智能建筑概論 第二章資料

1、第二章 智能建筑信息技術(shù)基礎(chǔ)(jch)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(1) 計(jì)算機(jī)控制基本原理電子技術(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本(jbn)框圖(1) 計(jì)算機(jī)控制基本原理A/D轉(zhuǎn)換器：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)（Analog to Digital，A/D）轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器：將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)模（Digital to Analog，D/A）轉(zhuǎn)換器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制(kngzh)系統(tǒng)的控制(k

2、ngzh)過程(1) 計(jì)算機(jī)控制基本原理數(shù)據(jù)采集決策控制對(duì)連續(xù)量的變化過程進(jìn)行控制，要求控制系統(tǒng)能夠滿足實(shí)時(shí)性要求，即在確定的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入量進(jìn)行處理并做出反應(yīng)。共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成(z chn)框圖(1) 計(jì)算機(jī)控制基本原理共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件(run jin)組成(1) 計(jì)算機(jī)控制基本原理軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)匯編語言高級(jí)算法語言過程控制語言數(shù)據(jù)庫通信軟件診斷程序 過程輸入程序打印程序過程控制程序過程輸出程序人機(jī)接口程序控制系統(tǒng)組態(tài)公共服務(wù)程序畫面生成報(bào)表

3、曲線生成共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系(2) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型(dinxng)形式 數(shù)據(jù)采集和操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，含計(jì)算機(jī)信息采集系統(tǒng)（Data Acquisition System，DAS）和操作控制系統(tǒng)（Data Process System，DPS）。開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全可靠需要引入人工操作，以致速度不快、被控對(duì)象數(shù)量受限共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系 直接(zhji)數(shù)字控制系統(tǒng)(2) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式直接數(shù)字控制系統(tǒng)（Direct Digital Control，DDC）是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用

4、較為廣泛的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)沒有操作人員的直接參與實(shí)時(shí)性好可靠性和適應(yīng)性較強(qiáng)在自控系統(tǒng)中得到了普遍應(yīng)用共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系 監(jiān)督(jind)控制系統(tǒng)(2) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式監(jiān)督控制系統(tǒng)（Supervisory Computer Control，SCC） 有兩種結(jié)構(gòu)形式：1）SCC+模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系 監(jiān)督(jind)控制系統(tǒng)(2) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式2）SCC+DDC分級(jí)控制系統(tǒng)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系 集散控制系統(tǒng) （第三章詳

5、細(xì)(xingx)介紹）(2) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）又稱分布控制系統(tǒng)或分散控制系統(tǒng)。第一級(jí)：現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)第二級(jí)：監(jiān)控級(jí)第三級(jí)：企業(yè)管理級(jí)其基本思想是分散控制 集中操作分級(jí)管理 配置靈活組態(tài)方便共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) （第三章詳細(xì)(xingx)介紹）(2) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）是在集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是新一代分布式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線的含義及優(yōu)越點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：（1）現(xiàn)場(chǎng)通信

6、網(wǎng)絡(luò)（2）互操作性（3）分散功能模塊（4）通信線供電（5）開放式互連網(wǎng)絡(luò)（6）“傻瓜”性共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3) 工業(yè)(gngy)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（Industrial Personal Computer，IPC）是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的設(shè)備總稱。是用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程控制和管理的計(jì)算機(jī)，又稱過程計(jì)算機(jī)，它是自動(dòng)化技術(shù)工具中最重要的設(shè)備。共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3) 工業(yè)(gngy)控制計(jì)算機(jī) IPC的主要特點(diǎn) IPC的組成結(jié)構(gòu)可靠性 實(shí)時(shí)性 擴(kuò)充性 兼容性共

7、五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系(4) 可編程控制器可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)(shj)，適應(yīng)多品種，小批量生產(chǎn)的需求。共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4) 可編程控制器（1）可靠性高（2）適用性強(qiáng)（3）易學(xué)易用（4）維護(hù)(wih)方便，容易改造（5）體積小，重量輕，能耗低 PLC的主要特點(diǎn) IPC的組成結(jié)構(gòu)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系 PLC編譯語言(4) 可編程控制器在可編程控制器中

8、有多種程序設(shè)計(jì)(chn x sh j)語言：梯形圖語言、布爾助記符語言（語句表）、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系梯形圖(4) 可編程控制器 PLC編譯語言共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系語句(yj)表（布爾助記符程序設(shè)計(jì)語言） PLC編譯語言(4) 可編程控制器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5) 單片機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(jinchng)單片機(jī)（Single Chip Microcomputer），又稱微控制器（Micro Computer Un

9、it）。目前國(guó)外已普遍稱之為微控制器 MCU（Micro Controller Unit）。共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5) 單片機(jī) MCU的構(gòu)成(guchng)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系 MCU的主要(zhyo)特點(diǎn) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化 可靠性高 處理功能強(qiáng)，速度快 低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 控制功能強(qiáng) 環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)(5) 單片機(jī)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系 單片機(jī)開發(fā)(kif)系統(tǒng)(5) 單片機(jī)仿真器keil C編譯器窗口共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nq

