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[大工] 楼宇自动化复习资料

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张老师 发表于 2019-8-12 19:03:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
张老师
2019-8-12 19:03:25 134 17 看全部
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楼宇自动化辅导资料一
主    题:  第一章  绪论(第1-9节)
学习时间:  2019年4月1日--4月7日
内    容:
第一章  绪论  
这周我们将学习第一章中的第1-9节,主要了解楼宇自动化的概念、发展、趋势,掌握楼宇自动化的内容、特点,掌握楼宇自动化工程图的分类及其定义,掌握电气中常用的符号、导线标注等内容。
第一节    什么是楼宇自动化
所谓楼宇自动化,就是将各个控制系统,例如空调、火灾报警、门禁、安防及其他控制系统有机的集成在一起,协同工作,目的是尽可能减少能源的损失,提高效率。
建筑的四个基本要素,即结构、系统、服务和管理。楼宇自动化的目的就是通过对结构设计、系统设计、服务设计和管理设计,为业主和管理者提供一个投资合理、优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。
第二节    楼宇自动化的发展历程
人们对建筑物的要求即居住环境的要求从最开始的遮蔽物,发展为追求舒适、健康的居住环境。现在,人们提高了标准,在舒适健康的基础上,还要求建筑智能。
以前,人们定义智能建筑(3A)由BAS——楼宇自动化系统(building automation system) 、CAS——通讯自动化系统(communication automation system)、OAS——办公自动化系统(office automation system)由三个系统构成的。可以看出,楼宇自动化系统只是智能建筑的一部分。
随着时间的发展,这三个系统逐渐的集成在一起,并形成有机的一个整体。提到楼宇自动化,不可能和其他系统分离开。因此,某种意义上,楼宇自动化也就是智能建筑。
第三节    智能建筑
建筑智能化系统起源于20世纪80年代,90年代初才逐渐被人们所认同,是建筑技术、信息技术、自动化技术、电子技术等诸多方面的综合体。在20多年的发展中,智能建筑概念的内涵和外延,一直随着这些技术的发展而发生着重大变化。
早期的智能建筑的概念,实际上是现代自动化控制技术的充分体现,只是因为当时普通人对这个技术比较陌生,感觉系统所提供的功能和服务很神奇,才将其理解为具有智能功能。实际上21世纪前的智能建筑,严格意义上说,都是自动化建筑。当然,自动化是一切人工智能应用的前提,建筑自动化也是实现建筑智能化的前提。进入21世纪,人类跨入信息社会,才从信息资源的角度,重新审视了智能建筑的需求,提出了建筑“可持续发展”的概念,建筑才真正进入了智能化发展阶段。
1990年LonWorks技术的兴起,对智能建筑起到了至关重要的作用。LonWorks系统是一个开放的、可互操作的系统,它的特点是可以把来自不同厂家的设备一体化的集成在系统中。即在一个系统中,多厂商的系统一体化。它有一个统一的通讯协议,可以为用户省去昂贵的硬件、软件、网关设备。LonWorks技术使得智能建筑发展进入一个新的阶段。
第四节    智能建筑产品
楼宇自动化发展的迅速,也使得楼宇新技术的产品也层出不穷。比如空调系统中常用的产品有压差传感器、温度湿度传感器、电动执行器、流量传感器、空气流速传感器等,电视监控系统常用的产品有监视器、摄像器、视频放大器、视频分配器、视频切换器、画面分割器等等。还有很多其他产品,它们在智能建筑各系统中发挥着重要作用。
第五节    智能楼宇系统
随着组态软件的使用,楼宇监控的手段更为先进、直观。组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法,它解决了控制系统通用性问题。其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品,与高可靠的工控计算机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软硬件的全部接口,进行系统集成。
第六节    智能楼宇的未来发展趋势
智能楼宇会向以下几个方面发展:
1.节能。节能是一个永恒的话题。不管如何发展,都要考虑到智能楼宇节能的问题。
2.人文科技。智能楼宇要体现人文科技,也就是要体现人文关怀。
3.无线。随着科技的发展,智能楼宇更要采用无线技术。使用无线通讯时要注意到频段拥挤,可以采用激光使带宽变窄。同时也要注意信息传送的安全性。
第七节    楼宇自动化的特点
楼宇自动化课程特点:
强电的作用是能量引入和能量的转换,特点是电压、功率、电流大。在建筑中,主要成员有变配电、照明、动力、防雷、火警联动等,主要关注的是效率。
弱电的作用是信号传播、信息交换,特点是电压、功率、电流小。在建筑中,主要成员有电话、网络等。主要关注的是效果,信息传送的效果,比如信息传送的保真度、速度、广度和可靠性等等。
现在楼宇自动化已经不单纯的分为强电和弱电,而且将两者有机的结合在一起。
第八节    楼宇自动化的内容
本课程主要分以下几个方面:
1)楼宇供配电系统
2)楼宇照明系统
3)楼宇动力控制系统
4)火灾报警和消防控制系统
5)空调系统
6)CATV系统
7)组态监控
第九节    课程预备知识
按照GB6988标准,电气图分为15种,有系统图、功能图、功能表图、逻辑图、电路图、等效电路图、端子功能图、程序图、设备元件表、接线图、单元接线图、互联接线图、端子接线图、数据单和平面图(位置图)。建筑电气主要用的七种,为电气系统图、电气平面图或施工平面图、接线图包括端子接线图、电气原理图、设备布置图、设备元件表和详图。
电气系统图表示系统的基本组成、相互关系以及主要特征的简图。电气系统图表现了电气工程的供电方式、电能输送、分配控制方式,从中可以看出工程的概况。
电气平面图是表示电气设备、装置与线路平面布置的图纸,是进行电气安装的主要依据。在建筑平面图的基础之上绘出电气设备、装置及线路的安装位置、敷设方法等。常用的电气平面图有:变配电所平面图、动力平面图、照明平面图、防雷平面图、接地平面图、弱电平面图。
设备布置图是表现了各种电气设备和器件的平面与空间位置、安装方式以及相互关系。通常由平面图、立面图、剖面图以及各种构件详图等组成。
安装接线图又称配线图,是用来表示电气设备、电器元件和线路的安装位置、配线方式、接线方法、配线场所等方面的内容。安装接线图是用来指导安装、接线和查线的图纸。
电气原理图表现某一电气设备或系统的工作原理的图纸,通常是按照各个部分的动作原理采用展开法来绘制的。电气原理图不能表明电气设备和器件的实际安装位置和具体接线,但可以用来指导电气设备和器件的安装、调试、接线、使用与维修,因为通过原理分析可以了解整个系统的工作顺序和工作过程。
下面是常见的电器符号
导线的标注的形式:
a—b(c*d)—e—f   或a—b—c*d—e—f
a代表序号,b代表导线类型,c代表导线数目,d代表导线横截面,e代表套管线径,f代表敷设方式。
例如:BV (3´50 + 2 ´ 25)SC70 —FC
BV表示铜芯、塑料绝缘,3根50mm2导线和2根25mm2导线,SC70代表套管线径是70 mm,FC敷设方式是沿地面敷设(F代表floor 地面)。
(BLV代表铝芯、塑料绝缘,BX代表铜芯、橡胶绝缘,BLX代表铝芯、橡胶绝缘)
VLV23(3´50 + 2 ´ 25)SC70 —BC
VV代表电力电缆,L代表铝芯,23代表铠装,BC代表沿梁敷设(WC代表沿墙敷设)。
本周要求掌握的内容如下:
基本概念:楼宇自动化概念、楼宇自动化目的。
重点掌握:楼宇自动化工程图的分类及其定义,电气中常用的符号、导线标注。
习题:
1、建筑四要素有结构、系统、服务和(   )。
A、设计  
B、监督  
C、管理  
D、目的
2、什么是楼宇自动化 ?
楼宇自动化,就是将各个控制系统,例如空调、火灾报警、门禁、安防及其他控制系统有机的集成在一起,协同工作,目的是尽可能减少能源的损失,提高效率。
3、建筑电气常用哪几种图?
建筑电气主要用的电气图有七种,为电气系统图、电气平面图或施工平面图、接线图包括端子接线图、电气原理图、设备布置图、设备元件表和详图。

