中央空調(diào)控制技術(shù)-課件

中央空調(diào)控制技術(shù)

2017年2月-2017年5月中央空調(diào)控制技術(shù)1第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

自動(dòng)控制系統(tǒng)組成2.1

檢測(cè)技術(shù)與常用傳感器2.2調(diào)節(jié)控制與執(zhí)行器2.3計(jì)算機(jī)控制技術(shù)2.42023/8/232第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成2.第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成1)閉環(huán)控制/調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成2023/8/233第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成1)閉環(huán)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量元件：其職能是測(cè)量被控制的物理量，如果這個(gè)物理量是非電量，一般再轉(zhuǎn)換為電量。例如：濕敏傳感器是利用“濕-電”效應(yīng)來(lái)檢測(cè)濕度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；熱電偶是用于檢測(cè)溫度并轉(zhuǎn)換為電壓等。給定元件：其職能是給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量（即參據(jù)量）。比較元件：把測(cè)量元件檢測(cè)的被控量實(shí)際值與給定元件給出的參據(jù)量進(jìn)行比較，求出它們之間的偏差?？刂?調(diào)節(jié)器：根據(jù)比較元件給出的偏差按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令，控制執(zhí)行元件去控制被控對(duì)象的被控參數(shù)。執(zhí)行元件：直接推動(dòng)被控對(duì)象，使其被控量發(fā)生變化。用來(lái)作為執(zhí)行元件的有閥、電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等。2023/8/234第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)測(cè)量元件：其職能是測(cè)量被控制的第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)例子:壓差旁路調(diào)節(jié)

通過(guò)測(cè)量冷凍水供水、回水之間壓力差來(lái)控制冷凍水供、回水之間旁通電動(dòng)二通閥的開(kāi)度，使冷凍水供水、回水之間壓力差維持恒定，使冷水機(jī)組一側(cè)工作在恒定水流狀態(tài)。2023/8/235第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)例子:壓差旁路調(diào)節(jié)2023/第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/236第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/7/306第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/237第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/7/307第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.2

檢測(cè)技術(shù)與常用傳感器1）檢測(cè)技術(shù)分類（1）電量參數(shù)的檢測(cè)包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)等被測(cè)物理量變換轉(zhuǎn)換放大運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)輸出：0~5VDC0~10VDC4~20mADC2023/8/238第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.2檢測(cè)技術(shù)與常用傳感器第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）檢測(cè)技術(shù)分類（2）非電量參數(shù)的檢測(cè)包括溫度、濕度、壓力、流量、液位等被測(cè)物理量（P、T、H、L）變換轉(zhuǎn)換放大運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)輸出：0~5VDC0~10VDC4~20mADC傳感器2023/8/239第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）檢測(cè)技術(shù)分類被第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2）傳感器---非電量檢測(cè)裝置（1）作用

能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成電信號(hào),即把各種非電量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硪环N物理量(一般為電量),以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。（2）組成

敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測(cè)量電路。2023/8/2310第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2）傳感器---非電量檢測(cè)裝置第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

3)BAS常用檢測(cè)技術(shù)與傳感器（1）溫度

檢測(cè)類型：接觸、非接觸；傳感器：鉑熱電阻、銅熱電阻、熱敏電阻（非線性、互換性差）、熱電偶等；精度：±1%；范圍：氣溫-40—450C，風(fēng)道-30—1300C，水管0-1000C；結(jié)構(gòu)：墻掛式、風(fēng)道式、水管式、室外型等；輸出：0-5V，0-10V，4-20mA。2023/8/2311第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)3)BAS常用檢測(cè)技術(shù)與第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（1）溫度

傳感器：鉑熱電阻、銅熱電阻、熱敏電阻、熱電偶等；

2023/8/2312第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（1）溫度2023/7/301第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（1）溫度

傳感器：鉑熱電阻、銅熱電阻、熱敏電阻、熱電偶等；

2023/8/2313第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（1）溫度2023/7/301第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（2）濕度傳感器：陶瓷濕敏元件（非線性）、電容式相對(duì)濕度傳感元件；精度：±2%RH；范圍：10-90%RH（<500C）；輸出：0-5V，0-10V，4-20mA。

3)BAS常用檢測(cè)技術(shù)與傳感器2023/8/2314第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）濕度第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（3）壓力的檢測(cè)

¤壓力檢測(cè)儀選用依據(jù)性能要求：如精度、范圍及附加裝置的要求等；被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)：如溫度、粘度、腐蝕和易燃易爆情況等；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：如高溫、腐蝕潮濕、振動(dòng)等。

¤量程確定準(zhǔn)則：壓力較穩(wěn)定時(shí)，Pmax<3/4量程；壓力波動(dòng)較大時(shí)，Pmax<2/3量程；Pmin>1/3量程。

¤主要用于風(fēng)道靜壓、供水管壓、壓差的檢測(cè)2023/8/2315第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（3）壓力的檢測(cè)2023第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（3）壓力的檢測(cè)

2023/8/2316第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（3）壓力的檢測(cè)2023第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）液位檢測(cè)¤測(cè)量方式：

