建筑设备自动化课件(第一章第二章)
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《建筑设备自动化》智能建筑概论 ppt课件
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（2）电缆电视系统（CATV：Cable Television） CATV 也是智能建筑的基本系统之一。与传统 CATV 不同的是，智能建筑 CATV 要求电视图像信号的双向传输，并为采用 HFC（光纤同轴电缆混合接入 网）打下基础。 （3）视频会议系统 视频会议系统是利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算机网络通 信技术和相关设备、线路，实现远程点对点或多点之间图像、语音、数据信号 的实时交互式通信。可大大节省时 间、提高会议的效率、降低会议成本。
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③安全、舒适和便捷的环境———智能建筑首先确保人、财、物的高度 安全以及具有对灾害和突发事件的快速反应能力。智能建筑提供室内适宜的温 度、湿度和新风以及多媒体音像系统、装饰照明，公共环境背景音乐等，大大 提高人们的工作、学习和生活质量。智能建筑通过建筑内外四通八达的电话、 电视、计算机局域网、因特网等现代通信手段和各种基于网络的业务办公自动 化系统，为人们提供一个高效便捷的工作、学习和生活环境。
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②客户机 /服务器技术。客户机 /服务器（C/S：Client/Server）技术是 一种优化的网络计算模式。它将一个计算机应用分解为两个部分，交由网络上 不同的计算机来分别执行。把复杂的计算任务留给后端的服务器（高性能计算 机）处理，而把一些频繁与用户打交道的简单任务交给前端客户机（PC 机）来 处理，客户机与服务器之间是一种请求 /响应的关系。 ③浏览器 /服务器（B/S：Browser/Server）技术是在 C/S技术的基础上， 将客户机上的应用程序简化为统一的浏览器软件，使得应用系统的开发和维护 集中在服务器端，大大缩短了应用软件的开发周期和降低了成本。Internet和 Intranet就是采用的 B/S技术。
建筑设备自动化课程设计 ppt课件
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项目数据库 Envision BACtalk2.0 只能存放一个项目数 据库，项目数据库位于C:\Program Files\Alerton\BACtalk\Generic\Generic 文件夹中。
①
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设计图形界面 Envision for BACtalk2.0是楼宇自控操作 系统，允许用户在操作系统中进行界面设 计，学习使用界面设计工具，完成项目的 各个系统界面、设备界面，与DDC监控点 绑定。
采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19－87） 民用建筑电气设计规范（JGJ/TI-92） 建筑设计防火规范（GBT16－87） 安全防范工程程序和要求（GA/T15－94） 智能建筑设计标准（国标 GB/T 50314-2000）等
根据用户提出的使用功能、管理要求及工程投资，来决定BAS 由多少子系统构成、各子系统的设计标准如何、设备配置如何。
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画出大楼BAS系统网络图 配合电气专业完成配电设备 二次回路的设计
仪表量程计算、选择
调节阀计算 确定BAS现场设备的规格尺寸 及安装方式
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画出各子系统控制系统图
画出各层管线敷设平面图 开列BAS设备、材料表、 写出设计施工要点说明
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各专业图纸会签
设计任务完成 施工图交底及施工配合
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①
项目数据库的搭建 参考Quick Start Guide for WebCTRL, SiteBuilder user’s guide等帮助文件, 学习使用SiteBuilder软 件，根据监控内容与选择的控制设备，建立项目数 据库。
