楼宇自动化原理

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出版者:中国建筑工业出版社
作者:黄治钟
出品人:
页数:186
译者:
出版时间:2003-10
价格:20.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787112057962
丛书系列:
图书标签:
  • 自动化
  • 暖通
  • 工程
  • cs
  • 2003
  • 楼宇自动化
  • 智能建筑
  • 暖通空调
  • 电气工程
  • 控制系统
  • 传感器
  • 执行器
  • 通信协议
  • 能源管理
  • 物联网
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具体描述

《楼宇自动化原理》较系统地介绍了楼宇自动化系统所涉及的基本原理、系统特性、传感器件、执行机构以及楼宇自动化系统中采用的抗干扰技术和通讯协议等内容,最后还介绍了自动化技术在楼宇设备系统中的应用。

《楼宇自动化原理》共分九章,分为四个部分:第一、第二章主要介绍了自动控制的基本原理;第三、第四章主要介绍了楼宇自动化系统中所应用的各种传感器和执行机构;第五、第六章主要介绍计算机控制系统;第七、第八、第九章主要介绍与楼宇自动化系统相关的抗干扰技术、通讯协议以及自动控制技术在楼宇设备系统中的应用等内容。

《楼宇自动化原理》可作为普通高等院校相关专业的教材,以及智能建筑方面的培训教材,也可供从事智能化楼宇设施管理领域的工程技术人员和管理人员参考。

智能建筑的脉搏:楼宇自控系统设计与应用 在现代城市化进程飞速推进的今天,高耸入云的摩天大楼、鳞次栉比的商业综合体以及庞大的工业园区,已成为衡量一个城市现代化程度的重要标志。这些庞大而复杂的建筑体,其高效、舒适、安全、节能的运行,离不开一项关键技术——楼宇自动化控制系统(Building Automation System, BAS)。本书旨在深入剖析楼宇自动化控制系统的设计原理、核心技术、关键设备以及实际应用,为读者构建一个全面而系统的认知框架,揭示智能建筑的“大脑”是如何感知、决策并指挥的。 第一章:楼宇自动化控制系统的概念与发展历程 我们将从最基础的概念入手,清晰界定楼宇自动化控制系统(BAS)的内涵。它并非简单的设备联动,而是集成了多种子系统(如暖通空调、照明、安防、消防、给排水等),通过中央监控平台进行集中监测、控制、管理和优化,从而实现建筑整体的智能化运行。追溯其发展历程,从最初的简单机械式温控器,到模拟式控制,再到如今广泛应用的数字式、网络化、智能化控制,我们会看到技术进步如何一步步推动着楼宇自动化迈向更高阶的智能。理解这一发展脉络,有助于我们把握当前技术水平的优势,并预见未来的发展趋势。 第二章:楼宇自动化控制系统的架构与组成 一个完整的楼宇自动化系统,其架构犹如人体的神经系统,将大脑(中央控制室)与各个器官(末端设备)紧密连接。本章将详细阐述BAS的典型分层架构,通常包括: 感知层(现场设备层): 这是系统的“感官”,包含各类传感器(温度、湿度、压力、流量、CO2、光照度等)和执行器(阀门、风阀、执行电机、接触器等)。它们负责采集建筑环境的实时数据,并将控制指令转化为实际动作。我们将逐一介绍这些关键设备的类型、工作原理和在不同子系统中的应用。 控制层(区域控制层): 这一层负责对局部区域内的设备进行智能控制和协调。通常采用分布式控制器(DDC),它们能够执行预设的控制逻辑,根据传感器数据和用户指令,独立完成特定任务,如空调温度调节、新风量控制等。我们将深入探讨DDC的编程方式、通信协议以及在实现局部最优控制中的作用。 网络通信层: 这是连接感知层、控制层与管理层的“血管”。本书将重点介绍支撑BAS运行的各类通信协议,如BACnet、LonWorks、Modbus等,以及它们在实现不同设备、系统之间互联互通中的重要性。同时,也会探讨有线和无线通信技术在BAS中的应用现状与优势。 管理层(系统集成层/监控层): 这是系统的“大脑”,通常由中央监控计算机和人机界面(HMI)组成。它负责接收来自下层的数据,进行数据分析、趋势显示、报警处理、能耗统计、报表生成,并向DDC发送整体控制指令。我们将详细介绍监控软件的功能模块,如何进行图形化监控、数据分析以及实现远程访问和管理。 第三章:核心子系统详解——暖通空调(HVAC)自动化控制 暖通空调系统是楼宇自动化控制中最重要、最耗能的子系统之一。本章将聚焦HVAC自动化控制,解析其关键技术: 温度、湿度控制: 如何通过传感器精确感知室内温湿度,并通过控制冷冻水阀、加热水阀、新风阀、回风阀等执行器,实现恒温恒湿的精准控制,以创造舒适的环境。 