智能建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)工程課件2建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備

1、任務(wù)2 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備智能建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)工程情境一：樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)工程認(rèn)知內(nèi)容導(dǎo)讀任務(wù)1 回顧對(duì)BAS做了初步的介紹。1. IB是什么？4個(gè)基本要素是什么？2. 智能建筑的定義？3. BAS是什么？有什么用？4. BAS的發(fā)展歷史？5. 建筑物內(nèi)空氣質(zhì)量要求？6. 綠色建筑的概念？7. 綠色建筑與智能建筑的關(guān)系？任務(wù)2 將對(duì)BAS的組成（硬件設(shè)備）予以深入介紹。思路深入了解BAS的硬件設(shè)備 由這些BAS設(shè)備構(gòu)成一種基于計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)的、由軟件和硬件組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。需要掌握一定的自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制的知識(shí)。核心內(nèi)容DDC控制器傳感器、執(zhí)行器等內(nèi)容通過任務(wù)2的學(xué)習(xí)，

2、為BAS在暖通空調(diào)、給排水、照明等機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。內(nèi)容導(dǎo)讀2011年十大樓宇自控品牌 2012年十大樓宇自控品牌 2013年十大樓宇自控品牌 2.1 DDC控制器BAS的硬件設(shè)備主要包括傳感器、執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)控制器、控制與信息網(wǎng)絡(luò)及中央管理工作站?，F(xiàn)場(chǎng)控制器一般采用直接數(shù)字控制器 （Direct Digital Controller，DDC）。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介概述現(xiàn)場(chǎng)控制器直接數(shù)字控制器Direct Digital Controller，DDC功能DDC與中央管理計(jì)算機(jī)連接起來，共同完成各種采集、控制、顯示、操作和管理功能組成由CPU、內(nèi)存和輸入輸出通道及通訊接口等部件組合而

3、成DDC控制器是BA系統(tǒng)的核心2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介怎樣應(yīng)用DDC？像使用電腦一樣應(yīng)用DDC關(guān)注DDC的外在特性和應(yīng)用工程應(yīng)用對(duì)DDC內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理不需深入了解Why ？我們的專業(yè)是應(yīng)用DDC，不是研究開發(fā)DDC本身像應(yīng)用數(shù)字電路中集成器件的應(yīng)用。關(guān)注引腳的特性2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介1) DDC的硬件和軟件DDC與普通PC計(jì)算機(jī)相同，同樣有硬件:CPU、ROM、RAM、輸入輸出接口等設(shè)備。在硬件上，DDC與各類傳感器、執(zhí)行器直接相連。軟件:在軟件方面，DDC配備各類設(shè)備控制模式的程序，可以按建筑物的規(guī)模與不同設(shè)備類型任意組合和擴(kuò)展，可對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行分區(qū)控制、最佳起?？刂啤ID自適

4、應(yīng)控制、參數(shù)趨勢(shì)記錄、報(bào)警處理、邏輯及時(shí)序控制等。所有這些監(jiān)控功能均由各類傳感器、電動(dòng)執(zhí)行裝置、閥門等配合DDC控制器共同完成。DDC的硬件和軟件都以一定的標(biāo)準(zhǔn)制成多種類型的模塊。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介知識(shí)鏈接：ROM （ Read-Only Memory），只讀儲(chǔ)存器在斷電后可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的硬盤。RAM （ Random Access Memory），隨機(jī)儲(chǔ)存器在斷電后不能儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介2) DDC的結(jié)構(gòu)類型獨(dú)立控制器結(jié)構(gòu)的DDC它的所有輸入/輸出控制點(diǎn)全部在一臺(tái)控制器中如西門子的MEC、Honeywell的XL100模塊化結(jié)構(gòu)D

5、DC其輸入輸出控制點(diǎn)設(shè)計(jì)成模塊的方式通常包含電源模塊、計(jì)算模塊、通信模塊 和I/O模塊等如西門子的MBC、 Honeywell的XL500現(xiàn)場(chǎng)控制器一般采用模塊化結(jié)構(gòu)的DDC此外，還有專用于末端設(shè)備控制的小型專用DDC，如：VAV末端DDC、風(fēng)機(jī)盤管專用DDC等,以及執(zhí)行器與控制器一體化的DDC2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介3) DDC控制箱DDC控制箱結(jié)構(gòu)與組成控制箱內(nèi)有：多層導(dǎo)軌裝置，以供安裝電源及各種模塊之用外殼均采用金屬材料(如鋼板或鋁材)活動(dòng)部分(如柜門)與機(jī)柜主體之間保證有良好的電氣連接從而為內(nèi)部的電子設(shè)備提供完善的電磁屏蔽接地電阻為保證電磁屏蔽效果和操作人員的安全，機(jī)柜要求電氣可靠