建筑设备自动化课件(第一章第二章)
特点
4计算机控制系统（20世纪70年代）
特点： a.计算机控制器通过编程完成各项工作，而非直
接通过模拟量电子电路 b.数字通信技术使建筑自动化进入了新的阶段
目前面临的新课题： 如何更有效地利用新技术，使建筑更舒适和高效？
1.5 本书的主要内容与学习方法
特点： 从实际工程问题实例出发引入建筑设备自动化
s c s t s ( s ) c h t h ( 0 ) U s ( t ( s ) t s ( s ) )
s c h t h ( s ) c s t s ( 0 ) Q U h w ( t ( s ) t h ( s ) )
举例
c控制器
计算机控制器，涉及软件（图2-8）
d执行器
定义
作用 手脚
举例
开关 各类阀门
2.2通断控制下恒温水箱的调节特性
1 恒温水箱通断控制中通断控制器的调节特性
（1）通断控制的一般控制结果（图2-9）
目标值与设定值的关系
回差
执行器动作频率
（2）影响控制结果的4大因素
被调节对象水箱的热特性
作为传感器的温度计感知水温变化的特性
性
作为执行器的电加热器的加热容量和动态特
作为控制参数大系统回差的取值
（3）通断控制系统特性研究
目的：调节特性与影响因素之间的关系
方法： 数学分析模型
a 模型建立
前提假设（3个）
定义各个参数
C（J/K）、Q（W） 、U（W /K）、t0（℃）、t （℃）、τ 、 τ 0
《建筑设备自动化》精品课程课件PPT 第2章 建筑设备自动化基础
15.5 选择计算过程
（1）确定液体介质：水、空气、蒸汽 （通常忽略粘性的影响）
（2）确定最大流量时的进口压力和温度 （3）确定最大流量时的压差 （4）计算流量系统Cv或查阀门流量表
液体其密中度，为C10V0为0K阀g门/m全3时开的，流阀量门。两端压差为100KPa，
15.4 计算例子
项目
AHU1
DN80
DN100
DN50
阀门Kv 流 量系数计算公式 Kv = 316 x Q / Δ P ½ Q:冷冻水流量 m3 /时， Δ P：阀前后压差 Pa
P阀门压降设计值 kPa
30
40
60
40
Kv 计 算 值
37
36.7
22
21.5
Cv = 1.156Kv
42.7
42.46
25.4
24.8
D阀门公称直径mm
球形阀芯通孔形状 是经过特殊加工的
十五、阀门选择计算
15.1 流量特性
Q/Qmax = f(L/Lmax) 15.2 理想特性
100
90
快开特性 80
70
直线特性 60
50
等百特性比 40
30
20
Q
10
Qmax
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
L
Lmax
15.3 实际流量特性
输入/输出通道 (AI,DI,AO,DO)
象 或 过 程
管理级
4. 分散控制系统(DCS)
系统管理计算机 (服务器)
操作终端 (客户)
…
移动终端 (客户)
通信网络(如TCP/IP)
中央工作站1
……
（1）确定液体介质：水、空气、蒸汽 （通常忽略粘性的影响）
（2）确定最大流量时的进口压力和温度 （3）确定最大流量时的压差 （4）计算流量系统Cv或查阀门流量表
液体其密中度，为C10V0为0K阀g门/m全3时开的，流阀量门。两端压差为100KPa，
15.4 计算例子
项目
AHU1
DN80
DN100
DN50
阀门Kv 流 量系数计算公式 Kv = 316 x Q / Δ P ½ Q:冷冻水流量 m3 /时， Δ P：阀前后压差 Pa
P阀门压降设计值 kPa
30
40
60
40
Kv 计 算 值
37
36.7
22
21.5
Cv = 1.156Kv
42.7
42.46
25.4
24.8
D阀门公称直径mm
球形阀芯通孔形状 是经过特殊加工的
十五、阀门选择计算
15.1 流量特性
Q/Qmax = f(L/Lmax) 15.2 理想特性
100
90
快开特性 80
70
直线特性 60
50
等百特性比 40
30
20
Q
10
Qmax
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
L
Lmax
15.3 实际流量特性
输入/输出通道 (AI,DI,AO,DO)
象 或 过 程
管理级
4. 分散控制系统(DCS)
系统管理计算机 (服务器)
操作终端 (客户)
…
移动终端 (客户)
通信网络(如TCP/IP)
中央工作站1
……
建筑设备自动化课件章优秀课件
本身的热工性能 • 外扰：室外气候参数，邻室的空气温
