智能化樓宇支持技術(shù)類型和應(yīng)用

1、智能化樓宇支持技術(shù)類型和應(yīng)用3C+A技術(shù)現(xiàn)代建筑技術(shù)Architechure現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)Computer現(xiàn)代控制技術(shù)Control現(xiàn)代通信技術(shù)Communication智能化樓宇支持技術(shù)提問(wèn)：1、一個(gè)現(xiàn)代化樓宇包含哪些設(shè)備系統(tǒng)？2、供配電系統(tǒng)有哪些設(shè)備、電參量？3、給排水系統(tǒng)主要設(shè)備、設(shè)施有哪些？4、中央空調(diào)幾大組成部分？5、舉例消防、安防系統(tǒng)是如何自動(dòng)執(zhí)行監(jiān)、控過(guò)程。6、上述系統(tǒng)屬BA、OA、CA哪個(gè)系統(tǒng)？6、智能樓宇的三大支持技術(shù) 控制的概念： 控制是為使某種機(jī)器或設(shè)備處于希望的狀態(tài)而對(duì)其進(jìn)行的操作。人機(jī)控制 如操作汽車機(jī)機(jī)控制 自動(dòng)控制自動(dòng)控制（記錄） 所謂自動(dòng)控制，就是應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)

2、儀表或控制裝置代替人工自動(dòng)地對(duì)設(shè)備或工藝過(guò)程進(jìn)行控制，使其達(dá)到預(yù)期的狀態(tài)或性能要求?？刂葡到y(tǒng)按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分： 開(kāi)環(huán)控制 閉環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)： 特點(diǎn)：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的控制系統(tǒng)，但不能 自動(dòng)隨外界變化，必須依賴于人的判斷和估計(jì)。典型例子：洗衣機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)： 特點(diǎn)：增加測(cè)量元件，用輸出控制輸入，這樣的輸出影響 輸入的控制系統(tǒng)叫做閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)典型例子：恒溫空調(diào)控制器：根據(jù)輸入信號(hào)，按一定規(guī)律產(chǎn)生控制信 號(hào)作為輸出信號(hào)。 如DDC、PLC等執(zhí)行機(jī)構(gòu)：能夠影響受控過(guò)程的裝置或設(shè)備。 如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等。檢測(cè)元件：測(cè)量受控變量的值并把它變換為可以進(jìn)行比較 的信號(hào)。 如電流互感器、

3、溫度傳感器、煙感探測(cè)器。受控對(duì)象：指需要進(jìn)行控制的設(shè)備。 如水泵、空調(diào)等練習(xí)： 1.試畫(huà)出家用洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)圖； 2.試畫(huà)出家用空調(diào)的控制系統(tǒng)圖；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成將閉環(huán)控制系統(tǒng)中的控制器用計(jì)算機(jī)來(lái)代替，即構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程數(shù)據(jù)采集 對(duì)被控參數(shù)的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，并傳輸給計(jì)算機(jī)。 （請(qǐng)問(wèn)：1、數(shù)據(jù)類型有哪兩大類？ 2、什么是模擬量，什么是數(shù)字量）控制 對(duì)采集到的被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律決定控制過(guò)程，適當(dāng)?shù)貙?duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)。數(shù)據(jù)類型：AI ：模擬量輸入通道DI ：數(shù)字量輸入通道AO：模擬量輸出通道DO：數(shù)字量輸出通道計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類操作指導(dǎo)

4、控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）分散控制系統(tǒng) 樓宇設(shè)備自動(dòng)化中常用的控制系統(tǒng)是直接數(shù)字控制系統(tǒng)。直接數(shù)字控制器DDC （Direct Digital Control) DDC通過(guò)模擬量輸入通道（AI） 和開(kāi)關(guān)量輸入通道（DI）采集實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)，然后按照一定的控制規(guī)律進(jìn)行計(jì) 算，最后發(fā)出控制信號(hào)，并通過(guò)模擬 量輸出通道（AO）和開(kāi)關(guān)量輸出通道 （DO）直接控制生產(chǎn)過(guò)程。 Excel 50 簡(jiǎn)介 DDC 50 控制器XD50-FCS端子口DDC直接數(shù)字控制系統(tǒng)組成1、過(guò)程輸入通道 模擬量輸入通道（AI） 數(shù)字量輸入通道（DI）2、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)3、過(guò)程輸出通道 模

