第四章建筑设备自动化系统
4.1 建筑设备自动化系统综述
4.1.1建筑设备自动化系统的基本概念
1、 BAS定义
❖ 建筑设备自动化系统BAS（Building Automation System），主要内容包括由楼宇机电设备控制构成 的设备环境监控系统、由消防系统和保安系统组成的 安全保卫监控系统二大块。
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第四章建筑设备自动化系统
4.1.3 建筑设备自动化系统的结构
1、BAS的系统结构
❖ 智能建筑的核心是系统集成。BAS与CAS，OAS 相似，各系统均分别采用计算机控制与管理，并 联网运行。各子系统自成智能体系，系统之间亦 联网。智能建筑3A系统结构见图4-2：
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第四章建筑设备自动化系统
•CA
•中央计算机
•OA
•主干网
•PTSN •PSDN
•网络数据库
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•监控 站
•BA-LAN
•操作
•操作
站
站 •图4.5 综合化体系结构图
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4.2建筑设备控制系统分类
4.2.1 计算机控制系统
•r(t) +
•e(t)
•e(k)
•中央监控机
•信息网
•操作
台 •控制网
•…
•控制网
•操作台
• •
• • • •
• •
•现场控制 器
传
执
感
行
器
器
•…
•现场控制 器
传
执
感
行
器
器
•现场控制 器
传
执
感
行
器
器
•…
•现场控制 器
传
执
感
行
器
器
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•图4-8 DCS系统结构图
➢ 从狭义的观点来看，建筑设备自动化系统的内容包 括大厦各自动化设备的分系统，如采暖、制冷及空 调分系统，照明设备控制分系统，给排水分系统， 电梯控制分系统，供配电分系统，停车场管理分系 统等，即使是由某些专用控制商提供的产品，建筑 设备自动化系统也必须负责其状态监测。
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•图4-2 智能建筑3A系统结构图
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2、BAS体系结构
❖ 按系统规模及管理和控制方式可分为三种类型：
(1)集中式BAS 集中式BAS将所有现场信号集中于同一场地。
通常由一台工业控制计算机，通过过程通道实现集 中数据采集和控制，并实现异常状态报警，报表生 成，费用计算等基本设备管理功能。由于单机处理 能力有限，或是不适宜管理人员进入的场地（如变 电站），集中式BAS更多地采用双机结构来实现。
➢ 从广义的观点来看，国际上已经把安全监控系统 (Security Automation System，简称SAS)与消防 监控系统(Fire Automation System，简称FAS)纳 入BAS的范畴中，在这里由于我国国情，可暂不考 虑消防监控系统。
➢ 建筑设备自动化系统的组成如图4-1所示
•T表示模 拟调节器
•管理命令
•SCC
•给定值 值
测量
•报告
•T
•A/
•T
D
•多路开关
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•检测元件
•生产过程 •SCC + 模拟调节器控制系统原理
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•管理命令
•给定值
•DD C •D/A
•逆向多路开关
•SCC
•报告 测量值
•A/ D •多路开关
•检测元件
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•9、监控中心
• 智能化大楼自动化是由各个子系统组成的， 子系统之间相互协调，具有互操作的特性。监控 中心的服务站的主要功能就是对这些子系统进行 集中管理和协调，共同组成一个完整的控制网络。
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10、信息系统
信息系统主要是对整个大楼的 Internet网 络进行监控和管理。首先要对网络设备进行监 控，保证对外信息畅通；其次要保证本大楼重 要资料的信息安全，最大限度地防范网络黑客 的进攻和破坏。楼宇自动化系统应该是一个开 放的系统。大楼网站和楼宇自动化系统相连， 可以实现楼宇的远程监控，从而使大楼监控人 员对大楼的监控不受时间和地点的限制。
•
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•系统数据库
•营运管理 •计算机
•通讯网络•远程操作 终端•操作站•监控站
•监控站
•数据采 •集系统
•设备监 控系统
•图4-4 BAS系统结构图
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(3)综合化BAS
