1、建筑设备自动化学习感想建环 0901 昝卓禹 200926060101随着经济的发展和人民生活水平的提高，创造健康、舒适、安全、方便的人居环境是 21 世纪我们建环人的重要任务，同时，节约能源、保护环境是我们专业可持续发展的基本条件。而今高科技的飞速发展，建筑设备自动化系统是智能建筑的核心功能之一，对于我们建环专业未来的发展起着关键作用，它的涉及范围很广，融合了众多专业的知识，对于我们的要求比较高，但是它又是将来智能建筑所必不缺少的知识，它涉及计算机控制理论与技术，计算机网络通信与技术，建筑设备系统理论与技术通过“多学科交叉融合”而形成的一个处于不断发展的独具特色的新技术领域。这本书共有 11
2、 章，老师就本书的前五章给我们进行了详细的讲解。第一章对是对建筑设备自动化的概述。随着信息技术的发展，电子技术、自动控制技术、计算机及网络技术和系统工程得到了空前的高速发展，逐渐渗透到人类生活的各个领域，对人类的生产、学习和生活方式产生了极大的影响，给人们带来了前所谓哟的方便和利益。与人类工作、学习和生活密不可分的主要活动场所各类建筑也毫不例外地受到了影响和冲击，使人们对赖以生存的工作和生活的建筑环境的安全性、舒适性、便捷性等诸多方面也提出了更高的要求，强调高效率、低能耗的“绿色建筑”是可持续发展的目标、智能建筑便是在这样的背景下应运而生，悄悄走进了人类生存的社会。智能建筑是一个综合的系统化工
3、程，建筑、结构、水、采暖与通风、电气等部分构成有机整体。智能建筑融合了多各学科，是现代建筑技术，计算机技术，控制技术，通信技术及图像显示技术等现代技术结合的产物，具有工程投资合理，设备高度监控，信息管理科学，服务优质高效，使用灵活便利和环境安全舒适等特点。只能建筑按其用途主要分为智能办公、商用楼，智能建筑群，智能化住宅，智能化小区。其系统主要由建筑管理系统 BMS、信息网络系统 INS和通信网络系统 CNS 三大子系统组成。楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统，是智能建筑最重要的子系统之一，其任务是对建筑物内的能源使用，环境，交通健全设施进行监测，控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且
4、舒适宜人的工作或居住环境。设备自动化系统的体系结构包括中央管理计算机（或称上位机，中央监控计算机） 、直接数字控制器、建筑设备自动化通信网络和传感器与执行器。BAS 系统的末端为传感器与执行器，他被装置在被控设备的传感检测元件和执行元件上。从建筑设备自动化系统的发展历程和未来趋势来看，其技术支撑体系具有多学科交叉融合的特点，其核心内容包括：计算机自动控制理论与技术，计算机网络通信技术和建筑环境与设备系统理论。正确认识和理解建筑设备自动化支撑体系和他们之间的相互关系是非常重要的。第一是有利于专业工程技术人员素质的提高，避免出现懂控制不懂设备系统，懂设备系统不懂自动控制的尴尬局面，第二是可以促进人
5、们从系统的总目标出发，将各有关技术协调配合，综合运用，而不是将各种技术进行简单的堆砌。第三是有利于技术应用创新。智能建筑是信息时代建筑业的发展方向，是实现绿色建筑和生态建筑理念的重要手段之一，在工程实践中，可以按楼宇设备功能，楼宇建筑层面或上述两种方式混合来组织 BAS 系统，从建筑设备自动化系统的发展历程和未来趋势看其技术支撑体系的核心内容包括：计算机自动控制理论与技术，计算机网络通信技术和建筑环境与设备系统理论，具有多学科交叉融合的特点，正是由于这种学科交叉和技术运用的综合，才产生了 BACnet 和系统集成等具有领域特色新技术。第二章的主要内容是计算机控制系统与通信网络结构，其中计算机自