5、擬量輸出通道（AO） 數(shù)字量輸出通道（DO）典型DDC控制實(shí)例作業(yè)1、名詞概念：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、模擬量、數(shù)據(jù)量、DDC。2、畫(huà)出閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。3、思考PLC可不可以作為控制系統(tǒng)中的控制器。 2.3 典型的傳感器提問(wèn)：1、閉環(huán)控制系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成？ 2、DDC控制器3、AI、DI、AO、DO的含義？閉環(huán)控制系統(tǒng)： 特點(diǎn)：增加測(cè)量元件，用輸出控制輸入，這樣的輸出影響 輸入的控制系統(tǒng)叫做閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)典型例子：恒溫空調(diào)典型的傳感器（記錄）現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)：信息的拾取 （傳感技術(shù)）信息的傳輸 （通信技術(shù)）信息的處理 （計(jì)算機(jī)技術(shù)）自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)： 是以微電子技術(shù)為基本

6、手段的檢測(cè)技術(shù)。 電參量檢測(cè)（電流、電壓等）兩大類 非電參量檢測(cè)（溫度、壓力、流速等）傳感器：運(yùn)用一定的轉(zhuǎn)換手段，將非電量轉(zhuǎn)換為電量的器件， 稱為傳感器。傳感器的構(gòu)成： 傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中：敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分 轉(zhuǎn)換元件是將敏感元件感受的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 圖2-9傳感器的分類傳感器的技術(shù)要求 見(jiàn)教材P17自學(xué)教材15-22頁(yè)，回答下列問(wèn)題：1、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)通常分為哪兩大類？2、什么是傳感器？3、傳感器的基本組成。4、常用溫度傳感器采用什么元件？ 常用濕度傳感器采用什么元件？ 常用壓力傳感器采用什么元件？5、DDC的輸入輸出接口通常是什么量？電參量傳感器

7、：交、直流電壓電流表交流電壓、電流互感器變壓器（測(cè)量）功率表功率因數(shù)表練習(xí)：1 試畫(huà)出電壓、電流、功率表在電氣測(cè)量線路中的接法。非電參量傳感器：溫度傳感器濕度傳感器壓力傳感器液位傳感器流量傳感器溫感探測(cè)器煙感探測(cè)器光感探測(cè)器紅外線探測(cè)器玻璃破碎探測(cè)器溫度、壓力傳感器 光纖傳感器 紅外傳感器傳感技術(shù)的作用工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)：檢測(cè)、控制溫度、壓力、流量等；機(jī)械制造業(yè)：無(wú)損檢測(cè)；加工精度、表面光潔度、同軸度等檢測(cè)；航空航天：檢測(cè)飛機(jī)、宇宙飛行器等的飛行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等；交通運(yùn)輸：僅汽車業(yè)用30多種傳感器檢測(cè)車速、方位、轉(zhuǎn)矩、油量等；軍事方面：現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是科技戰(zhàn)爭(zhēng)，就是傳感器戰(zhàn)爭(zhēng)；海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、美伊醫(yī)療衛(wèi)生：B

8、超、磁振、腦電圖、心電圖等；安防環(huán)保：預(yù)報(bào)地震、海嘯、火災(zāi)等；對(duì)水、空氣等污染檢測(cè)；海洋工程：海底探測(cè)；海洋水文信息、氣象信息等；地質(zhì)勘探考古：探測(cè)地下礦藏、放射性元素；鑒定文物制造年代等；辦公用具家用電器：復(fù)印機(jī)、空調(diào)、洗衣機(jī)、油煙機(jī)、DVD等。傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：向集成化發(fā)展向微型化發(fā)展向數(shù)字化和智能化發(fā)展向光纖傳感器發(fā)展向生物傳感器和仿生傳感器發(fā)展 （狗的嗅覺(jué)靈敏度是人的106倍；鳥(niǎo)的視力是人的850倍，蝙蝠、海豚的聽(tīng)覺(jué)為主動(dòng)型生物雷達(dá)超聲波傳感器，蛇的接近觸覺(jué)分 辨率達(dá)0C的紅外測(cè)溫感傳感器，等等）練習(xí)：對(duì)應(yīng)寫(xiě)出所介紹傳感器分別測(cè)量什么參量？ 思考： 前面所講各類傳感器，最終都是將測(cè)量