6、接地，接地電阻小于4還可以配上散熱設(shè)備，以保證設(shè)備的正常工作溫度。BAS根據(jù)需要有時(shí)會(huì)將幾個(gè)控制器安裝在同一個(gè)控制箱內(nèi)，但從功能上說，每個(gè)控制器實(shí)際上是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介3. DDC的輸入輸出通道（I/O通道）DDC怎么工作？DDC利用傳感器和檢測(cè)設(shè)備通過DI、AI通道監(jiān)測(cè)空調(diào)機(jī)組的有關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，DDC通過DO、AO通道將控制命令送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施對(duì)空調(diào)機(jī)組的控制。在實(shí)際的控制回路中，DDC常常不能直接控制相關(guān)設(shè)備，中間還要用到其他各種類型的輔助控制器以完成動(dòng)作，如變頻器、繼電器等。I/O通道是DDC控制器中種類最多、數(shù)量最大的一類接口，可以達(dá)到幾十個(gè)、上百個(gè)。I/O

7、通道是整個(gè)BAS系統(tǒng)與被控對(duì)象之間的接口I/O通道在兩者之間起到紐帶和橋梁作用。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介 4種最基本類型的I/O通道：模擬量輸入通道(AI)模擬量輸出通道(AO)開關(guān)量(或稱為數(shù)字量)輸入通道(DI)開關(guān)量(或稱為數(shù)字量)輸出通道(DO)2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介(1)模擬量輸入(AI)端口輸入的模擬量主要有：溫度、壓力、流量、液位、空氣質(zhì)量等經(jīng)傳感器(變送器)將這些非電量參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)：如05V、010V、020mA、420mA等標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)經(jīng)AI端口進(jìn)入DDC經(jīng)過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量再由DDC進(jìn)行分析處理(2)數(shù)字量輸入(DI)端口開關(guān)量傳感器將開關(guān)信

8、號(hào)經(jīng)DI端口送入DDCDDC可直接判斷DI輸入端口上的開關(guān)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)“通”為“1”，“斷”為“0” DDC對(duì)這些數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理DDC對(duì)“0”和“1”的認(rèn)定一般數(shù)字量接口沒有接外設(shè)或外設(shè)是斷開狀態(tài)時(shí)，DDC將其認(rèn)定為“0”當(dāng)外設(shè)開關(guān)信號(hào)接通時(shí)，DDC將其認(rèn)定為“1”2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介(3)模擬量輸出(AO)端口當(dāng)外部需要模擬量輸出時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)如05V、010V、020mA、420mA等模擬量輸出信號(hào)一般用來控制風(fēng)閥或水閥等(4)數(shù)字量輸出(DO)端口當(dāng)外部需要數(shù)字量輸出時(shí)，系統(tǒng)直接提供開關(guān)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。DO信號(hào)連接的有：

9、繼電器的觸點(diǎn)、NPN或PNP晶體管、晶閘管等用來控制接觸器、變頻器、電磁閥、照明燈等2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介1) DI通道詳解輸入信號(hào)可以是：交流電壓信號(hào)，直流電壓信號(hào)，或干接點(diǎn)因干接點(diǎn)信號(hào)性能穩(wěn)定，不易受干擾，輸入輸出方便，目前應(yīng)用最廣。與DI通道相連接的是：以開關(guān)狀態(tài)作為輸出的傳感器如水流開關(guān)、風(fēng)速開關(guān)或壓差開關(guān)等或者各種限位(限值)開關(guān)、繼電器或閥門連動(dòng)觸點(diǎn)的開、關(guān)狀態(tài)接線非屏蔽軟線，如RVV21.0DI通道還可直接對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)量2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介2) DO通道詳解DDC通過DO通道提供開關(guān)信號(hào)用以控制只具有開、關(guān)兩種狀態(tài)的外部設(shè)備如電磁閥、繼電器、指示燈、聲光報(bào)警器等

10、。DO信號(hào)一般以干接點(diǎn)形式輸出要求輸出的“1”或“0”對(duì)應(yīng)于干接點(diǎn)的通或斷。(b) DO信號(hào)通過中間繼電器間接控制220V回路知識(shí)鏈接：干接點(diǎn)：無源開關(guān)；具有閉合和斷開的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間沒有極性，可以互換；常見的干接點(diǎn)信號(hào)有：1、各種開關(guān)如：限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等；2、各種按鍵；3、各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控中的傳感器：水浸傳感器、火災(zāi)報(bào)警傳感器、玻璃破碎、振動(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器；4、繼電器、干簧管的輸出。濕接點(diǎn)：有源開關(guān)；具有有電和無電的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間有極性，不能反接；2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介3) AI通道詳解DDC的AI通道用

