（2002年機(jī)械工業(yè)出版社出版的圖書）

《建筑物自動化系統(tǒng)》是機(jī)械工業(yè)出版社出版的圖書，作者是劉國林等

書名

建筑物自動化系統(tǒng)/智能控制系列教材

作者

劉國林等

出版社

機(jī)械工業(yè)出版社

定價

18 元

ISBN

7111095545

建筑物自動化系統(tǒng)(BAS)又稱為建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)或樓宇自動化系統(tǒng)，是一個分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

在大型公建內(nèi)為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和安全等目的，采用微機(jī)控制系統(tǒng)，將配變電、動力、照明、暖通、給排水等的監(jiān)測控制管理集中在監(jiān)控中心(兼作消防中心)。該系統(tǒng)同時可以完成安全防護(hù)、報警、巡更、電子地圖、遠(yuǎn)程抄表、預(yù)收費(fèi)等功能。本系統(tǒng)所有信息可以與其他系統(tǒng)共享，實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理自動化。

建筑物自動化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能有：

1)配變電系統(tǒng)：監(jiān)視、測量電壓電流等重要電氣參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)，故障報警，遙控操作。

2)照明系統(tǒng)：控制小區(qū)的公共走道、大廳、停車庫、花園等地的照明燈，按時間、日期計劃或室外日光進(jìn)行自動開關(guān)，監(jiān)視開關(guān)的狀態(tài)。采用智能化燈光控制系統(tǒng)，可以進(jìn)行燈光場景控制，保護(hù)燈具，延長燈具壽命。

3)暖通空調(diào)：監(jiān)視、測量室內(nèi)外的空氣參數(shù)，按計劃起?？照{(diào)設(shè)備，節(jié)能運(yùn)行。

4)給排水：監(jiān)視水泵運(yùn)行狀態(tài)，各種水池液位監(jiān)測報警，飲用水過濾殺細(xì)菌設(shè)備監(jiān)測控制，熱水供應(yīng)設(shè)備監(jiān)測控制，水池液位自動控制。

5)電梯：監(jiān)視電梯運(yùn)行狀況，自動調(diào)度運(yùn)行控制，記錄運(yùn)行時間。

建筑物自動化系統(tǒng)的軟件特點(diǎn)

建筑物自動化系統(tǒng)的軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。這些軟件的要求各有特點(diǎn)。

(1)軟件的規(guī)劃、選用、編制和開發(fā)要求是中央站和分站應(yīng)配置相應(yīng)的軟件分站應(yīng)該能獨(dú)立完成所負(fù)擔(dān)的控制功能，而且在發(fā)生故障時不影響系統(tǒng)的運(yùn)行。具體要求有：

1)軟件應(yīng)有模塊化結(jié)構(gòu)，減少重復(fù)，便于擴(kuò)展。

2)操作員級別管理，防止未得到授權(quán)人員的操作或越權(quán)操作。

3)操作方便。

4)系統(tǒng)擴(kuò)展性好，數(shù)據(jù)可修改。

5)用高級語言開發(fā)應(yīng)用程序。

6)對邏輯與物理資源的編程能簡單地實(shí)現(xiàn)。

7)有系統(tǒng)診斷軟件。

8)有練習(xí)功能。

9)有操作幫助功能。

(2)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是控制和管理系統(tǒng)硬件和軟件資源，組織計算機(jī)工作流程的軟件。操作系統(tǒng)有下列幾種：

1)DOS是一種單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng)。

2)Windows 3．x是一種在DOS基礎(chǔ)上的，單用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)。

3)Windows 9X和Windows XP是一種多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

4)Windows NT是一種占先式多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

5)NOVELL NetWare是一種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

6)UNIX是一種多用戶分時操作系統(tǒng)，類似的有SCOOPENDESK TOP 3．0。

7)QNX是一種多用戶實(shí)時操作系統(tǒng)，它是UNIX的一個分支。

8)OS/2是一種占先式多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

9)Linux是一種多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

在BA系統(tǒng)中所用的操作系統(tǒng)要實(shí)時性較好，常用的為Windows操作系統(tǒng)。

控制分站軟件功能

建筑物自動化系統(tǒng)要求的控制分站軟件有系統(tǒng)軟件(監(jiān)控程序和實(shí)時操作系統(tǒng))、通信軟件、輸入/輸出點(diǎn)處理軟件、操作命令控制軟件、報警處理軟件、報警鎖定軟件、運(yùn)算軟件、控制軟件、時間/事件程序(TEP)、能量管理和控制軟件。其中一些軟件的功能是：

