楼宇自控串讲简精讲

楼宇自控现场总线及自动化北京市重点实验室宋浩四教西808说在前面关于“楼宇自控”智能建筑、楼宇自控、智能小区可以暂时看成一个东西（在你能够分清其间差别之前）。科技改变生活——建筑领域的技术进步遮风挡雨时代基本生活便利时代享受时代1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.1课程介绍：自动化专业技术课，为自动化学生的专业素质培养奠定必要的工程基础；先修课程为：电气工程制图、自动控制原理、PLC原理及应用（常用电器）、检测技术、单片机等；课程以客堂讲授为主（32课时），安排有实际工程方案讲解以及专题设计环节。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.1.1总结我们的学习目的分析和规划（一个系统的运行规律并且将其实现出来的能力——这是工程技术人员的必备能力。）作为自动化专业的学生来说，首先应当具有系统的观念，能够从整体上理解工作对象的组成和运行原理，才能够实现一个自动控制或者检测系统的设计。系统的组成：检测及数据输入系统、信息传输网络、控制及决策系统、执行机构及受控对象。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.1.2通过专业知识的学习，我们了解到，要实现一个功能正常的自动控制系统需要进行两方面的工作——控制和执行机构硬件电路设计；控制逻辑的设计——软件；1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.1.2相关课程和硬件相关的专业课程有可编程逻辑器件、电子线路设计、PLC、检测技术课程设计等；可以参考相关的高级语言以及单片机课程学习控制逻辑（软件）的设计方法；过程控制和本课程能够体现控制系统的观念，楼宇自控（智能建筑）课程内容比较浅显且贴近大多数人的生活，理论知识较少，实践性强（相较理论性课程来说应该容易一些）。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.2楼宇自动化技术特点：1.楼宇自控（智能建筑）是自动化的新兴领域，体现社会信息化的趋势以及人们对生活质量的追求；和已经比较稳定的传统工业控制相比，智能建筑仍处在一个相对活跃和蓬勃发展的时期。同时，智能建筑行业也是相关专业人士的一个就业热点，较早掌握相关知识能够使我们在将来的竞争中赢得先机。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识2.本课程将比较系统的讲授一个综合运用专业知识的行业——在这个讲解过程中很少涉及到晦涩的理论知识，也很少遇到过于复杂的电子电路（尽管深入的学习会发现，这个简单行业是以几十年信息、电子、控制以及建筑理论进步积累的结果）。智能建筑的控制对象就在我们每一个人身边，容易理解。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识3.为自动化技术的应用描绘一个可能的（比较有活力的）应用前景，在这里，希望同学们能够体会到：自动化专业人士今后可能的工作会有哪几种方式（检测、系统硬件设计和制造、控制原理研究和系统设计、软件设计、系统集成等），从中选择自己感兴趣的方向作为自己的职业；了解当今技术的发展方向和热点，为以后的学习提供参考。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.3控制系统（仪表）的发展分散控制：手动；基地式仪表；电动/气动单元组合仪表；计算机集中控制系统集散控制系统现场总线技术1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.3.1控制系统（仪表）的发展发展的主动力和趋势：以计算机软硬件技术为代表的信息技术的发展，计算器件的广泛应用，使得每一个控制设备都具有一个CPU以及相应的数据通讯方式，具有独立的计算和通信能力。前面提到的发展过程就是这种趋势的生动体现。信息技术的发展也是智能建筑行业发展的基础。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.3.2控制系统运动控制：对快速变化对象进行控制——最典型的应用飞机自动导航以及导弹制导等。最早的类似系统采用机械传感器，通过弹簧、齿轮、连杆、液压设备作为执行器。