和建筑設(shè)備自動化

智能建筑設(shè)備控制技術(shù)主講教師：張銳教室：B1-403/周四，7、8丁1-301/周六，1、223第1章建筑設(shè)備自動化概述本章主要內(nèi)容：1.1智能建筑的基本概念

1.2智能建筑的組成及核心技術(shù)

1.3建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)

1.4建筑設(shè)備自動化的發(fā)展231.1智能建筑的基本概念

1.1.1智能建筑(IntelligentBuilding,IB)1.公共建筑：高級商務(wù)辦公樓、高級住宅、商場、醫(yī)院、圖書館、博物館、體育場館、機場、車站等2.智能住宅小區(qū)1984年美國1990年我國231.1.2智能建筑的定義1.1智能建筑的基本概念

美國：——通過優(yōu)化其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理四個基本要素及其相互關(guān)系來提供一個投資合理，又擁有高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使人們工作和生活舒適便利的環(huán)境。歐洲：——創(chuàng)造一種可以使住戶有最大效率環(huán)境的建筑，同時該建筑可以使之有效地管理資源，而在硬件設(shè)備方面的壽命成本最小。231.1.2智能建筑的定義1.1智能建筑的基本概念

日本：1)作為收發(fā)信息和輔助管理效率的軌跡；2)確保在建筑里工作的人們滿意和便利；3)建筑管理合理化，以便用低廉的成本，提供更周到的管理服務(wù)；4)針對變化的社會環(huán)境、復(fù)雜多樣化的辦公，以及主動地經(jīng)營策略，做出快速靈活經(jīng)濟的響應(yīng)。231.1.2智能建筑的定義1.1智能建筑的基本概念

新加坡：1)具有保安、消防與環(huán)境控制等自動化控制系統(tǒng)，以及自動調(diào)節(jié)大廈內(nèi)的溫度、濕度、燈光等參數(shù)的各種設(shè)施，以創(chuàng)造舒適、安全的環(huán)境；2)具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，使信息能在建筑物內(nèi)傳輸和共享；3)能夠提供足夠的對外通信設(shè)施與能力。23以建筑為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。1.1.2智能建筑的定義1.1智能建筑的基本概念

我國：2主要表現(xiàn)在：1.1智能建筑的基本概念

1.1.3智能建筑與傳統(tǒng)建筑1.具有傳統(tǒng)建筑物的全部功能2.它具有某種“擬人智能”特性及功能。（1）具有感知、處理、傳遞所需信號或信息的能力；（2）是對收集的信息具有綜合分析、判斷和決策的能力；（3）是具有發(fā)出指令并提供動作響應(yīng)的能力。231.1.4智能建筑的類型（用途）1.1智能建筑的基本概念

1.智能辦公、商用大樓2.智能建筑群（廣場）3.智能化住宅4.智能化小區(qū)231.1智能建筑的基本概念

1.1.5智能建筑的功能（1）舒適功能（2）安全功能（3）便捷功能231.２智能建筑的組成及核心技術(shù)1.2.1智能建筑的核心技術(shù)(1)現(xiàn)代計算機技術(shù)

當(dāng)代最先進的計算機技術(shù)應(yīng)該首推的是并行處理、分布式計算機系統(tǒng)。

(2)現(xiàn)代控制技術(shù)

常用的控制系統(tǒng)為分布式控制系統(tǒng)DCS

（DistributedControlSystem)23(3)現(xiàn)代通信技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù)實質(zhì)上是通信技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。衛(wèi)星通信、光纖通信、數(shù)據(jù)通信、計算機網(wǎng)絡(luò)通信、移動通信等。

(4)現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)(CRT)現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)主要體現(xiàn)在計算機的操作和信息顯示的圖形化，即窗口技術(shù)(Windows)與多媒體技術(shù)的結(jié)合。1.２智能建筑的組成及核心技術(shù)1.2.1智能建筑的核心技術(shù)231.２智能建筑的組成及核心技術(shù)1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成1.建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)BAS1)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)電力、照明、空調(diào)、給排水2)安全防范系統(tǒng)SAS3)消防報警系統(tǒng)FAS231.２智能建筑的組成及核心技術(shù)2.辦公自動化系統(tǒng)OAS(OfficeAutomationSystem)

主要由辦公作業(yè)設(shè)備與電子商務(wù)、管理信息系統(tǒng)MIS、決策支持系統(tǒng)DSS等部分組成。（1）通用辦公自動化系統(tǒng)（2）專用辦公自動化系統(tǒng)1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成231.２智能建筑的組成及核心技術(shù)3.通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CNS（CommunicationNetworkSystem）通信系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成三者需通過綜合布線系統(tǒng)GCS（GenericCablingSystem）和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行有機集成（俗稱大3A集成），是以管理為目的所做的管理信息集成。1.２智能建筑的組成及核心技術(shù)1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成1.3建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)1.3.1建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的功能能夠?qū)ㄖ飪?nèi)的各種建筑設(shè)備實現(xiàn)運行狀態(tài)監(jiān)視，起停、運行控制，并提供設(shè)備運行管理，包括維護保養(yǎng)及事故診斷分析，調(diào)度及費用管理等。

（1）設(shè)備監(jiān)控與管理（2）節(jié)能控制包括空調(diào)、供配電、照明、給排水等設(shè)備的控制。1.3.2BAS的范圍及內(nèi)容1.3.3BAS的自動測量、監(jiān)測與控制1.BAS的自動測量(1)選擇測量選擇測量指在某一時刻，值班人員需要了解某一點參數(shù)值，可選擇某點進行參數(shù)測量，并在熒光屏上用數(shù)字表示出來，或用打印機打印出來。

(2)掃描測量掃描測量是指以選定的速度連續(xù)逐點測量，對測量點所取得的資料都規(guī)定上限值和下限值，每隔一定時間掃描一次，如果超出規(guī)定值，由蜂鳴器報警，并在顯示器上顯示出來，對未運轉(zhuǎn)的設(shè)備就跳位，自動把它除外，繼續(xù)進行掃描。

(3)連續(xù)測量連續(xù)測量是指采用常規(guī)儀表進行在線不間斷的測量和指示。2.BAS的自動監(jiān)視（1）監(jiān)控對象BAS的自動監(jiān)視指對建筑物中的配電設(shè)備、空調(diào)、衛(wèi)生、動力設(shè)備，火災(zāi)防范設(shè)備，照明設(shè)備，應(yīng)急廣播設(shè)備，電梯設(shè)備等（2）監(jiān)視內(nèi)容1)狀態(tài)監(jiān)視2)故障、異常監(jiān)視3)火災(zāi)監(jiān)視4)暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視

1.3.3BAS的自動測量、監(jiān)測與控制3.BAS的自動控制1.3.3BAS的自動測量、監(jiān)測與控制BAS的自動控制包括建筑設(shè)備的起?？刂啤⒃O(shè)定值控制、設(shè)備（或系統(tǒng)）的節(jié)能控制與消防系統(tǒng)的控制等。1.4建筑設(shè)備自動化的發(fā)展現(xiàn)狀1.4.1歷史與現(xiàn)狀19世紀(jì)末：機械控制器和電氣控制器20世紀(jì)50年代：出現(xiàn)了氣動儀表控制系統(tǒng)20世紀(jì)70年代：出現(xiàn)電子儀表和采用小型電子計算機的集中式控制系統(tǒng)計算機實現(xiàn)集中控制出現(xiàn)的問題：1)集中式的計算機控制降低了系統(tǒng)的可靠性，風(fēng)險高度集中，雖然可采用雙重計算機等冗余技術(shù)，但成本提高。2)模擬信號數(shù)字化的工作在計算機端，使得太多太長的現(xiàn)場連線通過各類干擾環(huán)境到達現(xiàn)場，使系統(tǒng)抗干擾的設(shè)計和實現(xiàn)都十分困難。