新风与排风控制: 讨论如何根据室内CO2浓度、人体数量、室外空气质量等因素,智能调节新风量和排风量,确保室内空气质量,同时避免过度换气造成能源浪费。 空调机组的启停与负荷调节: 介绍如何根据室内外环境参数、运行负荷以及电网峰谷电价,优化空调机组的启停策略和运行模式,实现节能运行。 热源与冷源的优化控制: 探讨锅炉、冷水机组等热源和冷源的启停、负荷分配以及运行参数的优化,以达到整体能效的最大化。 第四章:照明自动化控制 智能照明不仅能提升居住舒适度和工作效率,更是节能的关键环节。本章将深入探讨: 日光感应控制: 利用光照度传感器,根据自然光强度自动调节室内照明的亮度,当自然光充足时自动降低人工照明,实现“削峰填谷”的节能效果。 人体感应控制: 通过红外或微波传感器,检测人员活动情况,实现人来灯亮、人走灯灭的功能,有效杜绝“长明灯”现象。 场景化照明控制: 介绍如何预设不同的照明场景(如会议模式、演示模式、休息模式等),用户可通过简单操作切换,实现灵活多样的照明效果。 集中控制与分组控制: 讨论如何通过中央控制系统对整个楼宇或不同区域的照明进行统一管理和分组调光调色,以满足不同功能区域和时间段的需求。 第五章:安防与消防联动控制 楼宇的安全性至关重要,BAS在保障人员生命财产安全方面发挥着不可替代的作用。本章将详细阐述: 入侵报警与监控联动: 介绍如何将门禁、红外对射、视频监控等安防子系统与BAS集成,当发生非法入侵时,系统自动触发报警,联动摄像头对事发区域进行录像,并通知安保人员。 火灾报警与疏散联动: 阐述火灾探测器、烟感报警器等与BAS的联动机制。一旦发生火灾,BAS能接收火灾报警信号,自动关闭相关区域的通风系统,启动排烟风机,开启应急照明,并为人员疏散提供指引。 消防系统联动控制: 探讨BAS如何与消防泵、喷淋系统等进行联动,确保消防设备在火灾发生时能够及时可靠地启动。 第六章:给排水、电梯等其他子系统联动 除了HVAC、照明和安防消防,BAS还可以集成并优化管理其他众多子系统,以实现更全面的智能化。本章将简要介绍: 给排水系统监控: 监测水箱水位、水泵运行状态,实现对供水、排水的自动化管理,并可进行水质监测。 电梯运行监控与节能: 监控电梯的运行状态,实现电梯的智能调度,优化上行、下行需求,降低空载率,实现节能。 能源计量与管理: 介绍如何在BAS系统中集成各类能源计量仪表(电表、水表、气表等),实时采集各区域、各设备的能源消耗数据,为精细化能源管理提供数据支持。 第七章:楼宇自动化系统的设计与集成 成功的楼宇自动化系统离不开精心的设计与周密的集成。本章将指导读者: 系统需求分析: 如何根据建筑的类型、功能、规模以及业主的具体需求,明确BAS的设计目标和功能要求。 设备选型与配置: 依据设计需求,选择合适的传感器、控制器、执行器以及通信设备,并进行合理的配置。 系统集成方法: 探讨不同子系统之间的数据交换、协议转换以及整体逻辑的协调,确保各子系统协同工作。 系统调试与验收: 详细介绍系统安装完成后,如何进行功能测试、性能评估,以及如何根据相关标准进行验收。 第八章:楼宇自动化系统的节能策略与优化 节能是楼宇自动化系统最重要的目标之一。本章将深入探讨: 基于负荷的控制: 根据实际的温湿度需求、人员活动情况、室外环境参数等,动态调整设备的运行参数,避免“大马拉小车”。 变频调速技术应用: 探讨变频技术如何应用于水泵、风机等设备,根据实际需求调节转速,实现大幅节能。 优化算法的应用: 介绍模型预测控制(MPC)、模糊逻辑控制等先进控制算法,如何进一步提升系统的控制精度和节能效果。 能耗监测与分析: 如何利用BAS的能耗统计功能,识别能源浪费环节,并提出改进方案。 第九章:楼宇自动化系统的未来发展趋势 随着物联网、大数据、人工智能等技术的飞速发展,楼宇自动化系统正迈向更加智能、开放、个性化的新时代。本章将展望: 物联网(IoT)在BAS中的应用: 探讨海量传感器数据的接入、边缘计算的部署,以及如何构建真正的“万物互联”的智能建筑。 人工智能(AI)赋能BAS: 介绍AI在预测性维护、故障诊断、自主学习、人机交互等方面的应用,实现建筑的自适应与自优化。 云计算与大数据分析: 探讨如何利用云平台进行海量数据的存储、处理和分析,挖掘建筑运行规律,提升管理效率。 建筑信息模型(BIM)与BAS的融合: 阐述BIM如何在设计、施工、运维全生命周期内与BAS相结合,实现更高效的协同工作。 绿色建筑与可持续发展: 强调楼宇自动化在推动绿色建筑发展、实现可持续能源利用中的重要作用。 本书通过系统性的讲解和详实的案例分析,力求为读者提供一个理解、设计、应用和优化楼宇自动化控制系统的全面指南。无论您是初学者,还是希望深化专业知识的工程师,亦或是对智能建筑感兴趣的研究者,都能从中受益,深入领略智能建筑运行的精妙与魅力。

