建筑設(shè)備監(jiān)控與管理

建筑設(shè)備監(jiān)控與管理美國KMC控制公司天津辦事處趙/p>

2023/2/62023/2/6

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

智能建筑概述

BA系統(tǒng)內(nèi)容及作用

BA系統(tǒng)檢測與控制原理

BA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作

BA系統(tǒng)建設(shè)成功因素

BA系統(tǒng)發(fā)展前景

設(shè)備自控的發(fā)展方向2023/2/6一、智能建筑概述2023/2/6智能建筑IntelligentBuilding以建筑為平臺，兼?zhèn)滢k公自動化及通信網(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，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。

--《智能建筑設(shè)計標準》2023/2/6智能建筑內(nèi)容通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CA)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BA)火災(zāi)自動報警和消防聯(lián)動系統(tǒng)（FA)安全防范系統(tǒng)(SA)辦公自動化系統(tǒng)(OA)智能建筑內(nèi)容2023/2/6智能建筑發(fā)展史1984年美國康涅狄格州哈特福特市的“都市辦公大樓”（CityPlaceBuilding）為世界上出現(xiàn)的第一幢“智能大廈”日本“本田青山大樓”90年代開始應(yīng)用在中國開始發(fā)展2000年后，智能建筑在國內(nèi)蓬勃發(fā)展，越來越多的建筑開始進入智能時代智能建筑在天津天津最早的智能建筑---天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會辦公大樓二、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

組成及作用2023/2/6建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）將建筑物或建筑群內(nèi)的空調(diào)與通風、變配電、照明、給排水、熱源與熱交換、冷凍和冷卻及電梯等系統(tǒng)，以集中管理、監(jiān)視，分散控制為目的的構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。也稱樓宇自動化系統(tǒng)。2023/2/6BAS系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)調(diào)節(jié)對象

檢測元件各種傳感器執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)分站DDC傳輸通道

中央處理機中央控制室現(xiàn)場部分2023/2/6中央控制室（數(shù)據(jù)中心）：包括中央處理機（一臺微型計算機、存儲器、磁帶機和接口裝置）、外圍設(shè)備（顯示終端、鍵盤、打印機）和不間斷電源三部分。傳感器及執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)：傳感器是指裝設(shè)在各監(jiān)視現(xiàn)場和各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關(guān)、用來檢測現(xiàn)場設(shè)備的各種參數(shù)（如溫度、濕度、壓差、液位、水流等），并發(fā)出信號送到調(diào)節(jié)控制器（分站、數(shù)據(jù)中心等），如鉑電阻溫度檢測器、復合濕度檢測器、風道靜壓變送器、差壓變送器；執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)：裝設(shè)在各監(jiān)控現(xiàn)場接受分站調(diào)節(jié)控制器的輸出指令信號，并調(diào)節(jié)控制現(xiàn)場運行設(shè)備的機構(gòu)，如電動閥、電磁閥、調(diào)節(jié)閥等，包括執(zhí)行機構(gòu)（如電動閥上的電機）和調(diào)節(jié)機構(gòu)（電動閥的閥門）現(xiàn)場控制器：是以微處理機為基礎(chǔ)的可編程直接數(shù)字控制器（DDC），它接收傳感器輸出的信號，進行數(shù)字運算，邏輯分析判斷處理后自動輸出控制信號，動作執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)。2023/2/6

分站控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，采用直接數(shù)字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四種輸入/輸出接口。方便靈活地與現(xiàn)場的傳感器、執(zhí)行調(diào)節(jié)機構(gòu)直接相連接，對各種物理量進行測量，以及實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制。BAS系統(tǒng)作用創(chuàng)造舒適環(huán)境

通過對環(huán)境參數(shù)的檢測，自動運算，控制相應(yīng)機電設(shè)備的運行，自動實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度及新風量等參數(shù)的時時控制，提高建筑物環(huán)境的舒適度，進而提高建筑物的檔次節(jié)約能源

