單元十二現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)布線設(shè)計(jì)與安裝技術(shù)

1、物聯(lián)網(wǎng)工程布線技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)工程布線技術(shù)12.1 12.1 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的產(chǎn)生、概現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的產(chǎn)生、概念和工程應(yīng)用念和工程應(yīng)用12.2 12.2 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則12.3 12.3 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法和方法12.4 12.4 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的基本構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的基本構(gòu)成12.5 12.5 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.6 12.6 典型行業(yè)應(yīng)用案例典型行業(yè)應(yīng)用案例12.7 12.7 工程經(jīng)驗(yàn)工程經(jīng)驗(yàn)12.8 12.8 練習(xí)題練習(xí)題12.9 12.9 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1.1.了解現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)了解現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的基本概念和

2、特點(diǎn)。的基本概念和特點(diǎn)。2.2.掌握現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)掌握現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)布線原則和設(shè)計(jì)方法。布線原則和設(shè)計(jì)方法。12.1現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的產(chǎn)生、概念和工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的產(chǎn)生、概念和工程應(yīng)用12.1.1現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生20世紀(jì)中期開始出現(xiàn)自動(dòng)化儀表的雛形氣動(dòng)式儀表。20世紀(jì)70年代，隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的介入，產(chǎn)生了“集中控制”的中央控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而信號(hào)傳輸系統(tǒng)依然沿用模擬信號(hào)。不久人們也發(fā)現(xiàn)了伴隨著“集中控制”，該系統(tǒng)存在著易失控、可靠性低的缺點(diǎn)，并很快將其發(fā)展為分布式控制系統(tǒng)（DCS，Distributed Control System分布式控制系統(tǒng)）。隨著微處理器的快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，數(shù)

3、字通信網(wǎng)絡(luò)延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)成為可能，產(chǎn)生了以微處理器為核心，使用集成電路代替常規(guī)電子線路，實(shí)施信息采集、顯示、處理、傳輸以及優(yōu)化控制等功能的智能設(shè)備。由此，產(chǎn)生了現(xiàn)場(chǎng)總線。12.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的概念現(xiàn)場(chǎng)總線的概念國際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）定義:現(xiàn)場(chǎng)總線是指，連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)絡(luò)。12.1現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的產(chǎn)生、概念和工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的產(chǎn)生、概念和工程應(yīng)用12.1.3現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線，大都用于過程自動(dòng)化、醫(yī)藥、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域。特性CANLon

4、 WorksWorld FIPPROFIBUSHARTFF應(yīng)用對(duì)象離散控制所有方面過程控制過程控制一次儀表所有方面OSI層次1,2,71-71,2,71,2,71,2,71,2,7系統(tǒng)類型總線網(wǎng)絡(luò)總線總線總線總線介質(zhì)訪問CSMA/CACSMA/CA主從、令牌主從、令牌主從、令牌主從、令牌錯(cuò)誤校正CRCCRCCRCCRCCRCCRC通信介質(zhì)雙絞線、光纖同軸電纜、電源線、光纖、無線電、紅外線雙絞線、光纖雙絞線、光纖雙絞線、光纖雙絞線、光纖、紅外發(fā)射尋址方式單點(diǎn)、多點(diǎn)、廣播廣播廣播單點(diǎn)、多點(diǎn)、廣播單點(diǎn)、多點(diǎn)、廣播單點(diǎn)、多點(diǎn)、廣播傳輸距離10km2.7km10km100m-10km3km0.5-1.9

5、km傳輸速率5kb/s-1Mb/s300b/s-1.5Mb/s2.5Mb/s9.6kb/s-12Mb/s3updates/s31.25kb/s-2.5Mb/s網(wǎng)絡(luò)供電不是是是是是不是優(yōu)先級(jí)支持支持支持支持支持支持系統(tǒng)控制命令命令、狀態(tài)命令、狀態(tài)狀態(tài)命令、狀態(tài)命令、狀態(tài)表12-1幾種典型現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特性對(duì)照表12.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分配原則現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分配原則同一控制回路的儀表應(yīng)盡量連接在一個(gè)網(wǎng)段上；對(duì)同一個(gè)工段做多點(diǎn)測(cè)量的情況，如溫度、壓力、液位多重監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)將測(cè)量點(diǎn)分配到不同的網(wǎng)段中?？偩€網(wǎng)段的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工藝流程要求進(jìn)行的。2.短路保護(hù)原則短路保護(hù)原