 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:06:14 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:06:14 看全部
楼宇自动化辅导资料二
主    题:  第二章  楼宇供配电系统(第1-2节)
学习时间:  2019年4月8日--4月14日   
内    容:
第二章  楼宇供配电系统  
这周我们将学习第二章中的第1-2节,供配电系统概述和典型建筑供配电系统,主要了解电力系统概念、电能传输过程、建筑供配电系统、四种建筑供配电系统结线方式及其特点。
第一节    供配电系统概述
所谓电力系统,就是由各种电压等级的电力线路将发电厂、变电所和用户联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体。下图为电力系统结构简图。
图1  电力系统结构简图
电力系统的基本结构:
(1)        发电系统,即产生电能系统,包括各类发电机。
(2)        输电系统,包括高压变压器、高压输电线路。
(3)        配电系统,包括中、低压变压器和输电线路。
(4)        用户,即各种用电设备。
电能传输的过程:
发电厂发出的电经过主变电站变电所,将发出的电压升高,通常升高到110KV、220KV或是500KV。高压输电可以减小输电线电能损失。当电能到达用户区域,首先经过变压器将电压降到35KV或者10KV,供给大型用户。大型用户内部设有自己的变配电所,自己可以供配电,供给自己的用电设备。对于其他的小型用户,需要进一步降压,降到380V或是220V才能使用。
第二节    典型建筑供配电系统
所谓建筑供配电系统就是解决建筑物所需要的电能供应、分配的系统。随着现代化楼宇的出现,建筑的供配电已经不再是一台变压器供给几个建筑,而是一个建筑用一台或者十几台变压器供电。在同一建筑物通常有一级、二级、三级负荷同时出现,也增加了供电系统的复杂性。但是供电系统的组成基本是一样的。通常电源进线电压多为10KV。电能一般通过高压变电所、终端变电所,经变压器将10KV的高压降为一般设备所需要的电压,通常为380V或220V电压。之后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。
供电系统的主结线方式也叫供电方案主要有四种。
1.        一备一用
一备一用是指两路高压进线采用一用一备形式。正常情况时是一备一用,当正常工作电源事故停电的时候,另一路电源自动投入。其特点是可以节省投资,减少高压配电室面积。但是在清扫母线或者母线故障时会造成全部停电。通常,这种形式的主结线适用于负荷小、用电可靠性低的建筑。
2.        同时供电
同时供电是指有两路市电(10KV电源)同时进线。它的母线是单母线,属于分段单母线。分段单母线中间设有母线联络开关。因此,此结构也叫分段有联络开关的单母线结构。正常时,两路电源同时工作。当出现故障时,母线联络开关闭合,故障母线上的电器设备由另一路电源供电。它的特点是增加了母线联络柜和电压互感器。随之,投资成本和面积也增加了。它能保证较高的供电可靠性,适用于商用楼宇、高级宾馆和大型办公楼宇。
3.        双电源+自备发电机
目前最常见的主结线方案就是双电源带自备发电机方案。它采用两路10KV的独立电源,再配备一个自备发电机。变压器的低压侧采用单母线分段的方案。
自备发电机组要选择有自启动装置的机组,市电停电后延时3s后开始启动,启动时间约为10s,发电机主开关合闸供电,当市电恢复后,机组延时约5分钟(指带载运行),再空载冷却运行约10分钟后自动停车。
此方案通常采用一级负荷单独分组方案,将消防用电等一级负荷单独分出,并集中一段母线供电,备用发电机组只对此段母线提供备用电源。正常情况下,消防设备等用电设备为两路市电同时供电,应急母线电源由其中一路市电供给。当两路市失去一路,可以通过两路市电中间的联络开关合闸恢复大部分供电,当两路市电全部失去时,自动启动机组ATS开关转换,应急母线由机组供电,保证消防设备等重要负荷的供电。对大厅照明等稍为重要的负荷,由于配电开关上装有失压脱扣器,在市电故障时已全部分闸,然后可根据机组负荷情况手动合闸。例如此时无火灾可全部合闸,如一旦发生火灾,则根据消防发出的指令自动跳闸。方案适用于电网稳定、大楼重要负荷较多的工程。
4.        高供低备主结线
当获得两路独立的电源比较困难,而附近又有400V的备用电源,就可以采用此供电方案。一路10KV作为主电源,400V电源作为备用电源。这种供电方案适用于规模较小,用电量不大的建筑。
本周要求掌握的内容如下:
基本概念:电力系统概念、电能传输过程、建筑供配电系统。
重点掌握:四种建筑供配电系统结线方式及其特点。
习题:
(一)选择题
1、目前,建筑供配电最常见的主结线方案是(   )。
A、一备一用
B、同时供电  
C、双电源+自备发电机
D、高供低备主结线
答案:C
(二)简答题
1、供电系统的主结线方式有几种?
主要有四种:
第一种为两路高压电源,正常时一用一备,正常电源故障时,备用电源自动投入。
第二种为两路高压电源同时工作,其中一路故障时,由母线联络开关对故障回路供电。
第三种为采用两路独立高压电源(通常为10KV),再加自备发电机供电,变压器低压侧采取单母线分段的方案。
第四种为一路10KV电源作为主电源,另一路采用400V电源作为备用电源的高供低备主结线方式。
2、什么是ATS,其作用是什么?
ATS即Automatic transfer switching equipment,为自动转换开关电器。主要用在紧急供电系统将负载从一个电源自动换接至另一个(备用)电源,常常应用在重要用电场所,其产品可靠性尤为重要。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:06:30 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:06:30 看全部
楼宇自动化辅导资料三
主    题:  第二章  楼宇供配电系统(第3节)
学习时间:2019年4月15日--4月21日
内    容:
第二章  楼宇供配电系统
这周我们将学习第二章楼宇供配电系统中的第3节,主要了解工程图识图知识,掌握图的类型、主结线方式、各电器作用等内容。
第三节  工程图识图
本节主要通过对几个工程图实例的分析,来学习楼宇配电系统工程图的有关知识。
例一:
对于一个工程图,我们一般会从如下几个方面进行分析:
(1)        图的类型
例中的图是系统图,因为它体现了电能的传送与分配。当拿到一张图纸时,若看到有母线,就是变配电所的主电路图。然后看是否有电力变压器,如果有电力变压器就是变电所主电路图,如果没有则是配电所的主电路图。
(2)        单线图表示
    元件技术数据采用两种形式表示,一种是标注在图形符号的旁边(比如变压器、发电机等),另一种是以表格形式给出(比如开关设备等)。
(3)        图的构成
     工程图一般由母线、主接线图、配电屏型号、编号组成。图中母线是分段式的,由联络开关连接。图中有5个配电屏,编号为1、2、3、4、5。
(4)        图的分析方法
    从电源进线开始,按照电能流动的方向进行。
(5)        电源进行
电源采用两路进线方式。一路采用型号为LJ—3×25mm2的铝绞线(3根截面积为25 mm2),架空引入,经过负荷开关QL(型号FN3—10/30—50R)、熔断器FU(型号RW4—10—50/30A)送入主变压器(型号SL7—315KVA,10/0.4KV),将10KV的电压变换为0.4KV的电压送入3号配电屏,然后进到母线上。另一路备用发电机经QF(电压断路器)和QS(刀开关)进入2号配电屏,之后进到母线。
低压断路器对发动机进行过流保护,刀开关起隔离带电母线作用,便于检修发动机出线的自动空气断路器。
(6)第3号配电屏
    3号配电屏型号为BSL—11—01,属于低压配电屏,用于电源进线。此配电屏有两个刀开关(都起到隔离作用,一个隔离变压器供电,一个隔离母线,防止备用发电机供电,便于检修低压断路器),一个万能型低压断路器(型号为DW10,额定电流为600A,电磁脱扣器的动作整定电流为800A,能对变压器进行过电流保护)。配电屏正确的操作顺序应该为, 断电时先断开断路器后断开隔离刀开关,送电时先合刀开关后合断路器。
(7)变压器保护
    在变压器的上面接出一根线,即为避雷器。避雷器的型号是FS—10型,用于保护变压器,防止雷电袭击。在变压器高压侧进线端安装了一组(共3个)。
    (8)主结线
    此电路图结线方式为分段单母线,分为Ⅰ段、Ⅱ段。两段母线是带有联络开关,也就是由隔离刀开关联络的。配电方式采用的是放射式向下供电。
    (9)工作原理
    当电源进线正常供电而备用发电机不供电时,联络开关闭合,两段母线都有主变压器供电。当电源进线、变压器等故障或检修时,变压器的出线开关断开,停止供电,联络开关断开,备用发动机供电。
    (10)出线
    该变电所共用10个馈电回路,其中3和9为备用。出线是从母线经配电屏、馈线向电力负荷供电。电路图中都标注有配电屏型号、馈线型号、截面积、敷设方式、安装容量、计算功率、计算电流等等。
    从表中可以看出,第3路和第9路是备用的。发电机和变压器都是进行的,所以没有编号。
    (11)相关计算(以6回路为例)
    6回路由2号屏输出,供给办公楼
    安装功率 =43.2KW
    计算功率 =38.2KW
    需要系数 =38.2/43.2=0.88
    设平均功率因数为0.85
    则计算电流
    这个计算电流是设计时选用开关设备及导线的主要依据,也是维修时更换设备,元器件的论证依据。
    (12)备用电源
     此线路中采用柴油发电机组作为备用电源。发动机参数:额定功率为120KW,额定电压为400/230V,功率因素为0.8。因此计算额定电流
    因此,选用出线断路器型号为DZ系列,额定电流为250A。
    例二:
(1)        图的类型
变配电系统图
(2)        高压侧、低压侧的区分
电力变压器以上的部分一般为高压侧,电力变压器以下的部分一般为低压侧。图中电力变压器将10KV高压变为380V低压,向小型用户供电。
(3)        电气主结线方式
图中电气主结线方式分为高压侧和低压侧。高压侧结线方式为两路输入分段单母线有联络开关。低压侧与高压侧类似,结线方式为两路输入分段单母线有联络开关。两台变压器对于母线来说是互为备用的。
(4)        母线型号和含义
母线是用来汇聚电能和分配电能的导体。
型号:
LMY—3(40×4):LMY表示母线,3表示3根,母线的截面积是矩形的,40表示宽,4表示高
LMY—3(100×10)+1(60×6):母线有4根,3根截面积为100×10的母线,一根截面积为60×6的母线。前三根为火线,后一根为零线。
母线槽型号:
CMC28—800/5A:CMC表示密集型母线槽
(5)        高压配电柜
图中共有12台高压配电柜(AH101—AH112)。其中,计量柜有2台,为AH101和AH112,型号是GG-1A-J。进线柜有2台,为AH102和AH111,型号为GG-1AF-11,避雷及互感器柜有2台,为AH103和AH110,型号为GG-1AF-54。其他6台,叫馈电柜,往下送电。电能经由电力变压器降压,传送到低压母线。
(6)        低压柜
图中共有7个低压柜(AL201-AL207)。其中,受电柜有2台,为AL201和AL207,型号为PGL2-05A和PGL2-04A。联络及馈电柜1台,为AL204,型号为PGL2-14A,带有联络开关。其他为馈电柜,共4台。
变配电所主要由电力变压器、高压配电室、低压配电室、高压电容器补偿室、控制室以及值班室和其他辅助室等部分组成。中线和地线合在一起叫PEN,接地线(虚线)叫GND。
例三:
    此图为六层住宅楼配电系统图。住宅楼由三个单元组成,系统图下部为电缆箱。进线经电缆箱进入主配电箱(主配电箱为AL-1-1)。主配电箱出来四路线,其中有三条单元进线(图中只连了一路,其他类似),最后一路是给电视或其他公用设备供电的。单元进线连到住宅楼一楼,进入单元配电箱(图中最左面的配电箱)。单元配电箱除了有本层用户引出的线路,还有公共照明、三表数据采集等等线路。其他的为层配电箱,给本层住户供电。
主配电箱AL-1-1的型号为DJPR-600×600×180,数字表示箱体大小(进入主配电箱前在电缆箱DJR内做电缆终端头),由主开关和分开关构成。其中,主开关为GM225H-3300/160A(3表示3级开关,3表示有复合脱扣器,00表示无附件,160A表示触头动作整定电流),分开关为GM100H-3300/63A和XA10-1P-C6A(四路进线)。
从主配电箱AL-1-1中引出四条之路1L\2L\3L\4L,每条支路均为三相电源,直接接入各单元配电箱,导线型号是XA10-3P-50A,额定电流50A。
用户配电箱XA10LE-1/2-16A(30mA)L3,LE表示带漏电保护开关,1/2表示单级双线型(一条火线和一条零线均通过开关),16A表示容量,30mA表示断路器动作电流。
本周要求掌握的内容如下:
重点掌握:主要了解工程图识图知识,掌握图的类型、主结线方式、各电器作用等。
习题:
(一)简答题
1、电容器柜的作用是什么?
   在高压侧进行无功功率补偿,将本系统的功率因数提高到电业部门所规定的数值。一般在0.95左右。
2、配电屏正确的操作顺序应该为?
   断电时:先断开断路器,后断开隔离刀开关
   送电时:先合刀开关,后合断路器
3、变配电所的主要组成部分有哪些?
主要有电力变压器、高压配电室、低压配电室、高压电容器补偿室、控制室以及值班室和其他辅助室等部分组成。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:08:14 | 显示全部楼层
张老师
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楼宇自动化辅导资料四
主    题:  第三章  楼宇照明系统(第1-4节)
学习时间:  2019年4月22日--4月28日
内    容:
第三章  楼宇照明系统  
这周我们将学习第三章中的第1-3节,主要了解照明系统的基本概念、照明种类、光源种类、照明的计算,对下周学习照明计算打下基础。
第一节    照明系统概述
1.照明种类
正常照明(Normal Lighting):在自然采光不足或夜间,提供必要的照度,满足人们生产、生活正常进行而采用的照明系统。
事故照明(Emergency Lighting):工作照明因事故而中断时,暂时工作或人员疏散用照明。
警卫值班照明(On-duty Lighting):重要场所,如值班室、警卫室、门房等地方所设的照明。
障碍照明(Obstacle Lighting):置于高大建筑物的顶部,作为飞行障碍标志的照明。
彩灯和装饰照明(Decorative Lighting):建筑物轮廓线上,彰显建筑物的艺术造型,以营造氛围。
2.照明设计步骤
一般,照明系统按照如下步骤进行设计。
1)考虑照明方式、种类和照度标准
照明方式可分为一般照明、局部照明、混合照明。一般照明是指在整个场所或场所的某个部分照度基本均匀的照明方式。局部照明是指局限在工作部位的固定或者移动的照明方式。当局部需要高照度并对照射方向有要求,这样的场所常采用局部照明。混合照明是指一般照明与局部照明共同组合的照明方式。其中,一般照明不低于20勒克斯。
照明的种类可分为正常照明、事故照明、警卫值班照明、障碍照明、彩灯和装饰照明。
照度标准对于住宅建筑起居室来说,常设为30-75勒克斯。办公建筑照度标准一般设为75-200勒克斯。绘图室一般在300-500勒克斯。国外的照度标准要比我国的高,而且照度标准也不是绝对的,应该根据实际情况进行调整。
2)确定光源及灯具类型,并进行布置
3)照度计算并确定光源的安装功率
4)确定照明的配电系统
5)导线型号、规格、敷设方式
6)智能照明控制系统
7)照明平面布置图及主要设备及材料清单等
3.电光源介绍
电光源主要性能指标有光通量(luminous)、照度(illuminance)、光源发光效率(luminous efficacy)、显色性(colour rendering)、显色指数(colour redering index)、色温(colour temperature)、眩光(glare)。
4.灯具介绍
灯具种类可以分为深照型、配照型、广照型。
第二节    照明的基本概念
1.光通量(luminous flux)
(1)概念
光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量,称为光通量,用符号Φ表示,单位为流明(lm)。
(2)特点
它表明光源发光能力的基本量。如果一个光源光通量越大,人对周围环境的感觉越亮。220V/40W的普通白炽灯的光通量为350lm,220V/40W的荧光灯的光通量为2000lm,所以我们感觉荧光灯要比普通白炽灯要亮。
2.光强(luminous intensity)
(1)概念
光源在空间某一方向上单位立方体角内发射的光通量称为光源在这一方向上的光强,以符号I表示,单位为candela坎德拉,符号位cd。
(2)特点
它是用来衡量光通量在空间各个方向的分布密度的。一般光强用配光曲线来表示。它以光源为原点,以各角度上的发光强度为长度的各点连成一条曲线。220V/40W的灯未加灯罩,其正下方的光强为30cd,加上不透明白色伞形灯罩,下方的光强为73cd。
光源或灯具在某一方向上的发光强度被定义为单位立体角内的光通量。发光强度只取决于光源或灯具各个方向光通量密度的分布,也就是说只与发光强度有关,与距离无关,与外界条件无关。对于聚光灯、回光灯、光束灯、成像灯、电脑灯等以光轴线为旋转轴的对称型灯具,它们的配光曲线分布是以光轴线为轴的旋转体。形象地说,它们或是像梨,或是像枣核儿。配光曲线的概念是这样的:以灯具中的光源为球心,通过球心和光轴线的剖面作为绘制配光曲线的平面。以光源为极坐标的原点,以光轴线为0°轴,圆的半径长短表示发光强度的大小。在这个极坐标平面上,把灯具从0°开始的各个张角的发光强度绘制在图上,即成为一个灯具的完整的配光曲线。
3.照度(illuminance)
(1)概念
照度用来表示被照面上被光源照射的强弱程度,以被照面上单位面积所接受的光通量来表示。照度以E表示,单位是勒克斯,符号位Lx。
照度=光通量/面积
(2)特点
与光源在这个方向的光强成正比,与到光源间的距离成反比。40W白炽灯下1m处照度约为30lx。晴天中午室外照度约为8000-20000Lx。在照度为1Lx的情况下能分辨物体轮廓。当照度低于10Lx时,我们看书就比较困难了。一般来说,办公建筑照度标准一般设为75-200Lx,绘图室一般在300-500Lx。在有计算机显示屏幕的工作场所,不宜取过高的照度,否则显示屏的反差就会减弱。学校建筑的照度标准一般设为100-300Lx,教室黑板的平均垂直照度不低于200Lx。
4.发光效率
发光效率是描述光源的质量和经济效益的光学量。它反映了光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少,单位是流明每瓦(lm/W)。也就是说,灯具每瓦能发出多少条光线。白炽灯的发光效率为7-17lm/W,荧光灯的发光效率为25-67lm/W。
5.光源色温
(1)概念
某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。
(2)特点
以温度的值来表示光源颜色,色温单位为K。2000K光源发出的光为橙色,4500K至7000K光源发出的光近似为白色。色温的值越大越趋近于冷色调,色温的值越小越趋近于暖色调。
    6.光源的显色指数
    (1)概念
    将人工待测光源下的颜色同在日光下的颜色相比较,其显示同色能力的强弱定义为该人工光源的显色性。
(2)特点
其高低表示物体在待测光源下变色和失真程度。显色指数最高为100。日光灯、白炽灯具有连续光谱,连续光谱的光源具有较好的显色性。
第三节    照明的光源种类
    电光源主要可以分为三大部分。
(1)热辐射式
热辐射式的发光源是利用灯丝通过电流时被加热而发光的光源。热辐射式的又可分为白炽灯和卤钨灯。这两种灯都是通过钨丝白炽体高温辐射来发光的。
白炽灯是目前应用最广泛的光源之一,它具有结构简单、成本低、显色性能好、使用方便、调光性能好、无频闪现象等优点。但是由于白炽灯钨丝热辐射的频率范围广,使得它的光效能很低,寿命短,一般用于装饰。
卤钨灯与白炽灯相比具有体积小、输出功率大、光通量稳定、光色好、光效高和寿命长的特点。其发光效率比普通的白炽灯高出很多,而且色温低,属低色温光源。但是它对电压波动比较敏感,耐振性较差。主要应用在大面积照明与定向投影照明场所,如建筑工地施工照明、展厅、广场、舞台等。
(2)气体放电式
气体放电光源是利用电流通过气体而发射光的光源。气体放电式光源按发光形式可分为弧光放电灯和辉光放电灯。弧光放电式灯又称为热阴极灯,辉光放电式灯又称为冷阴极式灯。常见的弧光放电式灯有荧光灯、低压钠灯、高压汞灯、高压钠灯、高压氙灯、金属卤化物灯。其中,前两种属于低压气灯,后四种属于高压气灯。常用的辉光放电灯有霓虹灯和氖灯。气体放电光源启动时需要很高的电压,其特点是具有发光效率高、表面亮度低、高度分布均匀、热辐射小、寿命长等诸多优点,目前已成为各类照明工程中的优选光源。
荧光灯是靠汞蒸气弧光放电时发出的可见光和紫外线,后者又激励管内壁的荧光粉而发光,二者混合光色接近白色。荧光灯具有发光效率高、显色性较好、寿命长、眩光影响小、光谱接近日光等特点。但它对电压波动较敏感,会影响其光效和寿命,通常与镇流器一起使用。
(3)其他光源
其他发光光源常见的有场致发光灯、LED发光二极管。场致发光灯是利用场致发光现象制成的发光灯,可用于指示照明、广告等。LED发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的半导体,它采用电场发光的原理,足够多的导带电子和价带空穴在电场作用下复合而产生光子。LED的特点非常明显,寿命长,效率高,无辐射与低功耗,是国家倡导的绿色光源。
第四节    照明的计算
照明的计算方法有很多,我们介绍一种比较简单、常用的方法—利用系数法。
照度计算公式
表示减光补偿系数, 表示最小照度系数, 表示光通利用系数, 表示平均照度, 表示灯数, 表示每个光源的光通量, 表示面积。
、 、 可以根据经验或者经查表获得。如果知道一个房间的面积和每个光源的光通量,通过设定最小的平均照度,就可以计算出这个房间应该采用的灯数。
利用系数法是个粗略的计算方法,但是也是最简单、最实用的方法。
本周要求掌握的内容如下:
本周要掌握照明种类、照明设计步骤、灯具介绍、照明基本概念、电光源分类等概念。
习题:
1、在自然采光不足或夜间,提供必要的照度,满足人们生产、生活正常进行而采用的照明是(   )。
A、正常照明
B、事故照明
C、警卫值班照明
D、障碍照明
答案:A
2、光强只与发光强度和距离有关,与外界条件无关。                 (错)
3、色温的值越大越趋近于冷色调,色温的值越小越趋近于暖色调。      (对)
4、荧光灯属于气体放电式光源。                                    (错)
5、LED灯寿命长,效率高,无辐射与低功耗,是国家倡导的绿色光源。   (对)
6、简述一下照明设计的基本步骤。
一般照明设计按如下步骤进行:
(1)方式种类和照度标准
(2)确定光源及灯具类型,并进行布置
(3)照度计算并确定光源的安装功率;
(4)确定照明的配电系统;
(5)导线型号、规格及敷设方式;
(6)智能照明控制系统
(7)照明平面布置图及主要设备及材料清单等。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:08:50 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:08:50 看全部
楼宇自动化辅导资料五
主    题:  第三章  楼宇照明系统(第5-7节)
学习时间:  2019年4月29日--5月5日
内    容:
第三章  楼宇照明系统
这周我们将学习第三章中的第5-7节,要对照明专用软件有初步的了解,掌握不同光源的照明控制、控制系统,掌握房间照明线路平面图、小型住宅系统图和平面图的识图知识。
第五节    照明设计的专用软件
照明设计的专用软件—DIALux是由德国人设计的,它可以帮助照明设计师实现完美照明与精确设计的理念。下面就对此软件进行简单的介绍。
1) 使用范围
DIALux可以广泛使用在室内、户外或街道的照明计算。
2) 易学易用
工作界面简洁,与我们平常使用的大多数软件较为相似,简单、便捷,所见即所得,有强大的鼠标拖曳的功能支持,便捷的工具栏和属性栏,利用“DIALux 灯光精灵”向导来设计室内、外和街道的空间,并引导初学者一步步的将设计完成,许多的功能使得计算更容易;灯具的排列、灯光效果、灯具的选择皆仅需按一下鼠标即可完成。并且在最新的版本中其可以用DXF格式将设计的结构载入DIALux后,进行照明计算。
3) 开放性的灯具数据库
在DIALux 中,各灯具厂家的产品资料、光度数据分别集成在一个叫做“外挂程序” (Plugin) 的数据库里面,Philips、BEGA、THORN、ERCO、OSRAM等国际大公司都已加入了外挂程序,在使用的过程中,这些插件不仅将灯具样本进行详细的分类,并且对几乎每个灯具有着详细的描述和数据记录,从光源、色温、配光曲线到样本的图片等等,便于使用者进行查找。如果使用的灯具品牌并没有加入外挂程序,那么引入光度数据的工作就和其它专业软件一样了:查找灯具的光度数据文件,并把他引入软件中。
4) 效果表达
DIALux引入了光影跟踪的渲染器Pov2RAY,使得最后结果可以以逼真的效果图进行表达。DIALux 不仅仅提供枯燥的数据结果,还能够提供照明模拟图片。当然,这样的效果图只能作为一种效果示意,肯定不如3DMAX等专用效果图软件漂亮。但是,通过多次的实践,我们发现DIALux 的效果图十分接近今后实施效果,可以说他的效果图是“真实”的,而不是“画”出来的。
5) 照明计算与结果输出
我们的设计中最关心的问题是路面的亮度、照度、均匀度是否达到了标准,在我们的设计时可以按照所设计的道路条件依照城市道路照明设计标准(CJJ 45- 2006) 输入维护系数、平均亮度、总均匀度、纵向均匀度、眩光限制阈值增量、环境比等数据。DIALUX的报表功能也是十分强大的,在经过计算后从其报表中可以详细的看到我们设定的范围确定设计方案是否满足要求,可以反映出照明等级、等照度图、点照度值、点照度表、灰阶图等,并且还可以将以上报表按照方位分别表现出来。在使用过程中,也只是利用了其街道设计功能,还有很多的功能没有利用,但是在平常的工作中也感觉到DIALUX起到非常大的帮助,对我们确定设计方案可以起到事半功倍的效果,但是对于千变万化的现实自然界,再全面的软件也不可能做出对自然界完全准确的模拟分析,要求我们在设计中积累经验,同时学习掌握先进科学技术,为市民提供舒适、安全的照明条件。
第六节    照明控制
1.照明配电线路
照明负荷一般分为两类,一类是照明负荷,一类是其他负荷。一级负荷照明是指非常重要的负荷。一般,一级负荷照明是由配电系统中的应急母线引入的,采用放射式配电线路。其他负荷照明线路一般也采用放射式配电线路。它由总配电盘经中央楼梯或两侧走廊,采取干线立管的方式向各层分配电盘供电。层分配电盘在同一垂直线上,以便于立管的敷设。同时,要预留照明插座、预留吊顶线槽以供增补照明。
2.各种光源控制特性
(1)热辐射式
热辐射式光源伏安特性呈阻性,可瞬间点亮。在交流电路中,由于没有电抗,可以硬关断和开启。同时,我们可以通过改变电流大小进行调光。通常采用脉宽调制法进行无级调光。
(2)气体放电式
气体放电式光源具有负阻特性,必须与镇流器(限制作用)串联。而且它的电路比较复杂,需要一个点火过程,产生瞬间高压击穿气体。它的缺点是功率因数低(0.5-0.6),具有频闪效应,镇流器损耗比较大,有低频噪声,不宜调光。
如果要对荧光灯进行调光,一般采用高频交流电子型镇流器。高频交流电子镇流器实际上就是个交-交逆变电源,它将荧光灯的交流工作电源从50Hz变换到20-50Hz。频率提高后,电感元件容量大大减小(从H降低到mH的水平),体积和重量都可以做得很小。