使設(shè)備永遠處于最優(yōu)運行狀態(tài)，大量減少不必要的浪費，達到節(jié)約能耗的目的，采用此系統(tǒng)可節(jié)約能耗15%-25%大量節(jié)省人力、節(jié)省支出

設(shè)備簡單的操作、維護、保養(yǎng)均由電腦根據(jù)程序自動完成，不僅節(jié)省人力，而且避免了復雜的人事管理等一系列問題，采用此系統(tǒng)可節(jié)約40%-60%的維護人力

未使用樓宇自動化系統(tǒng)使用樓宇自動化系統(tǒng)延長設(shè)備使用壽命

設(shè)備在電腦的統(tǒng)一管理下始終處于最優(yōu)運行狀態(tài)，及時報告設(shè)備故障情況并處理：按照設(shè)備運行狀態(tài)打印維護、保養(yǎng)報告，避免超前或延誤維護，相應(yīng)延長設(shè)備使用壽命，也等于節(jié)省了設(shè)備維護費用

未使用樓控已使用樓控時間設(shè)備損耗損耗2023/2/6三、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

檢測與控制原理2023/2/6概述空調(diào)系統(tǒng)是先對無論是來自室外、還是室內(nèi)返回的空氣進行集中處理，經(jīng)過處理達到送風要求的空氣給需要空氣調(diào)節(jié)的房間或區(qū)域使用。工作原理：調(diào)節(jié)送風參數(shù)（送風溫度、濕度、潔凈度和新鮮空氣含量等）和送風量，使送入室內(nèi)的空氣受到的熱濕等負荷作用后，成為所要求的室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。2023/2/6分類

空氣處理設(shè)置集中式系統(tǒng)半集中式系統(tǒng)分散式系統(tǒng)

負擔室內(nèi)熱濕負荷所用介質(zhì)全空氣系統(tǒng)空氣-水式系統(tǒng)全水式系統(tǒng)制冷劑直接蒸發(fā)系統(tǒng)2023/2/6空氣處理機組在空氣處理過程中，靠調(diào)節(jié)循環(huán)風的流量，保證室內(nèi)空氣的新鮮程度，較為節(jié)能的形式—雙風機空氣處理機組。包括新風段、混合段、過濾段、冷卻/加熱段、加濕段、送風段、回風段。2023/2/6空調(diào)系統(tǒng)原理圖2023/2/61、溫度控制：根據(jù)回風(或典型房間）溫度與設(shè)定值比較后的差值及其極性，通過DDC的PID運算值調(diào)節(jié)冷/熱水閥開度，使被控對象溫度保持在要求的范圍內(nèi)。2、濕度控制：根據(jù)回風(或典型房間）濕度與設(shè)定值比較后的差值及其極性，通過DDC的PID運算值調(diào)節(jié)加濕閥開度，使被控對象濕度保持在要求的范圍內(nèi)。3、節(jié)能控制：根據(jù)檢測的新風和回風（或典型房間）的溫度及濕度，通過DDC進行焓值運算,根據(jù)新風和回風的焓值及熱濕負荷,調(diào)節(jié)新風閥、排風閥和回風閥的開度比例,使空調(diào)節(jié)能運行。4、聯(lián)鎖控制：新風閥、回風閥、冷/熱水閥、加濕閥等均與風機聯(lián)鎖，當開機并啟動風機后，調(diào)節(jié)新風等閥門開度；當風機停機后，新風閥、冷/熱水閥、加濕閥等同時關(guān)閉。5、監(jiān)測：新風/回風/送風/典型房間的溫度及濕度，風閥/水閥的開度，風機手自動及運行狀態(tài)等。6、報警：風機故障報警、過濾器堵塞報警、低溫報警。7、中國南方地區(qū)的盤管不會結(jié)冰，可省去低溫開關(guān)。2023/2/6空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)測控制內(nèi)容1、根據(jù)室外溫度，調(diào)節(jié)新/回/排風閥門的開度2、根據(jù)回風溫度，調(diào)節(jié)冷/熱水閥門3、根據(jù)回風的濕度，控制加濕閥門的開度4、監(jiān)測防凍開關(guān)的狀態(tài)送風溫/濕度回風溫/濕度典型房間溫/濕度新/回/排風閥冷熱水閥門加濕閥門回風機狀態(tài)/啟停過濾器送風機狀態(tài)/啟停狀態(tài)防凍開關(guān)狀態(tài)2023/2/6新風系統(tǒng)原理圖2023/2/6新風系統(tǒng)監(jiān)測控制內(nèi)容1、根據(jù)送風溫度，調(diào)節(jié)冷/熱水閥門2、根據(jù)送風的濕度，控制加濕閥門的開度3、監(jiān)測防凍開關(guān)的狀態(tài)送風溫/濕度新風閥冷熱水閥門加濕閥門送風機狀態(tài)/啟停過濾器狀態(tài)防凍開關(guān)狀態(tài)2023/2/6新風+風機盤管系統(tǒng)風機盤管由冷、熱源提供的冷、熱水來承擔室內(nèi)負荷，新風系統(tǒng)為室內(nèi)提供經(jīng)過處理的新鮮空氣;一套新風系統(tǒng)提供一個區(qū)域的新風供給，這一區(qū)域里連接著一組風機盤管;一套風機盤管提供一個小區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)。新風機組是由建筑設(shè)備監(jiān)控與管理系統(tǒng)集中監(jiān)控，風機盤管是三速控制開關(guān)，包括就地人工控制，網(wǎng)絡(luò)型三速控制開關(guān)。2023/2/6空調(diào)冷源系統(tǒng)