9、量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，接到控制器的輸入端，對(duì)DDC控制器而言，這些量屬于什么量？思考：一個(gè)開(kāi)關(guān)能不能做傳感器？繼電器能不能做傳感器？行程開(kāi)關(guān)能不能做傳感器？ 如果能作為傳感器，是屬于什么類型的點(diǎn)？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成測(cè)量元件與控制器輸入的關(guān)系 直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng) 典型DDC控制實(shí)例作業(yè)1、名詞概念： 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、傳感器。2、上網(wǎng)查詢樓宇設(shè)備系統(tǒng)所用傳感器。2.4 熱電偶傳感器特性實(shí)驗(yàn)見(jiàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告二2.5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)集成提問(wèn)：1、什么是傳感器？ 2、舉出典型傳感器3、電流、溫度、流量、開(kāi)關(guān)點(diǎn)分別是什么參量？閉環(huán)控制系統(tǒng)： 控制器輸入=給定值+檢測(cè)元件反饋值 控制器輸出：經(jīng)過(guò)運(yùn)算，將輸出信號(hào)

10、送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)典型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（記錄）請(qǐng)問(wèn)： 樓宇中都有哪些動(dòng)力用電設(shè)備？ 樓宇中常用動(dòng)力用電設(shè)備：電梯：客、貨梯，消防梯，觀光梯，自動(dòng)扶梯等給排水：給水泵，排水泵，排污泵，消防泵等制冷設(shè)備：冷凍機(jī)，冷卻塔風(fēng)機(jī)，冷卻水泵，冷凝泵空調(diào)：送風(fēng)機(jī)，回風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)盤管等鍋爐：鼓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)，給水泵，供油泵等消防：消火栓泵，噴淋泵，排煙風(fēng)機(jī)，正壓風(fēng)機(jī)等廚房：鼓風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)，各種炊事機(jī)械請(qǐng)問(wèn)：這些設(shè)備絕大部分具備什么特點(diǎn)？執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能： 根據(jù)控制器發(fā)出的命令，直接控制被控對(duì)象。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的能源種類可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。 智能樓宇中常用電動(dòng)執(zhí)行器。 常用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電磁閥（即電磁鐵）

11、電動(dòng)機(jī) 自學(xué)教材22-26頁(yè)，回答下列問(wèn)題：1、執(zhí)行器在控制系統(tǒng)中的功能。2、按能源種類分，有幾種形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)？3、常用的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有哪些？電磁閥、電動(dòng)閥電磁閥 電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。圖中桿狀的物體就是通過(guò)電控制的閥桿，利用電磁力可以將閥桿打開(kāi)或者關(guān)閉。 電動(dòng)機(jī)請(qǐng)問(wèn)： 電動(dòng)機(jī)分有哪些類型？電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī) 交流電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī) 單相 三相 樓宇中的動(dòng)力設(shè)備一般采用異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載特性：1、 恒轉(zhuǎn)矩特性 M = C 如：電梯、升降機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械2、通風(fēng)機(jī)特性 M n2 如：風(fēng)機(jī)、水泵3、恒功率特性 M

12、 1/n 如：機(jī)床 典型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)電磁閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門電動(dòng)閥思考：1、舉例寫(xiě)出所介紹執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別控制什么對(duì)象？2、不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，DDC控制器發(fā)出的控制信號(hào) 是什么類型的數(shù)據(jù)？ 思考： 前面所講各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，都是接收控制器發(fā)出的信號(hào)，接到控制器的輸出端，對(duì)DDC控制器而言，這些量屬于什么量？思考：一個(gè)接觸器能不能做執(zhí)行器？ 如果能作為執(zhí)行器，是屬于什么類型的控制點(diǎn)？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制器輸出的關(guān)系 直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng) 典型DDC控制實(shí)例作業(yè)名詞概念：執(zhí)行器、電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。上網(wǎng)查詢樓宇設(shè)備系統(tǒng)所用執(zhí)行器。提問(wèn)：1、智能樓宇的三大支持技術(shù) 2、我們已經(jīng)講

13、了哪個(gè)技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成將閉環(huán)控制系統(tǒng)中的控制器用計(jì)算機(jī)來(lái)代替，即構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3C+A技術(shù)現(xiàn)代建筑技術(shù)Architechure現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)Computer現(xiàn)代控制技術(shù)Control現(xiàn)代通信技術(shù)Communication智能化支持技術(shù)第二單元 樓宇智能化的關(guān)鍵技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（記錄）什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？ 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)備將地理上分散的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，按照協(xié)議互相通信，達(dá)到信息交換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。 協(xié)議：信息的交換必須共同遵守一套事先制定 的規(guī)則，這些規(guī)則稱為協(xié)議。按地理位置劃分，網(wǎng)絡(luò)一般有兩大類：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。Internet網(wǎng)（因特網(wǎng)，許多

