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楼宇自控系统
三、楼宇自控系统 1、 对于一座现代化大楼，在没有安装BAS的 时候，使用这些设备往往存在以下问题： 控制问题 管理问题 维护问题 能耗问题
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2、楼宇自控系统就是将建筑物或建筑群内的 变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、 消防、保安等众多分散设备的运行、安全状况 、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管 理和分散控制的建筑物管理与控制系统，称为 BAS（Building Automation System）。

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3、BAS系统的监控范围和参数内容 空调机组：新风空调机组、新/回风空调机组、 变风量空调机 冷/热源系统：冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵 、冷却塔、热交换器、热水一次水泵、热泵机 组

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给排水系统：各类水泵、各类水箱 电力系统：照明控制、高/低压信号测量、 备用发电机组 电梯 保安门锁、巡更等

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2、设计步骤： 确定BAS规模，根据冷冻、空调、变配电、热 力、给排水等相关专业提供的设计条件（资料） 及投资情况，功能内容，确定需要监控的设备种 类、数量、分布情况及标准；

35Biblioteka 楼宇自控系统确定各子系统组成方案、功能及技术要求； 确定各子系统之间的关联方式； 确定BAS中各子系统与大厦其它部分间的接口
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一、智能建筑概述 二、楼宇自控的发展史 三、楼宇自控系统 四、楼宇自控子系统 五、系统组成 六、通信协议 七、系统设计 八、空调DDC设计

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一、智能建筑概述 1. 2. 3. 定义 发展 结构

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二、楼宇自控的发展史 楼宇自控的发展史是一个从监控到管理的发 展过程。 a、数十年前 b、80年代 c、90年代

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2、LonTalk协议LonWorks技术所使用的通信协 议。LonTalk协议遵循由国际标准化组织（ISO ）定义的开放系统互连（OSI）参考模型所定 义的全部七层服务。它适用于任何一种传输媒 介。

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3、LonMark与BACnet BACnet是个综合性的规范，它准许纵多的实施 方案，并提供一套强有力的服务功能。但是， 这个协议在小型终端控制设备里实施，不能取 得最大的成本/性能比。 LonMark是个强大的专门为设备而优化的协议； 从传感器、调节器到区域控制器，样样都行。 它带有一个紧凑型的协议架，很容易和廉价设 备相适应。但其通信速率较低，只能适用于工 作层。

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BAS中央控制室其它要求： a、控制室内宜采用抗静电活动地板 b、当控制室内长度大于7m时，宜设两个外 开门的出口，门宽不小于1m c、控制室内土建及装修等要求参见有关计 算机房设计标准

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5、BAS系统的电源要求 a、应由变配电所引出专用回路向中央控制室供电， 供电回路应采用保安电源供电 ； b、中央操作站供电应设不间断电源（UPS）装置， 其容量应包括系统内用电设备的总和并考虑预计的 扩展容量，UPS供电时间不低于20分钟；
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因而，在工作层采用LonMark来连接控制 器、感应器和调节器等设备；LAN层面的控制 采用了BACnet连接各个系统；两个协议互为 补充，建立一个完整的建筑结构，得到最佳的 性能和成本。

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七、BAS系统的设计 BAS系统的设计具有很大的灵活性，应根据 建筑物的整体功能需求和物业管理方式控制水平 ，根据建筑物内不同区域的要求和被控系统的各 个特点，选择技术先进、成熟、可靠、经济合理 的控制系统方案和设备，避免投资的盲目性。

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c、DDC的电源宜采用中央控制室集中供电方式， 以放射式供给各DDC，如采用就地供电方式，可 由就近的保安电源供给；

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6、BAS系统的接地要求 一般采用建筑物总体接地方式，要求总体接地 电阻不大于1Ω，如BAS系统单独设置接地极，应 采用一点接地方式，要求接地电阻不大于4Ω，并 与建筑物防雷接地系统接地极间距离不小于20m

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打印机
电脑
通信 接口
总 分站
线 分站 … 分站
总线型网络结构

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总 分站
打印机
线 分站 分站
电脑
通信 接口 分站 分站 分站
环形网络结构

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分站 打印机 分站 分站 分站 分站 分站 分站
电 脑

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星形网络结构
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六、通信控制协议 楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式 和分布控制方式，是通过某种控制网络实现的 ，这就要求控制设备以及建筑设备都要遵循一 定的通信协议。 目前，国际上采用较多的是BACnet和 LonMark。

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BAS设计方法流程图 设计方法流程图
设计任务开始 研究建筑功能 了解业主需求和未来物业管理方式 了解机电专业控制需求 确定控制范围和内容 确定控制范围和内容 与机电专业探讨控制方案 与机电专业探讨控制方案

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BAS设计方法流程图 设计方法流程图
确定BAS控制水平和方式 根据系统集成要求确定BAS网络结构 节能与经济分析 和土建专业结合确定：控制室位置 、面积、竖井的数量和位置及面积 、布线方式、标高

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BAS中央控制室室内设备布置时应满足以下要求： a、控制台前应留大于3m的操作距离，控制台离墙 布置时台后应留有大于1m的检修距离，并注意避 免阳光直射 b、当控制台横向排列总长度大于7m时应在两端各 留有足够的安装和观察面积 c、当BAS系统单独设置不间断电源，并采用集中 供电方式时，应考虑放置电源设备的面积和位置 d、应适当考虑工作人员值班，维修及休息所需的 面积

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分站控制器是整个控制系统的核心，采用直接 数字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四种 输入/输出接口。方便灵活地与现场的传感器、执行 调节机构直接相连接，对各种物理量进行测量，以 及实现对被控系统的调节与控制。