3)系統(tǒng)的規(guī)模受到較大的限制。1.4.1歷史與現(xiàn)狀為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，克服計算機集中控制危險集中的致命弱點，提出了一種新的控制思想——危險分散，管理集中。80年代：出現(xiàn)采用微型計算機的分布式控制系統(tǒng)(DCS)DCS是一種管理控制的模式，實質(zhì)是集中管理，分散控制。分布式控制系統(tǒng)向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式過渡。1.4.1歷史與現(xiàn)狀1.4.2建筑設(shè)備自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢（1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——基于Web的Intranet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為建筑物或企業(yè)內(nèi)部的信息主干網(wǎng)絡(luò)的主流信息。（2）控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——在計算機互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動下，控制系統(tǒng)要向體系結(jié)構(gòu)的開放性網(wǎng)絡(luò)互連方向發(fā)展。開放性控制網(wǎng)絡(luò)具有標(biāo)準(zhǔn)化、可移植性、可擴展性和可操作性。根據(jù)美國公布的《21世紀(jì)的技術(shù)：計算機、信息和通信》研究報告書，21世紀(jì)BAS應(yīng)具備：LongWork和BACnet的組合方案1.4.2建筑設(shè)備自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢（3）智能卡技術(shù)——體積小、存儲容量大、攜帶與使用方便、安全性與可靠性好、一卡多用。（4）可視化技術(shù)——此技術(shù)是指基于網(wǎng)絡(luò)化的視像傳輸、交互和提供多媒體視像服務(wù)技術(shù)。（5）家庭智能化技術(shù)——通過家庭智能化技術(shù)，實現(xiàn)家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置，進行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理。1.4.2建筑設(shè)備自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢（6）無線電局域網(wǎng)技術(shù)——該項新技術(shù)利用微波、激光、紅外線作為傳輸媒介，擺脫了線纜的束縛。（7）數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術(shù)——又稱為小型數(shù)據(jù)通信站（VSAT）是將通信衛(wèi)星技術(shù)引向多功能、智能化、設(shè)備小型化，同時綜合應(yīng)用多波束覆蓋、星載處理技術(shù)、地面蜂窩移動通信和計算機軟件技術(shù)等。第2章計算機控制系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：2.1建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)2.1.1計算機控制技術(shù)2.1.2計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.2建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的集成技術(shù)2.2.1智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容2.2.2智能建筑系統(tǒng)集成的模式2.2.3智能建筑的綜合布線技術(shù)2.1.1計算機控制技術(shù)1.計算機控制系統(tǒng)的基本原理

（1）組成：計算機控制系統(tǒng)一般由計算機、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、被控對象、測量變送器和A/D轉(zhuǎn)換器組成，是閉環(huán)負反饋系統(tǒng)。（2）計算機控制系統(tǒng)的控制過程數(shù)據(jù)采集控制上述過程循環(huán)往復(fù)，使得被控參數(shù)按照指定的規(guī)律變化，滿足要求。同時對被控參數(shù)的變化范圍和設(shè)備的運行狀態(tài)實時監(jiān)督，一旦發(fā)生越限或異常情況，聲光報警，迅速采取應(yīng)急措施做出回應(yīng)，防止事故的發(fā)生或擴大。2.計算機控制系統(tǒng)的組成(1)硬件部分主要包括:1)主機

2)外圍設(shè)備

3)過程輸入輸出通道

4)人機交互設(shè)備

5)通信設(shè)備3)過程輸入輸出通道①模擬量輸入通道（AI）作用：標(biāo)準(zhǔn)電流信號0～10mADC或4～20mADC轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制數(shù)字信號,經(jīng)接口送與計算機。I/V（電流/電壓）變換器：將測量變送器輸出的0~10mADC或4~20mADC變換為0~5VDC、0~10VDC或1~5VDC滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入量程信號需要。多路開關(guān)（Multiplex）：將各個輸入信號依次地連接到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換器上。采樣保持器：按照一定的時間間隔T（采樣時間）把時間和幅值上均連續(xù)的模擬電壓信號，轉(zhuǎn)變?yōu)樵陔x散時刻0、T、2T、…、kT的離散電壓信號，在時間上是離散的，但在幅值上仍是連續(xù)的。采樣寬度τ表示采樣開關(guān)的閉合時間。A/D轉(zhuǎn)換器：基于雙斜積分式或逐次比較式的轉(zhuǎn)換方法將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量（二進制數(shù)字信號）。主要技術(shù)指標(biāo)：轉(zhuǎn)換時間分辨率線性誤差②數(shù)字量輸入通道（DI）：作用：它將反映生產(chǎn)過程或設(shè)備的、具有二進制邏輯“1”和“0”特征的狀態(tài)參數(shù)信號采集并輸送給計算機，其對應(yīng)的二進制邏輯“1”和“0”數(shù)字信號均代表生產(chǎn)過程或設(shè)備的一個狀態(tài)，這些狀態(tài)作為控制的依據(jù)。組成：主要由輸入調(diào)理電路、輸入緩沖器和輸入地址譯碼器等組成.③模擬量輸出通道（AO）作用：把計算機輸出的控制指令（數(shù)字量形式）轉(zhuǎn)換成模擬電流信號，以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用克服各種干擾對被控參數(shù)的影響，保證被控參數(shù)按照指定的規(guī)律變化，滿足要求。組成：主要由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、輸出保持器和V/I轉(zhuǎn)換器等組成。D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓或電流信號與二進制數(shù)和參考電壓成比例。輸出保持器：將D/A轉(zhuǎn)換器輸出的離散模擬量信號變成連續(xù)模擬量信號，在新的控制信號到來之前，維持本次控制信號不變。V/I轉(zhuǎn)換器：即電壓/電流轉(zhuǎn)換器，對于電壓型D/A轉(zhuǎn)換器而言，將其電壓輸出信號轉(zhuǎn)換為0～10mADC或4～20mADC，去控制電動角行程（DKJ）或電動直行程（DKZ）執(zhí)行器，產(chǎn)生連續(xù)調(diào)節(jié)作用或通過變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速。④數(shù)字量輸出通道（DO）組成：主要由輸出寄存器、輸出地址譯碼器和輸出驅(qū)動器等組成。4）人機交互設(shè)備作用：操作員與計算機之間的信息交流是通過人機交互設(shè)備進行的。例如鍵盤、顯示器、操作面板或操作臺等。功能：顯示設(shè)備的狀態(tài)、顯示操作的結(jié)果、供操作人員操作。

5)通信設(shè)備一是計算機系統(tǒng)內(nèi)部的通信設(shè)備—內(nèi)總線通信設(shè)備主要用于計算機系統(tǒng)內(nèi)部各器件之間的通信二是計算機系統(tǒng)之間的通信設(shè)備—外總線通信設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備主要用于計算機自動控制系統(tǒng)之間的通信。(2)軟件部分按照使用的語言劃分:機器語言、匯編語言和高級語言；按其功能劃分：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等。3.計算機控制系統(tǒng)的分類（1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)特點：該系統(tǒng)屬于開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，即自動檢測＋人工調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活、安全，尤其適用于被控對象的數(shù)學(xué)模型不明確或試驗新的控制系統(tǒng)。但仍需要人工參與操作，效率不高，不能同時控制多個對象。（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）:用一臺計算機對多個參數(shù)進行實時數(shù)據(jù)采集，按照一定的控制算法進行運算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機構(gòu)，直接對生產(chǎn)過程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)按照工藝要求的規(guī)律變化。（3）計算機監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）

-----（SupervisoryComputerControl）采用兩級計算機模式。SCC用計算機按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型和反映生產(chǎn)過程的參數(shù)信息，實時計算出最佳設(shè)定值送與DDC計算機或模擬控制器。由DDC計算機或模擬控制器根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)信息，按照一定的控制算法進行運算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機構(gòu)，直接對生產(chǎn)過程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)完按照工藝要求的規(guī)律變化，確保生產(chǎn)工況處于最優(yōu)狀態(tài)。SCC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式:SCC＋DDC控制系統(tǒng)SCC＋模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)。SCC＋DDC控制系統(tǒng)4）分布式控制系統(tǒng)（DCS）（DistributedControlSystem）又稱集散控制系統(tǒng)。它采用分散控制、集中操作、分級管理、綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則，從下到上將系統(tǒng)分為現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層、管理層。現(xiàn)場控制層:主要完成DDC的功能；監(jiān)控層:主要完成SCC的功能；管理層:完成范圍更廣，層次更高的管理、控制、協(xié)調(diào)的功能。1）現(xiàn)場I/O控制站（現(xiàn)場控制機）?；凇胺纸庠怼?，將復(fù)雜的被控對象分解為n個簡單子對象分別實施相應(yīng)的控制。只要n個子對象的控制指標(biāo)滿足要求，則整個復(fù)雜被控對象的控制指標(biāo)也就滿足工藝的要求?，F(xiàn)場I/O控制站的主要功能：

①實時采集表征生產(chǎn)過程的各種參數(shù)(如溫度、壓力、流量、物位、濕度、電流、電壓、功率等)和狀態(tài)信號(如設(shè)備的起/停、電氣開關(guān)的閉/開、觸點的吸合/釋放、燈的亮/滅等)，經(jīng)數(shù)字化處理后，送入存儲器儲存，從而形成一個反映生產(chǎn)現(xiàn)場實際工況，而且對所采集到的數(shù)據(jù)信息進行實時更新的實時映象(動態(tài)數(shù)據(jù)庫)。

