樓宇自動(dòng)化控制技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)課程

第二章樓宇自動(dòng)化控制技術(shù)基礎(chǔ)2.1檢測(cè)技術(shù)與常用傳感器

檢測(cè)技術(shù)概述

2.2樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)常用傳感器樓宇自控中常用的傳感器有如下幾種：(1)溫度傳感器溫度傳感器用于測(cè)量水管或風(fēng)管中介質(zhì)的溫度，以此來控制相應(yīng)的水泵、風(fēng)機(jī)、閥門和風(fēng)門等執(zhí)行元件的開度。(2)濕度傳感器濕度傳感器用于測(cè)量風(fēng)道中介質(zhì)的濕度，以此來控制相應(yīng)的加濕閥的開度。(3)壓力或壓差傳感器壓力或壓差傳感器主要用來檢測(cè)水管或是風(fēng)管中的壓力和壓差，以此來控制相應(yīng)的變頻器以調(diào)整水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，或是調(diào)節(jié)比例閥門的開度。(4)流量傳感器流量傳感器主要是檢測(cè)水系統(tǒng)中液體的流量，以此來控制相應(yīng)水泵閥的數(shù)量。因?yàn)樗鼈兌际莻鞲衅?，所以通常用來控制模擬量，其輸出模擬量是0～10V或4～20A。結(jié)構(gòu)是傳感器和變送器的組合。除了以上常用的傳感器之外，BAS中有時(shí)還會(huì)用到許多其他類型的特殊傳感變送器，如用來檢驗(yàn)空氣中二氧化碳、一氧化碳濃度等的傳感器，用來檢測(cè)電網(wǎng)中電流或電壓的電流電壓傳感器，用來檢測(cè)環(huán)境明暗程度的照度傳感器，還有一些是組合型的傳感器，如空氣品質(zhì)傳感器、功率因素變送器等等。2．樓宇自控中常用的控制器樓宇自控中常用的控制器有如下幾種，它們輸出的形式是開關(guān)量：(5)水流開關(guān)水流開關(guān)主要用來檢測(cè)管道內(nèi)是否有水的流動(dòng)，通常應(yīng)用于制冷站、熱站、給排水等帶有泵類的系統(tǒng)中。(6)液位開關(guān)液位開關(guān)主要用來檢測(cè)液體的液位，如清水池和污水池的液位。

(7)連續(xù)輸出的調(diào)節(jié)器2.2自動(dòng)控制基本原理與系統(tǒng)組成2.2.1閉環(huán)控制／調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成2.2.2控制器調(diào)節(jié)特性及其選擇、執(zhí)行器器在氣體體和液液體的的流動(dòng)動(dòng)控制制中，，常常常用閥閥門來來作為為介質(zhì)質(zhì)流動(dòng)動(dòng)的控控制手手段。。要想想實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)化控控制就就得對(duì)對(duì)一些些閥門門、風(fēng)風(fēng)門等等元件件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)控制制。這這就需需要用用到閥閥門和和電動(dòng)動(dòng)執(zhí)行行器。。1．閥門門常見的的閥門門有如如下幾幾種：：(1)風(fēng)機(jī)盤盤管電電動(dòng)閥閥這這是是一種種平衡衡式冷冷熱水水閥，，主要要應(yīng)用用于風(fēng)風(fēng)機(jī)盤盤管的的控制制中，，這類類閥所所需的的功率率最小小，是是通電電開啟啟的一一種閥閥門。。閥門門的開開啟時(shí)時(shí)間僅僅為7s，具有有很好好的密密閉性性，流流體允允許溫溫度為為0～95℃℃。(2)二通螺螺紋線線性閥閥這這種種閥門門主要要應(yīng)用用于供供熱通通風(fēng)和和空調(diào)調(diào)，也也可以以用于于飽和和水蒸蒸氣。。它的的連接接方式式是采采用內(nèi)內(nèi)螺紋紋結(jié)構(gòu)構(gòu)，閥閥體是是純銅銅材料料。它它與電電動(dòng)執(zhí)執(zhí)行器器一起起可以以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)連續(xù)續(xù)的開開度調(diào)調(diào)節(jié)，，是進(jìn)進(jìn)行自自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)的的主要要元件件。(3)法蘭式式三通通閥這這種閥閥門主主要應(yīng)應(yīng)用于于供熱熱與空空調(diào)，，也可可以用用于飽飽和水水蒸氣氣。它它的連連接方方式是是采用用法蘭蘭結(jié)構(gòu)構(gòu)，閥閥體與與閥座座為一一體化化結(jié)構(gòu)構(gòu)，泄泄露率率極低低，適適應(yīng)的的溫度度為2～170℃℃。它它與與電電動(dòng)動(dòng)執(zhí)執(zhí)行行器器一一起起可可以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)連連續(xù)續(xù)的的開開度度調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)，，是是進(jìn)進(jìn)行行自自動(dòng)動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)的的主主要要元元件件。。2．