3.照明监控系统
照明监控系统有两个目的,一是环境照度控制,二是照明节能控制。
将各个地方照明的信号取回来,通过对这些信号的分析,向各个地方的照明系统输出控制信号。其中,AI代表模拟输入,DI代表数字输入,AO代表模拟输出,DO代表数字输出。下表是对各个检测控制点的描述。
第七节    照明工程图案例
1.房间照明线路平面图
图a是房间原理图,图b是房间照明接线图(也叫展开图),图c是房间照明平面图。因为房间负荷比较小,因此采用单相电源供电。用断路器保护照明电路,并装入配电箱。左侧箭头表示进户线方向。
图a反映不出具体的位置,由于配电箱、灯具、开关和插座等的安装地点不同,如果按照原理图施工是没有办法的。图b画起来麻烦。图c采用单线表示法,能够反映出线路的全部情况,工人可以按照图c进行施工。
图c中电缆BLV2-4SC15FC表示,2根截面积为4mm2的塑料铝线(BLV)穿过钢管(SC)从外部埋地暗敷设穿墙(FC)进入室内配电箱,钢管直径为15mm。BLV3×2.5KCC表示,3根塑料铝线,单根截面积为2.5mm,用悬式或柱式绝缘子沿顶棚暗敷设。图中带三根斜线的导线表示三根线,用这种当根线表示多根线的方法可以使图面更整洁。图中不带斜线的导线表示两根线,其型号和敷设方式与屋内其他导线一样。图c中灯头上有 CP的标志,它表示在本房间内有2盏相同的灯具,每盏里有一个60W的白炽灯,安装高度为2.5m,螺口平盘吊顶。由此可见,只要有了照明平面图就可以进行施工了。
注意,在线路敷设中,尤其是穿管配线中,应避免中间接头或分接头,如图b所示的a、b、c处,应该将这些接头放在就近的灯头盒、开关盒或其他电器的接线端子上,这样有些导线的根数就要加倍,所以同一个房间由于敷设方式不同,照明平面图也不完全一样。
2.小型住宅系统图和平面图
这个建筑是居民住宅楼,6层,5个单元,电源是采用三相四线引入,接地采用TN-C-S(三相五线制),电源在进户总箱重复接地。图中上部分体现了电气连接和电器分配,是住宅楼的系统图。下部分图体现了各个灯具、插座具体的平面位置和接线方式,是住宅楼的平面图。住宅楼有6层,但系统图中只画了1层和2层,因为其他楼层情况和2层相同。同样,系统图中只画了1个单元,其他单元省略了。
    为了分析方便,我们将系统图放大。图中,电源进线BX(3×35+1×25)SC50-FC,BX表示为橡皮绝缘铜线,SC50表示线外面的套管是焊接钢管,其直径为50mm,括号中的数字表示3根35mm2为相线加一根25mm2为N线,FC表示沿地下敷设。第2单元总配电箱的电源是由第1单元总配电箱经导线穿管埋地引入的,其导线型号是BV(3×35+2×25)SC50,BV表示塑料绝缘,SC50表示穿管是直径50mm的焊接管,括号中的数字表示3根35mm2加2根25mm2线,一根为N线,一根为PE线。其它三个单元总配电箱的电源的取得与上述相同。
    系统图中首层画虚线的部分即为一层照明配电箱,二层画虚线的部分为二层照明配电箱。系统图中的照明配电箱有两种,首层用XRB03-G1(A)型改制,其他层用XRB03-G2(B)型改制,其主要区别是前者有单元的总计量电能表,并增加了地下室照明和楼梯间照明回路。首层XRB03-G1(A)型配电箱配备三相四线总电能表一只,型号是DT862-10(40)A,额定电流10A,最大负载电流40A,配备总控三极低压断路器,型号是CN45N/3(40A),整定电流为40A。该箱有三个回路,其中两个配备电能表的回路分别是供首层两个住户使用的回路,另一个没有配备电能表的回路是供该单元各楼层楼梯间及地下室公共照明使用。其中住户使用的回路配备电能表一只,型号为DD862-5(20A),额定电流为5A,最大负载电流为20A,不设总开关。每个回路又分为3个支路,分别供照明、客厅及卧室插座、厨房及卫生间插座,支路标号为WL1-WL6。照明支路设双极低压断路器作为控制和保护用,型号为C45N-6/2P,整定电流为6A。另外两个插座支路均设单极空气漏电开关作为控制和保护用,型号为C45N-10/2P,整定电流为10A。公共照明回路分两个支路,分别供地下室和楼梯间照明用,支路标号为WL7和WL8。每个支路均设双极低压断路器作为保护和控制,型号为C45N-6/2P,整定电流为6A。从配电箱引至各个支路的导线均采用塑料绝缘铜线穿阻燃塑料管(PVC),保护管管径15mm,其中照明支路为两根2.5mm2的导线(一根为中性线,一根为相线),而插座支路均为3根导线,即相线、N线、PE线各一根。其他层XRB03-G2(B)型配电箱不设总电能表,只分两个回路,供每层的两个住户使用,其它同上。
    由于该住宅楼是6层,相序分配为L1相供给1、2层,L2相供给3、4层,L3相供给5、6层。1层到6层竖直管路内导线分配进户4根线,三根相线一根N线,1-2层管内五根线,三根相线,一根N线,一根PE线。3-4层管内四根线,两根相线,一根N线,一根PE线。4-5层管内三根线,一根相线,一根N线,一根PE线。需要说明的是,如果支路采用金属保护管,管内的PE线可以省略掉,而利用金属管路作为PE线。
    下面我们来分析住宅楼的平面图。电源是从楼梯间的照明配电箱E引入的,分左、右两户,共引出WL1-WL6        六条支路,为避免重复,从左户的三条支路看起。其中WL1是照明支路,共带有8盏灯分别画成①、②、③、 (表示荧光灯)、 表示五种不同的灯具。图中 灯具的型号是 S,表示此灯为平口灯,吸顶安装,每盏灯有一个功率为40W的灯泡。这里的6表明全图共用这种灯6盏,只标注一次,分别安装于四个阳台、贮藏室和楼梯间。标注为①的灯具安装在卫生间,型号为 S,全图共有3盏,每盏灯有一个功率为40W的灯泡,平口吸顶安装。标注为③的灯具为环形荧光灯,安装在客厅,型号为 S,全图共有3盏,每盏灯功率32W,平口吸顶安装。卧室里的照明灯具 为单管荧光灯,型号是 Ch,4代表全图共有4盏相同型号的灯,每盏灯有一个30W的灯泡,Ch表示链吊安装,灯的距地高度为2.2m。WL2、WL3支路为插座支路,共有13个两用插座,通常安装高度为距地0.3m。如是空调插座则距地1.8m。图中标有1号、2号、3号、4号处,应注意安装分线盒。图中楼道配电盘E旁有立管,里面的电线来自总盘,并送往上面各楼层以及为楼梯间各灯送电。WL4、WL5、WL6是送往右户的三条支路,其中WL4是照明支路,WL5、WL6是插座支路。分析方法和左侧相似。值得注意的是,标注在同一张图样上的管线,凡是照明及其开关的管线均由照明箱引出后向上翻至该层顶板上敷设安装,并由顶板再引下至开关上。而插座的管线均由照明箱引出后下翻至该层地板上敷设安装,并由地板上翻引至插座上。只有从照明回路引出的插座才从顶板引下至插座处。为了讲解方便我们将照明和插座的平面图画在了一起,而实际上要求照明和插座平面图应分别绘制,不能画在同一张纸上。
本周要求掌握的内容如下:
本周要对照明专用软件有初步的了解,掌握不同光源的照明控制、控制系统,掌握房间照明线路平面图、小型住宅系统图和平面图的识图知识。
习题:
(一)判断题
1、一般,一级负荷照明是由配电系统中的应急母线引入的,采用放射式配电线路。                                                       (正确)
2、为了方便我们可将照明和插座的平面图画在同一图纸上。        (错误)
(二)简答题
1、热辐射式光源的控制特点?
(1)伏安特性呈阻性,瞬间点亮
(2)在交流电路中,由于没有电抗,可以硬关断和开启.
(3)改变电流大小可调光,常用脉宽调制法(无级)
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:10:08 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:10:08 看全部
楼宇自动化辅导资料六
主    题:  第三章  楼宇照明系统(第7-8节)
学习时间:  2019年5月6日--5月12日
内    容:
第三章  楼宇照明系统
这周我们将学习第三章中的第7-8节,介绍某实验办公楼的系统图平面图和展开图,并学习识图知识,简单介绍智能照明系统实例。
第七节    照明工程图案例
这个案例讲的是某实验办公楼的照明平面图。它是一座两层平顶的楼房,电气照明规模不大,但是图中变化较多,很适合初学者学习。
1.系统图
BLV-500-4×16是入户线,中间部分是配电箱,分为八路W1-W8。W1共四条线(三条火线L1、L2、L3和一条接地线PE),供给一层全部三相插座。W2供给一层轴西走廊,因为有防爆灯,所以有一根火线(L1)、一根零线(N)和一根接地线(PE)。W3供给一层轴东室内的,因为都是普通照明,所以只有一根火线(L2)和一根零线(N)。W4供给一层轴东走廊,有一根火线(L3)和一根零线。W5供给二层单相插座,W6供给二层轴西室内,W7供给二层轴东室内,相线安排和一层相似。W8是预留的备用线。
2.一层平面图
    (1)电源。一层电源为三相四线380/220V,进户线为BLV-500-4×16mm2,自室外架空线路引入,进户时在室外埋设接地极进行重复接地。
    (2)房间分布。一层中间是门厅和楼梯间,左侧是化学实验室、危险品仓库和分析室,右侧是物理实验室、浴室、卫生间和更衣室,外面是门廊。化学实验室、危险品仓库按爆炸性气体环境分区为2号,并按防爆要求进行施工。
(3)配线。三相插座电源导线采用BV-500V-4×4mm2,穿直径为20mm的焊接钢管埋地敷设,③轴西侧为焊接管暗敷,其余房间均为PVC硬质塑料管暗敷,导线采用BV-5OOV-2.5mm2。
(4)灯具代号说明。G代表隔爆灯(防爆灯),J代表半圆球吸顶灯,H代表花灯,F代表防水防尘灯,B代表壁灯,Y代表荧光灯。
(5)进户线。根据阅读建筑电气平面图的一般规律,按电源入户方向依次阅读,即进户线→配电箱→干线回路→分支干线回路→分支线及用电设备。
(6)三相五线制。该工程进户点处于③轴线,进户线采用4根16mm2塑料绝缘导线,穿钢管自室外低压架空线路引至室内配电箱,在室外埋设垂直接地体3根进行重复接地,从配电箱开始接出PE线,称为三相五线和单相三线制。
(7)物理实验室。室中装有4盏双管荧光灯,每盏灯管功率40W,采用链吊安装,安装高度距地3.5m,四盏灯用两只单极开关控制,另外有2只暗装三相插座,2台吊扇。
(8)化学实验室。因为化学实验室有防爆要求,因此安装了4盏防爆灯,每盏灯内装有1支150W的白炽灯,管吊式,安装高度为3.5m,4盏灯用2只防爆式单极开关控制,还装有密闭防爆三相插座2个。
(9)危险品仓库。它也有防爆要求,装有一盏防爆灯,管吊式安装,安装高度距地面3.5m,由一只防爆单极开关控制。
(10)分析室。因为分析室要求光色较好,装有一盏三管荧光灯,每只功率为40W,链吊式安装,安装高度距地3m,用2只暗装单极开关控制,另有暗装三相插座2个。
(11)浴室。由于浴室水气多,较潮湿,所以装有2盏防水防尘灯,内装100W白炽灯,吊管式安装,安装高度距地3.5m,两盏灯用一只单极开关控制。
(12)男卫生间、女更衣室、走廊、东西出口内外都装有半圆球吸顶灯。
(13)花灯。一层门厅安装的灯具主要起装饰作用,一盏花灯,内装有9个60W的白炽灯,采用链吊式安装,安装高度距地3.5m。
(14)进门雨棚下安装了一盏半圆球吸顶灯,内装有一个60W的白炽灯,吸顶安装。大门两侧分别装有一盏壁灯,内装有2个40W的白炽灯,安装高度距地2.5m。花灯、壁灯、吸顶灯的控制开关均安装在大门右侧。
3.二层平面图
    二层中间是会议室和楼梯间,左侧是图书资料室和研究室,右侧是值班室、办公室和接待室。各室内的照明分析与一层相似。
    4.接线展开图
    此平面图采用的是单线连接,一条线可以代表三根也可以代表四根。用单线连接灯都是表示并联的。为了了解具体的接线形式,有的时候我们需要把它画成展开图的形式,便于进一步了解如何接线的。首先,我们通过平面图了解一下各回路的走向。
(1)W1回路:为一条三相回路,外加一根PE线,共4条线,引向一层的各个三相插座。
(2)W2回路的走向及连接情况:W2、W3、W4各有一根相线和一根零线,因为W2回路中有防爆灯,因此W2回路还有一条PE线(接防爆灯外壳)。这七条线由配电箱沿③轴线引出到B/C轴线交叉处开关盒上方的接线盒内。W2在③轴线和B/C轴线交叉处开关盒上方的接线盒与W3、W4分开,转而引向一层西部走廊和房间。
了解完回路走向后,我们来分析具体的接线展开图。
    W2相线在③轴线和B/C轴线交叉处,接入一只暗装的单极开关,控制西部走廊内的两盏半圆球吸顶灯,同时往西引至西部走廊第一盏半圆球吸顶灯的灯头盒内,并在灯头盒内分成三路。第一路引至分析室门侧面的二联开关盒内,与两只开关相连,用这两只开关控制3管荧光灯的三支灯管,即一只开关控制其中的一盏灯,另一只开关控制另外两只灯,以实现开1只、开2只、开3只的任意选择。第二路引向化学实验室右边防爆开关的开关盒内,这只开关控制化学实验室右边的2盏防爆灯。第三路向西引至走廊内第二盏半圆球吸顶灯的灯头盒内,在这个灯头盒内又分成三路,一路引向危险品仓库,一路引向化学实验室左侧门旁的防爆开关盒。
    此图是W3、W4回路接线展开图,分析方法如同W2回路。
第八节    智能照明系统实例
    基于现场控制总线的智能照明控制系统在照明工程中应用日趋广泛,如奇胜公司的C-BUS系统、ABB公司的i-bus系统,Philips的DALI-bus,华尔顿2.4G T-Bus,索博的PLC-Bus。
    C-BUS系统采用二线制,用于照明以及其它背景音乐、消防、保安等系统联动。它的特点是采用自由拓扑的结构,可设计成总线型、树型、星型等拓扑结构,网络内最多有100个单元,控制回路地址数最多为255个,网络内传输距离最远为1000米,如果超出1000米,须增加网络桥扩展,组成多重网。在C-BUS系统中,每个输入模块(场景开关、多键开关、红外传感器等)都可以直接与输出模块(调光器、输出继电器)通信,(发出指令→接受指令→执行指令),避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。
    ABB公司的i-bus系统通过一条i-bus总线将各种控制功能的模块连接起来,不同模块具有不同的功能,通过搭积木般灵活组合完成各种控制功能。基本结构是支线,一条支线最多可容纳64个设备连接于总线,组成最小总线线路结构。支线与支线之间通过线路耦合器进行连接,最多15条支线组成一个区域。系统最多能够支持14400个元件,一条支线长度最多为1000m,两个元件之间的最大距离为700m。
    Philips公司的DALI-bus系统特点是采用专用照明控制协议,照明设备之间传送数字信息,适用于调光控制、场景控制、光源故障状态反馈,易于楼宇控制系统相连。DALI镇流器通过DALI接口连接到2芯控制线上,调光控制器对每个镇流器分别寻址,控制线可对64个镇流器分别寻址,每个镇流器可设置16个灯光场景,一个DALI系统可控制多大1000个镇流器。
    华尔顿公司的T-Bus系统结合了EIB总线技术与军用电子智能集中控制技术的综合优势,针对两者的优缺点进行技术突破和改造,达到和谐统一的集中控制系统技术。T-bus系统与2.4G无线网络的完美结合,在强弱电完全分离、安全、无辐射、性能稳定的系统技术基础上更加完美的增强了T-bus控制系统的稳定性。该系统的主要产品可根据不同需要,进行不同的组合和功能扩展槽的串接,不需要经过重新布线便能通过简单的多元化升级,以达到功能拓展的目的。与传统的安装方式相比,可达到一次安装30年收益的效果。
    索博的PLC-Bus是指电力线通信总线技术,它是一种高稳定性及较高价格性能比的双向电力线通信总线技术,它主要利用已有的电力线来实现对家用电器及办公设备的智能控制。基于PLC-BUS技术的智能家居控制系统,它重新定义了家庭内部高可靠、低成本智能家居控制的新标准,此项技术拥有超强的系统稳定性和可靠性,为商业住宅提供了更为经济的智能化控制解决方案。而其它的电力线控制技术与PLCBUS技术在系统功能、可靠性和成本上是没办法相比的。PLC-BUS技术的解决方案包括如下领域的应用:灯光控制,电器控制,HVAC控制以及网络与电器设备间的通信。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握某实验办公楼的系统图平面图和展开图的识图知识,并简单了解各种智能照明系统的特点。
习题:
(一)判断题
1、一般,我们根据阅读建筑电气平面图的规律,按电源入户方向依次阅读,即进户线→配电箱→干线回路→分支干线回路→分支线及用电设备。    (正确)                                                                                          
(二)简答题
1、分别说出灯具代号G、J、H、F、B、Y代表的含义。
G代表隔爆灯(防爆灯),J代表半圆球吸顶灯,H代表花灯,F代表防水防尘灯,B代表壁灯,Y代表荧光灯。
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张老师
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楼宇自动化辅导资料七
主    题:  第四章  楼宇自动控制系统(第1-2(1)节)
学习时间:  2019年5月13日--5月19日
内    容:
这周我们将学习第四章中的第1-2(1)节,学习常用的低压电器、基本的起停电路及动力系统工程图中平面图的相关知识。
第四章  楼宇自动控制系统
第一节  动力控制基本概念
1.常用低压电器
一般我们常说的控制电路都是由用电设备、控制电器和保护电器组成。用来控制用电设备工作状态的电器称为控制电器,包括开关、接触器、继电器等。用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器,包括熔断器、热继电器等。
在低压系统中使用的电器称为低压电器,按照控制方式的不同可分为手动电器和自动电器。前者包括开关、按钮、组合开关等,后者包括接触器、继电器等。
(1)刀开关
刀开关是过去常用的手动控制电器,通常刀开关是和保险丝一起配合使用的。保险丝的作用是进行短路保护。为了安全起见,目前已经不容许使用胶盖开关直接控制电路起停,取而代之的是应用广泛的断路器。
(2)组合开关
组合开关是一种旋转操作的开关电器,其内部由动、静触头的一层层绝缘盒叠装组合而成。它实际上也是一种刀开关,一般用在非频繁操作的电源开关、控制与测量电路的开关和小容量的异步电机的开关等。组合开关的特点是有多对动、静触点。
上图为组合开关作为控制电路开关的图形和文字符号,文字符号用SAC表示。图形中有三条虚线代表,开关组合有三个挡位,即0挡、1挡、2挡。图中三个档位依次为自动、空挡、手动。开关拨到中间位置的时候,中间位置下方没有红点,说明图中5和6触点、1和2触点、3和4触点都没有接通,即所有电路都是断开的。当开关拨到自动挡时,触点5、6和触点1、2下方有红点,说明触点5和6之间、触点1和2之间是接通的,触点3和4之间是断开的。图中自动挡连接的电路中有液位开关,可以自动的控制电路起停。当开关拨到手动挡时,触点3、4下方有红点,说明此时触头3和4之间接通,而触头5和6、1和2断开,只有手动控制电路接通通电,可以实行手动控制。
(3)熔断器
我们通常所说的熔丝其实是熔断器的一部分。熔断器的作用是在电路中进行短路保护。熔断器通常由熔体和外壳两部分组成。熔体由电阻率比较高的易熔合金组成,例如铅锡合金等。熔断器在使用时应串联在被保护电路中。当电路正常工作时,熔体不应该熔断。当发生短路故障时,很大的短路电流通过熔断器,熔体过热而迅速熔断,切断电路,达到保护电路及其电气设备的目的。通常,当流过熔体的电流大于熔体额定电流的1.25倍时熔断。熔体额定电流从2A到600A不等。常见的熔断器有插入式的、螺旋式的、管式的、填料式的等等。
(4)断路器(空气开关)
断路器又称空气开关或者自动开关,它兼有刀开关和熔断器的作用。在控制电路中,断路器可用作电路的短路保护和过载保护。下图是断路器的图形,文字用Q来表示。断路器动作后不必像熔断器那样更换熔体,排除故障后合上手柄即可。断路器内装有灭弧装置,切断电流的能力很强,开断的时间短,工作安全可靠,体积小,已经被广泛的应用在工程当中。
断路器图形
    (5)按钮
    常见的按钮结构如下图所示,里面有两对静触点和一对动触片。上面一对静触头在没按下按钮时,动触片已经将两个触点连接,线路处于接通状态。这样的触点称为常闭触点(或动断触点)。下面一对触点在没按下按钮时,动触片没有将两个触点连接,线路没有接通,称这样的触点为常开触点(动合触点)。当按钮按下的时候,常闭触点断开,常开触点闭合。如果这两种触点一起动作的,我们也称为是联动触点。
     按钮结构图      常闭触点          常开触点         联动触点
    (6)接触器
    交流接触器是利用电磁吸力工作的自动控制电器,其内部主要由电磁铁、触点两部分组成的。电磁铁里面是铁芯,外面缠绕着线圈。电磁铁的铁芯分为静铁和衔铁(或动铁),线圈是缠绕在静铁芯上的。接触器的每个触点组分为静触点和动触点两部分。动触点与衔铁相连,随着衔铁位置的改变控制触头的接通和开断。线圈通电的时候,在电磁吸力作用下衔铁带动触点一起移动,使同一触点组的触点有的闭合、有的断开。当电磁吸力消失后,衔铁在弹簧的作用下复位,触点组恢复到原先的状态。
接触器的结构如下所示。可以观察到,下面有四个常开触点、一个常闭触点。画得较粗的触点称为主触点,画得较细的触点称为辅助触点。主触点接触的面积比较大,能通过较大的电流。而辅助触点接触面积比较小,流过的电流也小。主触点一般分为三副常开触点,串接在电源和电气设备之间。电气设备多为电动机,主触点可以控制电动机的供电。由这三个触点组成的电路通常称为主电路。辅助触点有常开、常闭两种,通常接在由按钮和接触器线圈组成的控制电路中,实现某些控制功能。
接触器结构
    下面是接触器线圈的图形,其他为接触器触点的图形。这些触点和线圈都有一个公共的名字KM,也就是说线圈控制内部所有触点的。触点画触头的说明是接触面积比较大的主触点,没有画触头的则为辅助触点。所有名称为KM的触点都是由名称为KM的线圈控制的。当线圈没有通电时,常开触点是断开的,常闭触点是闭合的。当线圈通电时,常开触点闭合,常闭触点断开。在电路中线圈和触点位置常不在一起,但实际中它们都在继电器内部,触点都是由线圈控制的。
  线圈    主常开触点 主常闭触点  辅助常开触点 辅助常闭触点 主常开触点
    2.起停电路
起停控制电路由主电路和控制电路两部分组成,如上图所示。图中左边是主电路,右边是控制电路。刀开关用Q来表示,平时是闭合的,只起到隔离的作用。在主电路中加入三个联动的触点KM(常开),实现自动控制电机起停。按下按钮SB1(常开)时,线圈KM通电,三个联动触点KM闭合,电动机运转。而此时控制电路中并联在SB1两端的辅助触点KM也闭合,形成自锁。这样电机就可以持续运转。当需要停机时,按下SB2(常闭)使线圈KM失电,触点KM都断开,电机停止运行。
主电路中常串联熔断器FU和热继电器发热元件FR。
熔断器FU通常作为短路保护电器,当电机出现短路电流比较大时熔断器FU熔断,这样电路就断开。
热继电器通常用作过载保护,是利用电流通过发热元件时产生的热量使双金属片受热弯曲而推动机构动作的一种电器。若电流达不到短路电流那么大,但是长时间积累产生的热效应影响到电气设备运行时,热继电器也会动作,使电路断开。下面两图分别是是热继电器中发热元件的图形、文字符号内部常闭触点的图形和文字符号。发热元件和常闭触点都在热继电器内部。通常将发热元件接入主电路中,常闭触点接到控制回路中。当主电路电流比较大使发热元件发热到一定程度时,控制回路中的常闭触点断开,线圈KM失电,使得主回路的KM触点也断开,电机停止运行。
                   发热元件           常闭触点
    控制电路中形成自锁的触头可以实现失压(欠压)保护。如果电路中没有触点KM,断电时电机停止运行,但是电路还是接通的。一旦恢复电源,电机会立刻启动,造成很大危险。如果电路中有触点KM,当恢复电源时,只有按下开关按钮SB1才能使电机启动。这就是电路的失压保护。
    可见,此电路虽然简单,但是它可以实现控制功能(电机的起停),并具备完善的保护措施,即有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。
第二节  动力系统工程图(1)
1.动力系统工程图之平面图
(1)工程平面图例1
    图中的动力配电箱有四路动力线,当到达动力出现口时,引出动力接线连接相应的电动机的。图中导线标注为BV-4×6-SC32-FC,表示此导线为铜芯塑料绝缘,共有4根截面积是6mm2导线,外面套的焊接钢管(SC)直径为32,埋地敷设(FC)。图中横线上面的1、2、3、4为序号,分别代表四台电机,下面的数字为电机的容量。
    (2)工程平面图例2
    此图是小型的锅炉房动力系统平面图。图中主要由锅炉房,循环泵房、引风机室、控制室、立式小锅炉房等组成。图中AP-1、AP-2、AP-3三台控制柜(即配电柜)设在控制室内,落地安装,电源BX(3×70+1×35)穿直径80mm的钢管、埋地经锅炉房由室外引来,引入AP-1。同时在引入点(13)轴处设置了接线盒。图中有两台循环泵,两台锅炉。每台锅炉有引风、送风、出渣、炉排、上炉5台电动机。这些电机的负荷管线均由控制室的AP-1埋地引出至电动机接线盒处,导线规格、根数、管径见标注,其中有三根管线在(12)轴处设置了接线盒。循环泵房、锅炉房的引风机室设按钮箱各一个,分别控制循环泵以及引风机、鼓风机,标高1.2m,墙上明装。其控制管线也由AP-1埋地引出,控制线为1.5mm2塑料绝缘铜线,穿管直径为15mm。AP-4动力箱安装于立式小锅炉的墙上,距地1.4m,电源管由AP-1埋地引入。立式0.37KW泵的负荷管由AP-4箱埋地引至电动机接线盒处。泵房接地极采用Φ25×2500镀锌圆钢(图中虚线),接地母线采用40mm×4mm镀锌扁钢,埋设于锅炉房前侧并经(12)轴埋地引入控制室与柜体上。
(3)工程平面图例3
通过这个案例我们学习一下标高的概念。图中有两个平面,一个是±0.00平面(图的右半部分),经过楼梯来到地下室,也就是另一个平面-1.5平面(左半部分),表示基准面以下1.5m。图中三个方框表示3台电动机的混凝土基础,高均为0.5m。▽下面不带横线表示高于当地地面,▽下带横线表示两个基准面之间的差。变电所引来的电缆用直径为70mm焊接钢管保护暗敷设至配电箱DX,从DX配电箱引出两路管线,一路为3D-1,采用直径为20mm(G20)的钢管在地面下0.3m暗配至按钮AN,另一路到电机3D。电源线标注VLV23-1000-1(3×95+1×35)中,VL表示铝芯的,VV表示电力电缆,V23铠装的,耐压是1000V。另外两台电机有降压起动器1JYQ和2JYQ供电。由1JYQ降压起动器至1D电动机的管路在±0.00平面内采用G50焊管在地面下0.4m处暗配,在-1.50平面内采用G50焊管在地面下0.3m处暗配至1D电动机。3D电动机管线采用直径是20mm的钢管,而1D、2D电动机的焊管直径为50mm,这说明1D、2D电动机的容量比3D电动机大。3D电动机由配电箱直接供电,1D、2D电动机则由降压器供电,这也说明1D、2D电动机容量比较大。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握常见的低压电器、基本的起停电路和低压动力系统工程图中平面图的相关知识,包括配电箱动力线、各种负荷、电机如何配线分配、及标高的概念等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1.什么是保护电器?并举例说明?
用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器。例如熔断器,当电路发生短路故障时,电流很大,熔断器熔断。断路器本身也具有短路保护作用,它兼有刀开关和熔断器的作用。在控制电路中可用作电路的短路保护和过载保护。
2.基本的起停电路具有哪些功能?
    它可以实现控制功能,控制电机的起停,并具备完善的保护措施,即有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。
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楼宇自动化辅导资料八