6、动控制系统是计算机技术与自动控制技术相结合的产物，是实现 BAS 的核心技术之一。计算机自动控制的任务是控制某些参数按照指定的规律变化，满足设计要求，计算机的控制系统的控制过程为：1）数据采集 被控制参数实时检测并转化成标准信号输入到计算机；2）控制 计算机对采集的数据信息进行分析、求偏差并按照以确定的控制算法进行运算，发出相应的控制指令，产生调节作用施加与被控对象。为了完成上述的实时监控任务，计算机控制系统包括硬件和软件两部分，硬件部分主要包括主机、外围设备、过程输入输出通道、人机联系设备等；软件部分是指能够完成各项功能的计算机程序的总和。它分为系统软件和应用软件两大部分。按照使用的语言划分
7、，软件可分为机器语言、汇编语言和高级语言；按其功能划分，可分为系统软件、应用软件和数据库等。计算机控制系统的类型与其所控制的生产对象和工艺要求密切相关，被控对象和工艺性能指标不同，相应的计算机控制系统也不同，根据计算机系统的特点有操作指导控制系统、直接数字控制系统、计算机监控系统、分布式控制系统、现场总线控制系统、建筑物自动化系统的现场总线和计算机集成制造系统 CIMS。其中分布式控制系统和现场总线控制系统应用较多，分布式控制系统又称集散控制系统，它采用分散控制、集中操作、分级管理、综合协调的设计原则，实现了分散控制，系统的处理能力提高很多，而危险性大大分散，较好地满足了计算机控制系统的实用性
8、、可靠性和整体协调性等要求。而现场总线控制系统是一种全数字、半双工、串行双向通信系统，它不但满足了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的要求，而且简化了系统的安装、维护和管理，减少了系统的投资、运行成本和线缆数量，增强了系统的性能。智能建筑的自动化关键在于设备自动化控制系统的集成技术，所谓系统是由相互作用、相互联系的若干要素所组成的具有特定功能的统一整体。系统集成是指从一定的应用要求出发，将彼此之间存在相互作用的各个子系统，借助相应的技术进行有机地结合，使之成为一个统一、高效、实用、可靠的整体。它是一种理念、方法或技术手段。智能建筑系统集成的内容主要包括功能集成、网络集成和界面集成等。信息
9、技术是应用信息科学的原理和方法，研究信息的产生、获取、传输、存储、处理、显示及应用的工程技术。综合布线技术则信息技术中关于信息传输的一种特殊技术，即将建筑物内所有电信、文图、数据、多媒体设备等的布线综合在一套标准的布线系统上，实现多种信息系统的兼容、共用、互操作的功能。第三章介绍的内容是建筑设备自动化中的监控设备，控制设备是构成自控系统现场硬件不可缺少的设备，无论是在模拟控制系统和计算机控制系统中，它们都是重要的组成部分。监控设备主要有传感器、变送器、控制器及执行器等。在建筑设备自动化系统中，为了对各种变量进行检测或控制，首先要把这些变量转变成容易比较且便于传送的信息，这就要用到传感器。按照特
10、性、实用性和经济性划分，传感器的指标一般分为两大类。1） 性能指标：量程 重复性 准确度等级 灵敏度 漂移 响应时间 响应特性2） 实用与经济指标：造价 维护 兼容性 环境 干扰常用的传感器有温度传感器、湿度传感器、压力压差传感器、水流量传感器、液位传感器、CO2 传感器等。常用传感器选用要点：1）选择合适量程 2）选择适当精度 3）选择适当精度 4） 安装方式，接线和电源 5）输出信号形式 6） 使用环境的要求 7） 使用经济。控制器是建筑环境与设备自动控制中确保热工参数达到要求的检测和控制器件。根据工程需要，一般可使用模拟控制器或软件控制器对过程进行控制。按使用能源分类有电动仪表、自力式自