6、則3.接地和屏蔽原則接地和屏蔽原則4.過壓保護(hù)原則過壓保護(hù)原則圖12-2 過壓保護(hù)裝置12.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則5.電纜兩端連接終端電阻原則電纜兩端連接終端電阻原則終端電阻是為了消除在通信電纜中的信號(hào)反射。在通信過程中，有阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配兩種原因?qū)е滦盘?hào)反射。為解決阻抗不連續(xù)的問題，必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)，如圖12-3所示。為解決阻抗不匹配的問題，端接電阻需增加下拉電阻Rd（與數(shù)據(jù)地DGND連接）和上拉電阻Ru（與正電壓VP連接）做補(bǔ)充。當(dāng)沒有站點(diǎn)進(jìn)行傳輸時(shí)，這個(gè)補(bǔ)充迫使不同的狀態(tài)電壓（即導(dǎo)體間的電壓）趨于一

7、個(gè)確定值,如圖12-4所示。圖12-3 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備連接和終端電阻 圖12-4 終端電阻的組成12.3 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法1.需求分析需求分析2.技術(shù)交流技術(shù)交流3.閱讀建筑物圖紙閱讀建筑物圖紙4.規(guī)劃和設(shè)計(jì)規(guī)劃和設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的線纜連接了眾多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器，因此一旦發(fā)生故障，影響巨大。為此必須十分重視現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。以PROFIBUS總線為例，設(shè)計(jì)時(shí)需注意：（1）每個(gè)物理網(wǎng)段最多32個(gè)物理站點(diǎn)設(shè)備，物理網(wǎng)段兩終端需設(shè)置終端電阻或使用有源終端電阻；（2）每個(gè)網(wǎng)段的通訊距離或者設(shè)備數(shù)如果超限，需要增加RS485中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展，中繼器最多可串聯(lián)

8、9個(gè)；（3）每個(gè)網(wǎng)絡(luò)理論上最多可連接127個(gè)物理站點(diǎn)，其中包括主站、從站及中繼設(shè)備；12.3 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和方法4.規(guī)劃和設(shè)計(jì)規(guī)劃和設(shè)計(jì)（4）網(wǎng)絡(luò)的通訊波特率9.6kbps12Mbps，通訊波特率與通訊的距離具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見表12-2。表12-2 不同傳輸速度時(shí)的電纜長度（5）每個(gè)中繼設(shè)備（RS485中繼器、OLM）也作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)物理站點(diǎn)，但沒站號(hào)；（6）網(wǎng)絡(luò)支持多主站，但在同一網(wǎng)絡(luò)中，不建議多于3個(gè)主站；（7）在Step6軟件中進(jìn)行PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照從小到大的順序設(shè)置從站站號(hào)，且應(yīng)該連續(xù)；（8）一般0是PG的地址，12為主站地

9、址，126為某些從站默認(rèn)的地址，127是廣播地址，這些地址一般不再分配給從站， DP從站最多可連接124個(gè)，站號(hào)設(shè)置一般為 3125。波特率/kb/s9.693.97187.55001500300012000A型電纜長度(m)12001000400200100B型電纜長度(m)12006002007012.4現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的基本構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的基本構(gòu)成1.現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備(FD)網(wǎng)絡(luò)上連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有兩種:一種是總線供電式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備, 另一種是單獨(dú)供電的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 。2.終端器終端器(T)終端器是連接在總線末端附近的阻抗匹配元件。每個(gè)總線段上需要2個(gè),而且只能有2個(gè)終端器。3.電纜電纜 現(xiàn)

10、場(chǎng)總線電纜一般采用雙絞線或多對(duì)雙絞線。4.總線電源總線電源 為總線供電的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備提供電源。5.中繼器中繼器 它用于擴(kuò)展現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。6.網(wǎng)橋網(wǎng)橋用于連接不同速率的現(xiàn)場(chǎng)總線段或不同物理層,如金屬線、光纖等現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段,以便形成更大的網(wǎng)絡(luò)。7.網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān) 用于將現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)段連向其它通信協(xié)議的網(wǎng)段, 。8.現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡 用于現(xiàn)場(chǎng)總線與操作站(PC)的連接。9.端子塊端子塊端子塊通常提供多臺(tái)總線設(shè)備的連接,所以1臺(tái)設(shè)備可以接到任何一組總線端子上。12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.1布線規(guī)則布線規(guī)則1.不同電壓等級(jí)的電纜分線槽布線不同電壓等級(jí)的電纜分線槽布