主    题:  第四章  楼宇自动控制系统(第2(2)-3节)
学习时间:  2019年5月20日--5月26日
内    容:
这周我们将学习第四章中的第2(2)-3节,介绍动力系统工程图中电动机一地起停控制、两地起停控制、Y-△起动控制原理图,以及动力系统电源可靠性的相关知识。
第四章  楼宇自动控制系统
第二节  动力系统工程图(2)
2.动力系统工程图之原理图
(1)电动机一地起停控制

    上面是一地起停控制电路图,在上周的学习中已经介绍了。图中SB1为起动按钮,SB2为停止按钮,与SB1并联的触点KM为自锁。当按下SB1,线圈KM通电,主触点KM闭合,电机运转。同时,辅助触点KM闭合形成自锁。当按下SB2,线圈KM失电,触点KM断开,电机停止运行。此电路有完整的保护功能,熔断器FU提供短路保护,发热元件FR和热继电器触点FR提供过载保护,自锁环节提供失压(欠压)保护。
    (2)电动机两地起停控制

    上面是两地起停电路的控制电路。因为两地起停电路的主回路与一地起停电路一样,图中就没有画出。图中SB1、SB2是一地的起停按钮。为了实现在另一地也可以控制电机起停,可以将另一地的起动按钮SB4并联到SB2上,另一地的停止按钮SB3串联到SB1上。多地起停控制电路与之类似。为了方便同学们理解,我们将SB3和SB4的接线增长,表示另一地方,如下图所示。

    (3)电机的Y-△起动控制
    对于容量较大的电机不能直接起动,需要降压起动。降压起动又分为Y-△降压起动和自偶变压器降压起动。我们主要介绍Y-△降压起动电路。当电机起动时用Y型连接,起动电流比较小。当电压起动后则用△型连接。

    上图为电机Y-△起动主电路,通过此电路我们可以简单分析一下电路构成。最上面是刀开关和熔断器,实际上可用断路器(QF)代替。紧接着是中间继电器KM触点(实现电机通电)及发热元件FR,然后是电动机的三个绕组。绕组的另一端用触点KMY或KM△连接。当触点KMY 闭合时,电机呈Y型连接。当触点KM△闭合时,电机呈△型连接。

    上图是Y-△起动控制电路。图中有四个继电器,需要注意的是KT为时间继电器,控制触点KT(图中触点KT为延迟断开触点)。当按下起动按钮SB2时,线圈KMY通电,主回路中的KMY触点闭合,电机呈Y型连接,控制电路中常开触点KM闭合,使得继电器KT和KM通电。KM通电后主电路中触点KM闭合,控制电路中触点KM闭合形成自锁。这样即使松开按钮SB2,电动机仍能以Y型连接方式起动。由于线圈KMY通电,控制回路中的常闭触点KMY断开,使得线圈KM△不会误通电造成事故,这种方式称为互锁。时间继电器KT通电后开始计时,当时间到,延迟断开触点KT就断开,线圈KMY失电,主电路中触点KMY断开,控制电路中各KMY恢复原始状态(闭合的触点断开,断开的触点闭合),使得继电器KT失电,继电器KM△通电。KM△通电后主回路中的触点KM△闭合,这样电机就以△型接线方式运行。而此时控制回路中的常闭触点KM△断开,形成互锁,防止线圈KMY误通电造成事故。
    这就是电机的Y-△起动控制原理。

第三节  动力系统电源可靠性
    电力系统电源可靠性指得就是备电自投。备电自投主要针对的是重要的用电设备。为了保证设备安全可靠的运行,通常设置两路电源,一路电源是工作电源,另一路电源是备用电源。当工作电源出现故障,备用电源自动投入运行。
1.单相备电自投控制

    上图为单相备电自投控制电路,主要适用于安全、疏散、指示照明和重要的单相电源。左侧线路为工作电源(一条相线,一条中线),右侧线路为备用电源。当电源正常工作时,下面的用电设备由工作电源供电。当工作电源出现故障时,备用电源通过母线向下面的设备供电。1QK为工作电源线路上的断路器,2QK为备用电源线路上的断路器。它们在正常运行时,都是闭合的。1HG为工作电源的工作指示灯,2HG为备用电源的工作指示灯。线路中有继电器1KM和2KM,控制触点1KM和2KM。而KA为中间继电器(辅助继电器),控制工作电源回路中的常开触点KA和备用电源回路中常闭触点KA。它的作用是用来检查电源是否有电。如果电源有电,继电器KA通电,使得常开触点KA闭合,继电器1KM就通电了,触点1KM也就闭合。这样工作电源就向下面的用电设备供电,指示灯1HG会亮。而KA通电会使备用电源回路中常闭触点KA断开,继电器2KM就不会通电,触点2KM不会闭合,备用电源不会供电。如果电源没有电,继电器KA不通电,继电器1KM也不会通电,工作电源中常开触点1KM不能闭合,工作电源就不能工作。而KA和1KM不通电,备用电源中常闭触点KA和常闭触点1KM仍然是闭合的,使得继电器2KM通电,触点2KM闭合,备用电源向下供电,指示灯2HG会亮。
    在工作电源中给继电器1KM串联一个2KM常闭触点,在备用电源给继电器2KM串联一个1KM常闭触点,形成互锁。这样两个电源不会因为误操作同时向下供电。
    图中还有QK1QK2QKn,它们是单相配出线开关。
    2.三相备电自投控制

    三相备电自投控制电路的原理与单相备电自投相同,主要应用在消防泵、淋水泵、水幕泵末级配电箱中,消防电梯、防排烟、防火卷帘门中,以及安全、疏散、照明这些容量大的设备配电箱中。图中左侧为工作电源(三条相线,一条中线),右侧为备用电源。通过中间继电器KA检查工作电源是否有电。如果电源有点,KA通电 ,继电器1KM通电,使得触点1KM闭合,工作电源向下供电,指示灯1HG会亮。而KA、1KM通电使得备用电源回路中闭合触点KA、1KM断开,继电器2KM不会通电,备用电源不会因误操作向下供电。如果工作电源没有电,线圈KA、1KM不会通电,备用电源用常闭触点KA、1KM仍闭合,继电器2KM通电,触点2KM闭合,备用电源向下供电,指示灯2HG会亮。
    值得注意的是,线路中有两个隔离开关1K和2K,它们是隔离开关。平时隔离开关是闭合的,当需要检修时拉下,形成明显的断点,保证检修工作的安全。
    若工作电源和备用电源是专线供电,而且距离较近,可以将进线处断路器1QK、2QK改成闸刀开关,以防保护等级太多,影响开关动作的选择性。另外在备电自投当中,我们要注意中线与对应的相线应一起切换、投入。因为这两路线来自两路独立的电源,比如可能两路都是10KV市电,也可能一路是10KV市电,另一路是柴油发电机。将中线参与投切实际上是防止中线上电压不平衡。
    卷帘门、消防梯等备电自投控制箱除了选用进线总开关外,还应该在备电自投后的母线上安装出现开关,直接供卷帘门、电梯的电源,因此可以组装成备电自投配电箱。对于安全、备用照明用的备电自投箱除了总线开关外,还要按照明的需要安装三个或多个单极照明出线开关,可组成备电自投的照明配电箱。

本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握动力系统工程图中电动机一地起停控制、两地起停控制、Y-△起动控制原理图,以及动力系统电源可靠性中单相备用自投、三相备用自投控制原理。

习题:
(一)判断题
1、一般,电动机起动时可以采用Y型连接,运行时再切换到△连接。  (正确)                                                                                          
(二)简答题
1、简述单相自投控制原理。
如果电源有电,继电器KA通电,使得常开触点KA闭合,继电器1KM就通电了,触点1KM也就闭合。这样工作电源就向下面的用电设备供电,指示灯1HG会亮。而KA通电会使备用电源回路中常闭触点KA断开,继电器2KM就不会通电,触点2KM不会闭合,备用电源不会供电。如果电源没有电,继电器KA不通电,继电器1KM也不会通电,工作电源中常开触点1KM不能闭合,工作电源就不能工作。而KA和1KM不通电,备用电源中常闭触点KA和常闭触点1KM仍然是闭合的,使得继电器2KM通电,触点2KM闭合,备用电源向下供电,指示灯2HG会亮。





