智能樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)集成BAS

第一章智能樓宇設(shè)備自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)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(tái)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(tái)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(dòng)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(dòng)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(hào)，再由自動(dòng)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(dòng)執(zhí)行器

1．閥門

(1)風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)閥(2)二通螺紋線性閥(3)法蘭式三通閥2．電動(dòng)執(zhí)行器(1)電動(dòng)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)?；⒄{(diào)試方便、運(yùn)行安全可靠.它是將控控制系統(tǒng)統(tǒng)按局域域網(wǎng)絡(luò)(LAN)的方式進(jìn)進(jìn)行構(gòu)造造，用網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)代替LAN中的工作作站，并并將其安安裝于監(jiān)監(jiān)控現(xiàn)場場，直接接與各種種監(jiān)控傳傳感器和和控制器器相連。。這種網(wǎng)絡(luò)絡(luò)集數(shù)據(jù)據(jù)采集、、分析、、控制和和網(wǎng)絡(luò)通通信為一一體，十十分適合合于智能能建筑進(jìn)進(jìn)行分布布式網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理和和控制。。五、現(xiàn)現(xiàn)場總線線技術(shù)現(xiàn)場總線線系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)圖六、直接接數(shù)字控控制器直接數(shù)字字控制器器(DDC—DirectDigitalController)，又稱下下位機(jī).“控制器”指完成成被控設(shè)設(shè)備特征征參數(shù)與與過程參參數(shù)的測測量并達(dá)達(dá)到控制制目標(biāo)的的控制裝裝置?！皵?shù)字”的含義義是指該該控制器器利用數(shù)數(shù)字電子子計(jì)算機(jī)機(jī)來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)其功能能要求。?！爸苯印币馕吨撗b置置在被控控設(shè)備的的附近，，無需再再通過其其他裝置置即可實(shí)實(shí)現(xiàn)上述述全部測測控功能能。1．DDC支持的監(jiān)控點(diǎn)點(diǎn)(1)模擬量輸入(AI)；(2)開關(guān)量輸入(DI)；(3)模擬量輸出(AO)；(4)開關(guān)量輸出(DO)。2．DDC的主要功能(1)對第三層的數(shù)數(shù)據(jù)采樣設(shè)備備進(jìn)行周期性性的數(shù)據(jù)采集集。(2)對采集的數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和和處理(濾波、放大、、轉(zhuǎn)換)。(3)對現(xiàn)場采集的的數(shù)據(jù)進(jìn)行分分析，確定現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)。(4)對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)運(yùn)行狀況進(jìn)行行檢查對比，，并對異常狀狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警警處理。(5)根據(jù)現(xiàn)場采集集的數(shù)據(jù)執(zhí)行行預(yù)定的控制制算法(連續(xù)調(diào)節(jié)和順順序邏輯控制制的運(yùn)算)而獲得控制數(shù)數(shù)據(jù)。(6)通過預(yù)定控制制程序完成各各種控制功能能，包括比例例控制、比例例加積分控制制、比例加積積分加微分控控制、開關(guān)控控制、平均值值控制、最大大/最小值控制、、焓值計(jì)算控控制、邏輯運(yùn)運(yùn)算控制和連連鎖控制。(7)向第三層的數(shù)數(shù)據(jù)控制和執(zhí)執(zhí)行設(shè)備輸出出控制和執(zhí)行行命令(執(zhí)行時(shí)間、事事件響應(yīng)程序序、優(yōu)化控制制程序等)。(8)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)關(guān)(DG)或網(wǎng)絡(luò)控制器器(NCU)連接第一層的的設(shè)備，與各各上級(jí)管理計(jì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)交換，向向上傳送各項(xiàng)項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和和設(shè)備運(yùn)行狀狀態(tài)信息，同同時(shí)接收各上上級(jí)計(jì)算機(jī)下下達(dá)的實(shí)時(shí)控控制指令或參參數(shù)的設(shè)定與與修改指令。。3．常見的專用用控制器類型型(1)空氣處理機(jī)組組控制器；(2)空調(diào)控制器；；(3)照明控制器；；(4)變風(fēng)量控制器器；(5)消防報(bào)警控制制器。