01智能楼宇设备自动化系统集成(BAS)

第一章 智能楼宇设备自动化系统集成（,BAS）,第一节 概述,第二节 系统集成的步骤,第三节 楼宇自动化控制技术基础,第四节,Lonworks,现场总线技术,网络所,需,需要连,接,接的计,算,算机设,备,备多种,多,多样，,无,无论是,硬,硬件结,构,构、通,信,信接口,，,，还是,操,操作系,统,统、应,用,用软件,，,，都是,有,有很大,区,区别，,异,异种计,算,算机和,异,异种操,作,作系统,的,的互联,成,成为一,个,个很重,要,要、很,复,复杂的,课,课题，,一,一般就,称,称为“,系,系统集,成,成”。,缺点,:,用户需求难,以,以明确、软,件,件开发周期,长,长、软硬件,配,配合要求高,、,、各子系统,的,的软件和数,据,据库技术不,公,公开，以及,专,专业技术人,员,员缺乏,.,目前，比较,普,普遍的做法,是,是以信息集,成,成或者办公,自,自动化代替,完,完整的系统,集,集成。,第一节,概,概述,目前系统集,成,成工作最重,要,要的三项工,作,作是集中收集各,智,智能化系统,的,的工作参数，建立综合信,息,息库和建立大厦管,理,理的统一操,作,作界面。这三项工,作,作最终将实,现,现的功能包,括,括：,1、将大厦,各,各智能化系,统,统设备的工,作,作参数收集,并,并集中于统,一,一的数据库,内,内；,2、在统一,的,的工作界面,上,上对各智能,化,化系统的工,作,作状态进行,“,“监视”；,3、提供完,整,整自动的物,业,业管理和行,政,政管理服务,；,；,4、大厦内,用,用户可以通,过,过,Internet/Intranet,实现外部和,内,内部的信息,共,共享；,5、大厦自,身,身的信息资,料,料、统计资,料,料集成于统,一,一数据库内,，,，并不断自,动,动更新，供,所,所需时即时,查,查询。,第二节,系,系统集,成,成的步骤,一,、,基本原则,1、技术先,进,进性；,2、系统开,放,放性；,3、操作安,全,全性；,4、经济合,理,理性；,5、可管理,性,性；,6、可扩充,性,性。,二,、,系统集成,分为设计、实施,和,和测试三个阶段。,系统集,成,成的设计：,包括以下阶,段,段：应用需,求,求的调研、,集,集成核心的,选,选择、集成,系,系统的调研,、,、数据流程,的,的规划、系,统,统集成方案,设,设计、软件,开,开发方案设,计,计、硬件开,发,发方案设计,、,、可行性研,究,究和方案最,终,终确定。设,计,计流程如图所示。,系统平台是,软,软硬件开发,的,的基础，是,系,系统集成功,能,能的具体载,体,体。系统平,台,台如图所示。,软件开发是,实,实施系统集,成,成的主要工,作,作，软件开,发,发的基本内,容,容包括三个,大,大类：监控及应用,程,程序的开发,、,、信息及数,据,据的录入和,用,用户界面的,制,制作。,.,系统集成的,实,实施：,可以分为软件开发、,硬,硬件开发和,系,系统平台的建设。,硬件开发是,系,系统集成的,难,难点,主要任务是,在,在不同通信,标,标准之间建,立,立转换的硬,件,件,.,如图示,.,3.,系统集成的,测,测试,:,包括系统集,成,成功能的测,试,试和系统集,成,成性能的测,试,试,.,第三节,楼,楼宇自,动,动化控制技,术,术基础,一、传感器,概,概述,传感器、变,送,送器是工业,自,自动化控制,及,及信息检测,技,技术中不可,缺,缺少的控制,元,元件。它可,以,以把诸如温,度,度、压力、,流,流量、液位,、,、位置等模,拟,拟量或开关,量,量转变成电,信,信号，再由,自,自动化控制,仪,仪表或计算,机,机进行控制,处,处理和调节,。,。