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楼宇自动化辅导资料九
主    题:  第四章  楼宇自动控制系统(第4节)
学习时间:  2019年5月27日--6月2日
内    容:
这周我们将学习第四章中的第4节,主要介绍高层建筑给排水系统控制内容、控制功能、控制方式、排水系统、给排水系统设备和传感器和非匹配给水系统中一台电机控制原理图等。
第四章  楼宇自动控制系统
第四节  高层建筑给排水系统控制
    1.给排水系统控制内容
    给排水系统主要控制生活给水系统、生活热水系统、排水系统、中水系统、消防给水系统、冷却水循环系统。
(1)生活给水系统
生活给水系统的水箱设在地下室,生活水泵通常有1、2、3台或多台。这些生活水泵的起停状态需要控制和监控,另外还需对水箱液位的高低进行监控。
(2)生活热水系统
为了提高生活质量,我们需要热水的提供。热水用水点通常为综合楼、旅馆的客房洗浴卫生间,用循环泵对水进行循环,同时设置监控。
(3)排水系统
由于涉及中水系统,排水系统采用污废水分流制。生活污水和废水各采用一套管道收集排出,给水池(一般设在地下)由潜污泵提升排出。
(4)中水系统
中水考虑采用洗浴排水和盥洗用水,中水用水点为冲厕所用水。中水泵设在地下,收集中水并将中水提升到屋顶反应器储存水箱进行紫外线消毒处理,然后再供给各用户。
(5)消防给水系统
为了保证楼宇的安全,通常在楼里设有消火栓加压泵、自动喷水、卷帘保护和水喷雾等,这些系统都需要进行监控。
(6)冷却水循环系统
冷却水循环系统实际上属于中央空调的一部分。制冷机房设于地下,冷却塔设于屋顶。用循环水泵对水进行循环,采用两用一备形式。因此要对循环水泵的运行状态进行监控。
    2.给排水系统控制功能
    给排水系统应该能实现水泵运行状态显示、水泵起停控制、水泵过载报警、水箱高低液位显示及报警等四大功能。
    3.给排水系统控制方式
    城市管网中的水压力一般不能满足整幢建筑的供水压力要求,除了低的楼层可由城市管网供水外,建筑的其余上部各层均须提升水压供水。由于供水的高度增大,如果采用统一供水系统,显然下部低层的水压将过大,提高水压对使用设备、维修管理均不利。因此必须进行合理竖向分区供水。在进行竖向分区时,应考虑低处卫生器具及给水配件处的静水压力,在住宅、旅馆、医院等居住性建筑中,供水压力一般为300-350KPa;在办公楼等公共建筑可以稍高些,可用350-450kPa的压力为宜,最大静水压力不得大于600KPa,在这种情况下,对于管道材料的选用、施工、使用、维护均较为适宜。
    为了节省能量,应充分利用室外管网的水压,在最低区可直接采用城市管网供水,并将大用水户如洗衣房、餐厅、理发室、浴室等布置在低区,以便由城市管网直接供水,充分利用室外管道压力,可以节省电能。
    根据建筑给水要求、高度、分区压力等情况,进行合理分区,然后布置给水系统。给水系统的形式有多种,主要可以分为如下几种形式:
(1)重力给水系统(非恒压即非匹配式给水)
这种给水系统的特点是水泵将水提升到最高水箱中,以重力向给水管网配水。根据水池(箱)的高/低水位控制水泵的起停,使水箱储满水。监测给水泵的工作状态和故障,对水池水位进行监测,当高/低水位超限时报警,当使用水泵出现故障时,备用水泵会自动投入工作。循环使用和启用备用泵时,应注意联动相应的进出水阀门。还需对水流量等参数进行监测与记录,监视设备的运行状态与故障状态。
重力给水系统用水是由水箱直接供应,即为重力供水,供水压力比较稳定,且有水箱储水,供水较为安全。但水箱重量很大,增加建筑的负荷,占用楼层的建筑面积,且有噪声震动之弊,对于地震区的供水尤为不利。同时由于水箱的滞水作用,可能会使水质下降,有些水箱封闭不严从而导致水污染的事件时有发生,因此,用水箱重力供水的系统需要定时清理储水箱。
注意,非匹配式是指将水全部升到最高水箱,而不是根据需要升高。
(2)并联气压给水系统(恒压即匹配式给水)
    并联气压给水系统是以气压水箱代替高位水箱,而气压水箱可以集中于地下室水泵房内,这样可以避免楼房设置水箱的缺点。气压水箱需要用金属制造,投资较大,且运行效率较低,还需设置空气压缩机为水箱补气,因此耗费动力较多,近年有采用密封式弹性隔膜气压水箱,可以不用空气压缩机充气,既可以节省电能又防止空气污染水质,有利于环境卫生。
    (3)水泵直接给水系统(恒压即匹配式给水)
    水泵直接供水,最简便方法可以采用调速水泵供水系统,即根据水泵的出水量与转速成正比关系的特性,调整水泵的转速而满足用水量的变化,同时也可节省动力。通常采用变频调速电机,由用水量的变化而控制电机的转速,从而使水泵的水量得到调节。这种方法设备简单,运行方便,节省动力,国内已广泛使用,效果很好。近年来国外研制了一种自动控制水泵叶片角度的水泵,即随着水量的变化控制叶片角度的改变来调节水泵的出水量,以满足用水量的需要。这种供水系统设备简单,使用方便,是一种有前途的新型水泵给水系统。
    无水箱的水泵直接给水系统,最好是用于水量变化不太大的建筑物中,因为水泵必须长时间不停地运行。即便在夜间,用水量很小时,也将消耗动力。而且水泵机组投资较高,需要进行技术经济比较后确定。
    以上是几个比较有代表性的给水系统,如何选用应根据使用要求、用水量大小、建筑物结构情况及材料设备供应等具体条件全面考虑。在供水安全可靠的前提下,考虑技术上先进、经济上合理的给水系统。
    4.排水系统
    (1)排水系统概述
    智能化建筑的卫生条件要求较高,其排水系统必须通畅,保证封水不受破坏。智能化建筑一般都建有地下室,有的深入地面下2-3层或更深些,地下室的污水常不能以重力排除,在此情况下,污水集中于污水集水井,然后以排水泵将污水提升到室外排水管中。
    (2)排水监控系统
    智能化建筑排水监控系统的监控对象为集水井和排水泵。排水监控系统的监控功能有:
1)污水集水井与废水集水井的水位监测及超限报警。
2)排水泵的起停。当集水井的水位达到高限时,联锁起动相应的水泵;当水位达到高高限时,联锁起动相应的备用水泵,直到水位降至低限时联锁停泵。
3)排水泵的运行状态及故障报警。
4)非正常情况快速报警。非正常情况是指流入污水井中流量过大或超过正常排放标准,应及早报警采取措施。出现这种情况的原因主要有进水阀、消防水阀损坏,水管爆裂,大量雨水渗漏等。这种情况如不及时采取措施,后果十分严重,而及早发现并处理可减少损失。
5.给排水系统设备和传感器
(1)水泵
给水泵,有离心式的。排污水泵又叫潜水泵。
(2)液位开关
液位开关通常安装在水箱上。利用浮球液位开关的磁性浮子随液位上升或下降,使传感器检测管内设定位置的干簧管芯片动作,发出接点开(关)转换信号。
在密闭的非导磁性管内安装有一个或多个干簧管,然后将此管穿过一个或多个中空且内部有环形磁铁的浮球,液体的上升或下降将带动浮球一起上下移动,从而使该非导磁性管内的干簧管产生吸合或断开的动作,从而输出一个开关信号。
(3)电接点压力表
电接点压力表既能指示压力,内部又有触点装置能够接通或断开相应的电路。它的内部有测量系统、指示装置、电接装置或磁助电接点装置、调整装置和接线盒。电接点压力表的工作原理实际上是被测介质的压力使弹簧管形变,经过传动并放大通过拉杆经齿轮传动机构带动固定于齿轮轴上的指针转动,并进行指示。当指针与设定的触头(上限或下限)相接触时,控制系统的电路就得以断开或接通。
    6.水泵控制原理电路
    (1)非匹配式给水系统
    在楼房的顶部设有给水箱的供水方式叫做非匹配式给水系统。
1)单台给水泵控制
    上图为单台给水泵主电路,与前面所讲的电机起停电路的主电路相同,通过控制触点KM的闭合、断开来控制电机的运转、停止。
    上图为单台给水泵控制电路。控制电路由拨动开关(又叫组合开关或万能开关)、液位开关、指示灯、中间继电器、继电器、按钮等组成。
    当万能开关拨到右侧即手动挡时,3、4触点接通,5、6触点和1、2触点断开。可以看到图中有1SF、2SF按钮和1SS、2SS按钮,这说明此时电路是两地起停控制电路。当按下按钮1SF或2SF时,线圈KM通电,主电路中触点KM闭合电机开始运行,运行指示灯HR亮。此时,控制电路中常开触点KM闭合形成自锁,常闭触点KM断开形成互锁,确保停泵指示灯不会亮,以免造成误操作。当需要停泵时,按下按钮1SS或2SS,线圈KM失电,主电路中触点KM断开,电机停止运行,运行指示灯灭。控制电路中KM触点恢复原来状态,常闭触点重新闭合,停泵指示灯亮。我们可以将一对起停按钮按到控制室,一对起停按钮按到水泵附近。这样采用手动控制时,便于对水泵进行试运行、检修及维护等。
    当万能开关拨到左侧即自动挡时,触点5、6和触点1、2接通,触点3、4断开,电机处于自动运行状态。电机的自动运行主要靠得是液位开关,2SL是液位最低时的开关,相当于起动按钮;1SL是液位最高时的开关,相当于停止按钮。当液位低至最低限位时,液位开关2SL就闭合,中间继电器KI通电,控制电路中两个常开触点KI闭合,一个形成自锁,一个使线圈KM通电。线圈KM通电,主电路中触点KM闭合电机开始运行,运行指示灯HR亮,控制电路中常闭触点KM断开形成互锁,确保停泵指示灯不会亮,以免造成误操作。当液位上升到最高限位时,液位开关1SL就断开,中间继电器KI失电,触点KI恢复开断状态,线圈KM失电。线圈KM失电,主电路中触点KM断开,电机停止运行,运行指示灯灭。控制电路中KM触点恢复原来状态,常闭触点重新闭合,停泵指示灯亮。
    当万能开关拨到中间时,处于空挡,所以触点都不接通。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握高层建筑给排水系统控制内容、控制功能、控制方式、排水系统、给排水系统设备和传感器和非匹配给水系统中一台电机控制原理图等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、给排水系统的主要控制功能有哪些?   
(1) 水泵运行状态显示
(2) 水泵起停控制
(3) 水泵过载报警
(4) 水箱高低液位显示及报警
2、给排水系统的主要控制方式有哪些?
(1) 重力给水系统
(2) 并联气压给水系统  
(3) 水泵直接给水系统
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:13:11 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:13:11 看全部
楼宇自动化辅导资料十
主    题:  第四章  楼宇自动控制系统(第4节)
学习时间:  2019年6月3日--6月9日
内    容:
这周我们将学习第四章中的第4节,主要介绍高层建筑非匹配给水系统中两台给水泵一用一备控制电路、三台水泵两用一备控制电路、带其它功能的两台给水泵一用一备控制电路和匹配式给水系统中单台泵变频工作电路、两台泵(定+变)工作等。
第四章  楼宇自动控制系统
第四节  高层建筑给排水系统控制
6.水泵控制原理电路
(1)非匹配式给水系统
    在楼房的顶部设有给水箱的供水方式叫做非匹配式给水系统。
2)两台给水泵一用一备控制电路
    本电路中组合开关的设置与之前不同:中间为手动挡,用于手动控制;拨到左边的时候第一台泵作为工作泵,出现故障时启用第二台泵;拨到右边的时候第二台泵作为工作泵,出现故障时启用第一台泵。这种电路的可靠性要比一台给水泵高得多,而且可以使两台泵的磨损程度差不多。两台泵分别由线圈1KM、2KM控制,当启用备用泵时用到时间继电器1KT、2KT,1SF、1SS为第一台泵的手动控制按钮,2SF、2SS为第二台泵的手动控制按钮,1KA、2KA为水箱的液位开关。
    将开关拨到左边,则1M作为工作泵,2M作为备用泵,触点9、10和触点11、12接通。当1M能够正常工作时,如果液位开关到达低位,则1KA闭合,线圈1KM通电,水泵1M工作。此时1M的工作指示灯亮,控制电路中常闭触点1KM断开,时间继电器1KT不能通电,相应的触点1KT不能闭合,线圈2KM不能通电,水泵2M不能工作。当水箱满了,液位开关2KA断开,水泵1M停止工作。当1M不能正常工作时,线圈1KM失电,常闭触点1KM闭合,时间继电器1KT通电开始计时。时间到延时闭合触点1KT闭合,线圈2KM通电,水泵2M开始运行,工作指示灯亮。此时常闭触点2KM断开,时间继电器2KT不能通电,相应的触点2KT不能闭合,线圈2KM不能通电,水泵1M不能工作。当水箱满了,液位开关2KA断开,1KT失电,触点1KT恢复断开状态,线圈2KM失电,水泵2M停止工作。将开关拨到右边,则2M作为工作泵,1M作为备用泵,触点1、2和触点3、4接通。工作原理与开关拨到左边相同。将开关拨到中间,则是手动起停控制,触点5、6和触点7、8接通,通过手动按钮控制1        M和2M的起停。这种工作方式主要用于检修或调试。
    在火警时为了保证消防用水的需要,通常生活水泵就要停止工作。这个可以通过消防系统的联动来实现,在下一章中会详细介绍。
    3)三台水泵两用一备控制电路
    将开关拨到左边的时候,实现自动控制,触点1、2、触点5、6及触点9、10接通,液位开关1KA、2KA控制起停,1M、2M作为工作泵,3M作为备用泵。当工作泵1M、2M正常工作时,备用泵3M不工作。当工作泵1M或2M出现故障时,备用泵3M开始运行参与工作。其工作过程与上面介绍的两台水泵一用一备基本相同,请自行分析。将开关拨到右边时,实现手动控制,触点3、4、触点7、8和触点11、12接通,通过起停按钮1SF和1SS、2SF和2SS、3SF和3SS分别控制水泵1M、2M、3M的起停。将开关拨到中间时为空挡,所有触点都不能接通。
    4)两台给水泵一用一备控制电路(带其它功能)
    图中左边为两台给水泵一用一备的主电路,右边为其控制电路。这个控制电路在基础控制电路上稍作改动,增添了一些功能。当组合开关拨到左边的时候,为自动挡,触点15、16、触点7、8和触点9、10接通,此时M1作为工作泵,M2作为备用泵,液位开关控制水泵起停。当到达低位时,液位开关SL1闭合,线圈KA1通电形成自锁,触点KA1闭合,同时也使线圈KM1通电,水泵M1开始运行,M1运行指示灯亮,停泵指示灯不亮。常闭触点KM1断开,故障警铃HA不响,时间继电器KT不通电计时,线圈KM2无法通电,水泵M2不工作。当水泵M1故障不能运行时,常闭触点KM1处于闭合状态,故障警铃HA响,时间继电器KT通电开始计时。时间到,延迟闭合触点KT闭合,KA2通电形成自锁,常开触点KA2闭合使得KM2通电,水泵M2开始投入运行,M2运行指示灯亮,故障灯不亮。常闭触点KA2断开,使得时间继电器KT失电,警铃HA不响停止报警。当开关拨到右边的时候,仍未自动挡,触点5、6、触点1、2和触点3、4接通,此时M2为工作泵,M1为备用泵。工作过程与开关拨到左边相似,请自行分析。当组合开关拨到中间位置时,手动控制,触点11、12、触点19、20接通,通过手动按钮SB1和SB2、SB3和SB4控制两个水泵的起停。
(2)匹配式给水系统
匹配式给水系统不设高位水箱,通过变频泵实现恒压供水。
由转速公式 可以看出,三相异步电动机调速主要有三种方式,即改变转差率调速、改变频率调速和改变极对数调速。其中前两种属于无级调速,后一种属于有级调速。改变频率调速又称变频调速,即将50Hz的交流电源通过变频器变为频率、电压都可调的电源。变频调速器的英文简称是VVVF,是将三相工频(50Hz)交流电源(或任意电源)变换成三相电压可调、频率可调的交流电源的装置。它主要用于交流电动机(同步机或异步机)转速的调节。这个装置的组成主要有交流电动机变频调速系统、变频调速器驱动器、交流电动机、控制器等几个部分,核心设备是变频调速器,实现电动机电压和频率的平滑变化。
1)单台泵变频工作
    上图为采用西门子Midi Master Vector型变频器的系统接线原理图。水泵有两种工作状况,一种是工频运行,由QF2投入,KM2接通水泵运行;另一种是变频运行,由QF1投入,经过变频器,KM1接通水泵运行。控制电路中有一组合开关SA,拨到上面挡时为变频运行,拨到下面挡时为工频运行,中间为空挡。交流接触器KM1与KM2有电气互锁,不会同时工作,避免“工频”、“变频”同时向水泵送电。西门子SED系列变频器提供了两个内部的继电器,可以方便地设置成运行状态、故障指示、报警输出、PID闭环控制、速度限制等多种功能。图中RL1设置成“故障指示”(P061=6),这里不做过多介绍。压力变送器(gems1200)电源直接取自变频器(9号端子),变频器将压力信号变为4-20mA标准信号送至端子10。变送器电源负极已在变频器内部勾通,无需另外接线。这个简单电路即能实现定压供水。压力变送器检测管网或者水管的压力,然后将信号送至变频器,变频器根据压力的大小调整电机转速。
2)两台泵(定+变)工作
①电路整体概述
此系统有两台泵两台电机,调速泵1M的主电路中接有VVVF,进行变频调速控制,定速泵2M电机全压定速运行。由上图可见,调速泵1M受到触点1KM的控制,定速泵2M受到触点2KM控制。而触点1KM、2KM受到控制电路中线圈1KM、2KM的控制。当水量较小时,一台调速水泵运行。当水量较大时,两台泵同时供水,如一台泵可满足要求则定速泵停止运行。当变速泵或其调速装置故障时,定速泵作为备用延时启动单独供水。
    ②电路关键部件
    KGS为水压控制器,与水压传感器P配合使用,根据压力的大小控制水压控制器内部触点的通断。SAC为万能转换开关,VVVF为变频调速电源控制器。
③工作原理
    QL1、QL2合闸接通电源。当SAC处于自动挡,触点3、4和触点5、6接通,KGS通电,时间继电器1KT通电,常开触点1KT延时闭合,线圈1KM通电,主触点1KM吸合,变速泵1M启动调速运行,恒压供水。
当用水量增大,一台泵不能满足要求时,KGS使2泵控制回路中2-11号与2-17号线接通,时间继电器线圈2KT通电,常开触点2KT延时闭合,时间继电器4KT延时通电,触点4KT闭合,2KM通电,主触点2KM吸合,定速泵2M恒压运行,变速泵1M根据水压要求调速运行,恒压供水。
当用水量变小,不需要两台泵同时运行时,KGS使2泵控制回路中2-11号与2-17号线断开,线圈2KT断电,触点2KT断开,线圈4KT断电,触点4KT延时断开,线圈2KM断电,主触点2KM断开,定速泵2M停止运行,变速泵1M根据水压调速运行,恒压供水。
当调速泵故障,变频调速装置的ARM端子使得控制回路中5号与7号线接通,线圈2KA通电形成自锁,时间继电器3KT通电,报警器HAB发声光报警,触点3KT延时使2KM通电,定速泵2M启动运行。
变速泵的VVVF是由KGS的1-17号与1-19号端子根据水压信号进行控制的,不论定速泵2M工作不工作,当水压高时,KGS通过1-17号与1-19号端子使VVVF频率降低,调速泵1M降速,水压降低;当水压低时,KGS通过1-17号与1-19号端子使VVVF频率升高,调速泵1M升速,水压升高。水压升高代表用水量减小,水压降低代表用水量增加。
2KT、4KT为双向延时时间继电器,电机启动时延时启动,电机停止时延时停止,即软启动、软停止,可以减少电机的损坏。当水压升高时,KGS使定速泵2M控制回路中2-11号与2-17号线断开,使得时间继电器4KT断电,触点4KT延时断开。这样避免了因水压突变造成定速泵2M误起停,提高了系统的稳定性。
在故障报警电路中有试铃、停铃的过程,2SB是试铃的按钮,3SB是停铃的按钮。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握高层建筑非匹配给水系统中两台给水泵一用一备控制电路、三台水泵两用一备控制电路、带其它功能的两台给水泵一用一备控制电路和匹配式给水系统中单台泵变频工作电路、两台泵(定+变)工作等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、什么叫VVVF?   
答:变频调速器的英文简称是VVVF,是将三相工频(50Hz)交流电源(或任意电源)变换成三相电压可调、频率可调的交流电源的装置。
2、简单回答采用变频调速方式供水时用水量和水压的关系?
答:水压升高代表用水量减小,水压降低代表用水量增加。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:13:23 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:13:23 看全部
楼宇自动化辅导资料十一
主    题:  第五章  火灾报警和消防控制系统(第1-4节)
学习时间:  2019年6月10日--6月16日
内    容:       
这周我们将学习第五章中的第1-4节,主要介绍智能建筑消防系统的基本要求、火灾报警系统构成、系统基本工作原理、火灾探测器基本概念、火灾发展特征、火灾探测器分类、各种火灾探测器、火灾探测器系统总线、探测器地址编码、总线保护等。
第五章  火灾报警和消防控制系统
对智能建筑的安全构成最大威胁的就是火灾。火灾对人们的危害是巨大的,建筑物一旦发生火灾,后果将不堪设想。在考虑消防系统设计时,必须坚持以人为本的方针,将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。这就需要更准确可靠的火灾探测技术、更早期的火灾报警、更有效的能延缓火势蔓延的自动化灭火装置。
第一节  系统概述
    1.智能建筑消防系统的基本要求
    火灾探测器能精确地探测到火灾信号,并输入到区域报警控制器,集中报警控制器送到消防控制中心,控制中心判断位置后立即向消防部队发出119火警,同时打开自动喷洒装置、气体或液体灭火器灭火,火灾报警广播,照明和诱导灯点亮,引导疏散,防火门、防火阀、排烟门、卷闸、排烟风机都 进行联动。
    2.火灾报警系统构成
    一个完整的消防体系构成如上图所示,由火灾自动报警设备、灭火设备及避难诱导设备。消防系统中的核心应该是火灾自动报警系统,由火灾探测、报警控制和联动控制三部分组成。火灾探测器是火灾自动报警系统的核心技术,有传统开关量火灾探测器和现代模拟量火灾探测器,二者的区别就在于探测器本身性能。灭火控制系统由自动喷洒装置、气体灭火控制装置、液体灭火控制装置等构成。避难诱导设备主要是信号指示系统。
   上图是火灾系统构成的示意图。从图中我们可以看到消防控制中心、集中报警控制器、区域报警控制器和火灾探测器之间的关系。探测器探测的火灾信号送到区域报警控制器,再由区域报警控制器送到集中报警控制器,上报到消防控制中心。消防控制中心再控制相应的联动设备,包括灭火控制单元、防排烟控制单元、紧急广播系统、闭路电视系统。防排烟系统主要实现的是对防火门、防火阀、防火卷帘、排烟风机等设备的控制。紧急广播系统在平时播放背景音乐,发生火灾时切换到紧急广播。
    需要指出的是,消防系统的供电应属于一级用电负荷,消防供电应确保是高可靠性的不间断供电。为做到万无一失,还应有一组备用电源作为消防供电的保障。
    第二节  系统基本工作原理
    1.灭火系统
    灭火的方式主要有消火栓灭火、自动喷水灭火、水幕阻火、气体灭火、干粉灭火。
    2.防排烟系统
    (1)烟气路线
    着火房间→走廊→竖向梯、井等向上
    (2)排烟方式
    1)密封防烟方式。当发生火灾时,将着火房间密封起来。
2)自然排烟方式。自然排烟是在自然力的作用下,使室内外空气对流进行排烟的。
3)机械防排烟方式。机械排烟是把建筑物分成若干防烟分区,在防烟分区内设置防烟风机,通过风道排出各房间或走廊的烟气。
(3)工作过程
确认火灾后,立即开启着火层及其上、下层的正压送风阀(口)。自动打开顶层相应加压风机,使楼梯前室通道为正压防止烟气侵入,保证人员疏散逃生时的环境安全。在各层走廊、地下室及无窗房间设有常闭防火排烟阀。火灾时,可自动或手动打开火灾区域的防火排烟(口)同时联动相应的排烟风机启动。当顶层排烟风机前的防火排烟口温度达到280℃时,阀门关闭,联动排风机亦同时关闭。
3.火灾事故广播系统
当系统确认发生火灾后,系统可自动切断背景音乐广播,或在消防值班室控制柜上手动控制,接通着火层及其上、下层的扬声器进行紧急广播,指导人员疏散。火灾事故广播中的扬声器应设置在建筑内走道和大厅内,数量按楼层任何点至最近一个扬声器人行距离不大于25m确定,每个扬声器的额定功率应大于3W。
    4.电梯迫降系统
    当确认发生火灾后,系统立即迫降所有电梯至首层,自动切断客、货电梯的电源,保留消防电梯供消防人员使用。
    5.卷帘门控制
当防火通道上的卷帘门两边的感烟探测器报警时,系统控制卷帘门下降到距地面1.8m处,挡烟并让人员疏散。当卷帘门两边的感温探测器报警时,则系统控制卷帘门下降到地面,以完成防火区的分隔。卷帘门两边还设有卷帘门控制升降的按钮,并设有保持延时(1-30秒可调)后卷帘门自动放下的功能。
    6.其它联动控制
    当确认发生火灾后,系统会手动/自动将着火层及其上、下层的报警闪灯或声光报警器启动,提醒楼内人员及时疏散,并手动切断着火层及其上、下层的非消防电源。
    第三节  火灾探测器
    1.基本概念
在火灾发生后能依据物质燃烧过程中所产生的烟雾、高温等各种现象,将火灾信号转变为电信号,并输入火灾报警控制器,由报警控制器以声、光信号向人发出警报的器件。
    严格意义上的火灾探测器是具有人工智能的,在人的控制范围内的燃烧是有用的火,超出人的控制范围内的燃烧才是火灾。要判别一个燃烧现象是火还是火灾需要人的智慧。
    常用的火灾探测器实际上是“燃烧探测器”,是通过检测燃烧过程中所产生的种种物理或化学现象来探测燃烧现象的。
    2.火灾发展特征
    室内火灾发展过程大致可以分为四个阶段,即初起阶段、发展阶段、猛烈阶段、熄灭阶段。上图为室内火灾发展特征曲线,图中标出每个阶段火势的特征。可见,初起阶段是疏散和灭火最有利的时机。因此,智能建筑消防系统的火灾探测和报警装置的重点应在此阶段。
    3.火灾探测器分类
    (1)按参数区分可分为
1)感温探测器
2)感烟探测器
3)感光探测器
4)气体探测器
5)复合探测器
    (2)按信号类型区分可分为
    1)开关量
    2)模拟量
    3)智能型探测器
    4)编码探测器
火灾探测器详细分类表
    4.各种探测器特点
    (1)感烟式探测器
    1)离子式感烟探测器
    感烟式探测器最常见的是离子感烟探测器,下图是其最基本的结构。
    电离室内的空气分子受放射源发出的α射线照射,将电离室内部的空气电离成正负离子。因为两个极板间有电压,所以有稳定的电场,在电场作用下,正负离子分别向正负极板运动,形成离子电流。如果烟雾离子进入,因为烟雾离子直径大,对空气离子产生阻碍作用,离子电流就会减小。烟雾越大则电流越小。
    2)双源离子感烟探测器
    双源离子感烟探测器有两个独立的电离室,一个是开放的(检测用),另一个是封闭的(基准、补偿),反向串联在一起。每个电离室都有放射源,也因此得名。有烟时,检测用的电离室两端的电压就会偏离基准值,电压的偏差即反映了烟雾浓度的大小。电压变化量经信号放大电路后去触发开关电路,向报警器输出报警信号。
    在相对湿度长期偏高、气流速度大、有大量粉尘和水雾滞留、有腐蚀性气体、正常情况下有烟雾滞留的场所不宜选用离子感烟探测器。
    3)单源离子感烟探测器
    单源离子感烟探测器原理与双源类似,只是其检测室和补偿室共用一个放射源。
    4)点遮光感烟探测器
    点遮光感烟探测器检测室由光束发射器、光学透镜、光电接受器、暗室构成的。当火灾发生的时候,烟雾进入检测室,烟雾粒子遮挡光源发出的光,使到达光敏二极管的关减弱,减弱程度与烟雾浓度有关。当光强度下降到预定值时,触发开关电路,向火灾报警控制器送出报警信号。
    5)线性遮光感烟探测器
    线型与点型的原理相似,只是结构不同。点型发光及受光元件在同一暗室内,一体化结构,只能针对某一点探测。线型发光元件和受光元件分为两个部分安装,两者相距一段距离。
    线型探测器是一种能够探测到被保护范围中某一线路周围烟雾。常见的有红外、紫外和激光型三种。
    6)散射型光电感烟探测器
    散射型光电感烟探测器原理与前面介绍的大致相同,不过烟室为暗室,进烟不进光。烟室内有一个发光元件,还有一个受光元件,不同的是发射光束不是直射在受光原件上,而是与受光元件错开。无烟时,受光元件不受光,没有光敏电流。当烟进入烟室时,光束受到烟雾粒子的反射及散射后到达受光元件,产生光敏电流。当电流增大到一定程度时,感烟探测器发出报警信号。
    (2)感温式探测器
    1)线性定温式探测器
    线性定温式探测器的检测元件是感温电缆,由两根钢芯外面是负温度系数热敏绝缘材料的导线绞合而成,能够对沿着其安装长度范围内任意一点的温度变化进行探测。温度上升,感温电缆线芯之间的电阻减小。当温度上升至响应值时,感温电缆的热敏绝缘材料导通,导体短路,产生报警信号。线性定温式探测器探测范围大,灵敏度高,具有抗干扰能力,在湿度大、粉尘大、腐蚀性强的环境下仍然可靠工作。
    2)差温式探测器
    在规定时间内,环境温度上升速率超过预定值时差温式探测器报警响应,它也有点型和线型两种。
    3)差定温探测器
    差定温探测器将定温和差温结合到一起,一般多分为膜盒式或热敏电阻等点型的组合式感温探测器。
    (3)感光探测器
    1)紫外式火焰探测器
紫外式火焰探测器的关键部件是紫外光敏管,它工作在160-290nm波长之间,位于太阳光谱盲区,使检测系统避开自然光源,防止误动作。人工照明的一些能产生紫外光的灯会对它产生干扰,但大部分接近日光灯的灯具对其没有影响。
    上图左侧是紫外光敏管的内部构造。罩内有两根高纯度的钨丝或钼丝电极,罩内充满氢气、氦气,当阴极受到紫外光辐射时发出光电子,并在两电极间的高压电场中被加速,这些高速运动的电子与罩内的氢、氦气体分子发生碰撞而使之离化,最终造成雪崩式放电,相当于电极导通,探测器就会发出报警信号。上图右侧是由紫外光敏管组成的电路。
    (4)可燃气体探测器
    1)点型半导体型可燃气体探测器
    点型半导体型可燃气体探测器一般是由半导体做成的气敏元件,对氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气等可燃气体有很高的灵敏度。遇到可燃气体电阻减少,电阻减少的程度与可燃气体的浓度成正比。当可燃气体进入探测器罩后,气敏材料电阻减小,外接电阻上分压增大,施密特倒相器有一负跳变产生,触发报警电路报警。
    5.火灾探测器的发展
    (1)复合探测器
火灾探测器向着复合探测器方向发展,即多传感器/多判断。多个传感器从不同现象获得信号,并从这些信号寻出多样诊断判据。例如,将常用的离子感烟探测器改进为与CO传感器组合的复合探测器,由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成,灵敏度更高,能提供甚早期火灾探测。
(2)空气采样感烟探测技术
通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室,以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该技术在探测方式上,突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的传统,跳跃到主动进行空气采样,快速、动态的识别和判断可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子,具有很高的灵敏度,用于早期火灾智能预警。
(3)多探测器协同探测
每一只探测器在进行其模拟量报警判定时,要参照其相邻探测器的读书,可用于抑制某些误报现象,并对真实的火灾作出较快的响应。
6.火灾探测器的选用原则
(1)对有阴燃阶段,即有大量的烟仅有少量的热产生、很少或没有火焰辐射的火灾,如棉、麻织物的引燃等,应选用感烟探测器;
(2)对蔓延迅速、有大量的烟和热产生、有火焰辐射的火灾,如油品燃烧等宜选用感温、感烟、火焰探测器或它们的组合;
(3)对有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾如轻金属及它们的化合物的火灾,应选用火焰探测器;
(4)在散发可燃气体和可燃蒸气的场所,宜选用可燃气体探测器,如使用煤气的厨房采用煤气泄漏探测器。
(5)感烟探测器在房间高度大于12m时不适合采用。感温探测器按其灵敏度适用于不同高度的房间。火焰探测器在高度为20m以下的房间内都可以采用。
    第四节  火灾探测器系统总线
    1.系统总线形式
    (1)火灾报警系统的多线形式
    每个探测器都有两根线与报警控制器相连,一根是地线,一根是信号线。多线制系统由于设计、施工和维护的复杂,已逐步淘汰。
    (2)火灾报警系统的总线形式
    火灾报警系统的总线形式有四总线、二总线、一总线这三种形式。其中四总线形式已经不常用了,常用的是二总线形式。