11、線高電壓、大電流的動(dòng)力電纜，與小電壓、小電流的電纜應(yīng)該是分線槽布線，同時(shí)線槽應(yīng)蓋上蓋板，盡量全封閉；如果現(xiàn)場(chǎng)無法分線槽布線，則將兩類電纜盡量遠(yuǎn)離，中間加金屬隔板進(jìn)行隔離，同時(shí)金屬線槽要做接地處理，如圖12-6所示。電纜槽架之間也應(yīng)保證用金屬連接部件大面積連接處理，同時(shí)注意“接地”的連接。圖12-6 電纜槽架以及電纜在線槽內(nèi)的處理 圖12-7 現(xiàn)場(chǎng)布線12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.1布線規(guī)則布線規(guī)則2.通訊電纜單獨(dú)在線槽外布線通訊電纜單獨(dú)在線槽外布線可根據(jù)情況采用穿金屬管的方式，既可以保護(hù)通訊電纜不被損壞，對(duì)于防止電磁兼容干擾也有好處，但注意外部金屬管需接地，如圖

12、12-8；圖12-9中的電纜通訊直接暴露在外面，很容易被壓斷，可考慮局部或者全部穿管。圖12-8 電纜橋架之間的連接以及接地處理 圖12-9 現(xiàn)場(chǎng)的通訊電纜12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.1布線規(guī)則布線規(guī)則3.通訊電纜與動(dòng)力電纜避免長距離平行布線通訊電纜與動(dòng)力電纜避免長距離平行布線由于平行布線的兩根電纜之間需要考慮空間電容耦合，因此為了避免相互之間的影響，應(yīng)避免平行布線，圖12-10中，通訊電纜不僅沒有滿足1和2兩條原則，反而與比較大的動(dòng)力電纜平行布線，這會(huì)導(dǎo)致該電纜比較容易受到動(dòng)力電纜的干擾?？梢越徊娌季€，如圖12-11。圖12-10 通訊電纜在線槽內(nèi)與動(dòng)力電纜

13、平行走線 圖12-1112.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.1布線規(guī)則布線規(guī)則4.盡量將電纜貼近大面積的金屬板，如圖盡量將電纜貼近大面積的金屬板，如圖12-12所示。所示。5.通訊電纜過長時(shí)，不要形成環(huán)狀。通訊電纜過長時(shí)，不要形成環(huán)狀。此時(shí)如果有磁力線從環(huán)中間穿過時(shí)，根據(jù)“右手定律”，容易產(chǎn)生干擾信號(hào)。在圖12-13中，盡管背板是比較大的金屬板，但由于項(xiàng)目已經(jīng)完成，因而不存在電纜長度變化的可能，因此還是建議用戶將過長的電纜剪短，放入柜內(nèi)的電纜槽內(nèi)。圖12-12 通訊電纜貼近金屬板 圖12-13 通訊電纜形成環(huán)12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.

14、1布線規(guī)則布線規(guī)則6.通訊線連接的設(shè)備應(yīng)做等電勢(shì)連接通訊線連接的設(shè)備應(yīng)做等電勢(shì)連接現(xiàn)場(chǎng)總線連接的站點(diǎn)可能分布較廣，為了保證通訊的質(zhì)量，一般要求所有通訊站點(diǎn)都應(yīng)該處于同一個(gè)電壓等級(jí)上，即應(yīng)當(dāng)都是“等電勢(shì)”的，如圖12-14所示。如果由于接地點(diǎn)本身的原因造成了通訊不穩(wěn)定，比如某個(gè)系統(tǒng)的“地”本身存在著很強(qiáng)的干擾，則在此處將屏蔽層接地反而會(huì)對(duì)通訊造成影響，此時(shí)應(yīng)該考慮首先處理好“地”，然后再將屏蔽層接地。圖12-14 通訊站點(diǎn)之間應(yīng)做“等電勢(shì)”處理 圖12-15 系統(tǒng)進(jìn)行良好的接地設(shè)計(jì)和實(shí)施12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.1布線規(guī)則布線規(guī)則7.通訊線在電柜內(nèi)的布線通訊線