一般分為連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量，其中連續(xù)測(cè)量：持續(xù)測(cè)量液位的變化；定點(diǎn)測(cè)量：檢測(cè)液位是否達(dá)到上限、下限或某個(gè)特定的位置（一般稱液位開(kāi)關(guān)）?！鑳x表類型：直讀式、靜壓式、浮力式、機(jī)械式、電氣式2023/8/2317第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）液位檢測(cè)2023/7/3第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）液位檢測(cè)2023/8/2318第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）液位檢測(cè)2023/7/3第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（5）流量檢測(cè)¤流量檢測(cè)方法：差壓式、容積式、渦輪式等?！枇髁繖z測(cè)儀選用依據(jù)：容許壓力損失；最大、最小額定流量；使用環(huán)境；流體性質(zhì)與狀態(tài)；精度；顯示方式。2023/8/2319第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（5）流量檢測(cè)2023/7/3第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（5）流量檢測(cè)2023/8/2320第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（5）流量檢測(cè)2023/7/3第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）差壓式流量計(jì)利用節(jié)流部件前后流體的差壓與平均流速的關(guān)系，由差壓測(cè)量值計(jì)算出流量值。

結(jié)構(gòu)：節(jié)流裝置與差壓計(jì)配套使用；適用性：50mm以上管徑；精度：≤2%；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，最為常用。（7）容積式流量計(jì)（橢圓齒輪流量計(jì)）

精度與流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，精度高（粘度愈大）；不宜使用于含固體顆粒、高溫或低溫的流體。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。2023/8/2321第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）差壓式流量計(jì)（7）容積式第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（8）渦輪流量計(jì)

結(jié)構(gòu)原理：渦輪葉片旋轉(zhuǎn)、產(chǎn)生磁感應(yīng)脈沖，轉(zhuǎn)速近似正比于流量；適用于清潔流體；精度、造價(jià)介于差壓與容積式之間。（9）容量檢測(cè)

流量的時(shí)間積分。（10）空氣質(zhì)量檢測(cè)器主要用于檢測(cè)空氣中CO2和CO的含量；采用半導(dǎo)體氣體傳感器；適用于車庫(kù)及人員密集場(chǎng)所，保證空氣質(zhì)量。2023/8/2322第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（8）渦輪流量計(jì)2023/7/第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.3調(diào)節(jié)/控制器與執(zhí)行器1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（1）調(diào)節(jié)規(guī)律類型：

位置式、比例式、積分式、比例+積分式、比例+積分式+微分式

（2）位置式調(diào)節(jié)——開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)分為雙位調(diào)節(jié)、三位調(diào)節(jié)

雙位調(diào)節(jié)：取開(kāi)（+1，ON）/關(guān)（-1，OFF

）兩種狀態(tài)。

實(shí)際使用雙位調(diào)節(jié)存在滯環(huán)區(qū)，以避免引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)和設(shè)備頻繁起停。-1+1-1+1PePe-△+△2023/8/2323第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.3調(diào)節(jié)/控制器與執(zhí)行器第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（2）位置式調(diào)節(jié)——開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)

三位調(diào)節(jié)：取+1、0、-1三種開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制信號(hào)。注：分別可以對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)，或?qū)?yīng)系統(tǒng)大、中、小三種工作方式；實(shí)際含義有具體的應(yīng)用確定。

位式調(diào)節(jié)特性：

（1）當(dāng)被調(diào)參數(shù)偏差設(shè)定在一定數(shù)值時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出最大值或最小值，使調(diào)節(jié)器全開(kāi)或全閉，雙位調(diào)節(jié)輸出有兩種狀態(tài)：全開(kāi)和全閉；（2）三位調(diào)節(jié)有三種狀態(tài)：全開(kāi)、中間、全閉；（3）被調(diào)參數(shù)不能穩(wěn)定在不變的數(shù)值上，而是在規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng)。（4）從調(diào)節(jié)品質(zhì)出發(fā)，波動(dòng)范圍越小越好，但波動(dòng)范圍太小，則波動(dòng)的次數(shù)愈多。適用：調(diào)節(jié)精度要求不高的地方，如房間溫度的調(diào)節(jié)、精度要求不高的液位控制。2023/8/2324第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律2第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（3）比例調(diào)節(jié)

特性：當(dāng)被調(diào)參數(shù)與給定值有偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器能按被調(diào)參數(shù)與給定值的偏差值大小和方向輸出與偏差成比例的控制信號(hào)。

P=KeP:調(diào)節(jié)器輸出

e：調(diào)節(jié)器的輸入，即測(cè)量值與給定值之差。

K：比例常數(shù)te0PK02023/8/2325第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律t第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（3）比例（P)調(diào)節(jié)

特點(diǎn)：

1）不同偏差值對(duì)應(yīng)不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置；

2）調(diào)節(jié)速度快，穩(wěn)定性好，不容易超調(diào)；

3）在調(diào)節(jié)過(guò)度過(guò)程結(jié)束時(shí)有殘余的偏差，被調(diào)參數(shù)不能回到原來(lái)的給定值上，特別是負(fù)荷變化幅度較大時(shí)。