湿度 • 内扰：室内设备、照明、人员等室内
热湿源
第二篇 建筑自动化
• 第1章 建筑设备自动化概述 • 第2章 计算机控制系统与通信网络结
构 • 第3章 控制器与执行器 • 第4章 空气处理过程的控制 • 第5章 集中空调系统中冷热源 与空调
水系统的监控
• 照明控制：分时段控制、分区控制、 调光控制、声光感应控制、程序控制 等
光环境控制的意义
• 减少视觉疲劳，保证视觉健康和身心 健康
• 提高劳动生产率 • 降低能耗
– 人工照明能耗 – 空调能耗
90年代末上海市公共建筑的一 次能源消耗比例
办公楼
商场
其他
15%
热水
空调
11%
40%
其他 热水 17% 3%
• 美国消耗世界 能源的25％， 中国的发展应 该步美国的后 尘吗？
大量耗能＝污染环境
全球温室效应的发展趋势
2、室内空气质量
• 为什么要研究建筑的空气环境? 人们有 超过90％的时间是在室内度过的室内 空气环境比室外还要重要
5%
92%
3%
病态建筑综合症：现代都市病
症状 头痛、恶心 疲乏、失眠、记忆力衰退 皮肤、粘膜有刺激感（眼红、 流泪、咽干等） 呼吸紊乱
建筑自动化
w第6章 供热系统的控制与管理 w第7章 其它建筑设备的 监测与控制 w第8章 住宅小区智能化系统 w第9章 建筑设备自动化系统的 故障诊 断 w第10章 建筑设备自动化的建设 w第11章 典型工程案例
第一章 建筑设备自动化 概述
• 1.1 智能建筑与建筑智能化的基本概念 • 1.1.1 智能建筑的用途 • 1.1.2 智能建筑的定义 • 1.1.3 智能建筑与传统建筑 • 1.1.4 智能建筑的类型 • 1.1.5 智能建筑的功能
湿度 • 内扰：室内设备、照明、人员等室内
热湿源
第二篇 建筑自动化
• 第1章 建筑设备自动化概述 • 第2章 计算机控制系统与通信网络结
构 • 第3章 控制器与执行器 • 第4章 空气处理过程的控制 • 第5章 集中空调系统中冷热源 与空调
水系统的监控
• 照明控制：分时段控制、分区控制、 调光控制、声光感应控制、程序控制 等
光环境控制的意义
• 减少视觉疲劳，保证视觉健康和身心 健康
• 提高劳动生产率 • 降低能耗
– 人工照明能耗 – 空调能耗
90年代末上海市公共建筑的一 次能源消耗比例
办公楼
商场
其他
15%
热水
空调
11%
40%
其他 热水 17% 3%
• 美国消耗世界 能源的25％， 中国的发展应 该步美国的后 尘吗？
大量耗能＝污染环境
全球温室效应的发展趋势
2、室内空气质量
• 为什么要研究建筑的空气环境? 人们有 超过90％的时间是在室内度过的室内 空气环境比室外还要重要
5%
92%
3%
病态建筑综合症：现代都市病
症状 头痛、恶心 疲乏、失眠、记忆力衰退 皮肤、粘膜有刺激感（眼红、 流泪、咽干等） 呼吸紊乱
建筑自动化
w第6章 供热系统的控制与管理 w第7章 其它建筑设备的 监测与控制 w第8章 住宅小区智能化系统 w第9章 建筑设备自动化系统的 故障诊 断 w第10章 建筑设备自动化的建设 w第11章 典型工程案例
第一章 建筑设备自动化 概述
• 1.1 智能建筑与建筑智能化的基本概念 • 1.1.1 智能建筑的用途 • 1.1.2 智能建筑的定义 • 1.1.3 智能建筑与传统建筑 • 1.1.4 智能建筑的类型 • 1.1.5 智能建筑的功能
建筑设备自动化-1-第1章 建筑设备自动化系统概述
◼ 节能成果“可视化”：对能源消耗单位进行统计分析与 CASBEE评价。
◼ 这些工作的结果使整个区域能源中心的能效比从0.80提 升到0.86。
27
上海市公共建筑耗电量统计分析
28
◼ 统计数据提供了一个基准。 ◼ 同类型建筑的能耗差异很大，排除服务质
量等级的因数后，节能的空间很大。 ◼ 对于新建绿色建筑，无论是按什么标准设
• 安全防范系统也是一个独立的完整系统。它的监控范围主 要包括入侵报警、电视监控、出入库控制、巡更、停车场 管理及其他特殊要求子系统等。
15
BAS的不同类型应用
16
BAS相关主要国家标准
◼ 民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008) ◼ 智能建筑设计标准(GB/T 50314-2015) ◼ 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004) ◼ 建筑设计防火规范(GB50016-2006) ◼ 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003) ◼ 智能建筑弱电工程设计施工图集(GJBT-471) ◼ 火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98) ◼ 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GB 50168-2006) ◼ 建筑电气安装工程质量验收标准(GB50303-2002) ◼ 智能建筑工程质量验收规范(GB50339-2003) ◼ 公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）等