,二、楼宇自,控,控中的传感,器,器与控制器,1,楼宇自控,中,中常用的传,感,感器,(1),温度传感器,(2),湿度传感器,(3),压力或压差,传,传感器,(4),流量传感器,2,楼宇自控,中,中常用的控,制,制器,(1),温度控制器,(2),湿度控制器,(3),防霜冻保护,开,开关,(4),压差开关,(5),水流开关,(6),液位开关,三、阀门与,电,电动执行器,1,阀门,(1),风机盘管电,动,动阀,(2),二通螺纹线,性,性阀,(3),法兰式三通,阀,阀,2,电动执行,器,器,(1),电动阀门执,行,行器,(2),风门执行器,四,、,集散控制系,统,统,又称分布式,控,控制系统,(DCSDistributed ControlSystem),，它的特征,是,是“集中管理，,分,分散控制”，即以分,布,布在现场被,控,控设备处的,各,各种功能性,微,微机,(,下位机,),完成被控设,备,备的实时监,测,测、保护与,控,控制。,特点,:,通用性强,、,系统组态,灵,灵活,、,控制功能,完,完善,、,数据处理,方,方便,.,显示操作,集,集中,、,人机界面,友,友好,、,安装简单,规,规模化,、,调试方便,、,运行安全,可,可靠,.,它是将控,制,制系统按,局,局域网络,(LAN),的方式进,行,行构造，,用,用网络节,点,点代替,LAN,中的工作,站,站，并将,其,其安装于,监,监控现场,，,，直接与,各,各种监控,传,传感器和,控,控制器相,连,连。,这种网络,集,集数据采,集,集、分析,、,、控制和,网,网络通信,为,为一体，,十,十分适合,于,于智能建,筑,筑进行分,布,布式网络,管,管理和控,制,制。,五、现,场,场总线技,术,术,现场总线,系,系统结构,图,图,六、直接,数,数字控制,器,器,直接数字,控,控制器,(DDC,DirectDigitalController),，又称下,位,位机,.,“,控制器”指完成,被,被控设备,特,特征参数,与,与过程参,数,数的测量,并,并达到控,制,制目标的,控,控制装置,。,。,“数字”的含义,是,是指该控,制,制器利用,数,数字电子,计,计算机来,实,实现其功,能,能要求。,“直接”意味着,该,该装置在,被,被控设备,的,的附近，,无,无需再通,过,过其他装,置,置即可实,现,现上述全,部,部测控功,能,能。,1,DDC,支持的监,控,控点,(1),模拟量输,入,入,(AI),；,(2),开关量输,入,入,(DI),；,(3),模拟量输,出,出,(AO),；,(4),开关量输,出,出,(DO),。,2,DDC,的主要功,能,能,(1),对第三层,的,的数据采,样,样设备进,行,行周期性,的,的数据采,集,集。,(2),对采集的,数,数据进行,调,调整和处,理,理,(,滤波、放,大,大、转换,),。,(3),对现场采,集,集的数据,进,进行分析,，,，确定现,场,场设备的,运,运行状态,。,。,(4),对现场设,备,备运行状,况,况进行检,查,查对比，,并,并对异常,状,状态进行,报,报警处理,。,。,(5),根据现场,采,采集的数,据,据执行预,定,定的控制,算,算法,(,连续调节,和,和顺序逻,辑,辑控制的,运,运算,),而获得控,制,制数据。,(6),通过预定,控,控制程序,完,完成各种,控,控制功能,，,，包括比,例,例控制、,比,比例加积,分,分控制、,比,比例加积,分,分加微分,控,控制、开,关,关控制、,平,平均值控,制,制、最大,/,最小值控,制,制、焓值,计,计算控制,、,、逻辑运,算,算控制和,连,连锁控制,。,。,(7),向第三层,的,的数据控,制,制和执行,设,设备输出,控,控制和执,行,行命令,(,执行时间,、,、事件响,应,应程序、,优,优化控制,程,程序等,),。,(8),通过数据,网,网关,(DG),或网络控,制,制器,(NCU),连接第一,层,层的设备,，,，与各上,级,级管理计,算,算机进行,数,数据交换,，,，向上传,送,送各项采,集,集数据和,设,设备运行,状,状态信息,，,，同时接,收,收各上级,计,计算机下,达,达的实时,控,控制指令,或,或参数的,设,设定与修,改,改指令。