智能建筑新技術(shù)5智能建筑新技術(shù)智能化測控系統(tǒng)

1、 智能化測控系統(tǒng)新技術(shù)周衛(wèi)平2011.11智能化測控系統(tǒng)新技術(shù)補充：12.1 智能化自動化測量系統(tǒng)概述智能化自動化測量系統(tǒng)概述n智能化測量系統(tǒng)智能化測量系統(tǒng)n是指借助于測量儀器與設(shè)備獲得測是指借助于測量儀器與設(shè)備獲得測量結(jié)果的整個過程的測量體系。量結(jié)果的整個過程的測量體系。包括：包括：智能化測控系統(tǒng)新技術(shù)補充： 主從式系統(tǒng)；主從式系統(tǒng)； 多主式系統(tǒng)；多主式系統(tǒng)； 分布式系統(tǒng)；分布式系統(tǒng)； 系統(tǒng)設(shè)備；系統(tǒng)設(shè)備； 自記式采集器。自記式采集器。12.1 自動化測量系統(tǒng)概述自動化測量系統(tǒng)概述n 自動化測量系統(tǒng)的構(gòu)建自動化測量系統(tǒng)的構(gòu)建n構(gòu)建一個構(gòu)建一個自動化自動化測量系統(tǒng)，除考慮上述因素外，還測量系統(tǒng)

2、，除考慮上述因素外，還應(yīng)考慮。應(yīng)考慮。連續(xù)采樣、模連續(xù)采樣、模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換、軟件分析、計算機數(shù)轉(zhuǎn)換、軟件分析、計算機處理、自動監(jiān)控、人機界面、通信網(wǎng)絡(luò)處理、自動監(jiān)控、人機界面、通信網(wǎng)絡(luò)等要素。等要素。智能化測控系統(tǒng)新技術(shù)12.2 集中式及分布式自動化測量系統(tǒng)集中式及分布式自動化測量系統(tǒng)n 工業(yè)化過程自動化測量系統(tǒng)分類工業(yè)化過程自動化測量系統(tǒng)分類n集中式自動化測量系統(tǒng)自動化測量系統(tǒng) （ “ “集中式集中式”是指整個整個系統(tǒng)是指整個整個系統(tǒng)中一個主機，只使用一份數(shù)據(jù)，只使用一份數(shù)據(jù) ）n分布式自動化測量系統(tǒng)分布式自動化測量系統(tǒng) （ “ “分布式分布式”就是就是多個分機，每一個客，每一個客戶端都有數(shù)

3、據(jù)的副本戶端都有數(shù)據(jù)的副本 ）412.2.1 集中式自動化測量系統(tǒng)集中式自動化測量系統(tǒng)n 自動化測量核心是一臺微型計算機，在機內(nèi)擴展一定數(shù)量的I/O接口板與現(xiàn)場測量儀表進行匹配連接.5集中式自動化測量特點n 在在監(jiān)控中心監(jiān)控中心可實時地觀察到系統(tǒng)的全部測量數(shù)據(jù)。可實時地觀察到系統(tǒng)的全部測量數(shù)據(jù)。n 以微型計算機為核心的，具有強大的數(shù)值計算、邏輯以微型計算機為核心的，具有強大的數(shù)值計算、邏輯判斷、信息存儲等功能。判斷、信息存儲等功能。n 只適用于只適用于規(guī)模較小規(guī)模較小的工業(yè)過程，測量點數(shù)應(yīng)在的工業(yè)過程，測量點數(shù)應(yīng)在100點點以以內(nèi)，傳輸距離內(nèi)，傳輸距離一般應(yīng)在百米以內(nèi)一般應(yīng)在百米以內(nèi)。n 當(dāng)系

4、統(tǒng)的規(guī)模較大時，主機的負擔(dān)較重，實時性變差。當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模較大時，主機的負擔(dān)較重，實時性變差。n 測量點數(shù)較多，測量的地理范圍較大時，應(yīng)采用分布式自動化測量系統(tǒng)。612.2.2 主從分布式自動化測量系統(tǒng)n 系統(tǒng)構(gòu)成：主要由系統(tǒng)構(gòu)成：主要由主計算機、通信信道及現(xiàn)場、通信信道及現(xiàn)場分機。n 主機：可由一臺帶有：可由一臺帶有RS232C或或RS485總線接口總線接口的微型計算機擔(dān)任。的微型計算機擔(dān)任。n RS485接口接口712.2.2 主從分布式自動化測量系統(tǒng)n RS485接口接口n半雙工工作方式半雙工工作方式，在總線上任意時刻只能有一臺分機占有總線n可進行分時雙向數(shù)據(jù)通訊，可以高速遠距離傳遞信號n

