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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122245823丛书名: 现代机电一体化技术丛书
编辑推荐
《楼宇设备控制及应用实例》是“现代机电一体化技术丛书”之一。本丛书由国内研究机电一体化先进技术的多位专家编写，本分册介绍了楼宇设备自动化技术的各主要方面，包括楼宇基础设备及其监控系统、楼宇电梯设备及其监控系统、楼宇通信及网络系统、楼宇保安监视系统、楼宇火灾自动报警系统、楼宇停车场管理系统和楼宇结构化综合布线系统等。国内鲜有同类机电一体化应用技术性图书。
内容简介
本书是“现代机电一体化技术丛书”之一。本书内容涉及楼宇设备自动化技术的各主要方面，包括楼宇基础设备及其监控系统、楼宇电梯设备及其监控系统、楼宇通信及网络系统、楼宇保安监视系统、楼宇火灾自动报警系统、楼宇停车场管理系统和楼宇结构化综合布线系统等。本书理论与实际密切结合，既有普及性和实用性，又具有一定深度，逻辑性强，配有大量图表，易于掌握和使用。
本书可作为从事智能化楼宇设备的管理、运行和维护人员，或其他工程领域中相关人员的技术参考书，亦可作为大专院校机械工程类相关专业学生的教材和学习参考书。
本书可作为从事智能化楼宇设备的管理、运行和维护人员，或其他工程领域中相关人员的技术参考书，亦可作为大专院校机械工程类相关专业学生的教材和学习参考书。
目 录
第1章概论1
1.1楼宇设备自动化系统（BAS）的基本概念1
1.1.1智能楼宇概述1
1.1.2楼宇设备自动化系统概述5
1.2楼宇设备自动化系统的主要内容6
1.2.1BAS的功能要求6
1.2.2BAS的软件功能8
1.2.3BAS的技术基础9
1.3集散控制系统的基本概念和基本组成10
1.3.1集散控制系统的基本概念10
1.3.2现场控制站12
1.3.3操作员站13
1.3.4集散型控制系统的特点14
1.4BAS的体系结构15
1.4.1采用集散控制系统是BAS的必然选择15
1.4.2集散型BAS的体系结构16
1.4.3集散型BAS的几种方案18
第2章楼宇基础设备及其监控系统20
2.1楼宇供配电系统20
2.1.1电力网、电压等级和负荷分类20
2.1.2典型楼宇供配电系统21
2.1.3供配电系统监控25
2.2楼宇照明系统28
2.2.1楼宇照明设计28
2.2.2楼宇照明光源30
2.2.3楼宇照明控制32
2.3楼宇空气调节系统33
2.3.1空气的物理性质33
2.3.2空气调节原理35
2.3.3楼宇空调系统37
2.4楼宇空调监控系统42
2.4.1空调监控系统功能42
2.4.2监控点及控制类型53
2.5楼宇给排水系统55
2.5.1供水系统55
2.5.2排水泵运行57
2.5.3水泵的节能运行57
2.6楼宇给排水监控系统59
2.6.1楼宇给排水系统的设备配置60
2.6.2楼宇给排水系统的监控功能60
2.6.3楼宇给排水监控系统监控点的设置61
2.7楼宇冷热源系统62
2.7.1概述62
2.7.2楼宇冷热源系统节能技术63
2.7.3应用实例64
第3章楼宇电梯系统66
3.1楼宇电梯的基本分类和主要参数66
3.1.1楼宇电梯的基本分类66
3.1.2楼宇电梯的主要参数70
3.2楼宇电梯的主要机械结构和曳引工作原理71
3.2.1楼宇电梯的主要机械结构71
3.2.2电梯与建筑物的关系74
3.2.3曳引式电梯的工作原理74
3.2.4曳引系统77
3.3楼宇电梯的电力驱动概述78
3.3.1电梯电力驱动系统的定义及构成78
3.3.2电梯电力驱动系统的特点和要求79
3.3.3电梯主驱动系统的速度调节80
3.4楼宇电梯的驱动控制系统80
3.4.1电梯驱动系统的运行工艺过程80
3.4.2电梯控制系统的组成81
3.5楼宇电梯自动控制系统86
3.5.1电梯安全可靠运行的必要条件86
3.5.2常用自动开关门系统电气控制原理86
3.5.3电梯的方向控制环节87
3.5.4电梯的信号指示系统88