電電動(dòng)動(dòng)執(zhí)執(zhí)行行器器電動(dòng)動(dòng)執(zhí)執(zhí)行行器器有有如如下下幾幾種種：：(1)電動(dòng)動(dòng)閥閥門門執(zhí)執(zhí)行行器器這這種種執(zhí)執(zhí)行行器器適適用用于于HVAC閥門門(HVAC：采采暖暖、、通通風(fēng)風(fēng)和和空空調(diào)調(diào))，內(nèi)內(nèi)帶帶一一個(gè)個(gè)選選擇擇正正反反作作用用插插頭頭，，用用于于提提供供模模擬擬輸輸出出DC0～10V的調(diào)調(diào)制制控控制制。。它它具具有有安安裝裝快快捷捷、、閥閥門門定定位位準(zhǔn)準(zhǔn)確確、、低低功功耗耗、、高高的的關(guān)關(guān)斷斷壓壓力力、、終終端端推推力力限限位位開開關(guān)關(guān)等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。。電電動(dòng)動(dòng)線線性性閥閥門門執(zhí)執(zhí)行行器器還還帶帶有有手手動(dòng)動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)和和精精確確的的同同步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)控控制制。。閥閥的的自自身身還還帶帶有有位位置置反反饋饋的的輸輸出出信信號(hào)號(hào)，，可可以以和和閥閥門門組組合合在在一一起起進(jìn)進(jìn)行行PID(比例例積積分分微微分分，，一一種種閉閉環(huán)環(huán)回回路路算算法法)調(diào)節(jié)節(jié)。。通通常常被被用用來來對(duì)對(duì)液液體體、、氣氣體體等等介介質(zhì)質(zhì)進(jìn)進(jìn)行行變變量量的的開開度度控控制制，，它它也也是是自自動(dòng)動(dòng)化化控控制制中中的的主主要要元元件件。。氣動(dòng)動(dòng)薄薄膜膜調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥的的組組成成氣動(dòng)動(dòng)薄薄膜膜調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥是是由由上上部部的的薄薄膜膜執(zhí)執(zhí)行行機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)和和下下部部的的調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)兩兩部部分分組組成成執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)氣動(dòng)薄膜膜調(diào)節(jié)閥閥的類型型直通單座座調(diào)節(jié)閥閥三通調(diào)節(jié)節(jié)閥蝶閥高壓角形形調(diào)節(jié)閥閥隔膜調(diào)節(jié)節(jié)閥直通雙座座調(diào)節(jié)閥閥直通單座座調(diào)節(jié)閥閥氣動(dòng)薄膜膜調(diào)節(jié)閥閥三通調(diào)節(jié)節(jié)閥三通閥可可以把一一路流體體分成兩兩路，或或是把兩兩路流體體合為一一路，它它們是是在直通通單座或或雙座調(diào)調(diào)節(jié)閥的的基礎(chǔ)上上發(fā)展起起來的，，可以代代替兩個(gè)個(gè)直通閥閥二位三通通電磁閥閥蝶閥蝶閥又稱稱為翻板板閥。其其結(jié)構(gòu)如如圖。它它利用擋擋板的旋旋轉(zhuǎn)改變變流通面面積來控控制流量量高壓角形形調(diào)節(jié)閥閥鑄造成型型的角形形結(jié)構(gòu)，，如圖所所示。為為了延長長使用壽壽命，適適應(yīng)高壓壓差下流流體的沖沖刷和氣氣蝕，閥閥芯頭部部可采用用硬質(zhì)合合金或可可淬硬鋼鋼滲鉻等等，閥座座則采用用可淬硬硬鋼滲鉻鉻隔膜調(diào)節(jié)節(jié)閥隔膜調(diào)節(jié)節(jié)閥采用用耐腐蝕蝕襯里的的閥體和和耐腐蝕蝕的隔膜膜代替閥閥芯組件件，由隔隔膜起控控制作用用，如圖圖所示直通雙座座調(diào)節(jié)閥閥直通雙座座調(diào)節(jié)閥閥的結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖所所示。閥閥體內(nèi)有有兩個(gè)閥閥芯和閥閥座，流流體從左左側(cè)進(jìn)入入，通通過閥芯芯閥座后后匯合，，從右側(cè)側(cè)流出直接控制制式電磁磁閥氣動(dòng)薄膜膜調(diào)節(jié)閥閥動(dòng)態(tài)特特性和變變差氣動(dòng)薄膜膜調(diào)節(jié)閥閥的動(dòng)態(tài)態(tài)特性Rpc減小調(diào)節(jié)節(jié)閥時(shí)間間常數(shù)的的措施是是：盡量縮短短氣壓信信號(hào)管線線的長度度氣壓信號(hào)號(hào)傳送管管線的直直徑要選選擇得當(dāng)當(dāng)采用閥門門定位器器二、閥門門定位器器閥門定位位器的作作用改善調(diào)節(jié)節(jié)閥的定定位精度度控制質(zhì)量量高有有利利閥桿正正確定位位使用于惡惡劣環(huán)境境較較好好的抗阻阻力使用閥門門定位器器，可以以改善閥閥的動(dòng)態(tài)態(tài)特性可以很方方便地改改變調(diào)節(jié)節(jié)閥的流流量特性性應(yīng)用閥門門定位器器實(shí)現(xiàn)分分程控制制氣動(dòng)閥門門定位器器氣動(dòng)閥門門定位器器接受氣氣動