②將其采集到的實時數(shù)據(jù)信息通過通信網(wǎng)絡(luò)上送至操作員站、工程師站及其他現(xiàn)場I/O控制站，以便實現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的控制、監(jiān)督和管理；同時，現(xiàn)場I/O控制站還可以接受來自操作員站、工程師站的下傳指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場I/O控制站工藝參數(shù)設(shè)定值的變更，以及現(xiàn)場工況的人工調(diào)控。③擔(dān)任現(xiàn)場的閉環(huán)負反饋控制、批量控制、順序控制等任務(wù)。

2）操作員站組成:工業(yè)微機、鍵盤、鼠標(biāo)器、CRT和操作控制臺作用：是實現(xiàn)人-機界面功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，使操作人員及時了解現(xiàn)場工況、各種運行參數(shù)的當(dāng)前值、是否有異常情況發(fā)生及其聲光報警、連鎖保護動作等?？梢酝ㄟ^輸入設(shè)備（如鍵盤、鼠標(biāo)器）對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，確保安全生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗。3）工程師站主要對DCS進行離線的配置、組態(tài)，在線的系統(tǒng)監(jiān)控和維護網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的工作。系統(tǒng)工程師通過它可以及時調(diào)整系統(tǒng)的配置、參數(shù)設(shè)定，從而使DCS處于最佳的工作狀態(tài)之下。對各個現(xiàn)場I/O控制站、各個操作員站的運行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的通信情況等進行實時監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)異常，報知系統(tǒng)工程師及時采取相應(yīng)的措施，進行調(diào)整或維修，保證DCS能夠連續(xù)、正常運行，不會因此對生產(chǎn)過程造成損失。4）DCS的通信網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)是計算機網(wǎng)絡(luò)，面向被控對象的現(xiàn)場I/O控制站、面向操作人員的操作站、面向監(jiān)控管理人員的工程師站都是連接在這個網(wǎng)絡(luò)上的三類節(jié)點，均包括CPU和網(wǎng)絡(luò)接口等，也都具有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息。網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點地位平等、資源共享、且相互獨立，形成信息集中、控制和危險分散、可靠性提高的功能結(jié)構(gòu)。DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還具有極強的擴充性，能夠方便、靈活地滿足DCS的升級和擴充要求。DCS的通信網(wǎng)絡(luò)是一個計算機控制網(wǎng)絡(luò)，不同于普通的計算機網(wǎng)絡(luò)，要滿足良好的實時性、較高的安全性、可靠性和較強的環(huán)境適應(yīng)性的特殊要求。計算機網(wǎng)絡(luò)常用的拓撲結(jié)構(gòu)：星形（Star）、總線形（Bus）、環(huán)形（Ring）DCS是半數(shù)字化系統(tǒng)。—現(xiàn)場I/O控制站的控制器與現(xiàn)場傳感器、執(zhí)行器的測控信號仍為模擬信號。（5）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）（Field-busControlSystem）是一種全數(shù)字、半雙工、串行雙向通信系統(tǒng)。用于連接現(xiàn)場智能儀表，全部采用數(shù)字信號傳輸。因此FCS是全數(shù)字化系統(tǒng)。應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基本組成現(xiàn)場智能節(jié)點（能夠完成數(shù)據(jù)信息的采集、運算，執(zhí)行控制指令和通信等功能的智能儀表）管理計算機滿足系統(tǒng)通訊的計算機網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場設(shè)備互連。互操作性。分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。開放式互連網(wǎng)絡(luò)。通信線供電。（6）建筑物自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線①基金會現(xiàn)場總線FF（FoundationFieldbus）FF以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層作為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。②局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks（LocalOperatingNetwork）由美國Echelon公司在1991年推出的實時測控網(wǎng)絡(luò)，并與Motorola和東芝公司共同倡導(dǎo)的現(xiàn)場總線技術(shù)。它采用了OSI參考模型全部的七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。

LonWorks技術(shù)的核心是具備通信和控制功能的Neuron芯片。其最大優(yōu)點是完全的開放性、高可靠性和低成本，適合現(xiàn)場DDC的互操作。③過程現(xiàn)場總線PROFIBUS（ProcessFieldBus）符合德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50179的現(xiàn)場總線，它也只采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。PROFIBUS支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。主站對總線具有控制權(quán)，主站間通過傳遞令牌來傳遞對總線的控制權(quán)。取得控制權(quán)的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。④控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN（ControlAreaNetwork）由德國Bosch公司推出的，用于汽車內(nèi)部的測控網(wǎng)絡(luò)，其總線規(guī)范已成為ISO11898標(biāo)準(zhǔn)。CAN是一種對等式（PeertoPeer）的現(xiàn)場總線，采用了ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。

⑤可尋址遠程傳感器高速通道HART（HighwayAddressableRemoteTransducer）由美國Rosement公司研制的模擬信號/數(shù)字信號混用的過渡性產(chǎn)品，它在4~20mADC的模擬信號上疊加Bell202標(biāo)準(zhǔn)的雙頻信號（1200Hz和2200Hz）實現(xiàn)了數(shù)字信號通信。HART采用ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。支持總線供電，本質(zhì)安全。使用雙絞線，傳輸距離一般可達1500m。（7）計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（ComputerIntegrationManufactureSystem）CIMS承擔(dān)著面向過程控制和優(yōu)化的任務(wù)；基于獲得的生產(chǎn)過程信息，完成整個生產(chǎn)過程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營管理。2.1.2計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成：負責(zé)信息處理的資源子網(wǎng)向網(wǎng)絡(luò)提供可以使用的資源（如微機、工作站、主機、工控機等）；承擔(dān)信息傳遞的通信子網(wǎng)利用通信媒質(zhì)（如電纜、光纖、微波、紅外線等）傳遞信息。1.計算機通信技術(shù)消息：關(guān)于數(shù)據(jù)、文字、圖像和語音等的稱謂。信息：包含在消息中的新內(nèi)容。信號：指信息的載體與表現(xiàn)形式（如電、光、聲音等），是隨時間變化的物理量。根據(jù)不同的角度，分為連續(xù)時間和離散時間信號、模擬信號和數(shù)字信號、周期信號和非周期信號。通信的目的：傳遞信息。信源：產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備信宿：接受信息的設(shè)備信道：它們之間的通信線路噪聲：信號在傳遞過程中可能受到的各種干擾數(shù)據(jù)通信方式：①并行傳輸②串行傳輸單工（Sinplex）。數(shù)據(jù)信息在信道上只能在一個方向上傳送，信源只能發(fā)送，信宿只能接受。如無線電廣播和電視廣播。半雙工（HalfDuplex）。數(shù)據(jù)信息在信道上能在兩個方向上傳送，信源和信宿可交替發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，但不能同時發(fā)送和接受。如航空、航海無線通訊和對講機通訊。全雙工（FullDuplex）。信源和信宿可同時發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，要求信道具備滿足雙向通信的雙倍帶寬。如電話通信2.計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)及其分類(1)拓撲結(jié)構(gòu)星形拓撲總線形拓撲環(huán)形拓撲樹形拓撲星環(huán)形拓撲從信息傳送的實時性方面來說，星形（Star）網(wǎng)是最好的，但各個節(jié)點之間的通信必須經(jīng)過中央節(jié)點進行，存在“瓶頸”問題，使得危險性增大，不符合DCS較高的安全性和可靠性的要求。因此，目前應(yīng)用最廣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是總線形（Bus）網(wǎng)和環(huán)形（Ring）網(wǎng)。在這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，各個節(jié)點地位平等，它們之間的通信均可通過網(wǎng)絡(luò)直接進行。（2）分類1）計算機網(wǎng)絡(luò)按照距離分為：局域網(wǎng)（LAN：LocalAreaNetwork）廣域網(wǎng)（WAN：WideAreaNetwork）城域網(wǎng)（MAN：MetropolitanAreaNetwork）2）計算機網(wǎng)絡(luò)按照傳輸媒體分為：有線網(wǎng)：它使用導(dǎo)向型傳輸媒體來發(fā)送信息。無線網(wǎng)：它使用非導(dǎo)向型傳輸媒體來進行通信。3）計算機網(wǎng)絡(luò)按照數(shù)據(jù)交換方式分為：共享型網(wǎng)絡(luò)：即網(wǎng)絡(luò)上的計算機必須爭得傳輸媒體的使用權(quán)后方能傳輸信息。