15、在電柜內(nèi)的布線通訊電纜在電柜內(nèi)布線時(shí)，也應(yīng)該遵循之前的原則，即遠(yuǎn)離干擾源。在柜內(nèi)的走線應(yīng)當(dāng)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，盡量避免與高電壓、大電流的電纜在同一線槽內(nèi)走線，如圖12-16所示，同時(shí)，不要在柜內(nèi)形成“環(huán)”，特別時(shí)避免將變頻器等干擾源包圍在“環(huán)”內(nèi)。圖 12-16 通訊電纜與動(dòng)力電纜在電柜內(nèi)的受干擾情況12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.2 通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理需要將屏蔽層壓在插頭的金屬部分，還需要注意屏蔽層不要?jiǎng)冮_的太長，否則會(huì)暴露在空間，成為容易受干擾的“天線”，如圖12-17所示。通訊電纜的屏蔽層在進(jìn)/出電氣柜時(shí)，都應(yīng)該進(jìn)行屏蔽

16、層接地處理。屏蔽層應(yīng)該保證與接地銅排進(jìn)行大面積的接觸，如圖12-18所示。圖12-17 屏蔽層暴露在空間容易接收干擾 圖12-18 屏蔽層的接地12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.2 通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理如果通訊電纜在柜內(nèi)需要經(jīng)過端子進(jìn)行連接，則屏蔽層最好在端子排的兩側(cè)分別進(jìn)行連接，如圖12-20所示。圖12-19 屏蔽層在柜內(nèi)進(jìn)行接地處理12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.2 通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理如果通訊電纜在柜內(nèi)需要經(jīng)過端子進(jìn)行連接，則屏蔽層最好在端子排的兩側(cè)

17、分別進(jìn)行連接，如圖12-20所示。而此時(shí)應(yīng)當(dāng)避免的做法是將屏蔽層剝開，擰成一根連接到端子，如圖12-21所示，這種方式在EMC領(lǐng)域有個(gè)名稱叫做“豬尾巴”。圖12-20 通訊電纜通過端子連接時(shí)的屏蔽層處理 圖12-21 屏蔽電纜接頭處的“豬尾巴效應(yīng)”12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.2 通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理在現(xiàn)場(chǎng)的連接中，如果將屏蔽層剝開過長，則通訊電纜將有很長一段沒有被屏蔽層“保護(hù)”，而屏蔽層擰成一根后將形成天線，更容易將干擾引入系統(tǒng)，如圖12-22。圖12-22 屏蔽電纜的“豬尾巴”連接12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線

18、系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.3屏蔽層多點(diǎn)接地屏蔽層多點(diǎn)接地電纜在插頭內(nèi)接線時(shí)，須將屏蔽層剝開，壓在插頭內(nèi)的金屬部分，該金屬部分與當(dāng)Sub-D插頭外部的金屬部分相連，當(dāng)將插頭插在CPU或者ET200M等設(shè)備的DP口上時(shí)，則通過設(shè)備連接到了安裝底板，而安裝底板一般是連接在柜殼上并接地的，從而實(shí)現(xiàn)了屏蔽層的接地。由于接地有利于保護(hù)PLC設(shè)備以及DP通訊口，因此對(duì)于所有的PROFIBUS站點(diǎn)都要求進(jìn)行接地處理，即“多點(diǎn)接地”。圖12-23插頭內(nèi)部接線即屏蔽層的處理12.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的安裝技術(shù)12.5.4 減小變頻器等干擾源設(shè)備對(duì)通訊的影響減小變頻器等干擾源設(shè)備對(duì)通訊的影響變頻器等比

19、較大功率的設(shè)備除了通過干擾電源、通過空間輻射干擾影響設(shè)備正常運(yùn)行外，隨著變頻器等設(shè)備具有通訊的能力，這些設(shè)備產(chǎn)生的干擾也有可能直接進(jìn)入通訊系統(tǒng)，因而應(yīng)該對(duì)變頻器進(jìn)行電磁兼容（EMC）的處理。首先是變頻器的安裝。在電柜內(nèi)，盡量用鍍鋅底板替代噴漆底板作為安裝背板，如圖12-24，以改善EMC特性。 變頻器的出線，都應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的EMC處理，比如采用通訊電纜采用屏蔽電纜接地，動(dòng)力電纜采用屏蔽電纜接地或者采用鐵氧體磁環(huán)進(jìn)行濾波處理等，如圖12-25所示。圖12-24 使用鍍鋅安裝底板代替噴漆底板 圖12-25 對(duì)變頻器的電纜進(jìn)行規(guī)范的EMC處理12.6典型行業(yè)應(yīng)用案例典型行業(yè)應(yīng)用案例辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)