適用：調(diào)節(jié)精度不高的場(chǎng)所，如一般液位調(diào)節(jié)、壓力調(diào)節(jié)。2023/8/2326第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律2第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（4）積分(I)調(diào)節(jié)

特性：當(dāng)被調(diào)參數(shù)與其給定值存在偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器對(duì)偏差進(jìn)行積分并輸出相應(yīng)控制信號(hào)，控制執(zhí)行器動(dòng)作，一直到被調(diào)參數(shù)與給定值偏差消失為止。

特點(diǎn)：沒(méi)有偏差，但調(diào)節(jié)時(shí)間很長(zhǎng)，極少單獨(dú)使用。te0PK10K2K1>K2t2023/8/2327第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律t第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（5）比例積分調(diào)節(jié)(PI)調(diào)節(jié)

特性：當(dāng)被調(diào)參數(shù)與其給定值存在偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器綜合了比例、積分調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)，在偏差出現(xiàn)時(shí)，開(kāi)始以比例的特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，接著又疊加積分特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，以消除偏差。

特點(diǎn)：當(dāng)負(fù)荷變化較大，被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差時(shí)，采用比例積分調(diào)節(jié)最適宜。常用的調(diào)節(jié)規(guī)律。te0P0tK2023/8/2328第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律t第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)te01）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（5）比例微分調(diào)節(jié)(PD)

特性：當(dāng)被調(diào)參數(shù)與其給定值存在偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)不僅與輸入偏差有比例關(guān)系，同時(shí)還與偏差的變化速度有關(guān)。

特點(diǎn)：微分環(huán)節(jié)可增進(jìn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定度，使系統(tǒng)比例增益K增大而加快調(diào)節(jié)過(guò)程，減少動(dòng)態(tài)偏差和靜態(tài)偏差；在滯后較大的場(chǎng)合下將會(huì)大大改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。但存在高頻干擾或周期干擾的場(chǎng)合應(yīng)避免使用微分調(diào)節(jié)。2023/8/2329第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)te01）控制器及其調(diào)節(jié)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)te01）控制器及其調(diào)節(jié)規(guī)律

（6）比例、積分、微分調(diào)節(jié)(PID)

特性：當(dāng)被調(diào)參數(shù)與其給定值存在偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)不僅與輸入偏差及偏差存在的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，而且還與偏差變化的速度有關(guān)。特點(diǎn)：

PID綜合了各種調(diào)節(jié)規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，有更高的調(diào)節(jié)質(zhì)量，是適應(yīng)性最好的單回路調(diào)節(jié)規(guī)律，在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。2023/8/2330第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)te01）控制器及其調(diào)節(jié)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2）執(zhí)行器

（1）執(zhí)行器

由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，它接收來(lái)自調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)信號(hào)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移輸出，再驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變被調(diào)介質(zhì)的物質(zhì)量（或能量），以達(dá)到要求的狀態(tài)。執(zhí)行器是自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的能源種類可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。智能樓宇的空調(diào)系統(tǒng)中常用電動(dòng)和氣動(dòng)兩種執(zhí)行器。2023/8/2331第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2）執(zhí)行器2023/7/第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（1）執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接有兩種方式：

直接連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般安裝在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（如閥門）的上部，直接驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，這類執(zhí)行機(jī)構(gòu)有直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電磁閥的線圈控制機(jī)構(gòu)、電動(dòng)閥門的電動(dòng)裝置、氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

間接連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分開(kāi)安裝，通過(guò)轉(zhuǎn)臂及連桿連接，轉(zhuǎn)臂作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此類執(zhí)行機(jī)構(gòu)有角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2023/8/2332第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（1）執(zhí)行器2023/第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)執(zhí)行器

電動(dòng)執(zhí)行器的組成一般采用隨動(dòng)系統(tǒng)的方案：

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)配用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同，輸出方式有直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式三種類型。2023/8/2333第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行機(jī)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)執(zhí)行器

智能樓宇中，空調(diào)、通風(fēng)控制系統(tǒng)常用的電動(dòng)執(zhí)行器有以下幾種：

電磁閥電磁閥是常用的電動(dòng)執(zhí)行器之一，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)原理如圖所示。它是利用線圈通電后，產(chǎn)生電磁吸力提升活動(dòng)鐵芯，帶動(dòng)閥塞運(yùn)動(dòng)控制氣體或液體流通、通斷。2023/8/2334第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)執(zhí)行器第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2335第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/7/3035第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2336第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/7/3036第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)執(zhí)行器

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在空調(diào)控制中使用比較普遍，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩大部分組成，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力元件，將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為閥門開(kāi)度。它是一種連續(xù)動(dòng)作的執(zhí)行器。2023/8/2337第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)執(zhí)行器第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2023/8/2338第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（2）電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2023/7/第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（3）風(fēng)門