5、智能儀表都配有RS485總線接口n一般情況下，RS485總線可連接3232臺臺分機，最大傳輸距離可達到1200m1200m，數(shù)據(jù)傳送速率可達100 kbit/s8 RS-485主從分布式自動化測量系統(tǒng)主從分布式自動化測量系統(tǒng)932 無線信道的主從分布式測量系統(tǒng)無線信道的主從分布式測量系統(tǒng)10 主從分布式自動測量系統(tǒng)的特點主從分布式自動測量系統(tǒng)的特點 靈活性靈活性: 負載、危險、功能、地域分散和不確定負載、危險、功能、地域分散和不確定等特點 遠程性遠程性: 測量的作用半徑大半徑大 實時性：實時性：大部分的數(shù)據(jù)處理工作由分機完成，提高了數(shù)據(jù)測量的是實時性 可靠性：可靠性：某一臺分機出現(xiàn)影故障并不響

6、整行。個系統(tǒng)的運例：例：11第第12章自動化測量系統(tǒng)章自動化測量系統(tǒng)無線信道主從分布式應(yīng)用實例無線信道主從分布式應(yīng)用實例（參見書中介紹）參見書中介紹）12.3 數(shù)據(jù)采集器（自記儀）數(shù)據(jù)采集器（自記儀）n 模擬自動記錄儀模擬自動記錄儀n將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為移動的機械手臂，將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為移動的機械手臂，在卷紙上畫出隨時間變化的測量參在卷紙上畫出隨時間變化的測量參數(shù)的曲線數(shù)的曲線n早期的有毛發(fā)濕度自記儀早期的有毛發(fā)濕度自記儀n 數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器n將測量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字在內(nèi)部保存將測量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字在內(nèi)部保存n設(shè)備中的數(shù)據(jù)須轉(zhuǎn)移到設(shè)備中的數(shù)據(jù)須轉(zhuǎn)移到PCPC中分析，中分析，保存和生成報表保存和生成報表

7、n采用電池供電采用電池供電13數(shù)據(jù)采集器的主要功能數(shù)據(jù)采集器的主要功能12.3.1 數(shù)據(jù)采集器概述數(shù)據(jù)采集器概述n 定義：定義：電池供電的、電池供電的、便攜式便攜式的、具有海量存儲器的、的、具有海量存儲器的、具有與具有與PC機接口的數(shù)據(jù)采集分時記錄智能儀表機接口的數(shù)據(jù)采集分時記錄智能儀表n 類型：類型：一體式數(shù)據(jù)采集器，即數(shù)據(jù)采集器自帶傳感一體式數(shù)據(jù)采集器，即數(shù)據(jù)采集器自帶傳感器；組合式數(shù)據(jù)采集器，即傳感器和數(shù)據(jù)采集器是分器；組合式數(shù)據(jù)采集器，即傳感器和數(shù)據(jù)采集器是分離的離的n 組合式數(shù)據(jù)采集器可以分為單通道和多通道的。多通組合式數(shù)據(jù)采集器可以分為單通道和多通道的。多通道的可以一次同時從多個輸

8、入端采集數(shù)據(jù)道的可以一次同時從多個輸入端采集數(shù)據(jù)14記錄存儲串行接口電池供電超低功耗單片機 （內(nèi)含）信號調(diào)理傳感器12.3.2 采用數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)采集器采用數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)采集器n DS18B20是一種可組網(wǎng)的數(shù)字溫度傳感器，具有單總是一種可組網(wǎng)的數(shù)字溫度傳感器，具有單總線的結(jié)構(gòu)線的結(jié)構(gòu)n 每個每個DS18B20都有一個都有一個64位的地址碼位的地址碼 15.數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 1（） 數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 2（） 單 片 機 數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 8（） 串 行 通 信 接 口）非 易 失 串 行 存 儲 器）串 行 竊 電 電 路 3.6 紐 扣 電 池 或9 電 池

9、 （ 6）電 源 切 換 電 路復(fù) 位 電 路 8點溫度數(shù)據(jù)采集器點溫度數(shù)據(jù)采集器16智能儀表與采集系統(tǒng)實物簡介智能儀表與采集系統(tǒng)實物簡介一、一線通溫度傳感器一、一線通溫度傳感器現(xiàn)場數(shù)據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器采集器計算機傳輸線計算機傳輸線17二、智能數(shù)據(jù)采集模塊二、智能數(shù)據(jù)采集模塊實物簡介實物簡介現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器溫度曲線自動繪圖溫度曲線自動繪圖 18智能儀表與采集系統(tǒng)智能儀表與采集系統(tǒng)實物簡介實物簡介三、三、SWP型巡檢儀溫度傳感器型巡檢儀溫度傳感器19四、四、 SWP型溫度巡檢儀數(shù)據(jù)采集模塊型溫度巡檢儀數(shù)據(jù)采集模塊實物簡介實物簡介沈陽加美自動化儀表有限公司沈陽加美自動化儀表有限公司 智能

