建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)

1、建 筑 設(shè) 備 自 動 化 系 統(tǒng) 建筑設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)與通信、BA控制系統(tǒng)、 具體子系統(tǒng)、BA系統(tǒng)工程設(shè)計、系統(tǒng)集成關(guān)鍵詞Building EquipmentNetwork Communication Building Automation Control System Engineering Search DesignSystem Integrate授課教師：邵方哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)適合專業(yè)：建筑電氣與智能化、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程課程體系：電氣工程及自動化專業(yè)課程體系以及先修課程 電路理論與電子技術(shù)、計算機原理與應(yīng)用、 自動控制理論、電氣傳動與控制課程內(nèi)容：分析

2、（研究） 綜合（設(shè)計）研究方法：演繹法（由一般到特殊） 歸納法（由特殊到一般） 混合法 講授思路：技術(shù)理論分析（基本理論、基本知識點要求掌握） 綜合能力鍛煉（各個子系統(tǒng)與系統(tǒng)集成要求熟悉） 應(yīng)用能力培養(yǎng)（工程設(shè)計、工程實踐要求了解） 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)第一章：建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)概論第二章：BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信第三章：BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)第四章：狹義BA系統(tǒng)的控制原理第五章：SPS 的 控 制 原 理第六章：FAS 的 控 制 原 理第七章：BA 系 統(tǒng) 的 工 程 設(shè) 計第八章：智 能 建 筑 的 系 統(tǒng) 集 成第九章：小區(qū)智能化系統(tǒng) （建筑電氣與智能化專業(yè)開設(shè)）

3、第十章：智能建筑中應(yīng)用的新技術(shù)（建筑電氣與智能化專業(yè)開設(shè)）第十一章：BA 系 統(tǒng) 工 程 實 例 第一章 概 述 智能建筑及其自動化系統(tǒng)概述 1.1 智能建筑的定義、發(fā)展與分類 1.2 智能建筑的組成和功能 1.3 智能建筑的系統(tǒng)集成 第一章 概 述1.1 智能建筑的定義、發(fā)展與分類1.1.1 智能建筑的定義 1.1.2 智能建筑的發(fā)展 1.1.3 智能建筑的分類 第一章 概 述1.1.1 智能建筑（ Intellgent Building ,IB）的定義 2006年12月,我國建設(shè)部正式頒布了GB/T50314-2006智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對智能建筑定義如下：智能建筑是以建筑為平臺，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)

4、施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。1.1.2 智能建筑的發(fā)展 1984年美國康涅狄格州哈特福德（Hartford）市建成世界上公認(rèn)的第一幢智能大廈。據(jù)統(tǒng)計，美國的智能建筑超過數(shù)萬幢，日本新建大樓中60%以上是智能建筑。 我國智能建筑起步較晚，始于1990年。已建成上海金茂大廈(88F)、深圳地王大廈(81F)、廣州中信大廈(80F)、南京金鷹國際商城(58F)等一批具有較高智能化程度的智能大廈。據(jù)2005年初步統(tǒng)計，國內(nèi)已建成智能建筑4000余幢，其中上海約1500幢，北京約1000幢，

5、廣東約1200幢。 另據(jù)世界銀行預(yù)測，在21世紀(jì)，全世界智能大廈的近50%將興建在中國的各大城市里。 第一章 概 述1.1.3 智能建筑的分類 智能建筑有三種具體表現(xiàn)形式:一是商務(wù)型建筑,稱為智能大廈,一般所說的智能建筑即指這一類，它是智能建筑最早出現(xiàn)的類型（一般在不加特別說明時，智能建筑特指智能大廈）；二是智能小區(qū)；三是智能住宅。1.2 智能建筑的組成和功能1.2.1 BAS概述1.2.2 CNS概述1.2.3 OAS概述第一章 概 述智能建筑自動化系統(tǒng)包含三大基本組成要素,即建筑設(shè)備自動化系統(tǒng) BAS(Building Automation System)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) CNS(Commun

6、ication Network System)和辦公自動化系統(tǒng) OAS(Office Automation System)。 智能建筑并不是在上述三個系統(tǒng)簡單疊加，而是經(jīng)過系統(tǒng)集成，將BAS、CNS、OAS與建筑和結(jié)構(gòu)形成有機的整體，以實現(xiàn)對整個建筑的綜合管理，如圖1-1所示。 要實現(xiàn)智能建筑的系統(tǒng)集成，還需要有一套標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)作為建筑物或建筑群內(nèi)部的傳輸網(wǎng)絡(luò)，它既能連接建筑物內(nèi)的各類通信設(shè)備，又能使這些設(shè)備與外部通信網(wǎng)絡(luò)相連接，這就是綜合布線系統(tǒng)（也可以認(rèn)為是智能建筑的神經(jīng)系統(tǒng)）。第一章 概 述 圖1-1 智能建筑的組成要素第一章 概 述1.2.1 BAS概述 BAS按其工作范圍不同，有兩

7、種定義方法，即廣義的BAS 和 狹義的BAS 。 廣義的BAS即建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)，它包括了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)；而狹義的BAS僅包括建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，它不包括火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)和安全技術(shù)防范系統(tǒng)。下面分別介紹：第一章 概 述一、狹義BAS的組成與基本功能狹義BAS可對下列子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備運行和建筑節(jié)能的監(jiān)測與控制： （1）冷凍水及冷卻水系統(tǒng)； （2）熱交換系統(tǒng)； （3）采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)； （4）給水與排水系統(tǒng)； （5）供配電系統(tǒng)； （6）公共照明系統(tǒng)； （7）電梯和自動扶梯系統(tǒng)。第一章 概 述 第一章 概 述 第一章 概 述二、火

8、災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)（FAS）的組成與基本功能 火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)兩部分組成，以實現(xiàn)以防為主、防消結(jié)合的主旨。 由于高層建筑自身的特點，因此要求其在發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)當(dāng)具備完善的自防自救功能?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的自防目標(biāo)，從而減輕火災(zāi)造成的損失和減少撲滅火災(zāi)的難度。消防聯(lián)動控制系統(tǒng)則具有必要的自救手段，還能夠在火災(zāi)形成后及時通知樓內(nèi)人員疏散，并控制火災(zāi)的蔓延。 第一章 概 述 三、安全技術(shù)防范系統(tǒng)（SPS）的組成與基本功能 一般包括入侵報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)（門禁）、電子巡查系統(tǒng)、訪客管理系統(tǒng)、停車庫（場