交換型網(wǎng)絡(luò)：它的每個工作站都獨立地占有一定帶寬，采用分組交換的數(shù)據(jù)傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)運行效能高。3.開放系統(tǒng)互連參考模型OSI參考模型協(xié)議（Protocol）：關(guān)于信息交換的術(shù)語。通信協(xié)議：通信雙方（信源和信宿）必須共同遵守規(guī)則的集合，它由語法、語義和定時三部分組成。語法：確定協(xié)議元素的格式（即規(guī)定通信雙方彼此“如何講”）；語義：確定協(xié)議元素的類型（即規(guī)定通信雙方彼此“講什么”）；定時：規(guī)定了信息交換的次序。在OSI參考模型中，各層的數(shù)據(jù)傳輸單位物理層：比特或位；數(shù)據(jù)鏈路層：幀網(wǎng)絡(luò)層：分組傳輸層：數(shù)據(jù)報會話層：數(shù)據(jù)包表示層：數(shù)據(jù)包應(yīng)用層：報文OSI參考模型各層的功能簡介物理層（PhysicalLayer）：OSI參考模型的第1層，向下是物理設(shè)備的接口，直接與傳輸媒體相鏈接，使比特流通過該接口從信源傳遞到信宿；向上為數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)（以建立物理鏈接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞教峁┓?wù)）。將比特流送到物理媒體上傳送，即相當(dāng)于：對上一層的每一步怎樣利用物理媒體？數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）主要任務(wù)：提供一種可靠的、通過傳輸媒體傳輸數(shù)據(jù)的方法。是在鏈路上無差錯地傳送幀，即相當(dāng)于：每一步應(yīng)該怎樣走？網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）：主要承擔(dān)把信息從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳送到另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。若兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分別處在不同的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層將決定數(shù)據(jù)信息通過哪個途徑到達目標(biāo)節(jié)點（即路由的選擇）。它具有路由選擇、流量控制、定址及尋址等功能。分組傳送和路由選擇，即相當(dāng)于：走哪一條路可到達該處？傳輸層（TransportLayer）高層和低層之間進行銜接的接口層，也是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的界面。從端到端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)透明地傳送報文，即相當(dāng)于：對方在何處？OSI參考模型的前四層提供了良好的數(shù)據(jù)通路和可靠的數(shù)據(jù)交換手段。會話層（SessionLayer）：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的會話就是基于傳輸連接基礎(chǔ)和通信協(xié)議，通過建立會話連接服務(wù)來進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會話層之間的通信。會話的管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐剑聪喈?dāng)于：輪到誰講話和從何處講？表示層（PresentationLayer）：負責(zé)處理傳輸數(shù)據(jù)的格式、語法、語義的問題。負責(zé)所傳送數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮、加密/解密等問題。數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即相當(dāng)于：對方看起來象什么？應(yīng)用層（ApplicationLayer）用戶的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)的接口。為用戶直接提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如文件傳輸、電子郵件、遠程登錄等。應(yīng)用層負責(zé)將一些應(yīng)用程序經(jīng)常使用的該層服務(wù)、功能以及相關(guān)的協(xié)議進行標(biāo)準(zhǔn)化。如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP（E-mail）協(xié)議等。與用戶應(yīng)用進程的接口，即相當(dāng)于：做什么？4.TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議）一系列協(xié)議集合的總稱，TCP/IP協(xié)議主要用于Internet（因特網(wǎng)）的數(shù)據(jù)交換。（1）TCP（TransmissionControlProtocol）面向連接的協(xié)議，能夠在各種物理網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)信息傳輸，并且可以檢測到在傳輸過程中數(shù)據(jù)包出現(xiàn)的各種問題，針對出現(xiàn)的問題，及時地提供重傳、排序和延遲處理等措施，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詷O強。（2）IP（InternetProtocol）IP以數(shù)據(jù)報的形式傳輸數(shù)據(jù)。它將數(shù)據(jù)分為許多的數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報均獨立地進行傳輸，因此導(dǎo)致每個數(shù)據(jù)報傳輸?shù)耐緩讲槐M相同，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)報到達目標(biāo)的時序混亂或重復(fù)傳送的問題；而且IP對數(shù)據(jù)報的傳輸途徑不跟蹤、對數(shù)據(jù)報不進行排序，所以IP是一種不可靠的、無連接的分組數(shù)據(jù)報協(xié)議。它將所有的網(wǎng)絡(luò)視為同等，負責(zé)將數(shù)據(jù)從信源發(fā)送到信宿。（3）TCP/IPTCP/IP的體系結(jié)構(gòu)分為四層：物理層/數(shù)據(jù)鏈路層（或稱網(wǎng)絡(luò)接口層）:負責(zé)通過物理網(wǎng)絡(luò)（指點對點的鏈接線路、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）傳送IP數(shù)據(jù)報，或?qū)⒔邮艿降膸D(zhuǎn)化成IP數(shù)據(jù)報并交給網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層:定義了IP數(shù)據(jù)報的格式，使得IP數(shù)據(jù)報經(jīng)由任何網(wǎng)絡(luò)，獨立地傳向目標(biāo)。同時，該層還要處理路由選擇、流量控制等問題傳輸層:它提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保信源傳送的數(shù)據(jù)報能夠準(zhǔn)確地到達信宿。其中TCP是一個面向連接的、可靠的傳輸協(xié)議；UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）則是一個不可靠的、無連接的協(xié)議，主要用于要求傳輸速率比準(zhǔn)確性更高的報文。應(yīng)用層:它的作用相當(dāng)于OSI參考模型的會話層、表示層和應(yīng)用層的綜合，向用戶提供一系列的流行應(yīng)用程序，如電子郵件、文件傳輸、遠程登陸等。它包含了TCP/IP協(xié)議中所有的高層協(xié)議，如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP（E-mail）協(xié)議、DNS服務(wù)等。其中，TCP和UDP（UserDiagramProtocol）定義在傳輸層；物理層/數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議由底層網(wǎng)絡(luò)定義；IP主要在網(wǎng)絡(luò)層使用。5.BACnet（Binary-AnalogConversionnet）通信協(xié)議（1）BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)OSIRMBACnet應(yīng)用層應(yīng)用層（7）BACnet網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（3）ISO8802?2（IEEE802．2）MS/TPPTPLonTalk鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（2）ISO8802?2

IEEE802.3ARCnetEIA?485EIA?232LonTalk物理層物理層（1）表2-1BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)與OSIRM比較(2)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的對象為了實現(xiàn)不同廠家BA設(shè)備之間的相互通信，BACnet采用“對象”(Object，即具備某種特定功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)元素的集合)的概念，將不同廠家BA設(shè)備的功能抽象為網(wǎng)絡(luò)間可識別的“目標(biāo)”，使用“對象標(biāo)識符”對BA設(shè)備進行描述，提供操作數(shù)據(jù)信息的方法，形成通信軟件，而且并不影響各個BA設(shè)備廠家的產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計及其組態(tài)。

(3)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的服務(wù)對象描述了BA設(shè)備的抽象通信特征，屬性是關(guān)于對象的進一步闡述和表征。（4）BACnet的拓撲結(jié)構(gòu)BACnet網(wǎng)絡(luò)是一種局域網(wǎng)LAN，BACnet設(shè)備通過LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進制碼信息。

BACnet設(shè)備通過LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進制碼信息。盡管Ethernet（10～100Mbit/s）、ARCnet（0.15～10Mbit/s）、MS/TP（9.6～78.4kbit/s）、LonTalk（4.8～1250kbit/s）和PTP的拓撲結(jié)構(gòu)、價格性能不同，但它們均可通過路由器構(gòu)成BACnet“互聯(lián)網(wǎng)”?；诠こ虒嵱玫撵`活性，BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議沒有嚴(yán)格規(guī)定LAN互聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)。（5）BACnet與企業(yè)內(nèi)部互連網(wǎng)Internet的互聯(lián)BACnet設(shè)備間的通信采用的是BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議，Internet采用的是IP協(xié)議。需要在BACnet中引入分組裝拆器（PAD，PacketAssemblerDissembler）或服務(wù)進行BACnet/IP通信。6.LonTalk協(xié)議（1）LonWorks組成：1）LonWorks節(jié)點和路由器。LonWorks節(jié)點主要包括CPU、I/O處理單元、通信處理器、收發(fā)器和電源。2）LonTalk協(xié)議。3）LonWorks收發(fā)器。4）LonWorks網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點開發(fā)工具。（2）LonWorks技術(shù)具有以下優(yōu)點：1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便支持多種網(wǎng)絡(luò)拓撲形式，包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境，方便現(xiàn)場布線；2）支持多種傳輸介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等。3）完善的開發(fā)工具提供完善的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，采用開放的NEURONC語言，它是ANSIC語言的擴展；4）無主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

