楼宇自控课程设计

目录。一、绪论 2

1.国内外楼宇自控现状 2

2.设计内容及目的 4

二、设计步骤、要点及主要技术关键的分析、解决思路 4

1.基本设计思路 4

2.线路工作原理分析 5

3.控制线路的元器件选择与整定 5

4.元器件明细表 12

三、设计进度及安排 12

四、总结 12

五、参考文献 13

题目。一、绪论。

1、国内外楼宇自动控制现状。

楼宇自控在国内大规模使用的时间不是很长，目前的国内楼宇自控市场，楼宇自控产品。

的品牌众多，各个品牌的产品品质相差不大，都能满足楼宇自控系统市场的需要，而且都有自己的应用案例，从这方面来说，楼宇自控市场是非常活跃的；另一方面，从楼宇自控系统。

工程方面来说，楼宇自控并不是一个简单卖产品的事，而且是一个系统工程，目前楼宇自控。

系统的工程大多有着各类缺陷，这是非常悲哀的。据统计，市场上卖掉的每100套楼宇自控系统，在工程上得到有效使用的不到50套。到目前为止，广州、深圳、北京、大连、上海等地区相对来说，楼宇自控系统的开通率情况比较好些，水平有所提高，但很多其他地区的情况还是很不理想。

自2023年美国建成第一座智能建筑以来的十几年中，在世界范围内，智能建筑以崭新的面貌和技术，迅速在各地展开。尤其是亚洲的日本、新加坡、台湾等国家和地区，为了适应智能建筑的发展，进行了大量的研究和实践，相继建成了一批具有智能化的建筑。我国上世纪80年代末着手编制建设部的《民用建筑电气设计规范》jgj/t16－92时，也开始涉及到智能建筑的理念，并提到了楼宇自动化和办公自动化，直到90年代初智能建筑这一概念才逐渐被越来越多的人们所认识和接受，尤其是在1993－2023年期间，全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发兴建的建筑标以“智能建筑”，“全智慧型建筑”，“3a型智能建筑”，“5a型智能建筑”等等，一时间智能建筑成了房地产商开发销售的热点。

96年初，建设部在上海佘山召开了第一次“智能建筑研讨会”，至今已过去五年多的时间，在此期间通过对国际上智能建筑的了解，通过考察、工程设计配合、国际间学术交流，逐渐对智能建筑发展过程中的一些问题，对国际国内智能建筑技术的发展和趋势，从表面的现象到其内涵，有了更深入的理解。对智能建筑的设计，也做到了更切合实际的需求。

智能建筑的目标，是为人们提供安全、舒适的环境，提供快捷的服务，建立先进与科学的综合管理机制，达到环保和节能以及降低人工成本的目的。所设计的智能化系统，从最初的各子系**立，发展到系统集成，从建筑管理系统（bms）发展到智能建筑管理系统（ibms），而且是根据工程中实用和适用的原则，客观地进行智能化系统的设计。也从侧面体现了人们对智能建筑内涵的认识、提高的过程。

从技术角度来看，随着计算机技术、网络技术、控制技术、通信技术等各种技术的发展，为智能建筑的发展打下了坚实的基础。另一方面社会上广大的开发商、工程业主等，也从开始的将智能化作为销售热点或是贪大求全，盲目追求智能化，到现在的务实态度，充分体现了智能建筑正朝着健康的方向发展。尤其是对系统集成，在前几年，一时成为智能建筑中智能化系统争论的热点，至于说什么叫集成，为什么要集成，如何来集成，从设计到学术研究，都有许多观点，许多工程，在其集成层面上也不尽相同，2023年在赴美考察中，为集成问题也向一些著名的公司的技术人员就集成问题进行了交流，对于系统集成，其主要内容是以楼宇自动化（ba）系统为主的自动化系统的集成，使之达到环保和节能的目的，达到便于管理、方便快捷的结果。

至于ba系统与智能建筑中的其它系统的联系，可以通过internet网进行联系，达到信息资源的共享。对于以ba系统为主的系统集成，在我国的《民用建筑电气设计规范》jgj/t16－92中第26章已有涉及，只是随着技术的发展，智能建筑中ba系统中的子系统比原来的要多些，但其基本思想仍然适用。为了便于系统的集成，达到各子系统之间能够很好地互联，并且在各子系统中设备的互换、更新和升级的方便，对各子系统设备提出了开放性要求，从而能满足设备在集成过程中不至于出现因通信协议不同，而无法集成，也能避免因系统的升级、维护**现必须购买原厂家的产品，而被索价过高。

在楼宇自控中，目前占据国内主要市场的还是以国外一些公司产品为主，如joneson、honeywell、andover、landis ＆ staefa echelon等国外的公司。

关于为智能建筑的通信网络和办公自动化系统设立的支撑平台--综合布线，自2023年此技术引入中国市场以来，给国内的智能建筑市场带来一种新的概念。这种新技术的出现，立即在建筑行业引起了巨大的反响。它为语音通信和数据通信提供了模块化式的结构，对于语音、数据的传输有着极好的开放性，被智能大楼纷纷采用。

综合布线技术发展到今天，已成为智能建筑中一项重要的系统，也是设计智能建筑的一个先决条件。随着计算机网络技术的发展，网络传输的带宽和速率已得到快速的发展，从当初的10m发展到100m，到2023年底达到1000m，到目前，已出现了更高速度的以太网。为了适应网络传输带宽和速率的发展，综合布线的产品也在不断地更新，一批批性能更优异的新产品相继问世，从最初的3类线发展到5类线，在国际标准化协会iso和国际电工委员会还没有制定出5类以上的综合布线系统的国际标准时，许多厂商又相继推出了超5类、6类布线系统产品，以满足千兆网的需求，甚至有的厂商要推出7类甚至性能更优异的产品，出现了产品超前于标准。