9、）管理系統(tǒng)。 其總體功能有： （1）外部侵入保護(hù) 指無關(guān)人員從外部侵入建筑物時，報警系統(tǒng)立即啟動。 （2）區(qū)域保護(hù) 對建筑物內(nèi)部某些重要區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，主要監(jiān)視是否有人非法進(jìn)入這些受限制的區(qū)域。 （3）重點目標(biāo)保護(hù) 指對區(qū)域內(nèi)的某些重點目標(biāo)進(jìn)行保護(hù)，如檔案室、保險柜、重要文物保管室、控制室和計算中心機房等。 總之，安全技術(shù)防范系統(tǒng)最好在嫌疑人有侵入的意圖和動作時便及時發(fā)出信號，以便盡快采取措施。 當(dāng)嫌疑人侵入防范區(qū)域時，保安人員應(yīng)當(dāng)通過安全技術(shù)防范系統(tǒng)了解他的活動；當(dāng)嫌疑人犯罪時，安全技術(shù)防范系統(tǒng)的最后防線要馬上起作用。 如果所有的防范措施都失敗，安全技術(shù)防范系統(tǒng)號應(yīng)有事件發(fā)生前后的信息記錄，以

10、便幫助有關(guān)人員對犯罪經(jīng)過進(jìn)行分析。 第一章 概 述1.2.2 CNS概述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理智能建筑內(nèi)外各種圖像、文字、語音及數(shù)據(jù)之間的通信。CNS可分為語音通信、圖文通信及數(shù)據(jù)通信等三個子系統(tǒng)。 (1)語音通信系統(tǒng) 可提供預(yù)約呼叫、等待呼叫、自動重?fù)?、快速撥號、轉(zhuǎn)向呼叫和直接撥入，能接入和傳遞信息的小屏幕顯示、用戶賬單報告、屋頂遠(yuǎn)程端口衛(wèi)星通信和語音郵政等通信服務(wù)。 (2)圖文通信系統(tǒng) 用于實現(xiàn)傳真通信、可視數(shù)據(jù)檢索、電子郵件和電視會議等通信業(yè)務(wù)。 (3)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 用于連接辦公區(qū)內(nèi)計算機及其他外部設(shè)備，完成電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)和多功能自動交換，使不同辦公單元用戶的計算機進(jìn)行通信。 通信傳輸線路既

11、可以是有線線路，也可以是無線線路。在無線傳輸線路中，除微波、紅外線外，主要是利用衛(wèi)星通信。第一章 概 述1.2.3 OAS概述OAS是把計算機技術(shù)、通信技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)和行為科學(xué)，應(yīng)用于傳統(tǒng)辦公方式難以處理的、數(shù)量龐大且結(jié)構(gòu)不明確的業(yè)務(wù)上。它是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不斷使人的部分辦公業(yè)務(wù)活動物化于人以外的各種設(shè)備中，并由這些設(shè)備與辦公人員構(gòu)成服務(wù)于特定目標(biāo)的人機信息處理系統(tǒng)。其目的是盡可能充分地利用信息資源，提高勞動生產(chǎn)率和工作質(zhì)量，也可以利用計算機信息管理系統(tǒng)輔助決策，以獲得更好的信息處理效果。OAS主要承擔(dān)三項任務(wù): (1)電子數(shù)據(jù)處理(Electronic Data Processing，E

12、DP) 處理大量繁瑣的事務(wù)性工作，如發(fā)送通知、打印文件、匯總表格和組織會議等。 (2)信息管理系統(tǒng)(Management Information System，MIS) MIS完成對信息流的控制管理，把各項獨立的事務(wù)處理通過信息交換和資源共享聯(lián)系起來，提高部門工作效率。 (3)決策支持系統(tǒng)(Decision Support System，DSS) DSS是一個特殊的管理信息系統(tǒng)或信息管理系統(tǒng)的一個模塊，可自動地采集和分析信息，提供各種優(yōu)化方案，最大可能地輔助決策者做出正確的決定。 第一章 概 述智能建筑在設(shè)置子系統(tǒng)的具體內(nèi)容時，會因每幢建筑的具體情況和需求而有所不同，圖1-2為一個智能建筑的系

13、統(tǒng)構(gòu)成。 圖1-2 某智能建筑的系統(tǒng)構(gòu)成第一章 概 述1.3 智能建筑的系統(tǒng)集成（IBSI） 所謂系統(tǒng)集成，就是將智能建筑中從屬于不同子系統(tǒng)和技術(shù)領(lǐng)域的所有分離的設(shè)備、功能和信息有機地結(jié)合成為一個實現(xiàn)信息匯集、功能優(yōu)化、綜合管理、資源共享的相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)（無縫連接）的整體。 系統(tǒng)集成是一個涉及多學(xué)科、多技術(shù)的綜合性應(yīng)用領(lǐng)域，它從設(shè)計到實施是一個復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)工程的全過程?？梢赃@樣認(rèn)為：沒有系統(tǒng)集成的建筑不是真正意義上的智能建筑，建筑內(nèi)的各子系統(tǒng)也不可能發(fā)揮各自的最大效能。因此我們對系統(tǒng)集成應(yīng)當(dāng)有一個全面和深刻的認(rèn)識，并將這種觀點運用到智能建筑設(shè)計與施工的各個環(huán)節(jié)之中。 第一章 概 述應(yīng)當(dāng)注

14、意到，目前還沒有商品化的全集成的或一體化的集成系統(tǒng)。因此對于系統(tǒng)設(shè)計人員來說，想通過系統(tǒng)集成來匯集建筑物內(nèi)外各種信息或?qū)⑼ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS）、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BAS）和辦公自動化系統(tǒng)（OAS）優(yōu)化集成在一起還是會有比較大的困難。另一方面，由于系統(tǒng)集成的投入巨大而且對運行維護(hù)的要求較高，這就要求設(shè)計人員在實際設(shè)計中，必須掌握“按需集成”的原則，盲目地設(shè)置集成系統(tǒng)往往是脫離實際的，導(dǎo)致系統(tǒng)過于龐大，也是不可取的。 思考題與習(xí)題： 1. 智能建筑的BAS、CNS、OAS分別是指什么？ 2. 狹義BAS與廣義BAS分別包括哪些主要的監(jiān)控系統(tǒng)？ 3. 試描述智能建筑的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 4. 何謂系統(tǒng)

15、集成？ 部分國家的智能建筑實例 背景資料： 大廈: 高202米, 50層 全部樓層面積: 100 000 平方米 辦公室, 公寓, 購物和休閑設(shè)施 靈活的布線 設(shè)備配置： INSIGHT工作站 11 000 物理數(shù)據(jù)點 LONMARKS控制器 AlgoRex 防火系統(tǒng) 優(yōu)點: 靈活的布線 維也納Millennium大廈迪拜Jumeirah 海灘度假勝地 背景資料： 世界首家7星級酒店（帆船酒店） 會議中心, 運動中心, 餐廳, Aqua 公園娛樂場所 設(shè)備配置: 可通過光纖光纜傳輸26000 數(shù)據(jù)點的樓宇管理系統(tǒng) 可個別控制的房間 由直接數(shù)字控制器控制的瀑布 優(yōu)點: 為每位客人提供最大限度的舒