壓縮式制冷系統(tǒng)吸收式制冷系統(tǒng)2023/2/6壓縮式制冷系統(tǒng)工作原理壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器逆卡諾循環(huán)原理系統(tǒng)設(shè)備：冷水機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、集水器、分水器，連接管道和管道上閥門，補水設(shè)備2023/2/6吸收式制冷系統(tǒng)工作原理

直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組直接燃燒天然氣、煤氣、柴油等燃料，以水/溴化鋰作為冷媒，提供制冷、采暖和熱水的設(shè)備。

蒸汽（熱水）吸收式制冷機組蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、發(fā)生器、溶液泵、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。2023/2/62023/2/6冷凍站系統(tǒng)監(jiān)測控制1、根據(jù)外部設(shè)備所需要的冷量，控制冷凍機的啟/停臺數(shù)；

Q=K*P*（T1-T2）2、根據(jù)冷卻回水的溫度控制冷卻塔的啟/停臺數(shù)；

3、根據(jù)總供/回水的壓差，調(diào)節(jié)電動旁通閥；冷凍水供/回水溫度冷卻水供/回水溫度冷凍水總回水流量冷凍水供/回水壓差冷凍機狀態(tài)/啟停冷凍泵狀態(tài)/啟停冷卻泵狀態(tài)/啟停冷卻塔狀態(tài)/啟停2023/2/6熱源系統(tǒng)來源：城市熱力管網(wǎng)、鍋爐、直燃型溴化鋰冷\熱水機組、熱泵機組、地熱能、廢熱資源熱力學定律—熱量總是由高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體，兩種流體存在溫度差，就必然有熱量進行傳遞?？刂茩z測：利用熱交換器二次側(cè)出水溫度，調(diào)節(jié)一次測閥的開度根據(jù)熱交換系統(tǒng)二次側(cè)的回水溫度，確定循環(huán)泵的啟停。2023/2/6排水系統(tǒng)檢測與控制水位控制集水坑、污水坑水箱、水池監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)報警高于、低于報警水位自動報警2023/2/6給水水箱液位控制2023/2/6通風系統(tǒng)包括：排風、排煙和送風分類：地下室送/排風機組。平時是空氣質(zhì)量保證的通風、換氣作用，火災(zāi)狀態(tài)下，作為消防排煙使用。樓梯間前室和消防電梯前室的防煙、排煙通風，完全由消防控制系統(tǒng)來管理。廚房、衛(wèi)生間、浴室等設(shè)置的機械通風，進行局部排風或全面換氣。其它為改善環(huán)境的空調(diào)通風。公共照明系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容公共照明開關(guān)狀態(tài)公共照明開關(guān)控制可實現(xiàn)的功能1、通過時間程序控制燈光的定時開關(guān)

