建筑設(shè)備自動(dòng)化-教師講義(完整資料).文檔

PAGE【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】第1章建筑設(shè)備自動(dòng)化概述教學(xué)目的：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，熟悉自智能建筑的基本概念，掌握智能建筑的組成及核心技術(shù)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)及其發(fā)展。教學(xué)重點(diǎn)：掌握智能建筑的組成及核心技術(shù)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。教學(xué)難點(diǎn)：建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。第一講第1章1.1-1.4授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：熟悉自智能建筑的基本概念，組成及核心技術(shù)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)及其發(fā)展。要求：掌握智能建筑的組成及核心技術(shù)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：掌握智能建筑的組成及核心技術(shù)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。難點(diǎn)：建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P143、4思考題：建筑設(shè)備自動(dòng)化的技術(shù)支撐體系。討論我國(guó)智能建筑市場(chǎng)狀況。1.1智能建筑的基本概念

1.1.1智能建筑IB(IntelligentBuilding)1984年，由美國(guó)人提出，在一座改建后的大廈的宣傳詞中出現(xiàn)，該大廈采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)樓內(nèi)的空調(diào)、照明、電梯、防火等系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測(cè)、控制等綜合管理，為大樓用戶提供各類信息服務(wù)，事先通信、辦公自動(dòng)化，從此誕生第一座智能建筑。我國(guó)，智能建筑的建設(shè)起始于1990年的北京發(fā)展大廈，被認(rèn)為我國(guó)智能建筑的雛形。該大廈裝備了建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，但3個(gè)子系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，進(jìn)行統(tǒng)一的控制和管理。

1.1.2智能建筑的定義以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動(dòng)化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個(gè)安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。

1.1.3智能建筑與傳統(tǒng)建筑1.具有傳統(tǒng)建筑物的全部功能2.它具有某種“擬人智能”特性及功能。主要表現(xiàn)在：（1）具有感知、處理、傳遞所需信號(hào)或信息的能力；（2）是對(duì)收集的信息具有綜合分析、判斷和決策的能力；（3）是具有發(fā)出指令并提供動(dòng)作響應(yīng)的能力。

1.1.4智能建筑的類型（用途）(1)智能辦公、商用大樓智能辦公、商用大樓包括：政府機(jī)關(guān)辦公樓，大型企業(yè)、公司辦公樓、金融大廈(銀行、證券、保險(xiǎn)、期貨等)，商業(yè)樓及出租寫(xiě)字樓等單棟智能化大樓。

(2)智能建筑群(廣場(chǎng))智能建筑由單棟開(kāi)發(fā)到成片開(kāi)發(fā)，形成一個(gè)位置相對(duì)集中的建筑群體，稱為智能建筑群或智能廣場(chǎng)，如醫(yī)院、學(xué)校、酒店、賓館、商場(chǎng)等。

(3)智能化住宅智能化住宅多為以生活起居為目的而興建的多層、高層建筑或建筑群。

(4)智能化小區(qū)智能化小區(qū)是指具有一定智能化特點(diǎn)的住宅小區(qū)-居住生活信息化、小區(qū)物業(yè)管理智能化、IC卡通用化。1.1.5智能建筑的功能(1)舒適功能智能建筑提供室內(nèi)適宜的溫度、濕度和新風(fēng)，提供多媒體音像系統(tǒng)、裝飾照明、公共環(huán)境背景音樂(lè)等。

(2)安全功能智能建筑應(yīng)確保人、財(cái)、物的高度安全，以及具有對(duì)災(zāi)害和突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。

(3)便捷功能智能建筑通過(guò)建筑物內(nèi)外四通八達(dá)的電話、電視、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、因特網(wǎng)等現(xiàn)代通信手段和各種基于網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，為人們提供一個(gè)高效便捷的工作、學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。1.2智能建筑的組成及核心技術(shù)

1.2.1智能建筑的核心技術(shù)1)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)當(dāng)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)該首推的是并行處理、分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