16、適服務(wù) 最大的可靠性 Burj al Arab Tower 部分國家的智能建筑實例 21世紀(jì)廣場 沈陽，中國皇家圖書館 哥本哈根，丹麥US Bancorp Tower, 波特蘭，美國水上世界里斯本，葡萄牙展覽館 阿姆斯特丹，荷蘭第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信 2.1 廣義BA系統(tǒng)的構(gòu)成 2.2 系統(tǒng)服務(wù)功能 2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2.4 信號傳輸與通信第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信 2.1 廣義BA系統(tǒng)的構(gòu)成（定義、組成結(jié)構(gòu)、服務(wù)功能）2.1.1 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的定義 采用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)，對建筑（群）內(nèi)部的電力、照明、空調(diào)、給排水、防

17、災(zāi)、保安、運輸、廣播、通信等設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視和管理的中央監(jiān)控系統(tǒng)。2.1.2 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)廣義BA系統(tǒng)的組成1. 建筑設(shè)備運行、管理與控制子系統(tǒng)（包括約6-10個子系統(tǒng)）2. 火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制子系統(tǒng)（包括2個大子系統(tǒng)若干個小子系統(tǒng)）3. 公共安全防范子系統(tǒng)（包括約6個子系統(tǒng)）第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信廣義BA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1. 常用控制手段及特點連續(xù)控制系統(tǒng)： PID（控制裝置連續(xù)、被控對象連續(xù)）離散控制系統(tǒng)： PLC可編程邏輯控制系統(tǒng)數(shù)字計算機控制系統(tǒng)：DDC直接數(shù)字控制系統(tǒng)、（機械、電氣過程） SCC集中數(shù)字控制系統(tǒng)、 DCS集散數(shù)字控制系統(tǒng)

18、、 FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、模擬計算機控制系統(tǒng)：（化工、過程）2. 集散型BA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三層結(jié)構(gòu)）現(xiàn)場控制層（底層）、監(jiān)督控制層（中層）、運營管理層（高層）3. 集散型BA系統(tǒng)的幾種方案：按樓層組織的集散BA、按設(shè)備功能組織的集散BA第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信 2.2 系統(tǒng)服務(wù)功能 總體來說廣義BA系統(tǒng)的服務(wù)功能是通過對建筑物內(nèi)各類設(shè)備的運行情況進(jìn)行集中監(jiān)控與管理，以期實現(xiàn)如下功能（目標(biāo)）：1. 確保建筑物內(nèi)環(huán)境的舒適性2. 提高建筑物與內(nèi)部人員整體安全水平和災(zāi)害防御能力3. 實現(xiàn)最佳的能源控制方案，提高管理、控制的自動化程度4. 實現(xiàn)設(shè)備運行、維護(hù)工作的自動化和科學(xué)化2.

19、2.1 集散控制系統(tǒng)的功能1. 中央控制計算機的功能：系統(tǒng)操作管理功能、圖形顯示（包括表格和動態(tài)數(shù)據(jù)）、控制調(diào)節(jié)、診斷報警、報表統(tǒng)計、設(shè)備管理、2. 現(xiàn)場控制器的功能：它是具有控制軟件和完善接口功能的計算機，可以預(yù)設(shè)編程、隨機編程，可實現(xiàn)現(xiàn)場控制器間的通信3. 網(wǎng)絡(luò)支持第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信2.2.2 建筑設(shè)備運行、管理和控制的功能 由所需功能決定子系統(tǒng)個數(shù)，進(jìn)而確定每個子系統(tǒng)的具體功能，從而確定機電設(shè)備的數(shù)量，一般BA系統(tǒng)由下列基本子系統(tǒng)組成：暖通空調(diào)系統(tǒng)、給水排水系統(tǒng)、供配電及照明系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、公共安全防范系統(tǒng)。由于建筑的類型與用途不同，所以

20、每個子系統(tǒng)的具體功能會有所不同?？傮w功能可以分為監(jiān)測類型、記錄類型、報警類型、控制類型。1. 暖通空調(diào)系統(tǒng)2. 給水排水系統(tǒng)3. 供配電及照明系統(tǒng)4. 火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)5. 公共安全防范系統(tǒng)第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信 2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本知識計算機網(wǎng)絡(luò)： 資源子網(wǎng) + 通信子網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)的分類：局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）、城域網(wǎng)（MAN）計算機網(wǎng)絡(luò)的功能：硬件、軟件資源共享；提供強有力的通信手段計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌盒切?、樹形、環(huán)形、混合形、總線形 網(wǎng)絡(luò)布線：綜合布線系統(tǒng)（PDS）、結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)（SCS）計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議：

21、協(xié)議即是兩個通信實體之間在進(jìn)行信息交換時，對于格式、意義、相對定時的約定。它的基本功能有：建立標(biāo)準(zhǔn)的通信信道、建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)單元、建立一些必要規(guī)則。OSI/RM：標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 （七層）TCP/IP： 工業(yè)協(xié)議 （四層）傳輸控制協(xié)議 （Protocol）/ 網(wǎng)際協(xié)議IEEE802：局域網(wǎng)協(xié)議（四層）第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與工業(yè)協(xié)議對應(yīng)層面的比較第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與局域網(wǎng)協(xié)議對應(yīng)層面的比較第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信計算機網(wǎng)絡(luò)的組成：硬件 + 軟件硬件：資源子網(wǎng)（輸入、輸出設(shè)備終端） + 通信子網(wǎng)（傳輸介質(zhì)、通信及控

22、制設(shè)備）包括：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、用戶計算機、通信介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）、 介質(zhì)連接裝置、收發(fā)器、集線器、調(diào)制解調(diào)器（modem）、 網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、路由器、交換機等等軟件：通信協(xié)議、通信控制程序、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信局域網(wǎng)的基本知識（Ethemet 以太網(wǎng)、Token Ring 令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI 光纖分布式數(shù)據(jù)接口）1. 局域網(wǎng)的介質(zhì)存取控制（MAC）執(zhí)行CSMA/CD協(xié)議功能：收發(fā)數(shù)據(jù)報介質(zhì)存取管理關(guān)鍵詞:MAC格式擁塞窗口時間槽后退算法(TBEB)2. 局域網(wǎng)的邏輯鏈路控制（LLC）三種形式鏈接：不確認(rèn)無連接確認(rèn)無連接面向連接LLC格式3. 局域

23、網(wǎng)的中繼規(guī)則5-4-3-2-1（1024站點 2500m直徑）規(guī)則4. 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)分析負(fù)荷流量的分析(綠區(qū)黃區(qū)紅區(qū))5. 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)分段80/20規(guī)則6. 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）全面采用因特網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(Intranet)每個用戶可以使用公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的一部分第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)代信息社會信息流量飛速增長，自然要求網(wǎng)絡(luò)具有高速寬帶的特性，而局域網(wǎng)的傳輸帶寬和傳輸速率在很多場合下已不能滿足要求，因而采用高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則成為了必然的趨勢。我們經(jīng)常使用的高速網(wǎng)絡(luò)有以下幾種 ：1. Fast Ethemet 快速以太網(wǎng)2. FDDI 系列技術(shù)3. A