后来采用包括机械、电子传感器，采用模拟计算机控制，机械/液压或者模拟式电传操作；最新型的系统采用多余度数字计算机控制，数字电传操作。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.3.2控制系统过程控制：对温度、流量、压强、组分浓度、液位等变化比较缓慢的对象进行自动控制。过程控制系统的发展经历了从模拟到数字，从分散到集中再到分散的过程。在很大程度上，智能建筑可以被认为是若干控制系统的组合，这其中大多数属于对实时性和准确性要求不高的过程控制系统。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.4楼宇智能化技术的基本概念1.4.1.楼宇智能化的定义（含义）：通过对建筑物的结构、系统、服务和管理方面的功能以及其内在的联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能楼宇能够帮助建筑的主人提高其工作效率；财产的管理者、和拥有者能够为此而在日常管理开支、生活舒适性、便利性以及安全等方面获得最大的利益回报。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识2.智能楼宇应当具备的基本功能：智能建筑通过其结构、系统、服务和管理的组合提供一个高功效、低消耗的环境；在上述环境中，智能建筑能够为管理者以最小的代价获得最有效的资源管理；智能建筑能够帮助其业主、管理者或者用户实现造价、舒适、方便、安全以及市场效应多方面的目标。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识3.早期的智能建筑在80年代建成第一批“智能化”建筑——美国的“都市办公大楼”（康涅狄格州）和日本的青山大楼等——都是商用建筑。共同特点：先进便捷的生活设施（包括空调、照明、安防、电梯等生活设备）；发达的信息网络，实现办公自动化；管理自动化系统；环境和资源的充分利用——中国的概念性建筑中较少考虑环保问题。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识按照IBI（IntelligentBuildingInstitute）机构的定义，智能建筑是通过优化四个基本元素：结构、系统、服务和管理来提供有效和舒适的环境。智能建筑帮助业主和用户达到在费用、舒适度、便利、安全等方面的目标。如今，美国有智能大厦几万幢，日本新建的建筑中80％以上将智能化。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识智能建筑的功能实现，主要依赖于3C技术：计算机技术；自动控制技术；通信技术。以上每种技术都是一个复杂的技术体系，在智能建筑这个行业领域，一般不用涉及到这些技术的理论部分，重点在于各种应用技术的综合。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识智能建筑应当达到的目标：1.提供安全、舒适快捷的优质服务安防系统应当包括：防盗报警、门禁控制、闭路监控、寻更管理、紧急广播和呼叫系统以及停车场管理系统等；生活服务系统包括：空调和供热、照明和供电控制、卫星及共用天线电视系统、背景音乐及多媒体音像系统等；管理及信息自动化系统应当包括：结构化综合布线、信息传输、通信网络、办公自动化和物业管理系统。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识智能建筑应当达到的目标：2.科学的综合管理机制一幢建筑能不能达到“智能化”的要求，除去硬件的先进性之外，还应当特别注意配套软件的功能，以及使用人员的素质与培训。——这个道理是显而易见的，再先进的工具，再前卫的概念，没有良好的管理体制和熟练的操作人员，都不会发挥出其应有的效能。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识智能建筑应当达到的目标：3.节省能耗和降低人力成本技术的进步使我们能够获得越来越高的投入产出比率，在智能建筑比传统建筑优越的地方在于我们在获得更加舒适便利的居住、工作环境的同时能够节省能耗，自动化的运营管理模式能够最大限度的降低人力成本。