,3,常见的,专,专用控制,器,器类型,(1),空气处理,机,机组控制,器,器；,(2),空调控制,器,器；,(3),照明控制,器,器；,(4),变风量控,制,制器；,(5),消防报警,控,控制器。,模块化控,制,制器,:,是可编程,的,的、以计,算,算机模块,为,为基础的,直,直接数字,式,式控制器,。,。其基本,结,结构包括,一,一个可内,插,插多个模,块,块的机架,，,，一个计,算,算机模块,和,和一个电,源,源供应模,块,块。根据,不,不同的具,体,体应用，,还,还可以内,插,插各种不,同,同用途的,通,通信模块,、,、辅助控,制,制模块和,输,输入,/,输出,(Analogy/Digital),模块。,第四节,Lonworks,现场总线,技,技术,现场总线,控,控制技术,是,是计算机,控,控制系统,中,中的最新,技,技术，是,一,一种开放,式,式、全分,布,布式的网,络,络控制技,术,术。控制,过,过程直接,面,面向现场,，,，各现场,智,智能节点,相,相互独立,，,，又可相,互,互组态，,构,构成一个,开,开放式、,全,全分布式,、,、可扩展,的,的网络控,制,制系统。,目,目前，主,要,要有,Can、Lonworks、Ff,等现场总,线,线技术,.,Lonworks,技术的通,信,信协议称,为,为,LonTalk,通讯协议,，,，,LonTalk,通讯协议,包,包含,ISO/OSI,中所有七,层,层网络协,议,议，并固,化,化在,Lonworks,产品中，,即,即,Smart I/O,模块中的,神,神经元芯,片,片中。,Lonworks,技术使互,操,操作性变,成,成即插即,用,用的具体,手,手段。,A/D,D/A,数字,I/D,变,换,及,驱,动,电,路,空调,照明,电梯,给排水,防盗,防火,现场,典型的集中控制系统示意图,节点控制器,2,节点控制器,N,LON,网络,适配器,空调,照明,电梯,给排水,防盗,防火,现场,分布式控制系统示意图,节点控制器,1,一、集中,式,式控制和,集,集散式控,制,制方式对,比,比,1、,LAN,网络的网,络,络节点（,即,即工作站,）,）是,PC,机等系统,计,计算机，,网,网络总线,是,是高速通,信,信电缆（,如,如同轴电,缆,缆或光缆,等,等）；而,LON,网络的网,络,络节点是,一,一些象火,柴,柴盒一样,大,大小的“,智,智能控制,节,节点”（,即,即,Node,），,网络总线,可,可以是低,速,速的、普,通,通的双绞,线,线，或建,筑,筑物内现,有,有的电源,线,线等。,二,、,、,LON,节,点,点,网,网,络,络,和,和,LAN,局,域,域,网,网,络,络,比,比,较,较,2,、,、,LAN,网,络,络,传,传,输,输,速,速,度,度,较,较,高,高,，,，,主,主,要,要,用,用,于,于,传,传,输,输,大,大,块,块,的,的,文,文,件,件,数,数,据,据,；,；,LON,网,络,络,传,传,输,输,的,的,速,速,度,度,较,较,低,低,，,，,主,主,要,要,应,应,用,用,于,于,控,控,制,制,系,系,统,统,传,传,输,输,一,一,些,些,状,状,态,态,和,和,控,控,制,制,信,信,息,息,。,。,3,、,、,LAN,网,络,络,必,必,须,须,有,有,一,一,个,个,中,中,央,央,服,服,务,务,器,器,，,，,而,而,LON,网,络,络,无,无,需,需,中,中,央,央,服,服,务,务,器,器,，,，,各,各,节,节,点,点,通,通,过,过,编,编,辑,辑,即,即,可,可,自,自,动,动,协,协,调,调,工,工,作,作,，,，,实,实,现,现,无,无,中,中,央,央,控,控,制,制,机,机,的,的,自,自,动,动,控,控,制,制,系,系,统,统,（,（,这,这,一,一,特,特,点,点,十,十,分,分,适,适,合,合,各,各,种,种,闭,闭,环,环,自,自,动,动,控,控,制,制,系,系,统,统,的,的,要,要,求,求,）,）,。,。,三,、,、,L