智能樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)集成BAS

第一章智能樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)集成（BAS）

第一節(jié)概述第二節(jié)系統(tǒng)集成的步驟第三節(jié)樓宇自動化控制技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)Lonworks現(xiàn)場總線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)所需要連接的計(jì)算機(jī)設(shè)備多種多樣，無論是硬件結(jié)構(gòu)、通信接口，還是操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件，都是有很大區(qū)別，異種計(jì)算機(jī)和異種操作系統(tǒng)的互聯(lián)成為一個(gè)很重要、很復(fù)雜的課題，一般就稱為“系統(tǒng)集成”。缺點(diǎn):用戶需求難以明確、軟件開發(fā)周期長、軟硬件配合要求高、各子系統(tǒng)的軟件和數(shù)據(jù)庫技術(shù)不公開，以及專業(yè)技術(shù)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(tǒng)集成。第一節(jié)概述目前系統(tǒng)集成工作最重要的三項(xiàng)工作是集中收集各智能化系統(tǒng)的工作參數(shù)，建立綜合信息庫和建立大廈管理的統(tǒng)一操作界面。這三項(xiàng)工作最終將實(shí)現(xiàn)的功能包括：

1、將大廈各智能化系統(tǒng)設(shè)備的工作參數(shù)收集并集中于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫內(nèi)；

2、在統(tǒng)一的工作界面上對各智能化系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行“監(jiān)視”；

3、提供完整自動的物業(yè)管理和行政管理服務(wù)；

4、大廈內(nèi)用戶可以通過Internet/Intranet實(shí)現(xiàn)外部和內(nèi)部的信息共享；

5、大廈自身的信息資料、統(tǒng)計(jì)資料集成于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并不斷自動更新，供所需時(shí)即時(shí)查詢。第二節(jié)系統(tǒng)集成的步驟一、基本原則

1、技術(shù)先進(jìn)性；

2、系統(tǒng)開放性；

3、操作安全性；

4、經(jīng)濟(jì)合理性；

5、可管理性；

6、可擴(kuò)充性。

二、系統(tǒng)集成分為設(shè)計(jì)、實(shí)施和測試三個(gè)階段。

１．系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)：包括以下階段：應(yīng)用需求的調(diào)研、集成核心的選擇、集成系統(tǒng)的調(diào)研、數(shù)據(jù)流程的規(guī)劃、系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)方案設(shè)計(jì)、硬件開發(fā)方案設(shè)計(jì)、可行性研究和方案最終確定。設(shè)計(jì)流程如圖所示。

系統(tǒng)平臺是軟硬件開發(fā)的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)集成功能的具體載體。系統(tǒng)平臺如圖所示。

軟件開發(fā)是實(shí)施系統(tǒng)集成的主要工作，軟件開發(fā)的基本內(nèi)容包括三個(gè)大類：監(jiān)控及應(yīng)用程序的開發(fā)、信息及數(shù)據(jù)的錄入和用戶界面的制作。２.系統(tǒng)集成的實(shí)施：可以分為軟件開發(fā)、硬件開發(fā)和系統(tǒng)平臺的建設(shè)。硬件開發(fā)是系統(tǒng)集成的難點(diǎn),主要任務(wù)是在不同通信標(biāo)準(zhǔn)之間建立轉(zhuǎn)換的硬件.如圖示.3.系統(tǒng)集成的測試:包括系統(tǒng)集成功能的測試和系統(tǒng)集成性能的測試.第三節(jié)樓宇自動化控制技術(shù)基礎(chǔ)

一、傳感器概述傳感器、變送器是工業(yè)自動化控制及信息檢測技術(shù)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(guān)量轉(zhuǎn)變成電信號，再由自動化控制儀表或計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制處理和調(diào)節(jié)。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(hù)開關(guān)(4)壓差開關(guān)(5)水流開關(guān)

(6)液位開關(guān)

三、閥門與電動執(zhí)行器

1．閥門

(1)風(fēng)機(jī)盤管電動閥(2)二通螺紋線性閥(3)法蘭式三通閥2．電動執(zhí)行器(1)電動閥門執(zhí)行器

(2)風(fēng)門執(zhí)行器

四、集散控制系統(tǒng)

又稱分布式控制系統(tǒng)(DCS—DistributedControlSystem)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現(xiàn)場被控設(shè)備處的各種功能性微機(jī)(下位機(jī))完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測、保護(hù)與控制。