11、來輸入模擬量信號(hào)。如溫度、壓力、流量、液位、空氣質(zhì)量等，標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如010V、420mA一般推薦在傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)盡可能采用電流信號(hào)，以降低線路損耗這些標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)進(jìn)入DDC的AI通道，經(jīng)過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由DDC進(jìn)行分析處理。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介如果傳感器的輸出為電壓信號(hào)當(dāng)接收端輸入阻抗小，輸入電流較大時(shí)信號(hào)傳輸線路的阻抗會(huì)造成很大的電壓降，這將導(dǎo)致控制器接收端誤差很大乃至無效；如果使接收端為高輸入阻抗，輸入電流較小時(shí)信號(hào)傳輸線路上的電流較小，這將導(dǎo)致線路的抗干擾能力較差因此，變送器的輸出一般不采用電壓信號(hào)，而采用電流信號(hào)。DDC控制器的AI通道一般是電壓測(cè)量通道

12、，即它可以測(cè)量出接至輸入端的電壓值。接線一般采用屏蔽軟線如RVVP 21.02.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介4) AO通道詳解標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，一般為：DC420mA標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)或DC010V標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號(hào)有些場(chǎng)合也使用DC05V或DC210V電壓信號(hào)AO通道的輸出信號(hào)用來控制：直行程或角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程或通過調(diào)速裝置(如變頻調(diào)速器)控制各種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速亦可通過電氣轉(zhuǎn)換器或電液轉(zhuǎn)換器來控制各種氣動(dòng)或液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)AO信號(hào)一般都可以在電流型和電壓型之間轉(zhuǎn)換。如在420mA標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)輸出端接入一個(gè)500歐姆的電阻，電阻的兩端就是DC 210V電壓信號(hào)。2.1.1

13、DDC控制器簡(jiǎn)介2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介4. DDC應(yīng)用舉例DDC的工程應(yīng)用DDC對(duì)空調(diào)機(jī)組的監(jiān)控應(yīng)用DDC利用傳感器和檢測(cè)設(shè)備通過DI、AI通道監(jiān)測(cè)空調(diào)機(jī)組的有關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，DDC通過DO、AO通道將控制命令送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施對(duì)空調(diào)機(jī)組的控制。2.1.1 DDC控制器簡(jiǎn)介空調(diào)機(jī)組監(jiān)控原理圖示例 2.1.2 DDC控制器產(chǎn)品簡(jiǎn)介應(yīng)用最廣泛的三家公司的DDC產(chǎn)品?；裟犴f爾公司Excel5000系統(tǒng)的DDC江森自控公司Metasys系統(tǒng)的DDC西門子樓宇科技公司Apogee系統(tǒng)的DDC2.1.2 DDC控制器產(chǎn)品簡(jiǎn)介西門子APOGEE系統(tǒng)的DDC控制器1) 模塊化設(shè)備控制器(Modular Eq

14、uipment Controller，MEC)2) PXC控制器3) 擴(kuò)展模塊2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例2. 霍尼韋爾公司Excel5000系統(tǒng)的DDC霍尼韋爾公司提供的IBMS建筑集成管理平臺(tái)被稱為EBI系統(tǒng)2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例3. 江森自控公司Metasys系統(tǒng)的DDC2.1.2 BAS產(chǎn)品舉例2.2 傳感器自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件被控對(duì)象測(cè)量變送器傳感器、變送器、顯示、報(bào)警、記錄裝置調(diào)節(jié)器執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)測(cè)量變送器=測(cè)量傳感器+變送器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器對(duì)象測(cè)量變送器x (t)e (t)u (t)q (t)y (t)z (t)f (t)2.2.1 傳感器概述

15、1.傳感器的工作原理與組成工作原理圖傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦袑⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器。在實(shí)際中，變送器和傳感器的功能通常結(jié)合在一起。2.2.1 傳感器概述2. 傳感器的分類根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)可分為：（1）開關(guān)量傳感器根據(jù)被測(cè)量是否高于或低于閾值，輸出一個(gè)二進(jìn)制數(shù)信號(hào)(開或關(guān))也可以是利用敏感元件的物理運(yùn)動(dòng)使切換開關(guān)處于開或關(guān)的機(jī)械式裝置，如：溫度繼電器、壓力開關(guān)、運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器等開關(guān)量傳感器的輸出可直接與控制器的數(shù)字輸入相連，用作狀態(tài)報(bào)