11、动控制仪表，按结构形式分类有基地式仪表、单元式组合仪表和组装电子式调节仪表。执 行 器 是 控 制 系 统 的 执 行 部 件 ， 控 制 系 统 的 末 端 控 制 单 元 ， 它 的 输 出 影响 被 调 参 数 。 控 制 器 的 输 出 信 号 作 为 执 行 器 的 输 入 信 号 ， 执 行 器 的 输 出 与 输入 的 关 系 是 该 执 行 器 的 特 性 ， 正 确 选 取 执 行 器 的 特 性 有 利 于 改 善 自 动 控 制 的调 节 精 度 。 执 行 器 主 要 有 膨 胀 阀 、 电 磁 阀 、 水 量 调 节 阀 、 风 量 调 节 阀 、 放 风阀 、 排
12、烟 阀 等 。在 制 冷 系 统 中 ， 膨 胀 阀 主 要 起 着 膨 胀 节 流 的 作 用 ， 它 将 液 体 制 冷 剂 从 冷凝 压 力 减 小 到 蒸 发 压 力 ， 并 根 据 需 要 调 节 进 入 蒸 发 器 的 制 冷 剂 流 量 。 电 磁 阀是 用 来 实 现 对 管 道 内 流 体 的 截 止 控 制 的 ， 它 是 受 电 气 控 制 的 截 止 阀 ， 通 常 用作 两 位 控 制 器 的 执 行 器 ， 或 者 作 为 安 全 保 护 元 件 。 ， 它 具 有 两 位 特 性 ， 即 打开 或 关 闭 阀 门 。 电 动 调 节 阀 接 受 电 动 、 电 子
13、 式 调 节 器 或 DDC 控 制 器 输 出 的调 节 信 号 ， 切 断 或 调 节 输 送 管 道 内 流 动 介 质 的 流 量 ， 以 达 到 自 动 调 节 被 控参 数 的 目 的 。在 计 算 和 选 择 调 节 阀 时 调 节 阀 的 流 量 特 性 及 口 径 的 选 择 正 确 与 否 直 接 影响 系 统 的 稳 定 性 和 调 节 质 量 。 调 节 阀 流 通 能 力 是 衡 量 阀 门 流 量 控 制 能 力 的 另一 个 重 要 物 理 量 。 调 节 阀 的 选 择 包 括 其 流 量 特 性 的 选 择 、 结 构 形 式 的 选 择 、开 闭 形 式 的
14、 选 择 、 工 作 范 围 的 选 择 和 口 径 的 计 算 ； 而 调 节 风 阀 的 选 择 包 括 风阀 的 流 量 特 性 、 性 能 及 其 执 行 器 的 选 择 。第 四 章 讲 解 了 空 气 处 理 设 备 的 控 制 ， 空 调 系 统 中 的 各 个 设 备 容 量 根 据 空调 房 间 内 可 能 出 现 的 最 大 热 、 湿 负 荷 来 选 择 。 但 在 空 调 实 际 运 行 中 ， 由 于 房间 受 到 内 部 和 外 部 各 种 条 件 的 干 扰 而 使 室 内 湿 热 负 荷 不 断 发 生 变 化 ， 因 此 自动 控 制 系 统 就 要 能 指
15、挥 控 制 系 统 的 有 关 执 行 机 构 改 变 其 相 对 位 置 ， 从 而 使 实际 输 出 量 发 生 改 变 ， 以 适 应 空 调 负 荷 的 变 化 ， 满 足 生 产 和 生 活 对 空 气 参 数 的要 求 。 空 调 系 统 中 的 控 制 对 象 多 数 热 工 对 象 ， 从 控 制 角 度 分 析 具 有 多 干 扰 性 ，温 、 湿 度 相 关 性 和 多 工 况 的 特 点 。这 一 部 分 的 设 备 系 统 包 括 新 风 机 组 监 控 系 统 、 风 机 盘 管 和 空 调 机 组 自 动控 制 系 统 。 新 风 机 组 是 半 集 中 式 空 调