在智能樓宇的空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)中，使用得比較多的執(zhí)行器還有風(fēng)門。風(fēng)門用來(lái)精確控制風(fēng)的流量，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。。2023/8/2339第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（3）風(fēng)門2第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）電加熱器的執(zhí)行設(shè)備在采用電加熱器的空調(diào)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，執(zhí)行元件一般是電氣控制設(shè)備，如采用位式調(diào)節(jié)則為繼電器、接觸器或晶閘管（可控硅）交流開(kāi)關(guān)等。2023/8/2340第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）電加熱器的執(zhí)行設(shè)備202第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.4計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2023/8/2341第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.4計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.4計(jì)算機(jī)控制技術(shù)2023/8/2342第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2.4計(jì)算機(jī)控制技術(shù)20232023/8/23432023/7/3043第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)組成

一種多機(jī)組成的、邏輯上具有分級(jí)管理和控制功能的分級(jí)分布式系統(tǒng)，由一個(gè)中央站和若干個(gè)分布在現(xiàn)場(chǎng)的分站組成，一般具備現(xiàn)場(chǎng)、分站、中央站、管理系統(tǒng)四級(jí)。

（2）特點(diǎn)

¤

分站DDC配有微處理芯片，可以獨(dú)立完成所有控制工作，具有實(shí)時(shí)性控制顯示和協(xié)調(diào)管理功能及時(shí)間程序等。

¤數(shù)據(jù)通信、CRT顯示、監(jiān)控計(jì)算機(jī)及其它外設(shè)加入，使系統(tǒng)成為一個(gè)整體，可實(shí)現(xiàn)集中操作、管理、顯示以及報(bào)警。

¤中央站停止工作不影響分站功能和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，分站完全自治，保證系統(tǒng)的可靠性。

¤分站和中央站共同連接在一條總線上，保證數(shù)據(jù)的一致性，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。2023/8/2344第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：環(huán)形和總線形在這兩種結(jié)構(gòu)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)是平等的，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。共用傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)傳輸介質(zhì)共享。采用以令牌來(lái)限定每個(gè)節(jié)點(diǎn)用網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間或載波偵聽(tīng)與碰撞檢測(cè)技術(shù)。

（4）DCS的發(fā)展方向：集成化、開(kāi)放化、智能化實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式的通信系統(tǒng)，與管理信息緊密結(jié)合，向上能與Ethernet接口，向下支持現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)全實(shí)時(shí)全數(shù)字通信。2023/8/2345第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)控制器

NCUN1網(wǎng)（管理層網(wǎng)）Ethernet、ArcnetBAS操作站DDC控制器N2網(wǎng)（現(xiàn)場(chǎng)控制層網(wǎng)）LonWorks,78kbps/1Mbps

DDC控制器DDC控制器集成器冷凍主機(jī)N2設(shè)備2023/8/2346第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)控制器N1網(wǎng)（管理層網(wǎng)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（1）構(gòu)造

DDC一般不設(shè)置CRT顯示器和操作鍵盤，但可通過(guò)計(jì)算機(jī)或編程器對(duì)其進(jìn)行編程和對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改。2023/8/2347第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（2）模塊化DDC控制器的組成結(jié)構(gòu)2023/8/2348第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（2）模塊化DDC控制器的組成結(jié)構(gòu)

①

計(jì)算模塊

通過(guò)輸入模塊完成數(shù)據(jù)采集、濾波、非線性校正、各種補(bǔ)償運(yùn)算、上下限報(bào)警及累積量計(jì)算等；

經(jīng)過(guò)運(yùn)算，輸出模塊輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)控制對(duì)象的控制；可通過(guò)遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)模塊和遠(yuǎn)程執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。2023/8/2349第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控②通信模塊將測(cè)量值和狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)送到中央管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，供實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)處理、優(yōu)化計(jì)算、報(bào)警打印等。中央管理計(jì)算機(jī)的管理、控制指令同樣可通過(guò)通信模塊送入DDC控制器計(jì)算機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的直接調(diào)控。

DDC控制器的通信方式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PeertoPeer)方式：通信速率達(dá)115.2kbps。

RS485方式：總線長(zhǎng)度長(zhǎng)度達(dá)1.2km。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（2）模塊化DDC控制器的組成結(jié)構(gòu)2023/8/2350②通信模塊第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、D③內(nèi)部總線

一般采用VME總線，支持多CPU的16位/32位總線。

④電源模塊

采用隔離變壓器，將其一次、二次線圈間的屏蔽層可靠接地，隔離共模干擾；具有過(guò)壓/欠壓顯示功能；帶有板內(nèi)微處理器，提供高質(zhì)量的24VDC穩(wěn)壓電源；長(zhǎng)壽命后備鋰電池。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（2）模塊化DDC控制器的組成結(jié)構(gòu)2023/8/2351③內(nèi)部總線第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、⑤輸入/輸出模塊模擬輸入模塊(AI)

受控對(duì)象中有許多連續(xù)性的物理量，傳感器檢測(cè)后通過(guò)AI模塊送入DDC進(jìn)行進(jìn)行處理。其標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)有：電阻信號(hào)：100Ω、500Ω、1kΩ、10kΩ、20kΩ；電壓信號(hào)：1-5VDC、0-5VDC、0-10VDC等；電流信號(hào)：4-20mADC。模擬輸出模塊(AO)