24、TM 網(wǎng)絡(luò)第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信廣域網(wǎng)的基本知識（Internet、Intranet、Infranet）1. 因特網(wǎng)的幾種互連方案：a. 鏈路層互連：不執(zhí)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換(各個局域網(wǎng)之間的互聯(lián))b. 網(wǎng)絡(luò)層互連的兩種方法：端至端連接逐網(wǎng)連接c. 高層互連：面向數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行對等層之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換d. IP級聯(lián)網(wǎng)的操作: 提供網(wǎng)關(guān)(主機)之間的數(shù)據(jù)報服務(wù)2. 因特網(wǎng)的物理組成：a. 因特網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu): 星型主體結(jié)構(gòu)b. 因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)：中央網(wǎng)關(guān)與分散網(wǎng)關(guān)c. 因特網(wǎng)的子網(wǎng)與自治系統(tǒng)：子網(wǎng)自治系統(tǒng)核心系統(tǒng)的邏輯關(guān)系d. 因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)：良好的擴充性與對核心網(wǎng)關(guān)的依賴第二章 BA系

25、統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信廣域網(wǎng)的基本知識3. 因特網(wǎng)的地址(信源信宿)：物理地址（硬件不變地址）：平面結(jié)構(gòu)多級結(jié)構(gòu)IP地址（數(shù)據(jù)鏈路地址）：確認(rèn)（標(biāo)識）計算機與網(wǎng)絡(luò)的連接4. 因特網(wǎng)的域名系統(tǒng)層次型的域名結(jié)構(gòu)：三級域名，如 第三級：機構(gòu) 第二級：組織 第一級：國家 cn 因特網(wǎng)域名的管理：為了保證主機名的唯一性,只要保證同層次名不沖突即可5. 因特網(wǎng)的地址解析域名解析：域名-IP地址地址解析（ARP）：IP地址-物理地址逆地址解析(RARP)：物理地址- IP地址6. TCP/IP 協(xié)議族：傳輸控制協(xié)議、網(wǎng)際協(xié)議及其它協(xié)議第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信2.3.2 BA系

26、統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)形式信息網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)LAN）+ 控制網(wǎng)絡(luò)（總線RS-485、Lon Works）2.3.3 不同廠家網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比較 （ P42 圖2.21、2.22 ）2.3.4 BA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式與規(guī)模的劃分BA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選定應(yīng)當(dāng)符合以下基本原則：（ P44 ）a. 滿足集中監(jiān)控的需要b. 實現(xiàn)危險分散的原則c. 減少初期投資d. BA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)當(dāng)相互適應(yīng)e. 易于實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信 2.4 數(shù)據(jù)傳輸與通信2.4.1 模擬通信與數(shù)字通信 不同形式的數(shù)據(jù)、不同的傳輸方式、不同的傳輸介質(zhì)，在傳輸速率和傳輸距離方面是有明顯區(qū)別的，所以我們有

27、必要詳細(xì)了解。1. 模擬數(shù)據(jù)（連續(xù)）、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（離散），可通過A/D、D/A進(jìn)行轉(zhuǎn)換2. 模擬信號、數(shù)字信號：信號即是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼3. 模擬傳輸（寬帶傳輸、放大器）、數(shù)字傳輸（基帶傳輸、中繼器）第二章 BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信2.4.2 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)1. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號傳輸是通過載波調(diào)制技術(shù)完成的2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號傳輸是采用編碼技術(shù)完成的（如曼徹斯特碼）3. 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號傳輸是采用編碼技術(shù)完成的（如脈碼調(diào)制）2.4.3 傳輸介質(zhì)與傳輸方式1. 信道與傳輸損耗：信噪比2. 傳輸介質(zhì)及其選擇：雙絞線、同軸電纜、光纖、無線信道、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與介質(zhì)的關(guān)系、傳輸介質(zhì)與

28、傳輸速率3. 多路復(fù)用技術(shù)（FDM、TDM）4. 串行異步傳輸與同步傳輸（有、無時鐘）5. 并行傳輸?shù)诙?BA系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸與通信 思考題與習(xí)題：1. 以框圖形式說明廣義BA系統(tǒng)的所有組成。2. 被控對象、控制手段、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒉季€系統(tǒng)之間的關(guān)系是什么?3. 廣義BA系統(tǒng)的總體服務(wù)功能是什么?4. 你對通信協(xié)議有哪些了解?5. 你對BA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)形式有哪些了解?6. 你對信號、數(shù)據(jù)、編碼是如何理解的?第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù) 3.1 概述 3.2 集散控制系統(tǒng) 3.3 現(xiàn)場總線與Lon Works技術(shù) 3.4 典型系統(tǒng)簡介第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制

29、技 術(shù) 3.1 概述 模擬控制系統(tǒng)與數(shù)字控制系統(tǒng)（計算機控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)）計算機控制系統(tǒng)以其強大的計算能力、邏輯判斷能力、信息存儲能力使得它能夠?qū)崿F(xiàn)：先進(jìn)的控制策略以保證高速度（實時控制）、高精度、高性能、控制靈活（可在線修改控制方案）、高性價比、便于實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合、自動化程度大大提高。應(yīng)當(dāng)注意：在很多場合計算機控制系統(tǒng)并不能完全取代模擬檢測與控制3.1.1 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程 PLC可編程邏輯控制系統(tǒng)（單片機）Programme Logic Control DDC直接數(shù)字控制系統(tǒng)、 Direct Digital Control SCC集中數(shù)字控制系統(tǒng)、 Supervisor

30、y Computer Control DCS集散數(shù)字控制系統(tǒng)、 Distributed Control System FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、 FieldBus Control System 位總線（對總線）到現(xiàn)場總線的過度第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)1. 直接數(shù)字控制與集中控制系統(tǒng)（DDC SCC）的特點: a.精度高易于實現(xiàn)復(fù)雜控制和最優(yōu)控制 b.可靠性降低風(fēng)險高度集中 c.線路太多干擾太大 d.開發(fā)大范圍的系統(tǒng)很困難2. 集散控制系統(tǒng)（DCS）的特點： a.風(fēng)險分散且對控制處理器的能力和可靠性要求降低 b.使用網(wǎng)關(guān)使得開發(fā)技術(shù)趨于復(fù)雜 c.組網(wǎng)手段以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠靈活 d.使

31、用一般通信手段很難克服干擾3. 比較DCS和FCS第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.1.2 計算機控制系統(tǒng)的基本知識1. 計算機控制的一般概念：P63 圖3.4其最大的特點即是控制系統(tǒng)的實時性2. 計算機控制系統(tǒng)的分類 集中式計算機控制系統(tǒng)、集散式計算機控制系統(tǒng)前者適合中小規(guī)模的自動化系統(tǒng)后者適合大規(guī)模的自動化系統(tǒng)第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù) 3.2 集散控制系統(tǒng)（DCS）3.2.1 集散控制系統(tǒng)的基本概念 又稱為分布式計算機控制系統(tǒng)，實質(zhì)是利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的系統(tǒng)，從系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)上來看，它是一個分支樹結(jié)構(gòu)，也是與工業(yè)生產(chǎn)過程的行