3.5.5电梯的群控系统92
3.5.6电梯的消防控制系统96
3.6楼宇电梯监控系统97
第4章楼宇通信自动化系统99
4.1通信原理概述99
4.1.1通信系统的组成99
4.1.2调制原理及多路复用技术99
4.2楼宇数据通信系统102
4.2.1楼宇电子邮件系统102
4.2.2电子数据交换103
4.2.3可视图文系统103
4.3楼宇会议电视和可视电话系统103
4.3.1会议电视103
4.3.2可视电话机103
4.4楼宇卫星通信系统104
4.4.1楼宇数字卫星通信系统105
4.4.2卫星通信的多址方式106
4.4.3VSAT卫星通信系统109
4.5楼宇计算机网络系统114
4.5.1智能楼宇中的计算机网络结构114
4.5.2智能楼宇计算机网络的协议体系结构115
4.5.3局域网116
4.5.4以太网117
4.5.5Novell网120
4.5.6令牌环Token Ring局域网121
4.5.7FDDI网122
4.5.8公用数据网125
4.5.9异步传输模式127
4.6楼宇通信自动化系统的****129
第5章楼宇保安系统131
5.1概述131
5.1.1保安系统应用领域131
5.1.2保安系统的功能及其构成131
5.2电视监视系统132
5.2.1电视监视系统类型及规模133
5.2.2闭路电视监视系统的组成133
5.2.3数字视频监控系统137
5.2.4生物识别技术在闭路电视监视系统中的应用137
5.2.5电视监视系统的设计139
5.3入侵报警系统139
5.3.1入侵报警系统的组成139
5.3.2入侵报警系统的其他功能140
5.3.3常用入侵报警探测器141
5.3.4入侵报警控制器的选择143
5.4门禁控制系统143
5.4.1门禁控制系统的组成144
5.4.2感应卡式门禁系统144
5.4.3人体生物特征识别系统145
5.4.4通过键盘输入密码的门禁系统147
5.4.5门禁系统的配套硬件147
5.5对讲系统147
5.5.1对讲系统的特点148
5.5.2对讲系统的线路149
5.6巡更系统149
第6章楼宇火灾自动报警系统150
6.1概述150
6.1.1智能楼宇火灾防范的特殊性150
6.1.2火灾探测方法151
6.1.3火灾探测数据处理151
6.2火灾自动报警系统152
6.2.1火灾自动报警系统的性能要求及发展特点152
6.2.2火灾自动报警系统的组成153
6.2.3火灾自动报警系统的接线方式153
6.3火灾探测器155
6.3.1火灾探测器的分类156
6.3.2火灾探测器的工作原理156
6.3.3火灾探测器的选用原则160
6.3.4火灾探测器的安装161
6.4火灾自动报警控制装置166
6.5消防联动控制系统167
6.5.1消防设施167
6.5.2消防联动控制的内容170
6.5.3消防联动控制的功能170
6.5.4消防联动控制的方式170
6.6火灾自动报警系统设计方法172
6.6.1系统设计的基本要求172
6.6.2系统的基本设计形式172
6.6.3系统设计步骤175
6.6.4系统设计要素175
第7章楼宇停车场管理系统180
7.1停车场管理系统结构180
7.2停车场管理系统的工作过程与工作原理181
7.2.1系统的工作过程181
7.2.2系统的工作原理182
7.3停车场管理系统主要设备183
7.4停车场管理系统设计184
7.5停车场管理系统举例185
7.5.1系统的组成185
7.5.2系统的特点186
7.5.3系统可附加的可选配套系统186
7.6停车场管理系统设计实例187
7.7物联网在智能停车场管理系统中的应用188
第8章楼宇综合布线系统191
8.1概述191
8.1.1综合布线系统的特点191
8.1.2综合布线系统的组成与划分192
8.2系统结构与主要构件194
8.2.1综合布线系统中常用的拓扑结构194
8.2.2综合布线系统主要构件196
8.3综合布线系统的设计197
8.3.1综合布线系统设计的参考标准197
8.3.2结构化综合布线系统工程设计标准198
