建筑物自動(dòng)控制系統(tǒng)

建筑物自動(dòng)(zìdòng)控制系統(tǒng)第一章緒論(xùlùn)精品資料第一章緒論(xùlùn)人類最早的建筑物只用于遮陽(yáng)避雨、防風(fēng)御寒，對(duì)自然環(huán)境的改善和控制極其有限，后來(lái)出現(xiàn)的壁爐或火炕可以說(shuō)是對(duì)建筑內(nèi)環(huán)境進(jìn)行改善和控制的原始設(shè)備。因?yàn)樗鼈儗?duì)建筑內(nèi)環(huán)境的控制也是簡(jiǎn)單和原始的，根本不需要自控系統(tǒng)。隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑物在人類的生活與工作中的地位越來(lái)越重要。一方面，人們對(duì)建筑物的內(nèi)外環(huán)境要求越來(lái)越高；另一方面，科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，為改善建筑物內(nèi)外環(huán)境條件和提高建筑物內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量提供了有效的技術(shù)手段和廣泛的可能性，結(jié)果是附加于傳統(tǒng)(chuántǒng)建筑意義之上的環(huán)境、安全等設(shè)備的數(shù)量及功能要求越來(lái)越多，技術(shù)水平越來(lái)越高，系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，投資、運(yùn)行能耗和維護(hù)費(fèi)用也越來(lái)越高。精品資料第一章緒論(xùlùn)為了充分、有效地發(fā)揮設(shè)備潛力，提高系統(tǒng)的整體效能，。降低設(shè)備運(yùn)行能耗和系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)建筑物設(shè)備自動(dòng)控制(zìdònɡkònɡzhì)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS，BuildingAutomatonSystem，又譯為：建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)）成為建筑技術(shù)不斷發(fā)展的必然要求和自動(dòng)化技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的必然結(jié)果。進(jìn)而發(fā)展到智能建筑（IB，IntelligentBuilding）則能更好地滿足人們對(duì)建筑環(huán)境安全、舒適、便捷、高效等要求。精品資料1.1樓宇自動(dòng)化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展樓宇自動(dòng)化是隨著建筑物的環(huán)境設(shè)備，尤其(yóuqí)是暖通空調(diào)系統(tǒng)即：供熱、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)與制冷（HVAC＆R，HeatingVentilationAirConditionandRefrigeration）系統(tǒng)的發(fā)展而出現(xiàn)的。20世紀(jì)50年代后期引入我國(guó)，但發(fā)展緩慢。計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等IT技術(shù)的高速發(fā)展，使樓宇自動(dòng)化技術(shù)在科技與應(yīng)用兩個(gè)方面都得到了前所未有的迅猛發(fā)展。精品資料1.1樓宇自動(dòng)化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展最早的樓宇自控系統(tǒng)是氣動(dòng)系統(tǒng)，氣動(dòng)控制系統(tǒng)的能源是壓縮空氣，主要用于控制供熱、供冷管道上的調(diào)節(jié)閥和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣輸配管道調(diào)節(jié)閥。隨后，電氣(diànqì)控制系統(tǒng)逐漸代替氣動(dòng)控制系統(tǒng)，并成為樓宇控制系統(tǒng)的主要控制形式。20世紀(jì)80年代早期，計(jì)算機(jī)技術(shù)和微處理器有了突破性的發(fā)展，產(chǎn)生了直接數(shù)字控制（DDC，DirectDigitalControl）技術(shù)。隨后在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的帶動(dòng)下，產(chǎn)生了各種以DDC技術(shù)為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)（DCS，DistributedControlSystem）。精品資料1.1樓宇自動(dòng)化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展早期的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通常只有樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、控制技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展，其他樓宇設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)也逐漸地被集成到樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防滅火設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能卡設(shè)備自控系統(tǒng)等?，F(xiàn)代智能建筑的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)高度集成、和諧(héxié)互動(dòng)、具有統(tǒng)一操作接口和界面的“高智商”的自動(dòng)化系統(tǒng)。精品資料1.1樓宇自動(dòng)化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展信息技術(shù)的飛速發(fā)展使樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生了本質(zhì)的變革。在以往(yǐwǎng)的智能建筑中，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通常與IT系統(tǒng)是分離的。隨著企業(yè)級(jí)管理（Enterprise－wideManagement）的日益流行，開(kāi)放系統(tǒng)技術(shù)（OpenSystemsTechnology）以及Internet技術(shù)的發(fā)展，單純的物業(yè)管理FacilityManagement）必將會(huì)納入企業(yè)管理之中；專有通信協(xié)議的自動(dòng)化系統(tǒng)將被開(kāi)放通信協(xié)議的自動(dòng)化系統(tǒng)所取代，并在整個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全互操作，Inenet將會(huì)成為企業(yè)級(jí)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（Infrastructure）。