《建筑自动化控制系统》课件

建筑自动化控制系统课程概述课程目标主要内容12本课程旨在使学生理解建筑自课程内容包括系统概述、基本动化控制系统的基本概念和原原理、系统架构、主要子系统、理，掌握主要子系统的构成和核心技术、系统设计、系统实功能，熟悉核心技术及其应用，施、标准规范和发展趋势等具备系统设计、实施和维护的基本能力学习方法第一章建筑自动化控制系统概述本章将对建筑自动化控制系统进行全面的概述首先，我们将明确建筑自动化控制系统的定义，了解其在现代建筑中的作用其次，我们将回顾建筑自动化控制系统的发展历程，了解其技术演进的脉络然后，我们将深入探讨建筑自动化控制系统的重要性，分析其在提高建筑效率、节能减排、改善用户体验等方面的价值最后，我们将介绍建筑自动化控制系统的基本构成，为后续章节的学习奠定基础建筑自动化控制系统的定义

1.1建筑自动化控制系统（Building AutomationSystem，BAS）是指利用计算机、通信、传感器、执行器等技术，对建筑内的暖通空调、照明、电力、安防、消防、电梯等设备进行集中监控、管理和控制的综合系统其目的是提高建筑的运行效率、降低能源消耗、改善室内环境、保障安全，并为用户提供舒适便捷的生活和工作环境简单来说，BAS就是建筑的“智慧大脑”，负责协调和管理建筑内的各种设备，使其高效协同工作建筑自动化控制系统的发展历程

1.2早期阶段发展阶段成熟阶段智能化阶段主要采用继电器和简单的控制随着计算机技术的发展，出现现场总线技术的应用，使得建物联网、云计算、大数据和人器，实现对建筑设备的手动或了基于小型机的集散控制系统筑自动化控制系统更加开放、工智能等技术的融合，使得建半自动控制，功能较为单一（DCS），实现了对建筑设备灵活和可扩展筑自动化控制系统更加智能化、的集中监控和管理人性化和节能化建筑自动化控制系统的重要性

1.3提高建筑运行效率通过优化控制策略，减少设备空转和浪费，提高设备的利用率降低能源消耗根据实际需求，自动调节设备的运行状态，避免过度供暖、制冷和照明，实现节能减排改善室内环境精确控制室内温度、湿度、空气质量和光照强度，创造舒适健康的工作和生活环境保障建筑安全实时监控安防和消防设备的状态，及时发现和处理安全隐患，保障人员和财产安全建筑自动化控制系统的基本构

1.4成传感器用于采集建筑环境和设备运行状态的各种信息，如温度、湿度、压力、流量、电压、电流等控制器接收传感器采集的数据，根据预设的控制策略，发出控制指令执行器接收控制器的指令，驱动建筑设备进行相应的动作，如调节阀门开度、控制风机转速、开关灯具等通信网络实现传感器、控制器、执行器以及管理层之间的信息交换和数据传输第二章建筑自动化控制系统的基本原理本章将深入探讨建筑自动化控制系统的基本原理我们将从自动控制理论基础入手，了解PID控制、模糊控制、神经网络控制等常用控制算法然后，我们将分别介绍传感器技术、执行器技术、通信技术和计算机控制技术，深入了解这些技术在建筑自动化控制系统中的应用通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的核心原理，为后续章节的学习打下坚实的基础自动控制理论基础

2.1控制1PID比例（Proportional）、积分（Integral）、微分（Derivative）控制是最常用的控制算法，适用于大多数建筑设备控制模糊控制2基于模糊逻辑的控制算法，适用于难以建立精确数学模型的复杂系统神经网络控制3利用人工神经网络进行控制，具有自学习和自适应能力，适用于非线性、时变系统专家控制4结合领域专家的知识和经验进行控制，适用于需要人工干预的复杂场景传感器技术

2.2温度传感器湿度传感器压力传感器用于测量环境温度和设用于测量环境湿度，如用于测量管道压力和设备表面温度，如热电阻、电容式湿度传感器、电备压力，如压阻式压力热电偶、集成温度传感阻式湿度传感器等传感器、电容式压力传器等感器等流量传感器用于测量管道流量，如涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计等执行器技术