特點(diǎn):通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便.顯示操作集中、人機(jī)界面友好、安裝簡單規(guī)模化、調(diào)試方便、運(yùn)行安全可靠.它是將將控制制系統(tǒng)統(tǒng)按局局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(LAN)的方式式進(jìn)行行構(gòu)造造，用用網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)代替替LAN中的工工作站站，并并將其其安裝裝于監(jiān)監(jiān)控現(xiàn)現(xiàn)場，，直接接與各各種監(jiān)監(jiān)控傳傳感器器和控控制器器相連連。這種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)集集數(shù)據(jù)據(jù)采集集、分分析、、控制制和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通通信為為一體體，十十分適適合于于智能能建筑筑進(jìn)行行分布布式網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管管理和和控制制。五、、現(xiàn)場場總線線技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總總線系系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖六、直直接數(shù)數(shù)字控控制器器直接數(shù)數(shù)字控控制器器(DDC——DirectDigitalController)，又稱稱下位位機(jī).“控制器器”指完完成被被控設(shè)設(shè)備特特征參參數(shù)與與過程程參數(shù)數(shù)的測測量并并達(dá)到到控制制目標(biāo)標(biāo)的控控制裝裝置。?！皵?shù)字”的含含義是是指該該控制制器利利用數(shù)數(shù)字電電子計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)來實(shí)實(shí)現(xiàn)其其功能能要求求?！爸苯印币馕段吨撛撗b置置在被被控設(shè)設(shè)備的的附近近，無無需再再通過過其他他裝置置即可可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)上述述全部部測控控功能能。1．DDC支持的的監(jiān)控控點(diǎn)(1)模擬量量輸入入(AI)；(2)開關(guān)量量輸入入(DI)；(3)模擬量量輸出出(AO)；(4)開關(guān)量量輸出出(DO)。2．DDC的主要要功能能(1)對第三三層的的數(shù)據(jù)據(jù)采樣樣設(shè)備備進(jìn)行行周期期性的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集。(2)對采集集的數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行調(diào)調(diào)整和和處理理(濾波、、放大大、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換)。(3)對現(xiàn)場場采集集的數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行分分析，，確定定現(xiàn)場場設(shè)備備的運(yùn)運(yùn)行狀狀態(tài)。。(4)對現(xiàn)場場設(shè)備備運(yùn)行行狀況況進(jìn)行行檢查查對比比，并并對異異常狀狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行報(bào)報(bào)警處處理。。(5)根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場采采集的的數(shù)據(jù)據(jù)執(zhí)行行預(yù)定定的控控制算算法(連續(xù)調(diào)調(diào)節(jié)和和順序序邏輯輯控制制的運(yùn)運(yùn)算)而獲得得控制制數(shù)據(jù)據(jù)。(6)通過預(yù)預(yù)定控控制程程序完完成各各種控控制功功能，，包括括比例例控制制、比比例加加積分分控制制、比比例加加積分分加微微分控控制、、開關(guān)關(guān)控制制、平平均值值控制制、最最大/最小值值控制制、焓焓值計(jì)計(jì)算控控制、、邏輯輯運(yùn)算算控制制和連連鎖控控制。。(7)向第三三層的的數(shù)據(jù)據(jù)控制制和執(zhí)執(zhí)行設(shè)設(shè)備輸輸出控控制和和執(zhí)行行命令令(執(zhí)行時(shí)時(shí)間、、事件件響應(yīng)應(yīng)程序序、優(yōu)優(yōu)化控控制程程序等等)。(8)通過數(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(DG)或網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制制器(NCU)連接第第一層層的設(shè)設(shè)備，，與各各上級級管理理計(jì)算算機(jī)進(jìn)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)交交換，，向上上傳送送各項(xiàng)項(xiàng)采集集數(shù)據(jù)據(jù)和設(shè)設(shè)備運(yùn)運(yùn)行狀狀態(tài)信信息，，同時(shí)時(shí)接收收各上上級計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)下達(dá)達(dá)的實(shí)實(shí)時(shí)控控制指指令或或參數(shù)數(shù)的設(shè)設(shè)定與與修改改指令令。3．常見見的專專用控控制器器類型型(1)空氣處處理機(jī)機(jī)組控控制器器；(2)空調(diào)控控制器器；(3)照明控控制器器；(4)變風(fēng)量量控制制器；；(5)消防報(bào)報(bào)警控控制器器。模塊化化控制制器:是可編編程的的、以以計(jì)算算機(jī)模模塊為為基礎(chǔ)礎(chǔ)的直直接數(shù)數(shù)字式式控制制器。。