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)器的輸輸出，并并產(chǎn)生與與調(diào)節(jié)器器輸出成成比例的的氣壓信信號(hào)，去去控制氣氣動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)閥，，它是按按力矩平平衡原理理工作的的電/氣閥閥門定位位器電/氣閥閥門定位位器接受受電動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)器的的輸出I(0－－10mA或4－20mA直流電信信號(hào))產(chǎn)產(chǎn)生與調(diào)調(diào)節(jié)器輸輸出信號(hào)號(hào)成比例例的氣壓壓信號(hào)P去控制氣氣動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)閥。電氣轉(zhuǎn)換換器調(diào)節(jié)閥流流量特性性調(diào)節(jié)閥的的流通能能力及其其口徑的的選擇流通能力力的定義義是當(dāng)調(diào)調(diào)節(jié)閥全全開、閥閥兩端壓壓差為105Pa、流體密密度為1g/cm3時(shí)，每小小時(shí)流經(jīng)經(jīng)調(diào)節(jié)閥閥的流量量數(shù)（m3/h），用C表示。對(duì)于液體體：式中Q——體積流量量，m3/h；G——質(zhì)量流量量，t/h；P1，P2——調(diào)節(jié)閥前前、后的的絕對(duì)壓壓力，Pa；ρ——液體密度度，g/cm3；對(duì)于蒸汽汽：當(dāng)P2＞0.5P1時(shí)，蒸汽汽處于亞亞臨界狀狀態(tài)式中G——蒸汽質(zhì)量量流量，，kg/h；P1，P2——調(diào)節(jié)閥前前、后的的絕對(duì)壓壓力，Pa；ρ2——調(diào)節(jié)閥后后出口斷斷面上蒸蒸汽密度度，kg/m3；調(diào)節(jié)閥的的口徑是是根據(jù)工工藝要求求的流通通能力來來確定的的，先計(jì)計(jì)算出C值后，查查調(diào)節(jié)閥閥的產(chǎn)品品規(guī)格說說明書，，確定調(diào)調(diào)節(jié)閥的的公稱直直徑（口口徑）、、閥芯直直徑。(2)風(fēng)門執(zhí)行行器這這種執(zhí)行行器用于于控制風(fēng)風(fēng)門、通通風(fēng)百葉葉窗和VAV裝置的調(diào)調(diào)節(jié)、浮浮點(diǎn)控制制，可以以和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的圓形形和方形形的風(fēng)門門連桿進(jìn)進(jìn)行連接接，被廣廣泛地應(yīng)應(yīng)用在風(fēng)風(fēng)門的開開度控制制，特別別是在空空氣處理理機(jī)和新新風(fēng)機(jī)組組的回風(fēng)風(fēng)閥、排排風(fēng)閥、、新風(fēng)閥閥中實(shí)行行PID的控制，，使之形形成一定定的比例例連鎖控控制。實(shí)際的控控制回路路中，直直接數(shù)字字控制器器(DDC)常常不能能直接控控制相關(guān)關(guān)設(shè)備，，中間還還要用到到其他各各種類型型的輔助助控制器器以完成成動(dòng)作，，如變頻頻器、繼繼電器等等。集散控制制系統(tǒng)又稱分布布式控制制系統(tǒng)(DCS—DistributedControlSystem)，它的特特征是““集中管管理，分分散控制制”，即即以分布布在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)被控設(shè)設(shè)備處的的各種功功能性微微機(jī)(下位機(jī))完成被控控設(shè)備的的實(shí)時(shí)監(jiān)監(jiān)測(cè)、保保護(hù)與控控制。該該系統(tǒng)克克服了計(jì)計(jì)算機(jī)集集中控制制帶來的的危險(xiǎn)性性高度集集中和常常規(guī)儀表表控制功功能單一一的局限限性；以以安裝于于中央監(jiān)監(jiān)控室并并具有很很強(qiáng)的數(shù)數(shù)字通信信、CRT顯示、打打印輸出出與豐富富的控制制管理軟軟件功能能的中央央管理計(jì)計(jì)算機(jī)(上位機(jī))完成集中中操作、、顯示與與優(yōu)化控控制功能能，避免免了因常常規(guī)儀表表分散控控制而造造成的人人機(jī)聯(lián)系系困難，，且便于于統(tǒng)一管管理。傳感器/控制器群群針對(duì)水水、電、、氣、報(bào)報(bào)警、消消防等終終端設(shè)施施進(jìn)行檢檢測(cè)與控控制，一一般根據(jù)據(jù)監(jiān)控需需求按類類或按組組控制。。對(duì)大型型DCS，中間還還有區(qū)域域控制中中心。2.4計(jì)算機(jī)控控制技術(shù)術(shù)分布式系系統(tǒng)將許許多臺(tái)計(jì)計(jì)算機(jī)聯(lián)聯(lián)合起來來，共同同承擔(dān)監(jiān)監(jiān)測(cè)與控控制管理理的工作作，所連連接的每每臺(tái)計(jì)算算機(jī)既可可以獨(dú)立立進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測(cè)和控控制工作作，又可可以在中中央控制制機(jī)指導(dǎo)導(dǎo)下工作作，還可可以與其其他計(jì)算算機(jī)協(xié)調(diào)調(diào)交換信信息，共共同完成成某項(xiàng)控控制任務(wù)務(wù)。