(2)現(xiàn)代控制技術(shù)常用的控制系統(tǒng)為分布式控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)，它采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，從下而上分為過(guò)程控制級(jí)、控制管理級(jí)、部門(mén)管理級(jí)和決策管理級(jí)。

(3)現(xiàn)代通信技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)質(zhì)上是通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。

(4)現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)(CRT)現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的操作和信息顯示的圖形化，即窗口技術(shù)(Windows)與多媒體技術(shù)的完美結(jié)合。1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成與集成(1)建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)BAS(BuildingAutomationSystem)1)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（狹義BAS），它將建筑物或建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、電梯、給排水以集中監(jiān)視、控制和管理為目的，構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。

2)安全防范系統(tǒng)SAS(SecurityAutomationSystem)。

3)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)FAS(FireAutomationSystem)。(2)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CNS(CommunicationNetworkSystem)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、接入系統(tǒng)三大部分，是以數(shù)字程控交換機(jī)PABX和網(wǎng)絡(luò)中央集控器為核心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)布線將相關(guān)的設(shè)備和介質(zhì)組成一體化的系統(tǒng)，并連接無(wú)線通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、電視會(huì)議系統(tǒng)、Internet系統(tǒng)、多媒體通信等，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也經(jīng)常稱為通信自動(dòng)化系統(tǒng)CAS。

(3)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS(OfficeAutomationSystem)主要由辦公作業(yè)設(shè)備與電子商務(wù)、管理信息系統(tǒng)MIS、決策支持系統(tǒng)DSS等部分組成。OASBASOASBAS圖1-1建筑集成管理系統(tǒng)組成示意圖(4)綜合布線系統(tǒng)GCS綜合布線系統(tǒng)是建筑物或建筑群內(nèi)部之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)。1.3建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)圖1-3建筑管理系統(tǒng)BMS結(jié)構(gòu)1.3.1建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的功能(1)設(shè)備監(jiān)控與管理能夠?qū)ㄖ飪?nèi)的各種建筑設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，起停、運(yùn)行控制，并提供設(shè)備運(yùn)行管理，包括維護(hù)保養(yǎng)及事故診斷分析，調(diào)度及費(fèi)用管理等。

(2)節(jié)能控制包括空調(diào)、供配電、照明、給排水等設(shè)備的控制。1.3.2建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)的范圍及內(nèi)容(1)電力系統(tǒng)安全、可靠的供電是智能建筑正常運(yùn)行的先決條件。(2)照明系統(tǒng)對(duì)于公共建筑，照明系統(tǒng)的能耗僅次于供熱、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)。(3)電梯系統(tǒng)7層及以上住宅樓、高層建筑(10層及以上)均需配備電梯。(4)暖通空調(diào)系統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑物中的能耗最大，故在保證提供舒適環(huán)境的條件下，應(yīng)盡量降低能耗。(5)給排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能建筑給水設(shè)備的可靠、節(jié)能運(yùn)行具有積極的意義。1.3.3BAS的自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)測(cè)與控制1.BAS的自動(dòng)測(cè)量(1)選擇測(cè)量選擇測(cè)量指在某一時(shí)刻，值班人員需要了解某一點(diǎn)參數(shù)值，可選擇某點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，并在熒光屏上用數(shù)字表示出來(lái)，或用打印機(jī)打印出來(lái)。

(2)掃描測(cè)量掃描測(cè)量是指以選定的速度連續(xù)逐點(diǎn)測(cè)量，對(duì)測(cè)量點(diǎn)所取得的資料都規(guī)定上限值和下限值，每隔一定時(shí)間掃描一次，如果超出規(guī)定值，由蜂鳴器報(bào)警，并在顯示器上顯示出來(lái)，對(duì)未運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備就跳位，自動(dòng)把它除外，繼續(xù)進(jìn)行掃描。