2.3电动阀门变频器照明控制器电动风阀通过电机驱动阀门开度，调节改变电机的供电频率，调节电控制灯具的开关和亮度，实现通过电机驱动风阀开度，调节管道介质流量，如电动蝶阀、机转速，控制风机和水泵的运节能照明和场景照明通风量，控制室内空气质量电动球阀、电动调节阀等行，实现节能控制通信技术

2.4Modbus一种常用的串行通信协议，适用于设备之间的通信BACnet一种专门为建筑自动化控制系统设计的通信协议，具有良好的互操作性LonWorks一种分布式控制网络技术，适用于大型建筑自动化控制系统Zigbee一种低功耗、短距离的无线通信技术，适用于无线传感器网络计算机控制技术

2.5监控组态软件提供友好的用户界面，用于监控和管理建筑设备1数据采集与处理2采集和处理建筑设备运行数据，为控制策略提供依据控制算法实现3将控制算法转化为计算机程序，实现对建筑设备的自动控制第三章建筑自动化控制系统的架构本章将深入探讨建筑自动化控制系统的架构我们将首先介绍系统的层次结构，明确现场控制层、自动化控制层和管理层的功能和作用然后，我们将分别介绍这三个层次的构成和特点，深入了解其技术细节最后，我们将探讨系统集成的重要性，分析不同子系统之间的协同工作方式通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的整体架构，为后续章节的学习提供指导系统层次结构

3.1管理层1负责系统的整体管理和监控，提供用户界面和数据分析功能自动化控制层2负责执行控制策略，实现对建筑设备的自动控制现场控制层3负责采集数据和执行指令，是系统与建筑设备的接口现场控制层

3.2传感器执行器现场控制器采集各种环境参数和设执行控制指令，驱动建实现数据采集、控制算备运行状态数据筑设备运行法和通信功能自动化控制层

3.3中央监控站通信服务器控制服务器集中监控和管理现场控制器，提供数据存实现与现场控制器和管理层的数据交换执行复杂的控制策略，优化设备运行储和分析功能管理层

3.4用户界面报表系统提供友好的操作界面，方便用户监控和管理系统生成各种报表，用于分析能源消耗和设备运行状况报警系统数据分析系统实时监测设备状态，及时发出报警信息分析历史数据，为优化控制策略提供依据系统集成

3.5数据共享联动控制统一管理实现不同子系统之间的数据共享，提高系实现不同子系统之间的联动控制，优化设通过统一的管理平台，实现对所有子系统统整体效率备运行的集中管理第四章建筑自动化控制系统的主要子系统本章将对建筑自动化控制系统的主要子系统进行详细的介绍我们将分别介绍暖通空调自动控制系统、照明自动控制系统、电力监控系统、安防系统、消防自动化系统、电梯控制系统和能源管理系统，深入了解这些子系统的构成、功能和特点通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的各个组成部分，为后续章节的学习提供更全面的知识储备暖通空调自动控制系统

4.1温度控制1控制室内温度，保持舒适的环境湿度控制2控制室内湿度，防止霉菌滋生通风控制3控制室内空气质量，提供新鲜空气节能控制4优化设备运行，降低能源消耗照明自动控制系统

4.2日光感应定时控制occupancysensor根据室外光照强度，自按照预设的时间表，自动调节灯具亮度根据室内人员动开关灯具presence，自动开关灯具电力监控系统

4.3电能计量电能质量监测故障报警监测建筑的电能消耗情况，为节能管理提监测电压、电流、谐波等参数，保障电力监测电力设备状态，及时发出故障报警信供依据系统稳定运行息安防系统

4.4视频监控实时监控建筑内外环境，防止非法入侵门禁系统控制人员进出，保障建筑安全入侵报警监测非法入侵行为，及时发出报警信息巡更系统管理保安人员的巡逻路线和时间，保障建筑安全消防自动化系统

4.5火灾探测探测火灾的早期迹象，如烟雾、温度和火焰火灾报警及时发出火灾报警信息，提醒人员疏散自动灭火自动启动灭火设备，控制火势蔓延电梯控制系统

4.6群控系统1优化电梯调度，提高运行效率智能派梯2根据乘客需求，自动分配电梯远程监控3远程监控电梯运行状态，及时发现故障能源管理系统

4.7能耗监测报表分析优化控制监测建筑的各种能源消生成各种能耗报表，用根据能耗数据，优化控耗情况，如电、水、气于分析能源消耗规律制策略，降低能源消耗等第五章建筑自动化控制系统的核心技术本章将深入探讨建筑自动化控制系统的核心技术我们将分别介绍PLC技术、现场总线技术、物联网技术、云计算和大数据技术以及人工智能技术，深入了解这些技术在建筑自动化控制系统中的应用通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的关键技术，为未来的技术创新奠定基础技术在建筑自动化中的应用

