1、建筑設備監控與管理美國KMC控制公司天津辦事處趙 春2021-12-152021-12-15 建筑設備監控系統G 智能建筑概述G BA系統內容及作用G BA系統檢測與控制原理G BA系統的結構和操作G BA系統建設成功因素G BA系統發展前景G 設備自控的發展方向2021-12-15一、智能建筑概述2021-12-15智能建筑nIntelligent Buildingn以建筑為平臺，兼備辦公自動化及通信網絡系統，集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。 -智能建筑設計標準2021-12-15智能建筑內容n通信網絡

2、系統(CA)n建筑設備監控系統(BA)n火災自動報警和消防聯動系統（FA)n安全防范系統(SA)n辦公自動化系統(OA)智能建筑內容2021-12-15智能建筑發展史n 1984年美國康涅狄格州哈特福特市的“都市辦公大樓”（City Place Building）為世界上出現的第一幢“智能大廈”n日本“本田青山大樓”n90年代開始應用在中國開始發展n2000年后，智能建筑在國內蓬勃發展，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-天津經濟技術開發區管委會辦公大樓n二、設備監控系統組成及作用2021-12-15建筑設備監控系統（BAS）n將建筑物或建筑群內的空調與通風、變配電

3、、照明、給排水、熱源與熱交換、冷凍和冷卻及電梯等系統，以集中管理、監視，分散控制為目的的構成的綜合系統。也稱樓宇自動化系統。2021-12-15BAS系統組成 操作 系統調節對象 檢測元件 各種傳感器執行調節機構分站DDC 傳輸通道 中央 處理機中央控制室現場部分2021-12-15n中央控制室（數據中心）中央控制室（數據中心）：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）、外圍設備（顯示終端、鍵盤、打印機）和不間斷電源三部分。n傳感器及執行調節機構傳感器及執行調節機構：傳感器是指裝設在各監視現場和各種敏感元件、變送器、觸點和限位開關、用來檢測現場設備的各種參數（如溫度、濕度、壓

4、差、液位、水流等），并發出信號送到調節控制器（分站、數據中心等），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；n執行調節機構：執行調節機構：裝設在各監控現場接受分站調節控制器的輸出指令信號，并調節控制現場運行設備的機構，如電動閥、電磁閥、調節閥等，包括執行機構（如電動閥上的電機）和調節機構（電動閥的閥門）n現場控制器現場控制器：是以微處理機為基礎的可編程直接數字控制器（DDC），它接收傳感器輸出的信號，進行數字運算，邏輯分析判斷處理后自動輸出控制信號，動作執行調節機構。2021-12-15 分站控制器分站控制器是整個控制系統的核心，采用直接數字控制器（DDC）它具有AI、A

5、O、DI、DO四種輸入/輸出接口。方便靈活地與現場的傳感器、執行調節機構直接相連接，對各種物理量進行測量，以及實現對被控系統的調節與控制。BAS系統作用n創造舒適環境 通過對環境參數的檢測，自動運算，控制相應機電設備的運行，自動實現對環境溫濕度及新風量等參數的時時控制，提高建筑物環境的舒適度，進而提高建筑物的檔次n節約能源節約能源 使設備永遠處于最優運行狀態，大量減少不必要的浪費，達到節約能耗的目的，采用此系統可節約能耗15%-25%n大量節省人力、節省支出大量節省人力、節省支出 設備簡單的操作、維護、保養均由電腦根據程序自動完成，不僅節省人力，而且避免了復雜的人事管理等一系列問題，采用此系統

6、可節約40%-60%的維護人力 未使用樓宇自動化系統使用樓宇自動化系統n延長設備使用壽命延長設備使用壽命 設備在電腦的統一管理下始終處于最優運行狀態，及時報告設備故障情況并處理：按照設備運行狀態打印維護、保養報告，避免超前或延誤維護，相應延長設備使用壽命，也等于節省了設備維護費用 未使用樓未使用樓控控已 使 用 樓已 使 用 樓控控時間時間設備設備損耗損耗損耗損耗2021-12-15三、建筑設備監控系統 檢測與控制原理2021-12-15概述n空調系統是先對無論是來自室外、還是室內返回的空氣進行集中處理，經過處理達到送風要求的空氣給需要空氣調節的房間或區域使用。n工作原理：調節送風參數（送風溫

