智能建筑概論第二章課件

第二章智能建筑信息技術(shù)基礎(chǔ)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(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)第二章智能建筑信息技術(shù)基礎(chǔ)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所1CSU防災(zāi)科學(xué)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)（AnalogtoDigital，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（DigitaltoAnalog，D/A）轉(zhuǎn)換器CSU防災(zāi)科學(xué)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2CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)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(guò)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)。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控3CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成框圖(1)

計(jì)算機(jī)控制基本原理CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬4CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成(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(yǔ)言高級(jí)算法語(yǔ)言過(guò)程控制語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)通信軟件診斷程序●●●●●●過(guò)程輸入程序打印程序過(guò)程控制程序過(guò)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(huà)面生成報(bào)表曲線生成●●●CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟5CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(2)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式①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)（DataAcquisitionSystem，DAS）和操作控制系統(tǒng)（DataProcessSystem，DPS）。開(kāi)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(2)計(jì)算機(jī)控6CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②直接數(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)（DirectDigitalControl，DDC）是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)沒(méi)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②直接數(shù)字控制系7CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(tǒng)(2)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式監(jiān)督控制系統(tǒng)（SupervisoryComputerControl，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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(tǒng)(8CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(tǒng)(9CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系④集散控制系統(tǒng)（第三章詳細(xì)介紹）(2)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式集散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系④集散控制系統(tǒng)10CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系⑤現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（第三章詳細(xì)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)（FieldbusControlSystem，F(xiàn)CS）是在集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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)通信網(wǎng)絡(luò)（2）互操作性（3）分散功能模塊（4）通信線供電（5）開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)（6）“傻瓜”性CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系⑤現(xiàn)場(chǎng)總線控制系11CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IndustrialPersonalComputer，IPC）是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(guò)程控制和管理的計(jì)算機(jī)，又稱過(guò)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。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)工業(yè)控制12CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)②IPC的主要特點(diǎn)①IPC的組成結(jié)構(gòu)可靠性

實(shí)時(shí)性

擴(kuò)充性

兼容性CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)工業(yè)控制13CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)

可編程控制器可編程控制器（ProgrammableLogicController，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)，適應(yīng)多品種，小批量生產(chǎn)的需求。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)可編程控14CSU防災(zāi)科學(xué)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)方便，容易改造（5）體積小，重量輕，能耗低②PLC的主要特點(diǎn)①IPC的組成結(jié)構(gòu)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)可編程控15CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③PLC編譯語(yǔ)言(4)

可編程控制器在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：梯形圖語(yǔ)言、布爾助記符語(yǔ)言（語(yǔ)句表）、功能表圖語(yǔ)言、功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③PLC編譯語(yǔ)言16CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系梯形圖(4)

可編程控制器③PLC編譯語(yǔ)言CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系梯形圖(4)可17CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系語(yǔ)句表（布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言）③PLC編譯語(yǔ)言(4)

可編程控制器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系語(yǔ)句表（布爾助記符18CSU防災(zāi)科學(xué)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)稱單片機(jī)（SingleChipMicrocomputer），又稱微控制器（MicroComputerUnit）。目前國(guó)外已普遍稱之為微控制器

MCU（MicroControllerUnit）。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5)單片機(jī)單19CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5)

單片機(jī)①M(fèi)CU的構(gòu)成CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5)單片機(jī)①20CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②MCU的主要特點(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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②MCU的主要特21CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)(5)

單片機(jī)仿真器keilC編譯器窗口CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)22CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)23CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)行器(1)

傳感器概述傳感器構(gòu)成框圖CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)24CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)25CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)26CSU防災(zāi)科學(xué)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)

傳感器分類按輸出信號(hào)分類傳感器模擬傳感器開(kāi)關(guān)傳感器膺數(shù)字傳感器數(shù)字傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)27CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)28CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)

傳感器的特性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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)傳感器的29CSU防災(zāi)科學(xué)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原理電阻式傳感器電阻式液位傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)30CSU防災(zāi)科學(xué)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原理電感式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)31CSU防災(zāi)科學(xué)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原理電容式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)32CSU防災(zāi)科學(xué)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原理壓電式加速度傳感器壓電式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)33CSU防災(zāi)科學(xué)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原理磁電式傳感器磁電式(無(wú)源)轉(zhuǎn)速傳感器恒磁通式磁電傳感器結(jié)構(gòu)圖CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)34CSU防災(zāi)科學(xué)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原理霍爾傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)35CSU防災(zāi)科學(xué)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原理熱電式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)36CSU防災(zāi)科學(xué)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原理光電式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)37CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)38CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)39CSU防災(zāi)科學(xué)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)

智能傳感器智能傳感器的商用產(chǎn)品CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)40CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系執(zhí)行器（FinalControllingElement）自動(dòng)化技術(shù)工具中接收控制信息并對(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系執(zhí)行器（Final41CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(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(lái)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。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控42CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)接口技術(shù)(2)