智能建筑主要分为两大类，一类是以公共建筑为主的智能大厦，如写字楼、综合楼、宾馆、饭店、医院、机场航站楼、体育场馆等。另一类则是以住宅为主的智能化住宅小区。在整个国民经济发展中，住宅建设占有相当大的比重，每年全国智能化住宅小区的开发面积均在数亿平方米，已成为建筑行业中甚至国民经济中的一个新的增长点。

2、本设计内容及目的。

1.2.1目的。

本课程设计是建筑环境与设备工程专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握本专业涉及设备和系统的电气控制的原理设计、工艺图纸设计的基本方法，工作。提高学生对课程的理解并提高实际应用能力，。

1.2.2内容。

对某高层民用建筑供水系统在给定条件下设计其控制线路并计算选择所使用电器型号，绘制控制原理工艺图。

二、设计步骤及线路工作分析。

1、基本设计思路。

高层建筑中，水泵机器设备控制室一般位于建筑物的地下层，水箱通常位于大厦顶部。这样，将水箱中水位信号传送到设备控制柜需要传输相当长一段距离。为了避免信号传输过程中由于信号线中途接地等故障引起的继电器误动作，信号控制回路通常采用220v以下的电压。

另外，由于水位信号器为小容量的继电器，其触点不适合直接控制接触器，因此，需要通过中间继电器进行中间转换。总的来讲，为了便于线路的维护、管理等，应将辅助线路分为信号控制回路和电动机控制回路等几部分，使得控制线路的分工更加明确，可读性强。

根据水泵控制要求（1），水泵电动机的启动应受水箱水位信号器和地下水池水位信号器的制约。其逻辑关系是：当地下水池不为低水位时，由高位水箱的低水位信号器发出起泵信号，高水位信号器发出停泵信号；当地下水池为低水位时，高位水箱的低水位信号器不能发出起泵信号，这一逻辑关系可以很容易的由触点的串并联组合实现。

根据水泵控制要求（2），工作泵不能正常运行时，备用泵应能自动投入，工作泵与备用泵二者工况转换的关键是寻找一个合适的转换信号，即能反映工作泵不能正常运行的信号。一般情况下，水泵不能正常运行的情况反映在接触器上即是接触器的触点机构不能动作，其常闭触点处于闭合状态，故可利用接触器的常闭触点控制备用泵起泵的信号回路受工作泵起泵信号制约，即备用泵自投信号仅在起泵信号发出后方能启用。为了判别工作泵是否因故障不能启动，备用泵起泵信号应延时发出。

根据水泵控制要求（3），水泵电动机运行时应有运行指示，备用泵自投时也应发出指示，这些信号指示可由运行接触器及转换继电器发出，利用声光信号提醒管理人员。为了实现手动和自动的切换控制，可利用万能转换开关的不同档位做手动和自动控制之间的转换。自动控制时，由水位信号器送出信号启动工作泵或备用泵；手动控制时，直接由控制柜上的按钮开关送出控制信号。

水泵电动机的启动方案由电网容量及电动机容量决定。电网容量不足时，通常采用y/△降压启动方案。

2、线路分析。

令1号为常用机组、2号备用。

正常时，其触点—18闭合，当水池（箱）水位低于低水位时，磁钢磁场对下限接点sl1作用，使其闭合，这时，水位继电器ka1线圈通电并自锁，接触器km1线圈通电，信号灯hlgn1灭，hlrd1亮，表示1号水泵电动机已启动运行，水池（箱）水位开始上升，当水位升至高水位h2时，磁钢磁场作用于sl2使之断开，于是ka1线圈失电，km1失电释放，水泵电动机停止，hlrd1灭，hlgm亮，表示1号水泵电动机m1已停止运转。随水位的变化，电动机在干簧水位信号控制器作用下处于间歇运转状态。

在故障状态下，即使水位处于低水位h1，sl1已接通，但如km1机械卡住触头不动作，ha发生故音响，同时时间继电器kt线圈通电，经5~10秒延时后，备用继电器ka2线圈通电，使km2通电，备用机组m2自动投入。

如水位信号控制器出现故障时，可将转换开关sa至“s”位置，按下启动按钮即可启动2号水泵电动机。

3、低压电器。

3.3.1接触器。

是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。

它还具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。按照所控制电路，所选用接触器为交流接触器。

电磁式接触器的工作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路。

线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁。

交流接触器由以下四部分组成：

1）电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。

2）触点系统：包括主触点和辅助触点。主触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。

3）灭弧装置：容量在10a以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。

4）其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。

接触器的图形符号如图所示，文字符号为km。

市场上常见的接触器有施耐德的交流接触器lc1-d，市场**在256元；kripal的ukci-32/40，市场**在100元左右。本课程设计考虑经济因素，选用ukci-32/40。

3.3.2电磁式继电器。

继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。

电磁式继电器的结构与工作原理：继电器就是电子机械开关，它是用漆包铜线在一个圆铁芯上绕几百圈至几千圈，当线圈中流过电流时，圆铁芯产生了磁场，把圆铁芯上边的带有接触片的铁板吸住，使之断开第一个触点而接通第二个开关触点。当线圈断电时，铁芯失去磁性，由于接触铜片的弹性作用，使铁板离开铁芯，恢复与第一个触点的接通。

因此，可以用很小的电流去控制其他电路的开关。整个继电器由塑料或有机玻璃防尘罩保护着，有的还是全密封的，以防触电氧化。

图：电磁式继电器图形、文字符号。

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