LonWorks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點處，并可安裝多個網(wǎng)絡(luò)管理器；5）開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間較短，也易于維護

LonWorks采用的LonTMk協(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中，這樣可以節(jié)省開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間，也方便維護。

OSIC層次標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)LON提供的服務(wù)處理器7應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型應(yīng)用處理器6表示層數(shù)據(jù)表示網(wǎng)絡(luò)變量、外部幀傳送處理器5會話層遠程遙控動作請求/響應(yīng)，認證，網(wǎng)絡(luò)管理處理器4傳送層端對端的可靠傳輸應(yīng)答，非應(yīng)答，點對點廣播，認證等處理器3網(wǎng)絡(luò)層傳輸分組地址，路由處理器2鏈路層鏈路層幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)解碼，CRC錯誤檢查MAC處理器MAC子層媒體訪問P?預(yù)測CSMA，碰撞規(guī)避，優(yōu)先級，碰撞檢測1物理層電路連接介質(zhì)，電氣接口MAC處理器

XCVALonTalk與OSI的七層協(xié)議比較7.計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體（1）雙絞線雙絞線（TwistedPair）是一種廣泛使用而且價廉的傳輸媒體。它由兩根相互絕緣的、有規(guī)則的導(dǎo)線（銅線或鍍銅的鋼線）按照螺旋狀絞合在一起，該種結(jié)構(gòu)能一定程度地減少線對之間的電磁干擾和外部噪聲干擾，其中一對線對起到一條通信鏈路的作用。屏蔽型（STP）:采用金屬網(wǎng)或金屬包皮包裹雙絞線，抗干擾力強，數(shù)據(jù)傳輸速率高，但價格較貴且需要配置相應(yīng)的連接器；非屏蔽型（UTP）:相對直徑小，使用方便靈活且價廉，但易受干擾，安全性差。非屏蔽型雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)（2）同軸電纜同軸電纜（CoaxialCable）它由內(nèi)、外兩個導(dǎo)體組成：內(nèi)層導(dǎo)體（單股實心線或絞合線，材質(zhì)一般為銅）位于外層導(dǎo)體的中軸上，被一層絕緣體包裹者；外層導(dǎo)體是金屬網(wǎng)或金屬包皮，同樣被另一層絕緣體包裹者。同軸電纜的最外層是能夠起保護作用的塑料外皮。（3）光纖光纖（Fiber）一種能夠傳輸光信號的纖細柔軟媒體，其最內(nèi)層的纖芯是一種截面積很小、質(zhì)地脆、易斷裂的光導(dǎo)纖維，直徑φ＝2～125mm，材質(zhì)為玻璃或塑料。纖芯的外層裹有一個包層，它由折射率比纖芯小的材料制成。在光纖的最外層則是起保護作用的護套，它使得纖芯和包層免受溫濕度的變化、彎曲、擦傷等帶來的危害。2）傳輸特性※原理：光纖利用全內(nèi)反射（全部折射到內(nèi)部媒體，即一點也不向周圍媒體折射）來傳輸經(jīng)信號編碼的光束?！庠矗喊l(fā)光二級管（LED）和注入式激光二級管（ILD）。LED是在加電流后能發(fā)光的固態(tài)器件。ILD是根據(jù)被激發(fā)的量子電子效應(yīng)能產(chǎn)生窄帶光束的激光原理工作的固態(tài)器件。在接收端用來將光信號變換成電信號的檢測器是光電二極管。一般用光的有、無表示二進制的“0”、“1”。3）優(yōu)點：※光纜信息容量大※光纜信號傳輸衰減小※光纜耐輻射（4）地面微波傳輸（5）衛(wèi)星微波通信（6）紅外線傳輸?shù)?章計算機控制系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：2.1建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)2.1.1計算機控制技術(shù)2.1.2計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.2建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的集成技術(shù)2.2.1智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容2.2.2智能建筑系統(tǒng)集成的模式2.2.3智能建筑的綜合布線技術(shù)2.1.1計算機控制技術(shù)1.計算機控制系統(tǒng)的基本原理

（1）組成：計算機控制系統(tǒng)一般由計算機、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、被控對象、測量變送器和A/D轉(zhuǎn)換器組成，是閉環(huán)負反饋系統(tǒng)。（2）計算機控制系統(tǒng)的控制過程數(shù)據(jù)采集控制上述過程循環(huán)往復(fù)，使得被控參數(shù)按照指定的規(guī)律變化，滿足要求。同時對被控參數(shù)的變化范圍和設(shè)備的運行狀態(tài)實時監(jiān)督，一旦發(fā)生越限或異常情況，聲光報警，迅速采取應(yīng)急措施做出回應(yīng)，防止事故的發(fā)生或擴大。2.計算機控制系統(tǒng)的組成(1)硬件部分主要包括:1)主機

2)外圍設(shè)備

3)過程輸入輸出通道

4)人機交互設(shè)備

5)通信設(shè)備3)過程輸入輸出通道①模擬量輸入通道（AI）作用：標(biāo)準(zhǔn)電流信號0～10mADC或4～20mADC轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制數(shù)字信號,經(jīng)接口送與計算機。I/V（電流/電壓）變換器：將測量變送器輸出的0~10mADC或4~20mADC變換為0~5VDC、0~10VDC或1~5VDC滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入量程信號需要。多路開關(guān)（Multiplex）：將各個輸入信號依次地連接到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換器上。采樣保持器：按照一定的時間間隔T（采樣時間）把時間和幅值上均連續(xù)的模擬電壓信號，轉(zhuǎn)變?yōu)樵陔x散時刻0、T、2T、…、kT的離散電壓信號，在時間上是離散的，但在幅值上仍是連續(xù)的。采樣寬度τ表示采樣開關(guān)的閉合時間。A/D轉(zhuǎn)換器：基于雙斜積分式或逐次比較式的轉(zhuǎn)換方法將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量（二進制數(shù)字信號）。主要技術(shù)指標(biāo)：轉(zhuǎn)換時間分辨率線性誤差②數(shù)字量輸入通道（DI）：作用：它將反映生產(chǎn)過程或設(shè)備的、具有二進制邏輯“1”和“0”特征的狀態(tài)參數(shù)信號采集并輸送給計算機，其對應(yīng)的二進制邏輯“1”和“0”數(shù)字信號均代表生產(chǎn)過程或設(shè)備的一個狀態(tài)，這些狀態(tài)作為控制的依據(jù)。組成：主要由輸入調(diào)理電路、輸入緩沖器和輸入地址譯碼器等組成.③模擬量輸出通道（AO）作用：把計算機輸出的控制指令（數(shù)字量形式）轉(zhuǎn)換成模擬電流信號，以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用克服各種干擾對被控參數(shù)的影響，保證被控參數(shù)按照指定的規(guī)律變化，滿足要求。組成：主要由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、輸出保持器和V/I轉(zhuǎn)換器等組成。D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓或電流信號與二進制數(shù)和參考電壓成比例。輸出保持器：將D/A轉(zhuǎn)換器輸出的離散模擬量信號變成連續(xù)模擬量信號，在新的控制信號到來之前，維持本次控制信號不變。V/I轉(zhuǎn)換器：即電壓/電流轉(zhuǎn)換器，對于電壓型D/A轉(zhuǎn)換器而言，將其電壓輸出信號轉(zhuǎn)換為0～10mADC或4～20mADC，去控制電動角行程（DKJ）或電動直行程（DKZ）執(zhí)行器，產(chǎn)生連續(xù)調(diào)節(jié)作用或通過變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速。④數(shù)字量輸出通道（DO）組成：主要由輸出寄存器、輸出地址譯碼器和輸出驅(qū)動器等組成。4）人機交互設(shè)備作用：操作員與計算機之間的信息交流是通過人機交互設(shè)備進行的。例如鍵盤、顯示器、操作面板或操作臺等。功能：顯示設(shè)備的狀態(tài)、顯示操作的結(jié)果、供操作人員操作。

