第1讲楼宇自动化技术概述

共25页第1页第一章先修课程•电工原理•电子技术•计算机控制技术•自动控制原理•工厂电气设备参考书参考书课程目录课程目录•集散控制系统与现场总线•工业以太网与网络控制系统•智能建筑供配电系统的自动控制•电梯控制系统•智能照明控制系统•中央空调系统的监测与控制•楼宇给排水自动控制系统•火灾自动报警与控制•楼宇安全防范技术•楼宇自动化系统集成技术考核形式•平时（40%）–课堂出勤、作业、实验等•期末（60%）–“开卷考试”智能建筑的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德（Hartford）市建成。由美国联合技术公司（UTC)建造。我国于90年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。第一节智能楼宇与楼宇自动化技术•智能建筑的定义•智能建筑的智商等级•智能建筑的核心：4A+GCS+BMSBA大楼自动化系统(BuildingAutomationSystem)OA办公自动化系统(OfficeAutomationSystem)CA通信自动化系统(CommunicationAutomationSystem)（CNSCommunicationNetworkSystem）SA安全自动化系统SecurityAutomationSystemGCS/SCS综合布线系统Generic/StructureCablingSystemBMS建筑物管理系统BuildingManagementSystem美国智能大会协会（AIBI）给出的智能建筑定义通过对建筑物的四个基本要素——结构结构、系、系统、服务、统、服务、管理管理，以及它们的内在关联的最优化考虑，来提供一个投资合理但又拥有高效率的舒适、温馨、便利的环境，并且帮助大楼业主、物业管理人、租用人等注重费用、舒适、便利以及安全等方面的目标，当然还要考虑到长远的系统灵活性及市场的适应能力。我国关于智能建筑的定义以建筑为平台，兼顾建筑设备、办公自动化通信网络系统，集结构、系统、服务、结构、系统、服务、管理管理以及它们之间的最优化组合，向人们提高一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。•智能建筑设计标准GB/T504314-2000•智能建筑工程质量验收标准GB50339-2003新加坡政府的PWD的智能大厦手册•①以先进的自动控制系统调节大厦内各种设施，包括室温、湿度、灯光、保安、消防等为租户提供舒适的环境。•②良好的通信网络设施，使数据能在大厦内各区域之间进行流通。•③提供足够的通信设施。日本智能大楼研究会•智能建筑提供商支持功能、通信支持功能等内在的高度通信服务，并通过高度大楼管理体系保障舒适的环境和安全，以提高工作效率。智能建筑是信息时代的必然产物，建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C4C技术（即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）。将4C技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。智能建筑定义：智能建筑定义：“通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”智能楼宇是社会信息化通过现代计算机(Computer)技术、现代控制(Control)技术、现代通信(Communication)技术、现代图形技术、俗称4C技术实现对一个高层建筑的再包装和再提高。楼宇自动化技术所适用的三类建筑甲级：适用于配置智能化系统标准高而齐全的建筑。乙级：适用于配置基本智能化系统而综合能力较强的建筑。丙级：适用于配置部分主要智能化系统，并有发展和扩充需要的建筑。•智能楼宇使用4C技术构成了“3A”系统(楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统)智能建筑系统组成•BA——BuildingAutomation，楼宇自动化•CA——CommunicationAutomation，通信自动化•OA——OfficeAutomation，办公自动化•SCS——StructureCablingSystem，综合布线•SI——SystemIntegration，系统集成智能楼宇3A系统智能楼宇的基本结构智能楼宇物业管理系统BAFASAOACA广义的BA空调自动化系统电梯控制系统智能数字照明给排水自动控制供配电综合自动化火灾报警控制自动消防系统联动系统巡更系统视频监控系统入侵报警系统出入口控制车库管理系统智能卡管理数字信息分析处理电子商务综合业务管理辅助决策计算机网络通信网络卫星通信有线电视智能楼宇3A系统智能楼宇的基本结构智能楼宇物业管理系统BAFASAOACA广义的BA空调自动化系统电梯控制系统智能数字照明给排水自动控制供配电综合自动化火灾报警控制自动消防系统联动系统巡更系统视频监控系统入侵报警系统出入口控制车库管理系统智能卡管理数字信息分析处理电子商务综合业务管理辅助决策计算机网络通信网络卫星通信有线电视•建筑设备管理/监控系统(狭义的BAS)中还含有5个子系统：空调自动化系统、供配电综合自动化系统、智能数字照明控制系统、给排水自动控制系统和电梯控制系统1.