10、溫度巡檢儀（多路巡檢儀表）智能溫度巡檢儀（多路巡檢儀表）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器便攜式多路溫度巡檢儀 上海精密博盈實業(yè)有限公司上海精密博盈實業(yè)有限公司 12.4.1基于基于PC機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)20 220電源供電機模數(shù)轉(zhuǎn)換信號調(diào)理接線端子板現(xiàn)場數(shù)據(jù)共享顯示記錄存儲離線分析在線分析轉(zhuǎn)換激勵線性化隔離濾波衰減放大多路切換接線端子 1接線端子 2接線端子 .傳感器 傳感器 2傳感器 112.4.2基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)21 220電源供電 傳感器 1傳感器 2傳感器 .接線端子 接線端子 2接線端子 1多路切換放大衰減濾波隔離線性化激勵 單片機（內(nèi)含）

11、顯示記錄存儲現(xiàn)場接線端子板信號調(diào)理12.4.3 基于數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)n 數(shù)據(jù)采集器的主要功能：數(shù)據(jù)采集、記錄數(shù)據(jù)采集器的主要功能：數(shù)據(jù)采集、記錄和顯示和顯示n 數(shù)據(jù)采集器具有串行接口，與數(shù)據(jù)采集器具有串行接口，與PC機進行數(shù)機進行數(shù)據(jù)交換據(jù)交換n 多個數(shù)據(jù)采集器安裝在現(xiàn)場，進行同步數(shù)多個數(shù)據(jù)采集器安裝在現(xiàn)場，進行同步數(shù)據(jù)采集和記錄據(jù)采集和記錄n 可以對整體分時數(shù)據(jù)進行可以對整體分時數(shù)據(jù)進行離線分析離線分析n 由若干個安裝在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集器和辦公由若干個安裝在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集器和辦公室中的室中的PC機可構(gòu)成離線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。機可構(gòu)成離線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2212

12、.4.4 分布式采集系統(tǒng)的通訊技術(shù)分布式采集系統(tǒng)的通訊技術(shù)n 無線網(wǎng)（無線電臺、無線網(wǎng)（無線電臺、GPRS網(wǎng)）網(wǎng)）n技術(shù)成熟，使用方便，技術(shù)成熟，使用方便， GPRSGPRS網(wǎng)由電信維護，價格較網(wǎng)由電信維護，價格較貴貴23n 有線電視網(wǎng)有線電視網(wǎng)n一般為單向傳輸，改造費用較大（發(fā)展一般為單向傳輸，改造費用較大（發(fā)展?jié)摿Υ螅摿Υ螅﹏ 架設(shè)專線架設(shè)專線n需架設(shè)專線雙絞線或光纜，可利用綜合需架設(shè)專線雙絞線或光纜，可利用綜合布線系統(tǒng)布線系統(tǒng)n 電力線網(wǎng)（電力線網(wǎng)（220V供電網(wǎng)）供電網(wǎng)） 無需通訊線路的連接與拆線，通信速度快無需通訊線路的連接與拆線，通信速度快n通訊費用低，幾乎不需增加通訊費用通訊費

13、用低，幾乎不需增加通訊費用n無需再架設(shè)線路，造價低、安裝維護方無需再架設(shè)線路，造價低、安裝維護方便便n負載復(fù)雜、信號衰減大、干擾大、可靠負載復(fù)雜、信號衰減大、干擾大、可靠性差性差24n 普通電話線普通電話線n通訊線路普及通訊線路普及n技術(shù)成熟、較易實現(xiàn)技術(shù)成熟、較易實現(xiàn)n改造工作量小、容易實現(xiàn)改造工作量小、容易實現(xiàn)n通訊速度較低通訊速度較低25n 利用現(xiàn)有線路利用現(xiàn)有線路n有線數(shù)字電視網(wǎng)有線數(shù)字電視網(wǎng)+ +有線寬帶網(wǎng)有線寬帶網(wǎng)+ +視頻通訊網(wǎng)視頻通訊網(wǎng)2627離線分布式采集系統(tǒng)離線分布式采集系統(tǒng)284 分項計量系統(tǒng)分項計量系統(tǒng)-主從分布式系統(tǒng)簡介主從分布式系統(tǒng)簡介分項能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用原始能耗數(shù)據(jù)采集/遠傳/存儲分項能耗拆分計算3 單位采暖耗熱量及耗冷量測量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換單位采暖耗熱量及耗冷量測量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 因目前沒有統(tǒng)一轉(zhuǎn)換方法，可留給學(xué)生做科研課題。因目前沒有統(tǒng)一轉(zhuǎn)換方法，可留給學(xué)生做科研課題。方案二方案二B，集中式溫度熱量在線式測量系統(tǒng)，集中式溫度熱量在線式測量系統(tǒng)參 考 文 獻n 1.張永瑞，劉振起等編著張永瑞，劉振起等編著.電子測量技術(shù)基礎(chǔ)電子測量技術(shù)基礎(chǔ) M. 西安電子西安電子科技大學(xué)出版社，科技大學(xué)出版社，2000.n 2.田勝元，肖田勝元，肖曰嶸曰嶸編著編著.實驗設(shè)