其靈靈活性、、可靠性性要遠(yuǎn)高高于單臺(tái)臺(tái)控制器器。如圖所示示，集散散型計(jì)算算機(jī)控制制系統(tǒng)主主要由四四部分構(gòu)構(gòu)成。1．中央管管理計(jì)算算機(jī)(或稱上位位機(jī)、中中央監(jiān)控控計(jì)算機(jī)機(jī))中央管理理計(jì)算機(jī)機(jī)設(shè)置在在中央監(jiān)監(jiān)控室內(nèi)內(nèi)，它將將來自現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備備的所有有信息數(shù)數(shù)據(jù)集中中提供給給監(jiān)控人人員，并并接至室室內(nèi)的顯顯示設(shè)備備、記錄錄設(shè)備和和報(bào)警裝裝置等。。由于中中央管理理計(jì)算機(jī)機(jī)是整個(gè)個(gè)BAS的核心，，相當(dāng)于于人的大大腦，其其重要性性是不言言而喻的的。普通通商用個(gè)個(gè)人計(jì)算算機(jī)用作作中央控控制機(jī)顯顯然是不不合理的的。一般般為了提提高計(jì)算算機(jī)的可可靠性通通常采用用兩種方方法：一種是直直接采用用工業(yè)控控制計(jì)計(jì)算機(jī)；；另一種種就是采采用容錯(cuò)錯(cuò)計(jì)算機(jī)機(jī)。工業(yè)業(yè)控制計(jì)計(jì)算機(jī)(也稱IPC)由于采用用了特殊殊的生產(chǎn)產(chǎn)工藝和和手段,其穩(wěn)定性性是普通通商用PC所無法比比擬的。。而所謂謂容錯(cuò)計(jì)計(jì)算機(jī)就就是采用用兩臺(tái)普普通PC通過互為為冗余備備份的方方法來充充當(dāng)中央央控制主主機(jī)，一一旦其中中一臺(tái)PC出現(xiàn)故障障，作為為備份的的另一臺(tái)臺(tái)主機(jī)可可立刻被被專用的的總線控控制電路路啟動(dòng)，，從而不不會(huì)導(dǎo)致致系統(tǒng)癱癱瘓。2．DDC(直接數(shù)字控控制器，亦亦稱下位機(jī)機(jī))DDC作為系統(tǒng)與與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備備的接口，，它通過分分散設(shè)置在在被控設(shè)備備的附近收收集來自現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的的信息，并并能獨(dú)立監(jiān)監(jiān)控有關(guān)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。。它通過數(shù)數(shù)據(jù)傳輸線線路與中央央監(jiān)控室的的中央管理理監(jiān)控計(jì)算算機(jī)保持通通信聯(lián)系，，接受其統(tǒng)統(tǒng)一控制與與優(yōu)化管理理。3．通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中央管理計(jì)計(jì)算機(jī)與DDC之間的信息息傳送，由由數(shù)據(jù)傳輸輸線路(通信網(wǎng)絡(luò))實(shí)現(xiàn)，較小小規(guī)模的BAS系統(tǒng)可以簡簡單地使用用屏蔽雙絞絞線作為傳傳輸介質(zhì)。。4．傳感器與與執(zhí)行器BAS系統(tǒng)的末端端為傳感器器和執(zhí)行器器，它被裝裝置在被控控設(shè)備的傳傳感(檢測(cè))元件和執(zhí)行行元件上。。這些傳感感元件如溫溫度傳感器器、相對(duì)濕濕度傳感器器、壓力傳傳感器、流流量傳感器器、電流電電壓轉(zhuǎn)換器器、液位檢檢測(cè)器、壓壓差器和水水流開關(guān)等等，將現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)檢測(cè)到的的模擬量信信號(hào)或數(shù)字字量信號(hào)輸輸入至DDC，DDC則輸出控制制信號(hào)傳送送給繼電器器、調(diào)節(jié)器器等執(zhí)行元元件，對(duì)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)設(shè)備進(jìn)行控控制。四、現(xiàn)場(chǎng)總線技技術(shù)集散型控制制系統(tǒng)還沒沒有從根本本上解決系系統(tǒng)內(nèi)部的的通信問題題和分布式式問題，只只是自成封封閉系統(tǒng)，，以固定集集散模式和和通信約定定構(gòu)成。因因此，這種種控制系統(tǒng)統(tǒng)還很難適適應(yīng)智能大大廈種類繁繁多的設(shè)備備檢測(cè)和控控制要求。。近年來，，專門為實(shí)實(shí)時(shí)控制而而設(shè)計(jì)的、、能在控制制層提供互互操作的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技技術(shù)逐漸成成熟，如著著名的LonWorks技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是局域域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)在控制領(lǐng)領(lǐng)域的延伸伸和應(yīng)用，，它是將控控制系統(tǒng)按按局域網(wǎng)絡(luò)絡(luò)(LAN)的方式進(jìn)行行構(gòu)造，用用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)代替LAN中的工作站站，并將其其安裝于監(jiān)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，，直接與各各種監(jiān)控傳傳感器和控控制器相連連?