    上图是四总线结构形式,P是电源线,T是自检线,S是信号线,G是地线。这样火灾探测器就有四根线和控制器相连接。
    四总线形式逐步演变为二总线形式,如上图所示。P同时起到电源、自检、信号的作用,G仍是接地线。下面是二总线系统中探测器的链接方式。
    2.探测器地址编码
    二进制地址编码开关主要应用在编码底座、输入模块(按钮或没有编码底座的探测器装有二进制地址编码开关主,以便获得地址信息)、返回信号模块(也叫输出模块)。为了区别每个火灾探测器的位置,应在探测器下面设置编码底座。
上面是开关外形,深绿色部分相当于凸起部分。它的规定如下:
当开关1拨到on时为0,否则为2n-1=21-1=20=1;
当开关2拨到on时为0,否则为2n-1=22-1=21=2;
当开关3拨到on时为0,否则为2n-1=23-1=22=4;
当开关4拨到on时为0,否则为2n-1=24-1=23=8;
当开关5拨到on时为0,否则为2n-1=25-1=24=16;
当开关6拨到on时为0,否则为2n-1=26-1=25=32;
当开关7拨到on时为0,否则为2n-1=27-1=26=64。
    上图是编码底座原理图。编码底座有四个端子,左边两端接到总线上,右边两个端子接到探测器上,内部设有拨码开关、译码电路、稳压电路。
    3.总线保护
   总线保护一般采用短路隔离器。它用于二总线火灾报警控制器的输入回路,安装在每个分支回路中,一般每20-30支探测器为一分支,安装在分支的前端。当回路发生短路时,隔离器可以将该部分回路与总线隔离,保证其余部分正常工作。受控于该短路隔离器的全部探测点在报警器上均呈现断线故障信号,当短路故障排除后,主机复位,短路隔离器自动恢复接通输出总线回路。短路隔离器也有四个端子,都和总线连接。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握智能建筑消防系统的基本要求、火灾报警系统构成、系统基本工作原理、火灾探测器基本概念、火灾发展特征、火灾探测器分类、各种火灾探测器、火灾探测器系统总线、探测器地址编码、总线保护等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、火灾探测器的选用原则?
(1)对有阴燃阶段,即有大量的烟仅有少量的热产生、很少或没有火焰辐射的火灾,如棉、麻织物的引燃等,应选用感烟探测器;
(2)对蔓延迅速、有大量的烟和热产生、有火焰辐射的火灾,如油品燃烧等宜选用感温、感烟、火焰探测器或它们的组合;
(3)对有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾如轻金属及它们的化合物的火灾,应选用火焰探测器;
(4)在散发可燃气体和可燃蒸气的场所,宜选用可燃气体探测器,如使用煤气的厨房采用煤气泄漏探测器。
(5)感烟探测器在房间高度大于12m时不适合采用。感温探测器按其灵敏度适用于不同高度的房间。火焰探测器在高度为20m以下的房间内都可以采用。
2、试说明短路隔离器的作用及其工作原理。
用于二总线火灾报警控制器的输入回路中,当回路发生短路时,隔离器可以将该部分回路与总线隔离,保证其余部分正常工作。受控于该短路隔离器的全部探测点在报警器上均呈现断线故障信号,当短路故障排除后,主机复位,短路隔离器自动恢复接通输出总线回路。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:15:54 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:15:54 看全部
楼宇自动化辅导资料十二
主    题:  第五章  火灾报警和消防控制系统(第5-8节)
学习时间:  2019年6月17日--6月23日
内    容:
这周我们将学习第五章中的第5-8节,主要介绍火灾报警器作用及其类型、消防联动内容、火灾报警系统、消火栓泵控制电路、防排烟设备控制、卷帘门控制电路等。
第五章  火灾报警和消防控制系统
第五节  火灾报警控制器
    1. 火灾报警控制器作用
(1)分析、判断、记录和显示火灾的部位。
(2)将收到的电信号与控制器内存储的整定值进行比较判断是否起火。
(3)确认火灾后控制器上报警、现场报警、显示火灾区域或地址编码,相临楼层广播、火灾显示盘显示火灾区域,指挥人员朝安全区域避难。
    2. 火灾报警控制器类型
    按用途分,可分为区域报警控制器、集中报警控制器、通用报警控制器。
    上图为集中火灾报警控制原理图,从图中可以看出集中报警控制器的各种功能。
    第六节  消防联动
    1.消防供电
    消防设备属于一级用电负荷,必须保证其工作可靠性。上图a为不同电网,两台变压器互为暗备用,单母线分段提供消防备用电源。上图b为同一电网,双回路供电,两台变压器互为备用,单母线供电,与主供电源互为备用,满足一级消防负荷的要求。
    2.消防设备的联动控制
    (1)消防泵、喷洒泵联动控制
    (2)排烟联动控制
    (3)卷帘门联动控制
    (4)气体灭火系统联动控制
第七节  火灾报警系统
火灾报警系统一般由输入、消防中心、输出三部分组成。输入是指获得火灾信号,由探测器、触点型装置、现场的人等发出报警信号,并通过编码底座、输入模块、手动报警按钮输入模块将火灾区域传送给火灾报警控制器。消防中心主输出是指实现联动控制,由双切换盒控制中央外控设备(整个楼宇只有一个的设备),控制模块控制层外控设备(每层都有的设备)。消防中心包括火灾报警控制器、联动控制器、主机电源、外控电源。此外,系统还包括广播喇叭、消防广播、消防电话、电话分机、CRT微机彩显系统、DISPLAY。同时要注意图中标出的线制。
第八节  火灾系统控制电路举例
1.消火栓泵控制电路
(1)消火栓按钮
按钮内部有一组常开触点、一组常闭触点及一只指示灯,按钮表面为薄玻璃或半硬塑料片。火灾时打碎按钮表面玻璃用力压下塑料面,按钮即可动作。消火栓按钮可用于直接起动消火栓泵或者向消防中心发出申请启动消防水泵的信号。消火栓按钮通常在电路中有三种接法,即串联、并联、经输入模块与总线相连。消防联动控制装置的控制电源的电压一般为24V。
串联
各个消火栓按钮开关ST1、ST2、ST3…STn串联在电路中。消火栓按钮的常开触点在正常监控时均为闭合状态,实际为常开的但用玻璃板将其压下。正常时中间继电器KA1通电,常闭触点KA1断开,线圈KA2不会通电,其触点控制的消火栓泵不会启动。当任意消火栓按钮动作时,KA1线圈失电,中间继电器KA2线圈得电,其常开触点闭合,起动消火栓泵,所有消火栓按钮上的指示灯点亮。
并联
    消火栓按钮的常闭触点在正常监控时均是断开的(由玻璃压着),中间继电器KA不带电,其触点控制的消火栓泵不能起动。火灾发生时,当任意消火栓按钮闭合,KA通电,起动消火栓泵。当消火栓运行时,其运行接触器常开触点KM1(或KM2)闭合,即消火栓按钮上的指示灯点亮,显示消火栓泵已起动。
经输入模块与总线相连
消火栓按钮经输入模块与总线相连适用于大中型工程中,接线简单、灵活,输入模块的确认等可作为间接的消火栓起动反馈信号。火灾报警控制器一定要保证常年正常运行且常置于自动连锁状态,否则会影响起泵。
2.防排烟设备控制
防排烟设备主要有正压送风机、排烟风机、送风阀及排烟阀、防火卷帘门、防火门。
    上图表示排烟风机的控制过程。火灾发生时,烟感探测器报警,消防中心控制盘通过地址编码获得报警部位,同时联动排烟口开起、排烟风机运行。也可以在当地用人工的方式起停排烟风机。
如果排烟口开起、排烟风机运行,它们会反馈给消防中心,显示它们的号码、位置。当烟道内的温度达到280℃以上时,熔断装置使排烟风机停止运行。此外通过现场空调控制盘或消防中心控制装置使空调风机停止运行。
上图为排烟风机的控制回路。KA1是中间继电器,当它通电时会使线圈KM通电,排烟风机开始运行。KA1可由消防控制室内的起停按钮控制,也可由消防联动模块控制信号控制。另外排烟风机也可以由当地按钮ST起动。当排烟风道到达280℃,防火阀限位开关闭合,KA2通电,常闭触点KA2断开,使得KA1断电,线圈KM也断电,排烟风机停止运行。
3.卷帘门控制电路
防火门、防火卷帘门都是防火分隔物,都有隔火、阻火、防止火焰蔓延的作用。在消防工程中,防火门、防火卷帘门都是由火灾监控系统连锁的。
在一般建筑中,防火卷帘门设置在防火分区的通道口处,形成门帘或防火分隔。发生火灾的时候可通过消防控制室、探测器或者当地手动操作使卷帘门下降到一定高度,同时水幕开始喷水。有的卷帘门可不设水幕。接到下降命令时,卷帘门先下降到一定位置停止,然后再延时一段时间落地,以达到灾区隔烟隔火、人员紧急疏散,对火灾的蔓延起到控制作用。
当火灾报警控制器接到任意温感、烟感探测器发出的报警信号,即向卷帘门控制盘发出一级命令信号,让卷帘门下降到离地1.2-1.8米停止,起到阻火、分隔又有利于人员疏散的作用。此时卷帘门控制盘将卷帘门下降状态的信号反馈给火灾报警控制器。延时一段时间或者火灾探测器发出报警信号时,火灾报警控制器向卷帘门控制盘发出二级命令信号,让卷帘门下降到底,同时卷帘门控制盘将卷帘门下降状态的信号反馈给火灾报警控制器。此外,也可以手动控制卷帘门的升降。卷帘门的电机一般为三相380V,功率在0.55-1.5KW之间,试卷帘门大小而定。控制电路电源为24V。
设卷帘门向下电机正转,向上电机反转,则电机正反转主电路、控制电路如下。触点KM1接通时,电机正转;触点KM2接通时,电机反转。
当按下正转按钮SB1时,线圈KM1通电,主电路中KM1触点闭合,电机正转,控制电路中常开触点KM1闭合形成自锁,常闭触点KM1断开形成互锁,防止误操作。当按下停止按钮SB2时,控制电路断电,线圈KM1失电,主电路中触点断开,电机停止转动,控制电路中KM1触点恢复原来的状态。当按下反转按钮SB3时,线圈KM2通电,主电路中KM2触点闭合,电机反转,控制电路中常开触点KM2闭合形成自锁,常闭触点KM2断开形成互锁,防止误操作。当按下停止按钮SB2时,控制电路断电,线圈KM2失电,主电路中触点断开,电机停止转动,控制电路中KM2触点恢复原来的状态。
在正反行程控制是在电路中加入行程开关。当到达指定位置时,开关发生动作。下面是行程开关结构示意图,其内部有两对触头,上面是常闭触点,下面是常开触点,按钮连接滑片运动。当小车或其他物体使按钮按下时,上面的常闭触点断开,下面的常开触点闭合。
因此在正反转控制电路的基础上,在正转回路中加入一最低限位开关,在反转电路中加入一最高限位开关,实现到位停车。
    4.卷帘门控制电路实例
    (1)电路的基本构成
    图中最上面是变压器,将220V电压变为24V电压供控制电路使用。电路中SS1为感烟探测器动作接点,ST1为温感探测器动作接点,平时处断常开状态,当有火灾发生时探测器动作接点闭合。此外,电路中还设有三个行程开关(又叫限位开关)。在离地1.2m—1.8m设一个行程开关2SQ,2SQ1、2SQ2是2SQ行程开关的两个触点,一个常开,一个常闭,两者联动。3SQ是位于地面的行程开关,3SQ1、3SQ2是3SQ行程开关的两个触点,一个常开,一个常闭。1SQ是位于最顶端的行程开关,1SQ1、1SQ2是1SQ行程开关的两个触点。电机的主电路中,2KM通电为反转向下运行,3KM通电为正转向上卷起。
    (2)电路的基本工作原理
1)火灾初期,感烟探测器动作接点SS1闭合,线圈1K通电,控制所有1K触点。触点1K1闭合,报警灯HL亮。触点1K2闭合,报警笛HS响。触点1K4闭合,线圈5K通电。触点5K2闭合,线圈2KM通电。主回路中触点2KM闭合,电机反转卷帘门下降。
2)当卷帘门下降到离地1.2m—1.8m时,遇到行程开关2SQ,常闭触点2SQ2断开,线圈5K失电。触点5K2断开,线圈2KM断电,相应的主回路中2KM触点断开,卷帘门停止下降。同时,常开触点2SQ1闭合,为进一步下降做准备。
3)当火势继续增大,温感探测器动作接点ST1闭合,线圈2K通电,控制所有的2K触点。触点2K1闭合,由于2SQ1此时已经闭合,则时间继电器KT通电,触点KT延时闭合。由于1K4已经闭合,线圈5K再次通电。触点5K2闭合,2KM通电。主回路中触点2KM闭合,电机反转,继续下行。
4)当卷帘门到地,遇到行程开关3SQ,常开触点3SQ1闭合,线圈4K通电。常闭触点4K1断开,线圈5K失电。触点5K2断开,线圈2KM断电,相应的主回路中2KM触点断开,卷帘门停止运行。
5)按下4SB2(消防中心)或5SB2(本地),可控制卷帘门上升。此时线圈6K通电,控制相应的触点。触点6K2闭合,线圈3KM通电。主回路中触点3KM闭合,电机正转卷帘门上升。当卷帘门上升到顶端遇到行程开关1SQ,常闭触点1SQ2断开,线圈6K失电。触点6K2闭合,线圈3KM失电。主回路中触点3KM断开,卷帘门停止上升。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握火灾报警器作用及其类型、消防联动内容、火灾报警系统、消火栓泵控制电路、防排烟设备控制、卷帘门控制电路等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、消防设备的联动控制主要包括哪些方面?
(1)消防泵、喷洒泵联动控制
(2)排烟联动控制
(3)卷帘门联动控制
(4)气体灭火系统联动控制
2、根据下图说明并联消火栓按钮的工作原理?
消火栓按钮并联电路
(1)消火栓按钮的常闭触点在正常监控时是断开的,中间继电器KA不得电。
(2)火灾发生时,当任意消火栓按钮动作时,KA即通电,起动消火栓泵。当消火栓运行时,其运行接触器常开触点KM1(或KM2)闭合,即消火栓按钮上的指示灯点亮,显示消火栓泵已起动。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:16:06 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:16:06 看全部
楼宇自动化辅导资料十三
主    题:  第五章  火灾报警和消防控制系统(第9节)
学习时间:  2019年6月24日--6月30日
内    容:
这周我们将学习第五章中的第9节,主要介绍火灾系统工程图举例,通过学习系统图、工程图、接线图进一步加深对火灾报警和消防控制系统的理解。
第五章  火灾报警和消防控制系统
第九节  火灾系统工程图举例
1.火灾报警工程图一
(1)系统图
1)整体概述
    此图是火灾报警与消防联动的系统图。从此系统图中可以看出,此建筑地上有八层,地下有一层,共九层。火灾报警与消防联动设备安装在一层的消防及广播值班室内。火灾报警与联动设备的控制型号为JB-1501A-J508-64。JB表示国家标准中的火灾报警控制器。此外消防电话型号为HJ1756/2,消防广播型号为HJ1757,外控电源型号为HJ1752。输入的线路有四条回路,每条都采用二总线形式。其中,JN1用于地下层,JN2用于1、2、3层,JN3用于4、5、6层,JN4用于7、8层。
    2)配线
    输入回路的总线也叫PS或FS,型号为RVS-2×1.0GC15CEC/WC。其中,R表示软导线,V表示塑料绝缘,S表示双绞线,有两根截面积为1mm2,GC表示水煤气管直径15mm,CEC表示沿顶棚敷设,WC表示沿墙敷设。
    电话线也叫FF,型号为BVR-2×0.5GC15FC/WC,其中,R表示软导线,V表示塑料绝缘,B表示布线,有两根截面积为0.5mm2,GC表示水煤气管直径15mm,FC表示沿地面敷设,WC表示沿墙敷设。
    上面的线位于输入端,下面介绍一下位于输出端的配线。
    RS-485的通信总线也叫C,型号为RVS-2×1.0GC15WC/FC/CEC,各部分代表的含义与上面介绍的相同。通信总线与各个楼层的火灾显示器相连。
    24VDC主机电源总线也叫FP,型号为BV-2×4GC15WC/FC/CEC。
    联动控制总线也叫FC1,型号为BV-2×1.0GC15WC/FC/CEC,控制的是输出设备。
    多线联动控制线也叫FC2,型号为BV-GC15WC/FC/CEC。多线联动控制线不是一根线,具体有几根线由被控设备的点数决定。图中多线联动主要控制一层(地下层)的消防设备,有消防泵、喷淋泵、排烟风机。
    消防广播线也叫S,型号为BV-2×1.0GC15WC/CEC。
3)接线端子箱
    每层楼有一个接线端子箱,箱中设有短路隔离器DG,用于保护总线。如果某一层报警总线出现短路故障,DG将报警总线断开(即呈断路状态),不会影响其他楼层的报警总线。
    4)火灾显示盘
    火灾显示盘又叫做AR,在每楼层都设有一台。显示盘采用RS-485通信总线,内有灯光显示,与主机电源总线FP连接。火灾报警与消防联动可以将信息传送给显示盘显示。
    5)消火栓箱报警按钮
    消火栓是人用喷水枪灭火最常用的方式,一般,采用消火栓灭火时,管网的压力较低,这就需要启动消防泵加压。发生火灾时击碎消火栓箱的玻璃室,按钮自动动作,接通消火栓泵控制电路,启动消火栓泵,向消防中心发出报警信号。因此,每个消火栓按钮要有地址码。图中消火栓按钮下面标出×3,这表示当前楼层中有三个消火栓按钮。在平面图中用编号SF01、SF02、SF03代表。
    6)火灾报警按钮
    火灾报警按钮是人工向消防中心传递信息的一种方式。一般要求在防火区的任何地方到最近的火灾报警按钮不超过30m。发生火灾时击碎火灾报警按钮的玻璃室,通过报警总线向消防中心传递信息。因此,每个火灾报警按钮也要有地址码。图中火灾报警按钮下面标出×3,这表示当前楼层中有三个火灾报警按钮。在平面图中用编号SB01、SB02、SB03代表。
    7)水流指示器FW
水流指示器每个楼层安装一个,安装在自动喷淋灭火给水的支干管上,有水流动时水流指示器触点闭合,接通喷淋泵的电机进行加压,同时通过控制模块接入报警总线向消防中心传递信息。因此,每个水流指示器也要有地址码。
如果一个建筑中有水流指示器,就意味着这个建筑中有自动喷淋装置,其原理图如下。一旦发生火灾,感温元件融化,流出水。水管中有水流动时水流指示器触点闭合。水流指示器向消防中心送控制信号,同时启动喷淋泵,喷头向外喷水。
    8)感温探测器
    感温探测器安装在很少产生烟或平时有少量烟的场所。在系统图中,地下层、1层、2层、8层有感温探测器,例如车库、餐厅等地方要安装感温探测器。图中有的感温探测器上标有B,表示是子座,没有标B的表示是母座。母座有地址码,子座没有地址码,跟母座的地址编码。在平面图中的编号为ST012(母座)、ST012-1、ST012-2、ST012-3(相应的子座)。
    9)感烟探测器
    此系统中感烟探测器比较多。图中有的感烟探测器上标有B,表示是子座,没有标B的表示是母座。在平面图中的编号为SS012。
    (2)平面图
    系统图只能表现出每个楼层设备种类、数量,而平面图则可表现出设备具体位置和导线走向。阅读平面图时,从消防中心开始。消防中心在一层的消防和广播值班室内。首先,分析接线端子箱。箱内设置短路隔离器DG,有四条出线。配向②轴的是电话线FF,配向⑩轴的是FC1、FP、S三根线,配向SS101的是报警总线FS(出线),配向SS119的是报警总线FS(进线)。图中标有SS的是感烟探测器,标有ST的是感温探测器,标有SB的是火灾报警按钮(通常位于楼梯),标有SF的是消火栓按钮。SS101表示第一层第一个感烟探测器,其他标注类似。从接线端子箱出线开始,依次连接SS101…SS115至ST101至SS116…SS119,回到接线端子箱,形成闭合环路。环路中也有分支,例如SS110。采用分支可以减少配线的路径。
    2. 火灾报警工程图二
    (1)系统特点
    1)报警控制器采用了自动巡检技术,不断地对所有火灾探测器、现场报警部件、系统布线以及控制器本身进行故障和火警检测。
    2)系统采用地址编码技术,整个系统只用二根总线并联到所有的被探测部件,布线路径及方式任意,不分先后顺序,二根总线不分极性,给工程布线及系统设计、施工、维修提供了方便。
    3)报警控制器采用微机技术,从硬件及软件上都采取了严格的抗干扰措施,提高了系统的可靠性,控制器可随时显示探测器的模拟量值,对探测器产生的零点漂移进行补偿,实现零点跟踪,将生烟速率作为火灾判据,具有智能判别功能。
    4)控制器可设置不同的报警阀值,根据不同的时间、不同的环境对不同的探测器设置各异的报警值。根据实际情况判别是否火警,以进一步减少误报和漏报。
    5)探测器采用二总线无极性连接方式,地址编码,模拟量传输技术。
    6)输入、输出模块及探测器均采用二进制地址编码。输出模块与现场控制设备相连,可以实现联动功能。
    7)传输距离最远可达1.5km。
    (2)系统构成
    1)消防控制中心
消防控制中心设有火灾报警控制器、联动控制器、消防电话、消防广播、主机电源、外控电源。
2)输入部分
输入信号部分有手动按钮、消火栓箱的报警按钮、水流指示器、感温探测器、感烟探测器。在这些设备的前端装有短路隔离器DG。一旦发生断路现象,DG动作将线路隔离。输入总线为二总线,每个楼层都有一条二总线。另外还有电话、显示盘等设备。
3)输出部分
火灾报警控制器的输出总线与火灾显示盘相连,采用RS-485。联动控制器的控制总线与输出模块相连,控制每层的联动设备。此外,还有消防广播线、DC24V电源总线、DC24V外控电源线。输出控制的设备有消防广播、声光报警器、空调机、卷帘门,通过输出模块与总线相连。输出模块(1825)的作用一是进行地址编码,二是实现控制信号对设备的控制并将设备执行状态反馈给消防中心。由于这些设备每层都有,又叫层外控设备。而像消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟风机、电梯、稳压泵等供全楼使用的设备又叫中心外控设备。它们多采用多线形式,通过双切换盒控制。双切换盒(1804)的作用是实现联动控制器对中心外控设备的控制命令,并将外控设备的执行状态反馈给联动控制器。
声光报警器设置在报警系统的楼层或防火分区内,提醒人员。其功率比较大,接线有回路总线外还有增加电源总线。
双切换盒1804的内部结构如下。1804有五根线,分别是起动、停止、起动灯、停止灯、地线。输出侧有起动输出、停止输出、运行反馈、停止反馈、地线等。具体的电路工作过程请同学们自行分析。
    3.某个火灾控制系统具体接线图
    集中报警控制器控制区域控制器、区域显示器、广播通信柜和中心外控设备,区域控制器通过短路隔离器与输入模块、输入控制设备、输出模块、输出控制设备连接。前两者是输入总线,后两者是输出总线。
编址输入模块负责将没有编码底座的各种消防信号接入总线。在此系统中,水流指示器、报警阀压力开关、非编址手动报警按钮、非编址探测器都采用了输入模块。而光电离子干烟探测器和手动报警按钮由于带编址,就不用输入模块。输入模块中上部G、P端子代表24V电源输入(P为正极,G为接地),X1、X2是总线,不分极性;下部P代表外接24V电源,S是设备动作信号输入即提高反馈信号的,V代表内部DC24V电源。水流指示器的输入模块和非编制手动报警按钮的输入模块接线不同,前者没有外接电源,因此接VS,后者有外接电源,因此接PS。
在终端接了一个100KΩ的电阻,无论接入何种设备均应在接线的最末端并接上终端电阻,以实现对连线的断线监控。正常时,线路中有微弱的电流,故障时,电路中完全没有电流。
    编址输出模块是联动控制柜与被控设备之间的桥梁。采用输入模块的设备有排烟、送风、喷淋泵、消防泵、电梯、警铃。输出模块中上部G、P端子代表24V电源输入(P为正极,G为接地),X1、X2是总线,不分极性;下部P代表外接24V电源,S是设备动作信号输入,D-B之间为常闭触点,D-K之间为常开触点。
    广播系统不需要供电,只需要提供触点的切换。广播系统的两条线与输出模块相连,为正常广播和消防广播,公共线接到扬声器的一端。正常时,D-B触点常闭,D-K触点常开,广播系统的正常广播通过扬声器与公共线接通,而消防广播断开。一旦出现火灾,D-B触点断开,D-K触点闭合,广播系统的消防广播通过扬声器与公共线接通,正常广播断开。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握火灾系统工程图举例中的系统图、工程图、接线图,进一步加深对火灾报警和消防控制系统的理解。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、什么是编址输入模块?   
编址输入模块负责将没有编码底座的各种消防信号接入总线。
2、如何进行端线监控?
在终端接了一个100KΩ的电阻,无论接入何种设备均应在接线的最末端并接上终端电阻,以实现对连线的断线监控。正常时,线路中有微弱的电流,故障时,电路中完全没有电流。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:17:01 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:17:01 看全部
楼宇自动化辅导资料十四
主    题:  第六章  空调系统(第1-5节)
学习时间:  2019年7月1日--7月7日
内    容:
这周我们将学习第六章中的第1-5节,主要介绍空调系统的基本概念、空调调节原理、空气处理方法和设备、冷热源系统、空调系统构成方式等。
第六章  空调系统
空调系统是现代建筑的重要组成部分,也是楼宇自动化系统的主要监控对象。根据资料表明,空调系统的耗能已占到建筑总耗能的40%左右。通过楼宇自动化系统实现空调系统的节能运行,对降低费用、提高效益是非常重要的。
第一节  基本概念
空气的主要状态参数有温度、水气分压力及相对湿度等。
温度是表示空气冷热程度的指标。温度的高低直接影响着人体的舒适感,甚至是健康状况。环境温度对科研和生产环节的影响也很大。因此,在空气调节中,温度是衡量空气环境对人体和生产是否合适的一个重要参数。
在湿空气中,水汽是和干空气同时存在的。这两种气体各有自己的压力,称为分压力,两者之和称为空气的总压力。在空调中,经常会用到水汽分压力这个参数。水汽分压力的大小反映了水汽的多少,是空气湿度的一个指标。
人体感觉的冷热程度,不仅与空气温度的高低有关,而且还与空气中水蒸气的多少有关,即与湿度有关。湿度有很多表示方法,有绝对湿度、含湿量、相对湿度。在空调系统中用的比较多的是相对湿度。相对湿度表示空气湿度接近饱和绝对湿度的程度,用百分数表示。相对湿度100%时,就到达饱和。所谓饱和绝对湿度,即指空气中的水汽超过了最大限度,多余的水汽开始发生凝结的水汽量。在一定的温度下,相对湿度越大,这时空气就越潮湿,反之空气就越干燥。在空调中,相对湿度是衡量空气环境的潮湿度对人体和生产是否合适的一项重要指标。空气的相对湿度大,人体不能充分发挥出汗的散热作用,便会感到闷热;相对湿度小,水分便会蒸发得过多过快,人体会觉得口干舌燥。在生产过程中,为了保证产品质量,也应对相对湿度提出一定的要求。
下图给出的是温度、水汽分压力、相对湿度之间的关系。纵坐标为温度,横坐标为相对湿度,曲线表示水汽分压力,每条曲线上的水汽分压力都相等。从图中可以看出,当空气的水汽分压力PC不变时,空气温度t越低,相对湿度Ψ越小;t越高,Ψ越小。当空气的相对湿度Ψ不变时,空气温度t越低,水汽分压力PC越小;t越高,PC越大。当空气温度t不变时,水汽分压力PC越大,相对湿度Ψ越大;PC越小,Ψ越小。
第二节  空气调节
空气从一个状态变化到另一个状态的过程称为空气调节,当被调节的空气状态(温度、相对湿度)偏离了设定值时,就需要进行空气调节。空气调节主要包括温度、湿度以及其它参数调节。
空气调节的原理就是应用空气状态参数相互间的关系,通过合理的加热、加湿、冷却、去湿步骤,使空气的状态发生人为的改变,达到设定状态。
对空气加热,最易实现的是等PC加热升温过程,也就是保持水汽分压力不变,其含义是在加热过程中没有水汽交换。常用的表面热交换加热法均符合等PC加热升温过程,其运行轨迹如下图所示,随着空气加热升温,其相对湿度Ψ下降,空气会越加干燥。
对空气降温时,最易实现的是等PC冷却降温过程,也就是保持水汽分压力不变。常用的表面冷交换降温法在表冷器温度高于露点温度时符合等PC冷却降温过程,而表冷器温度低于露点温度时即进入结霜降温过程,随着空气冷却降温,其相对湿度Ψ上升,空气越来越潮湿。
1.冬季新空气加热加湿处理法
冬季新空气的气温低,如果对新空气加热至室内气温的标准,这时新空气中的水汽总量未发生变化,即PC水汽分压力未变,因此加热后的空气相对湿度会大大降低。为了使加热后的空气的相对湿度能达到室内空气湿度的标准,在调节的过程中必须要进行加湿处理。如上图所示,其中B-C采用的是定温饱和加湿方式。这种调节方式可以不用测了PC或相对湿度。新风首先加热至12℃(不管新风是3℃还是5℃),然后加湿(喷水)至饱和,再加热至20℃,这时的相对湿度即为60%。
2.夏季新空气减温去湿处理
夏季新空气的调节与冬季相反,新空气的气温高于室内空气,需要对夏季新空气进行减温去湿处理。如果对新空气只进行降温至室内气温标准,这时新空气中的水汽总量未发生变化,即水汽分压力PC保持不变,因此降温后的空气相对湿度会大大增加。为了使降温后的空气的相对湿度达到室内空气湿度的标准,在调节的过程中必须要进行去湿处理。如上图所示,去湿是采用定露点去湿方式。这种调节方式可以不用测PC或相对湿度。新风首先降温至12℃的露点(不管新风是23℃或25℃),然后使表冷器的表面温度温度在露点温度,让空气中的一部分水蒸气充分凝结出来,至空气饱和,再加热至20℃,这时相对湿度即为60%。
第三节  空气处理方法和设备
所谓空气的处理就是指加热、降温、加湿、去湿。
1.空气加热方法
空调系统中所用的加热器一般有通常有两种,一种是以热水或蒸汽为热媒的表面式空气加热器,另一种为电热丝发热加热器。 例如肋管式空气加热器。
2.空气降温方法
空气的降温一般通过表冷器来实现,与空气加热器结构类似,表冷器也都是肋片管式换热器。表冷器的工作原理与加热器类似,表冷器的安装方式与以热水为媒介的空气加热器基本相同,但表冷器下部应设积水盘,用来收集空气被表冷器冷却后产生的冷凝水。表冷器内流动的冷媒有制冷剂和冷水(深井水、冷冻水、盐水等)两种。以制冷剂为冷媒的表冷器称为直接蒸发式表冷器(又称蒸发器),多用于局部的分体空调中。以冷水作为冷媒的表冷器称为水冷表冷器,多用于集中式空调系统和半集中式空调系统的末端设备中。
3.空气加湿方法
一般采用向空气中喷蒸汽的办法进行加湿。常用的喷蒸汽加湿方法有干蒸汽加湿和电加湿两种。干蒸汽加湿是将由锅炉房送来的具有一定压力的蒸汽由蒸汽加湿器均匀地喷入空气中。电加湿是用于加湿量较小的机组或系统中。
4.空气去湿方法
空气减湿处理的主要方法可以分为四种:(1)加热通风法减湿;(2)冷却减湿;(3)液体吸湿剂吸收减湿;(4)固体吸湿剂吸附减湿。
冷却减湿是空调系统中常用的方法,使表冷器的温度低于空气的露点温度运行,空气中的一部分水蒸气将凝结出来,此时表冷器处于湿工况,从而达到对空气进行降温减湿处理的目的。
第四节  冷热源系统
空气调节的过程是一个热湿交换过程,对空气升温或降温调节均离不开冷热源。
在智能建筑中最重要的冷源是冷冻水,采用集中制备冷冻水,循环管网供冷冻水的方式。常用的冷源制冷方式主要有两类:压缩式制冷方式和溴化锂吸收式制冷方式。
1. 压缩式制冷方式
上面是压缩制冷方式工作原理图。压缩式制冷系统的主要组成部分有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。压缩机的作用就是把低压的气体变成高压气体。冷凝器的作用是把高压的气体变成高压的液体。膨胀阀的作用是把高压的液体变成低压的液体。蒸发器的作用是把低压的液体变成低压的气体。从蒸发器出来的低压气体经压缩机变成高压气体。高压气体在冷凝器中变为高压液体。因此冷凝器表面温度很高,需要放出热量。高压液体又经膨胀阀变成低压液体。低压液体在蒸发器中变成低压气体。这个过程吸收热量,因此蒸发器表面温度很低。实际上压缩制冷系统是整个热量传递过程中的一个环节。对于小型的系统,可将蒸发器放到室内,冷凝器放到室外。蒸发器吸收室内热量传递给冷凝器,再散到空气中。对于大型系统不能如此安排,蒸发器与冷凝器构成一个机组,需要提供冷冻水对空气进行调节。在大型系统中是采用循环水进行热量传递的。有两套循环水系统,一套叫冷冻水循环系统,一套叫冷却水循环系统。冷冻水循环系统将室内水温为12℃的回水送到蒸发器,经蒸发器放出热量后温度降低7℃再回到空调系统。这个过程中用到的是冷冻水泵。冷却水循环系统将从水塔来的32℃的水经冷凝器吸收热量,升至37℃再到冷却塔进行降温,将热量散发的户外大气,然后循环。这个过程中用到冷却水泵。下图为热量传递的过程。
    2.溴化锂吸收式制冷方式