8.3.3结构化综合布线系统的电气防护和接地201
参考文献203
1.1楼宇设备自动化系统（BAS）的基本概念1
1.1.1智能楼宇概述1
1.1.2楼宇设备自动化系统概述5
1.2楼宇设备自动化系统的主要内容6
1.2.1BAS的功能要求6
1.2.2BAS的软件功能8
1.2.3BAS的技术基础9
1.3集散控制系统的基本概念和基本组成10
1.3.1集散控制系统的基本概念10
1.3.2现场控制站12
1.3.3操作员站13
1.3.4集散型控制系统的特点14
1.4BAS的体系结构15
1.4.1采用集散控制系统是BAS的必然选择15
1.4.2集散型BAS的体系结构16
1.4.3集散型BAS的几种方案18
第2章楼宇基础设备及其监控系统20
2.1楼宇供配电系统20
2.1.1电力网、电压等级和负荷分类20
2.1.2典型楼宇供配电系统21
2.1.3供配电系统监控25
2.2楼宇照明系统28
2.2.1楼宇照明设计28
2.2.2楼宇照明光源30
2.2.3楼宇照明控制32
2.3楼宇空气调节系统33
2.3.1空气的物理性质33
2.3.2空气调节原理35
2.3.3楼宇空调系统37
2.4楼宇空调监控系统42
2.4.1空调监控系统功能42
2.4.2监控点及控制类型53
2.5楼宇给排水系统55
2.5.1供水系统55
2.5.2排水泵运行57
2.5.3水泵的节能运行57
2.6楼宇给排水监控系统59
2.6.1楼宇给排水系统的设备配置60
2.6.2楼宇给排水系统的监控功能60
2.6.3楼宇给排水监控系统监控点的设置61
2.7楼宇冷热源系统62
2.7.1概述62
2.7.2楼宇冷热源系统节能技术63
2.7.3应用实例64
第3章楼宇电梯系统66
3.1楼宇电梯的基本分类和主要参数66
3.1.1楼宇电梯的基本分类66
3.1.2楼宇电梯的主要参数70
3.2楼宇电梯的主要机械结构和曳引工作原理71
3.2.1楼宇电梯的主要机械结构71
3.2.2电梯与建筑物的关系74
3.2.3曳引式电梯的工作原理74
3.2.4曳引系统77
3.3楼宇电梯的电力驱动概述78
3.3.1电梯电力驱动系统的定义及构成78
3.3.2电梯电力驱动系统的特点和要求79
3.3.3电梯主驱动系统的速度调节80
3.4楼宇电梯的驱动控制系统80
3.4.1电梯驱动系统的运行工艺过程80
3.4.2电梯控制系统的组成81
3.5楼宇电梯自动控制系统86
3.5.1电梯安全可靠运行的必要条件86
3.5.2常用自动开关门系统电气控制原理86
3.5.3电梯的方向控制环节87
3.5.4电梯的信号指示系统88
3.5.5电梯的群控系统92
3.5.6电梯的消防控制系统96
3.6楼宇电梯监控系统97
第4章楼宇通信自动化系统99
4.1通信原理概述99
4.1.1通信系统的组成99
4.1.2调制原理及多路复用技术99
4.2楼宇数据通信系统102
4.2.1楼宇电子邮件系统102
4.2.2电子数据交换103
4.2.3可视图文系统103
4.3楼宇会议电视和可视电话系统103
4.3.1会议电视103
4.3.2可视电话机103
4.4楼宇卫星通信系统104
4.4.1楼宇数字卫星通信系统105
4.4.2卫星通信的多址方式106
4.4.3VSAT卫星通信系统109
4.5楼宇计算机网络系统114
4.5.1智能楼宇中的计算机网络结构114
4.5.2智能楼宇计算机网络的协议体系结构115
4.5.3局域网116
4.5.4以太网117
4.5.5Novell网120
4.5.6令牌环Token Ring局域网121
4.5.7FDDI网122
4.5.8公用数据网125
4.5.9异步传输模式127
4.6楼宇通信自动化系统的****129
第5章楼宇保安系统131
5.1概述131
5.1.1保安系统应用领域131
5.1.2保安系统的功能及其构成131
5.2电视监视系统132
5.2.1电视监视系统类型及规模133
5.2.2闭路电视监视系统的组成133
5.2.3数字视频监控系统137