32、政管理結(jié)構(gòu)相一致的，如 P64圖3.5，縱向可以看出集中特性，橫向可以看出分散特性第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.2.2 集散控制系統(tǒng)的基本組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1. 基本組成： 集散控制系統(tǒng) = 分散過程控制裝置 + 操作管理裝置 + 通信系統(tǒng)a. 分散過程控制裝置b. 操作管理裝置c. 通信系統(tǒng)2. 三大結(jié)構(gòu)特征：遞階控制結(jié)構(gòu)、分散控制結(jié)構(gòu)、冗余化結(jié)構(gòu) a. 遞階控制結(jié)構(gòu)b. 分散控制結(jié)構(gòu)c. 冗余化結(jié)構(gòu)第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3. 集散控制系統(tǒng)的六種典型結(jié)構(gòu)a.第三代：模塊化控制站 + 寬帶、載帶局域網(wǎng) + 信息綜合管理系統(tǒng)b.第二代：分散過程控制站 + 局域網(wǎng) +

33、信息管理系統(tǒng)c.第一代：分散過程控制站 + 高速數(shù)據(jù)公路 + 操作站 + 上位機d. 可編程邏輯控制器（PLC）+ 通信系統(tǒng) + 操作管理站e. 單回路控制器 + 通信系統(tǒng) + 操作管理站f. 工業(yè)級微機 + 通信系統(tǒng) + 操作管理機第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.2.3 集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站 集散型計算機控制系統(tǒng)的突出特點就是系統(tǒng)硬件、軟件都具有靈活的組態(tài)和配置的能力，其中硬件系統(tǒng)就是通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將不同數(shù)目的現(xiàn)場控制站、操作站、工程師站連接起來，共同完成各種采集、顯示、操作、控制和管理功能。 不同系統(tǒng)的現(xiàn)場站各異，但是所采用的結(jié)構(gòu)形式大致相同1. 現(xiàn)場站的功能：2. 現(xiàn)場

34、站的構(gòu)成：機柜、電源、控制計算機（CPU、ROM、BUS、 I/O、A/D、D/A）3. 用于現(xiàn)場控制站的智能調(diào)節(jié)器與PLC：a.智能調(diào)節(jié)器、 b.可編程邏輯控制器第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.2.4 集散控制系統(tǒng)的操作員站1. 中心計算機站的功能中心計算機站主要是由操作員站和工程師站組成的，其主要功能有: a. 過程顯示與控制 b. 現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集 c. 級間通信 d. 系統(tǒng)診斷 e. 系統(tǒng)配置和參數(shù)生成 f. 仿真調(diào)試2. 操作員站的功能 a.操作員站的顯示管理功能 b.操作員站的打印功能第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)c. 操作員站的組成1. 處理機系統(tǒng):32位CP

35、U、64M、2. 外圍存儲設(shè)備：10-100G3. 圖形顯示設(shè)備：CRT、LED4. 操作員站鍵盤和工程師鍵盤：基本鍵盤、基本功能、觸摸屏5. 打印輸出設(shè)備：一般配備兩臺打印機，一臺用作生產(chǎn)記錄報表和 報警列表打印，另一臺用來拷貝流程畫面第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.2.5 集散控制系統(tǒng)的特點 1. 分級遞階控制：水平是分級的，垂直是分級遞階，系統(tǒng)是在優(yōu)化的條件下運行的 2. 分散控制：在統(tǒng)一集中操作管理和協(xié)調(diào)下，進(jìn)行各自的分散工作 3. 自治性：各個工作站是能夠獨立運行的高可靠性子系統(tǒng)，這樣便提高了整個系統(tǒng)的可控性 4. 協(xié)調(diào)性：由通信網(wǎng)絡(luò)連接的各個工作站，使整個系統(tǒng)更容易實現(xiàn)

36、協(xié)調(diào)操作 5. 友好性：良好的軟件組態(tài)、人機界面（包括觸屏的使用），更加方便了操作人員 6. 適應(yīng)性、靈活性、可擴充性：軟硬件的開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，使系統(tǒng) 的配置更加具備了適應(yīng)性、靈活性、可擴充性 7. 開放系統(tǒng)：由于接口的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，為各種應(yīng)用軟件提供了可移植、可選擇的平臺， 減少了應(yīng)用開發(fā)和人員培訓(xùn)的費用 8. 可靠性: 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用了容錯設(shè)計，使得系統(tǒng)在個別故障下，依然能夠保證系統(tǒng)的完整可靠第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù) 3.3 現(xiàn)場總線與Lon Works技術(shù)3.3.1 概述 通過幾種計算機控制方式的比較，可以看出各種控制方式的特點和適用場合。但是仍有以下問題難以得到

37、有效的解決：1. 執(zhí)行特定任務(wù)的專網(wǎng)的應(yīng)用程序是由用戶編寫的，開放技術(shù)復(fù)雜2. 執(zhí)行特定任務(wù)的控制器使得組網(wǎng)手段及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠靈活3. 網(wǎng)絡(luò)抗擾能力差，導(dǎo)致不得不使用半數(shù)字化系統(tǒng)4. 系統(tǒng)最低層的網(wǎng)絡(luò)通信難以適應(yīng)：系統(tǒng)規(guī)模和范圍的不斷擴大、集成度的不斷提高、系統(tǒng)全分布和全數(shù)字化的要求 可以看出市場急需一種能夠有效解決上述問題的新一代的計算機控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)就是為了解決上述實際問題而發(fā)展起來的一種新型的控制系統(tǒng)。第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.3.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS1. 現(xiàn)場總線a. 定義：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備的自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙 向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)

38、。主要由以下六個部分組成：現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)（條件）、現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)（基本）、現(xiàn)場設(shè)備互操作（目標(biāo)）、面對所有設(shè)備的分散功能塊、通信線供電、全網(wǎng)實現(xiàn)開放式互聯(lián)（包括不同層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)）b. 現(xiàn)場總線的協(xié)議 因為沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以目前各種現(xiàn)場總線所采用的通信協(xié)議不盡相同，但是所有協(xié)議的依據(jù)均為OSI/RM七層協(xié)議，而由于不同系統(tǒng)的側(cè)重點（著眼點）不同，所以可能僅僅實現(xiàn)七層協(xié)議的部分子集。第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)c. 現(xiàn)場總線的系統(tǒng)組成現(xiàn)場總線系統(tǒng)：現(xiàn)場設(shè)備 + 形成系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)的連接現(xiàn)場總線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括了通信網(wǎng)絡(luò)可能使用的所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形、樹形、環(huán)形、混合形、總線形d. 現(xiàn)場總線

