第一章智能樓宇設備自動化系統集成（BAS）

第一節概述第二節系統集成的步驟第三節樓宇自動化控制技術基礎第四節Lonworks現場總線技術網絡所需要連接的計算機設備多種多樣，無論是硬件結構、通信接口，還是操作系統、應用軟件，都是有很大區別，異種計算機和異種操作系統的互聯成為一個很重要、很復雜的課題，一般就稱為“系統集成”。缺點:用戶需求難以明確、軟件開發周期長、軟硬件配合要求高、各子系統的軟件和數據庫技術不公開，以及專業技術人員缺乏.目前，比較普遍的做法是以信息集成或者辦公自動化代替完整的系統集成。第一節概述目前系統集成工作最重要的三項工作是集中收集各智能化系統的工作參數，建立綜合信息庫和建立大廈管理的統一操作界面。這三項工作最終將實現的功能包括：

1、將大廈各智能化系統設備的工作參數收集并集中于統一的數據庫內；

2、在統一的工作界面上對各智能化系統的工作狀態進行“監視”；

3、提供完整自動的物業管理和行政管理服務；

4、大廈內用戶可以通過Internet/Intranet實現外部和內部的信息共享；

5、大廈自身的信息資料、統計資料集成于統一數據庫內，并不斷自動更新，供所需時即時查詢。第二節系統集成的步驟一、基本原則

1、技術先進性；

2、系統開放性；

3、操作安全性；

4、經濟合理性；

5、可管理性；

6、可擴充性。

二、系統集成分為設計、實施和測試三個階段。

１．系統集成的設計：包括以下階段：應用需求的調研、集成核心的選擇、集成系統的調研、數據流程的規劃、系統集成方案設計、軟件開發方案設計、硬件開發方案設計、可行性研究和方案最終確定。設計流程如圖所示。

系統平臺是軟硬件開發的基礎，是系統集成功能的具體載體。系統平臺如圖所示。

軟件開發是實施系統集成的主要工作，軟件開發的基本內容包括三個大類：監控及應用程序的開發、信息及數據的錄入和用戶界面的制作。２.系統集成的實施：可以分為軟件開發、硬件開發和系統平臺的建設。硬件開發是系統集成的難點,主要任務是在不同通信標準之間建立轉換的硬件.如圖示.3.系統集成的測試:包括系統集成功能的測試和系統集成性能的測試.第三節樓宇自動化控制技術基礎

一、傳感器概述傳感器、變送器是工業自動化控制及信息檢測技術中不可缺少的控制元件。它可以把諸如溫度、壓力、流量、液位、位置等模擬量或開關量轉變成電信號，再由自動化控制儀表或計算機進行控制處理和調節。二、樓宇自控中的傳感器與控制器

1．樓宇自控中常用的傳感器

(1)溫度傳感器(2)濕度傳感器(3)壓力或壓差傳感器(4)流量傳感器2．樓宇自控中常用的控制器(1)溫度控制器(2)濕度控制器(3)防霜凍保護開關(4)壓差開關(5)水流開關

(6)液位開關

三、閥門與電動執行器

1．閥門

(1)風機盤管電動閥(2)二通螺紋線性閥(3)法蘭式三通閥2．電動執行器(1)電動閥門執行器

(2)風門執行器

四、集散控制系統

又稱分布式控制系統(DCS—DistributedControlSystem)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現場被控設備處的各種功能性微機(下位機)完成被控設備的實時監測、保護與控制。