供配电综合自动化系统2.空调自动化系统3.电梯控制系统4.智能楼宇照明、给排水系统５．消防保安系统楼宇监控楼宇数据库SQLserver楼宇物业管理楼宇办公系统楼宇保安服务器楼宇消防服务器楼宇控制服务器视频服务器停车场管理系统停车场实时数据处理安防报警主机消防主机DDC控制视频矩阵切换器图像处理双鉴探测器红外探测器震动探测器烟感/温感探测器照明调节摄像机摄像机Web服务器Internet/Intranet图1.5智能楼宇的结构智能楼宇的结构以太网图1.9智能楼宇网络总体结构图GWDACGWGWGWGW工作站主机主机网关集中器FDDI主干网令牌环网令牌总线网ISDNPABX电话数据接口消防控制中心中央操作站BAS控制网络网络控制器照明控制器空气处理机组控制器智能楼宇网络总体结构图建筑管理——系统级、最高级系统级、最高级•工作原理：由物联网系统将多个视频监控节点、传感器节点联系在一起，通过无线通信技术以及移动通信技术将这些信息汇集在一起，交给中心服务器统一处理，并实时将各种异常情况反映给管理员，甚至可以根据预先设定好的程序自动对事件进行处理。从而节约人力、物力、财力资本。•例如：夜间发生暴雨或各类紧急情况，各级纪检管理人员可足不出户通过远程登录、访问，第一时间了解工地现场情况，采取紧急措施。第二节自动化技术的应用•自动控制含义控制器-给定量偏差执行机构被控对象输出量测量装置扰动•计算机控制系统执行机构+-被控对象D／A转换器控制器输出量给定量A／D转换器测量装置计算机控制系统的构成主机、外部设备、总线过程输入输出设备人机设备、通信设备信号传感器、执行机构、被控对象控制计算机硬件部分计算机控制系统操作系统汇编程序，解释、编译程序通信软件、诊断程序过程输入输出程序、过程控制程序公共服务程序、工具软件应用软件系统软件人机接口程序、打印程序软件部分计算机控制系统的类型•数据采集和操作指导控制系统（参数检测、收集、显示…，开环）计算机输入通道生产过程显示打印报警操作人员执行机构计算机控制系统的类型•数据采集和操作指导控制系统（参数检测、收集、显示…，开环）计算机输入通道生产过程显示打印报警操作人员执行机构计算机控制系统的类型•直接数字控制系统（无优化）DDC计算机生产过程输入通道输出通道显示打印报警设定值计算机控制系统的类型•直接数字控制系统（无优化）DDC计算机生产过程输入通道输出通道显示打印报警设定值计算机控制系统的类型•监督控制系统（SupervisoryComputerControl）1.监督控制加模拟调节器的控制系统SCC计算机生产过程模拟调节器显示打印报警管理命令调节测量计算机控制系统的类型•监督控制系统（SupervisoryComputerControl）1.监督控制加模拟调节器的控制系统SCC计算机生产过程模拟调节器显示打印报警管理命令调节测量计算机控制系统的类型SCC计算机生产过程DDC计算机显示打印报警管理命令调节测量2.监督控制加直接数字控制的分级控制系统计算机控制系统的类型•集散型控制系统（分布/分散式控制系统）总体协调，分散控制；自上而下，网络化•现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）开放；可靠性强；智能化高•网络控制系统（NetworkControlSystem）网络化体系结构；节点智能化楼宇自动化控制系统的类型楼宇自动化控制系统网络结构示意图服务器子系统n工作站n子系统2工作站2子系统1工作站1上层网络局域网„„中央监控系统，智能建筑中的重要组成部分三层网络结构•第一层：信息域干线–Internet,TCP/IP协议；各工作站间通信•第二层：控制域干线–集散控制分站总线，10Mbit/s连接各分站；配备与其它厂商接口•第三层：现场总线–连接分散的微型控制器楼宇自动化控制系统的类型•楼宇自动化控制系统可分为三种类型：基本型楼宇自动化控制系统工作环境简单；规模结构可调；“即插即用”模式综合型楼宇自动化控制系统系统化，综合化；局域网开放型楼宇自动化控制系统控制器网络化；智能节电；通信楼宇自动化系统结构中央站（工作站）网关分站子站子站现场设备微型控制器„„„控制器控制器控制器局域网分站分站Internet楼宇自动化系统结构•BAS结构由如下四部分组成：中央控制器（工作站）区域控制器（DDC分站）现场设备（传感器、执行器、触点开关）通信网络（中央与分站间，分站总线）综合布线系统支持•综合布线系统(GCS)涉及领域——建筑、计算机、通信–话音、数据、图像、大厦监控、消防报警、能源管理信息•采用结构化综合布线的优越性——节省（竖井）空间，无需不同系统协调第三节楼宇自动化与智能楼宇的发展趋势•楼宇自动化技术的发展趋势１.提高产品及工程质量。２.提高节能效果。３.提高运用和管理水平。４.提高自动化控制系统技术水平。5.与绿色建筑绿色建筑融合发展。世界最大的绿色建筑--拉斯维加斯CityCenter思考题思考题•1-3.楼宇自动化系统包含哪些内容？•1-4.“4C”技术包含哪些内容？