7、度、濕度、潔凈度和新鮮空氣含量等）和送風量，使送入室內的空氣受到的熱濕等負荷作用后，成為所要求的室內環境狀態。2021-12-15分類 空氣處理設置 集中式系統 半集中式系統 分散式系統 負擔室內熱濕負荷所用介質 全空氣系統 空氣-水式系統 全水式系統 制冷劑直接蒸發系統2021-12-15空氣處理機組n在空氣處理過程中，靠調節循環風的流量，保證室內空氣的新鮮程度，較為節能的形式雙風機空氣處理機組。n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。2021-12-15空調系統原理圖2021-12-15n1、溫度控制：根據回風(或典型房間）溫度與設定值比較后的差值及其極性，通過

8、DDC的PID運算值調節冷/熱水閥開度，使被控對象溫度保持在要求的范圍內。n2、濕度控制：根據回風(或典型房間）濕度與設定值比較后的差值及其極性，通過DDC的PID運算值調節加濕閥開度，使被控對象濕度保持在要求的范圍內。n3、節能控制：根據檢測的新風和回風（或典型房間）的溫度及濕度，通過DDC進行焓值運算,根據新風和回風的焓值及熱濕負荷,調節新風閥、排風閥和回風閥的開度比例,使空調節能運行。n4、聯鎖控制：新風閥、回風閥、冷/熱水閥、加濕閥等均與風機聯鎖，當開機并啟動風機后，調節新風等閥門開度；當風機停機后，新風閥、冷/熱水閥、加濕閥等同時關閉。n5、監測：新風/回風/送風/典型房間的溫度及濕

9、度，風閥/水閥的開度， 風機手自動及運行狀態等。n6、報警：風機故障報警、過濾器堵塞報警、低溫報警。n7、中國南方地區的盤管不會結冰，可省去低溫開關。2021-12-15空調系統監測控制內容1、根據室外溫度，調節新/回/排風閥門的開度2、根據回風溫度，調節冷/熱水閥門3、根據回風的濕度，控制加濕閥門的開度4、監測防凍開關的狀態送風溫/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/啟停過濾器送風機狀態/啟停狀態防凍開關狀態2021-12-15n新風系統原理圖2021-12-15新風系統監測控制內容1、根據送風溫度，調節冷/熱水閥門2、根據送風的濕度，控制加濕閥門的開

10、度3、監測防凍開關的狀態送風溫/濕度新風閥冷熱水閥門加濕閥門送風機狀態/啟停過濾器狀態防凍開關狀態2021-12-15新風+風機盤管系統n風機盤管由冷、熱源提供的冷、熱水來承擔室內負荷，新風系統為室內提供經過處理的新鮮空氣;一套新風系統提供一個區域的新風供給，這一區域里連接著一組風機盤管;一套風機盤管提供一個小區域的空氣調節。n新風機組是由建筑設備監控與管理系統集中監控，風機盤管是三速控制開關，包括就地人工控制，網絡型三速控制開關。2021-12-15空調冷源系統空調冷源系統G 壓縮式制冷系統G 吸收式制冷系統2021-12-15壓縮式制冷系統工作原理n壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器n逆卡諾循

11、環原理n系統設備：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，補水設備2021-12-15吸收式制冷系統工作原理G 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組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、采暖和熱水的設備。 G 蒸汽（熱水）吸收式制冷機組蒸汽（熱水）吸收式制冷機組 蒸發器、吸收器、冷凝器、發生器、溶液泵、控制系統和輔助系統組成。 2021-12-152021-12-15冷凍站系統監測控制1 1、根據外部設備所需要的冷量，控制冷凍機的啟、根據外部設備所需要的冷量，控制冷凍機的啟/ /停臺數；停臺數；Q=KQ=K*

12、*P P* *（T1-T2T1-T2）2 2、根據冷卻回水的溫度控制冷卻塔的啟、根據冷卻回水的溫度控制冷卻塔的啟/ /停臺數；停臺數；3 3、根據總供、根據總供/ /回水的壓差，調節電動旁通閥；回水的壓差，調節電動旁通閥；冷凍水供冷凍水供/ /回水溫度回水溫度冷卻水供冷卻水供/ /回水溫度回水溫度冷凍水總回水流量冷凍水總回水流量冷凍水供冷凍水供/ /回水壓差回水壓差冷凍機狀態冷凍機狀態/ /啟停啟停冷凍泵狀態冷凍泵狀態/ /啟停啟停冷卻泵狀態冷卻泵狀態/ /啟停啟停冷卻塔狀態冷卻塔狀態/ /啟停啟停2021-12-15熱源系統系統來源：城市熱力管網、鍋爐、直燃型溴化鋰冷熱水機組、熱泵機組、地熱