5)通信設(shè)備一是計算機系統(tǒng)內(nèi)部的通信設(shè)備—內(nèi)總線通信設(shè)備主要用于計算機系統(tǒng)內(nèi)部各器件之間的通信二是計算機系統(tǒng)之間的通信設(shè)備—外總線通信設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備主要用于計算機自動控制系統(tǒng)之間的通信。(2)軟件部分按照使用的語言劃分:機器語言、匯編語言和高級語言；按其功能劃分：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等。3.計算機控制系統(tǒng)的分類特點：該系統(tǒng)屬于開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，即自動檢測＋人工調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活、安全，尤其適用于被控對象的數(shù)學(xué)模型不明確或試驗新的控制系統(tǒng)。但仍需要人工參與操作，效率不高，不能同時控制多個對象。（1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)用一臺計算機對多個參數(shù)進行實時數(shù)據(jù)采集，按照一定的控制算法進行運算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機構(gòu)，直接對生產(chǎn)過程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)按照工藝要求的規(guī)律變化。（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）:采用兩級計算機模式。SCC用計算機按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型和反映生產(chǎn)過程的參數(shù)信息，實時計算出最佳設(shè)定值送與DDC計算機或模擬控制器。由DDC計算機或模擬控制器根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)信息，按照一定的控制算法進行運算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機構(gòu)，直接對生產(chǎn)過程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)完按照工藝要求的規(guī)律變化，確保生產(chǎn)工況處于最優(yōu)狀態(tài)。（3）計算機監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）

-----（SupervisoryComputerControl）SCC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式:SCC＋DDC控制系統(tǒng)SCC＋模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)。SCC＋DDC控制系統(tǒng)又稱集散控制系統(tǒng)。它采用分散控制、集中操作、分級管理、綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則，從下到上將系統(tǒng)分為現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層、管理層?，F(xiàn)場控制層:主要完成DDC的功能；監(jiān)控層:主要完成SCC的功能；管理層:完成范圍更廣，層次更高的管理、控制、協(xié)調(diào)的功能。4）分布式控制系統(tǒng)（DCS）（DistributedControlSystem）1）現(xiàn)場I/O控制站（現(xiàn)場控制機）?；凇胺纸庠怼保瑢?fù)雜的被控對象分解為n個簡單子對象分別實施相應(yīng)的控制。只要n個子對象的控制指標(biāo)滿足要求，則整個復(fù)雜被控對象的控制指標(biāo)也就滿足工藝的要求?，F(xiàn)場I/O控制站的主要功能：

①實時采集表征生產(chǎn)過程的各種參數(shù)(如溫度、壓力、流量、物位、濕度、電流、電壓、功率等)和狀態(tài)信號(如設(shè)備的起/停、電氣開關(guān)的閉/開、觸點的吸合/釋放、燈的亮/滅等)，經(jīng)數(shù)字化處理后，送入存儲器儲存，從而形成一個反映生產(chǎn)現(xiàn)場實際工況，而且對所采集到的數(shù)據(jù)信息進行實時更新的實時映象(動態(tài)數(shù)據(jù)庫)。

②將其采集到的實時數(shù)據(jù)信息通過通信網(wǎng)絡(luò)上送至操作員站、工程師站及其他現(xiàn)場I/O控制站，以便實現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的控制、監(jiān)督和管理；同時，現(xiàn)場I/O控制站還可以接受來自操作員站、工程師站的下傳指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場I/O控制站工藝參數(shù)設(shè)定值的變更，以及現(xiàn)場工況的人工調(diào)控。③擔(dān)任現(xiàn)場的閉環(huán)負反饋控制、批量控制、順序控制等任務(wù)。

2）操作員站組成:工業(yè)微機、鍵盤、鼠標(biāo)器、CRT和操作控制臺作用：是實現(xiàn)人-機界面功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，使操作人員及時了解現(xiàn)場工況、各種運行參數(shù)的當(dāng)前值、是否有異常情況發(fā)生及其聲光報警、連鎖保護動作等。可以通過輸入設(shè)備（如鍵盤、鼠標(biāo)器）對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，確保安全生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗。3）工程師站主要對DCS進行離線的配置、組態(tài)，在線的系統(tǒng)監(jiān)控和維護網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的工作。系統(tǒng)工程師通過它可以及時調(diào)整系統(tǒng)的配置、參數(shù)設(shè)定，從而使DCS處于最佳的工作狀態(tài)之下。對各個現(xiàn)場I/O控制站、各個操作員站的運行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的通信情況等進行實時監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)異常，報知系統(tǒng)工程師及時采取相應(yīng)的措施，進行調(diào)整或維修，保證DCS能夠連續(xù)、正常運行，不會因此對生產(chǎn)過程造成損失。4）DCS的通信網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)是計算機網(wǎng)絡(luò)，面向被控對象的現(xiàn)場I/O控制站、面向操作人員的操作站、面向監(jiān)控管理人員的工程師站都是連接在這個網(wǎng)絡(luò)上的三類節(jié)點，均包括CPU和網(wǎng)絡(luò)接口等，也都具有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息。網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點地位平等、資源共享、且相互獨立，形成信息集中、控制和危險分散、可靠性提高的功能結(jié)構(gòu)。DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還具有極強的擴充性，能夠方便、靈活地滿足DCS的升級和擴充要求。DCS的通信網(wǎng)絡(luò)是一個計算機控制網(wǎng)絡(luò)，不同于普通的計算機網(wǎng)絡(luò)，要滿足良好的實時性、較高的安全性、可靠性和較強的環(huán)境適應(yīng)性的特殊要求。計算機網(wǎng)絡(luò)常用的拓撲結(jié)構(gòu)：星形（Star）、總線形（Bus）、環(huán)形（Ring）DCS是半數(shù)字化系統(tǒng)。—現(xiàn)場I/O控制站的控制器與現(xiàn)場傳感器、執(zhí)行器的測控信號仍為模擬信號。（5）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）（Field-busControlSystem）是一種全數(shù)字、半雙工、串行雙向通信系統(tǒng)。用于連接現(xiàn)場智能儀表，全部采用數(shù)字信號傳輸。因此FCS是全數(shù)字化系統(tǒng)。應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基本組成現(xiàn)場智能節(jié)點（能夠完成數(shù)據(jù)信息的采集、運算，執(zhí)行控制指令和通信等功能的智能儀表）管理計算機滿足系統(tǒng)通訊的計算機網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場設(shè)備互連。互操作性。分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。開放式互連網(wǎng)絡(luò)。通信線供電。（6）建筑物自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線①基金會現(xiàn)場總線FF（FoundationFieldbus）FF以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層作為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。②局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks（LocalOperatingNetwork）由美國Echelon公司在1991年推出的實時測控網(wǎng)絡(luò)，并與Motorola和東芝公司共同倡導(dǎo)的現(xiàn)場總線技術(shù)。它采用了OSI參考模型全部的七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。

LonWorks技術(shù)的核心是具備通信和控制功能的Neuron芯片。其最大優(yōu)點是完全的開放性、高可靠性和低成本，適合現(xiàn)場DDC的互操作。③過程現(xiàn)場總線PROFIBUS（ProcessFieldBus）符合德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50179的現(xiàn)場總線，它也只采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。PROFIBUS支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。主站對總線具有控制權(quán)，主站間通過傳遞令牌來傳遞對總線的控制權(quán)。取得控制權(quán)的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。④控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN（ControlAreaNetwork）由德國Bosch公司推出的，用于汽車內(nèi)部的測控網(wǎng)絡(luò)，其總線規(guī)范已成為ISO11898標(biāo)準(zhǔn)。CAN是一種對等式（PeertoPeer）的現(xiàn)場總線，采用了ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。