16、告或軟件聯(lián)鎖（2）模擬量傳感器2.2.1 傳感器概述2. 傳感器的分類根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)可分為：（1）開關(guān)量傳感器（2）模擬量傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電信號(hào)，此電信號(hào)可用作其他測(cè)量和控制裝置的輸入量 模擬量參數(shù)許多反映建筑環(huán)境狀態(tài)的參數(shù)（如溫度、濕度、流量、壓力、液位、照度及電路參數(shù)等）都是連續(xù)的信號(hào)。這類參數(shù)隨時(shí)間連續(xù)變化，屬模擬量參數(shù)。測(cè)量這些參數(shù)的傳感器就屬模擬量傳感器。 2.2.1 傳感器概述（2）模擬量傳感器模擬量傳感器的分類(a)被動(dòng)式傳感器只有敏感元件，沒有變送器所有的信號(hào)調(diào)節(jié)都發(fā)生在與之相連的控制器內(nèi)電阻式溫度傳感器就屬于被動(dòng)式傳感器。這種傳感器不需要提供能量，傳感器與控制器

17、的模擬輸入直接通過現(xiàn)場(chǎng)布線相連。(b)主動(dòng)式傳感器將信號(hào)調(diào)節(jié)集成在傳感裝置內(nèi)利用變送器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，并通過現(xiàn)場(chǎng)布線與控制器的模擬輸入通道（AI）相連。常用的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)：一種形式是420mA的信號(hào)。由于這種信號(hào)只需兩相連接，被廣泛應(yīng)用在過程控制中另一種典型的形式就是010V的直流信號(hào)。這種信號(hào)在暖通空調(diào)系統(tǒng)有廣泛應(yīng)用。2.2.1 傳感器概述模擬量型傳感器與數(shù)字量傳感器的比較模擬量型傳感器價(jià)格比較昂貴，成本大盡量采用開關(guān)量傳感器如果一個(gè)控制系統(tǒng)，其工藝過程并不要求準(zhǔn)確的物理參數(shù)數(shù)值，而只關(guān)心被控量是否超過一定限值，作為保護(hù)和報(bào)警的依據(jù)，這就可以不采用價(jià)格昂貴的模擬量型傳感器，而只

18、是采用僅輸出“通”或“斷”的開關(guān)量型傳感器即可滿足要求，其成本則可大大降低。2.2.1 傳感器概述3. 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)朝著小型化、多功能化及智能化方向發(fā)展增加了數(shù)據(jù)處理功能、自診斷功能、軟硬件相組合功能、人機(jī)對(duì)話功能、接口功能、顯示和報(bào)警功能等。智能傳感器將被測(cè)量或被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成直接能在網(wǎng)絡(luò)上與其他控制和測(cè)量用的智能裝置進(jìn)行通信的數(shù)字編碼信號(hào)。在發(fā)送被測(cè)量之前還可能會(huì)進(jìn)行一些額外的數(shù)據(jù)處理如檢查上下限、校正和補(bǔ)償功能、計(jì)算其他推導(dǎo)值(比如焓)等2.2.2 傳感器的性能指標(biāo)在控制系統(tǒng)的故障中，傳感器引起的故障是最常見的。劣質(zhì)傳感器由于受漂移或早期故障的影響，往往會(huì)導(dǎo)致控制效果較差，維護(hù)費(fèi)用

19、較高。判別傳感器的質(zhì)量好壞，以及選擇和使用檢測(cè)儀表，都要用傳感器的技術(shù)性能指標(biāo)來衡量。1. 測(cè)量范圍和量程2. 儀表的精度等級(jí)3. 靈敏度和靈敏限(分辨率)4. 變差5. 響應(yīng)速度2.2.3 模擬量傳感器模擬量傳感器: 010 V或420 mA模擬量=電信號(hào)= 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)= DDC控制器的AI端BAS中常用的模擬量傳感器有：溫度傳感器濕度傳感器流量傳感器壓力傳感器液位傳感器照度傳感器電量變送器2.2.3 模擬量傳感器 1. 溫度傳感器溫度傳感器是BAS中應(yīng)用最普遍的傳感器之一主要用于測(cè)量室內(nèi)、室外、風(fēng)管及水管的溫度=控制相應(yīng)的水泵、風(fēng)機(jī)、閥門和風(fēng)門等執(zhí)行元件的開度2.2.3 模擬量傳感器2.2.