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识智能建筑的主要特征作为新近发展起来的边缘技术，智能建筑并不具备严格的定义和准确的技术分类，但是总的来说，包括以下几部分的内容：BAS——建筑设备自动化系统；OAS——办公自动化系统；CAS——通信自动化系统。正是这几大技术构成了智能建筑的主体，也有人将智能建筑称为3A大厦。3A和5A在BAS系统中，还可以分出安全自动化（SAS）；防火自动化（FAS）；所以在现在许多广告宣传中，将比较全面应用楼宇自控技术的建筑称为“5A”建筑。1.4楼宇智能化技术的基本概念智能建筑技术的体系结构（七层结构）一般建筑环境；智能建筑环境；建筑通信基础设施系统；设备自动监控系统；运营系统；公用信息处理系统；专用信息处理系统。1.绪论：楼宇自动化系统基础知识1.从你学过的课程中，列举至少四种以上可应用于楼宇自动化技术的技术课程。2.你在你的心目中，所谓智能建筑应当达到什么标准？3.你对第1题中哪种技术最感兴趣，认为哪种技术最有发展前/钱途？4.你希望在以后的课程中更多介绍哪一方面的内容？课后作业：总结至少十种楼宇自控系统中可能遇到的控制对象（或者参数）；结合所学专业知识谈谈上题中至少两种对象的可能控制方式（最好能够根据系统成本、性能以及可靠性等方面对可能的控制方式进行可行性分析）。楼宇自动化系统(BAS)设计智能建筑应用技术专题现场总线及自动化北京市重点实验室宋浩楼宇自动化系统(BAS)设计目前，楼宇控制领域的技术创新正在以迅猛的势头不断发展，这得益于计算机技术、通讯及信息技术（IT）产业的飞速发展，这些产业正为人们提供更新的产品特性和功能。楼宇控制产业在以上提到几个产业中并不处于领先的地位，但是需要紧紧跟随其它技术的创新而提高水平，从而才能增加楼宇控制系统的价值。这促使我们要把注意力从技术研究方面转移到技术的应用方面上来，即从如何去做转移到需要我们做什么上来。新技术的应用必然会显著提高设备的性能，改善环境的舒适度，提高使用者的生产效率并且降低操作成本。这些的应用使得楼宇控制产业的应用得到扩展，促使企业间信息的交流，经营与管理的融合。这种情况下，标准对于产业的发展具有十分重要的意义。楼宇自动化系统(BAS)设计楼宇控制领域的现状：尽管许多楼宇控制产业领域的公司认为他们的产业正处于科技领域的核心，但是事实并非如此。参加每年COMDEX展览是预测未来楼宇控制行业技术的最好方法。可以根据展示的计算机和工业自动化技术设想楼宇控制产业的情景,许多时候，楼宇自控总是紧紧跟随计算机、无线通讯、因特网和其它信息系统主导着当今的技术主流。BAS产业应该竭尽全力利用这些技术生产新的产品，满足新的需求。利用这些先进的技术同时也为BAS能够与企业信息网实现系统集成提供了便利，从而使设备管理者、业主和使用者都能够贴近技术领域的核心赢得市场的关键：大多数的楼宇控制产业从业者面对大致相同的受控对象、采用相同水平的硬件以及软件开发工具，其实都在做一件事。这些商家的区别在于他们是基于不同的通讯协议以及硬件架构。要想在激烈的市场中赢得先机，商家必须做到两者之一：拥有远超同行的技术水平和优越的开发技术；你的产品能够兼容更多产品标准从而获得更加广泛的适用性。楼宇自动化系统(BAS)设计基于一个完整的智能大厦系统组成,智能大厦与非智能大厦的区别在于:完备的通讯与计算机网络设施;自动化的物业安防系统;节能设备和控制装置(包括电源装置);弹性(或柔性)工作区和各种环境控制系统。其技术一般认为由建筑自动化技术与信息技术两大部分组成,由此从管理上可分为设备管理和通信管理两大部分。楼宇自控系统组成部分：建筑设备运行管理的监控,包括(1)暖通空调系统的监控(HVAC);(2)给排水系统监控;(3)供配电与照明系统监控火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制公共安全技术防范,包括:1、电视监控系统；2、防盗报警系统；3、出入口控制及门禁系统；4、安保人员巡查系统；5、汽车库综合管理系统；6、各类重要仓库防范设施；7、安全广播信息系统。楼宇自动化系统的功能：制定系统的管理、调度、操作和控制的策略；存取有关数据与控制的参数；管理、调度、监视与控制系统的运行；显示系统运行的数据、图象和曲线；打印各类报表；进行系统运行的历史记录及趋势分析；统计设备的运行时间、进行设备维护、保养管理等；火灾报警系统火灾报警系统属于楼宇自控系统的一个子系统，可在完全脱离其他系统或网络的情况下独立运行和操作，完成