24
追求绿色目标是持续的工作
◼ 在建筑物的运行期中，这是一个永无休止的工 作循环。
◼ 建筑物的功能会有调整，负荷是一个随机过程， 设备系统有一个渐进的老化过程，在每一次循 环中总会发现各类情况与问题，需要进行优化 改善，都能提升建筑物与设备系统的性能。
◼ 绿色建筑采用智能系统来保证建设目标的实现， 这一过程需要信息、控制、管理与决策。
◼ 这些工作的结果使整个区域能源中心的能效比从0.80提 升到0.86。
27
上海市公共建筑耗电量统计分析
28
◼ 统计数据提供了一个基准。 ◼ 同类型建筑的能耗差异很大，排除服务质
量等级的因数后，节能的空间很大。 ◼ 对于新建绿色建筑，无论是按什么标准设
• 安全防范系统也是一个独立的完整系统。它的监控范围主 要包括入侵报警、电视监控、出入库控制、巡更、停车场 管理及其他特殊要求子系统等。
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BAS的不同类型应用
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BAS相关主要国家标准
◼ 民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008) ◼ 智能建筑设计标准(GB/T 50314-2015) ◼ 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004) ◼ 建筑设计防火规范(GB50016-2006) ◼ 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003) ◼ 智能建筑弱电工程设计施工图集(GJBT-471) ◼ 火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98) ◼ 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GB 50168-2006) ◼ 建筑电气安装工程质量验收标准(GB50303-2002) ◼ 智能建筑工程质量验收规范(GB50339-2003) ◼ 公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）等
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追求绿色目标是持续的工作
◼ 在建筑物的运行期中，这是一个永无休止的工 作循环。
◼ 建筑物的功能会有调整，负荷是一个随机过程， 设备系统有一个渐进的老化过程，在每一次循 环中总会发现各类情况与问题，需要进行优化 改善，都能提升建筑物与设备系统的性能。
◼ 绿色建筑采用智能系统来保证建设目标的实现， 这一过程需要信息、控制、管理与决策。
智能楼宇建筑设备自动化系统
Thank you！
第五节 建筑管理系统与智能建 筑管理系统
二. 智能建筑管理系统
智能建筑管理系统（Intelligent Building Management System,IBMS)也称为智能建筑设 备综合管理系统，是一种具有高生产力、低运营 成本和高安全性旳智能化旳综合管理系统，位于 建筑智能化系统次层构造旳最高层。它能够利用 搜集到旳建筑物有关资料，分析整顿成具有高附 加值旳信息；利用先进技术和措施使建筑设备旳 作业流程更有效、运营成本更低、竞争力更强。
2.节能控制 在不降低舒适性旳前提下到达节能、降
低运营费用旳目旳。
第三节 建筑设备自动化系统旳 自动监测与控制
一.建筑设备自动化系统旳自动测量
在智能建筑中，因为建筑设备 旳各系统分散在各处，为了加强对 设备旳管理，测量是非常主要且不 可缺乏旳。测量方式有选择测量、 扫描测量、连续测量等。
第三节 建筑设备自动化系统旳 自动监测与控制
开环控制和闭环控制两种。 1.开环控制 2.闭环控制
第四节 建筑设备自动化系பைடு நூலகம்旳 构造
一.集散型楼宇自动化系统(DCS)