1．運(yùn)算軟件

主要對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，如平均值、高低值選擇、焓值計算、邏輯運(yùn)算、積算。

2．控制軟件

采用直接數(shù)字控制，有比例、比例-積分、比例-積分—微分(PID)等控制功能。它執(zhí)行現(xiàn)場要求的操作順序，用比例、比例—積分或比例—積分-微分算法控制I-WAC系統(tǒng)。程序包含DDC操作員程序，例如自適應(yīng)控制可對環(huán)境變化做出響應(yīng)，自動調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行。

3．時間/事件程序

按照時間表發(fā)出命令，或根據(jù)啟動停機(jī)計劃，點(diǎn)報警或點(diǎn)狀態(tài)變化觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的或定制的DDC程序，控制空調(diào)設(shè)備等。控制器固有的TEP提供與中央工作站TEP無關(guān)的時間順序控制和事件觸發(fā)程序。

4．能量管理和控制軟件

有最佳啟動停機(jī)程序、趨勢記錄、周期性負(fù)載和最大需求管理。

節(jié)能和控制程序庫可以在控制器內(nèi)執(zhí)行。這些程序可以從其他控制器讀取共享的輸入，以控制自己的輸出。這些程序能獨(dú)立于中央工作站而運(yùn)行，以保證系統(tǒng)的可靠性?？刂破髦С窒铝心芰抗芾沓绦颍?

(1)分散型電力需求控制

在需求電力峰值到來之前，通過關(guān)掉事先選擇好的設(shè)備，來減少高峰電力負(fù)荷。

(2)負(fù)載間斷運(yùn)行

通過間斷運(yùn)行來減少設(shè)備開啟時間，從而減少能耗。

(3)焓值控制

選擇空氣源，以使被冷卻盤管除去的空熱量最少，來達(dá)到所希望的冷卻溫度。

(4)負(fù)荷再設(shè)定

重新設(shè)定冷卻和加熱設(shè)定值，使之剛好滿足區(qū)域的最大要求。

(5)夜間循環(huán)

在下班期間開關(guān)設(shè)備，把溫度維持在允許的范圍內(nèi)。

(6)夜風(fēng)凈化

在夏季、系統(tǒng)啟動前、清晨，用冷空氣清凈建筑物。

(7)最佳啟動

在人員進(jìn)入前，為使空間濕度達(dá)到適當(dāng)值，可稍微提前啟動HVAC系統(tǒng)。

(8)最佳停機(jī)

在人員離開之前的最佳時刻關(guān)閉系統(tǒng)，既能使空間維持舒適的水平，又能盡早地關(guān)閉設(shè)備以節(jié)約能量。

(9)零能區(qū)

在某些時間，重新設(shè)定冷卻和加熱設(shè)定值，但仍維持房間內(nèi)的舒適空間溫度，以使那里的能量消耗最少。

(10)其他控制程序

1)自動轉(zhuǎn)換夏令時。操作員可以預(yù)設(shè)定，何時軟件應(yīng)將時鐘向后撥或向前撥1小時，以適應(yīng)夏令時的轉(zhuǎn)換。

2)特別時間計劃。為特殊日期，如假日，提供日期的時間安排計劃，中斷標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)處理。

3)運(yùn)行時間。監(jiān)視并累計設(shè)備運(yùn)行時間(開或關(guān)的時間)，并發(fā)出預(yù)先設(shè)定的設(shè)備使用水平的信息。

5．用戶化軟件

可簡化數(shù)據(jù)文件的修改。授權(quán)的操作員可以增加、修改和刪除控制器、測點(diǎn)數(shù)據(jù)、能量管理數(shù)據(jù)和用戶DOC程序。

6．終端仿真軟件

當(dāng)不需要分站提供圖形操作的全部能力的時候，操作員可以用視頻顯示終端(POT)或個人計算機(jī)，以合適的終端仿真軟件實(shí)現(xiàn)對簡單的點(diǎn)和設(shè)備的操作(例如，讀取測點(diǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)出對該點(diǎn)的命令)。

中央軟件的技術(shù)要求

中央軟件是裝在中央站的軟件。中央軟件的技術(shù)要求是按照設(shè)備監(jiān)控要求而設(shè)定的，一般來說中央站軟件要求的功能為：

①操作環(huán)境設(shè)定；②系統(tǒng)功能；③顯示功能；④操作功能；⑤用戶化功能；⑥控制功能；⑦數(shù)據(jù)保存功能。

下面是對設(shè)備監(jiān)控中央站軟件的一些具體技術(shù)要求：

1．操作環(huán)境設(shè)定

(1)操作環(huán)境設(shè)定功能系統(tǒng)內(nèi)全部點(diǎn)按系統(tǒng)運(yùn)用區(qū)分。這種運(yùn)用區(qū)分是對系統(tǒng)外圍設(shè)備運(yùn)用環(huán)境設(shè)定的，指定顯示器可/不可顯示、打印機(jī)可/不可打印、蜂鳴器有/X鳴響、指定每個蜂鳴器的四種報警級別。