輸出4-20mADC電流信號(hào)或1-5VDC、0-5VDC、0-10VDC電壓信號(hào)，用以操作調(diào)節(jié)閥、風(fēng)門、轉(zhuǎn)速等。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（2）模塊化DDC控制器的組成結(jié)構(gòu)2023/8/2352⑤輸入/輸出模塊第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1

數(shù)字輸入模塊(DI)

輸入各種限位開(kāi)關(guān)、繼電器、電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁閥門聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)等二位信號(hào)。數(shù)字輸出模塊(DO)

用于電機(jī)啟/停、電磁閥門、繼電器、指示燈、聲報(bào)警器等開(kāi)關(guān)控制。脈沖輸入模塊(PI)

轉(zhuǎn)速計(jì)、渦輪流量計(jì)、脈沖電量表等脈沖信號(hào)的輸入。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（2）模塊化DDC控制器的組成結(jié)構(gòu)2023/8/2353數(shù)字輸入模塊(DI)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

2）DDC控制器

（3）軟件

基礎(chǔ)軟件：作為固化程序固化在模塊中的通用軟件，通常由DDC控制器生產(chǎn)廠家直接在微處理芯片中寫入。應(yīng)用軟件：是針對(duì)各控制內(nèi)容而編寫，不同的控制要求不相同的控制程序。因此，這部分的軟件可以根據(jù)管理人員的要求進(jìn)行一定的修改。自檢軟件：該軟件的設(shè)置可以保證DDC控制器的正常運(yùn)行，檢測(cè)其運(yùn)行故障，便于管理人員的維修操作。

2023/8/2354第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控（4）容量的選擇

DDC的容量一般是以其所包含的控制點(diǎn)的數(shù)量來(lái)衡量的。所謂控制點(diǎn)系指DDC的I/O點(diǎn)，即DI、DO、AI、AO。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)①設(shè)備或控制參數(shù)多且較為集中的場(chǎng)所，宜采用大容量控制器；

②對(duì)于參數(shù)或設(shè)備較為分散的場(chǎng)所（如每層的空調(diào)機(jī)房等），則宜采用每一對(duì)象（或每一機(jī)房）獨(dú)立一個(gè)控制器的方式；

③無(wú)論是大容量還是小容量控制器，同一控制對(duì)象中的各種控制及管理的內(nèi)容應(yīng)盡可能放進(jìn)同一DDC控制器，尤其是那些相互有關(guān)聯(lián)的控制量（如空調(diào)系統(tǒng)中回風(fēng)溫度AI與電動(dòng)閥輸出控制信號(hào)AO，壓差輸入與旁通閥輸出控制信號(hào)）更應(yīng)如此。主要基于以下3點(diǎn)：

¤保證其控制的有效及可靠；

¤運(yùn)行管理更為方便；

¤充分發(fā)揮控制器功能以提高控制速度?？傊瑧?yīng)盡可能避免將同一控制對(duì)象（或系統(tǒng)）中的點(diǎn)數(shù)放進(jìn)不同的控制器中，或者盡量縮小范圍并且不應(yīng)把有重要關(guān)聯(lián)的參數(shù)量分開(kāi)，最多也只宜在兩臺(tái)控制器中解決。2023/8/2355（4）容量的選擇第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)①第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

3）中央監(jiān)控系統(tǒng)

（1）功能集中監(jiān)視、管理、系統(tǒng)生成及診斷等監(jiān)控和管理的職能。

（2）要求硬件系統(tǒng)耐用可靠，應(yīng)用軟件方便使用且功能齊全。2023/8/2356第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控（1）中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)與DDC之間的通信

能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境；傳輸速率不低于9600bps；傳輸距離不大于1.2km，可采用UTP作為傳輸介質(zhì)；抵抗高電壓入侵。（2）多臺(tái)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)與管理計(jì)算機(jī)之間的通信

在具有多臺(tái)中央管理計(jì)算機(jī)的DCS系統(tǒng)中，常用網(wǎng)絡(luò)型中央監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。中央管理計(jì)算機(jī)之間需要互相傳輸大量的數(shù)據(jù)和圖像等信息，而且有一定的實(shí)時(shí)性要求。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

4）DCS通信網(wǎng)絡(luò)

2023/8/2357（1）中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)與DDC之間的通信第二章中央空調(diào)控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控制系統(tǒng)