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其中： AI-模拟量输入接口，可用作仪表的检测输入，如 温度、压力等，一般为1-10V或4-20mA的直流信 号。 AO-模拟量输出接口，用于操作控制阀、执行器 等，如电动阀、三通阀、风门执行器等，不需要 外部电源，输出为0-10V的直流信号。

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1、BACnet是指美国国家标准协会的 ANSI/ASHARE135-1995标准。 BACnet是由一个建筑管理、系统用户、系统集 成商组成的联合体提出的，正式的、非专有的 开放协议通信标准。

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BACnet详细地描述了系统是如何工作的。 它定义了系统各部分共享数据的所有规则，如 何实现数据共享，可以什么通信介质，哪个功 能可用，信息如何解释等。总之，它为各种系 统之间进行信息交流建立了一个基本规则。
执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站 调节控制器的输出指令信号，并调节控制现场 运行设备的机构，如电动阀、电磁阀、调节阀 等，包括执行机构（如电动阀上的电机）和调 节机构（电动阀的阀门）

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分站控制器：是以微处理机为基础的可编程直 接数字控制器（DDC），它接收传感器输出的 信号，进行数字运算，逻辑分析判断处理后自 动输出控制信号，动作执行调节机构。

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五、BAS系统的组成
检测元件 各种传感器 中央 处理机
调 节 对 象
分 站 DDC
传输 通道
人机接 口外围 设备
执行调节机构
中央控制室
现场部分

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中央控制室（数据中心）：包括中央处理机 （一台微型计算机、存储器、磁带机和接口 装置）、外围设备（显示终端、键盘、打印 机）和不间断电源三部分。

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4、BAS系统所能够产生的实际效果 室内恒温控制 便于大楼内的所有设备的保养和维修 便于大楼管理人员对设备进行操作并监视设备 运行情况，提高整体管理水平

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良好的管理将延长大楼设备的使用寿命，使设 备更换的周期延长，节省大楼的设备开支 及时发出设备故障及各类报警信号，便于将损 失降到最低点，便于操作人员处理故障 节省运行费用，节省能量

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BAS系统设计中采用的仪表量程选择、调节 阀计算方法等，见有关自控设计手册；现场 仪表安装方法参见有关自动化仪表标准安装 图册及设备生产厂家的安装使用说明书。

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b、给排水系统主要是对于饮用水的提供，以及 对于污水的排放。

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c、变配电系统是通过BAS的管理中心提供对于 建筑物内的高低配电房及所有变配电设备的监视 报警和管理及程序控制，提供对于重要电气设备 的控制程序、时间程序和相应的联动程序。

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d、电梯控制系统是通过BAS系统对于建筑物 内的多台电梯，实行集中的控制和管理程序，同 时配合BAS系统的部分子系统，执行联动程序。

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传感器及执行调节机构：传感器是指装设在 各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点 和限位开关、用来检测现场设备的各种参数 （如温度、湿度、压差、液位等），并发出 信号送到调节控制器（分站、数据中心等） ，如铂电阻温度检测器、复合湿度检测器、 风道静压变送器、差压变送器；

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楼宇自控系统
根据各专业的控制要求和控制内容确定并画 出设备监控系统原理图 统计监控系统的监控点（AI、AO、DI、DO ）的数量，分布情况并列表 根据监控点数和分布情况确定分站的监控区 域、分站设置的位置，统计整个大楼所需分 站的数量、类型及分布情况

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选择现场设备的传感器和执行机构 确定楼宇监控的系统网络及中心站设备的选择 实施布线

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每台DDC的输入输出接口数量与种类应与所控制 的设备要求相适应，并留有10%-15%的余量；

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4、BAS中央控制室要求 BAS中控室的位置，应尽量靠近控制负荷中 心，注意远离变配电室等电磁干扰源，并注 意防潮、防震。BAS中控室可与消防中心， 保安监控中心等合并组成楼宇控制中心，此 时位置应满足消防中心的要求

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四、BAS子系统 a、供热、通风及空调系统为建筑物内提供了一 个舒适的环境，是BAS中的一个重要子系统。 系统为建筑物内的机电设备（如：冷却塔、冷 水机组、空气处理机、气控设备等）提供一个 最优化的控制。

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其基本控制功能包括：设备控制、循环控 制、最佳起/停控制、数学功能、逻辑功能、趋 势运行记录、报警管理等。

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1、楼宇自动化系统设计依据 JGJ/T16-92“民用建筑电气设计规范” GBJ116-88“火灾自动报警系统设计规范” GB4718-84“火灾报警设备专业名词术语” GBJ19-87“采暖通风与空调调节设计规范” GBJ115-87“工业电视系统工程设计规范” GBJ93-86“工业自动化仪表工程施工及验收规范”

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DI-数字量输入接口，即触点、液位开关、限位 开关的闭合与断开，一般用作检测设备状态、 报警接点、脉冲计数等。 DO-数字量输出接口，用于控制风机，水泵等 运行，亦可作为输出信号与动作增减量型执行 机构。

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数据传输线路：是联系系统各部分的纽带， 从各个监控点到分站控制器的线路是逐点连 接（放射式），数据中心与各分站通过总线 型或环形网络结构进行组网，各分站直接用 一回路双芯导线连接到总线上就可以实现分 站与分站之间，分站与中央站之间的通信。

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BAS设计方法流程图
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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3、现场控制器DDC的设置原则及布线方式 DDC的设置，应主要考虑系统管理方式，安装调 试维护方便和经济性，一般按机电系统的平面布 置进行划分，如布置在：冷冻站、热交换站、空 调机房、新风机房等控制参数较为集中之处，也 可根据要求布置在弱电竖井中，箱体一般挂墙明 装；

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BAS设计方法流程图 设计方法流程图
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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BAS设计方法流程图
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