集散型控制系统旳特征是“集中
管理，分散控制”，即以分布在现 场 被控设备处旳多种功能性计算机（下 位机）完毕被控设备旳实时检测、保 护与控制。一般分为三级，第一级为 现场控制级，第二级为监控级，第三 级为企业管理级。
一.建筑设备自动化系统旳定义
建筑设备自动化系统是将建筑物或建 筑群旳电力、照明、空调、给排水、防灾、 保安、车库管理等设备或系统，以集中监 视、控制和管理为目旳构成旳综合系统。 建筑设备自动化系统一般涉及暖通空调、 给排水、供配电、照明、电梯、消防、安 全防范等监控子系统。
建筑设备自动化-教师讲义
第1章建筑设备自动化概述教学目的：通过本章学习，熟悉自智能建筑的基本概念，掌握智能建筑的组成及核心技术，掌握建筑设备自动化系统及其发展。
教学重点：掌握智能建筑的组成及核心技术，掌握建筑设备自动化系统的功能。
教学难点：建筑设备自动化系统的功能。
第一讲1.1智能建筑的基本概念1.1.1智能建筑IB(Intelligent Building)1984年，由美国人提出，在一座改建后的大厦的宣传词中出现，该大厦采用计算机技术对楼内的空调、照明、电梯、防火等系统实施监测、控制等综合管理，为大楼用户提供各类信息服务，事先通信、办公自动化，从此诞生第一座智能建筑。
我国，智能建筑的建设起始于1990年的北京发展大厦，被认为我国智能建筑的雏形。
该大厦装备了建筑设备自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统，但3个子系统未实现系统集成，进行统一的控制和管理。
1.1.2智能建筑的定义以建筑为平台，兼备建筑设备、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。
1.1.3智能建筑与传统建筑1.具有传统建筑物的全部功能2.它具有某种“拟人智能”特性及功能。
主要表现在：（1）具有感知、处理、传递所需信号或信息的能力；（2）是对收集的信息具有综合分析、判断和决策的能力；（3）是具有发出指令并提供动作响应的能力。
1.1.4智能建筑的类型（用途）(1)智能办公、商用大楼智能办公、商用大楼包括：政府机关办公楼，大型企业、公司办公楼、金融大厦(银行、证券、保险、期货等)，商业楼及出租写字楼等单栋智能化大楼。
(2)智能建筑群(广场)智能建筑由单栋开发到成片开发，形成一个位置相对集中的建筑群体，称为智能建筑群或智能广场，如医院、学校、酒店、宾馆、商场等。
(3)智能化住宅智能化住宅多为以生活起居为目的而兴建的多层、高层建筑或建筑群。
(4)智能化小区智能化小区是指具有一定智能化特点的住宅小区-居住生活信息化、小区物业管理智能化、IC卡通用化。
建筑设备自动化-第一章
2018/12/7
什么是智能建筑？
智能建筑系指利用系统集成方法，将智能型计 算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有 机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源 的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优 化组合，所获得的投资合理，适合信息社会需 要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特 点的建筑物。智能建筑是社会信息化与经济国 际化的必然产物；是多学科、高新技术的巧妙 集成；也是综合经济实力的象征。
1. 含义
建 筑 设 备 自 动 化 系 统 ， 简 称 BAS ， （ Building Automation System ）是将建筑物 或建筑群内的电力、照明、空调、电梯、给排 水、防灾、保安、车库管理等设备或系统进行 集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系 统。又称为建筑管理系统（ BMS ），是广义的 BAS。BAS是智能建筑的主要系统和重要标志。
②
③
2018/12/7
智能建筑技术是多学科的交叉和融汇， 包含的方面有：
• 建筑设备自动化系统
• 办公自动化系统 • 智能建筑通信网络系统 • 智能建筑计算机网络 • 智能建筑消防和安全防范系统 • 住宅建筑智能化
2018/12/7
2.整体功能
以最优控制为中心的过程控制自动化； 以运行状态监视为中心的维护管理自动
2018/12/7
智能建筑的定义
智能建筑是以建筑为平台，兼备通信自
动化、办公自动化、建筑设备自动化的 功能，集系统结构、服务、管理及它们 之间的最优化组合，向人们提供的一个 安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