39、的優(yōu)點：一對N結(jié)構(gòu)、可靠性、狀態(tài)實時可控、設(shè)備儀表互換性、互操作性、實現(xiàn)一表綜合使用、分散控制的靈活性、系統(tǒng)統(tǒng)一組態(tài)實現(xiàn)模塊化、開放式系統(tǒng)（對內(nèi)）、共享網(wǎng)絡(luò)資源（對外）2. 幾種常用的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)a. CAN（Controller Area Net）控制局域網(wǎng)絡(luò)b. PROFIBUS（Process Field Bus）過程現(xiàn)場總線c. HART 可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路d. FF 現(xiàn)場總線基金會現(xiàn)場總線第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.3.3 Lon Works技術(shù)1.概述：Lon Works控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是美國Echelon公司研制的，它 并不是單純的現(xiàn)場總線技術(shù)，我們可以把它稱為

40、通用測控網(wǎng)絡(luò)， 未來的發(fā)展要求測控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)具備如下條件：a. 開放性：對于任何用戶都是平等 的b. 互操作性：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要完整到任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作c. 通信介質(zhì)：可以用任何介質(zhì)完成通信，并且多種介質(zhì)能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用d. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：應(yīng)當(dāng)能夠使用現(xiàn)在已有的所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)e. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌涸诳偩€型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，用戶還可以選擇任意形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?Lon Works技術(shù)可以完全滿足上述這些基本要求1） Lon Works的開放性和互操作性2） Lon Works網(wǎng)絡(luò)特性3） Lon Works的本征安全性4） Lon Works技術(shù)的未來第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)2. N

41、euron芯片 LON網(wǎng)絡(luò)上的每個控制點我們把它稱為LON節(jié)點或Lon Works智能設(shè)備，它包括：一片Neuron芯片、傳感與控制設(shè)備、收發(fā)器（用于建立Neuron芯片與傳輸介質(zhì)之間的物理連接）、電源。典型的LON節(jié)點框圖可見： P91 圖3.18其中Neuron芯片是節(jié)點的核心部分，它包括一套完整的通信協(xié)議，即Lon Talk協(xié)議，從而確保各個節(jié)點之間能夠使用可靠的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行互操作。由于Neuron芯片是直接與它所監(jiān)控的傳感器和控制設(shè)備相連接的，所以一個Neuron芯片可以傳輸傳感器或控制設(shè)備的狀態(tài)、執(zhí)行控制算法、以及和其它的Neuron芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制

42、 技 術(shù)3. 收發(fā)器由于網(wǎng)絡(luò)中使用的傳輸介質(zhì)不同，所以收發(fā)器的類型以及它們的傳輸速率也不相同，常用的收發(fā)器類型有以下幾種：a. 雙絞線收發(fā)器b. 電力線收發(fā)器c. 無線收發(fā)器d. 光纖收發(fā)器第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)4. Lon Talk協(xié)議Lon Talk協(xié)議是Lon Works技術(shù)所使用的核心通信協(xié)議，由于控制網(wǎng)絡(luò)和普通的信息網(wǎng)絡(luò)不同，它具有如下特點：a.報文短、b.網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點造價低、c.通信介質(zhì)具有多樣性、d.網(wǎng)絡(luò)帶寬低、支持費用低、e.設(shè)備的多樣性、f.可靠性和實時性要求所以控制網(wǎng)絡(luò)要求采用的通信協(xié)議應(yīng)當(dāng)具有高度的實時性、安全性、可靠性，Lon Talk協(xié)議正是為此目的而

43、開發(fā)的，它實現(xiàn)了ISO/OSI中建議的所有七層服務(wù)，并且能夠完成Lon Works網(wǎng)絡(luò)中所有的通信功能要求。Lon Talk協(xié)議模型 見P96 表3.3 第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)5. 路由器 路由器是中繼器、橋接器、配置型路由器、學(xué)習(xí)型路由器的統(tǒng)稱，Lon Works路由器在Lon Works網(wǎng)絡(luò)中是一個特殊的節(jié)點，它由兩個Neuron芯片組成（見P101圖3.22），可以用來連接不同通信介質(zhì)的LON網(wǎng)絡(luò)（見P102圖3.23）。由于使用了路由器，本例中六個節(jié)點便可以透明的通信，就如同把它們安裝在了一個通道上一樣。路由器的主要作用是：a. 擴展通道的容量b. 連接不同的通信介質(zhì)

44、或傳輸速率c. 提高LON總線的可靠性d. 全面提高網(wǎng)絡(luò)性能第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)6. Lon Works開發(fā)和維護(hù)工具a. Lon Works開發(fā)系統(tǒng)（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）：總線系統(tǒng)的二次開發(fā)b. Lon Works網(wǎng)絡(luò)接口部件（硬件）：c. Lon Works軟件開發(fā)平臺（軟件）： 1） 關(guān)于LNS技術(shù) 2） LNS體系結(jié)構(gòu) 3） LNS數(shù)據(jù)庫 4） 用戶程序設(shè)計第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)7. Lon Works互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備i. Lon互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備將Lon Works網(wǎng)絡(luò)和其它IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了無縫的連接，它可以讓用戶通過Web瀏覽器來配置和監(jiān)測Lon Works網(wǎng)絡(luò)

45、中的所有設(shè)備，充分利用了IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。針對不同IP網(wǎng)絡(luò)，i. Lon互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備系列有以下三種不同產(chǎn)品：a. i. Lon 10 以太網(wǎng)適配器b. i. Lon 100 因特網(wǎng)服務(wù)器c. i. Lon 1000 因特網(wǎng)服務(wù)器第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù) 3.4 典型系統(tǒng)簡介 智能建筑內(nèi)部機電設(shè)備繁多、性能各異，要想實現(xiàn)大量的信號測量、控制、監(jiān)視、記錄工作，對于系統(tǒng)的要求也越來越高，目前大多采用成套控制系統(tǒng)產(chǎn)品以保證系統(tǒng)的工作要求和可靠性要求。3.4.1 Excel 5000 Open1. Excel 5000 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)a. 系統(tǒng)組成b. Excel 5000 系統(tǒng)的三類總

46、線c. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)2. Excel 5000 系統(tǒng)的設(shè)備a. 機電設(shè)備控制系統(tǒng)XFi和XBSb. 火災(zāi)報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)XLS1000和FS903. Excel 5000 的安防系統(tǒng) XSMa. XSM中央站配置及功能b. 通道出入控制系統(tǒng)c. 防盜報警系統(tǒng)與巡更系統(tǒng)第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù)3.4.2 EBI系統(tǒng)1. EBI系統(tǒng)概述：美國Honeywell 公司推出的EBI系統(tǒng)是一套專門應(yīng)用于廣義BA系統(tǒng)的集成管理組件，EBI服務(wù)器運行于Windows NT 操作平臺、EBI客戶機運行于Windows NT 或Windows 95/98