5.2.4生物识别技术在闭路电视监视系统中的应用137
5.2.5电视监视系统的设计139
5.3入侵报警系统139
5.3.1入侵报警系统的组成139
5.3.2入侵报警系统的其他功能140
5.3.3常用入侵报警探测器141
5.3.4入侵报警控制器的选择143
5.4门禁控制系统143
5.4.1门禁控制系统的组成144
5.4.2感应卡式门禁系统144
5.4.3人体生物特征识别系统145
5.4.4通过键盘输入密码的门禁系统147
5.4.5门禁系统的配套硬件147
5.5对讲系统147
5.5.1对讲系统的特点148
5.5.2对讲系统的线路149
5.6巡更系统149
第6章楼宇火灾自动报警系统150
6.1概述150
6.1.1智能楼宇火灾防范的特殊性150
6.1.2火灾探测方法151
6.1.3火灾探测数据处理151
6.2火灾自动报警系统152
6.2.1火灾自动报警系统的性能要求及发展特点152
6.2.2火灾自动报警系统的组成153
6.2.3火灾自动报警系统的接线方式153
6.3火灾探测器155
6.3.1火灾探测器的分类156
6.3.2火灾探测器的工作原理156
6.3.3火灾探测器的选用原则160
6.3.4火灾探测器的安装161
6.4火灾自动报警控制装置166
6.5消防联动控制系统167
6.5.1消防设施167
6.5.2消防联动控制的内容170
6.5.3消防联动控制的功能170
6.5.4消防联动控制的方式170
6.6火灾自动报警系统设计方法172
6.6.1系统设计的基本要求172
6.6.2系统的基本设计形式172
6.6.3系统设计步骤175
6.6.4系统设计要素175
第7章楼宇停车场管理系统180
7.1停车场管理系统结构180
7.2停车场管理系统的工作过程与工作原理181
7.2.1系统的工作过程181
7.2.2系统的工作原理182
7.3停车场管理系统主要设备183
7.4停车场管理系统设计184
7.5停车场管理系统举例185
7.5.1系统的组成185
7.5.2系统的特点186
7.5.3系统可附加的可选配套系统186
7.6停车场管理系统设计实例187
7.7物联网在智能停车场管理系统中的应用188
第8章楼宇综合布线系统191
8.1概述191
8.1.1综合布线系统的特点191
8.1.2综合布线系统的组成与划分192
8.2系统结构与主要构件194
8.2.1综合布线系统中常用的拓扑结构194
8.2.2综合布线系统主要构件196
8.3综合布线系统的设计197
8.3.1综合布线系统设计的参考标准197
8.3.2结构化综合布线系统工程设计标准198
8.3.3结构化综合布线系统的电气防护和接地201
参考文献203
前 言
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。机电一体化产品是集机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高的功能和附加值。
目前，国际上产业结构的调整使得各个行业不断融合和协调发展。作为机械与电子相结合的复合产业，机电一体化以其特有的技术带动性、融合性和普适性，受到了国内外科技界、企业界和政府部门的特别关注，它将在提升传统产业的过程中，带来高度的创新性、渗透性和增值性，成为未来制造业的支柱。我国已经将发展机电一体化技术列为重点高新科技发展项目，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
随着机电一体化技术的不断发展，各个行业的技术人员对其兴趣和需求也与日俱增。但到目前为止，国内还鲜有将光机电一体化技术作为一个整体技术门类来介绍和论述的书籍, 这与其方兴未艾的发展势头形成了巨大反差。有鉴于此，由北方工业大学、东华大学、上海交通大学和北京联合大学联合编写“现代机电一体化技术丛书”，旨在适时推出一套机电一体化技术基本知识和应用实例的科技丛书，满足科研设计单位、企业及高等院校的科研和教学需求，为有关技术人员在开发机电一体化产品时，提供从产品造型、功能、结构、材料、传感测量到控制等诸方面有价值的参考资料。