這些發(fā)展趨勢(shì)必將導(dǎo)致樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)建立在企業(yè)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，形成網(wǎng)絡(luò)化的樓宇系統(tǒng)（NBS，NetworkedBuildingSystems），真正成為企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化樓宇系統(tǒng)使樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)不僅具有統(tǒng)一的操作界面（如Web測(cè)覽器，這種技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已趨成熟），而且使包含物業(yè)管理在內(nèi)的企業(yè)管理更加高效。精品資料1.1樓宇自動(dòng)化與智能建筑的起源(qǐyuán)與發(fā)展隨著社會(huì)與科技的進(jìn)步與發(fā)展，只有樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)所提供的建筑環(huán)境己無(wú)法適應(yīng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展和滿足人們對(duì)建筑環(huán)境信息化、智能化的需求(xūqiú)。1984年1月在美國(guó)康涅狄格州Hartford竣工的CityPlace大樓的宣傳材料中，第一次出現(xiàn)“智能建筑（IB，IntelligentBuilding）”一詞，標(biāo)志著“智能建筑”概念的形成。精品資料1.2樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(xìtǒng)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS），或稱建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，是將建筑物或建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車(chē)庫(kù)(chēkù)管理等設(shè)備或系統(tǒng)，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)對(duì)建筑（群）的各種設(shè)備實(shí)施綜合自動(dòng)化監(jiān)控與管理，為業(yè)主和用戶提供安全、舒適、便捷高效的工作與生活環(huán)境，并使整個(gè)系統(tǒng)和其中的各種設(shè)備處在最佳的工作狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和管理的現(xiàn)代化、信息化和智能化。由于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在建筑環(huán)境舒適與安全、設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等方面的重要性，除了作為建筑智能化系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)之外，作為建筑設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，也在重要的非智能建筑中得到廣泛應(yīng)用。精品資料1.2.1樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(xìtǒng)的組成狹義的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括的內(nèi)容有：變配電子系統(tǒng)、照明子系統(tǒng)、空調(diào)與冷熱源子系統(tǒng)、電梯子系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)與給排水子系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理與門(mén)禁子系統(tǒng)等。“廣義的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)”應(yīng)該(yīnggāi)還包括：火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)（FAS，F(xiàn)ireAutomationSystem）和安全防范系統(tǒng)（SAS，SecurityAutomationSystem）兩部分。本書(shū)遵循國(guó)家《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50314-2000）中對(duì)于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（也稱建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)）的定義，也就是廣義的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。廣義的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)其涵蓋的監(jiān)控與管理范圍如圖1.1所示。精品資料1.2.2樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(xìtǒng)的功能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在智能建筑系統(tǒng)工程中的主要功能如下：◆自動(dòng)監(jiān)視和控制智能建筑各種電氣與機(jī)械設(shè)備的啟／停動(dòng)作，并可以根據(jù)需要顯示或打印系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?！糇詣?dòng)記錄系統(tǒng)各種參數(shù)（溫度、濕度、電流、電壓等）數(shù)據(jù)和其變化趨勢(shì)，并自動(dòng)進(jìn)行越限報(bào)警?！裟茉垂芾恚鹤詣?dòng)進(jìn)行對(duì)水、電、燃?xì)?、熱力等的?jì)量與收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)智能建筑中的能源管理自動(dòng)化。BAS系統(tǒng)還可以自動(dòng)提供最佳能源控制方案，以達(dá)到合理、經(jīng)濟(jì)地使用(shǐyòng)能源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。