47、操作平臺，整個系統(tǒng)運行在快速以太網(wǎng)上，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為TCP/IP，系統(tǒng)硬件含有多種數(shù)據(jù)接口，系統(tǒng)軟件支持多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。EBI在子系統(tǒng)組合上與Excel 5000有所區(qū)別，但在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組態(tài)、連接等方面與 Excel 5000 完全一致，它是源于Excel 5000而又高于 Excel 5000 的最新一代的總線系統(tǒng)。2. EBI體系結(jié)構(gòu)3. EBI系統(tǒng)中央站的軟、硬件配置第三章 BA 系 統(tǒng) 的 控 制 技 術(shù) 思考題與習(xí)題：1. 分別敘述DDC、SCC、DCS、FCS的特點。2. 集散控制系統(tǒng)的基本組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征是什么?3. 現(xiàn)場總線形式的控制系統(tǒng)是為了解決那些主要問題而提出的?4. 現(xiàn)場總

48、線的定義與優(yōu)點分別是什么?5. 任意控制方式是否都可以采用總線技術(shù) ? 為什么? 6.第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 4.1 空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控原理 4.2 冷熱源系統(tǒng)監(jiān)控原理 4.3 給排水系統(tǒng)監(jiān)控原理 4.4 供配電系統(tǒng)監(jiān)控原理 4.5 照明系統(tǒng)監(jiān)控原理 4.6 電梯系統(tǒng)監(jiān)控原理第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（廣義BA）是智能建筑中的一個重要子系統(tǒng)，而狹義BA又是廣義BA中的一個重要子系統(tǒng)，在狹義BA中暖通空調(diào)系統(tǒng)具有設(shè)備多、監(jiān)控參數(shù)多、控制精度要求高的特點，所以在智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)是中央監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 4.1 空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控原理4.1.1 空調(diào)系統(tǒng)的分類1. 按

49、負(fù)擔(dān)空調(diào)負(fù)荷所使用的介質(zhì)分類2. 按空氣處理設(shè)備的集中程度分類3. 按被處理空氣的來源分類 目前絕大多數(shù)建筑中采用的是集中與半集中式、定風(fēng)量、全空氣、新風(fēng)加鳳機盤管空調(diào)系統(tǒng)，近幾年變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（Variable Air Volume System）由于其節(jié)省能源、控制靈活等優(yōu)點，已逐步被國內(nèi)建筑所采用。第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理4.1.2 常見的空氣處理方式 空氣處理的方法很多，但是既要滿足空氣的溫度、濕度、焓值、潔凈度的要求，又要節(jié)省能耗，才是空氣處理的基本要求。常用的空氣處理方法有以下幾種：1. 冷卻減濕處理2. 等濕加熱處理3. 等溫加濕處理4. 降溫升焓加濕處理5. 等焓加濕第四

50、章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理4.1.3 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的監(jiān)控原理1. 新風(fēng)機組監(jiān)控原理P126-127 圖4.3 第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理2. 空調(diào)機組全新風(fēng) / 排風(fēng)監(jiān)控原理P127-128 圖4.4 第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理3. 空調(diào)機組監(jiān)控子系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容空調(diào)機組監(jiān)控內(nèi)容a. 風(fēng)機控制系統(tǒng)按預(yù)先編排的時間假日等程序來控制風(fēng)機啟停b. 溫度控制根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定值的偏差來調(diào)節(jié)送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速c. 風(fēng)門控制新風(fēng)回風(fēng)風(fēng)門控制與調(diào)節(jié)d. 監(jiān)測新風(fēng)回風(fēng)及其它溫度，新風(fēng)濕度，設(shè)備啟停狀態(tài)，設(shè)備控制狀態(tài)e. 報警設(shè)備故障報警f. 顯示與打印參數(shù)狀態(tài)流程報警其它監(jiān)控內(nèi)容新風(fēng)機監(jiān)控變風(fēng)量末端裝置監(jiān)控中

51、央直燃機組監(jiān)控第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 4.2 冷熱源系統(tǒng)監(jiān)控原理 冷熱源系統(tǒng)也是暖通空調(diào)系統(tǒng)又一主要部分，它的作用是提供滿足要求的冷、熱水，并由水泵輸送到各個空調(diào)機組與空氣進(jìn)行熱交換后，把處理后的空氣送到被調(diào)區(qū)域。4.2.1 制冷系統(tǒng)的監(jiān)控原理常用的冷媒有：氟利昂、氨、溴化鋰常用的制冷方式有：壓縮（電力）制冷、熱力制冷、冰蓄冷1. 制冷原理2. 制冷系統(tǒng)監(jiān)控原理（共10項內(nèi)容）第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理4.2.2 供熱系統(tǒng)的監(jiān)控原理常用的熱源有：熱水、電熱供熱系統(tǒng)包括：熱水鍋爐、換熱站、供熱網(wǎng)1. 供熱鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)控原理 a. 鍋爐燃燒系統(tǒng)的監(jiān)控原理 b. 鍋爐水系統(tǒng)的監(jiān)控原理2.

52、 熱交換系統(tǒng)的監(jiān)控原理 a. 熱計量系統(tǒng) b. 壓力監(jiān)測 c. 熱交換器二次側(cè)熱水出口溫度控制 d. 熱水泵控制及連鎖 e. 工作狀態(tài)顯示與打印第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 4.3 給排水系統(tǒng)監(jiān)控原理 在智能建筑中給排水自動化系統(tǒng)的任務(wù)是：保證供水質(zhì)量、節(jié)約能源、實現(xiàn)用水量與供排水量的平衡、實現(xiàn)管網(wǎng)的優(yōu)化。給排水系統(tǒng)分為生活、工業(yè)、城市給排水三類系統(tǒng)，我們這里僅討論生活（建筑）給排水系統(tǒng)。4.3.1 給水系統(tǒng)監(jiān)控原理1. 恒壓供水系統(tǒng)：供需水量平衡、節(jié)約能源、節(jié)約設(shè)備、節(jié)約建筑面積，由于沒有蓄水設(shè)備，所以要求供電可靠，否則停電即停水。2. 高位水箱、低位水池供水系統(tǒng)3. 對于超高層建筑還應(yīng)設(shè)

53、置中區(qū)水箱這兩種供水系統(tǒng)由于增加了蓄水裝置，因此增加了設(shè)備并占用了建筑面積，且容易造成二次污染，但是也換來了供水的可靠性不同系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖：P133 圖 4.9、4.10、4.11第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理4.3.2 排水系統(tǒng)監(jiān)控原理 排水系統(tǒng)是由集水坑（污水池）、排水泵（污水泵）、液位傳感器等部分構(gòu)成。排水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖：P136 圖4.12第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 4.4 供配電系統(tǒng)監(jiān)控原理 智能建筑的用電負(fù)荷內(nèi)容包括電力、照明、空調(diào)、制冷、供熱、給排水、電梯、消防、安防、通信、家用電器、計算機等等，它們具有用電設(shè)備種類多、耗電量大、用電負(fù)荷集中的特點，因此對供電的可靠性要求極