10、un)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(1) 傳感器概述(i sh)傳感器 Transducer/Sensor被測(cè)量信息物理量化學(xué)量生物量電信號(hào)（或其他形式信息）傳輸處理存儲(chǔ)顯示控制記錄共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(1) 傳感器概述(i sh)傳感器構(gòu)成框圖共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(2) 傳感器分類(fn li)按用途分類傳感器力/壓力敏傳感器能耗傳感器液位傳感器熱敏傳感器射線輻射傳感器加速度傳感器位置傳感器速度傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研

11、究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(2) 傳感器分類(fn li)按原理分類傳感器振動(dòng)傳感器氣敏傳感器磁敏傳感器生物傳感器濕敏傳感器真空度傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(2) 傳感器分類(fn li)按輸出信號(hào)分類傳感器模擬傳感器開關(guān)傳感器膺數(shù)字傳感器數(shù)字傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(3) 傳感器選型測(cè)量(cling)對(duì)象與測(cè)量環(huán)境線性范圍頻率響應(yīng)特性靈敏度精度穩(wěn)定性傳感器選型考慮因素共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4) 傳感器的特性(t

12、xng)2.2 傳感器及執(zhí)行器傳感器的特性靜態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性線性度漂移靈敏度分辨力遲滯穩(wěn)定性靜態(tài)誤差閾值重復(fù)性瞬態(tài)響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同種類(zhngli)傳感器工作原理電阻式傳感器電阻式液位傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同種類傳感器工作(gngzu)原理電感式傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同種類(zhngli)傳感器工作原理電容式傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(

13、kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同種類傳感器工作(gngzu)原理壓電式加速度傳感器壓電式傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同種類傳感器工作(gngzu)原理磁電式傳感器磁電式(無源)轉(zhuǎn)速傳感器恒磁通式磁電傳感器結(jié)構(gòu)圖共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同種類傳感器工作(gngzu)原理霍爾傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同(b tn)種類傳感器工作原理熱電式傳感器共

14、五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(5) 不同(b tn)種類傳感器工作原理光電式傳感器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(6) 智能(zh nn)傳感器本身消除異常值和例外值1具有信號(hào)處理功能2隨機(jī)整定和自適應(yīng)3具有一定程度的存儲(chǔ)、識(shí)別和自診斷功能4內(nèi)含特定算法并可根據(jù)需要改變5智能傳感器具備以下條件共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(6) 智能(zh nn)傳感器智能傳感器的主要特征是敏感技術(shù)和信息處理技術(shù)的結(jié)合共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(k

15、xu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2 傳感器及執(zhí)行器(6) 智能(zh nn)傳感器智能傳感器的商用產(chǎn)品共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系執(zhí)行器（Final Controlling Element）自動(dòng)化技術(shù)工具中接收(jishu)控制信息并對(duì)受控對(duì)象施加控制作用的裝置。2.2 傳感器及執(zhí)行器(7) 執(zhí)行器共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技術(shù)(1) 控制器控制器（Controller）是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。共五

16、十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技術(shù)(2) 數(shù)字量和模擬量接口I/O 接口共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技術(shù)(2) 數(shù)字量和模擬量接口D/A 轉(zhuǎn)換器數(shù)字量模擬量R2R梯形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)原理圖共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技術(shù)(2) 數(shù)字量和模擬量接口A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)字量模擬量逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技

17、術(shù)(2) 數(shù)字量和模擬量接口D/A 轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)分辨率工作溫度輸入編碼輸出電平穩(wěn)定時(shí)間A/D 轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)分辨率工作溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換精度量程共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技術(shù)(3) 通信總線接口技術(shù)計(jì)算機(jī)和外部交換信息，稱為通信（Communication）。通信并行通信串行通信全雙工方式半雙工方式同步通信異步通信共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.3 計(jì)算機(jī)測(cè)控(c kn)系統(tǒng)接口技術(shù)(3) 通信總線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的異步通信數(shù)據(jù)格式共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工

18、程系2.4 自動(dòng)控制(z dn kn zh)相關(guān)技術(shù)機(jī)械技術(shù)電子電工技術(shù)微電子技術(shù)信息技術(shù)傳感器技術(shù)接口技術(shù)信號(hào)變換技術(shù)(1) 機(jī)電一體化機(jī)電一體化智能化模塊化網(wǎng)絡(luò)化微型化綠色化系統(tǒng)化共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)與安全(nqun)技術(shù)研究所/消防工程系2.4 自動(dòng)控制相關(guān)(xinggun)技術(shù)(2) 計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)容錯(cuò)（Fault-tolerance）容忍故障，考慮故障一旦發(fā)生時(shí)能夠自動(dòng)檢測(cè)出來并使系統(tǒng)能夠自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。容錯(cuò)軟件實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)技術(shù)，主要依靠冗余結(jié)構(gòu)冗余信息冗余時(shí)間冗余冗余附加技術(shù)共五十二頁CSU防災(zāi)科學(xué)(kxu)與安全技術(shù)研究所/消防工程系故障(gzhng)限制故障檢測(cè)故障屏蔽重試診斷重組恢復(fù)修復(fù)重構(gòu)2.4 自動(dòng)控制相關(guān)技術(shù)(2) 計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)容錯(cuò)系統(tǒng)的一般階段共五十二頁內(nèi)容摘要第二章 智能建筑信息技術(shù)基礎(chǔ)。將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換(zhunhu