14、人也稱其為“互聯(lián)網(wǎng)”）是最典型的廣域網(wǎng)。我國(guó)比較著名的因特網(wǎng)中國(guó)科技信息因特網(wǎng)（NCFC）、中國(guó)公用計(jì)算機(jī)的因特網(wǎng)（CHINANET）、中國(guó)教育和科研因特網(wǎng)（CERNET）和中國(guó)公用經(jīng)濟(jì)信息因特網(wǎng)（CHINAGBN）也屬于廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)，例如你所在學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)局域網(wǎng)，通常也把它稱之為校園網(wǎng)。局域網(wǎng)通常也提供接口與廣域網(wǎng)相連。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能數(shù)據(jù)快速傳送和集中處理資源共享提高可用性及可靠性實(shí)現(xiàn)分布處理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二單元 樓宇智能化的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù)（記錄）通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大廈內(nèi)部、大廈與大廈、大廈與國(guó)內(nèi)、國(guó)外信息交換不可缺少的關(guān)鍵技

15、術(shù)。其內(nèi)容涵蓋了多媒體通信、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人通信、數(shù)字圖象通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)模型信息遠(yuǎn)信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信息宿發(fā)送設(shè)備干擾源信息源（發(fā)送設(shè)備）：完成將非電量信息轉(zhuǎn)換成電量，并變換成適合信道傳輸信號(hào)。信息宿（接收設(shè)備）：將信道信號(hào)恢復(fù)被傳輸?shù)男畔⑿盘?hào)，并還原成相應(yīng)信息。信道：有線信道、無(wú)線信道。干擾源：作用于信道上的等效干擾。提問(wèn)：舉出你所知道的各種通信類型模擬通信與數(shù)字通信模擬通信：傳輸模擬信號(hào)。如語(yǔ)音、圖象、音樂(lè) 等。數(shù)字通信：傳輸數(shù)字信號(hào)。如文字、數(shù)據(jù)等。請(qǐng)問(wèn)： 電話、電視、電腦、電報(bào)、傳真分別傳輸什么信號(hào)？數(shù)字通信系統(tǒng)的組成信息遠(yuǎn)信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信息宿發(fā)送設(shè)備

16、干擾源發(fā)送設(shè)備：編碼器、調(diào)制器、發(fā)射機(jī)。接收設(shè)備：接收機(jī)、解調(diào)器、譯碼器。編碼：A/D 譯碼：D/A數(shù)字通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)代數(shù)字通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。其優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)便于進(jìn)行各種數(shù)字信號(hào)處理易于實(shí)現(xiàn)集成化多路復(fù)用質(zhì)量、效益超過(guò)模擬通信BA的控制類型：集中式分散式集中式控制特點(diǎn)所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備由單一計(jì)算機(jī)控制軟件龐大風(fēng)險(xiǎn)大成本高分散式控制系統(tǒng)特點(diǎn)：分散控制系統(tǒng) (Distributed Control Systems-DCS對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分散控制，集中管理、操作既避免了單臺(tái)計(jì)算機(jī)集中控制的高度風(fēng)險(xiǎn)，又克服了常規(guī)儀表人機(jī)交互困難的缺點(diǎn)分散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分散式控制系統(tǒng)組成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)

17、場(chǎng)控制站數(shù)據(jù)采集站操作員站工程師站監(jiān)控計(jì)算機(jī)上級(jí)管理計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各種傳感器直接接到各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制站又稱基本控制器或分站是一種直接數(shù)字控制器DDC用于控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有較強(qiáng)的運(yùn)算功能和控制功能可獨(dú)立進(jìn)行就地控制數(shù)據(jù)采集站由微型計(jì)算機(jī)、輸入通道和輸出設(shè)備組成作用是采集非控制變量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理所采集的過(guò)程數(shù)據(jù)僅用于顯示、記錄、分析處理和打印制表。操作員站又稱上位機(jī)，是在線設(shè)備；過(guò)程管理（各參數(shù)顯示、計(jì)算等）；過(guò)程控制（控制參數(shù)輸入、手動(dòng)控制等），過(guò)程維護(hù)（設(shè)置上、下限，故障顯示等）；打印。網(wǎng)絡(luò)通信（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲得、與工程師站通信等）。工程師站可與操作員站合并，不一定是在線設(shè)備；確定地址（定義系統(tǒng)中控制器、模塊的位置）；按設(shè)計(jì)確定算法等。監(jiān)控計(jì)算機(jī)用來(lái)完成高級(jí)控制