溴化锂吸收式制冷系统的主要组成部分有吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器。吸收器和发生器组成溴化锂溶液循环系统。溴化锂吸收式制冷是利用水在低压下(高真空)相态的变化(由液态变为汽态),吸收汽化潜热来达到制冷的目的。这一步骤是在蒸发器中进行的,水被送到高真空下的蒸发器内喷淋至冷水管壁,吸收管内冷水的热量低温沸腾,产生大量冷剂水蒸汽,同时制取低温冷冻水。为使制冷过程能连续不断地进行下去,蒸发后的冷剂水蒸气被溴化锂溶液所吸收,溶液变稀,这一过程是在吸收器中发生的。然后以热能将稀溶液加热至160℃左右,其中的水分蒸发分离出来,而溴化锂沸点远高于水的沸点不会蒸发,溴化锂溶液变浓,这一过程是在发生器中进行的。发生器中得到的水蒸气在冷凝器中凝结成水,经节流后再送至低压下的蒸发器中蒸发。如此循环。目前,比较常用的是直燃吸收式溴化锂冷热水机组又称为“非电空调”。
    第五节  空调系统构成方式
根据空气处理设备以及二次设备不同的设置情况,空调系统可分为集中空调系统、半集中空调系统、集中供冷/热,分散控制式空调系统。
集中空调系统的所有空气处理设备都设在一个集中的空调机房内(包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等)。集中空调系统根据空气处理方式的不同可分为三种。第一种是封闭式,处理的风都来自各个房间的回风,经过空气处理设备再由风机送到各个房间,第二种是直流式,将室外的新风经空气处理器处理由风机送入各个房间,再将各房间收集的回风经风机排到室外,形成排风。这种方式可以增加空气的舒适性,但是如果室内、外温差加大,会浪费大量的能源。第三种是混合运行式,中间用到三种风阀来控制新风、回风、排风。房间返回的回风一部分排除室外,一部分经空气处理器由风机送到各个房间。系统可以根据传感器的信号调整新风、回风、排风阀的开度,既能提高室内舒适度,又能节约能源,是应用最为广泛的运行控制方式。
半集中空调系统除了集中空调机房外,还设有分散在被调节房间的二次设备(又称未端装置),这种也是智能建筑应用最广泛的空调系统方式。FCU 是Fan Control Unit(风机盘管)的缩写,是分散在调节房间内的二次设备,又称末端装置。
    集中供冷/热,分散控制式空调系统二次空气处理的设备分散到各个房间,通过各房间内设置的FCU进行空气处理。它在大型建筑群的空调系统中多有应用。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握调系统的基本概念、空调调节原理、空气处理方法和设备、冷热源系统、空调系统构成方式等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、空气减湿的方法一般有哪些?   
空气减湿处理的主要方法可以分为四种:(1)加热通风法减湿;(2)冷却减湿;(3)液体吸湿剂吸收减湿;(4)固体吸湿剂吸附减湿。
2、什么是FCU?
FCU 是Fan Control Unit(风机盘管)的缩写,是分散在调节房间内的二次设备,又称末端装置。
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楼宇自动化辅导资料十五
主    题:  第六章  空调系统(第6-7节)
学习时间:  2019年7月8日--7月14日
内    容:
    这周我们将学习第六章中的第6-7节,主要介绍空调系统控制电路的发展、继电控制电路举例、单片机控制电路举例、DDC控制电路举例、变风量空调系统温度控制采用两种方式等。
第六章  空调系统
第六节  空调系统控制电路
    1.控制电路发展
    空调系统的控制电路发展比较迅速,总类繁多,有继电控制、单片机或PLC控制、DDC控制等。
    2.继电控制电路举例
    空调机组的主要设备按照功能可以分成三大类:
一、制冷设备。制冷设备实际上是由冷凝器、压缩机、膨胀阀、蒸发器等构成的冷源,通过蒸发器来调整冷热程度。蒸发器有两条制冷的管路,分别用两个电磁阀控制,在控制电路中用YV1、YV2表示。如果YV1通电,蒸发器三分之二的部分起动;如果YV2通电,蒸发器三分之一的部分起动。如果YV1、YV2一起通电,则整个蒸发器都投入使用。
二、空气处理设备。新风、回风混合之后经过空气过滤器、蒸发器到电加湿器、电加热器,由通风机送入空调房间。电加热器是通过电热丝加热空气,安装在通风管路中,分为三组。电加湿器是直接加热水而产生蒸汽,一般是用短管将蒸汽喷入空气中改变空气湿度。
三、电气控制设备。电气控制设备的目的是实现恒温、恒湿。它由检测元件、调节器、开关触点、接触器等组成。检查器可检查温度、湿度。此电路是空调机组的控制电路,如下所示。控制电路分为三大部分,上面是主电路,中间是控制电路,下面的是信号灯和电磁阀控制电路。合上QS,系统通电。M2是压缩机,由开关S2控制,制冷量由YV1、YV2控制调节。机组的热源是由电加热器提供的,分为三组由S3、S4、S5控制,拨到自动挡即可进行自动调节。合上触点S1后,线圈KM1通电,其控制的触点KM1动作,下面1、2间触点KM1闭合,HL1亮,中间3、4间触点KM1闭合,为温度调节、湿度调节做准备。这个触点是连锁保护的触点,只有当风机起动后,电加热器才能投入运行,起动安全保护作用,避免发生事故。
    系统的主要设备由风机、压缩机、电加热器、电加湿器组成。电加热器分为三组,分别在风管的内部。电加湿器采用直接加热水产生蒸汽然后用短管将蒸汽喷入管道内部。除此之外,还有电磁加湿器、电动加湿器。电磁加湿器只有通断两种状态,电动加湿器阀门开度可以调整,可联系调整,精度较高。主电路中,触点KM1闭合分机开始工作,触点KM2闭合压缩机开始工作,触点KM3、KM4、KM5分别控制三节电加热器,触点KM6控制电加湿器。控制电路中,S1、S2、S3、S4、S5、S6为手动开关。在空调运行前,闭合S1、S2、S6。S3、S4、S5有手动挡和自动挡进行选择。这里需要注意顺序控制的问题:(1)在电路里,要实现风机开之后才能加热、加湿,以保证安全。风机工作意味着KM1闭合,这样加热器线圈KM3、KM4、KM5才能通电,这样就能实现风机运行之后加热器、加湿器才能开始工作。(2)压缩机开则YV1必须先开启。压缩机是由线圈KM2控制的,只要KM2通电,则触点KM2闭合,此时YV1必须闭合即蒸发器必须有一个管路是接通的,这样才能保证不会损坏系统。KE1、KE2是温、湿度检测装置。KE1在温度低时闭合,这样KM3、KM4、KM5才能投入运行,开始加热。KE2在湿度大时是闭合的状态,湿度低时打开。湿度大时,KE2闭合则线圈KA通电,1、2间KA触点闭合,YV2接通投入运行。YV1、YV2两路开关都打开可以实现快速制冷的目的。HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6是指示灯。
    3.单片机控制电路举例
    电路芯片、外接晶体、直流电源、启动电路够成单片机电路。DI是数字输入,如DI1、DI2、DI3、DI4。DO是数字输出,如DO1、DO2、DO3、DO4、DO5、DO6、DO7、DO8。AI是模拟输入,如AI1、AI2。
室内温度采集过程:由热敏电阻R1测出室内温度,然后经变送器转换为0-2V信号送入单片机用编程方法换算成温度值。
电网电压监控:参考电压经二极管整V流送入模拟通道AI1用于保护,电压过高过低压缩机都停止运行。
压缩机控制:DO1输出低电平,则三极管VT1不导通,线圈K1不通电,控制压缩机的常闭触点K1仍闭合,则压缩机仍运行;若输出高电平,则三极管导通,线圈K1通电,常闭触点K1断开,压缩机停止运行。风机控制与压缩机控制相同。
DI1、DI2、DI3、DI4是数字输入断口,用来设定温度、风机转速、起停时间。
    4.DDC控制电路举例
    DDC控制指的是数字直接控制器。计算机的终端直接控制设备,通过DDC可以进行数据的采集,了解系统运行情况,也可以发出控制信号,控制系统的设备。空气处理主要通过送冷热风、加湿。系统中风处理系统是闭合的风道,为了保证风道内空气的温度和湿度,送风通道和回风通道是一个闭合的系统。回风经过过滤处理重新进入新风通道。当空气质量变差,打开回风阀排除一部分空气,同时打开新风阀从室外补充新风到送风系统。在送风系统中要用冷热水盘管对空气温度进行调整。冬天通热水,夏天通冷水。风通过盘管就对空气进行了冷热的处理。图中上方是空调控制系统,下面是DDC控制表。DDC上有四种输入输出接口,DI是数字输入接口,DO是数字输出接口,AI是模拟输入接口,AO是模拟输出接口。根据传感器和执行器的不同,接上不同输入输出接口。DDC实际上是一台工业控制的计算机,根据事先编制的控制程序,对系统进行检测和控制的。A、B、C三点接DDC模拟输出端口,其中FV101是排风阀,FV102是回风阀,FV103是新风阀。调整这三个阀的开闭程度就可以控制三路风管中的风量,使系统中的风量保持不变。三台风阀的交流电源都是24V。D、U、W点接模拟输入端口,即采集信号,其中HE-101采集回风的湿度,HE-102采集新风的湿度,HE-103采集送风的湿度。E、V、X接模拟输入端口,TE-101采集回风的温度,TE-102采集新风的温度,TE-103采集送风的温度。F接数字输入口,其中压差传感器PdA101 接在滤网两端以检查是否有堵塞的现象。如果出现压差,F点发出堵塞信号,提醒系统进行检修。H点接模拟输出端口,其中TV-101是电动调节阀,调节水的流量。它是控制信号线,通过控制盘管内冷热水的流量来调整风管空气温度。TV-101电源为交流24V。I点接数字输出端口,向回风机控制柜AC发出控制信号控制其起停,J、K、L点接数字输入端口,将风机工作状态、故障状态返回给DDC。J点返回工作信号,K点返回停止信号,L点返回故障信号。O点接数字输出端口,向送风机控制柜AC发出控制信号控制其起停,P、Q、R点接数字输入端口,将风机工作状态、故障状态返回给DDC。N点接模拟输出端口,电动加湿器的阀门TV-102。T点接模拟输入端口,检查CO2含量。CO2含量是室内空气质量的衡量,如果含量高,则要新风阀、排风阀开度增加。
新风采入段,设有新风风门FV1的目的是调节风门开度,可以通过增大管路阻力来减少风量。
新风、回风混合段设置新、回风混合段的目的是冬季节省热量,夏季节省冷量,以实现节能。回风进入段设有回风风门 FV2,同样可以控制风门开度,调节回风量。
新风和回风一起经过空气过滤器除尘净化,随着过滤网上沉附的灰尘逐渐增加,将增大气流阻力,影响空调系统正常运行。空气过滤段设压差开关的目的是通过对过滤网两端空气压差的检测,可及时对过滤网进行清理和更换。
冷、热水盘管段目的如下:表热交换器可以对空气进行加热和冷却。夏季向热交换器通入15℃或以下的冷水,调节电动调节阀TV1的阀门开度,控制冷水流量。冬天,向热交换器通入31℃或以上的热水,调节阀门TV1的开度,控制热水流量,可调节温度。
加湿段的工作原理是通过调节超声波加湿器的开关,控制气雾量,改变湿度。
空气处理机组采用DDC进行控制,可对多个受控装置进行直接控制,通过编程实现各种控制功能。与常规仪表组成的传统控制方式相比,一个DDC可以取代多个传统控制器实现联动控制、选择、切换等多种功能。
    第七节  变风量空调系统
    温度控制通常采用两种方式,一是定风量,一是变风量。
变风量也叫VAV,即Variable Air Volume System 变风量控制系统,风机通过变频器进行调速,其特点是:(1)送风温度不变;(2)送风量改变以满足房间对冷热负荷的需要;(3)如何改变风量,即改变送风机的转速(变频调速);(4)控制灵活,用户按实际需要进行调节。
定风量特点是:(1)送风量一定;(2)通过调节盘管冷热阀的开度来调整送风的温度。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握空调系统控制电路的发展、继电控制电路举例、单片机控制电路举例、DDC控制电路举例、变风量空调系统温度控制采用两种方式等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、空气过滤段设压差开关的目的?
   新风和回风一起经过空气过滤器除尘净化,随着过滤网上沉附的灰尘逐渐增加,将增大气流阻力,影响空调系统正常运行。通过对过滤网两端空气压差的检测,可及时对过滤网进行清理和更换。
2、冷、热水盘管段目的?
   表热交换器可以对空气进行加热和冷却。夏季向热交换器通入15℃或以下的冷水,调节电动调节阀TV1的阀门开度,控制冷水流量。冬天,向热交换器通入31℃或以上的热水,调节阀门TV1的开度,控制热水流量,可调节温度。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:18:23 | 显示全部楼层
张老师
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楼宇自动化辅导资料十六
主    题:  第7章  共用天线电视系统(第1-8节)
学习时间:  2019年7月15日--7月21日
内    容:
这周我们将学习第七章中的第1-8节,主要介绍共用天线电视系统的基本概念、种类、常用量纲和术语、系统构成、干线传输系统、用户分配系统、视频会议技术、共用天线电视系统设计等。
第七章  共用天线电视系统
第一节  基本概念
CATV(Community Antenna Television)——共用天线系统是共用一组天线接收电视台电视信号并通过同轴电缆传输、分配给许多电视机用户的系统。
第二节  CATV系统的种类
共用天线电视系统按工作频率可以分为全频道系统和邻频传输系统。全频道系统频率范围在48.5—958MHz,VHF频段有DS1-DS12频道,UHF频段有DS13-DS68频道,理论上可以容纳68个标准频道。邻频传输系统系统频率为750MHz,最多79个频道,其中有DS1~DS42标准频道和Z1~Z37增补频道,频率是不连续的用Z表示。
共用天线电视系统按系统规模可以分为:(1)小型系统,距离小于1.5km,适用于乡、镇、厂矿企业及居民小区等;(2)中型系统,距离为5-15km,适用于一般中等城市;(3)大型系统,距离大于15km,适用于省会级城市;(4)特大系统,距离大于20km,适用于大城市。
共用天线电视系统按系统传输方式可分为:(1)采用全同轴电缆,该系统适用于小型系统;(2)采用光缆加同轴电缆,适用于中型系统;(3)采用全光缆,是今后发展的方向;(4)采用混合型传输方式即光缆、电缆、微波相结合,一般大中型系统均采用这种形式。
第三节  常用量纲和术语
1.分贝
在电视技术中常用dB表示分贝,以简化电压、电流和功率的增益量或衰减量的计算过程。分贝的计算是基于对数运算的,取1μV为0dB,则105μV为100 dB。计算公式如下:
    2.电平
    信号电平就是信号的传输功率除以电流,单位为μV,如果用分贝表示计算公式如下:
    电视机用户端信号电平在60-80dB可以收看,效果在70±5dB为最好。因此,用户端电平的设计标准为70±5dB。但是不能超过80dB,会出现反射,效果不好。
    3.阻抗
    在系统中任意一点电压与电流之比是一个定值,称为特性阻抗。CATV系统中特性阻抗为75W。所有的部件以及传输线缆的输入输出阻抗都尽可能一致均为75W。
    4.匹配
    阻抗匹配简单来说,就是信号源内阻与负载相连构成简单回路,当负载电阻与信号源内阻相等时,可以在负载上获得最大功率。
    5.全电视信号
    全电视信号也叫图像信号,一般采用调幅的形式。
    6.伴音信号
    伴音信号也叫声音信号,一般采用调频的形式。
    7.调制
    将信号搬移到载波信号上,并经功放天线,以电磁波形式辐射出去的过程称为调制。
    8.解调
    将获得的微弱的高频感应信号,放大并将有用信号从载波信号中分离出来。
第四节  CATV系统的构成
    1.系统组成部分
共用天线电视系统一般由三个部分组成,前部分是天线及前端设备,又叫前端部分,中间是信号传输及分配网络,又叫干线传输系统,后面是用户终端,又叫用户分配系统。
    2.前端部分设备构成
前端部分一般包括电视接收天线,频道变换器,频道放大器,卫星电视接收设备,自播节目设备,调制器,混合器、导频信号发生器等设备。下面的框图介绍了各个设备的图形表示及传递过程。
    3.干线传输系统设备构成
    干线传输系统用于将前端接收处理混合的信号传输给用户分配系统的一系列传输设备。一般由干线,干线放大器及均衡器等一系列传输设备构成。
    4.用户分配系统设备构成
用户分配系统一般由放大器、分配器、分支器、系统输出端和电缆线路构成。
    5.各部件详细说明
    (1)天线
    常见的天线一般分两大类即地面电视接收天线和卫星电视接收天线。地面电视接收天线主要有VHF(超高频)频段和UHF(甚高频)频段,最常用的是八木天线也称为引向天线。卫星电视接收天线常为抛物面天线。
八木天线由一根有源阵子和多根无源振子组成,有很好的方向性和较高的增益。其中,有源振子是指能采集信号并向下传递的天线,无源振子与之相反。反射器位于有源振子的一侧,起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用。而引向器位于有源振子的另一侧,它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波,一个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。反射器略长于有源振子,引向器略短于有源振子。适当增加引向器的个数可以显著提高天线增益,并且加强天线的方向性,但是会使接受频率变窄。
卫星电视接收天线一般由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机等部分构成。抛物面天线的作用是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点(焦点)。在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭,称为馈源,意思是馈送能量的源,要求将会聚到焦点的能量全部收集起来。高频头是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。卫星接收机将高频头输送来的卫星信号进行解调,解调出卫星电视图像信号和伴音信号。卫星电视信号接收天线有两种基本类型:抛物面天线和卡塞格伦天线。
(2)混频器
混频器将多个电视声音信号混合成一路, 用同一根同轴电缆传输。如果没有混频器,直接将两路(或多路)不同频道的天线直接在输出端并接,并由同轴电缆向下传,会破坏系统的匹配状态,由于内部信号的来回反射会使电视图像出现重影、失真,进而影响收看效果。
(3)放大器
共用天线电视系统中用于前端的放大器有天线放大、前置放大和频道放大器,用于线路的有干线放大、分配放大、分支放大和线路延长放大器。
(4)频道变换器
频道变换器是将接收的频道信号变换为另一频道信号的设备。例如常用的U/V频道变换器用于将UHF信号转换为VHF信号。由于电缆对高频信号的衰减很大,若在CATV系统中直接传送 UHF损失太大,因此用频道转换成VHF信号再向下传输以减少损失。
(5)调制器
调制器将摄像机,录像机调制成电视频道的射频信号后送至混合器与其它电视信号一起向下传输。调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置。对于来自摄像机或录像机的视频信号以及来自卫星接收机和微波接收机解调出来的视频和音频信号,需要用调制器将他们调制成某频道的射频信号再进入干线进行传输。调制器可以分为射频调制方式和中频调制方式两大类。
(6)导频信号发生器
同轴电缆对电磁波的衰减量不是一个常量,随着频率和温度的增高损耗将会逐渐变大。放大器也存在问题。在CATV系统的干线放大器中通常采用AGC(自动增益控制)、ASC(自动斜率控制)和ALC(自动电平控制)电路来减少损耗和提高增益。这些自动控制电路的工作都需要一个基准信号,这个基准信号就是导频信号。作为基准导频信号,它的频率和幅度都必须非常精确和及其稳定, 才能保证CATV系统的稳定。导频信号发生器产生导频信号。
(7)分配器
将一路输入信号均等或不均等地分配为两路或两路以上信号的设备叫分配器,常用的有二分、三分、四分、六分配器等;有室内型和室外型;有VHF型、UHF型和全频道型。
分配器的特性有三点:①输入输出阻抗都为75W。②分配损耗指的是输入电平与输出电平之差。一部分是等分信号的衰减,另一部分为分配器本身引入的衰减。③剩下不用的分配器输出端必须接终端匹配电阻以免造成反射形成重影。
(8)分支器
分支器的作用是串在干线中将电缆输入的电视信号进行分支,每一个分支电路接一台电视机。分支器由一个主路输入端(IN)、一个主路输出端(OUT)和若干分支输出端(BR)构成。分支器根据分支端数目的不同,有一分支器,二分支器和四分支器几种。分支器能以较小的插入损耗从传输干线或分配线上分配出部分信号,经衰减后送至各用户。分支器的主要性能指标有插入损耗Ld,分支损耗Lc。
(9)用户接线盒(用户终端)
用户终端是电视信号和调频广播的输出插座。有单孔盒和双孔盒之分。单孔盒仅输出电视信号,双孔盒既能输出电视信号又能输出调频广播的信号。用户终端可以有明装和暗装两种安装方式。
第五节  干线传输系统
这一节主要介绍几种传输媒质。
1.射频同轴电缆
同轴电缆是由内导体多芯铜绞线、绝缘体、外导体和护套四部分组成。它有如下性能:①特性阻抗。传输线匹配的条件是终端负载阻抗等于传输线特性阻抗,这样才能不产生能量反射。有线电视系统标准特性阻抗75W;②衰减常数。同轴电缆的衰减由内、外导体的损耗和绝缘介质的损耗两部分组成;③驻波系数与反射损耗。若电缆线路上有反射波,它与行波相互作用就会产生驻波。电缆上某些点的波的最大振幅与最小振幅之比称为驻波系数。驻波系数越小,反射损耗就越小,电缆内部的均匀性就越好;④屏蔽系数与屏蔽衰减。屏蔽系数表示屏蔽作用的大小;⑤温度特性。同轴电缆随温度的变化率为0.2%Db/℃。CATV系统中常用的型号有SYV、SDV、SYFV、SYWV等。在前端与传输分配网络之间的主干线一般用SYWV-75-9,传输网络中的干线可以SYWV-75-7,从分配网络到用户终端的分支线可用SYWV-75-5。
2.光缆
光缆是传输光信号的玻璃纤维,又称光导纤维。按光的传输模式,光纤分为单模和多模两类。在有线电视系统中通常只使用单模光纤。光缆有如下特性:①衰减特性。光信号在光纤传输过程中的各种损耗远低于同轴电缆的损耗。因此,光纤可传输总够长的距离,省去大量的有源器件和无源接插件,提高系统的稳定性和可靠性。此外,由于光纤本身的温度系数极小,因此在允许的工作温度范围内,光缆的衰减与频率的大小及温度的高低都关系不大,不需在放大器上进行频率和温度补偿,减少了调试和维护的困难及系统成本;②频率特性。光缆的传输频率很宽,单一的光源单模光纤的传输频带仅受到光端机的限制;③防干扰性能。光缆靠光波传输信号,不受电磁干扰,也不干扰其他线路;④寿命。架空光缆寿命可达20年,埋地光缆寿命可达30—40年;⑤其他性能。直径细,重量轻,资源丰富。光纤怕水汽,水汽会使涂覆层受到影响,导致衰减增大和寿命缩短。所以在光缆中应填充油膏,注意密封。
3.微波
以微波作为传输媒质的除了国家微波干线的大微波和卫星外,还有单路与多路FM(调频)微波,AM(调幅)微波以及多路微波分配系统MMDS。微波的性能如下:①频带宽,传输容量大;②传输质量高,稳定性强。在微波频段,工业干扰、雷电干扰和太阳黑子的变化等影响可不予考虑;③适应性和灵活性强。由于采用无线传输,对一些电缆、光缆难以铺设的区域和分散的CATV小区,在工业造价和难易度方面更显优越性;④投资少,便于维护。微波传输比光缆或电缆传输可以节省投资60%-80%,传输换节也较少。
第六节  用户分配网络
用户分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点,由放大器和分配网络组成。分配网络的形式很多,但都是由分支器或分配器及电缆组成。其基本方式由如下几种:
①一般有串接分支链方式,通常在VHF系统中,一条分支链上可串接二十几个分支器;在全频道系统中,一条分支链上串接的分支数小于8个;②分配—分配方式,分配网络中使用的均是分配器,且常用两级分配形式。需要注意的是,每个分配器的每个输出端都要阻抗匹配,若某一端口不用时要接一个75Ω的负载电阻;③分支—分支方式,用的都是分支器,适于分散的,数目不多的用户终端系统。同样,在最后一个分支器的输出端也要接上一个75Ω的电阻;④分配—分支方式允许分支器的分支端空载,但最后一个分支器的输出端仍要加75Ω(1/4W)负载;⑤分支—分配方式。
第七节  视频会议技术
视频会议系统是利用现代音视频技术和通信技术在两个或多个地点的用户之间举行会议,实时传送声音、图像的通信方式。它同时还可以附加静止图像、文件、传真等信号的传送。参加电视会议的人,可以通过电视发表意见,同时观察对方的形象、动作、表情等,并能出示实物、图纸、文件等实拍的电视图像或者显示在黑板、白板上写的字和画的图,使在远地点参加会议的人感到如同和对方进行“面对面”的交谈,在效果上可以代替现场举行的会议。
视频会议系统的终端设备包括摄像机、话筒、监视器、扬声器、回波抵消器、终端处理器、会议控制器(或终端后台)和一些必要的附属设备。
多点控制单元(MCU)是电视会议系统中的中心控制部分,其作用类似于电话通信系统中的程控交换机。它把3个以上会场的终端设备连结起来,实现音频信号的混合和视频信号的切换,完成多个终端设备信号的汇接和处理。由于MCU最大端口数是有一定限制的,因此在遇到会议点特别多的情况是,可将多个MCU级连使用,这样就可以增加会议电视系统的厂点容量,如下图。
    目前,在ISDN网上的H.320视频会议技术是比较成熟的,基于TCP/IP网络的H.320视频会议网络系统正在走向成熟。H.323视频会议系统是基于计算机网络的,它具有功能多,控制灵活,可以很好地和其他媒体在计算机中进行融合。桌面会议终端配置有主极、显示器、键盘、网卡、视频卡、摄像机、声卡、扬声器、话筒等。
广播式视频会议系统
第八节  有线电视系统设计
在介绍有线电视系统设计之前,先学习一下放大器增益计算的方法。
有A、B两个放大器串联。放大器A:输入100μV时, 输出为 200μV;输入为300μV时,输出为600μV。放大器B:输入 200μV时,输出为2mV;输入为600μV时,输出为6mV。求其总的增益。
对放大器A:
U2/U1=200/100=600/300=2
将其代入分贝定义式得:
GP1=20lg(U2/U1)=20lg2=6dB
即放大器1的增益为6dB。
对放大器B:
U2/U1=2×1000/200=6×1000/600=10
GP2=20lg(U2/U1)=20lg10=20dB
即放大器2的增益为20dB。
两放大器总增益:
GP=GP1+GP2=6+20=26dB
    下面我们通过实例来学习有线电视系统设计的方法。
    系统基本要求:正在建设中的某住宅楼群已经完工三栋,楼之间相隔距离为50m,需要在这三幢楼中安装有线电视系统。每幢楼需要96个终端,要求直收卫星电视节目,影碟节目,录像节目,城市有线电视公共网络的多路电视节目。
    (1)前端
    设置卫星电视直接接受装置,为了确保信号质量,采用卫星接收机A(音频)V(视频)输出信号加调制的方式构成卫星信号接受通道,调制器输出电平为110dB,DVD信号的射频(RF)输出经过信号处理器电平为110 dB,录像机输出信号也经调制后输出,电平为110 dB,城市有线电视网络的多路信号由端口电平只有85 dB,所以在线路中接入了宽带放大器,使得其电平也达到110 dB,几路信号都以相同的电平进入信号混合器,信号混合器输出电平为108 dB。
    (2)传输分配
    根据有线电视的相关国家标准,本系统的工作频率可设计为50-750MHz,鉴于楼间相隔距离50m,可采用同轴电缆作为传输介质,终端电平设计值为70dB,信号通过四分配器分为4路。1、2、3为已经完工的三幢楼提供信号,第4路信号为扩展系统预留。查阅同轴电缆技术手册可知,75-12同轴电缆50M/50MHz时,衰减为1dB,50M/750MHz时,衰减为6dB,因此在传输线路中接入一6 dB均衡器使全频带的频率响应保持平坦,以利于信号分配。
    (3)器件电平值
    四分配器分配衰减8dB,三分配器分配衰减为6 dB,二分配器分配衰减为4 dB,均衡器均衡衰减为6 dB,二分支串联单元插入损耗1 dB,分支端214衰减14 dB,212衰减12 dB,210衰减10 dB,208衰减8 dB。
本周要求掌握的内容如下:
本周主要掌握共用天线电视系统的基本概念、种类、常用量纲和术语、系统构成、干线传输系统、用户分配系统、视频会议技术、共用天线电视系统设计等。
习题:                                                                                       
(一)简答题
1、在CATV系统中如何保证阻抗匹配?   
所有的部件以及传输线缆的输入输出阻抗都尽可能一致均为75W。
2、反射器和引向器各起什么作用?
    反射器位于有源振子的一侧,起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用。而引向器位于有源振子的另一侧,它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波,一个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。
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张老师
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楼宇自动化辅导资料十七
主    题:  第一至四章  复习
学习时间:  2019年7月22日--7月28日
内    容:
这周我们将复习第一至四章的内容。
第一章  绪论  
所谓楼宇自动化,就是将各个控制系统,例如空调、火灾报警、门禁、安防及其他控制系统有机的集成在一起,协同工作,目的是尽可能减少能源的损失,提高效率。
按照GB6988标准,电气图分为15种,有系统图、功能图、功能表图、逻辑图、电路图、等效电路图、端子功能图、程序图、设备元件表、接线图、单元接线图、互联接线图、端子接线图、数据单和平面图(位置图)。建筑电气主要用的七种,为电气系统图、电气平面图或施工平面图、接线图包括端子接线图、电气原理图、设备布置图、设备元件表和详图。
电气系统图表示系统的基本组成、相互关系以及主要特征的简图。电气系统图表现了电气工程的供电方式、电能输送、分配控制方式,从中可以看出工程的概况。
电气平面图是表示电气设备、装置与线路平面布置的图纸,是进行电气安装的主要依据。在建筑平面图的基础之上绘出电气设备、装置及线路的安装位置、敷设方法等。常用的电气平面图有:变配电所平面图、动力平面图、照明平面图、防雷平面图、接地平面图、弱电平面图。
设备布置图是表现了各种电气设备和器件的平面与空间位置、安装方式以及相互关系。通常由平面图、立面图、剖面图以及各种构件详图等组成。
安装接线图又称配线图,是用来表示电气设备、电器元件和线路的安装位置、配线方式、接线方法、配线场所等方面的内容。安装接线图是用来指导安装、接线和查线的图纸。
电气原理图表现某一电气设备或系统的工作原理的图纸,通常是按照各个部分的动作原理采用展开法来绘制的。电气原理图不能表明电气设备和器件的实际安装位置和具体接线,但可以用来指导电气设备和器件的安装、调试、接线、使用与维修,因为通过原理分析可以了解整个系统的工作顺序和工作过程。
导线的标注的形式:
a—b(c*d)—e—f   或a—b—c*d—e—f
a代表序号,b代表导线类型,c代表导线数目,d代表导线横截面,e代表套管线径,f代表敷设方式。
例如:BV (3´50 + 2 ´ 25)SC70 —FC
BV表示铜芯、塑料绝缘,3根50mm2导线和2根25mm2导线,SC70代表套管线径是70 mm,FC敷设方式是沿地面敷设(F代表floor 地面)。
(BLV代表铝芯、塑料绝缘,BX代表铜芯、橡胶绝缘,BLX代表铝芯、橡胶绝缘)
VLV23(3´50 + 2 ´ 25)SC70 —BC
V代表电力电缆,L代表铝芯,23代表铠装,BC代表沿梁敷设(WC代表沿墙敷设)。
第二章  楼宇供配电系统  
所谓电力系统,就是由各种电压等级的电力线路将发电厂、变电所和用户联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体。
电能传输的过程:发电厂发出的电经过主变电站变电所,将发出的电压升高,通常升高到110KV、220KV或是500KV。高压输电可以减小输电线电能损失。当电能到达用户区域,首先经过变压器将电压降到35KV或者10KV,供给大型用户。大型用户内部设有自己的变配电所,自己可以供配电,供给自己的用电设备。对于其他的小型用户,需要进一步降压,降到380V或是220V才能使用。