5）軟件性能要求

（1）軟件應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，以利簡(jiǎn)易、靈活地實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。（2）中央和分站軟件必須支持：以菜單式的操作，擊鍵一下即完成控制指令輸入。建立應(yīng)用軟件包，把程序編制過(guò)程簡(jiǎn)化為數(shù)據(jù)輸入過(guò)程等。系統(tǒng)規(guī)模的可擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)的可修改性。每個(gè)分站均可根據(jù)需要從其他分站讀入共享數(shù)據(jù)。2023/8/2358第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)1、DCS分布式集散控第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（3）中央軟件至少應(yīng)包括：系統(tǒng)軟件：包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；語(yǔ)言處理軟件：含匯編、解釋、編譯及編輯程序等；數(shù)據(jù)通信控制與管理軟件；CRT顯示格式及系列標(biāo)準(zhǔn)格式報(bào)告軟件；標(biāo)準(zhǔn)操作員接口軟件；中央日程表軟件；時(shí)間/事件誘發(fā)程序軟件；報(bào)警處理軟件；DDC控制算法軟件；數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件；總體能量管理程序軟件；多臺(tái)外部設(shè)備/多控制臺(tái)支持軟件。2023/8/2359第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（3）中央軟件至少應(yīng)包括第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（4）分站DDC軟件至少應(yīng)包括：系統(tǒng)軟件：包括監(jiān)控程序與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；通信控制軟件；輸入/輸出點(diǎn)處理軟件；操作命令的控制軟件；報(bào)警鎖定軟件；計(jì)算軟件；直接數(shù)字控制軟件；事件啟動(dòng)的誘發(fā)程序；節(jié)能管理應(yīng)用程序；具有編譯功能的用戶控制與計(jì)算用的軟件包；HVAC軟件；給排水軟件；冷凍控制軟件；照明控制軟件；2023/8/2360第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（4）分站DDC軟件至少

（5）主要軟件的要求圖形化操作軟件：

應(yīng)以彩色圖形顯示建筑平面圖、設(shè)備分布圖、受監(jiān)控系統(tǒng)圖等相關(guān)圖形，圖例應(yīng)為設(shè)備實(shí)物的模擬圖，在圖例旁邊實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)或設(shè)備的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。通過(guò)圖形、二維圖像、動(dòng)畫、報(bào)表等多種方式，表示設(shè)備的開(kāi)／關(guān)、手動(dòng)／自動(dòng)、故障等狀態(tài)和溫度、流量、濕度、壓力、電量等參數(shù)，使用鍵盤或鼠標(biāo)即可完成對(duì)所有設(shè)備的在線控制和監(jiān)控操作(包括增加、刪除、修改控制程序和設(shè)備運(yùn)行參數(shù))，但并不中斷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2361（5）主要軟件的要求第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)20

總界面空調(diào)系統(tǒng)送排風(fēng)系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)變配電系統(tǒng)照明系統(tǒng)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2362總界面

（5）主要軟件的要求報(bào)警管理軟件：

應(yīng)能在系統(tǒng)中自動(dòng)運(yùn)行而無(wú)需操作人員介入，報(bào)警優(yōu)先級(jí)別應(yīng)根據(jù)嚴(yán)重性至少分為三級(jí)，按輕重緩急來(lái)處理異常事件。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能在顯示器上彈出警示紅色閃爍對(duì)話框，配以聲響提示，顯示出相應(yīng)設(shè)備的圖形界面，所有的報(bào)警應(yīng)顯示報(bào)警點(diǎn)的詳細(xì)資料，包括位置、類別、處理方法、時(shí)間、日期等，同時(shí)能顯示維修和處理的方法，并根據(jù)報(bào)警優(yōu)先級(jí)別和時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)記錄備案，建立設(shè)備的維修檔案，并在打印機(jī)上輸出打印報(bào)告。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2363（5）主要軟件的要求第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)20

（5）主要軟件的要求節(jié)能軟件：

應(yīng)能在系統(tǒng)中自動(dòng)運(yùn)行而無(wú)需操作人員介入，同對(duì)應(yīng)有足夠的靈活性，用戶根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整。應(yīng)配有滿足各種設(shè)備運(yùn)行工況的控制模式，如：兩態(tài)控制、三態(tài)控制、比例控制、比例微分控制、比例微積分控制等，并提供優(yōu)化及節(jié)能運(yùn)行控制算法。具備設(shè)定被控設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)修正控制誤差等功能，以獲得各受控設(shè)備的最佳工作狀態(tài)。

第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2364（5）主要軟件的要求第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)20

（5）主要軟件的要求歷史數(shù)據(jù)記錄、管理及報(bào)表生成軟件：

系統(tǒng)可自動(dòng)記錄各受控設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警等信號(hào)，記錄累計(jì)運(yùn)行時(shí)間及其它歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合處理管理所需的各種數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)運(yùn)行記錄、診斷報(bào)告、維護(hù)管理報(bào)告、能源管理報(bào)告、設(shè)備狀態(tài)和報(bào)警報(bào)告等。這些記錄和報(bào)表要分項(xiàng)按時(shí)間、日期自動(dòng)按指令生成，并可隨時(shí)調(diào)閱或打印。第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2365（5）主要軟件的要求第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)20第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

2023/8/2366第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

1）特點(diǎn)

（1）DDC分站連接傳感器執(zhí)行器的輸入、輸出模塊，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線，從分站內(nèi)部走向設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，形成分布式輸入、輸出現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層。

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線是全數(shù)字、半雙工串行雙向通信系統(tǒng)。作為一種局域網(wǎng)，連接現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，信號(hào)傳輸采用數(shù)字傳輸。