13、能、廢熱資源熱力學定律熱量總是由高溫物體自發地傳向低溫物體，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出水溫度，調節一次測閥的開度 根據熱交換系統二次側的回水溫度，確定循環泵的啟停。2021-12-15排水系統n檢測與控制 水位控制 集水坑、污水坑 水箱、水池 監控 設備運行狀態 報警 高于、低于報警水位 自動報警2021-12-15給水水箱液位控制2021-12-15通風系統通風系統n包括：排風、排煙和送風n分類： 地下室送/排風機組。平時是空氣質量保證的通風、換氣作用，火災狀態下，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

14、來管理。 廚房、衛生間、浴室等設置的機械通風，進行局部排風或全面換氣。 其它為改善環境的空調通風。公共照明系統公共照明系統n監控內容 公共照明開關狀態 公共照明開關控制n可實現的功能 1、通過時間程序控制燈光的定時開關 2、檢測環境照度，根據照度控制照明開關 3、照明回路開啟時間統計 4、檢測照明回路的運行狀態，故障時報警 電梯和變配電系統電梯和變配電系統n對電梯和變配電系統“只監不控” 監視電梯的運行狀態、故障狀態和上下行狀態 監視變配電系統的母聯開關狀態、變壓器狀態及油溫，配電系統三相電流、三相電壓、有功功率，無功功率，功率因數等2021-12-15n四、建筑設備監控系統結構和軟件操作事例

15、n 上世紀80年代以前，設備監控系統采用就地控制方式，各個設備獨立工作，相互之間無聯系n上世紀90年代，半“集中管理，分散控制“的控制方式n2000年后，完全”集中管理，分散控制“式集散型控制結構設備監控系統結構演變設備監控系統結構演變2021-12-15KMDigitalKMDigital控制系統框架示意控制系統框架示意2021-12-15Start SmallStart Small底層遠程通訊底層遠程通訊RS485RS485每條子網可連接每條子網可連接124124個個DDCDDC。DDCDDC之間完全是點對點通訊。之間完全是點對點通訊。子網不依賴于主網存在。子網不依賴于主網存在。主網級控制

16、器主網級控制器LAN LAN CONTROLLERCONTROLLER可擴展出可擴展出128128個點，個點，2 2條子網，共條子網，共248248個個DDC.DDC.可通過可通過RS485RS485接口，以太網接接口，以太網接口，口，, , BacnetBacnet, , 光纖等方式光纖等方式與與 其它其它124 124 個個 LAN LAN ControllersControllers相連相連子網控制器可通過撥號報警子網控制器可通過撥號報警Start Small and E-VolveStart Small and E-Volve小到小到1616個點大到個點大到5050萬點的系統萬點的系統

17、2021-12-15 軟件示例軟件示例2021-12-15WinControl 動態界面示動態界面示例例2021-12-15WinControl 操作示例操作示例2021-12-15WinControl 功能示例功能示例n五、建筑設備監控系統建設成功因素n1 1、建設目的因素、建設目的因素n 建設必須明白：為什么要用樓宇自控系統，想要完成的功能n2 2、設計因素、設計因素n 設計院設計n弱電總承包公司設計n專業化公司設計n3 3、溝通配合因素、溝通配合因素n 設備自控系統的控制思路是：弱電控制強電，需要眾多機電設備供應商/施工單位預留控制接口，因此系統與眾多的施工單位只有相互配合，才能構建一個

18、成功的系統： 空調總包、水路施工、強電箱制作單位、電梯安裝單位、變配電施工單位n4 4、設備監控供應廠商狀況、設備監控供應廠商狀況n產品性能n產品特點n服務能力n市場口碑n六、設備監控系統發展前景n1 1、更專業的生產廠商、更專業的生產廠商n 設備監控系統市場是一個新興市場，大量有資金有實力的企業希望進入樓宇自控領域，很多廠商通過收購進入樓控行業，注重市場推廣而不是技術研發 n技術延續的產品才能贏得業主的技術延續的產品才能贏得業主的使用！使用！n2 2、更標準化的產品、更標準化的產品n 設備監控系統起源于歐美發達國家，不同廠商的自控系統使用不同的通訊協議，之間的產品不能互相替換nBACnet是國際暖通協會推薦的國際標準協議 n開放的系統才能降低業主的使用開放的系統才能降低業主的使用風險！風險！n3 3、更低的設備風險、更低的設備風險n 很多廠商為了降低造價占領市場，一直在沿用90年代二代控制結構，即”主控制器+輸入輸出模塊“的控制結構，使一塊控制器控制的設備數量更多，系統風險大n”集中管理，分散控制集中管理，分散