20、3 模擬量傳感器(1) 熱電阻溫度傳感器在測(cè)溫領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛感溫元件：熱電阻熱電阻的電阻值隨溫度而變化，具有近似線性的函數(shù)關(guān)系可通過測(cè)量電阻進(jìn)而反映出被測(cè)溫度的數(shù)值熱電阻材料是鉑、銅等金屬已做成標(biāo)準(zhǔn)化的熱電阻特點(diǎn)：具有較高的測(cè)量精度和靈敏度便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送及實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)切換測(cè)量2.2.3 模擬量傳感器(1) 熱電阻溫度傳感器熱電阻的規(guī)格鉑熱電阻Pt100、Pt1000測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高，應(yīng)用廣泛但鉑屬于貴金屬，價(jià)格高銅熱電阻Cu100、Cu50使用也較普遍，價(jià)格便宜在一些測(cè)量準(zhǔn)確度要求不很高，且溫度較低的場(chǎng)合多使用銅電阻2.2.3 模擬量傳感器(2) 熱敏電阻溫度傳感器感溫元

21、件：熱敏電阻（半導(dǎo)體材料制成）特點(diǎn)體積小、熱慣性小，適于快速測(cè)溫并且大多數(shù)具有負(fù)的溫度系數(shù)電阻值隨著溫度的升高而減少其最大的優(yōu)點(diǎn)是溫度系數(shù)大，靈敏度特別高，是金屬電阻的10倍以上但熱敏電阻元件的穩(wěn)定性、復(fù)現(xiàn)性和互換性較差電阻與溫度呈較大的非線性關(guān)系后續(xù)電路比較復(fù)雜，要進(jìn)行非線性校正。給系統(tǒng)的維護(hù)帶來一定的困難2.2.3 模擬量傳感器(3) 集成電路溫度傳感器模擬集成溫度傳感器將感溫元件和變送器集成在一個(gè)芯片上可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸出的功能其特點(diǎn)是測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、功耗低，不需要進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單智能溫度傳感器也稱為數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感

22、器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路，有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、CPU、RAM和ROM能以數(shù)字量形式輸出被測(cè)溫度值特點(diǎn)：具有誤差小、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、能遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)、用戶可設(shè)定溫度上下限、能實(shí)現(xiàn)越限自動(dòng)報(bào)警功能、并自帶串行總線接口、適配各種微控制器等優(yōu)點(diǎn)是今后傳感器發(fā)展的主要方向2.2.3 模擬量傳感器2.2.3 模擬量傳感器2) 溫度傳感器的選型溫度傳感器的選型流程測(cè)量對(duì)象（如水、空氣或油）=對(duì)傳感器的外層材料、防護(hù)等級(jí)等要求不同安裝位置（如室內(nèi)、室外或管道）=對(duì)傳感器的外型要求不同。DDC可接受的類型=傳感器必須以提供DDC可接受的信號(hào)為原則DDC可接受的類型包括：電壓（0-

23、10VDC）電流（0-20 mA或4-20mA）1K歐姆鉑電阻10K歐姆熱敏電阻100K歐姆熱敏電阻等實(shí)際工作中須視具體DDC控制器而定量程=應(yīng)為測(cè)點(diǎn)范圍的1.21.5倍測(cè)量精度=應(yīng)高于工藝要求測(cè)量范圍和精度決定于傳感器的材料和變送器的輸出測(cè)量范圍測(cè)量對(duì)象安裝位置DDC可接受的類型測(cè)量精度2.2.3 模擬量傳感器3) 溫度傳感器的接線使用金屬熱電阻測(cè)溫時(shí)，要注意引線對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響常用的引線方式有3種：二線制、三線制和四線制2.2.3 模擬量傳感器溫度傳感器的接線二線制：接線方便，安裝費(fèi)用低，但是引線電阻及引線電阻的變化會(huì)帶來附加誤差，適用于引線不長(zhǎng)，測(cè)溫準(zhǔn)確度低的場(chǎng)合。三線制：接線只要兩引線

24、電阻相等，可以較好地消除引線電阻的影響，且引線電阻因沿線環(huán)境溫度變化而引起的阻值變化量也被分別接入兩個(gè)相鄰的橋臂上，可相互抵消，其測(cè)量準(zhǔn)確度高于兩線制，應(yīng)用較廣。尤其是在測(cè)溫范圍窄、導(dǎo)線長(zhǎng)、架設(shè)銅導(dǎo)線途中溫度發(fā)生變化等情況下，必須采用三線制接法。四線制：不管引線電阻是否相等，通過兩次測(cè)量均能完全消除引線電阻對(duì)測(cè)量的影響，且在連接導(dǎo)線阻值相同時(shí)，還可消除連接導(dǎo)線的影響，這種方式主要用于高準(zhǔn)確度溫度檢測(cè)。2.2.3 模擬量傳感器溫度傳感器的接線半導(dǎo)體熱敏電阻由于在常溫下的電阻值很大通常在幾千歐以上=引線電阻幾乎對(duì)測(cè)溫沒有影響引線電阻一般最多不超過10 =根本不必采用三線制和四線制給使用帶來了方便，

