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2020/1/21物业工程维修弱电篇之二智能楼宇控制系统分类及基本原理吴景宝2020/1/21强电与弱电的区别强电：在电力系统中，36v以下的电压称为安全电压，1kv以下的电压称为低压，1kv以上的电压称为高压，直接供电给用户的线路称为配电线路，如用户电压为380/220v，则称为低压配电线路，也就是家庭装修中所说的强电（因它是家庭使用最高的电压）。强电一般是指交流电电压在24V以上。如家庭中的电灯、插座等，电压在110V~220V。家用电气中的照明灯具、电热水器、取暖器、冰箱、电视机、空调、音响设备等用电器均为强电电气设备。智能化系统为建筑设备监控系统、安全防范系统、通讯网络系统、信息网络系统、火灾自动报警及消防联动等系统，以集中监视、控制和管理为目的构成的综合系统；家庭内各种数据采集、控制、管理及通讯的控制或网络系统等线路，则称为智能化线路（也就是家庭装修中所说的弱电）。弱电一般是指直流电路或音频、视频线路、网络线路、电话线路，直流电压一般在24V以内。家用电气中的电话、电脑、电视机的信号输入（有线电视线路）、音响设备（输出端线路）等用电器均为弱电设备。弱电是相对于强电而言的。强电和弱电从概念上讲，一般是容易区别的，主要区别是用途的不同。强电是用作一种动力能源，弱电是用于信息传递。常言道：“强弱电不分家”具体而言，它们大致有如下区别：（1）功率、电压及电流大小不同强电功率以KW（千瓦）、MW（兆瓦）计、电压以V（伏）、KV（千伏）计，电流以A（安）、kA（千安）计；弱电功率以W（瓦）、mW（毫瓦）计，电压以V（伏）、mV（毫伏）计，电流以mA（毫安）、uA（微安）计，因而其电路可以用印刷电路或集成电路构成。2）频率不同强电的频率一般是50Hz（赫），称“工频”，意即工业用电的频率：弱电的频率往往是高频或特高频，以KHz（千赫）、MHz（兆赫）计。（3）传输方式不同强电以输电线路传输，弱电的传输有有线与无线之分。无线电则以电磁波传输。实际上两者既有联系又有区别，一般来说强电的处理对象是能源（电力），其特点是电压高、电流大、功率大、频率低，主要考虑的问题是减少损耗、提高效率，弱电的处理对象主要是信息，即信息的传送和控制，其特点是电压低、电流小、功率小、频率高，主要考虑的是信息传送的效果问题，如信息传送的保真度、速度、广度、可靠性。一般来说，弱电工程包括电视工程、通信工程、消防工程、保安工程、影像工程等等和为上述工程服务的综合布线工程。弱电是针对强电而言的。弱电系统包括：广播音响系统综合布线系统电梯控制系统卫星接收及有线电视系统计算机网络系统背景音乐系统多功能会议系统电视监控系统防盗报警系统设备自动化监控系统（楼宇自控系统）管理一卡通系统出入口控制系统（门禁系统）电话程控交换机楼宇对讲系统多媒体查询系统电子巡逻系统全球定位系统LED大屏幕显示系统车场道闸系统消防报警系统三表远传系统智能安防系统智能化集中管理系统（BMS发展趋势）现代智能建筑的构成现代建筑MODERMBUILDING装潢（人之衣着）机电（人之器官）土建（人之躯体）智能化（人之大脑）建筑弱电系统费用一般是建筑工程总造价的2~5%依据及标准1《智能建筑设计标准》GB/T50314-20003《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-924《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-20025《电子计算机机房设计规范》GB50174-936《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952001年版7《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-20008《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-20009《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-200310《有线电视系统工程技术规范》GB50200-9411《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-92）电力设备照明空调消防系统保安系统电话有线电视PDS给排水系统冷热源系统SIC智能化建筑系统集成中心访客接待文字处理局域网电梯设备数据通信及计算机网络BA建筑设备自动化系统传真可视文图电视会议多媒体PDSPDS预约管理大楼物业管理OA办公自动化共用信息库电子显示屏CA通讯自动化光缆传输系统卫星通信无线寻呼视听系统“3A”智能化建筑总体功能示意图“5A”智能建筑网络接入综合布线系统消防系统FAS安防系统SAS5A楼宇楼控系统BAS电视监控防盗报警门禁系统巡更系统周界防范暧通空调给排水变配电机电设备燃气报警紧急广播水气系统程控交换机卫星有线电视计算机网络车库管理通讯自动化CAS办公系统OAS办公设备软件系统音视系统城域网楼宇对讲会议系统可视会议大屏幕灯光、音响市话接入节能系统5A系统是指智能建筑弱电系统由建筑设备自动化系统(BuildingAutomationSystem简称BAS)、通信自动化系统(CommunicationAutomationSystem简称CAS)和办公自动化系统(OfficeAutomationSystem简称OAS)、消防自动化系统(FireAutomationSystem简称FAS)和安全自动化系统(SafeAutomationSystem简称SAS)五个系统组成。