模塊化控制器器:是可編程的、、以計(jì)算機(jī)模模塊為基礎(chǔ)的的直接數(shù)字式式控制器。其其基本結(jié)構(gòu)包包括一個(gè)可內(nèi)內(nèi)插多個(gè)模塊塊的機(jī)架，一一個(gè)計(jì)算機(jī)模模塊和一個(gè)電電源供應(yīng)模塊塊。根據(jù)不同同的具體應(yīng)用用，還可以內(nèi)內(nèi)插各種不同同用途的通信信模塊、輔助助控制模塊和和輸入/輸出(Analogy/Digital)模塊。第四節(jié)Lonworks現(xiàn)場總線技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總線控制制技術(shù)是計(jì)算算機(jī)控制系統(tǒng)統(tǒng)中的最新技技術(shù)，是一種種開放式、全全分布式的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)術(shù)。控制過程程直接面向現(xiàn)現(xiàn)場，各現(xiàn)場場智能節(jié)點(diǎn)相相互獨(dú)立，又又可相互組態(tài)態(tài)，構(gòu)成一個(gè)個(gè)開放式、全全分布式、可可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制系統(tǒng)。。目前，主要要有Can、Lonworks、Ff等現(xiàn)場總線技技術(shù).Lonworks技術(shù)的通信協(xié)協(xié)議稱為LonTalk通訊協(xié)議，LonTalk通訊協(xié)議包含含ISO/OSI中所有七層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并并固化在Lonworks產(chǎn)品中，即SmartI/O模塊中的神經(jīng)經(jīng)元芯片中。。Lonworks技術(shù)使互操作作性變成即插插即用的具體體手段。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、集中式控控制和集散式式控制方式對對比1、LAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)節(jié)點(diǎn)（即工作作站）是PC機(jī)等系統(tǒng)計(jì)算算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)總總線是高速通通信電纜（如如同軸電纜或或光纜等）；；而LON網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)節(jié)點(diǎn)是一些象象火柴盒一樣樣大小的“智智能控制節(jié)點(diǎn)點(diǎn)”（即Node），網(wǎng)絡(luò)總線可以以是低速的、、普通的雙絞絞線，或建筑筑物內(nèi)現(xiàn)有的的電源線等。。二、LON節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和LAN局域網(wǎng)絡(luò)比較較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、Lon局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)控制系統(tǒng)特特點(diǎn)開發(fā)技術(shù)體現(xiàn)現(xiàn)特點(diǎn):1).硬件、軟件和和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可可以是彼此獨(dú)獨(dú)立的三個(gè)任任務(wù)，這意味味著一個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的功能描述述和編程完全全不用考慮這這個(gè)節(jié)點(diǎn)是在在一個(gè)什么樣樣的網(wǎng)絡(luò)中工工作，增、減減節(jié)點(diǎn)不必改改變網(wǎng)絡(luò)的物物理結(jié)構(gòu)，這這也是Lon網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù)術(shù)的最大特點(diǎn)點(diǎn)；2).用C（Neu－－ronC）語言來開發(fā)編編程工具，這這一特點(diǎn)使得得編程工作從從匯編語言中中解脫出來。。1、指定哪些些信息是通過過網(wǎng)絡(luò)傳遞的的，也就是定定義網(wǎng)絡(luò)變量量。2、指定信息息傳遞的發(fā)起起者和接收者者，即做Binding（網(wǎng)絡(luò)變量捆綁綁）?，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???信息網(wǎng)絡(luò)中央控制計(jì)算機(jī)???控制網(wǎng)與信息網(wǎng)的集成思考:1、試述BAS的功能。2、試述BAS的監(jiān)控范圍。。3、何謂現(xiàn)場總總線？系統(tǒng)集成工程的設(shè)計(jì)流程用戶需求的調(diào)研工作對要求集成的各系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)細(xì)節(jié)分析選擇以何系統(tǒng)作為集成核心確定系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)集成各平臺(tái)的技術(shù)方案制定系統(tǒng)集成軟件的開發(fā)計(jì)劃設(shè)計(jì)需要自行制作的通信硬件接口可行性論證和工程進(jìn)度規(guī)劃確定完整的總體和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)庫開發(fā)軟件前臺(tái)開發(fā)工具后臺(tái)開發(fā)工具其他軟件包數(shù)據(jù)庫軟件中間件軟件辦公自動(dòng)化軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和其他通信接口軟件服務(wù)器操作系統(tǒng)前臺(tái)操作系統(tǒng)控制操作