(3)連續(xù)測(cè)量連續(xù)測(cè)量是指采用常規(guī)儀表進(jìn)行在線不間斷的測(cè)量和指示。2.BAS的自動(dòng)監(jiān)視（1）監(jiān)控對(duì)象BAS的自動(dòng)監(jiān)視指對(duì)建筑物中的配電設(shè)備、空調(diào)、衛(wèi)生、動(dòng)力設(shè)備，火災(zāi)防范設(shè)備，照明設(shè)備，應(yīng)急廣播設(shè)備，電梯設(shè)備等。（2）監(jiān)視內(nèi)容1)狀態(tài)監(jiān)視狀態(tài)監(jiān)視和故障監(jiān)視兩種裝置并用的情況較多，其目的是監(jiān)視設(shè)備的起停、開(kāi)關(guān)狀態(tài)及切換狀態(tài)。

2)故障、異常監(jiān)視機(jī)電設(shè)備發(fā)生異常故障時(shí)，應(yīng)分別采取必要的緊急措施及緊急報(bào)警。

3)火災(zāi)監(jiān)視在建筑物中，應(yīng)設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警裝置和消防聯(lián)動(dòng)裝置等組成。

4)暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視包括：風(fēng)機(jī)、閥門(mén)、水泵、冷熱源設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視；測(cè)量點(diǎn)的監(jiān)視；保護(hù)裝置的監(jiān)視；溫度、壓力、流量的監(jiān)視等。3.BAS的自動(dòng)控制BAS的自動(dòng)控制包括建筑設(shè)備的起?？刂?、設(shè)定值控制、設(shè)備（或系統(tǒng)）的節(jié)能控制與消防系統(tǒng)的控制等。

1.4建筑設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展

1.4.1歷史與現(xiàn)狀19世紀(jì)末：機(jī)械控制器和電氣控制器20世紀(jì)50年代：出現(xiàn)了氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)20世紀(jì)70年代：出現(xiàn)電子儀表和采用小型電子計(jì)算機(jī)的集中式控制系統(tǒng)80年代：出現(xiàn)采用微型計(jì)算機(jī)的集散型控制系統(tǒng)(DCS)先后引進(jìn)了直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC（DirectDigitalControl）；計(jì)算機(jī)、模擬儀表混合控制系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC和計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS。20世紀(jì)70年代后，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)集中控制出現(xiàn)的問(wèn)題：1)集中式的計(jì)算機(jī)控制降低了系統(tǒng)的可靠性，風(fēng)險(xiǎn)高度集中，雖然可采用雙重計(jì)算機(jī)等冗余技術(shù)，但成本提高。

2)模擬信號(hào)數(shù)字化的工作在計(jì)算機(jī)端，使得太多太長(zhǎng)的現(xiàn)場(chǎng)連線通過(guò)各類干擾環(huán)境到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，使系統(tǒng)抗干擾的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)都十分困難。

3)系統(tǒng)的規(guī)模受到較大的限制。目前，集散型控制系統(tǒng)（DCS）向現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的結(jié)構(gòu)模式過(guò)渡。1.4.2建筑設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)(1)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基于Web的Intranet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為建筑物或企業(yè)內(nèi)部的信息主干網(wǎng)絡(luò)的主流信息。

(2)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，控制系統(tǒng)要向體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)互連方向發(fā)展，即開(kāi)放性控制網(wǎng)絡(luò)具有標(biāo)準(zhǔn)化、可移植性、可擴(kuò)展性和可操作性。

(3)智能卡技術(shù)隨著半導(dǎo)體芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，智能卡體積小、存儲(chǔ)容量大、攜帶與使用方便、安全性與可靠性好、可脫機(jī)運(yùn)行、一卡多用的優(yōu)越性能越來(lái)越突出。

(4)可視化技術(shù)此技術(shù)是指基于網(wǎng)絡(luò)化的視像傳輸、交互和提供多媒體視像服務(wù)技術(shù)。(5)家庭智能化技術(shù)通過(guò)家庭智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置集中的或異地的監(jiān)視和控制，以及進(jìn)行家庭事務(wù)性管理。