建筑设备自动化系统(BAS)实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物（或建筑群）内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控，达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下，使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。BAS系统的组成调节对象检测元件各种传感器执行调节机构直接数字控制器DDC传输通道中央处理机人机接口外围设备现场部分中央控制室中央控制室（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。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；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）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。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。传感设备：温湿度传感器、液位开关、水流开关、压力传感器、流量计等；执行设备：电动调节水阀、电动开关阀、电动风阀执行器；控制器：系统控制器、应用控制器、扩展模块；中央管理工作站：计算机、打印机、UPS、系统软件、应用软件、执行器其中：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。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。总结一下：ADIOA：模拟量，D：数字量。I：输入，O：输出。模拟量（A）：即连续不间断的物理量。如：压力P，温度T，流量Q，液位L，位移等，他们的数值有大小，且各自的变化不一。例如：室内温度现在是20℃，一分钟，（由于空调的影响）它可能就变成21℃，两分钟后，它可能就是21.5℃了。数字量（D）：即此类物理量只有通、断两种状态。电气上常用1表示接通，0表示断开。看看饮水机的开关，上面一般都标有，当你把1按下时，电路接通，饮水机通电，饮水机正常工作；当你按下0时，电路断开，饮水机停止工作。它们再也没有第三种状态，即不接通也不断开的状态。输入（I）：即我们需要采集的信号。（为了对被控物的控制，我们需要对相关的设备的现行相关物理量进行采集，输入）输出（O）：即我们对被控物的控制信号（包括显示信号）。AI:直流模拟量输入一般为0-5V或4-20MA标准信号输入DI：开关量输入反映开关量的状态是分还是合AO：直流模拟量输出一般为0-10V或4-20MA等信号输出，作为信号调节DO：开关量输出可以是继电器或大功率管等BA系统的主要监控对象冷热源设备子系统空调设备子系统送排风设备子系统给排水设备子系统照明设备子系统电力设备子系统电梯设备子系统等BA系统监控对象的分布锅炉系统冷却塔冷水机组各种泵类送、排风系统B2F变配电系统给排水系统送、排风系统B1F监控中心空调系统照明系统空调系统照明系统1F2F5F空调系统照明系统裙楼屋顶6F空调系统照明系统屋顶设备层热泵机组送、排风系统电梯系统21F空调系统照明系统屋顶水箱变配电系统民用楼宇中的变配电及应急发电设备监控系统主要以监视为主。各类控制、保护及联动功能一般在各开关柜、变压器、配电箱内部实现或由人工就地控制。无论是楼宇自控系统直接监控还是采用专业能源管理系统，变配电及应急发电设备监控系统的整体结构仍然是集散控制系统，通过现场总线连接各传感器、变送器及执行机构，现场信号送入上位机后进行统一监视、管理。变配电系统监控内容高压侧监视低压侧监视变压器监视应急发电机监视直流操作电源监视G应急发电机1号高压进线2号高压进线1号变压器2号变压器母联开关高压测监控内容高压进线主开关的分合状态及故障状态监测；高压进线三相电流监测；高压进线ABBCCA线电压监测；高压进线频率监测；功率因数监测；电量计量等。低压测监控内容变压器二次侧主开关的分合状态及故障状态监测；变压器二次侧AB、BC、CA线电压及电流监测；变压器二次三相功率因素；母联开关的分合状态及故障状态监测；母联的三相电流监测；各低压配电开关的分合状态及故障状态监测；各低压配电出线三相电压、电流、功率及功率因数监测；电量管理与分析等。变压器及发电机监控变压器温度监测；风冷变压器风机运行状态监测；油冷变压器油温及油位监测；发电机线路电气参数的监测，如电压、电流、频率、有功功率、无功功率等；发电机运行状况监测，如转速、油温、油压、进出水温、水压、排气温度、油箱油位等；发电机及相关线路状态检测等。直流操作电源监控直流蓄电池组的作用是产生直流220V、110V、24V直流电。它通常设置在高压配电室内，为高压主开关操作、保护、自动装置及事故照明等提供直流电源。为保证直流正常工作，变配电及应急发电设备监控系统监视各开关的状态，尤其要对直流蓄电池组的电压及电流进行监视，及记录，若发现异常情况及时处理。照明系统照明系统是提供良好、舒适环境的重要手段，同时也是能源消耗的重要组成部分。照明设备自动控制能保证建筑物内部的良好光环境控制并起到节能效果。在现代化楼宇中，利用照明设备监控系统合理地安排各区域的照明方式和照明时间，既可以满足正常生活、工作的需要，方便物业管理流程；又能起到节能作用，同时交替使用不同回路作为长明灯，保证同一区域灯泡寿命基本相同，延缓灯泡老化，增加其寿命。照明控制模式时间表控制模式情景切换控制模式动态控制模式（照度、声感、红外）远程强制控制模式联动控制模式（混合模式）冷热源系统冷源设备包括冷水机组、冷却塔、热泵、水泵等。主要为建筑物空调系统提供冷量。热源设备包括锅炉机组或热泵机组等，除为建筑物空调系统供热外，还包括生活热水系统。冷热源系统控制原理图水管温度水管流量水管压力手/自动状态水流状态高低水位故障报警开关状态调节式水阀变频水泵冷冻机组开关冷却塔开关水泵开关开关式水阀模拟输入（AI点）模拟输出（AO点）数字输入（DI点）数字输出（DO