特点是分布控制，综合化管理。它以传统 的分布式BAS为基础，通过计算机网络与OA、 CA系统整合，因而能够支持综合化服务和管 理功能，如多功能电话，OA终端的远程操作， 综合计费等。整个系统用楼字自动化局域网 （BA—LAN）连接起来，以网络的单机数据 库代替了传统集中式数据库。
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2、空调系统
为了使智能化大楼真正达到舒适、节能的效果， 对不同区域的空调系统按事先编制的程序或根据环 境温度自动控制建筑物内的中央空调制冷机组、冷 却水泵、冷却塔风机、电磁阀门、风机的启停；监 视、动态显示和记录各设备的状态、室内外各测点 的温度、湿度、压力、流量、二氧化碳含量、空气 负离子含量、阀门的开度和运行时间等参数；自动 进行故障报警或停机，动态显示有关水泵、阀门、 风机的位置和状态等。
•生产过程 •SCC + DDC控制系统原理图第四章建筑设备自动化系统
3、集散型控制系统DCS
集散型控制系统DCS（ Distributed control system）以多台计算机分别承担不同的控制功能 和处理范围，不仅使处理能力大大提高，而且将 危及系统安全的因素降低。
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( Direct Digital Control)
直接数字控制系统是计算机的过程输入，通 过控制算法得到控制输出后，以计算机取代模 拟调节器，直接通过接口控制执行机构，从而 实施对现场被控过程的控制，使被调量保持在 给定值，主要用于较小的回路控制，DDC系统 由被控对象（生产过程）、检测仪表、执行装 置和数字控制调节器组成。
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6、给排水系统
对各给水泵、排水泵、污水泵和饮用水泵的运 行状态、各种水箱及污水池的水位进行实时监测， 通过对给水系统压力的监视及其水位、压力状态， 启停相应的水泵，以保证给排水系统的正常运行。
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•1 •TC •8
•高水位 •低水位
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•报警
•报表生成 •费用计算 •设备管理
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•上位机
•下位机
•设备控制
•数据采集
•图4-3 集中式体系结构BAS
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•(2)分布式BAS
• 分布式BAS是目前广为采用的BAS体系
•结构，它的特点是分布控制，集中管理，体 系结构具有层次化的特征。
消防系统实施对建筑物内消防栓、喷淋水、消 防水泵、稳压水泵、火灾烟感、温度探测报警器、 防火排烟阀、消防电话等设施联网进行监视与自动 控制；一旦出现火灾，消防系统除了自身立即切换 到消防模式，自动进行相应动作之外，还应立即通 过楼宇自动化系统，向变配电、排给水、空调、电 梯、保安等相关系统发出进入消防模式的命令，由 这些设备自身的控制系统来协调和实现消防动作。
不同。
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设定值控制系统（SCC, Supervisory Computer Control ）( SPC, Set Point Control )
SCC系统有两种结构形式, 即SCC+模拟调 节器和SCC + DDC控制系统.
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3、BAS系统的意义和作用
（1）节省大规模的能耗 （2）延长设备的使用寿命 （3）提高楼宇管理水平 （4）提高环境的舒适性 （5）提高设备的安全性
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4.1.2 建筑设备自动化系统的组成
➢ 建筑设备自动化系统有狭义与广义之分
第四章建筑设备自动化 系统
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2020/11/28
第四章建筑设备自动化系统
本章主要内容
4.1 建筑设备自动化系统综述 4.2 建筑设备控制系统分类 4.3 建筑设备自动化系统实现原理 *4.5 建筑设备自动化系统的工程设计 *4.6 BAS的发展趋势及科研选题问题讨论
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•u(k)
•u(t)
•y(t)
•A/D • 计算机 •D/A •控制对象
•-
•图4-6 控制原理图
•特点：被控制对象大部分为模拟信号：r(t)、 •e(t) 、 u(t) 、y(t),而计算机处理的为数字信号：e(k)、 u(k).故需经A/D、D/A变换。
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1、直接数字控制系统 DDC
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第四章建筑设备自动化系统
• • • • • • • • • •
•建筑设备自动化系统（BAS）
