅助系统组成。,2023/10/13,2023/10/13,冷冻站系统监测控制,1、根据外部设备所需要的冷量，控制冷冻机的启/停台数；Q=K*P*（T1-T2）2、根据冷却回水的温度控制冷却塔的启/停台数；3、根据总供/回水的压差，调节电动旁通阀；,冷冻水供/回水温度冷却水供/回水温度冷冻水总回水流量冷冻水供/回水压差,冷冻机状态/启停冷冻泵状态/启停冷却泵状态/启停冷却塔状态/启停,2023/10/13,热源系统,来源：城市热力管网、锅炉、直燃型溴化锂冷热水机组、热泵机组、地热能、废热资源热力学定律
12、热量总是由高温物体自发地传向低温物体，两种流体存在温度差，就必然有热量进行传递。控制检测：利用热交换器二次侧出水温度，调节一次测阀的开度 根据热交换系统二次侧的回水温度，确定循环泵的启停。,2023/10/13,排水系统,检测与控制 水位控制 集水坑、污水坑 水箱、水池 监控 设备运行状态 报警 高于、低于报警水位 自动报警,2023/10/13,给水水箱液位控制,2023/10/13,通风系统,包括：排风、排烟和送风分类：地下室送/排风机组。平时是空气质量保证的通风、换气作用，火灾状态下，作为消防排烟使用。楼梯间前室和消防电梯前室的防烟、排烟通风，完全由消防控制系统来管理。厨房、卫生间、浴室
13、等设置的机械通风，进行局部排风或全面换气。其它为改善环境的空调通风。,公共照明系统,监控内容 公共照明开关状态 公共照明开关控制可实现的功能 1、通过时间程序控制灯光的定时开关 2、检测环境照度，根据照度控制照明开关 3、照明回路开启时间统计 4、检测照明回路的运行状态，故障时报警,电梯和变配电系统,对电梯和变配电系统“只监不控”监视电梯的运行状态、故障状态和上下行状态 监视变配电系统的母联开关状态、变压器状态及油温，配电系统三相电流、三相电压、有功功率，无功功率，功率因数等,2023/10/13,四、建筑设备监控系统结构和软件操作事例,上世纪80年代以前，设备监控系统采用就地控制方式，各个设
14、备独立工作，相互之间无联系上世纪90年代，半“集中管理，分散控制“的控制方式2000年后，完全”集中管理，分散控制“式集散型控制结构,设备监控系统结构演变,2023/10/13,KMDigital控制系统框架示意,2023/10/13,Start Small,底层远程通讯,RS485,每条子网可连接124个DDC。DDC之间完全是点对点通讯。子网不依赖于主网存在。,主网级控制器LAN CONTROLLER可扩展出128个点，2条子网，共248个DDC.可通过RS485接口，以太网接口，,Bacnet,光纤等方式与 其它124 个 LAN Controllers相连,子网控制器可通过拨号报警,S
15、tart Small and E-Volve小到16个点大到50万点的系统,2023/10/13,软件示例,2023/10/13,WinControl 动态界面示例,2023/10/13,WinControl 操作示例,2023/10/13,WinControl 功能示例,五、建筑设备监控系统建设成功因素,1、建设目的因素,建设必须明白：为什么要用楼宇自控系统，想要完成的功能,2、设计因素,设计院设计弱电总承包公司设计专业化公司设计,3、沟通配合因素,设备自控系统的控制思路是：弱电控制强电，需要众多机电设备供应商/施工单位预留控制接口，因此系统与众多的施工单位只有相互配合，才能构建一个成功的系
16、统：空调总包、水路施工、强电箱制作单位、电梯安装单位、变配电施工单位,4、设备监控供应厂商状况,产品性能产品特点服务能力市场口碑,六、设备监控系统发展前景,1、更专业的生产厂商,设备监控系统市场是一个新兴市场，大量有资金有实力的企业希望进入楼宇自控领域，很多厂商通过收购进入楼控行业，注重市场推广而不是技术研发,技术延续的产品才能赢得业主的使用！,2、更标准化的产品,设备监控系统起源于欧美发达国家，不同厂商的自控系统使用不同的通讯协议，之间的产品不能互相替换BACnet是国际暖通协会推荐的国际标准协议,开放的系统才能降低业主的使用风险！,3、更低的设备风险,很多厂商为了降低造价占领市场，一直在沿用90年代二代控制结构，即”主控制器+输入输出模块“的控制结构，使一块控制器控制的设备数量更多，系统风险大,”集中管理，分散控制“的集散式控制结构才能使控制设备风险降到最低！,4、更低的维护费用,维护费用的高低，取决于 1、系统是否开放 2、服务是否到位 3、产品是否延续 4、设备利用率,输入输出点的特性，有利于楼宇后期维护！,5、更智能的系统,将建筑视作一个有机体，以BA为平台，集成办公、安防、消防、车库管理、能耗监测等系统，各个系统无缝对接，实现系统的联动,各个系统集成，相互联动是设备自控发展的方向！,2023/10/13,再见,