，F(xiàn)場(chǎng)總總線網(wǎng)中每每個(gè)節(jié)點(diǎn)間間可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的的信息傳送送，具有極極其良好的的互操作性性，這樣便便使整個(gè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了了無中心的的真正的分分布式控制制模式。這這種網(wǎng)絡(luò)集集數(shù)據(jù)采集集、分析、、控制和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信為為一體，十十分適合于于智能建筑筑進(jìn)行分布布式網(wǎng)絡(luò)管管理和控制制。近年來來，樓宇自自動(dòng)化正在在向著開放放系統(tǒng)迅速速發(fā)展。在在實(shí)時(shí)控制制方面，實(shí)實(shí)現(xiàn)可互相相操作的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技技術(shù)的通信信協(xié)議如LonTalk等也應(yīng)運(yùn)而而生，為樓樓宇自動(dòng)化化中的傳感感器、執(zhí)行行器和控制制器之間的的網(wǎng)絡(luò)化操操作奠定了了基礎(chǔ)。圖為一典型型現(xiàn)場(chǎng)總線線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖。其中中，NCU是網(wǎng)絡(luò)控制制器，NCU與中央管理理計(jì)算機(jī)間間以N1總線連接，，而NCU與下位機(jī)(DDC)之間則以N2總線(現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)網(wǎng))相連接。五、直接數(shù)字控控制器直接數(shù)字控控制器(DDC——DirectDigitalController)，又稱下位位機(jī)，從某某種意義上上講，它是是整個(gè)樓宇宇自控系統(tǒng)統(tǒng)的關(guān)鍵。。“控制器器”指完成成被控設(shè)備備特征參數(shù)數(shù)與過程參參數(shù)的測(cè)量量并達(dá)到控控制目標(biāo)的的控制裝置置。“數(shù)字字”的含義義是指該控控制器利用用數(shù)字電子子計(jì)算機(jī)來來實(shí)現(xiàn)其功功能要求。?！爸苯咏印币馕吨撗b置在在被控設(shè)備備的附近，，無需再通通過其他裝裝置即可實(shí)實(shí)現(xiàn)上述全全部測(cè)控功功能。因此此,DDC實(shí)際上也是是一個(gè)計(jì)算算機(jī)，它應(yīng)應(yīng)具有可靠靠性高、控控制功能強(qiáng)強(qiáng)、可編寫寫程序等特特點(diǎn)，既能能獨(dú)立監(jiān)控控有關(guān)設(shè)備備，又可通通過通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接受來來自中央管管理計(jì)算機(jī)機(jī)的統(tǒng)一控控制與優(yōu)化化管理。1．DDC支持的監(jiān)控控點(diǎn)DDC能夠支持以以下不同性性質(zhì)的監(jiān)控控點(diǎn)：(1)模擬量輸入入(AI)；(2)開關(guān)量輸入入(DI)；(3)模擬量輸出出(AO)；(4)開關(guān)量輸出出(DO)。2．DDC的主要功能能DDC的主要功能能包括以下下幾個(gè)方面面：(1)對(duì)第三層的的數(shù)據(jù)采樣樣設(shè)備進(jìn)行行周期性的的數(shù)據(jù)采集集。(2)對(duì)采集的數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)調(diào)整和處理理(濾波、放大大、轉(zhuǎn)換)。(3)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集集的數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行分析，，確定現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)。。(4)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備備運(yùn)行狀況況進(jìn)行檢查查對(duì)比，并并對(duì)異常狀狀態(tài)進(jìn)行報(bào)報(bào)警處理。。(5)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采采集的數(shù)據(jù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定定的控制算算法(連續(xù)調(diào)節(jié)和和順序邏輯輯控制的運(yùn)運(yùn)算)而獲得控制制數(shù)據(jù)。(6)通過預(yù)定控控制程序完完成各種控控制功能，，包括比例例控制、比比例加積分分控制、比比例加積分分加微分控控制、開關(guān)關(guān)控制、平平均值控制制、最大/最小值控制制、焓值計(jì)計(jì)算控制、、邏輯運(yùn)算算控制和連連鎖控制。。