5.1PLC数据采集逻辑控制控制PIDPLC可以采集各种传感器的数据，如温度、PLC可以实现各种逻辑控制功能，如开关PLC可以实现PID控制算法，精确控制建湿度、压力、流量等控制、定时控制、顺序控制等筑设备的运行现场总线技术

5.2减少布线现场总线技术可以减少现场布线，降低安装成本提高可靠性现场总线技术具有良好的抗干扰能力，提高系统可靠性易于维护现场总线技术具有自诊断功能，方便系统维护开放性现场总线技术具有开放性，易于与其他系统集成物联网技术在建筑自动化

5.3中的应用远程监控通过互联网，可以远程监控建筑设备的运行状态智能控制通过分析物联网数据，可以实现更智能的控制策略预测性维护通过分析物联网数据，可以预测设备故障，实现预测性维护云计算和大数据技术

5.4数据存储1云计算可以提供海量的数据存储空间，存储建筑设备运行数据数据分析2大数据技术可以分析海量数据，挖掘潜在的节能机会远程服务3云计算可以提供远程服务，方便用户管理和维护建筑自动化控制系统人工智能技术在建筑自动

5.5化中的应用自学习预测优化AI可以自学习建筑设备AI可以预测建筑设备的AI可以优化建筑设备的的运行规律，优化控制运行状态，实现预测性运行参数，降低能源消策略维护耗第六章建筑自动化控制系统的设计本章将介绍建筑自动化控制系统的设计流程我们将从系统需求分析入手，明确系统的功能和性能指标然后，我们将进行系统总体方案设计，确定系统的架构和技术方案接着，我们将进行硬件选型与配置，选择合适的传感器、控制器和执行器然后，我们将进行软件设计与开发，编写控制程序和用户界面最后，我们将进行系统集成与调试，确保系统正常运行通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的设计方法，为未来的工程实践奠定基础系统需求分析

6.1功能需求性能需求安全需求明确系统需要实现的功能，如温度控制、明确系统的性能指标，如控制精度、响应明确系统的安全要求，如数据安全、设备湿度控制、照明控制等速度、可靠性等安全、人员安全等系统总体方案设计

6.2确定系统架构确定系统的层次结构和各层的功能选择通信协议选择合适的通信协议，实现设备之间的数据交换确定控制策略确定合适的控制策略，实现对建筑设备的自动控制选择技术方案选择合适的技术方案，实现系统的各项功能硬件选型与配置

6.3传感器选型控制器选型执行器选型根据测量范围、精度和环境条件，选择合根据控制点数、通信协议和计算能力，选根据控制精度、响应速度和负载能力，选适的传感器择合适的控制器择合适的执行器软件设计与开发

6.4控制程序设计1编写控制程序，实现对建筑设备的自动控制用户界面设计2设计友好的用户界面，方便用户监控和管理系统数据库设计3设计数据库，存储建筑设备运行数据系统集成与调试

6.5设备连接功能测试调试优化将传感器、控制器和执行器连接到系统测试系统的各项功能，确保其正常运行调试和优化系统的控制参数，提高系统性能系统优化与改进

6.6数据分析分析系统运行数据，挖掘潜在的节能机会1控制策略优化2优化控制策略，提高系统运行效率设备升级3升级系统设备，提高系统性能第七章建筑自动化控制系统的实施本章将介绍建筑自动化控制系统的实施流程我们将从项目管理入手，明确项目的目标、范围和进度然后，我们将进行施工过程管理，确保施工质量和安全接着，我们将进行系统调试与验收，确保系统正常运行然后，我们将进行系统运行维护，保障系统的长期稳定运行最后，我们将进行系统升级与扩展，满足不断变化的需求通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的实施方法，为未来的工程实践提供指导项目管理