特點:通用性強、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便.顯示操作集中、人機界面友好、安裝簡單規?；?、調試方便、運行安全可靠.它是將控控制系統統按局域域網絡(LAN)的方式進進行構造造，用網網絡節點點代替LAN中的工作作站，并并將其安安裝于監監控現場場，直接接與各種種監控傳傳感器和和控制器器相連。。這種網絡絡集數據據采集、、分析、、控制和和網絡通通信為一一體，十十分適合合于智能能建筑進進行分布布式網絡絡管理和和控制。。五、現現場總線線技術現場總線線系統結結構圖六、直接接數字控控制器直接數字字控制器器(DDC—DirectDigitalController)，又稱下下位機.“控制器”指完成成被控設設備特征征參數與與過程參參數的測測量并達達到控制制目標的的控制裝裝置。“數字”的含義義是指該該控制器器利用數數字電子子計算機機來實現現其功能能要求。?！爸苯印币馕吨撗b置置在被控控設備的的附近，，無需再再通過其其他裝置置即可實實現上述述全部測測控功能能。1．DDC支持的監控點點(1)模擬量輸入(AI)；(2)開關量輸入(DI)；(3)模擬量輸出(AO)；(4)開關量輸出(DO)。2．DDC的主要功能(1)對第三層的數數據采樣設備備進行周期性性的數據采集集。(2)對采集的數據據進行調整和和處理(濾波、放大、、轉換)。(3)對現場采集的的數據進行分分析，確定現現場設備的運運行狀態。(4)對現場設備運運行狀況進行行檢查對比，，并對異常狀狀態進行報警警處理。(5)根據現場采集集的數據執行行預定的控制制算法(連續調節和順順序邏輯控制制的運算)而獲得控制數數據。(6)通過預定控制制程序完成各各種控制功能能，包括比例例控制、比例例加積分控制制、比例加積積分加微分控控制、開關控控制、平均值值控制、最大大/最小值控制、、焓值計算控控制、邏輯運運算控制和連連鎖控制。(7)向第三層的數數據控制和執執行設備輸出出控制和執行行命令(執行時間、事事件響應程序序、優化控制制程序等)。(8)通過數據網關關(DG)或網絡控制器器(NCU)連接第一層的的設備，與各各上級管理計計算機進行數數據交換，向向上傳送各項項采集數據和和設備運行狀狀態信息，同同時接收各上上級計算機下下達的實時控控制指令或參參數的設定與與修改指令。。3．常見的專用用控制器類型型(1)空氣處理機組組控制器；(2)空調控制器；；(3)照明控制器；；(4)變風量控制器器；(5)消防報警控制制器。模塊化控制器器:是可編程的、、以計算機模模塊為基礎的的直接數字式式控制器。其其基本結構包包括一個可內內插多個模塊塊的機架，一一個計算機模模塊和一個電電源供應模塊塊。根據不同同的具體應用用，還可以內內插各種不同同用途的通信信模塊、輔助助控制模塊和和輸入/輸出(Analogy/Digital)模塊。第四節Lonworks現場總線技術術現場總線控制制技術是計算算機控制系統統中的最新技技術，是一種種開放式、全全分布式的網網絡控制技術術?？刂七^程程直接面向現現場，各現場場智能節點相相互獨立，又又可相互組態態，構成一個個開放式、全全分布式、可可擴展的網絡絡控制系統。。目前，主要要有Can、Lonworks、Ff等現場總線技技術.Lonworks技術的通信協協議稱為LonTalk通訊協議，LonTalk通訊協議包含含ISO/OSI中所有七層網網絡協議，并并固化在Lonworks產品中，即SmartI/O模塊中的神經經元芯片中。。Lonworks技術使互操作作性變成即插插即用的具體體手段。A/DD/A數字I/D變換及驅動電路空調照明電梯給排水防盜防火??????現場典型的集中控制系統示意圖節點控制器2節點控制器NLON網絡適配器空調照明電梯給排水防盜防火??????現場分布式控制系統示意圖節點控制器1一、集中式控控制和集散式式控制方式對對比1、LAN網絡的網絡節節點（即工作作站）是PC機等系統計算算機，網絡總總線是高速通通信電纜（如如同軸電纜或或光纜等）；；而LON網絡的網絡節節點是一些象象火柴盒一樣樣大小的“智智能控制節點點”（即Node），網絡總線可以以是低速的、、普通的雙絞絞線，或建筑筑物內現有的的電源線等。。二、LON節點網絡和LAN局域網絡比較較2、LAN網絡傳輸速度度較高，主要要用于傳輸大大塊的文件數數據；LON網絡傳輸的速速度較低，主主要應用于控控制系統傳輸輸一些狀態和和控制信息。。3、LAN網絡必須有一一個中央服務務器，而LON網絡無需中央央服務器，各各節點通過編編輯即可自動動協調工作，，實現無中央央控制機的自自動控制系統統（這一特點點十分適合各各種閉環自動動控制系統的的要求）。三、Lon局部網絡技術術控制系統特特點開發技術體現現特點:1).硬件、軟件和和網絡設計可可以是彼此獨獨立的三個任任務，這意味味著一個節點點的功能描述述和編程完全全不用考慮這這個節點是在在一個什么樣樣的網絡中工工作，增、減減節點不必改改變網絡的物物理結構，這這也是Lon網絡開發技術術的最大特點點；2).用C（Neu－－ronC）語言來開發編編程工具，這這一特點使得得編程工作從從匯編語言中中解脫出來。。1、指定哪些些信息是通過過網絡傳遞的的，也就是定定義網絡變量量。2、指定信息息傳遞的發起起者和接收者者，即做Binding（網絡變量捆綁綁）?，F場設備DDC控制站DDC控制站DDC控制站???信息網絡現場設備DDC控制站DDC控制站DDC控制站???信息網絡中央控制計算機???控制網與信息網的集成思考:1、試述BAS的功能。2、試述BAS的監控范圍。。3、何謂現場總總線？系統集成工程的設計流程用戶需求的調研工作對要求集成的各系統進行技術細節分析選擇以何系統作為集成核心確定系統集成的數據流程和數據結構確定系統集成各平臺的技術方案制定系統集成軟件的開發計劃設計需要自行制作的通信硬件接口可行性論證和工程進度規劃確定完整的總體和細節設計方案數據庫開發軟件前臺開發工具后臺開發工具其他軟件包數據庫軟件中間件軟件辦公自動化軟件網絡管理軟件應用軟件網絡通信協議、網絡操作系統、網絡管理和其他通信接口軟件服務器操作系統前臺操作系統控制操作