2）與DCS的區(qū)別

（1）DCS系統(tǒng)：現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備與控制器之間連接采用一對(duì)一所謂I/O接線方式，傳遞4-20mA或24VDC信號(hào)。（2）FCS系統(tǒng)：采用數(shù)字式通信方式取代設(shè)備級(jí)的4-20mA(模擬量）/24VDC開(kāi)關(guān)量信號(hào)，使用一根電纜連接所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。2023/8/2367第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

2023/8/2368第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

3）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

（1）現(xiàn)場(chǎng)總線主要特征

☆數(shù)字式通信方式取代設(shè)備級(jí)的模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)；

☆在車間級(jí)與設(shè)備級(jí)通信的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)；

☆工廠自動(dòng)化過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信的一次數(shù)字化革命；

☆使自控系統(tǒng)與設(shè)備加入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層；

☆工廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的延伸，支撐現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)信息集成的技術(shù)基礎(chǔ)。

2023/8/2369第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

3）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線的要求

☆傳輸速度快

☆響應(yīng)時(shí)間短

指突然發(fā)生意外事件時(shí)，儀表將該事件傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上或執(zhí)行器接收到該信息馬上執(zhí)行所需的時(shí)間。

☆巡回時(shí)間短系統(tǒng)與所有通信對(duì)象都至少完成一次通信所需的時(shí)間。

2023/8/2370第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

3）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

（3）現(xiàn)場(chǎng)總線與局域網(wǎng)的區(qū)別

2023/8/2371第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

3）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

（4）當(dāng)前比較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線

☆

Lonworks——局部操作網(wǎng)絡(luò)☆

BACnet——樓宇自動(dòng)化與控制網(wǎng)絡(luò)☆

Profibus——過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線☆

HART——可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道☆

CAN——控制局域網(wǎng)絡(luò)☆

FF——現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)☆

Modbus

☆

Controllogix

2023/8/2372第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2、FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/8/2373第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)2023/7/3073第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（5）Lonworks總線及其分層模型

1992年美國(guó)的Echelon公司推出的實(shí)時(shí)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)——局部操作網(wǎng)絡(luò)(LocalOperatingNetworks,Lonworks)。

Lonworks是專門為實(shí)時(shí)控制而設(shè)計(jì)的，是在控制層提供互操作的現(xiàn)場(chǎng)總線。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)具有測(cè)控點(diǎn)分散、被控設(shè)備種類多且本身配有控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。因此，Lonworks在樓宇自動(dòng)化中得到廣泛應(yīng)用。

模型分層：Lonworks采用開(kāi)放式ISO/OSI模型全部7層通信協(xié)議結(jié)構(gòu)，如下表：

2023/8/2374第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（5）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（6）Lonworks總線技術(shù)

Lonworks結(jié)點(diǎn)：

☆神經(jīng)元結(jié)點(diǎn)：以神經(jīng)元芯片為核心的控制結(jié)點(diǎn)，采用MIP結(jié)構(gòu)。☆HoseBase結(jié)點(diǎn)：將神經(jīng)元芯片作為通信協(xié)議處理器，用高性能主機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜測(cè)控功能。

2023/8/2375第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（6）Lonworks總線技術(shù)

路由器：

使Lonworks突破傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的限制，通信不受通信介質(zhì)、距離和速率的限制。包括中繼器、橋接器、路由器等幾種。

神經(jīng)元芯片：

Lonworks技術(shù)的核心，內(nèi)部包括三個(gè)CPU：

☆介質(zhì)訪問(wèn)控制處理器：處理LonTalk協(xié)議的1、2層處理LonTalk協(xié)議的第1層和第2層功能，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)的控制和處理。

☆網(wǎng)絡(luò)處理器：處理LonTalk協(xié)議的第3-第6層，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量的尋址、處理、路徑選擇、背景診斷、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。

☆應(yīng)用處理器：執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)與用戶代碼。芯片中具有存儲(chǔ)信息緩沖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)CPU之間的信息傳遞，并作為網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)和應(yīng)用緩沖區(qū)；此外，還有11個(gè)輸入/輸出接口，以完成現(xiàn)場(chǎng)的控制功能和組網(wǎng)功能。2023/8/2376第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（6）Lonworks總線技術(shù)

神經(jīng)元芯片：

☆MC143150系列：支持外部存儲(chǔ)器，適合更為復(fù)雜的應(yīng)用。

☆MC143120系列：不支持外部存儲(chǔ)器，帶有ROM。2023/8/2377第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（6）Lonworks總線技術(shù)

Lonworks通信：

支持多種通信介質(zhì)（雙絞線、電力線、電源線、光纖、無(wú)線和紅外），各介質(zhì)對(duì)應(yīng)以下多種總線收發(fā)器：☆雙絞線收發(fā)器

①直接驅(qū)動(dòng)收發(fā)器：利用神經(jīng)元芯片的端口作為收發(fā)器。最大速率為1.25Mbps時(shí)，最多64個(gè)結(jié)點(diǎn)，最大通信距離30m；通信速率設(shè)為78.125kbps時(shí),LonWorks總線任意兩節(jié)點(diǎn)之間的通信距離可以達(dá)到2700m。