16、 系 统 中 用 来 集 中 处 理 新 风 的 空 气 处 理 装置 ； 风 机 盘 管 为 半 集 中 式 空 调 系 统 中 的 末 端 设 备 ， 由 空 气 的 加 热 /冷 却 盘 管和 风 机 组 成 ； 空 调 机 组 自 动 控 制 系 统 又 分 为 定 风 量 和 变 风 量 两 种 。老 师 给 我 们 讲 解 的 最 后 一 个 部 分 是 书 的 第 五 章 ， 集 中 空 调 冷 热 源 与 空 调水 系 统 的 监 控 ， 集 中 空 调 冷 热 源 系 统 一 般 以 制 冷 剂 、 热 泵 、 热 水 机 组 为 主 ，并 配 以 多 种 水 泵 、 冷 却
17、 塔 、 热 交 换 机 、 膨 胀 水 箱 、 阀 门 等 。 冷 热 源 系 统 既 是暖 通 空 调 系 统 的 心 脏 ， 也 是 能 耗 大 户 ， 因 此 是 系 统 的 监 控 重 点 ， 冷 热 源 的 监测 与 控 制 包 括 制 冷 剂 、 锅 炉 主 机 及 各 辅 助 系 统 的 监 测 控 制 ， 监 测 与 控 制 系 统的 主 要 任 务 是 ：1） 基 本 参 数 的 测 量 ， 设 备 的 正 常 起 停 与 保 护 ；2） 基 本 的 能 量 调 节 ；3） 冷 热 源 及 水 系 统 的 全 面 调 节 保 护 及 联 动 控 制 。这 一 章 介 绍 的
18、 自 动 控 制 系 统 有 制 冷 机 组 的 自 动 控 制 、 冷 冻 站 系 统 的 监 测与 控 制 、 锅 炉 的 监 控 和 蓄 能 空 调 系 统 的 控 制 。 其 中 制 冷 机 组 的 自 动 控 制 任 务就 是 实 时 控 制 基 本 设 备 的 输 出 量 ， 使 其 与 负 荷 变 化 相 匹 配 ， 以 保 证 被 被 控 制参 数 达 到 给 定 值 ， 同 时 也 应 保 证 制 冷 装 置 安 全 运 行 、 参 数 超 限 保 护 及 报 警 、参 数 记 录 、 故 障 显 示 诊 断 等 ； 冷 冻 站 监 控 系 统 的 作 用 是 通 过 对 制
19、 冷 机 组 、 冷却 水 泵 、 冷 却 水 塔 、 冷 媒 水 循 环 泵 台 数 的 控 制 ， 在 满 足 室 内 舒 适 度 或 工 艺 温湿 度 等 参 数 的 条 件 下 ， 有 效 地 、 大 幅 度 地 降 低 冷 源 设 备 的 能 量 消 耗 ； 蓄 能 控制 系 统 的 控 制 实 质 是 将 空 调 负 荷 转 移 至 用 电 省 或 电 费 低 的 时 间 里 ， 来 减 少 每个 月 的 运 行 费 用 ， 因 此 蓄 能 空 调 系 统 必 须 合 理 选 择 系 统 的 运 行 模 式 ， 以 便 既满 足 建 筑 物 的 供 冷 /热 需 求 ， 又 避 免
20、 电 耗 过 大 。这 门 课 以 我 们 建 环 专 业 为 控 制 目 标 ， 基 于 计 算 机 网 络 控 制 技 术 ， 通 过 工程 案 例 ， 阐 述 建 筑 设 备 自 动 化 系 统 的 组 成 、 监 控 设 备 与 控 制 原 理 ， 将 计 算 机网 络 控 制 技 术 与 空 调 制 冷 、 供 热 与 通 风 等 建 筑 设 备 工 艺 技 术 有 机 结 合 起 来 。建 筑 环 境 自 动 化 这 门 课 使 传 统 的 建 筑 设 备 与 现 代 科 技 完 美 地 融 合 ， 让 我 们 建环 人 更 方 便 、 简 单 的 对 建 筑 环 境 进 行 监 控 ， 让 人 类 在 生 活 、 学 习 和 工 作 上 对于 环 境 越 来 越 高 的 舒 适 度 要 求 得 到 更 好 的 满 足 ， 这 是 社 会 进 步 、 人 们 生 活更 加 好 的 表 现 ， 更 是 人 类 进 步 的 表 现 ！