2018/12/7
智能建筑与传统建筑的区别
①
智能化，主要表现在：
具有感知、处理、传递所需信号或信息 的能力； 对收集的信息具有综合分析、判断和决 策的能力； 具有发出指令并提供动作响应的能力。
什么是智能建筑？
智能建筑系指利用系统集成方法，将智能型计 算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有 机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源 的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优 化组合，所获得的投资合理，适合信息社会需 要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特 点的建筑物。智能建筑是社会信息化与经济国 际化的必然产物；是多学科、高新技术的巧妙 集成；也是综合经济实力的象征。
1. 含义
建 筑 设 备 自 动 化 系 统 ， 简 称 BAS ， （ Building Automation System ）是将建筑物 或建筑群内的电力、照明、空调、电梯、给排 水、防灾、保安、车库管理等设备或系统进行 集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系 统。又称为建筑管理系统（ BMS ），是广义的 BAS。BAS是智能建筑的主要系统和重要标志。
②
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2018/12/7
智能建筑技术是多学科的交叉和融汇， 包含的方面有：
• 建筑设备自动化系统
• 办公自动化系统 • 智能建筑通信网络系统 • 智能建筑计算机网络 • 智能建筑消防和安全防范系统 • 住宅建筑智能化
2018/12/7
2.整体功能
以最优控制为中心的过程控制自动化； 以运行状态监视为中心的维护管理自动
2018/12/7
智能建筑的定义
智能建筑是以建筑为平台，兼备通信自
动化、办公自动化、建筑设备自动化的 功能，集系统结构、服务、管理及它们 之间的最优化组合，向人们提供的一个 安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
2018/12/7
智能建筑与传统建筑的区别
①
智能化，主要表现在：
具有感知、处理、传递所需信号或信息 的能力； 对收集的信息具有综合分析、判断和决 策的能力； 具有发出指令并提供动作响应的能力。
建筑设备自动化系统工程1.4 建筑设备自动化技术基础
双位 温度调节器
TIC 回风
温度 传感器
三位式 温度控制器
TIC
回风
图1-25 室温两位调节系统 T 升温加热 恒温调节 停止加热
图1-27 室温三位式加热控制系统
停止加热 升温加热 停止加热
上限值
下限值
加热器A
加热器A
t
加热器B 加热器B
加热器B 加热器B
图1-28 三位式电加热器控制过程
16
1.4.3 控制器调节特性 第1章 建筑设备自动化控制技术基础 及调节方法的选择
位调节和三-1-位1 调节两种。
-1
双位（式a ）调无节滞的环区动作特性是：当被调参（b数）偏有差滞-1环设区定在一定数值 时（，a）调无节滞器环输区出最图大1. 2值1 或双位最调小节特值性，使调（ 节b器）全有开滞或环全区闭，调 节系统的调节输出图有1.2两2 种三状位态调节 ：特 全性开和全闭。
被控对象
输出
检测装置
图1-19 闭环调节系统原理框图
检测仪表对被控对象的被控参数进行测量，调节器 根据给定值与测量值的偏差并按一定的调节规律发 出调节命令，控制执行器对被控对象的被控参数进 行控制，使被控参数满足要求。这类控制系统就是 闭环控制系统，也称为调节系统。
9
第1章 建筑设备自动化控制技术基础
1.4.2 闭环控制/调节系统
常用的控制系统根据其组成结构的不同可分为： 1. 单回路控制／调节系统 2. 多回路控制／调节系统 3. 比值控制／调节系统 4. 复合控制／调节系统
前三个控制系统均是利用反馈原理组成的闭环控制系统，系 统把干扰引起被调变量的变化与相应给定值比较后调节控 制。
10
低），都要停止压缩机； 实现上述安全保护措施是控制系统的基本要求。
TIC 回风
温度 传感器
三位式 温度控制器
TIC
回风
图1-25 室温两位调节系统 T 升温加热 恒温调节 停止加热
图1-27 室温三位式加热控制系统
停止加热 升温加热 停止加热
上限值
下限值