②EIA-485(RS-485)收發(fā)器：通信速率為39kbps。

③變壓器耦合驅(qū)動(dòng)：能滿足系統(tǒng)高性能要求。

☆電源收發(fā)器：通信線和電源線共用一對(duì)雙絞線。由于采用直流供電，可以和變壓器耦合的雙絞線直接連接。2023/8/2378第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（6）Lonworks總線技術(shù)

Lonworks通信：

☆電力線收發(fā)器：將通信數(shù)據(jù)調(diào)制成載波信號(hào)或擴(kuò)頻信號(hào)，然后通過(guò)耦合器耦合到220V或其它交/直流電力線上。

☆其它收發(fā)器：無(wú)線收發(fā)器、光纖收發(fā)器等。

Lonworks的通信協(xié)議：采用7層LonTalk通信協(xié)議,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量直接面向?qū)ο筮M(jìn)行通信。

☆LonTalk的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)（3層結(jié)構(gòu)）：

①域（Domain)：第1層結(jié)構(gòu)，保證不同域中通信的彼此獨(dú)立性。

②子網(wǎng)（Subnet）：第2層結(jié)構(gòu)，每個(gè)域最多有255個(gè)子網(wǎng)，一個(gè)子網(wǎng)可以是一個(gè)或多個(gè)通道的邏輯分組。

③結(jié)點(diǎn)（Node)：第3層結(jié)構(gòu)，每個(gè)子網(wǎng)最多有127個(gè)結(jié)點(diǎn)。所以，一個(gè)域最多有：255×127=32385個(gè)結(jié)點(diǎn)。2023/8/2379第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（6）Lonworks總線技術(shù)

Lonworks的通信協(xié)議：

☆LonTalk通信協(xié)議：

2023/8/2380第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（6）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（7）Lonworks技術(shù)和RS485總線的區(qū)別2023/8/2381第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（7）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（7）Lonworks技術(shù)和RS485總線的區(qū)別2023/8/2382第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（7）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)

（8）Lonworks在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用智能變送器工程師站操作員站網(wǎng)關(guān)路由器空調(diào)系統(tǒng)控制器編程組態(tài)及控制照明配電系統(tǒng)控制器給排水系統(tǒng)控制器終端控制器網(wǎng)關(guān)變送器去其它Lonworks網(wǎng)絡(luò)Lonworks去其它InternetLonworks2023/8/2383第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)（8）Lonwo第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)3、WEB技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2023/8/2384第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)3、WEB技術(shù)在控制系第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)3、WEB技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

特點(diǎn)：

1、中央站的服務(wù)器改造為基于Web的工作模式，融合Web功能和Web管理技術(shù)，使授權(quán)客戶可以通過(guò)WWW形式去監(jiān)控BAS。

2、Web網(wǎng)絡(luò)化使得BAS從客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式轉(zhuǎn)變?yōu)闉g覽器/服務(wù)器（B/S）模式。

BAS結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化：

1、BAS服務(wù)器變成三層結(jié)構(gòu)：Web服務(wù)器層、中間層、數(shù)據(jù)庫(kù)層。其中中間層用于連接各種事務(wù)訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存取。

2、傳統(tǒng)BAS只有一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，Web化的BAS增加了相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)事務(wù)管理信息和決策支持信息。

3、Web化的BAS將采用統(tǒng)一的Web瀏覽器界面。

2023/8/2385第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)3、WEB技術(shù)在控制系第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)議--BACnet

BACnet(BuildingAutomationandControlNetwork)是由美國(guó)暖通空調(diào)工程師協(xié)會(huì)(ASHRAE)提出和批準(zhǔn)的樓宇自動(dòng)控制通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，用于樓宇能量管理和控制系統(tǒng)的通信協(xié)議。規(guī)定了計(jì)算機(jī)控制器之間所有對(duì)話方式。

BACnet規(guī)范的是樓宇內(nèi)機(jī)電設(shè)備控制器之間的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的空調(diào)、給排水、變配電和其它建筑設(shè)備系統(tǒng)的服務(wù)和協(xié)議。

2023/8/2386第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)議--BACnet

1)BACnet結(jié)構(gòu)2023/8/2387第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)議--BACnet

2)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議

目的：使不同廠商生產(chǎn)的DDC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。(1)BACnet的18種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象定義了18種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象類型，通過(guò)不同對(duì)象的組合，實(shí)現(xiàn)DDC不同的控制功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)DDC任務(wù)的描述。18種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象類型為：模擬輸入、事件登記、模擬輸出、文本、模擬值、組、數(shù)字輸入、環(huán)路、數(shù)字輸出、多狀態(tài)輸入、數(shù)字值、多狀態(tài)輸出、日歷、通知等級(jí)、命令、程序、設(shè)備和進(jìn)度表。(2)BACnet的18種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的類型設(shè)備對(duì)象、輸入輸出對(duì)象、命令對(duì)象、時(shí)序表對(duì)象、事件登記對(duì)象、文件、組、環(huán)對(duì)象、多態(tài)輸入輸出對(duì)象、通知對(duì)象、程序?qū)ο蟆?023/8/2388第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)第二章中央空調(diào)控制技術(shù)基礎(chǔ)4