◆設(shè)備管理：BAS系統(tǒng)對(duì)智能建筑中的各項(xiàng)自動(dòng)控制設(shè)備，提供技術(shù)和計(jì)算機(jī)管理的支持，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和參數(shù)顯示，以及設(shè)備檔案與維修管理等。◆意外災(zāi)害緊急處理：BAS系統(tǒng)通過(guò)自身的軟件系統(tǒng)，在智能建筑出現(xiàn)意外事故時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出指令（包括切斷電源等措施），以保證設(shè)備及人員的安全。精品資料1.2.2樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(xìtǒng)的功能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)可選擇的基本功能可細(xì)化為監(jiān)控、管理與服務(wù)等幾個(gè)(jǐɡè)方面。具體請(qǐng)見(jiàn)書(shū)本。精品資料1.2.3樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(xìtǒng)的結(jié)構(gòu)精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)美國(guó)智能建筑學(xué)會(huì)（AIBI，AmericanIntelligentBuildingInstitute）的定義：“智能建筑通過(guò)對(duì)建筑物的四個(gè)基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理以及它們(tāmen)之間內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化考慮，提供一個(gè)投資合理、高效率、舒適、溫馨、便利環(huán)境的建筑環(huán)境，并幫助建筑業(yè)主。物業(yè)管理人員和租用人員達(dá)到在費(fèi)用、舒適、便利和安全等方面的目標(biāo)，當(dāng)然還要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的系統(tǒng)靈活性及市場(chǎng)能力?！痹摱x將智能建筑的目標(biāo)具體化，強(qiáng)調(diào)了智能建筑以人為本的思想；并給出了實(shí)現(xiàn)智能建筑的方法，即通過(guò)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)歐洲智能建筑組織（TheEuropeanIntelligentBuildillgGroup）把智能建筑定義為：“使其用戶發(fā)揮最高效率，同時(shí)(tóngshí)又以最低的保養(yǎng)成本，最有效率管理本身資源的建筑?！敝悄芙ㄖ?yīng)提供“反應(yīng)快，效率高和有支持力的環(huán)境，使用戶能達(dá)到其業(yè)務(wù)目標(biāo)”。日本關(guān)于智能建筑是從以下四個(gè)方面來(lái)定義的：◆作為收發(fā)信息和輔助管理效率的軌跡；◆確保在建筑里工作的人們滿意和便利；◆建筑管理合理化，以便用低廉的成本，提供更周到的管理服務(wù)；◆針對(duì)變化的社會(huì)環(huán)境、復(fù)雜多樣化的辦公，以及主動(dòng)的經(jīng)營(yíng)策略，作出快速靈活和經(jīng)濟(jì)的響應(yīng)。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)新加坡規(guī)定(guīdìng)智能建筑必須具備三個(gè)條件：◆具有先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能對(duì)建筑內(nèi)的溫度、濕度、燈光等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并具有消防、保安功能，以保證舒適、安全的環(huán)境；◆具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，保證數(shù)據(jù)在建筑內(nèi)流通；◆提供足夠的對(duì)外通信設(shè)施與能力。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)2000年7月我國(guó)建設(shè)部正式頒布了智能建筑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50314一2000），智能建筑是以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動(dòng)化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供(tígōng)一個(gè)安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。其具體內(nèi)涵是：以綜合布線為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為橋梁，綜合配置建筑內(nèi)的各種功能子系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，建筑內(nèi)各種設(shè)備（空調(diào)，供熱，給排水、變配電、照明、電梯、消防、公共安全等）的綜合管理。精品資料1.3智能建筑概述(ɡàishù)盡管智能建筑的定義在國(guó)際上至今尚無(wú)一致的認(rèn)同。但究其實(shí)質(zhì)，所謂智能建筑，是以建筑環(huán)境為平臺(tái)，運(yùn)用系統(tǒng)工程、系統(tǒng)集成等先進(jìn)的科學(xué)方法和技術(shù)，通過(guò)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)（建筑環(huán)境結(jié)構(gòu)）、系統(tǒng)（各應(yīng)用系統(tǒng)）、服務(wù)（用戶需求服務(wù)）、管理（物業(yè)管理等）以及(yǐjí)它們之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，而獲得的一個(gè)投資合理、幽雅舒適、便利快捷、高度安全的建筑（環(huán)境空間）。其智能化的實(shí)質(zhì)是信息、資源和服務(wù)的綜合共享與全局一體化管理。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構(gòu)成關(guān)于智能建筑的基本構(gòu)成和于系統(tǒng)的劃分并沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)。因此，我們可能會(huì)見(jiàn)到將智能建筑稱為“3A建筑”或“5A建筑”，甚至“7A建筑”的現(xiàn)象。本書(shū)采用將智能建筑劃分為三個(gè)子系統(tǒng)的觀點(diǎn)，即：智能建筑是由基于建筑物環(huán)境平臺(tái)基礎(chǔ)之上的三大基本子系統(tǒng)的有機(jī)集成所構(gòu)成的智能化系統(tǒng)，為用戶(yònghù)提供舒適、安全、便捷高效的工作與生活環(huán)境。