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这本《楼宇自动化原理》的封面设计得很有现代感,深沉的蓝色调搭配简洁的白色字体,透着一股专业和严谨的气息。我是在一个朋友的强烈推荐下购买的,他声称这是他职业生涯中读过的最全面、最实用的入门读物之一。刚翻开目录,我就被其清晰的结构和覆盖的广度所吸引。它似乎不仅仅停留在理论介绍,更像是为工程师量身定做的一本实操指南。章节的编排逻辑性极强,从最基础的传感器原理讲起,逐步深入到复杂的系统集成和网络通信协议,让人感觉每翻过一页,知识的积累都在稳步上升。我尤其期待关于楼宇能源管理系统(BEMS)的那几章,希望它能提供一些前沿的、可以落地实施的优化策略,毕竟在当前强调可持续发展的背景下,如何通过技术手段降低能耗是行业内的核心痛点。这本书的装帧质量也令人满意,纸张厚实,印刷清晰,即使是那些复杂的电路图和时序图也能看得一清二楚,阅读体验非常舒适,这对于需要经常查阅参考资料的专业书籍来说至关重要。

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我不得不称赞作者在维护和标准兼容性方面的远见。在信息技术快速迭代的今天,确保现有系统与未来系统的平滑过渡是一个巨大的挑战。这本书深入探讨了遗留系统(Legacy Systems)的升级路径,以及如何在新旧设备共存的环境下,通过网关设备实现数据互通,这无疑是为那些正在进行老旧建筑智能化改造(Retrofit)的团队提供了宝贵的指导。书中对EN 15232能效标准的引用和解读非常精准到位,清晰地阐述了不同自动化等级(A0到D级)对建筑能耗的影响量化指标,这使得我们在向业主进行投资回报分析(ROI)时,能够拿出更有说服力的技术依据。总而言之,这是一部结构严谨、内容扎实、兼顾理论与实践的专业书籍,是楼宇自控领域从业者工具箱中不可或缺的一员。

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坦白讲,我是一个比较注重实操案例的读者,纯理论对我来说吸收起来比较费力。这本书的亮点恰恰在于它丰富的案例分析。我看到作者似乎走遍了各种类型的建筑——从高端写字楼到智能住宅,甚至还涉及了医院和数据中心的特定需求。书中对不同应用场景下的控制策略进行了详细的剖析,比如在会议室场景中如何实现人来灯亮、人走灯灭的节能控制,以及在暖通系统(HVAC)中如何根据室外气象数据动态调整新风量,这些都配有实际的参数范围和逻辑框图。这种“把书读到现场去”的感觉,极大地增强了我对所学知识的信心。特别是关于系统调试和故障诊断那一章,列举了十几种最常见的报警代码及其对应的硬件或软件排查步骤,这对于一线维护工程师来说,无异于一本救急手册。

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这本书的排版和语言风格都透露出一种务实主义精神,没有过多的文学修饰,直击要害。然而,在我看来,如果能在用户界面(HMI)设计和数据可视化趋势方面再多增加一些讨论,或许会更符合当下的行业发展方向。当前很多先进的楼宇管理系统越来越强调用户体验和数据直观性,书中关于SCADA系统的介绍略显传统。我期待未来修订版中能加入更多关于基于云平台的物联网(IoT)技术在楼宇管理中的应用,比如如何利用大数据分析进行预测性维护,或者如何集成移动端应用实现远程巡检。尽管如此,作为一本奠定基础的“原理”教材,它为理解这些前沿技术提供了不可或缺的底层逻辑支撑。目前的章节深度,足以让一个零基础的人系统地建立起对整个楼宇自动化生态的认知框架。

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初读这本书,最大的感受是作者在内容深度上做到了极好的平衡。它既没有陷入晦涩难懂的数学推导而让初学者望而却步,也没有因为追求通俗易懂而流于表面、缺乏实质干货。对于我这种刚从学校出来不久,理论知识尚可但实战经验不足的年轻人来说,书中对具体设备选型、布线规范以及常见故障排除的描述,简直就是“及时雨”。我特别留意了关于BACnet和Modbus协议的那部分,书中用大量的图例和流程图,将抽象的通信逻辑可视化了,这比我在网上搜集到的零散资料要系统和高效得多。书中对不同厂家的产品兼容性和接口标准的讨论也十分中肯,没有偏袒任何一家,客观地分析了各自的优缺点,这对于我们做系统集成项目时进行技术选型提供了坚实的参考依据。这本书的价值,体现在它能搭建起一座坚实的桥梁,连接理论知识与实际工程应用之间的鸿沟。

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