25、較適宜遠(yuǎn)距離測(cè)溫2.2.3 模擬量傳感器溫度傳感器的接線4) 溫度傳感器的安裝對(duì)溫度傳感器的安裝主要要求有：壁掛式溫度傳感器應(yīng)安裝在:空氣流通、反映被測(cè)房間空氣狀態(tài)的位置；風(fēng)道內(nèi)溫度傳感器應(yīng):保證插入深度；插入式水管溫度傳感器應(yīng):使測(cè)頭在水流的主流區(qū)域范圍；機(jī)器露點(diǎn)溫度傳感器應(yīng)安裝在:擋水板后具有代表性的位置，應(yīng)避免輻射熱、振動(dòng)、水滴及二次回風(fēng)的影響。2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器1) 概述濕度是表示空氣干濕程度的物理量和溫度一樣，也是建筑環(huán)境空氣狀態(tài)及質(zhì)量的重要參數(shù)濕度傳感器來測(cè)量室內(nèi)、室外和管道的相對(duì)濕度輸出信號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)的電壓(05V，010VDC)信號(hào)或電流（420mA）信號(hào)2

26、.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2) 常用的濕度傳感器薄膜電容式濕度傳感器電容式濕度傳感器在BAS中應(yīng)用最普遍基本結(jié)構(gòu)一層非常薄的感濕聚合物電介質(zhì)薄膜夾在兩電極之間作為電介質(zhì)構(gòu)成一平板電容器這種電極必須薄到能允許水蒸氣通過通過測(cè)量薄膜電容值就可以測(cè)量出相應(yīng)的空氣相對(duì)濕度電容式濕度傳感器特點(diǎn)測(cè)量范圍大，測(cè)量精度較高(可達(dá)1%)，互換性較好，長(zhǎng)期使用飄移誤差可小于1%/年但其易受油垢污染的影響，當(dāng)測(cè)量濕度偏離標(biāo)定濕度時(shí)，其測(cè)量精度也會(huì)受到影響集成電路式濕度傳感器將濕度敏感元件(如薄膜電容式敏感元件)與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路集成在一起而形成的固態(tài)相對(duì)濕度傳感器

27、高分子電阻式2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器3) 濕度傳感器的安裝濕度傳感器(RH)應(yīng)安裝在附近沒有熱源和水滴，空氣流通，能反映被測(cè)房間或風(fēng)道內(nèi)空氣狀態(tài)的位置在工程應(yīng)用中，濕度傳感器和溫度傳感器往往集成在一起，即溫濕度傳感器圖1.15圖1.19是幾種溫、濕度傳感器的安裝接線圖2.2.3 模擬量傳感器 2. 濕度傳感器2.2.3 模擬量傳感器3. 壓力或壓差傳感器1) 概述壓力(壓差)傳感器是用于監(jiān)測(cè)流體的壓力（壓差）的裝置水壓力（壓差）傳感器主要用于冷熱源系統(tǒng)中，用于壓差旁通控制和監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)也有將水壓力傳感器安裝在水箱內(nèi)用于測(cè)量水箱的

28、液位空氣壓力(壓差)傳感器則主要用于監(jiān)測(cè)管道壓力和監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)壓力(壓差)傳感器的工作原理2.2.3 模擬量傳感器 3. 壓力或壓差傳感器2.2.3 模擬量傳感器 3. 壓力或壓差傳感器2) 常用的壓力(壓差)傳感器電容式壓力傳感器感壓元件（一個(gè)很薄的彈性膜片）作為動(dòng)電極兩個(gè)在凹形玻璃上的金屬鍍層為固定電極，構(gòu)成差動(dòng)電容器當(dāng)被測(cè)壓力或壓力差作用于膜片并產(chǎn)生位移時(shí)所形成的兩個(gè)電容器的電容量，一個(gè)增大，一個(gè)減小電容值的變化經(jīng)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成與電流或電壓的變化2.2.3 模擬量傳感器 3. 壓力或壓差傳感器變阻式(如壓阻式和應(yīng)變片式)等形式。應(yīng)變片式電阻壓力傳感器通常為絲狀結(jié)構(gòu)電阻改變與壓力傳感元