(6)無(wú)線電局域網(wǎng)技術(shù)該項(xiàng)新技術(shù)利用微波、激光、紅外線作為傳輸媒介，擺脫了線纜的束縛。

(7)數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術(shù)該技術(shù)又稱為小型數(shù)據(jù)通信站(VSAT)，是將通信衛(wèi)星技術(shù)引向多功能、智能化、設(shè)備小型化，同時(shí)綜合應(yīng)用多波束覆蓋、星載處理技術(shù)、地面蜂窩移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等。圖1-5LonWorks和BACnet的組合方案第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)教學(xué)目的：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成技術(shù)——智能建筑系統(tǒng)集成及綜合布線教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)集成的內(nèi)容與綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成及綜合布線的優(yōu)點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)集成的內(nèi)容，綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成。第二講第2章2.1.1授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理、基本組成及分類。要求：掌握計(jì)算機(jī)的基本組成和分類。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和分類難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P641、2思考題：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。討論計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類。2.1建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)2.1.1計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理圖2-1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖(1)數(shù)據(jù)采集對(duì)被控參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)并轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)。

(2)控制計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、求偏差并按照已確定的控制算法進(jìn)行運(yùn)算，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用施加與被控對(duì)象。

2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成圖2-2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成框圖(1)硬件部分硬件主要包括主機(jī)、外圍設(shè)備、過(guò)程輸入輸出通道、人機(jī)聯(lián)系設(shè)備等。1)主機(jī)。

2)外圍設(shè)備。3)過(guò)程輸入輸出通道。①模擬量輸入通道(AI)。它將測(cè)量變送器輸出的、反映生產(chǎn)過(guò)程的被控參數(shù)(如溫度、壓力、流量、物位、濕度等)的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)DC0~10mA或DC4~20mA轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送與計(jì)算機(jī)。其組成如圖2-3所示。圖2-3模擬量輸入通道的組成圖2-4信號(hào)的采樣過(guò)程②數(shù)字量輸入通道(DI)。它將反映生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備的、具有二進(jìn)制邏輯“1”和“0”特征的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)(如電氣開(kāi)關(guān)的閉合/斷開(kāi)、指示燈的亮/滅、繼電器或接觸器的吸合/釋放、電機(jī)的起動(dòng)/停止等)采集并輸送給計(jì)算機(jī)。其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制邏輯“1”和“0”數(shù)字信號(hào)均代表生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備的一個(gè)狀態(tài)，這些狀態(tài)作為控制的依據(jù)。它主要由輸入調(diào)理電路、輸入緩沖器和輸入地址譯碼器等組成，如圖2-5所示。輸入調(diào)理電路接受反映生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備的、具有二進(jìn)制邏輯“1”和“0”特征的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)。由于采集狀態(tài)參數(shù)信號(hào)時(shí)，可能存在的瞬間高壓、過(guò)電流、接觸抖動(dòng)等現(xiàn)象，必須把采集到的圖2-5數(shù)字量輸入通道的組成結(jié)構(gòu)圖2-6輸入調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)形式