本丛书共十二种，包括《机电一体化系统分析、设计与应用》、《机电一体化系统软件设计与应用》、《机电一体化系统接口技术及工程应用》、《机电一体化系统设计及典型案例分析》、《光电子技术及其应用》、《现代传感器及工程应用》、《微机电系统及工程应用》、《光机电一体化技术产品典型实例：工业》、《光机电一体化技术产品典型实例：民用》、《现代数控机床及控制》、《楼宇设备控制及应用实例》、《服务机器人》。
本丛书的基本特点，一是内容新颖，力求及时地反映机电一体化技术在国内外的**进展和作者的有关研究成果；二是系统全面，分门别类地归纳总结机电一体化技术的基本理论和在国民经济各个领域的应用实例，重点介绍了机电一体化技术的工程应用和实现方法，许多内容，如楼宇自动门的专门论述，尚属国内首次；三是深入浅出，重点突出，理论联系实际，既有一定的深度，又注重实用性，力求满足不同层次读者的需求，适合工程技术人员阅读和高校机械类专业教学的需要。
由于本丛书涉及内容广泛，相关技术发展迅速，加之作者水平有限，时间紧促，书中不妥之处在所难免，恳请专家、学者和读者不吝指教为盼！
目前，国际上产业结构的调整使得各个行业不断融合和协调发展。作为机械与电子相结合的复合产业，机电一体化以其特有的技术带动性、融合性和普适性，受到了国内外科技界、企业界和政府部门的特别关注，它将在提升传统产业的过程中，带来高度的创新性、渗透性和增值性，成为未来制造业的支柱。我国已经将发展机电一体化技术列为重点高新科技发展项目，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
随着机电一体化技术的不断发展，各个行业的技术人员对其兴趣和需求也与日俱增。但到目前为止，国内还鲜有将光机电一体化技术作为一个整体技术门类来介绍和论述的书籍, 这与其方兴未艾的发展势头形成了巨大反差。有鉴于此，由北方工业大学、东华大学、上海交通大学和北京联合大学联合编写“现代机电一体化技术丛书”，旨在适时推出一套机电一体化技术基本知识和应用实例的科技丛书，满足科研设计单位、企业及高等院校的科研和教学需求，为有关技术人员在开发机电一体化产品时，提供从产品造型、功能、结构、材料、传感测量到控制等诸方面有价值的参考资料。
本丛书共十二种，包括《机电一体化系统分析、设计与应用》、《机电一体化系统软件设计与应用》、《机电一体化系统接口技术及工程应用》、《机电一体化系统设计及典型案例分析》、《光电子技术及其应用》、《现代传感器及工程应用》、《微机电系统及工程应用》、《光机电一体化技术产品典型实例：工业》、《光机电一体化技术产品典型实例：民用》、《现代数控机床及控制》、《楼宇设备控制及应用实例》、《服务机器人》。
本丛书的基本特点，一是内容新颖，力求及时地反映机电一体化技术在国内外的**进展和作者的有关研究成果；二是系统全面，分门别类地归纳总结机电一体化技术的基本理论和在国民经济各个领域的应用实例，重点介绍了机电一体化技术的工程应用和实现方法，许多内容，如楼宇自动门的专门论述，尚属国内首次；三是深入浅出，重点突出，理论联系实际，既有一定的深度，又注重实用性，力求满足不同层次读者的需求，适合工程技术人员阅读和高校机械类专业教学的需要。
由于本丛书涉及内容广泛，相关技术发展迅速，加之作者水平有限，时间紧促，书中不妥之处在所难免，恳请专家、学者和读者不吝指教为盼！
“现代机电一体化技术丛书”编委会
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2.1 楼宇供配电系统
楼宇是由电力系统供电的，由于发电厂距负荷中心较远，需要通过输电线路和变电所等中间环节，才能把电力输送给用户。同时，为了提高供电的可靠性和实现经济运行，常将许多的发电厂和电力网连接在一起并联运行。由发电厂、电力网（输电、变电、配电）和用户组成的统一体，称为电力系统、输配电系统或供电系统。
2.1.1 电力网、电压等级和负荷分类
（1）电力网