所谓建筑供配电系统就是解决建筑物所需要的电能供应、分配的系统。通常电源进线电压多为10KV。电能一般通过高压变电所、终端变电所,经变压器将10KV的高压降为一般设备所需要的电压,通常为380V或220V电压。之后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。
供电系统的主结线方式也叫供电方案主要有四种。
1.一备一用。一备一用是指两路高压进线采用一用一备形式。正常情况时是一备一用,当正常工作电源事故停电的时候,另一路电源自动投入。其特点是可以节省投资,减少高压配电室面积。但是在清扫母线或者母线故障时会造成全部停电。通常,这种形式的主结线适用于负荷小、用电可靠性低的建筑。
2.同时供电。同时供电是指有两路市电(10KV电源)同时进线。它的母线是单母线,属于分段单母线。分段单母线中间设有母线联络开关。因此,此结构也叫分段有联络开关的单母线结构。正常时,两路电源同时工作。当出现故障时,母线联络开关闭合,故障母线上的电器设备由另一路电源供电。它的特点是增加了母线联络柜和电压互感器。随之,投资成本和面积也增加了。它能保证较高的供电可靠性,适用于商用楼宇、高级宾馆和大型办公楼宇。
3.双电源+自备发电机。目前最常见的主结线方案就是双电源带自备发电机方案。它采用两路10KV的独立电源,再配备一个自备发电机。变压器的低压侧采用单母线分段的方案。自备发电机组要选择有自启动装置的机组,市电停电后延时3s后开始启动,启动时间约为10s,发电机主开关合闸供电,当市电恢复后,机组延时约5分钟(指带载运行),再空载冷却运行约10分钟后自动停车。此方案通常采用一级负荷单独分组方案,将消防用电等一级负荷单独分出,并集中一段母线供电,备用发电机组只对此段母线提供备用电源。正常情况下,消防设备等用电设备为两路市电同时供电,应急母线电源由其中一路市电供给。当两路市失去一路,可以通过两路市电中间的联络开关合闸恢复大部分供电,当两路市电全部失去时,自动启动机组ATS开关转换,应急母线由机组供电,保证消防设备等重要负荷的供电。对大厅照明等稍为重要的负荷,由于配电开关上装有失压脱扣器,在市电故障时已全部分闸,然后可根据机组负荷情况手动合闸。例如此时无火灾可全部合闸,如一旦发生火灾,则根据消防发出的指令自动跳闸。方案适用于电网稳定、大楼重要负荷较多的工程。
4.高供低备主结线。当获得两路独立的电源比较困难,而附近又有400V的备用电源,就可以采用此供电方案。一路10KV作为主电源,400V电源作为备用电源。这种供电方案适用于规模较小,用电量不大的建筑。
还要掌握工程图识图知识,掌握图的类型、主结线方式、各电器作用等。
第三章  楼宇照明系统
正常照明(Normal Lighting):在自然采光不足或夜间,提供必要的照度,满足人们生产、生活正常进行而采用的照明系统。
事故照明(Emergency Lighting):工作照明因事故而中断时,暂时工作或人员疏散用照明。
警卫值班照明(On-duty Lighting):重要场所,如值班室、警卫室、门房等地方所设的照明。
障碍照明(Obstacle Lighting):置于高大建筑物的顶部,作为飞行障碍标志的照明。
彩灯和装饰照明(Decorative Lighting):建筑物轮廓线上,彰显建筑物的艺术造型,以营造氛围。
灯具种类可以分为深照型、配照型、广照型。
光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量,称为光通量,用符号Φ表示,单位为流明(lm)。它表明光源发光能力的基本量。如果一个光源光通量越大,人对周围环境的感觉越亮。
光源在空间某一方向上单位立方体角内发射的光通量称为光源在这一方向上的光强,以符号I表示,单位为candela坎德拉,符号位cd。它是用来衡量光通量在空间各个方向的分布密度的。一般光强用配光曲线来表示。它以光源为原点,以各角度上的发光强度为长度的各点连成一条曲线。
光源或灯具在某一方向上的发光强度被定义为单位立体角内的光通量。发光强度只取决于光源或灯具各个方向光通量密度的分布,也就是说只与发光强度有关,与距离无关,与外界条件无关。对于聚光灯、回光灯、光束灯、成像灯、电脑灯等以光轴线为旋转轴的对称型灯具,它们的配光曲线分布是以光轴线为轴的旋转体。
照度用来表示被照面上被光源照射的强弱程度,以被照面上单位面积所接受的光通量来表示。照度以E表示,单位是勒克斯,符号位Lx。照度=光通量/面积。与光源在这个方向的光强成正比,与到光源间的距离成反比。
发光效率是描述光源的质量和经济效益的光学量。它反映了光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少,单位是流明每瓦(lm/W)。也就是说,灯具每瓦能发出多少条光线。
某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度称为光源色温。以温度的值来表示光源颜色,色温单位为K。色温的值越大越趋近于冷色调,色温的值越小越趋近于暖色调。
    将人工待测光源下的颜色同在日光下的颜色相比较,其显示同色能力的强弱定义为该人工光源的显色性。其高低表示物体在待测光源下变色和失真程度。显色指数最高为100。日光灯、白炽灯具有连续光谱,连续光谱的光源具有较好的显色性。
    电光源主要可以分为三大部分:(1)热辐射式的发光源是利用灯丝通过电流时被加热而发光的光源。热辐射式的又可分为白炽灯和卤钨灯。(2)气体放电式的发光源是利用电流通过气体而发射光的光源。气体放电式光源按发光形式可分为弧光放电灯和辉光放电灯。弧光放电式灯又称为热阴极灯,辉光放电式灯又称为冷阴极式灯。常见的弧光放电式灯有荧光灯、低压钠灯、高压汞灯、高压钠灯、高压氙灯、金属卤化物灯。其中,前两种属于低压气灯,后四种属于高压气灯。常用的辉光放电灯有霓虹灯和氖灯。(3)其他发光光源常见的有场致发光灯、LED发光二极管。
利用系数法计算照明,其照度计算公式为
表示减光补偿系数, 表示最小照度系数, 表示光通利用系数, 表示平均照度, 表示灯数, 表示每个光源的光通量, 表示面积。 、 、 可以根据经验或者经查表获得。利用系数法是个粗略的计算方法,但是也是最简单、最实用的方法。
照明负荷一般分为两类,一类是照明负荷,一类是其他负荷。一级负荷照明是指非常重要的负荷,由配电系统中的应急母线引入的,采用放射式配电线路。其他负荷照明线路一般也采用放射式配电线路。它由总配电盘经中央楼梯或两侧走廊,采取干线立管的方式向各层分配电盘供电。层分配电盘在同一垂直线上,以便于立管的敷设。同时,要预留照明插座、预留吊顶线槽以供增补照明。
各种光源控制特性:(1)热辐射式光源伏安特性呈阻性,可瞬间点亮。在交流电路中,由于没有电抗,可以硬关断和开启。同时,我们可以通过改变电流大小进行调光。通常采用脉宽调制法进行无级调光。(2)气体放电式光源具有负阻特性,必须与整流器(限制作用)串联。而且它的电路比较复杂,需要一个点火过程,产生瞬间高压击穿气体。它的缺点是功率因数低(0.5-0.6),具有频闪效应,镇流器损耗比较大,有低频噪声,不宜调光。如果要对荧光灯进行调光,一般采用高频交流电子型镇流器。
照明监控系统有两个目的,一是环境照度控制,二是照明节能控制。
掌握房间照明线路平面图、小型住宅系统图和平面图、某实验办公楼的照明系统图和平面图的识图知识。
第四章  楼宇自动控制系统
一般我们常说的控制电路都是由用电设备、控制电器和保护电器组成。用来控制用电设备工作状态的电器称为控制电器,包括开关、接触器、继电器等。用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器,包括熔断器、热继电器等。
在低压系统中使用的电器称为低压电器,按照控制方式的不同可分为手动电器和自动电器。前者包括开关、按钮、组合开关、熔断器、断路器等,后者包括接触器、继电器等。要掌握各种电器的图形符号及工作原理。
    起停电路,如上图所示。图中左边是主电路,右边是控制电路。刀开关用Q来表示,平时是闭合的,只起到隔离的作用。在主电路中加入三个联动的触点KM(常开),实现自动控制电机起停。按下按钮SB1(常开)时,线圈KM通电,三个联动触点KM闭合,电动机运转。而此时控制电路中并联在SB1两端的辅助触点KM也闭合,形成自锁。这样电机就可以持续运转。当需要停机时,按下SB2(常闭)使线圈KM失电,触点KM都断开,电机停止运行。主电路中常串联熔断器FU和热继电器发热元件FR。此电路可以实现控制功能(电机的起停),并具备完善的保护措施,即有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。
掌握动力系统工程平面图例1、工程平面图例2、工程平面图例3识图知识。掌握电动机一地起停控制、两地起停控制、Y-△起动控制原理电路图。
电力系统电源可靠性指得就是备电自投。备电自投主要针对的是重要的用电设备。为了保证设备安全可靠的运行,通常设置两路电源,一路电源是工作电源,另一路电源是备用电源。当工作电源出现故障,备用电源自动投入运行。掌握单相备用自投、三相备用自投控制原理。
给排水系统主要控制生活给水系统、生活热水系统、排水系统、中水系统、消防给水系统、冷却水循环系统。给排水系统应该能实现水泵运行状态显示、水泵起停控制、水泵过载报警、水箱高低液位显示及报警等四大功能。给水系统的形式有多种,主要可以分为重力给水系统(非恒压即非匹配式给水)、并联气压给水系统(恒压即匹配式给水)、水泵直接给水系统(恒压即匹配式给水)。智能化建筑的卫生条件要求较高,其排水系统必须通畅,保证封水不受破坏。智能化建筑一般都建有地下室,地下室的污水以排水泵将污水提升到室外排水管中。智能化建筑排水监控系统的监控对象为集水井和排水泵。排水监控系统的监控功能有污水集水井与废水集水井的水位监测及超限报警、排水泵的起停、排水泵的运行状态及故障报警、非正常情况快速报警。重点了解给排水系统设备中的水泵、液位开关、电接点压力表。
掌握非匹配式给水系统中的单台给水泵控制电路、两台给水泵一用一备控制电路、三台水泵两用一备控制电路、两台给水泵一用一备控制电路(带其它功能)。了解掌握匹配式给水系统单台泵变频工作、两台泵(定+变)工作原理。
本周要求掌握的内容如下:
本周复习了第一至四章的重点内容,同学们还要复习其相关知识。
习题:
1、什么叫VVVF?   
答:变频调速器的英文简称是VVVF,是将三相工频(50Hz)交流电源(或任意电源)变换成三相电压可调、频率可调的交流电源的装置。
2、什么是楼宇自动化 ?
楼宇自动化,就是将各个控制系统,例如空调、火灾报警、门禁、安防及其他控制系统有机的集成在一起,协同工作,目的是尽可能减少能源的损失,提高效率。
3、电容器柜的作用是什么?
在高压侧进行无功功率补偿,将本系统的功率因数提高到电业部门所规定的数值。一般在0.95左右。
 楼主| 张老师 发表于 2019-8-12 19:19:25 | 显示全部楼层
张老师
2019-8-12 19:19:25 看全部
楼宇自动化辅导资料十八
主    题:  第五至七章  复习
学习时间:  2019年7月29日--8月4日
内    容:
这周我们将复习第五至七章的内容。
第五章  火灾报警和消防控制系统
对智能建筑的安全构成最大威胁的就是火灾。在考虑消防系统设计时,必须坚持以人为本的方针,将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。
    智能建筑消防系统的基本要求是火灾探测器能精确地探测到火灾信号,并输入到区域报警控制器,集中报警控制器送到消防控制中心,控制中心判断位置后立即向消防部队发出119火警,同时打开自动喷洒装置、气体或液体灭火器灭火,火灾报警广播,照明和诱导灯点亮,引导疏散,防火门、防火阀、排烟门、卷闸、排烟风机都 进行联动。
      一个完整的消防体系由火灾自动报警设备、灭火设备及避难诱导设备。消防系统中的核心应该是火灾自动报警系统,由火灾探测、报警控制和联动控制三部分组成。火灾探测器是火灾自动报警系统的核心技术。灭火控制系统由自动喷洒装置、气体灭火控制装置、液体灭火控制装置等构成。避难诱导设备主要是信号指示系统探测器探测的火灾信号送到区域报警控制器,再由区域报警控制器送到集中报警控制器,上报到消防控制中心。消防控制中心再控制相应的联动设备,包括灭火控制单元、防排烟控制单元、紧急广播系统、闭路电视系统。防排烟系统主要实现的是对防火门、防火阀、防火卷帘、排烟风机等设备的控制。紧急广播系统在平时播放背景音乐,发生火灾时切换到紧急广播。
    灭火的方式主要有消火栓灭火、自动喷水灭火、水幕阻火、气体灭火、干粉灭火。
    烟气路线一般是着火房间→走廊→竖向梯、井等向上。排烟方式有密封防烟方式、自然排烟方式、机械防排烟方式。排烟系统工作过程是:确认火灾后,立即开启着火层及其上、下层的正压送风阀(口)。自动打开顶层相应加压风机,使楼梯前室通道为正压防止烟气侵入,保证人员疏散逃生时的环境安全。在各层走廊、地下室及无窗房间设有常闭防火排烟阀。火灾时,可自动或手动打开火灾区域的防火排烟(口)同时联动相应的排烟风机启动。当顶层排烟风机前的防火排烟口温度达到280℃时,阀门关闭,联动排风机亦同时关闭。
当系统确认发生火灾后,火灾事故广播系统可自动切断背景音乐广播,或在消防值班室控制柜上手动控制,接通着火层及其上、下层的扬声器进行紧急广播,指导人员疏散。火灾事故广播中的扬声器应设置在建筑内走道和大厅内,数量按楼层任何点至最近一个扬声器人行距离不大于25m确定,每个扬声器的额定功率应大于3W。
    当确认发生火灾后,电梯迫降系统立即迫降所有电梯至首层,自动切断客、货电梯的电源,保留消防电梯供消防人员使用。
当防火通道上的卷帘门两边的感烟探测器报警时,卷帘门系统控制卷帘门下降到距地面1.8m处,挡烟并让人员疏散。当卷帘门两边的感温探测器报警时,则系统控制卷帘门下降到地面,以完成防火区的分隔。卷帘门两边还设有卷帘门控制升降的按钮,并设有保持延时(1-30秒可调)后卷帘门自动放下的功能。
    当确认发生火灾后,其它联动控制系统会手动/自动将着火层及其上、下层的报警闪灯或声光报警器启动,提醒楼内人员及时疏散,并手动切断着火层及其上、下层的非消防电源。
在火灾发生后能依据物质燃烧过程中所产生的烟雾、高温等各种现象,将火灾信号转变为电信号,并输入火灾报警控制器,由报警控制器以声、光信号向人发出警报的器件叫火灾探测器。
    室内火灾发展过程大致可以分为四个阶段,即初起阶段、发展阶段、猛烈阶段、熄灭阶段。初起阶段是疏散和灭火最有利的时机。因此,智能建筑消防系统的火灾探测和报警装置的重点应在此阶段。
火灾探测器分类按参数区分可分为感温探测器、感烟探测器、感光探测器、气体探测器、复合探测器,按信号类型区分可分为开关量、模拟量、智能型探测器、编码探测器。了解离子式感烟探测器、双源离子感烟探测器、单源离子感烟探测器、点遮光感烟探测器、线性遮光感烟探测器、散射型光电感烟探测器、线性定温式探测器、差温式探测器、差定温探测器、紫外式火焰探测器、点型半导体型可燃气体探测器的特点和工作原理。
火灾探测器向着空气复合探测器、采样感烟探测技术、多探测器协同探测方向发展。
火灾探测器的选用原则:1)对有阴燃阶段,即有大量的烟仅有少量的热产生、很少或没有火焰辐射的火灾,如棉、麻织物的引燃等,应选用感烟探测器;2)对蔓延迅速、有大量的烟和热产生、有火焰辐射的火灾,如油品燃烧等宜选用感温、感烟、火焰探测器或它们的组合;3)对有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾如轻金属及它们的化合物的火灾,应选用火焰探测器;4)在散发可燃气体和可燃蒸气的场所,宜选用可燃气体探测器,如使用煤气的厨房采用煤气泄漏探测器;5)感烟探测器在房间高度大于12m时不适合采用。感温探测器按其灵敏度适用于不同高度的房间。火焰探测器在高度为20m以下的房间内都可以采用。
火灾探测器系统总线形式有两种,一是多线形式,已逐步淘汰;一是总线形式,应用广泛。而总线形式又分为四总线、二总线、一总线这三种形式。其中四总线形式已经不常用了,常用的是二总线形式,P同时起到电源、自检、信号的作用,G仍是接地线。二总线系统中探测器的链接方式有树枝形、环形、链式三种。
    二进制地址编码开关主要应用在编码底座、输入模块(按钮或没有编码底座的探测器装有二进制地址编码开关主,以便获得地址信息)、返回信号模块(也叫输出模块)。为了区别每个火灾探测器的位置,应在探测器下面设置编码底座。
    总线保护一般采用短路隔离器。它用于二总线火灾报警控制器的输入回路中,安装在每个分支回路的前端。当回路发生短路时,隔离器可以将该部分回路与总线隔离,保证其余部分正常工作。受控于该短路隔离器的全部探测点在报警器上均呈现断线故障信号,当短路故障排除后,主机复位,短路隔离器自动恢复接通输出总线回路。短路隔离器也有四个端子,都和总线连接。
火灾报警控制器作用是:1)分析、判断、记录和显示火灾的部位;2)将收到的电信号与控制器内存储的整定值进行比较判断是否起火;3)确认火灾后控制器上报警、现场报警、显示火灾区域或地址编码,相临楼层广播、火灾显示盘显示火灾区域,指挥人员朝安全区域避难。按用途分,火灾报警控制器可分为区域报警控制器、集中报警控制器、通用报警控制器。
    需要指出的是,消防系统的供电应属于一级用电负荷,消防供电应确保是高可靠性的不间断供电。为做到万无一失,还应有一组备用电源作为消防供电的保障。
    消防设备的联动控制有消防泵、喷洒泵联动控制、排烟联动控制、卷帘门联动控制、气体灭火系统联动控制。
掌握消火栓泵控制电路、防排烟设备控制电路、卷帘门控制电路及其实例。掌握火灾报警工程图一系统图和平面图、火灾报警工程图二的系统特点和构成及某个火灾控制系统具体接线图。
第六章  空调系统
空调系统是现代建筑的重要组成部分,也是楼宇自动化系统的主要监控对象。
空气的主要状态参数有温度、水气分压力及相对湿度等。温度是表示空气冷热程度的指标。在空气调节中,温度是衡量空气环境对人体和生产是否合适的一个重要参数。在湿空气中,水汽是和干空气同时存在的。这两种气体各有自己的压力,称为分压力,两者之和称为空气的总压力。水汽分压力的大小反映了水汽的多少,是空气湿度的一个指标。人体感觉的冷热程度,不仅与空气温度的高低有关,而且还与空气中水蒸气的多少有关,即与湿度有关。在空调系统中用的比较多的是相对湿度,用百分数表示。相对湿度100%时到达饱和,即指空气中的水汽超过了最大限度,多余的水汽开始发生凝结的水汽量。在一定的温度下,相对湿度越大,这时空气就越潮湿,反之空气就越干燥。当空气的水汽分压力PC不变时,空气温度t越低,相对湿度Ψ越小;t越高,Ψ越小。当空气的相对湿度Ψ不变时,空气温度t越低,水汽分压力PC越小;t越高,PC越大。当空气温度t不变时,水汽分压力PC越大,相对湿度Ψ越大;PC越小,Ψ越小。
空气从一个状态变化到另一个状态的过程称为空气调节,当被调节的空气状态(温度、相对湿度)偏离了设定值时,就需要进行空气调节。空气调节主要包括温度、湿度以及其它参数调节。
空气调节的原理就是应用空气状态参数相互间的关系,通过合理的加热、加湿、冷却、去湿步骤,使空气的状态发生人为的改变,达到设定状态。对空气加热,最易实现的是等PC加热升温过程。常用的表面热交换加热法均符合等PC加热升温过程。对空气降温时,最易实现的是等PC冷却降温过程。常用的表面冷交换降温法在表冷器温度高于露点温度时符合等PC冷却降温过程。
冬季新空气加热加湿处理法:为了使加热后的空气的相对湿度能达到室内空气湿度的标准,在调节的过程中必须要进行加湿处理,采用定温饱和加湿方式。这种调节方式可以不用测PC或相对湿度。新风首先加热至12℃(不管新风是3℃还是5℃),然后加湿(喷水)至饱和,再加热至20℃,这时的相对湿度即为60%。
夏季新空气减温去湿处理:为了使降温后的空气的相对湿度达到室内空气湿度的标准,在调节的过程中必须要进行去湿处理,去湿是采用定露点去湿方式。这种调节方式可以不用测PC或相对湿度。新风首先降温至12℃的露点(不管新风是23℃或25℃),然后使表冷器的表面温度温度在露点温度,让空气中的一部分水蒸气充分凝结出来,至空气饱和,再加热至20℃,这时相对湿度即为60%。
空气的处理是指加热、降温、加湿、去湿:(1)空气加热方法。空调系统中所用的加热器一般有通常有两种,一种是以热水或蒸汽为热媒的表面式空气加热器,另一种为电热丝发热加热器。(2)空气降温方法。空气的降温一般通过表冷器来实现。以制冷剂为冷媒的表冷器称为直接蒸发式表冷器(又称蒸发器),多用于局部的分体空调中。以冷水作为冷媒的表冷器称为水冷表冷器,多用于集中式空调系统和半集中式空调系统的末端设备中。(3)空气加湿方法。一般采用向空气中喷蒸汽的办法进行加湿。常用的喷蒸汽加湿方法有干蒸汽加湿和电加湿两种。干蒸汽加湿是将由锅炉房送来的具有一定压力的蒸汽由蒸汽加湿器均匀地喷入空气中。电加湿是用于加湿量较小的机组或系统中。(4)空气去湿方法主要方法可以分为四种即加热通风法减湿、冷却减湿、液体吸湿剂吸收减湿、固体吸湿剂吸附减湿。冷却减湿是空调系统中常用的方法。
在智能建筑中最重要的冷源是冷冻水,采用集中制备冷冻水,循环管网供冷冻水的方式。常用的冷源制冷方式主要有两类:压缩式制冷方式和溴化锂吸收式制冷方式。压缩式制冷系统的主要组成部分有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。其工作原理可以简单概述为低压气体→高压气体→高压液体→低压液体。溴化锂吸收式制冷系统的主要组成部分有吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器,其工作原理可以简单概述为低压气体→高压气体→高压液体→低压液体。
根据空气处理设备以及二次设备不同的设置情况,空调系统可分为集中空调系统、半集中空调系统、集中供冷/热,分散控制式空调系统。集中空调系统的所有空气处理设备都设在一个集中的空调机房内(包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等)。集中空调系统根据空气处理方式的不同可分为封闭式、直流式和混合运行式三种。其中混合运行式是应用最为广泛的运行控制方式。半集中空调系统除了集中空调机房外,还设有分散在被调节房间的二次设备(又称未端装置),这种也是智能建筑应用最广泛的空调系统方式。集中供冷/热,分散控制式空调系统二次空气处理的设备分散到各个房间,通过各房间内设置的FCU进行空气处理。它在大型建筑群的空调系统中多有应用。
    空调系统的控制电路发展比较迅速,总类繁多,有继电控制、单片机或PLC控制、DDC控制等。掌握继电控制电路、单片机或PLC控制电路、DDC控制电路举例。
    温度控制通常采用两种方式,一是定风量,一是变风量。定风量特点是送风量一定,通过调节盘管冷热阀的开度来调整送风的温度。变风量也叫VAV,即Variable Air Volume System 变风量控制系统,风机通过变频器进行调速,其特点是:送风温度不变,送风量改变以满足房间对冷热负荷的需要,改变送风机的转速(变频调速)改变风量,控制灵活,用户按实际需要进行调节。
第七章  共用天线电视系统
CATV(Community Antenna Television)——共用天线系统是共用一组天线接收电视台电视信号并通过同轴电缆传输、分配给许多电视机用户的系统。共用天线电视系统按工作频率可以分为全频道系统和邻频传输系统。全频道系统理论上可以容纳68个标准频道。邻频传输系统最多为79个频道。共用天线电视系统按系统规模可以分为小型系统、中型系统、大型系统、特大系统。共用天线电视系统按系统传输方式可分为采用全同轴电缆、采用光缆加同轴电缆、采用全光缆、采用混合型传输方式即光缆、电缆、微波相结合。
在电视技术中常用dB表示分贝,以简化电压、电流和功率的增益量或衰减量的计算过程。分贝的计算是基于对数运算的,取1μV为0dB,则105μV为100 dB。计算公式如下:
    信号电平就是信号的传输功率除以电流,单位为μV。电视机用户端信号电平在60-80dB可以收看,效果在70±5dB为最好。因此,用户端电平的设计标准为70±5dB。但是不能超过80dB,会出现反射,效果不好。
    在系统中任意一点电压与电流之比是一个定值,称为特性阻抗。CATV系统中特性阻抗为75W。所有的部件以及传输线缆的输入输出阻抗都尽可能一致均为75W。阻抗匹配简单来说,就是信号源内阻与负载相连构成简单回路,当负载电阻与信号源内阻相等时,可以在负载上获得最大功率。
    全电视信号也叫图像信号,一般采用调幅的形式。伴音信号也叫声音信号,一般采用调频的形式。
    将信号搬移到载波信号上,并经功放天线,以电磁波形式辐射出去的过程称为调制。将获得的微弱的高频感应信号,放大并将有用信号从载波信号中分离出来。
共用天线电视系统一般由三个部分组成,前部分是天线及前端设备,又叫前端部分,中间是信号传输及分配网络,又叫干线传输系统,后面是用户终端,又叫用户分配系统。前端部分一般包括电视接收天线,频道变换器,频道放大器,卫星电视接收设备,自播节目设备,调制器,混合器、导频信号发生器等设备。干线传输系统用于将前端接收处理混合的信号传输给用户分配系统的一系列传输设备。一般由干线,干线放大器及均衡器等一系列传输设备构成。用户分配系统一般由放大器、分配器、分支器、系统输出端和电缆线路构成。
    各部件详细说明:1)天线。常见的天线一般分两大类即地面电视接收天线和卫星电视接收天线。地面电视接收天线主要有VHF(超高频)频段和UHF(甚高频)频段,最常用的是八木天线也称为引向天线。八木天线由一根有源阵子和多根无源振子组成,有很好的方向性和较高的增益。反射器位于有源振子的一侧,起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用。而引向器位于有源振子的另一侧,它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波,一个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。卫星电视接收天线常为抛物面天线。卫星电视接收天线一般由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机等部分构成。抛物面天线的作用是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点(焦点)。在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭,称为馈源,将会聚到焦点的能量全部收集起来。高频头是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。卫星接收机将高频头输送来的卫星信号进行解调,解调出卫星电视图像信号和伴音信号。卫星电视信号接收天线有两种基本类型:抛物面天线和卡塞格伦天线。2)混频器。混频器将多个电视声音信号混合成一路, 用同一根同轴电缆传输。如果没有混频器,直接将两路(或多路)不同频道的天线直接在输出端并接,并由同轴电缆向下传,会破坏系统的匹配状态,内部信号的来回反射会使电视图像出现重影、失真,进而影响收看效果。3)放大器。共用天线电视系统中用于前端的放大器有天线放大、前置放大和频道放大器,用于线路的有干线放大、分配放大、分支放大和线路延长放大器。4)频道变换器。频道变换器是将接收的频道信号变换为另一频道信号的设备。由于电缆对高频信号的衰减很大,若在CATV系统中直接传送 UHF损失太大,因此用频道转换成VHF信号再向下传输以减少损失。5)调制器。调制器将摄像机,录像机调制成电视频道的射频信号后送至混合器与其它电视信号一起向下传输。调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置。对于来自摄像机或录像机的视频信号以及来自卫星接收机和微波接收机解调出来的视频和音频信号,需要用调制器将他们调制成某频道的射频信号再进入干线进行传输。调制器可以分为射频调制方式和中频调制方式两大类。6)导频信号发生器。同轴电缆对电磁波的衰减量不是一个常量,随着频率和温度的增高损耗将会逐渐变大。在CATV系统的干线放大器中通常采用AGC(自动增益控制)、ASC(自动斜率控制)和ALC(自动电平控制)电路来减少损耗和提高增益。这些自动控制电路的工作都需要一个基准信号,这个基准信号就是导频信号。作为基准导频信号,它的频率和幅度都必须非常精确和及其稳定, 才能保证CATV系统的稳定。导频信号发生器就是产生导频信号的。7)分配器。将一路输入信号均等或不均等地分配为两路或两路以上信号的设备叫分配器,常用的有二分、三分、四分、六分配器等;有室内型和室外型;有VHF型、UHF型和全频道型。8)分支器。分支器的作用是串在干线中将电缆输入的电视信号进行分支,每一个分支电路接一台电视机。分支器由一个主路输入端(IN)、一个主路输出端(OUT)和若干分支输出端(BR)构成。分支器能以较小的插入损耗从传输干线或分配线上分配出部分信号,经衰减后送至各用户。9)用户接线盒(用户终端)。用户终端是电视信号和调频广播的输出插座。有单孔盒和双孔盒之分。单孔盒仅输出电视信号,双孔盒既能输出电视信号又能输出调频广播的信号。用户终端可以有明装和暗装两种安装方式。
介绍三种传输媒质:1)射频同轴电缆。同轴电缆是由内导体多芯铜绞线、绝缘体、外导体和护套四部分组成,有特性阻抗、衰减常数、驻波系数与反射损耗、屏蔽系数与屏蔽衰减、温度特性等性能。2)光缆。光缆是传输光信号的玻璃纤维,又称光导纤维。按光的传输模式,光纤分为单模和多模两类。在有线电视系统中通常只使用单模光纤。光缆有衰减特性、频率特性、防干扰性能、寿命长等。3)微波。以微波作为传输媒质的除了国家微波干线的大微波和卫星外,还有单路与多路FM(调频)微波,AM(调幅)微波以及多路微波分配系统MMDS。微波的性能如下:①频带宽,传输容量大;②传输质量高,稳定性强;③适应性和灵活性强;④投资少,便于维护。
用户分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点,由放大器和分配网络组成。分配网络的形式很多,但都是由分支器或分配器及电缆组成。其基本方式由如下几种:①一般有串接分支链方式,通常在VHF系统中,一条分支链上可串接二十几个分支器;在全频道系统中,一条分支链上串接的分支数小于8个;②分配—分配方式,分配网络中使用的均是分配器,且常用两级分配形式。需要注意的是,每个分配器的每个输出端都要阻抗匹配,若某一端口不用时要接一个75Ω的负载电阻;③分支—分支方式,用的都是分支器,适于分散的,数目不多的用户终端系统。同样,在最后一个分支器的输出端也要接上一个75Ω的电阻;④分配—分支方式允许分支器的分支端空载,但最后一个分支器的输出端仍要加75Ω(1/4W)负载;⑤分支—分配方式。
视频会议系统是利用现代音视频技术和通信技术在两个或多个地点的用户之间举行会议,实时传送声音、图像的通信方式。它同时还可以附加静止图像、文件、传真等信号的传送。参加电视会议的人,可以通过电视发表意见,同时观察对方的形象、动作、表情等,并能出示实物、图纸、文件等实拍的电视图像或者显示在黑板、白板上写的字和画的图,使在远地点参加会议的人感到如同和对方进行“面对面”的交谈,在效果上可以代替现场举行的会议。 视频会议系统的终端设备包括摄像机、话筒、监视器、扬声器、回波抵消器、终端处理器、会议控制器(或终端后台)和一些必要的附属设备。多点控制单元(MCU)是电视会议系统中的中心控制部分,其作用类似于电话通信系统中的程控交换机。它把3个以上会场的终端设备连结起来,实现音频信号的混合和视频信号的切换,完成多个终端设备信号的汇接和处理。由于MCU最大端口数是有一定限制的,因此在遇到会议点特别多的情况是,可将多个MCU级连使用,这样就可以增加会议电视系统的厂点容量。
    目前,在ISDN网上的H.320视频会议技术是比较成熟的,基于TCP/IP网络的H.320视频会议网络系统正在走向成熟。H.323视频会议系统是基于计算机网络的,它具有功能多,控制灵活,可以很好地和其他媒体在计算机中进行融合。桌面会议终端配置有主极、显示器、键盘、网卡、视频卡、摄像机、声卡、扬声器、话筒等。
    掌握有线电视系统相关设计。
本周要求掌握的内容如下:
本周复习了第五至六章的重点内容,同学们还要复习其相关知识。
习题:
1、什么是复合探测器?
多个传感器从不同现象获得信号,并从这些信号寻出多样诊断判据。例如,将常用的离子感烟探测器改进为与CO传感器组合的复合探测器,由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成,灵敏度更高,能提供甚早期火灾探测。
2、什么是空气调节?
空气从一个状态变化到另一个状态的过程称为空气调节,当被调节的空气状态(温度、相对湿度)偏离了设定值时,就需要进行空气调节。空气调节主要包括温度、湿度以及其它参数调节。
3、在CATV系统中如何保证阻抗匹配?
所有的部件以及传输线缆的输入输出阻抗都尽可能一致均为75W。
张老师当前离线
管理员

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