⑤可尋址遠程傳感器高速通道HART（HighwayAddressableRemoteTransducer）由美國Rosement公司研制的模擬信號/數(shù)字信號混用的過渡性產(chǎn)品，它在4~20mADC的模擬信號上疊加Bell202標(biāo)準(zhǔn)的雙頻信號（1200Hz和2200Hz）實現(xiàn)了數(shù)字信號通信。HART采用ISO/OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。支持總線供電，本質(zhì)安全。使用雙絞線，傳輸距離一般可達1500m。（7）計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（ComputerIntegrationManufactureSystem）CIMS承擔(dān)著面向過程控制和優(yōu)化的任務(wù)；基于獲得的生產(chǎn)過程信息，完成整個生產(chǎn)過程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營管理。2.1.2計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成：負責(zé)信息處理的資源子網(wǎng)向網(wǎng)絡(luò)提供可以使用的資源（如微機、工作站、主機、工控機等）；承擔(dān)信息傳遞的通信子網(wǎng)利用通信媒質(zhì)（如電纜、光纖、微波、紅外線等）傳遞信息。1.計算機通信技術(shù)消息：關(guān)于數(shù)據(jù)、文字、圖像和語音等的稱謂。信息：包含在消息中的新內(nèi)容。信號：指信息的載體與表現(xiàn)形式（如電、光、聲音等），是隨時間變化的物理量。根據(jù)不同的角度，分為連續(xù)時間和離散時間信號、模擬信號和數(shù)字信號、周期信號和非周期信號。通信的目的：傳遞信息。信源：產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備信宿：接受信息的設(shè)備信道：它們之間的通信線路噪聲：信號在傳遞過程中可能受到的各種干擾數(shù)據(jù)通信方式：①并行傳輸②串行傳輸單工（Sinplex）。數(shù)據(jù)信息在信道上只能在一個方向上傳送，信源只能發(fā)送，信宿只能接受。如無線電廣播和電視廣播。半雙工（HalfDuplex）。數(shù)據(jù)信息在信道上能在兩個方向上傳送，信源和信宿可交替發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，但不能同時發(fā)送和接受。如航空、航海無線通訊和對講機通訊。全雙工（FullDuplex）。信源和信宿可同時發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，要求信道具備滿足雙向通信的雙倍帶寬。如電話通信2.計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)及其分類(1)拓撲結(jié)構(gòu)星形拓撲總線形拓撲環(huán)形拓撲樹形拓撲星環(huán)形拓撲從信息傳送的實時性方面來說，星形（Star）網(wǎng)是最好的，但各個節(jié)點之間的通信必須經(jīng)過中央節(jié)點進行，存在“瓶頸”問題，使得危險性增大，不符合DCS較高的安全性和可靠性的要求。因此，目前應(yīng)用最廣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是總線形（Bus）網(wǎng)和環(huán)形（Ring）網(wǎng)。在這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，各個節(jié)點地位平等，它們之間的通信均可通過網(wǎng)絡(luò)直接進行。（2）分類1）計算機網(wǎng)絡(luò)按照距離分為：局域網(wǎng)（LAN：LocalAreaNetwork）廣域網(wǎng)（WAN：WideAreaNetwork）城域網(wǎng)（MAN：MetropolitanAreaNetwork）2）計算機網(wǎng)絡(luò)按照傳輸媒體分為：有線網(wǎng)：它使用導(dǎo)向型傳輸媒體來發(fā)送信息。無線網(wǎng)：它使用非導(dǎo)向型傳輸媒體來進行通信。3）計算機網(wǎng)絡(luò)按照數(shù)據(jù)交換方式分為：共享型網(wǎng)絡(luò)：即網(wǎng)絡(luò)上的計算機必須爭得傳輸媒體的使用權(quán)后方能傳輸信息。

交換型網(wǎng)絡(luò)：它的每個工作站都獨立地占有一定帶寬，采用分組交換的數(shù)據(jù)傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)運行效能高。3.開放系統(tǒng)互連參考模型OSI參考模型協(xié)議（Protocol）：關(guān)于信息交換的術(shù)語。通信協(xié)議：通信雙方（信源和信宿）必須共同遵守規(guī)則的集合，它由語法、語義和定時三部分組成。語法：確定協(xié)議元素的格式（即規(guī)定通信雙方彼此“如何講”）；語義：確定協(xié)議元素的類型（即規(guī)定通信雙方彼此“講什么”）；定時：規(guī)定了信息交換的次序。在OSI參考模型中，各層的數(shù)據(jù)傳輸單位物理層：比特或位；數(shù)據(jù)鏈路層：幀網(wǎng)絡(luò)層：分組傳輸層：數(shù)據(jù)報會話層：數(shù)據(jù)包表示層：數(shù)據(jù)包應(yīng)用層：報文OSI參考模型各層的功能簡介物理層（PhysicalLayer）：OSI參考模型的第1層，向下是物理設(shè)備的接口，直接與傳輸媒體相鏈接，使比特流通過該接口從信源傳遞到信宿；向上為數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)（以建立物理鏈接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞教峁┓?wù)）。將比特流送到物理媒體上傳送，即相當(dāng)于：對上一層的每一步怎樣利用物理媒體？數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）主要任務(wù)：提供一種可靠的、通過傳輸媒體傳輸數(shù)據(jù)的方法。是在鏈路上無差錯地傳送幀，即相當(dāng)于：每一步應(yīng)該怎樣走？網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）：主要承擔(dān)把信息從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳送到另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。若兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分別處在不同的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層將決定數(shù)據(jù)信息通過哪個途徑到達目標(biāo)節(jié)點（即路由的選擇）。它具有路由選擇、流量控制、定址及尋址等功能。分組傳送和路由選擇，即相當(dāng)于：走哪一條路可到達該處？傳輸層（TransportLayer）高層和低層之間進行銜接的接口層，也是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的界面。從端到端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)透明地傳送報文，即相當(dāng)于：對方在何處？OSI參考模型的前四層提供了良好的數(shù)據(jù)通路和可靠的數(shù)據(jù)交換手段。會話層（SessionLayer）：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的會話就是基于傳輸連接基礎(chǔ)和通信協(xié)議，通過建立會話連接服務(wù)來進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會話層之間的通信。會話的管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，即相?dāng)于：輪到誰講話和從何處講？表示層（PresentationLayer）：負責(zé)處理傳輸數(shù)據(jù)的格式、語法、語義的問題。負責(zé)所傳送數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮、加密/解密等問題。數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即相當(dāng)于：對方看起來象什么？應(yīng)用層（ApplicationLayer）用戶的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)的接口。為用戶直接提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如文件傳輸、電子郵件、遠程登錄等。應(yīng)用層負責(zé)將一些應(yīng)用程序經(jīng)常使用的該層服務(wù)、功能以及相關(guān)的協(xié)議進行標(biāo)準(zhǔn)化。如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP（E-mail）協(xié)議等。與用戶應(yīng)用進程的接口，即相當(dāng)于：做什么？4.TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議）一系列協(xié)議集合的總稱，TCP/IP協(xié)議主要用于Internet（因特網(wǎng)）的數(shù)據(jù)交換。（1）TCP（TransmissionControlProtocol）面向連接的協(xié)議，能夠在各種物理網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)信息傳輸，并且可以檢測到在傳輸過程中數(shù)據(jù)包出現(xiàn)的各種問題，針對出現(xiàn)的問題，及時地提供重傳、排序和延遲處理等措施，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詷O強。（2）IP（InternetProtocol）IP以數(shù)據(jù)報的形式傳輸數(shù)據(jù)。它將數(shù)據(jù)分為許多的數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報均獨立地進行傳輸，因此導(dǎo)致每個數(shù)據(jù)報傳輸?shù)耐緩讲槐M相同，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)報到達目標(biāo)的時序混亂或重復(fù)傳送的問題；而且IP對數(shù)據(jù)報的傳輸途徑不跟蹤、對數(shù)據(jù)報不進行排序，所以IP是一種不可靠的、無連接的分組數(shù)據(jù)報協(xié)議。它將所有的網(wǎng)絡(luò)視為同等，負責(zé)將數(shù)據(jù)從信源發(fā)送到信宿。（3）TCP/IPTCP/IP的體系結(jié)構(gòu)分為四層：物理層/數(shù)據(jù)鏈路層（或稱網(wǎng)絡(luò)接口層）:負責(zé)通過物理網(wǎng)絡(luò)（指點對點的鏈接線路、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）傳送IP數(shù)據(jù)報，或?qū)⒔邮艿降膸D(zhuǎn)化成IP數(shù)據(jù)報并交給網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層:定義了IP數(shù)據(jù)報的格式，使得IP數(shù)據(jù)報經(jīng)由任何網(wǎng)絡(luò)，獨立地傳向目標(biāo)。同時，該層還要處理路由選擇、流量控制等問題傳輸層:它提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保信源傳送的數(shù)據(jù)報能夠準(zhǔn)確地到達信宿。其中TCP是一個面向連接的、可靠的傳輸協(xié)議；UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）則是一個不可靠的、無連接的協(xié)議，主要用于要求傳輸速率比準(zhǔn)確性更高的報文。應(yīng)用層:它的作用相當(dāng)于OSI參考模型的會話層、表示層和應(yīng)用層的綜合，向用戶提供一系列的流行應(yīng)用程序，如電子郵件、文件傳輸、遠程登陸等。它包含了TCP/IP協(xié)議中所有的高層協(xié)議，如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP（E-mail）協(xié)議、DNS服務(wù)等。其中，TCP和UDP（UserDiagramProtocol）定義在傳輸層；物理層/數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議由底層網(wǎng)絡(luò)定義；IP主要在網(wǎng)絡(luò)層使用。5.BACnet（Binary-AnalogConversionnet）通信協(xié)議（1）BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)OSIRMBACnet應(yīng)用層應(yīng)用層（7）BACnet網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（3）ISO8802?2（IEEE802．2）MS/TPPTPLonTalk鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（2）ISO8802?2