(7)向第三層的的數(shù)據(jù)控制制和執(zhí)行設(shè)設(shè)備輸出控控制和執(zhí)行行命令(執(zhí)行時(shí)間、、事件響應(yīng)應(yīng)程序、優(yōu)優(yōu)化控制程程序等)。(8)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(DG)或網(wǎng)絡(luò)控制制器(NCU)連接第一層層的設(shè)備，，與各上級(jí)級(jí)管理計(jì)算算機(jī)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)交換，，向上傳送送各項(xiàng)采集集數(shù)據(jù)和設(shè)設(shè)備運(yùn)行狀狀態(tài)信息，，同時(shí)接收收各上級(jí)計(jì)計(jì)算機(jī)下達(dá)達(dá)的實(shí)時(shí)控控制指令或或參數(shù)的設(shè)設(shè)定與修改改指令。DDC擁有BAS所要求的幾幾乎所有功功能，基本本上已經(jīng)可可以完成所所有運(yùn)作，，只是在監(jiān)監(jiān)控的范圍圍和信息存存儲(chǔ)及處理理能力上有有一定限制制。因此，，直接式數(shù)數(shù)字控制器器可以看作作是小型的的、封閉的的、模塊化化的中央控控制計(jì)算機(jī)機(jī)。在很小小規(guī)模、功功能單一的的BAS中可以僅僅僅使用一到到多臺(tái)控制制器完成控控制任務(wù)；；在一定規(guī)規(guī)模、功能能復(fù)雜的系系統(tǒng)中可以以根據(jù)不同同區(qū)域、不不同應(yīng)用的的要求采用用一組控制制器完成控控制任務(wù)，，并依靠中中央管理系系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)監(jiān)視控制和和調(diào)整控制制器運(yùn)行狀狀態(tài)，完成成復(fù)雜周密密的控制操操作。3．常見的專專用控制器器類型常見的專用用控制器主主要包括下下述幾類：：(1)空氣處理機(jī)機(jī)組控制器器；(2)空調(diào)控制器器；(3)照明控制器器；(4)變風(fēng)量控制制器；(5)消防報(bào)警控控制器。更常用的是是模塊化控控制器。模模塊化控制制器是可編編程的、以以計(jì)算機(jī)模模塊為基礎(chǔ)礎(chǔ)的直接數(shù)數(shù)字式控制制器。其基基本結(jié)構(gòu)包包括一個(gè)可可內(nèi)插多個(gè)個(gè)模塊的機(jī)機(jī)架，一個(gè)個(gè)計(jì)算機(jī)模模塊和一個(gè)個(gè)電源供應(yīng)應(yīng)模塊。根根據(jù)不同的的具體應(yīng)用用，還可以以內(nèi)插各種種不同用途途的通信模模塊、輔助助控制模塊塊和輸入/輸出(Analogy/Digital)模塊。2.5.3Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線技技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線控控制技術(shù)是是計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)中中的最新技技術(shù)，是一一種開放式式、全分布布式的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制技術(shù)術(shù)。控制過過程直接面面向現(xiàn)場(chǎng)，，各現(xiàn)場(chǎng)智智能節(jié)點(diǎn)相相互獨(dú)立，，又可相互互組態(tài)，構(gòu)構(gòu)成一個(gè)開開放式、全全分布式、、可擴(kuò)展的的網(wǎng)絡(luò)控制制系統(tǒng)。目目前，主要要有Can、Lonworks、、Ff等現(xiàn)場(chǎng)總線線技術(shù)，而而Lonworks技術(shù)是我國國工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化、樓宇宇自動(dòng)化等等行業(yè)領(lǐng)域域備受看重重的一種現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技技術(shù)。Lonworks技術(shù)是由Eehelon公司開發(fā)研研制的，Lonworks技術(shù)的通信信協(xié)議稱為為LonTalk通訊協(xié)議，，LonTalk通訊協(xié)議包包含ISO/OSI中所有七層層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議議，并固化化在Lonworks產(chǎn)品中，即即SmartI/O模塊中的神神經(jīng)元芯片片中。Lonworks技術(shù)使互操操作性變成成即插即用用的具體手手段。Lonworks技術(shù)被設(shè)計(jì)計(jì)用于實(shí)時(shí)時(shí)控制應(yīng)用用，涉及領(lǐng)領(lǐng)域很廣，，包括工業(yè)業(yè)過程控制制、工廠自自動(dòng)化交通通運(yùn)輸及建建筑自動(dòng)化化等。采用用Lonworks技術(shù)，使得得未來的控控制進(jìn)一步步分散化，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線的聯(lián)聯(lián)網(wǎng)控制。。