三個(gè)基本子系統(tǒng)是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS，BuildingAutomationSystem，又稱建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)）、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS，CommunicationNetworkSystem）和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS，OfficeAutomationSystem）。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構(gòu)成l．樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑物（群）內(nèi)的各種機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)控制，包括供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、保安、車(chē)庫(kù)管理等。通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)組成分散控制、集中監(jiān)視與管理的監(jiān)控管理一體化系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；監(jiān)視、控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備，使其始終運(yùn)行于最佳狀態(tài)：自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力(diànlì)、供熱、供水等能源的調(diào)節(jié)與管理；提供一個(gè)安全、舒適、高效而且節(jié)能的工作環(huán)境。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構(gòu)成2．通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用來(lái)保證建筑物（群）內(nèi)、外各種通信聯(lián)系暢通無(wú)阻，并提供網(wǎng)絡(luò)支持能力。實(shí)現(xiàn)對(duì)話音、數(shù)據(jù)、文本、圖像、電視及控制信號(hào)的收集、傳輸、控制、處理與利用。通信網(wǎng)絡(luò)包括：兼有數(shù)據(jù)與傳真通信的電話網(wǎng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）、計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)（WAN，WdeAreaNetwork）、傳真網(wǎng)、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、無(wú)線電話網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN，IntegfatedServicesDigitalNetwork）等。我們也把通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為(chēnɡwéi)通信自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS，CommnicationAutomationSystem）。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構(gòu)成3．辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）辦公自動(dòng)化系統(tǒng)是服務(wù)于具體辦公業(yè)務(wù)的人機(jī)交互信息系統(tǒng)一般包括兩大部分：一是服務(wù)子建筑物本身的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，如物業(yè)管理、運(yùn)營(yíng)服務(wù)等公共管理、服務(wù)部分；二是用戶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，如金融(jīnróng)、外貿(mào)、政府部門(mén)等專用辦公系統(tǒng)。精品資料1.3.1智能建筑的基本(jīběn)構(gòu)成如圖1．3所示的圖形通俗地描述智能建筑的定義(dìngyì)。因此，智能建筑可簡(jiǎn)稱為3A建筑圖1.3智能建筑構(gòu)成示意圖（PDS:綜合布線系統(tǒng)）精品資料1.3.2智能建筑的系統(tǒng)集成《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T50314-2000）將系統(tǒng)集成定義為：將智能建筑內(nèi)不同功能的智能化子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上連接在一起。以實(shí)現(xiàn)信息綜合、資源共享。智能建筑的系統(tǒng)集成是建立在基本子系統(tǒng)軟／硬件體系兼容(jiānrónɡ)的基礎(chǔ)之上，子系統(tǒng)首先實(shí)現(xiàn)各自的內(nèi)部集成，然后通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)、接口和協(xié)議，由系統(tǒng)集成中心（SIC，SystemIntegrationCenter）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體集成。綜合布線系統(tǒng)（PDS，PremisesDistributionSystem，又譯為：GCS，GenericCablingSystem）是智能建筑系統(tǒng)集成的基本傳輸網(wǎng)絡(luò)，它同時(shí)也是建筑物通信（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最基本的傳輸介質(zhì)。精品資料1.3.2智能建筑的系統(tǒng)集成精品資料1.3.3智能建筑的功能(gōngnéng)1．創(chuàng)造了安全、健康、舒適(shūshì)宜人和能提高工作效率的辦公環(huán)境2．節(jié)能3．能滿足多種用戶對(duì)不同環(huán)境功能的要求4．現(xiàn)代化的通信手段與辦公條件精品資料1.3.4智能建筑的未來(lái)(wèilái)發(fā)展智能建筑的未來(lái)發(fā)展(fāzhǎn)，將主要體現(xiàn)在智能建筑技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展(fāzhǎn)、智能建筑應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展(fāzhǎn)和智能建筑及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展(fāzh