加热器A
加热器A
t
加热器B 加热器B
加热器B 加热器B
图1-28 三位式电加热器控制过程
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1.4.3 控制器调节特性 第1章 建筑设备自动化控制技术基础 及调节方法的选择
位调节和三-1-位1 调节两种。
-1
双位（式a ）调无节滞的环区动作特性是：当被调参（b数）偏有差滞-1环设区定在一定数值 时（，a）调无节滞器环输区出最图大1. 2值1 或双位最调小节特值性，使调（ 节b器）全有开滞或环全区闭，调 节系统的调节输出图有1.2两2 种三状位态调节 ：特 全性开和全闭。
被控对象
输出
检测装置
图1-19 闭环调节系统原理框图
检测仪表对被控对象的被控参数进行测量，调节器 根据给定值与测量值的偏差并按一定的调节规律发 出调节命令，控制执行器对被控对象的被控参数进 行控制，使被控参数满足要求。这类控制系统就是 闭环控制系统，也称为调节系统。
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第1章 建筑设备自动化控制技术基础
1.4.2 闭环控制/调节系统
常用的控制系统根据其组成结构的不同可分为： 1. 单回路控制／调节系统 2. 多回路控制／调节系统 3. 比值控制／调节系统 4. 复合控制／调节系统
前三个控制系统均是利用反馈原理组成的闭环控制系统，系 统把干扰引起被调变量的变化与相应给定值比较后调节控 制。
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低），都要停止压缩机； 实现上述安全保护措施是控制系统的基本要求。
相关主题
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Ch U hw
，
T
C U U hw
实际恒温水箱 控制系统闭环传递函数图
ct ( 0 )
t0
U U U hw
tset
+ -
Q
1
+
+
1 Th s 1
U hw U U hw
+
U hw +
1 Ts 1
t
1 Ts s 1
说明：其中
Ts
Cs Us
恒温水箱控制系统闭环传递函数仿真示意图 给出图中相应已知条件的取值，给出几种实验条件为
第一章
概论
１．１ 建筑自动化
管理
１定义（ＢＡＳ） 监测 控制 调节
２建筑机电系统组成
采暖空调系统 冷热源系统 给排水系统 电梯与扶梯 建筑物围护结构
１．１ 自动控制系统一例
目的: 实现某房间恒温恒湿控制 思考：如何 实现？ 每个设备应 该实现怎样 的调节？
分任务
实现:
设备启停 工况调节 安全保护
c控制器
d执行器
2.2通断控制下恒温水箱的调节特性
1 恒温水箱通断控制中通断控制器的调节特性
（1）通断控制的一般控制结果（图2-9）
目标值与设定值的关系 回差 执行器动作频率
（2）影响控制结果的4大因素
被调节对象水箱的热特性 作为传感器的温度计感知水温变化的特性 作为执行器的电加热器的加热容量和动态特性 作为控制参数大系统回差的取值
ｃ．１
已知 设定值t0+Q0/2U、回差 △tc 求 加热器停止加热时间（ △ τd ） 加热器开启时间（ △ τr ） 请自行推导 t set t0 tc C r d ln( ) U t set t0 tc （２－６）
1 Q0 1 2 Utc ln( ) 1 Q0 C U 1 2 Utc
4计算机控制系统（20世纪70年代）
特点： a.计算机控制器通过编程完成各项工作，而非直
接通过模拟量电子电路 b.数字通信技术使建筑自动化进入了新的阶段
目前面临的新课题：
如何更有效地利用新技术，使建筑更舒适和高效？
1.5 本书的主要内容与学习方法
特点： 从实际工程问题实例出发引入建筑设备自动化
内波动 可加大或缩小死区
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d.基于计算机的控制器（图 2-7） 特点：温度设定和温度波动的死区都可以通过改变控
制软件中的参数实现
4.控制系统的组成环节 a被控对象 b传感器
定义 作用 眼睛 举例
计算机控制器，涉及软件（图2-8） 定义 作用 手脚 举例 开关 各类阀门
Q( ) KQ (t ( ) tset )
加入比例控制反馈后的水箱系统传递系数
ct ( 0 )
t
0
tset
+
1 U hw
+
KQ
+
-
U0
1 TW s 1
t
说明： 其中
TW
C U0
比例控制的结果与特性
理想特性
1.系统时间常数发生变化，取
TW
W
K
KQ U0