54、高，同時為了防止電壓波動、高次諧波以及頻率變化對計算機及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生干擾和破壞，對于電源的質(zhì)量要求也很高。4.4.1 智能建筑的供電方式1. 高壓供電方式：a.一用一備或互為備用、b.二用一備或互為備用、c.高用低備、d.高用自備（以UPS作為第三電源）、e.環(huán)網(wǎng)供電以上供電系統(tǒng)的配出方式一般均采用放射式2. 低壓供電方式：放射式、樹干式、混合式第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理4.4.2 供配電系統(tǒng)監(jiān)控原理1. 監(jiān)控對象：電力系統(tǒng)、電力負(fù)荷、變電所、低壓配電系統(tǒng)2. 監(jiān)控原理圖：P138 圖4.14a.高壓供電系統(tǒng)監(jiān)控原理圖b.低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控原理圖第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 4.5 照明

55、系統(tǒng)監(jiān)控原理4.5.1 照明系統(tǒng)的內(nèi)容：照明技術(shù)的基本概念（發(fā)光強度、亮度、光通量與發(fā)光效率、照度、顯色性、眩光）、光源與燈具、照明系統(tǒng)的設(shè)計光源與燈具a. 電光源的分類：通常分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類b. 燈具的組成： 燈泡 + 燈座 + 燈罩 燈具的分類：直射、半射、漫射、 半間接、間接c. 燈具的布置：均勻布置（距高比 L / h） 、選擇布置照明系統(tǒng)的設(shè)計a. 光通量法（利用系數(shù)法）：以平均照度為標(biāo)準(zhǔn)的計算方法，通常適合于均勻布置場合b. 單位容量法：以最低照度值下的單位容量為標(biāo)準(zhǔn)的計算方法， 適用于一般照明的計算（民用、福利設(shè)施、反射條件較好的場合）c. 逐點法： 第四章 狹

56、義BA系統(tǒng)的控制原理照明配電箱的監(jiān)控內(nèi)容：a. 雙電源切換照明配電箱：設(shè)備狀態(tài)DI，設(shè)備啟停DOb. 照明配電箱：設(shè)備狀態(tài)DI，設(shè)備啟停DOc. 立面照明配電箱：設(shè)備狀態(tài)DI，設(shè)備啟停DOd. 庭院照明配電箱：設(shè)備狀態(tài)DI，設(shè)備啟停DOI為監(jiān)測量（輸入）、O為控制量（輸出）、A為模擬量、D為數(shù)字量4.5.2 辦公室照明系統(tǒng)監(jiān)控 P139 圖4.15 圖4.164.5.3 樓梯、走廊照明系統(tǒng)監(jiān)控4.5.4 障礙照明系統(tǒng)監(jiān)控4.5.5 建筑物外立面照明系統(tǒng)監(jiān)控4.5.6 應(yīng)急照明系統(tǒng)監(jiān)控第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 4.6 電梯系統(tǒng)監(jiān)控原理4.6.1 關(guān)于電梯的介紹電梯的發(fā)展史：13世紀(jì)絞車階段

57、、19世紀(jì)升降機階段、20世紀(jì)現(xiàn)代階段電梯的分類：運行方式、使用用途、控制方式電梯的結(jié)構(gòu)：拖動、軌道、轎箱、控制電梯系統(tǒng)的供電電源（一級負(fù)荷）：交流、直流（應(yīng)當(dāng)有應(yīng)急電源作備用）拖動系統(tǒng)的控制方式：調(diào)壓（系統(tǒng)簡單、指標(biāo)差）、調(diào)頻（指標(biāo)好、價格高）電梯系統(tǒng)的控制目的：當(dāng)有用戶叫梯時，在開啟的電梯中，與用戶 同一方向且距離最近的電梯將首先到達(dá)電梯系統(tǒng)的控制方法：通過電梯的串行通信接口將所有信號與電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)通信，使電梯可以按照預(yù)先編制的運行方式來動作電梯的控制主機：PLC系統(tǒng)、單片機、數(shù)字計算機評價電梯系統(tǒng)的指標(biāo)：調(diào)速范圍、調(diào)速精度、動態(tài)響應(yīng)、噪音第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理4.6.2 電梯

58、系統(tǒng)的主要監(jiān)控內(nèi)容1. 是否運行、運行方向、所在樓層2. 是否故障、可否恢復(fù)（自診斷系統(tǒng)）3. 是否滿載、是否超載4. 與消防系統(tǒng)的聯(lián)動狀態(tài)信號5. 與其它系統(tǒng)的聯(lián)動狀態(tài)信號（包括電梯群控系統(tǒng)）具體監(jiān)控量包括：I為監(jiān)測量（輸入）、O為控制量（輸出）、 A為模擬量、 D為數(shù)字量第四章 狹義BA系統(tǒng)的控制原理 思考題與習(xí)題：1. 你所了解的狹義BA系統(tǒng)主要由哪些子系統(tǒng)組成?它們分別具有哪些功能?2. 試述新風(fēng)機組與空調(diào)機組主要有哪些不同之處？3. 對于照明控制方式而言,智能照明控制方式相對于建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中的普通照明控制方式有哪些優(yōu)點？4. 試述高位水箱給水系統(tǒng)的監(jiān)控原理、并給出監(jiān)控原理圖。5.

59、 試述電梯自動控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理、并給出監(jiān)控原理圖。6.第五章 SPS 的 控 制 原 理 5.1 系統(tǒng)功能與組成 5.2 電視監(jiān)控系統(tǒng) 5.3 入侵報警系統(tǒng) 5.4 出入口控制系統(tǒng) 5.5 巡更系統(tǒng) 5.6 訪客管理系統(tǒng) 5.7 停車場管理系統(tǒng)第五章 SPS 的 控 制 原 理 以往的公共安全防范系統(tǒng)是以單個設(shè)備完成單項或幾項功能為主的系統(tǒng)，各個設(shè)備之間缺乏連接與資源共享，更無法與現(xiàn)代建筑當(dāng)中的其它系統(tǒng)相聯(lián)系。在控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)（3C）飛速發(fā)展的今天，公共安全防范系統(tǒng)已全面進(jìn)入了微機化和網(wǎng)絡(luò)化時代，其實現(xiàn)的功能與作用已經(jīng)進(jìn)入了我們?nèi)粘９ぷ?、生活的各個領(lǐng)域，成為現(xiàn)代智能建筑建筑中不可或缺的部分。 5.1 系統(tǒng)功能與組成5.1.1 公共安全防范系統(tǒng)的功能： P172 圖6.11. 圖像監(jiān)視功能2. 探測報警功能3. 出入口控制功能（門禁系統(tǒng)）4. 巡更管理系統(tǒng)5. 訪客管理系統(tǒng)（可視對講系統(tǒng)）6. 停車場管理系統(tǒng)第五章 SPS 的 控 制 原 理5.1.2 公共安全防范系統(tǒng)的組成公共安全防范系統(tǒng)的組成框圖：P174 圖6.25.1.3 公共安全防范系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)公共安全防范系統(tǒng)是為各個不同的領(lǐng)域、行業(yè)服務(wù)的，由于功能需求不盡相同，系統(tǒng)的配置和組成也會有較大的差異，所以該系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行有針對性的優(yōu)化組合，才能滿足合理性、科學(xué)性、經(jīng)濟性、可靠性。公共安全防范系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)通