一、集中式控制制和集散式式控制方式式對(duì)比這里以PC機(jī)為上位機(jī)機(jī)的數(shù)據(jù)采采集和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)控制系統(tǒng)統(tǒng)為例，比比較一下分分布式控制制和集中控控制的優(yōu)缺缺點(diǎn)。從圖所示的的集中控制制系統(tǒng)可以以看到，每每個(gè)控制對(duì)對(duì)象都是獨(dú)獨(dú)立地連接接到機(jī)房地地中央控制制機(jī)上，需需要大量的的連接電纜纜，占用了了大量的資資金和施工工時(shí)間，給給系統(tǒng)的調(diào)調(diào)試和維護(hù)護(hù)增加了難難度。因此此控制系統(tǒng)統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)正在向向全分布式式的無主系系統(tǒng)過渡，，并向神經(jīng)經(jīng)元控制系系統(tǒng)發(fā)展。。運(yùn)用Lonworks技術(shù)的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)控制器可可組成真正正的分布式式控制系統(tǒng)統(tǒng)，如圖所所示。A/DD/A數(shù)字I/D變換及驅(qū)動(dòng)電路空調(diào)照明電梯給排水防盜防火??????現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)分布式控制系統(tǒng)示意圖節(jié)點(diǎn)控制器1智能節(jié)點(diǎn)控控制器位于于傳感器和和執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)所在的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)之間，，不僅擔(dān)負(fù)負(fù)I/O任務(wù)，還具具有很強(qiáng)的的信息處理理能力，能能單獨(dú)構(gòu)成成小型的控控制系統(tǒng)，，即單機(jī)控控制器。另另外，這些些智能節(jié)點(diǎn)點(diǎn)通過LON（局部操作網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)）和監(jiān)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（（PC機(jī)）進(jìn)行通通信。該網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)僅需通通過雙絞線線或直接利利用電源線線完成網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信，并并且任何的的智能節(jié)點(diǎn)點(diǎn)控制器之之間可以相相互傳遞信信息?？梢娨娺@種分布布式控制系系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是可大量量節(jié)省傳輸輸線纜的敷敷設(shè)量，大大大加強(qiáng)了了整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的可擴(kuò)充充性、可維維護(hù)性，系系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中中全部以數(shù)數(shù)字量進(jìn)行行傳輸，整整個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)協(xié)議本身又又具有強(qiáng)大大的糾錯(cuò)功功能，具有有較長的傳傳輸距離和和較強(qiáng)的抗抗干擾能力力，可以實(shí)實(shí)現(xiàn)無上位位機(jī)的全分分布式無主主工作。LON網(wǎng)絡(luò)與LAN（LocalAreaNetwork）局域網(wǎng)絡(luò)在在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)上很相似似，同樣具具有嚴(yán)格的的、標(biāo)準(zhǔn)的的通訊協(xié)議議，但二者者在應(yīng)用模模式方面有有著本質(zhì)的的區(qū)別，主主要有：1、LAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（即即工作站））是PC機(jī)等系統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)總線是是高速通信信電纜（如如同軸電纜纜或光纜等等）；而LON網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是一一些象火柴柴盒一樣大大小的“智智能控制節(jié)節(jié)點(diǎn)”（即即Node），網(wǎng)絡(luò)總線可可以是低速速的、普通通的雙絞線線，或建筑筑物內(nèi)現(xiàn)有有的電源線線等。LON技術(shù)可以理理解為局域域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)在控制領(lǐng)領(lǐng)域的延伸伸和應(yīng)用。。