楼宇自动化实验指导书

第一章概述

随着信息社会的发展，建筑越来越成为人类生活环境的一个组成部分。从工业社会现代化建筑的概念转向面对信息社会的需求，智能建筑正在世界范围内蓬勃发展，并在大量的建筑实践中取得了显著的成就。

由于智能建筑（国际上通常称为楼宇自动化）比传统建筑更能够为人们提供理想的工作和生活环境，因此，以1984年1月美国联合科技UTBS在康涅狄格州哈特福德市建设的都市大厦为标志，在美国、欧洲及世界其他地区相继兴起了营造智能建筑的热潮。当前，我国的城市建设正在经历一个前所未有的蓬勃发展阶段，同时也陆续兴建了一些不同智能标准的新型智能建筑。尤其是进入20世纪90年代以来，智能建筑在我国像雨后春笋般地拔地而起，相信将成为21世纪建筑发展的主流。

我国颁布的智能建筑设计标准（GB/T50314-2000）中指出，

智能建筑是“以建筑为平台，兼备建筑设计、办公自动化及通讯网络系统，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。”智能建筑是综合经济实力的象征和综合性科技产物，其发展涉及电力、电子、仪表、建材、钢铁、建筑、计算机与通信等多种行业。

为配合国内外高等院校智能建筑领域教学、实验的发展，我公司与有关院校紧密合作总结多年的研究成果及调研了众多高等院校的实际要求，重点考虑了国内教学、科研的发展需求，精简了教学、实验内容研制出一套楼宇自动化实验装置。

装置特点：

1、系统性强

全部实验装置包含了广义楼宇自动化系统的大部分实验内容如：中央空调系统的能量管理及自动控制系统、闭路电视及保安监控系统、火灾探测及消防报警系统。

2、高度的开放性

系统在选择技术规范及国内外标准时，重点采用了技术开放、公开、可免费使用的通讯协议和标准。设计中集中安排了信号端子，可连接不同控制系统。

3、灵活性强

由于技术开放、标准、模块化，各校可根据具体需要选择系统配置和组合，并进一步开发实验装置的应用范围。

4、技术先进

全部实验装置尽可能的采用当代先进技术，数字化内容丰富，网络化功能强，可根据需要深入集成系统信息。

5、经济实用

全部实验装置的控制器及监控装置在配合相关板卡的基础上可完全采用个人计算机实现全部实验内容，减少了硬件投资，提高了设备利用率。

本实验主要介绍中央空调系统

第二章智能大厦中央空调控制系统实验装置简介模拟智能大厦中央空调控制系统提供了智能大厦中央空调控制系统研究的模拟环境，它涵盖了中央空调系统的制冷机组，空气处理及新风机组的主要控制功能。

系统采用了工业化设计，主要的传感器、执行器采用了Honeywell公司的产品，真实再现了实际系统各环节的内容，系统的风道结构采用透明的有机玻璃设计。由于在各部件中应用了模块化设计，易于组成各类空调系统，丰富了实验内容，在选择楼宇自动化系统时，采用了最常用的可编程控制器(三菱PLC)，使学生可以自由，熟练的从事实验中的编程、组态、开发。并进一步为学生提供了研究设备，为便于使用不同的控制器，设计中集中安排了信号端子连接，应用该系统可以构造成PLC控制系统，基于PC的控制系统，集散控制系统，各类仪表控制系统或各类现场总线控制系

统。

通过该系统的实验可以是学生对中央空调系统的基本原理和构造进一步熟悉和了解，掌握常规的暖通空调系统的能量管理和空气控制方法、控制器编程、设计组态等。同时通过系统实验使学生掌握常规故障点的检测。

实际系统如下图所示：

整个实验装置包括制冷（热）机组和空调机组组成。全部机组由PLC主单元和特殊模块控制。实验调节系统采用闭环调节，并通过上位机监控系统进行监视、控制等远程控制功能，使操作者不必靠近控制对象可以对系统进行远程控制，系统具有数据采集和数据管理功能、动态数据交换功能、实时和历史趋势图和事件自动记录功能。

空调调节系统的目的在于，创造一个良好的空气环境，即根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度、气流速度和空气洁净度，以保证办公人员的工作效率。

一.空气处理机组的监控

空气处理是指对空气进行加热、冷却、加湿、干燥及净化处理。机组结构、原理图如下：

新风

回风

送风机

变频器

冷/热水

雾

水

化

换热器

过滤器加湿器

送风1)新风采入段设有新风风门FV1，调节风门开度，可以

通过增大管路阻力来减少风量。

2)新风、回风混合段设置新、回风混合段的目的在于：冬季节省热量，夏季节省冷量，以实现节能。回风进入段设有回风风门FV2，同样可以控制风门开度，调节回风量。

3)空气过滤段新风和回风一起经过空气过滤器除尘净化，随着过滤网上沉附的灰尘逐渐增加，将增大气流阻力，影响空调系统正常运行。通过对过滤网两端空气压差的检测，可及时对过滤网进行清理和更换。

4)冷、热水盘管段表热交换器可以对空气进行加热和冷却。夏季向热交换器通入15℃或以下的冷水，调节电动调节阀TV1的阀门开度，控制冷水流量。例如温度高于设定值时，可加大冷水流量；反之，则减之。冬天，向热交换器通入31℃或以上的热水，调节阀门TV1的开度，控制热水流量，可调节温度。

5)加湿段通过调节超声波加湿器的开关，控制气雾

量，可改变湿度。

空气处理机组采用直接数字控制器DDC进行控制，即利用数字计算机进行控制，可对多个受控装置进行直接控制，通过编程实现各种控制功能。与常规仪表组成的传统控制方式相比，一个DDC可以取代多个传统控制器实现联动控制、选择、切换等多种功能。当控制内容及规模相同时，总成本大为降低，其功能和灵活性又是传统控制器望尘莫及的。

1)送风温度控制由送风管道内的温度传感器T2实测

出送风温度，通常，传感器与变送器组合成一体，将实测温

度信号变换成满足接口电路要求的模拟量信号，输入DDC,与

送风温度设定值比较，得出偏差。考虑到温度变化缓慢，时

间常数大，采用PID控制算法，以便缩短调节周期、消除静

差，提高调节精度，以便温度波动范围控制在±0.5℃以内。