20、計(jì)辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦公樓分為主樓和配樓，由辦公室、多功能廳、餐廳及接待室等組成。主樓建筑面積26000平方米，地下一層地上九層。配樓建筑面積7600平方米，地下一層地上五層。本工程屬于舊樓改造項(xiàng)目，改造后大樓將實(shí)現(xiàn)樓宇設(shè)備的自動(dòng)控制，并降低設(shè)備耗電。本樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)包括：冷水系統(tǒng)、新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)九部分。整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)子網(wǎng)，主樓部分兩個(gè)：21臺(tái)新風(fēng)機(jī)組組成一個(gè)子網(wǎng)，其它照明、給排水、變配電等系統(tǒng)為另一個(gè)子網(wǎng)；配樓所一個(gè)子網(wǎng)?？紤]到以后與其它功能子系統(tǒng)的集成，決定采用Lon Works技術(shù)作為本系統(tǒng)的技術(shù)平臺(tái)。平臺(tái)

21、上集成了來自三個(gè)不同廠商的基于Lon Works技術(shù)的產(chǎn)品，分別是：美國SIEBE公司的I/A系列新風(fēng)、空調(diào)控制器；澳大利亞AUSLON公司的DI-10E1；Echelon公司的Lon Point系列產(chǎn)品(DI-10、DO-10、AI-10、SCH-10和LPR-10路由器模塊)。網(wǎng)線采用雙絞線。子網(wǎng)之間采用路由器相互隔離。12.6典型行業(yè)應(yīng)用案例典型行業(yè)應(yīng)用案例辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.冷凍水系統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)冷水機(jī)組、冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵的工作狀態(tài)、故障情況，由實(shí)際冷負(fù)荷控制冷水機(jī)組的開啟臺(tái)數(shù)，并對(duì)相應(yīng)的閥門和水泵進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，根據(jù)供回水壓差PID控制旁通閥的開

22、度，保持供回水壓差平衡。2.新風(fēng)機(jī)組新風(fēng)機(jī)組監(jiān)測(cè)新風(fēng)機(jī)組的新風(fēng)溫度、送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、新風(fēng)閥門和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并累計(jì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和機(jī)組的啟停次數(shù)。監(jiān)測(cè)并報(bào)警過濾網(wǎng)阻塞、防凍開關(guān)和風(fēng)機(jī)故障信息。當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)對(duì)新風(fēng)閥門、風(fēng)機(jī)和冷/熱水閥進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。根據(jù)送風(fēng)溫度PID調(diào)節(jié)冷/熱水閥門的開度，保持送風(fēng)溫度在一定范圍內(nèi)。在冬季運(yùn)行模式下，根據(jù)送風(fēng)濕度控制加濕閥的開關(guān)，保持送風(fēng)濕度在一定范圍內(nèi)。12.6典型行業(yè)應(yīng)用案例典型行業(yè)應(yīng)用案例辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.空調(diào)機(jī)組空調(diào)機(jī)組監(jiān)測(cè)空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)溫度和濕度、回風(fēng)溫度和濕度、新/回風(fēng)閥門開度和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并累計(jì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和機(jī)

23、組的啟停次數(shù)。監(jiān)測(cè)并報(bào)警過濾網(wǎng)阻塞、防凍開關(guān)和風(fēng)機(jī)故障信息。當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)對(duì)新/回風(fēng)閥門、風(fēng)機(jī)和冷/熱水閥進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。根據(jù)新風(fēng)焓值和回內(nèi)焓值PID調(diào)節(jié)冷/熱水閥門的開度，保持回風(fēng)溫度在一定范圍內(nèi)。冬季運(yùn)行模式下，根據(jù)送風(fēng)濕度控制加濕閥的開關(guān)，保持送風(fēng)濕度在一定范圍內(nèi)。4.照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)主要對(duì)主樓和配樓的公共照明、應(yīng)急照明和泛光照明進(jìn)行監(jiān)控。5.變配電系統(tǒng)變配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)并記錄高壓進(jìn)線和低壓出線的電壓、電流、功率、有功功率和無功功率和電度，監(jiān)視斷路器和高/低母聯(lián)開關(guān)的工作狀態(tài)和報(bào)警狀態(tài)，監(jiān)視4臺(tái)變壓器的高溫報(bào)警和超高溫報(bào)警狀態(tài)，監(jiān)測(cè)變電室的室內(nèi)溫度。12.6典型行業(yè)應(yīng)用案例典型行業(yè)應(yīng)用案例辦公