(2)操作級別設(shè)定可設(shè)定多級口令、多級操作級別。

(3)訪問信息管理可變更系統(tǒng)口令、訪問級別。

(4)系統(tǒng)管理可變更時間、圖形信息、點(diǎn)的名稱、運(yùn)用區(qū)分。

(5)程序操作可變更時間程序等。

2．系統(tǒng)功能

(1)狀況監(jiān)控

對數(shù)字和模擬管理點(diǎn)的狀況進(jìn)行監(jiān)控，定期更新數(shù)據(jù)，并可將該數(shù)據(jù)隨時顯示在顯示器上。

(2)警報發(fā)生監(jiān)控

發(fā)生警報時，自動執(zhí)行警報發(fā)生信息顯示和強(qiáng)制畫面顯示(依據(jù)級別設(shè)定)，并在鳴響警報同時顯示警報和未確認(rèn)警報指示器。另外，對每個管理點(diǎn)可進(jìn)行警報級別(4級)以及畫面強(qiáng)制顯示級別、警報聲音信息的設(shè)定，并可設(shè)定每一警報級別的警報鈴聲。警報級別基本上分緊急警報、重警報、中警報、輕警報。

(3)啟動/停止失敗監(jiān)控

在輸入啟動/停止指令并經(jīng)過一段時間后，如果機(jī)器狀況仍然與輸出狀況不一致，就可以認(rèn)為啟動/停止失敗(異常停止/啟動)而發(fā)出警報。

(4)測量值上下限監(jiān)控

對測量值進(jìn)行上下限設(shè)定，如果測量值大于該設(shè)定值，則執(zhí)行警報判斷操作。

(5)測量值偏差監(jiān)控

對測量值進(jìn)行偏差設(shè)定，如果控制標(biāo)準(zhǔn)值和測量值的偏差大于該設(shè)定值，則執(zhí)行警報判斷操作。

(6)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間監(jiān)控

如果機(jī)器的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間大于設(shè)定值，則發(fā)出警報。

(7)運(yùn)轉(zhuǎn)時間的累計

依據(jù)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況累計運(yùn)轉(zhuǎn)時間，作為維修和檢查的指南。

(8)啟動/停止次數(shù)累計

累計機(jī)器的啟動牌止次數(shù)，以作為維修和檢查的指南。

(9)系統(tǒng)自動診斷

對系統(tǒng)內(nèi)各部件(如CPU、GW、DCS)的CPU異常、通信異常進(jìn)行監(jiān)視。在異常時，可以打印其信息。

(10)分站自動診斷

系統(tǒng)內(nèi)各分站(DDC、BS)的傳送異常時，發(fā)出信號，可以打印其信息。

(11)模擬傳感器監(jiān)視

對測量點(diǎn)傳感器斷線，變換器、發(fā)信器異常的監(jiān)視。異常時，發(fā)出信號，可以打印其信息。

3．顯示功能

可以顯示下面的內(nèi)容：

(1)日歷顯示顯示器可顯示年、月、日、星期、時間。

(2)顯示器可顯示圖像/圖表

1)顯示器顯示概要圖像/圖表。以圖表顯示出每一單元系統(tǒng)的控制和管理內(nèi)容。在圖表上顯示出機(jī)器的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況以及各種數(shù)據(jù)。每隔一定時間數(shù)據(jù)更新顯示。一張圖可最多表示多點(diǎn)的動畫。一張系統(tǒng)圖，可以分4張概要圖，畫面可以水平綞直滾動。

2)單管理點(diǎn)的信息檢索。可從顯示器的系統(tǒng)圖中調(diào)出單管理點(diǎn)畫面，并且也可顯示出該管理點(diǎn)的詳細(xì)畫面。(如時序、趨勢圖、連動程序、控制程序)。

(3)警報顯示警報發(fā)生時強(qiáng)制圖形表示。未確認(rèn)警報以圖標(biāo)表示，并以清單顯示出系統(tǒng)中尚未經(jīng)過警報確認(rèn)操作的警報。在警報級別低或自動復(fù)位的場合，也可以不經(jīng)確認(rèn)。