它的基本本思想是將將控制系統(tǒng)統(tǒng)按局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的方式式進(jìn)行構(gòu)造造，用網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)代替替局域網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的工作作站，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安裝裝于監(jiān)控現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，直接接與各種監(jiān)監(jiān)控傳感器器和控制器器相連。這這種網(wǎng)絡(luò)集集數(shù)據(jù)采集集（檢測(cè)））、分析、、控制（執(zhí)執(zhí)行）和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊為為一體，十十分適合大大型場(chǎng)館、、廠礦車間間、酒店以以及現(xiàn)代化化家庭乃至至現(xiàn)代化大大型設(shè)備進(jìn)進(jìn)行分布式式網(wǎng)絡(luò)管理理和控制。。二、LON節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和和LAN局域網(wǎng)絡(luò)比比較2、LAN網(wǎng)絡(luò)傳輸速度度較高，主要要用于傳輸大大塊的文件數(shù)數(shù)據(jù)；LON網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃偎俣容^低，主主要應(yīng)用于控控制系統(tǒng)傳輸輸一些狀態(tài)和和控制信息。。3、LAN網(wǎng)絡(luò)必須有一一個(gè)中央服務(wù)務(wù)器，而LON網(wǎng)絡(luò)無需中央央服務(wù)器，各各節(jié)點(diǎn)通過編編輯即可自動(dòng)動(dòng)協(xié)調(diào)工作，，實(shí)現(xiàn)無中央央控制機(jī)的自自動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)（這一特點(diǎn)點(diǎn)十分適合各各種閉環(huán)自動(dòng)動(dòng)控制系統(tǒng)的的要求）。三、LonworksOEM產(chǎn)品——SmartNodeI/O智能節(jié)點(diǎn)SmartNodeI/O節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)面面向控制過程程的核心部件件，是體現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)成總線技術(shù)術(shù)的關(guān)鍵部件件。每個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)必須具有通通信和運(yùn)算控控制功能。SmartNodeI/O智能節(jié)點(diǎn)是應(yīng)應(yīng)用美國Echelon公司Lonworks技術(shù)開發(fā)的可可編程神經(jīng)元元控制器系列列產(chǎn)品，它們們用于組成新新型的智能型型分布式控制制網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)筑筑現(xiàn)場(chǎng)總線控控制系統(tǒng)。SmartNodeI/O節(jié)點(diǎn)作為一種種智能控制節(jié)節(jié)點(diǎn)，能進(jìn)行行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處處理，并具有有可靠的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通訊，方便便的功能組態(tài)態(tài)，采用單一一雙絞線組網(wǎng)網(wǎng)等一系列特特點(diǎn)，便于實(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)高性性能價(jià)格比的的完全分布式式控制網(wǎng)絡(luò)。。SmartNodeI/O節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)能能獨(dú)立于上位位機(jī)或其他控控制器直接進(jìn)進(jìn)行對(duì)等（peer－to－peer）通訊，而無需需一個(gè)中心計(jì)計(jì)算機(jī)來控制制數(shù)據(jù)交換，，這樣可簡化化系統(tǒng)配置，，方便各節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的信息共享享，通過分散散SmartNodeI/O節(jié)點(diǎn)到現(xiàn)場(chǎng)傳傳感器/執(zhí)行行器附近，可可以顯著降低低控制系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)、安裝裝、維護(hù)的復(fù)復(fù)雜性和費(fèi)用用。SmartNodeI/O節(jié)點(diǎn)能在遠(yuǎn)程程設(shè)備上處理理信號(hào)，這樣樣可以給各種種控制元件間間的數(shù)據(jù)交換換提供更多的的靈活性和簡簡便性。SmartNodeI/O節(jié)點(diǎn)的固件中中裝有LonTalk網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議議。LonTalk協(xié)議遵循ISO/OSI七層參考模型型，管理