建筑弱电应用技术建筑设备监控系统

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1、课题4建筑设备监控系统建筑弱电应用技术主编：喻建华陈旭平副主编：沈永跃1课题4建筑设备监控系统4.1控制系统基本原理及控制器调节特性14.2空气调节基础知识24.3传感器34.4典型执行机构41.1计算机网络概述4.5BAS各子系统的监测与控制54.6BAS中央控制室62【知识点】BAS的功用及构成;基本PID控制;空气调节基础知识;传感器、执行器和DDC控制器；BAS各子系统的监测参数与控制方法。【能力目标】1掌握BAS的构成、DDC的构造及其在楼宇设备控制中所起的作用；2掌握各子系统的监测参数及控制方法；3熟悉系统安装和布线的方法；4了解BAS设备联动控制

2、。课题4建筑设备监控系统3建筑设备监控系统又称为楼宇设备控制系统(BuildingAutomationSystem，简称为BAS)，是对建筑物或建筑群内的建筑设备进行运行和节能的监测与控制。按《民用建筑电气设计规范》的划分，建筑设备共有七个子系统：(1)冷冻水及冷却水系统；(2)热交换系统；(3)采暖通风及空气调节系统；(4)给水与排水系统；(5)供配电系统；(6)公共照明系统；(7)电梯和自动扶梯系统。课题4建筑设备监控系统4BAS按工作范围有两种定义方法，即广义的BAS主要包括楼宇设备控制系统、安全防范系统、消防报警系统三大部分，狭义的BAS专指楼宇设备控制系统。

3、本课题以狭义的BAS定义来进行叙述。课题4建筑设备监控系统54.1控制系统基本原理及控制器调节特性将湿度、温度、压力等非电物理量通过传感器转换成电压、电流等电气信号并非最终目的，还需对被测物理量进行深入分析、比较和调整，达到对其进行有效控制的目的。楼宇设备控制系统主要由数字控制器、传感器、执行器和被控对象组成。而数字控制器又是楼宇设备控制系统的核心部分，其控制手段、控制策略和控制方式以及调节特性决定了整个楼宇控制系统的可靠性、有效性和智能性。64.1.1控制系统基本原理按照控制系统是否具有反馈环节，控制系统可分为开环控制和闭环控制两种。没有反馈环节的称为开环控制系统，

4、反之称为闭环控制系统。1开环控制系统如果系统的输出量不被引回来对系统的控制部分产生影响，这样的系统称为开环控制系统。由于没有反馈控制作用，开环控制系统的优点是结构简单、造价低廉、容易实现，并且系统的稳定性好。对于那些输入量和输出量之间的关系固定不变，而且内部参数或外部负载等扰动因素不大，或者这些扰动能预先确定并能进行补偿，则应尽量采用开环控制系统。4.1控制系统基本原理及控制器调节特性7但是,开环控制系统的控制精度低，抗干扰能力差,所以只能用在干扰不强烈、控制精度要求不高的场合。开环控制原理如图4.1所示。图4.1开环控制原理图4.1控制系统基本原理及控制器调节特性

5、82闭环控制系统如果系统的输出量被引回来作用于系统的控制部分，形成闭合回路，这样的系统称为闭环系统，也称反馈控制系统。其特点是由输入信号和输出信号的偏差对系统进行控制，即系统的输出量对控制量有直接的影响。将检测出来的输出量送回到系统的输入端并与输入信号相减的过程称为负反馈。输入信号(又称给定值)与反馈信号(又称测量值)之差称为偏差。偏差作用在控制器上，使系统的输出值趋近于给定值。闭环控制的实质即是利用负反馈的作用来减少系统的偏差。4.1控制系统基本原理及控制器调节特性9应用在工程上就是通过测量元件对被控制对象的被控参数进行测量，与给定值进行比较，如有偏差，控制器就产

6、生控制作用驱动执行机构工作，直到被控参数值满足预定需求为止。无论造成偏差的因素是外来干扰(如环境条件等)还是内部干扰(如给定值变化)，闭环系统的控制作用总是使偏差趋向下降。因此，它具有自动修正被控量偏离给定值的能力，且精度高、适应面广，是基本的控制系统。闭环控制原理如图4.2所示。4.1控制系统基本原理及控制器调节特性10图4.2闭环控制原理图4.1控制系统基本原理及控制器调节特性114.1.2控制系统性能指标楼控系统的控制性能指标可以用稳定性、能控性、能观测性、稳态特性、动态特性等来表征，相应地可以用稳定裕度、稳态指标、动态指标和综合指标来衡量一个控制系统的优劣。4

7、.1控制系统基本原理及控制器调节特性121系统的稳定性稳定性是指控制系统在受到外界或内部各种因素的扰动作用，使得平衡状态被破坏以后，经过自动调节，使系统重新回到稳定状态的能力。当系统受到扰动后，偏离了原来的平衡状态，而在扰动消失以后，如果系统不能回到原来的平衡状态，则这种系统是不稳定的;反之，如果扰动消失后，系统经过自身的调节作用，使偏离逐渐减小，最后恢复到平衡状态，那么这种系统就是稳定的。控制系统只有稳定才有可能谈得上系统性能的优劣。4.1控制系统基本原理及控制器调节特性132系统的能控性和能观测性控制系统的能控性和能观测性在多变量最优控制中是