24、樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.人機(jī)界面人機(jī)界面(Human Machine Interface，HMI)由美國Wonder Ware公司的Intouch組態(tài)軟件經(jīng)二次設(shè)計(jì)完成。通過Echelon公司提供的PCLTA-10網(wǎng)絡(luò)接口卡和LNSDDE Server動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換軟件，人機(jī)界面可以從Lon Works網(wǎng)絡(luò)上采集信息，也可以發(fā)控制命令發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的控制節(jié)點(diǎn)。在這個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，還包括給排水、電梯、熱交換、有害氣體檢測(cè)、送/排風(fēng)等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)大都是對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。正常運(yùn)行情況下，由Lon Point的SCH-10模塊控制這些系統(tǒng)。在人機(jī)界面(HMI)上，可實(shí)時(shí)地觀察

25、到各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，并可強(qiáng)制啟/停。雖然現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一還有種種問題，但是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的發(fā)展卻已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線思想的深入人心，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)品和應(yīng)用不斷增多，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣為注的焦點(diǎn)課題，國際上現(xiàn)場(chǎng)總線的研究、開發(fā)，使測(cè)控系統(tǒng)沖破了長期封閉系統(tǒng)的禁錮，走上開放發(fā)展的征程，這對(duì)我國現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的發(fā)展是個(gè)極好的機(jī)會(huì)，也是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。12.6典型行業(yè)應(yīng)用案例典型行業(yè)應(yīng)用案例辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦公樓總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在全國智能委2011年工作年會(huì)上，專門邀請(qǐng)歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員和專家，介紹了LonWorks等相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)總線最新技術(shù)以及LonMarks標(biāo)準(zhǔn)在

26、智能建筑行業(yè)中的應(yīng)用。圖12-26為西安開元電子實(shí)業(yè)有限公司王公儒教授、南京大學(xué)陸偉良教授與歐標(biāo)委委員在全國智標(biāo)委2011年工作年會(huì)上合影。圖12-26王公儒教授、陸偉良教授與歐標(biāo)委委員在全國智標(biāo)委2011年工作年會(huì)合影12.7 工程經(jīng)驗(yàn)工程經(jīng)驗(yàn)1. 當(dāng)傳輸速率在1.5M時(shí)，要保證兩臺(tái)設(shè)備間距離至少1米，因?yàn)閮蓚€(gè)設(shè)備的輸入電容都會(huì)被線纜補(bǔ)償以維持共同的阻抗。當(dāng)設(shè)備非常近時(shí)，輸入的電容容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)通訊的反射（很小的反射電流），這個(gè)影響在1.5M傳輸速率以下時(shí)很小。2. 中繼和活動(dòng)的終端電阻最好獨(dú)立供電。3. 在難以避免和強(qiáng)電的交叉時(shí)，采用屏蔽軟管穿線方式，而且屏蔽軟管一定要可靠接地，注意接地不要和設(shè)備或者車間的地混在一起。4. 布線時(shí)最好提前將從站地址調(diào)好，不然事后不好調(diào)，安裝好之后不要急于將連接器接到從站上，要采用測(cè)試工具測(cè)試電纜的連接好壞。5. 很多人認(rèn)為PROFIBUS-DP頭上面寫了“一進(jìn)一出”的箭頭符號(hào)，接線只要按照這個(gè)接就對(duì)了。這種片面的理解，是造成很多DP網(wǎng)絡(luò)故障不容易查明的原因。其實(shí)仔細(xì)看清楚DP頭上有個(gè)簡(jiǎn)單的原理圖，圖上標(biāo)明了在DP頭的進(jìn)線端（帶有入Dp頭箭頭的那端）在撥碼開關(guān)打到“ON”位置時(shí)才能鏈接上終端電阻。出線