输、配电线路和变电所等连接发电厂和用户的中间环节是电力系统的一部分，称为电力网。电力网常分为输电网和配电网两大部分。由35kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成的网络称为输电网。输电网的作用是将电力输送到各个地区或直接送给大型用户。35kV以下的直接供电给用户的线路称为配电网或配电线路。用户电压等级如果是 380/220V，则称为低压配电线路。把电压降为 380/220V的用户变压器称为用户配电变压器。如果用户是高压电气设备，这时的供电线路称为高压配电线路。连接用户配电变压器及其前级变电所的线路也称为高压配电线路。
以上所指的低压，是指1kV以下的电压。1kV及以上的电压称为高压。一般还把3kV、6kV、10kV等级的电压称为配电电压，把高压降为这些等级电压的降压变压器称为配电变压器；接在35kV及以上电压等级的电力网上的变压器称为主变压器。因此，配电网是由10kV及以下的配电线路和配电变压器所组成的，其作用是将电力分配到各类用户。
（2）电压等级
电力网的电压等级较多，不同电压等级有不同的作用。从输电的角度看，电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大，电能的损耗就越小，但要求绝缘水平也越高，因而造价也越高。目前，我国电力网的电压等级主要有0.22kV、0.38kV、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV共8级。
（3）负荷等级
在电力网上，用电设备所消耗的功率称为用户的用电负荷或电力负荷。用户供电的可靠性程度用负荷等级来区分，它是由用电负荷的性质来决定的。用电负荷等级划分为3类，即一级负荷、二级负荷、三级负荷（表2-1）。
楼宇是由电力系统供电的，由于发电厂距负荷中心较远，需要通过输电线路和变电所等中间环节，才能把电力输送给用户。同时，为了提高供电的可靠性和实现经济运行，常将许多的发电厂和电力网连接在一起并联运行。由发电厂、电力网（输电、变电、配电）和用户组成的统一体，称为电力系统、输配电系统或供电系统。
2.1.1 电力网、电压等级和负荷分类
（1）电力网
输、配电线路和变电所等连接发电厂和用户的中间环节是电力系统的一部分，称为电力网。电力网常分为输电网和配电网两大部分。由35kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成的网络称为输电网。输电网的作用是将电力输送到各个地区或直接送给大型用户。35kV以下的直接供电给用户的线路称为配电网或配电线路。用户电压等级如果是 380/220V，则称为低压配电线路。把电压降为 380/220V的用户变压器称为用户配电变压器。如果用户是高压电气设备，这时的供电线路称为高压配电线路。连接用户配电变压器及其前级变电所的线路也称为高压配电线路。
以上所指的低压，是指1kV以下的电压。1kV及以上的电压称为高压。一般还把3kV、6kV、10kV等级的电压称为配电电压，把高压降为这些等级电压的降压变压器称为配电变压器；接在35kV及以上电压等级的电力网上的变压器称为主变压器。因此，配电网是由10kV及以下的配电线路和配电变压器所组成的，其作用是将电力分配到各类用户。
（2）电压等级
电力网的电压等级较多，不同电压等级有不同的作用。从输电的角度看，电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大，电能的损耗就越小，但要求绝缘水平也越高，因而造价也越高。目前，我国电力网的电压等级主要有0.22kV、0.38kV、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV共8级。
（3）负荷等级
在电力网上，用电设备所消耗的功率称为用户的用电负荷或电力负荷。用户供电的可靠性程度用负荷等级来区分，它是由用电负荷的性质来决定的。用电负荷等级划分为3类，即一级负荷、二级负荷、三级负荷（表2-1）。
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