(4)警報歷史顯示警報歷史可長期保存，也可以用表格方式顯示。它能累積的數(shù)據(jù)組數(shù)最多各為3000組。

(5)操作歷史顯示

顯示操作時刻，啟停操作。長期記憶設(shè)定變更操作，變更操作履歷可用清單方式顯示。能累積的操作狀況和變化數(shù)據(jù)。能提供操作員操作信息。

(6)趨勢圖顯示

顯示測量對象的趨勢圖。顯示一個周期的數(shù)據(jù)。

(7)顯示器顯示月報、日報

按照日報(時間單位)、月報(日單位)格式顯示出所指定的測量值、積算值。顯示按每時(7日間)、每日(2個月間)的最大/最小/合計/平均/讀出值，最大/最小/平均可以按照特定時間范圍設(shè)定。

(8)圖形顯示

可顯示趨勢圖數(shù)據(jù)、日報/月報收集數(shù)據(jù)、機(jī)器開關(guān)狀態(tài)，可顯示其直方圖、條形圖。在同一畫面上可以同時顯示出多個管理點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

(9)監(jiān)控點(diǎn)清單顯示

操作員可以將下列項目的表格顯示出來。

1)警報點(diǎn)清單。顯示警報點(diǎn)清單。

2)模擬量點(diǎn)清單。顯示模擬量點(diǎn)清單。

3)積算量點(diǎn)清單。顯示積算量點(diǎn)清單。

4)運(yùn)行中設(shè)備清單。顯示運(yùn)行中設(shè)備清單。

5)停止中設(shè)備清單。顯示停止中設(shè)備清單。

6)維修中設(shè)備清單。顯示維修中設(shè)備清單。

(10)程序表格顯示

操作員可以將下列項目的表格顯示出來。

1)出租表格。顯示出租戶、日程等清單。

2)時序表格。顯示時序表格、程序名稱、本日時序等清單。

3)程序表格，顯示各種控制程序清單、程序名稱等清單。

(11)程序登錄點(diǎn)表格

操作員注冊控制程序的登錄點(diǎn)、程序種類、程序號顯示。

(12)警報指示

警報發(fā)生時，可以顯示處理程序以及緊急聯(lián)絡(luò)地址的畫面。

(13)幫助顯示

顯示說明操作的畫面。

(14)多窗口顯示

一個顯示器可以用多個窗口表示多個畫面。

4．操作功能

(1)手動個別啟動/停止(切換)操作可從系統(tǒng)圖畫面或是報表畫面中調(diào)出單管理點(diǎn)畫面，以便在該畫面中以手動使機(jī)器啟動牌止的操作。

(2)手動變更個別設(shè)定值可從系統(tǒng)圖畫面成是報表畫面中調(diào)出單管理點(diǎn)畫面，以便在該畫面中更改程序設(shè)定值。

(3)成組啟動/停止(切換)操作可以按照時間程序、連動程序進(jìn)行機(jī)器程序操作。

(4)變更成組設(shè)定值操作CPA程序操作，可遠(yuǎn)程更改設(shè)定值。

(5)指定維修登錄脂除操作在維修設(shè)備機(jī)器時，可以進(jìn)行圖上某點(diǎn)的維修登錄解除指定操作。這時，維修中的設(shè)備機(jī)器可以暫停控制程序的執(zhí)行。

(6)指定程序的許可杰止操作可以進(jìn)行各程序的實(shí)行褓留操作。

(7)畫面滾動功能包括系統(tǒng)圖畫面及表格形式的信息，可以進(jìn)行畫面滾動檢索操作。

5．用戶化功能主要有以下幾個方面。

(1)變更程序設(shè)定值操作可以更改時間、標(biāo)準(zhǔn)值、控制參數(shù)、登錄管理點(diǎn)等的程序設(shè)定值。

(2)季節(jié)切換操作可以切換春、秋、夏、冬季節(jié)系統(tǒng)動作。

(3)日歷時刻變更操作

可以變更系統(tǒng)的年、月、日、時間。

(4)變更平面簡圖操作

可以變更租戶的房間平面簡圖及名稱。

(5)變更管理點(diǎn)信息操作

可以進(jìn)行管理點(diǎn)的名稱、所屬系統(tǒng)、報警水平、打印指定等信息。

(6)變更程序名稱操作

可以變更簡略圖等各種程序的固有名稱設(shè)定。

6．控制功能

主要有以下幾個方面：

(1)日歷功能

使用自動判斷閏年、大月、小月的萬年歷，并且可以設(shè)定節(jié)假日。

(2)時間程序控制

將動力機(jī)器等登錄于時間程序中，即可自動驅(qū)動該機(jī)器的定時開/關(guān)運(yùn)作。時間程序根據(jù)7天及假日(1個星期日和2個特別日(由日歷指定))的周期，可對機(jī)器的啟動膺止時間作進(jìn)行2次設(shè)定。此外，不論是星期日均可在7天以內(nèi)(包含當(dāng)日)變更各機(jī)器的啟動時間。時間程序登錄的機(jī)器，最早啟動時間和最晚停止時間，可按照計劃進(jìn)行。