其基基本結(jié)結(jié)構(gòu)包包括一一個(gè)可可內(nèi)插插多個(gè)個(gè)模塊塊的機(jī)機(jī)架，，一個(gè)個(gè)計(jì)算算機(jī)模模塊和和一個(gè)個(gè)電源源供應(yīng)應(yīng)模塊塊。根根據(jù)不不同的的具體體應(yīng)用用，還還可以以內(nèi)插插各種種不同同用途途的通通信模模塊、、輔助助控制制模塊塊和輸輸入/輸出(Analogy/Digital)模塊。。第四節(jié)節(jié)Lonworks現(xiàn)場總總線技技術(shù)現(xiàn)場總總線控控制技技術(shù)是是計(jì)算算機(jī)控控制系系統(tǒng)中中的最最新技技術(shù)，，是一一種開開放式式、全全分布布式的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制制技術(shù)術(shù)。控控制過過程直直接面面向現(xiàn)現(xiàn)場，，各現(xiàn)現(xiàn)場智智能節(jié)節(jié)點(diǎn)相相互獨(dú)獨(dú)立，，又可可相互互組態(tài)態(tài)，構(gòu)構(gòu)成一一個(gè)開開放式式、全全分布布式、、可擴(kuò)擴(kuò)展的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制制系統(tǒng)統(tǒng)。目目前，，主要要有Can、、Lonworks、Ff等現(xiàn)場總總線技術(shù)術(shù).Lonworks技術(shù)的通通信協(xié)議議稱為LonTalk通訊協(xié)議議，LonTalk通訊協(xié)議議包含ISO/OSI中所有七七層網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)議，，并固化化在Lonworks產(chǎn)品中，，即SmartI/O模塊中的的神經(jīng)元元芯片中中。Lonworks技術(shù)使互互操作性性變成即即插即用用的具體體手段。。A/DD/A數(shù)字I/D變換及驅(qū)動電路空調(diào)照明電梯給排水防盜防火??????現(xiàn)場典型的集中控制系統(tǒng)示意圖節(jié)點(diǎn)控制器2節(jié)點(diǎn)控制器NLON網(wǎng)絡(luò)適配器空調(diào)照明電梯給排水防盜防火??????現(xiàn)場分布式控制系統(tǒng)示意圖節(jié)點(diǎn)控制器1一、集中中式控制制和集散散式控制制方式對對比1、LAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（即工工作站））是PC機(jī)等系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)算機(jī)機(jī)，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)總線是是高速通通信電纜纜（如同同軸電纜纜或光纜纜等）；；而LON網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)是一些些象火柴柴盒一樣樣大小的的“智能能控制節(jié)節(jié)點(diǎn)”（（即Node），網(wǎng)絡(luò)總線線可以是是低速的的、普通通的雙絞絞線，或或建筑物物內(nèi)現(xiàn)有有的電源源線等。。二、LON節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和LAN局域網(wǎng)絡(luò)絡(luò)比較2、LAN網(wǎng)絡(luò)傳輸輸速度較較高，主主要用于于傳輸大大塊的文文件數(shù)據(jù)據(jù)；LON網(wǎng)絡(luò)傳輸輸?shù)乃俣榷容^低，，主要應(yīng)應(yīng)用于控控制系統(tǒng)統(tǒng)傳輸一一些狀態(tài)態(tài)和控制制信息。。3、LAN網(wǎng)絡(luò)必須須有一個(gè)個(gè)中央服服務(wù)器，，而LON網(wǎng)絡(luò)無需需中央服服務(wù)器，，各節(jié)點(diǎn)點(diǎn)通過編編輯即可可自動協(xié)協(xié)調(diào)工作作，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)無中央央控制機(jī)機(jī)的自動動控制系系統(tǒng)（這這一特點(diǎn)點(diǎn)十分適適合各種種閉環(huán)自自動控制制系統(tǒng)的的要求））。三、Lon局部網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)控控制系統(tǒng)統(tǒng)特點(diǎn)開發(fā)技術(shù)術(shù)體現(xiàn)特特點(diǎn):1).硬件、軟軟件和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)可以是是彼此獨(dú)獨(dú)立的三三個(gè)任務(wù)務(wù)，這意意味著一一個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的功能能描述和和編程完完全不用用考慮這這個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)是在一一個(gè)什么么樣的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中工工作，增增、減節(jié)節(jié)點(diǎn)不必必改變網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的物物理結(jié)構(gòu)構(gòu)，這也也是Lon網(wǎng)絡(luò)開發(fā)發(fā)技術(shù)的的最大特特點(diǎn)；2).用C（Neu－ronC））語言來開開發(fā)編程程工具，，這一特特點(diǎn)使得得編程工工作從匯匯編語言言中解脫脫出來。。1、指定定哪些信信息是通通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)傳遞的的，也就就是定義義網(wǎng)絡(luò)變變量。2、指定定信息傳傳遞的發(fā)發(fā)起者和和接收者者，即做做Binding（網(wǎng)絡(luò)變量量捆綁））?，F(xiàn)場設(shè)備DDC控制站DDC控制站DDC控制站???信息網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場設(shè)備DDC控制站DDC控制站DDC控制站?