29、件內(nèi)的應(yīng)力成正比利用惠斯通電橋可直接進(jìn)行測(cè)量，也可以經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)壓阻式壓力傳感器是一種較新型的壓力傳感器，也稱為固態(tài)應(yīng)變式壓力傳感器采用集成電路工藝在單晶硅膜片上擴(kuò)散一組等值應(yīng)變電阻，而膜片置于接收壓力的腔體內(nèi)，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，硅膜片產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與壓力成比例的變化特點(diǎn)：靈敏度高，測(cè)量精度可達(dá)0.1%輸出信號(hào)通常有電壓信號(hào)和頻率信號(hào)2.2.3 模擬量傳感器3) 壓力(壓差)傳感器的安裝2.2.3 模擬量傳感器4. 流量傳感器流量傳感器主要用來檢測(cè)水系統(tǒng)中液體的流量，以此來控制相應(yīng)水泵閥的數(shù)量。檢測(cè)流量有多種方法，有:節(jié)流式、容積式、速度式、電磁式等2.2

30、.3 模擬量傳感器6. 空氣質(zhì)量傳感器空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與舒適性密切相關(guān)?？諝赓|(zhì)量傳感器主要是用于檢測(cè)空氣中CO2、CO或者VOC（可揮發(fā)有機(jī)物）的含量，以控制室內(nèi)的空氣質(zhì)量?？諝赓|(zhì)量傳感器由一個(gè)鍍有薄層的半導(dǎo)體管、一對(duì)電極及在半導(dǎo)體管內(nèi)的微型加熱器元件組成。半導(dǎo)體氣體傳感器的優(yōu)點(diǎn)是制作和使用方便，價(jià)格便宜，響應(yīng)快，靈敏度高，被廣泛地用在建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的氣體監(jiān)測(cè)中。2.2.3 模擬量傳感器7. 液位傳感器在建筑系統(tǒng)中，常需要判斷液位的位置，而很少有需要測(cè)量液位的高度。判斷液位位置通常使用液位開關(guān)8. 電量變送器變配電所各種電氣參數(shù)要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，必須先通過電量變送器，將各種交流電氣參數(shù)變

31、為統(tǒng)一的直流參數(shù)。常用的電量變送器有電壓變送器、電流變送器、頻率變送器、有功功率變送器、無功功率變送器、功率因數(shù)變送器和有功電度變送器等。2.2.3 模擬量傳感器9. 熱量計(jì)量?jī)x表熱量傳計(jì)量?jī)x表如圖2.47所示。熱量傳計(jì)量?jī)x表同時(shí)測(cè)量管線系統(tǒng)的體積流量、相應(yīng)的供水和回水溫度 2.2.4 常用的開關(guān)量傳感器1. 壓差開關(guān)壓差開關(guān)是根據(jù)空氣或液體的兩端壓差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，輸出開關(guān)動(dòng)作的裝置。水壓壓差開關(guān)常用于監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)?？諝鈮翰铋_關(guān)常用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和空調(diào)過濾器是否堵塞 2. 水流開關(guān)（流速開關(guān)）水的流動(dòng)使傳感部件產(chǎn)生位移，克服彈簧彈力推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)閉合。當(dāng)流速低到不足以克服彈簧彈

32、力時(shí)，微動(dòng)開關(guān)斷開。 3. 液位開關(guān)液位開關(guān)，又稱為液位信號(hào)器，是隨液位變動(dòng)而改變通斷狀態(tài)的有觸點(diǎn)開關(guān)。 4. 防凍開關(guān)防凍開關(guān)應(yīng)用于空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組在冬季運(yùn)行時(shí)的防凍保護(hù)，在機(jī)組送風(fēng)溫度過低時(shí)報(bào)警，同時(shí)聯(lián)動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，以防止機(jī)組中的盤管凍裂。 2.3 執(zhí)行器2.3.1 概述1.執(zhí)行器的作用DDC控制器經(jīng)邏輯運(yùn)算后產(chǎn)生的控制信號(hào)，通過輸出通道（AO或DO）送入執(zhí)行器，由執(zhí)行器執(zhí)行控制動(dòng)作，直接控制能量或物料等被測(cè)介質(zhì)的輸送量。執(zhí)行器類似于人的“手腳”，是自動(dòng)控制的終端主控器件。執(zhí)行器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，常年和生產(chǎn)工藝中的介質(zhì)直接接觸，執(zhí)行器的選擇不當(dāng)或維護(hù)不善常使整個(gè)控制系統(tǒng)不能可靠工作，嚴(yán)重影響