7.1项目规划资源管理风险管理制定项目计划，明确项目的目标、范围和分配项目资源，包括人员、设备和资金识别项目风险，制定应对措施进度施工过程管理

7.2质量控制控制施工质量，确保符合设计要求安全管理保障施工安全，防止发生事故进度管理控制施工进度，按计划完成项目成本控制控制施工成本，在预算内完成项目系统调试与验收

7.3单机调试联机调试系统验收调试单个设备，确保其正常运行调试整个系统，确保各设备协同工作进行系统验收，确认系统符合设计要求系统运行维护

7.4定期检查1定期检查设备运行状态，及时发现问题预防性维护2进行预防性维护，延长设备使用寿命故障排除3及时排除故障，保障系统稳定运行系统升级与扩展

7.5软件升级硬件扩展系统集成升级软件版本，提高系扩展硬件设备，增加系与其他系统集成，提高统性能统功能系统整体效率第八章建筑自动化控制系统的标准与规范本章将介绍建筑自动化控制系统的标准与规范我们将分别介绍国际标准、国家标准、行业标准和技术规范，深入了解这些标准和规范的内容和作用通过本章的学习，您将了解建筑自动化控制系统的相关标准和规范，为未来的工程实践提供依据国际标准

8.1ISO ASHRAEIEC国际标准化组织（International美国供热制冷空调工程师学会国际电工委员会（InternationalOrganization forStandardization）（American Societyof Heating,Electrotechnical Commission）制定制定的标准，如ISO16484Refrigerating andAir-Conditioning的标准Engineers）制定的标准国家标准

8.2GB50311GB50314建筑与建筑群综合布线系统工程设智能建筑设计标准计规范GB/T33669建筑设备监控系统技术规范行业标准

8.3JGJ16民用建筑电气设计规范JGJ242智能建筑工程质量验收规范DG/TJ08-2004智能建筑工程设计标准技术规范

8.4建筑电气工程施工规范1指导建筑电气工程的施工过程建筑智能化系统工程施工规范2指导建筑智能化系统工程的施工过程建筑设备监控系统工程施工规范3指导建筑设备监控系统工程的施工过程第九章建筑自动化控制系统的发展趋势本章将探讨建筑自动化控制系统的发展趋势我们将分别介绍智能化与人性化、绿色节能、信息化与网络化、集成化与开放性以及安全性与可靠性，深入了解这些趋势对建筑自动化控制系统的影响通过本章的学习，您将了解建筑自动化控制系统的未来发展方向，为未来的技术创新做好准备智能化与人性化

9.1智能感知自适应控制个性化服务利用各种传感器，感知根据环境和人员的状态，根据用户的偏好，提供环境和人员的状态自动调节控制策略个性化的服务绿色节能

9.2节能优化可再生能源利用能源管理优化设备运行参数，降低能源消耗利用太阳能、风能等可再生能源，减少对实施能源管理系统，监控和分析能源消耗传统能源的依赖情况信息化与网络化

9.3远程监控数据共享通过互联网，远程监控建筑设备的运行状态实现不同系统之间的数据共享，提高系统整体效率云平台移动应用利用云平台，提供远程服务和数据分析功能通过移动应用，方便用户随时随地监控和管理系统集成化与开放性

9.4系统集成将不同子系统集成到一个统一的管理平台开放协议采用开放的通信协议，实现与其他系统的互联互通标准化接口采用标准化的接口，方便系统的扩展和升级安全性与可靠性

9.5网络安全1防止网络攻击，保护系统数据安全设备安全2保障设备运行安全，防止发生事故数据备份3定期备份数据，防止数据丢失第十章案例分析本章将通过案例分析，深入了解建筑自动化控制系统在实际工程中的应用我们将分别介绍商业建筑和智能住宅的自动化控制系统案例，分析其设计、实施和运行维护的经验和教训通过本章的学习，您将掌握建筑自动化控制系统的实际应用，为未来的工程实践提供参考商业建筑自动化控制系统案例

10.1项目背景系统设计实施效果介绍商业建筑的概况和自动化控制系统的分析系统的架构、功能和技术方案评估系统的运行效果，包括节能效果、舒需求适性提升和管理效率提高智能住宅自动化控制系统案

10.2例项目背景介绍智能住宅的概况和自动化控制系统的需求系统设计分析系统的架构、功能和技术方案用户体验评估用户的体验，包括便捷性、舒适性和安全性经济效益评估系统的经济效益，包括节能效果和管理成本降低。