原时间常数为 T K 1 现在 T 表明，升温过程加快。（插图） K t t (t 2.当时间无穷长后， K 1 静差，偏差随K的增加而减少。
执行器的时间常数
dt h ch Q U h w (t th ) d
Ｔｈ＝Ｃｈ／Ｕｈｗ
ｃ水箱温度不均匀性
温度分布取决于加热器的位置水箱周边的保温 状况
以上三因素共同作用，影响实际的水箱温度控制过程
２．４拉氏变换分析方法
考虑传感器、执行器惯性建立的数学模型
dt C U h w (th t) U( t t0) d
W
C U0
0
set
t0 )
比例控制的结果与特性
实际特性
理论上可取任何值，但实际输出被限制
在一个有限范围内
饱和特性
建筑设备自动化
共32学时
实验：4学时
• 课程主要内容：
• • • • • • •
1. 第一章 2. 第二章 3. 第三章 4. 第四章 5. 第五章 6. 第六章 7. 第八章
绪论 恒温水箱的通断控制 恒温恒湿空调机的控制器 散热器实验台的控制系统 空调系统的控制调节 冷热源与水系统的控制调节 建筑自动化系统
dt s Cs U s (t t s ) d
dth Ch Q U h w (t th ) d
进行拉氏变换
拉氏变换后
sct ( s ) ct ( 0 ) U h w (th ( s ) t ( s )) U (t ( s ) t0 )
scsts (s) chth ( 0 ) Us (t (s) ts (s))
d（图２－１１）
传感器的时间常数 ＴＳ＝ＣＳ／ＵＳ ＴＳ／Ｔ 衡量传感器时间常数的影响程度 其值约小，影响程度越小 其值约大，导致实际的系统波动范围大于设定回差 ｂ执行器惯性的影响 （１）继电器开／关时间的延迟
（２）惯性影响
Q( ) C( a )
（２－７） 意义
引出系统的时间常数（Ｔ＝Ｃ／Ｕ）
ｃ．２当设定值不等于t0+Q0/2U时，通断周期的 情况
４结论
（１）可实现控制的温度范围是（ t0 ， t0+Q0/U ）
（２）当设定值等于t0+Q0/2U时，通断周期最短 （图２－１０）
（３） 通断周期与系统的时间常数（Ｃ／Ｕ） ， 以及Ｑ0／Ｕ△tc有关。
由（2-1）得到解见式（2-2）
ｂ分析该解的两种情况 （1） τ0~ τ，Q= Q0（开）
（2） τ0~ τ， Q=0（关）
t ( ) t0 (t ( 0 ) t0 )e
解的上下限
U ( 0 ) C
（ t0 ， t0+Q0/U ） ｃ明确分析思路得出 通断周期与回差、设定值的关系
２．３恒温水箱的实际控制过程
１．实际恒温水箱控制过程的影响因素
２
传感器的影响 执行器的影响 水温不均匀的影响
各影响因素的数学分析 ａ传感器惯性的影响 dts
cs
d
U s (t t s )
Us t s ( ) te c s
Us ( ) cs
schth (s) csts ( 0 ) Q Uhw (t (s) th (s))
实际恒温水箱开环传递函数图
t0
ct ( 0 )
U U U hw
Q
1
+
1
+ +
1 Th s 1 U hw U U hw
+
UU hw hw
1 Ts 1
t
说明： 其中
Th
（3）通断控制系统特性研究 目的：调节特性与影响因素之间的关系 方法： 数学分析模型 a 模型建立 前提假设（3个）
定义各个参数 C（J/K）、Q（W） 、U（W /K）、t0（℃）、t （℃）、τ、 τ0
dt c Q U (t t0 ) d
（2-1）
状态监测
远程管理
1.3建筑自动化系统的目的
目的:
(1) 实现功能 (2) 保障安全 (3) 降低能耗 (4) 提高工效
1.4建筑自动化的历史
已有近百年历史
1.早期简单的建筑自动化系统 如：1.双金属片感温器
2.感温包
2.气动控制系统(20世纪40年代)
定义 特点 3. 电子控制系统（20世纪50年代） 特点
模拟做准备
思考：
通过分析图２－１４～２～１８，得出传感器 时间常数、加热器时间常数、加热器容量、回 差、继电器延迟对控制结果的影响规律 若并非采用通断控制的方法，而是采用比例控 制，或者比例积分控制的方法呢，该如何实现？
比例调节器的调节特性
恒温水箱的温度控制为例
前提：集总参数 仍忽略水温的分层现象、电加热器与水 的温差和温度传感器的惯性。 dt C U 0 (t t0 ) Q( ) d
的相关知识
主要内容：
第二章
恒温水箱的通断控制
2.1恒温水箱的通断控制器的构成
• 2.1恒温水箱的通断控制器的组成 • 1.恒温水箱系统示意图
• 2.控制任务
• t tset 开启或关闭电加热器
3.多种实现方式 a.水银触点式温度控制器（图 2-2）
b.双金属片温度控制器（图2-3） c.热敏电阻控制电热器电子技术图（2-4） 可改变水箱温度的设定值，使水温在不同的 温度带