2、檢測環(huán)境照度，根據(jù)照度控制照明開關(guān)

3、照明回路開啟時間統(tǒng)計

4、檢測照明回路的運行狀態(tài)，故障時報警

電梯和變配電系統(tǒng)對電梯和變配電系統(tǒng)“只監(jiān)不控”監(jiān)視電梯的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)和上下行狀態(tài)監(jiān)視變配電系統(tǒng)的母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)、變壓器狀態(tài)及油溫，配電系統(tǒng)三相電流、三相電壓、有功功率，無功功率，功率因數(shù)等2023/2/6四、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

和軟件操作事例

上世紀80年代以前，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用就地控制方式，各個設(shè)備獨立工作，相互之間無聯(lián)系上世紀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“式集散型控制結(jié)構(gòu)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變2023/2/6KMDigital控制系統(tǒng)框架示意2023/2/6StartSmall底層遠程通訊RS485每條子網(wǎng)可連接124個DDC。DDC之間完全是點對點通訊。子網(wǎng)不依賴于主網(wǎng)存在。主網(wǎng)級控制器LANCONTROLLER可擴展出128個點，2條子網(wǎng)，共248個DDC.可通過RS485接口，以太網(wǎng)接口，,Bacnet,光纖等方式與其它124個LANControllers相連子網(wǎng)控制器可通過撥號報警StartSmallandE-Volve小到16個點大到50萬點的系統(tǒng)2023/2/6

軟件示例2023/2/6WinControl

動態(tài)界面示例2023/2/6WinControl

操作示例2023/2/6WinControl

功能示例五、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

成功因素1、建設(shè)目的因素

建設(shè)必須明白：為什么要用樓宇自控系統(tǒng)，想要完成的功能2、設(shè)計因素

設(shè)計院設(shè)計弱電總承包公司設(shè)計專業(yè)化公司設(shè)計3、溝通配合因素

設(shè)備自控系統(tǒng)的控制思路是：弱電控制強電，需要眾多機電設(shè)備供應(yīng)商/施工單位預(yù)留控制接口，因此系統(tǒng)與眾多的施工單位只有相互配合，才能構(gòu)建一個成功的系統(tǒng)：空調(diào)總包、水路施工、強電箱制作單位、電梯安裝單位、變配電施工單位……4、設(shè)備監(jiān)控供應(yīng)廠商狀況產(chǎn)品性能產(chǎn)品特點服務(wù)能力市場口碑六、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展前景1、更專業(yè)的生產(chǎn)廠商

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)市場是一個新興市場，大量有資金有實力的企業(yè)希望進入樓宇自控領(lǐng)域，很多廠商通過收購進入樓控行業(yè)，注重市場推廣而不是技術(shù)研發(fā)

技術(shù)延續(xù)的產(chǎn)品才能贏得業(yè)主的使用！2、更標準化的產(chǎn)品

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)起源于歐美發(fā)達國家，不同廠商的自控系統(tǒng)使用不同的通訊協(xié)議，之間的產(chǎn)品不能互相替換BACnet是國際暖通協(xié)會推薦的國際標準協(xié)議

開放的系統(tǒng)才能降低業(yè)主的使用風險！3、更低的設(shè)備風險

很多廠商為了降低造價占領(lǐng)市場，一直在沿用90年代二代控制結(jié)構(gòu)，即”主控制器