33、控制品質(zhì)。2. 執(zhí)行器的組成與分類執(zhí)行器由兩部分組成：執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)部分接受來自控制器的控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)的大小產(chǎn)生位移信號(hào)分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種在BAS中常用的是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分如調(diào)節(jié)閥2.3.1 概述3. 執(zhí)行器與控制器之間的連接在BAS中，若要需要執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的方式，則控制器輸出的應(yīng)是連續(xù)（模擬）信號(hào)，如420 mA電流信號(hào)或010 V電壓信號(hào)?？刂破魍ㄟ^AO通道將控制命令送入執(zhí)行器。接受該信號(hào)的應(yīng)是連續(xù)調(diào)節(jié)型的執(zhí)行器，其與DDC之間采用屏蔽軟線（如RVVP 21.0）連接。斷續(xù)信號(hào)是指開關(guān)信號(hào)，DDC通過非屏蔽軟線（如RVV 21.0

34、）經(jīng)DO通道將控制信號(hào)輸送到執(zhí)行器。2.3.2 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在工藝管道上，直接與被調(diào)介質(zhì)相接觸用以調(diào)節(jié)流體的流量是一種投資省，且簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。性能好壞將直接影響控制的質(zhì)量只有正確選擇閥門的結(jié)構(gòu)形式和流量特性，才能夠取得良好的控制效果。2.3.2 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由兩部分組成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也稱為閥門驅(qū)動(dòng)器依據(jù)現(xiàn)場(chǎng) DDC輸出的AO信號(hào)（010VDC電壓或420mA電流）控制閥門的開度閥門也稱為閥體是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用來控制水、空氣、蒸汽等流體2.3.2 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1. 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1) 工作原理 以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力電動(dòng)機(jī)多為交流電容式兩相異步電動(dòng)機(jī)其電源電壓為24V AC風(fēng)機(jī)盤管上使用的電動(dòng)

35、調(diào)節(jié)閥則用磁滯電動(dòng)機(jī)，電源220V AC閥門驅(qū)動(dòng)器按輸出方式可分三種類型：直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式分別同直線移動(dòng)的調(diào)節(jié)閥、旋轉(zhuǎn)的蝶閥、多轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)閥配合工作直線移動(dòng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的原理圖2.58閥桿的上端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，當(dāng)閥桿帶動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)上下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積、閥的阻力系數(shù)隨之變化，其流過閥的流量也就相應(yīng)地改變，從而達(dá)到了調(diào)節(jié)流量的目的。調(diào)節(jié)閥的閥位與控制器輸出的AO信號(hào)(010V DC)成線性關(guān)系如圖2.59所示2) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝3) 連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與DDC控制器的連接如圖2.63所示2. 閥門閥門根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為：直通閥三通閥三通閥僅適用于水路的控制選擇閥門除注意按工藝參

36、數(shù)計(jì)算口徑和選擇流量特性外，還應(yīng)注意閥體材料、連接方式，以及正、反作用等。3. 調(diào)節(jié)閥流量特性及口徑的選擇1）調(diào)節(jié)閥的流量方程式從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看，調(diào)節(jié)閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件。對(duì)不可壓縮的流體，由能量守恒原理可推導(dǎo)出調(diào)節(jié)閥的流量方程式為可見當(dāng)F一定，（p1p 2）不變時(shí)，則流量?jī)H隨阻力系數(shù)變化。 阻力系數(shù)主要與流通面積（即閥的開度）有關(guān)也與流體的性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)調(diào)節(jié)閥阻力系數(shù)的變化是通過閥芯行程的改變來實(shí)現(xiàn)的，即改變閥門開度，也就改變了阻力系數(shù)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。閥開得越大，將越小，則通過的流量將越大。 2) 調(diào)節(jié)閥的流量特性及其選擇(1) 調(diào)節(jié)閥的流量特性(2) 換熱器特性是指被加熱的流體的相對(duì)溫升/max；與熱媒的相對(duì)流量q/qmax，之間的關(guān)系。 水-水換熱器的靜特性則為圖2.69所示 (3) 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇空調(diào)所使用的調(diào)節(jié)閥特性有對(duì)數(shù)特性、直線特性及介于兩者之間的拋物線特性。對(duì)于直通調(diào)節(jié)閥可用對(duì)數(shù)特性代替拋物線特性。因此，在選擇閥門特性時(shí)，更多的指如何選擇:對(duì)數(shù)特閥直線特性閥a對(duì)數(shù)（等百分比）特性閥應(yīng)用場(chǎng)合(a)控制水水換熱器。用閥隨負(fù)荷增加而遞增的放大