(3)火災(zāi)意外事故程序

發(fā)生火災(zāi)時停止空調(diào)器等相關(guān)機(jī)器的運(yùn)作。在輸入火災(zāi)信號時?；馂?zāi)畫面會顯示在顯示器上。對火災(zāi)時停止的機(jī)器，取消其他程序信號輸入。

(4)停電處理

市電斷電時(裝設(shè)有備用電源的場合)一般控制功能被中止，此時只有火災(zāi)意外程序及手動操作可以執(zhí)行輸出操作。

(5)停電/自備電時的負(fù)荷分配控制

在商業(yè)用電停電，并且進(jìn)行自備發(fā)電的場合，會自動按照發(fā)電機(jī)容量將負(fù)荷投入/切斷。

(6)恢復(fù)供電程序

恢復(fù)供電后，在將自備發(fā)電切換為商業(yè)用電時，可按照自動或手動的恢復(fù)供電指令操作，并依照自備發(fā)電時的強(qiáng)制驅(qū)動控制讓運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器停止運(yùn)作，然后一邊參照時間表一邊讓停電瞬間正在運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)器自動啟動(投入)。在部分停電的場合，可以手動恢復(fù)該點(diǎn)供電。

(7)電力需求監(jiān)視權(quán)制

進(jìn)行電力需求控制，在用電量超過合同供電量時，將負(fù)荷切除。

(8)事件程序

監(jiān)視點(diǎn)的狀態(tài)變化、報警、指定恢復(fù)條件、設(shè)定狀態(tài)動作?？梢赃M(jìn)行與/或等邏輯條件設(shè)定動作。

7．記錄功能

(1)信息記錄

負(fù)責(zé)執(zhí)行警報記錄、正常復(fù)位記錄、啟動牌止失敗記錄、測量值上下限警報記錄、停電械復(fù)供電記錄、火災(zāi)時間記錄、操作記錄、狀況變化記錄等的打印操作。警報發(fā)生時以紅字，警報復(fù)位時以藍(lán)字，其他狀況時則以黑字進(jìn)行打印。

(2)警報歷史打印

警報歷史數(shù)據(jù)、警報級別，可用表格方式打印。

(3)操作歷史打印

操作歷史，可用清單方式打印。

(4)監(jiān)控點(diǎn)表格打印

操作員可以將下列項目的表格打印出來：①警報點(diǎn)清單；②模擬點(diǎn)清單；③積算點(diǎn)清單；④運(yùn)行中設(shè)備表格；⑤停止中設(shè)備表格；⑥維修中設(shè)備表格。

(5)程序登錄點(diǎn)清單打印

打印操作員注冊控制程序的登錄點(diǎn)、程序種類、程序號。

(6)趨勢圖打印打印

操作員指定的趨勢圖。

(7)月報、日報打印

日報(時間單位)、月報(日單位)格式打印出所指定的測量值、積算值。按最大/最小/合計/平均值的運(yùn)算結(jié)果打印?？梢园凑赵O(shè)定的時間范圍最大/最小/平均值打印，可在任意時間以手動操作打印出過去7日間(含當(dāng)日)的日報。

(8)圖形打印

打印操作員指定的圖形數(shù)據(jù)。

8．?dāng)?shù)據(jù)保存功能，主要為長期數(shù)據(jù)收集

可以在顯示器顯示及打印趨勢圖、圖形日報/月報及過去7日間(含當(dāng)日)的日報、過去2個月間(含當(dāng)月)的月報數(shù)據(jù)等。

建筑物自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有集中式、分級分布式和全分布式三種。

1．集中式結(jié)構(gòu)(單機(jī)系統(tǒng))

2．分級分布式結(jié)構(gòu)(集散型系統(tǒng)，多機(jī)系統(tǒng))

該系統(tǒng)有下列特點(diǎn)：

1)節(jié)省人力，通過集中管理控制，簡化操作及培訓(xùn)維護(hù)等。

2)節(jié)能，通過集中管理控制，合理凋度負(fù)荷。

3)靈活的控制。

4)設(shè)備共用，如某些傳感器可以用在多種控制用途。

3．全分布式結(jié)構(gòu)(現(xiàn)場總線系統(tǒng))