IEEE802.3ARCnetEIA?485EIA?232LonTalk物理層物理層（1）表2-1BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)與OSIRM比較(2)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的對象為了實現(xiàn)不同廠家BA設(shè)備之間的相互通信，BACnet采用“對象”(Object，即具備某種特定功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)元素的集合)的概念，將不同廠家BA設(shè)備的功能抽象為網(wǎng)絡(luò)間可識別的“目標(biāo)”，使用“對象標(biāo)識符”對BA設(shè)備進行描述，提供操作數(shù)據(jù)信息的方法，形成通信軟件，而且并不影響各個BA設(shè)備廠家的產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計及其組態(tài)。

(3)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的服務(wù)對象描述了BA設(shè)備的抽象通信特征，屬性是關(guān)于對象的進一步闡述和表征。（4）BACnet的拓撲結(jié)構(gòu)BACnet網(wǎng)絡(luò)是一種局域網(wǎng)LAN，BACnet設(shè)備通過LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進制碼信息。

BACnet設(shè)備通過LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進制碼信息。盡管Ethernet（10～100Mbit/s）、ARCnet（0.15～10Mbit/s）、MS/TP（9.6～78.4kbit/s）、LonTalk（4.8～1250kbit/s）和PTP的拓撲結(jié)構(gòu)、價格性能不同，但它們均可通過路由器構(gòu)成BACnet“互聯(lián)網(wǎng)”?；诠こ虒嵱玫撵`活性，BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議沒有嚴(yán)格規(guī)定LAN互聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)。（5）BACnet與企業(yè)內(nèi)部互連網(wǎng)Internet的互聯(lián)BACnet設(shè)備間的通信采用的是BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議，Internet采用的是IP協(xié)議。需要在BACnet中引入分組裝拆器（PAD，PacketAssemblerDissembler）或服務(wù)進行BACnet/IP通信。6.LonTalk協(xié)議（1）LonWorks組成：1）LonWorks節(jié)點和路由器。LonWorks節(jié)點主要包括CPU、I/O處理單元、通信處理器、收發(fā)器和電源。2）LonTalk協(xié)議。3）LonWorks收發(fā)器。4）LonWorks網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點開發(fā)工具。（2）LonWorks技術(shù)具有以下優(yōu)點：1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便支持多種網(wǎng)絡(luò)拓撲形式，包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境，方便現(xiàn)場布線；2）支持多種傳輸介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等。3）完善的開發(fā)工具提供完善的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，采用開放的NEURONC語言，它是ANSIC語言的擴展；4）無主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

LonWorks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點處，并可安裝多個網(wǎng)絡(luò)管理器；5）開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間較短，也易于維護

LonWorks采用的LonTMk協(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中，這樣可以節(jié)省開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間，也方便維護。

OSIC層次標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)LON提供的服務(wù)處理器7應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型應(yīng)用處理器6表示層數(shù)據(jù)表示網(wǎng)絡(luò)變量、外部幀傳送處理器5會話層遠程遙控動作請求/響應(yīng)，認證，網(wǎng)絡(luò)管理處理器4傳送層端對端的可靠傳輸應(yīng)答，非應(yīng)答，點對點廣播，認證等處理器3網(wǎng)絡(luò)層傳輸分組地址，路由處理器2鏈路層鏈路層幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)解碼，CRC錯誤檢查MAC處理器MAC子層媒體訪問P?預(yù)測CSMA，碰撞規(guī)避，優(yōu)先級，碰撞檢測1物理層電路連接介質(zhì)，電氣接口MAC處理器

XCVALonTalk與OSI的七層協(xié)議比較7.計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體（1）雙絞線雙絞線（TwistedPair）是一種廣泛使用而且價廉的傳輸媒體。它由兩根相互絕緣的、有規(guī)則的導(dǎo)線（銅線或鍍銅的鋼線）按照螺旋狀絞合在一起，該種結(jié)構(gòu)能一定程度地減少線對之間的電磁干擾和外部噪聲干擾，其中一對線對起到一條通信鏈路的作用。屏蔽型（STP）:采用金屬網(wǎng)或金屬包皮包裹雙絞線，抗干擾力強，數(shù)據(jù)傳輸速率高，但價格較貴且需要配置相應(yīng)的連接器；非屏蔽型（UTP）:相對直徑小，使用方便靈活且價廉，但易受干擾，安全性差。非屏蔽型雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)（2）同軸電纜同軸電纜（CoaxialCable）它由內(nèi)、外兩個導(dǎo)體組成：內(nèi)層導(dǎo)體（單股實心線或絞合線，材質(zhì)一般為銅）位于外層導(dǎo)體的中軸上，被一層絕緣體包裹者；外層導(dǎo)體是金屬網(wǎng)或金屬包皮，同樣被另一層絕緣體包裹者。同軸電纜的最外層是能夠起保護作用的塑料外皮。（3）光纖光纖（Fiber）一種能夠傳輸光信號的纖細柔軟媒體，其最內(nèi)層的纖芯是一種截面積很小、質(zhì)地脆、易斷裂的光導(dǎo)纖維，直徑φ＝2～125mm，材質(zhì)為玻璃或塑料。纖芯的外層裹有一個包層，它由折射率比纖芯小的材料制成。在光纖的最外層則是起保護作用的護套，它使得纖芯和包層免受溫濕度的變化、彎曲、擦傷等帶來的危害。2）傳輸特性※原理：光纖利用全內(nèi)反射（全部折射到內(nèi)部媒體，即一點也不向周圍媒體折射）來傳輸經(jīng)信號編碼的光束?！庠矗喊l(fā)光二級管（LED）和注入式激光二級管（ILD）。LED是在加電流后能發(fā)光的固態(tài)器件。ILD是根據(jù)被激發(fā)的量子電子效應(yīng)能產(chǎn)生窄帶光束的激光原理工作的固態(tài)器件。在接收端用來將光信號變換成電信號的檢測器是光電二極管。一般用光的有、無表示二進制的“0”、“1”。3）優(yōu)點：※光纜信息容量大※光纜信號傳輸衰減小※光纜耐輻射（4）地面微波傳輸（5）衛(wèi)星微波通信（6）紅外線傳輸8.互聯(lián)設(shè)備作用：網(wǎng)絡(luò)互連要通過一個中間設(shè)備（或中間系統(tǒng)），ISO稱之為中繼系統(tǒng)。（1）轉(zhuǎn)發(fā)器（Repeater,包括中繼器、集線器）：作用：是一種底層設(shè)備，作用在物理層。它將網(wǎng)段上的衰減信號進行放大、整形成為標(biāo)準(zhǔn)信號，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)段上。特點：轉(zhuǎn)發(fā)器形式簡單，安裝方便，價格低廉。它起到延長電纜的長度，擴展網(wǎng)段距離的作用（擴展局域網(wǎng)）。（2）網(wǎng)橋（Bridge）作用：在數(shù)據(jù)鏈路層。它在相同或不同的的局域網(wǎng)之間存儲、過濾和轉(zhuǎn)發(fā)幀，提供數(shù)據(jù)鏈路層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換。（擴展局域網(wǎng)）（3）路由器（Router）作用：作用在網(wǎng)絡(luò)層。提供網(wǎng)絡(luò)層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換，在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲、轉(zhuǎn)發(fā)分組，用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)（即單獨的網(wǎng)絡(luò)或一個子網(wǎng)）。特點：適用于規(guī)模大的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、路由選擇、安全性高、充分隔離不必要的流量和網(wǎng)絡(luò)能力管理強等優(yōu)點；但價格高，安裝復(fù)雜。半路由器是將兩個網(wǎng)絡(luò)通過廣域網(wǎng)（例如：公共電話網(wǎng)）進行連接的設(shè)備（4）網(wǎng)關(guān)（Gateway）——又稱作網(wǎng)間連接器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是針對高層協(xié)議（運輸層以上）進行協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)之間的連接器，其通常表現(xiàn)形式為安裝在路由器內(nèi)部的軟件。分類：運輸層網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。運輸層網(wǎng)關(guān)在運輸層連接兩個網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)在應(yīng)用層連接兩個網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的應(yīng)用程序。網(wǎng)關(guān)可以連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，即可實現(xiàn)LAN互聯(lián)，又可用于WAN互聯(lián)。B——網(wǎng)