數(shù)字量和模擬量接口I/O接口CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控43CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(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R－2R梯形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)原理圖CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控44CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控45CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控46CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控47CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.3計(jì)算機(jī)測(cè)控48CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.4自動(dòng)控制相關(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.4自動(dòng)控制相49CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系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)（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(lái)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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.4自動(dòng)控制相50CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系故障限制故障檢測(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系故障限制故障檢測(cè)故51第二章智能建筑信息技術(shù)基礎(chǔ)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(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)第二章智能建筑信息技術(shù)基礎(chǔ)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所52CSU防災(zāi)科學(xué)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)（AnalogtoDigital，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（DigitaltoAnalog，D/A）轉(zhuǎn)換器CSU防災(zāi)科學(xué)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53CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)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(guò)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)。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控54CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成框圖(1)

計(jì)算機(jī)控制基本原理CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬55CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成(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(yǔ)言高級(jí)算法語(yǔ)言過(guò)程控制語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)通信軟件診斷程序●●●●●●過(guò)程輸入程序打印程序過(guò)程控制程序過(guò)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(huà)面生成報(bào)表曲線生成●●●CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟56CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(2)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式①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)（DataAcquisitionSystem，DAS）和操作控制系統(tǒng)（DataProcessSystem，DPS）。開(kāi)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(2)計(jì)算機(jī)控57CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②直接數(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)（DirectDigitalControl，DDC）是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)沒(méi)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②直接數(shù)字控制系58CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(tǒng)(2)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式監(jiān)督控制系統(tǒng)（SupervisoryComputerControl，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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(tǒng)(59CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③監(jiān)督控制系統(tǒng)(60CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系④集散控制系統(tǒng)（第三章詳細(xì)介紹）(2)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型形式集散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系④集散控制系統(tǒng)61CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系⑤現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（第三章詳細(xì)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)（FieldbusControlSystem，F(xiàn)CS）是在集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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)通信網(wǎng)絡(luò)（2）互操作性（3）分散功能模塊（4）通信線供電（5）開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)（6）“傻瓜”性CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系⑤現(xiàn)場(chǎng)總線控制系62CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IndustrialPersonalComputer，IPC）是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(guò)程控制和管理的計(jì)算機(jī)，又稱過(guò)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。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)工業(yè)控制63CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)②IPC的主要特點(diǎn)①IPC的組成結(jié)構(gòu)可靠性

實(shí)時(shí)性

擴(kuò)充性

兼容性CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(3)工業(yè)控制64CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)

可編程控制器可編程控制器（ProgrammableLogicController，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)，適應(yīng)多品種，小批量生產(chǎn)的需求。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)可編程控65CSU防災(zāi)科學(xué)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)方便，容易改造（5）體積小，重量輕，能耗低②PLC的主要特點(diǎn)①IPC的組成結(jié)構(gòu)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)可編程控66CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③PLC編譯語(yǔ)言(4)

可編程控制器在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：梯形圖語(yǔ)言、布爾助記符語(yǔ)言（語(yǔ)句表）、功能表圖語(yǔ)言、功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③PLC編譯語(yǔ)言67CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系梯形圖(4)

可編程控制器③PLC編譯語(yǔ)言CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系梯形圖(4)可68CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系語(yǔ)句表（布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言）③PLC編譯語(yǔ)言(4)

可編程控制器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系語(yǔ)句表（布爾助記符69CSU防災(zāi)科學(xué)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)稱單片機(jī)（SingleChipMicrocomputer），又稱微控制器（MicroComputerUnit）。目前國(guó)外已普遍稱之為微控制器

MCU（MicroControllerUnit）。CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5)單片機(jī)單70CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5)

單片機(jī)①M(fèi)CU的構(gòu)成CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(5)單片機(jī)①71CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②MCU的主要特點(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)CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系②MCU的主要特72CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)(5)

單片機(jī)仿真器keilC編譯器窗口CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系③單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)73CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)74CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)行器(1)

傳感器概述傳感器構(gòu)成框圖CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)75CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)76CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)77CSU防災(zāi)科學(xué)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)

傳感器分類按輸出信號(hào)分類傳感器模擬傳感器開(kāi)關(guān)傳感器膺數(shù)字傳感器數(shù)字傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)78CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)79CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)

傳感器的特性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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系(4)傳感器的80CSU防災(zāi)科學(xué)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原理電阻式傳感器電阻式液位傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)81CSU防災(zāi)科學(xué)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原理電感式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)82CSU防災(zāi)科學(xué)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原理電容式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)83CSU防災(zāi)科學(xué)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原理壓電式加速度傳感器壓電式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)84CSU防災(zāi)科學(xué)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原理磁電式傳感器磁電式(無(wú)源)轉(zhuǎn)速傳感器恒磁通式磁電傳感器結(jié)構(gòu)圖CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)85CSU防災(zāi)科學(xué)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原理霍爾傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)86CSU防災(zāi)科學(xué)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原理熱電式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)87CSU防災(zāi)科學(xué)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原理光電式傳感器CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)88CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)89CSU防災(zāi)科學(xué)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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)90CSU防災(zāi)科學(xué)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)

智能傳感器智能傳感器的商用產(chǎn)品CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系2.2傳感器及執(zhí)91CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消防工程系執(zhí)行器（FinalControllingElement）自動(dòng)化技術(shù)工具中接收控制信息并對(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CSU防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所/消