a)小功率輸入調(diào)理電路b)大功率輸入調(diào)理電路圖2-7數(shù)字量輸入接口③模擬量輸出通道(AO)。它是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)圖2-8模擬量輸出通道的組成結(jié)構(gòu)④數(shù)字量輸出通道(DO)。它是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)斷續(xù)控制的關(guān)鍵部分，主要由輸出寄存器、地址譯碼器和輸出驅(qū)動(dòng)器等組成，如圖2-9所示。圖2-9數(shù)字量輸出通道的組成結(jié)構(gòu)圖2-10數(shù)字量輸出接口圖2-11輸出驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式4)人機(jī)聯(lián)系設(shè)備。(2)軟件部分對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言，除了硬件組成部分以外，軟件同樣必不可少。3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類(1)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)的輸出只是對(duì)系統(tǒng)的過(guò)程參數(shù)進(jìn)行采集、處理，然后輸出反映生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息，并不直接用來(lái)控制生產(chǎn)對(duì)象。圖2-12操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)原理圖(2)直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC)直接數(shù)字控制DDC(DirectDigitalControl)系統(tǒng)是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，按照一定的控制算法進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直接對(duì)生產(chǎn)過(guò)程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)按照工藝要求的規(guī)律變化。圖2-13DDC控制系統(tǒng)原理圖(3)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控(SCC，SupervisoryComputerControl)系統(tǒng)采用兩級(jí)計(jì)算機(jī)模式。圖2-14SCC+DDC控制系統(tǒng)原理圖(4)分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)又稱集散控制系統(tǒng)。圖2-15DCS控制系統(tǒng)原理圖1)現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站。①實(shí)時(shí)采集表征生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)(如溫度、壓力、流量、物位、濕度、電流、電壓、功率等)和狀態(tài)信號(hào)(如設(shè)備的起/停、電氣開(kāi)關(guān)的閉/開(kāi)、觸點(diǎn)的吸合/釋放、燈的亮/滅等)，經(jīng)數(shù)字化處理后，送入存儲(chǔ)器儲(chǔ)存，從而形成一個(gè)反映生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，而且對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新的實(shí)時(shí)映象(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù))。

②將其采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)上送至操作員站、工程師站及其他現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站，以便實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的控制、監(jiān)督和管理；同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站還可以接受來(lái)自操作員站、工程師站的下傳指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站工藝參數(shù)設(shè)定值的變更，以及現(xiàn)場(chǎng)工況的人工調(diào)控。

③擔(dān)任現(xiàn)場(chǎng)的閉環(huán)負(fù)反饋控制、批量控制、順序控制等任務(wù)。2)操作員站。

3)工程師站。

4)DCS的通信網(wǎng)絡(luò)。(5)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS，F(xiàn)ield-busControlSystem)是一種全數(shù)字、半雙工、串行雙向通信系統(tǒng)。1)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的基本組成。圖2-16FCS控制系統(tǒng)原理圖2)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。①現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線將通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)設(shè)備，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)智能儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)傳輸全數(shù)字化，抗干擾力強(qiáng)，精度高。避免了傳統(tǒng)的DC4~20mA模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中的信號(hào)衰減、精度下降、噪聲干擾的引入等問(wèn)題。

②現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連。由于現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)一對(duì)信號(hào)傳輸線互連，一對(duì)信號(hào)傳輸線使得N個(gè)現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)能夠雙向傳輸信號(hào)。③互操作性。由于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備實(shí)現(xiàn)了功能模塊及其參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，因此設(shè)備間有很好的互操作性。來(lái)自不同制造廠家的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以異構(gòu)，組成統(tǒng)一的系統(tǒng)。④分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。FCS廢棄了DCS的I/O控制站，將其I/O單元和控制功能塊分散給現(xiàn)場(chǎng)儀表，用戶通過(guò)選用現(xiàn)場(chǎng)儀表，并對(duì)其統(tǒng)一組態(tài)，就可以控制回路，從而構(gòu)成虛擬控制站。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表作為一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)，能夠完成數(shù)據(jù)信息的采集、運(yùn)算，執(zhí)行控制指令和通信等功能，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障僅影響局部而不會(huì)危及全局，從而實(shí)現(xiàn)了徹底的分散，提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性和自治性。⑤開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線為開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)，所有的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)均是公開(kāi)的，面向所有的用戶和制造商。因此，用戶根據(jù)需求可以自由地集成不同制造商的通信網(wǎng)絡(luò)，既可以與同類網(wǎng)絡(luò)互連，也可以與不同網(wǎng)絡(luò)互連，極大地方便用戶共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息資源。

⑥通信線供電。該方式允許現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)直接從通信線(現(xiàn)場(chǎng)總線常用的信號(hào)傳輸線為雙絞線)上攝取能量，節(jié)省電源、低功耗、本質(zhì)安全。(6)建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，一些現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)憑借其優(yōu)勢(shì)，逐漸在一些應(yīng)用領(lǐng)域形成較大的影響。1)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF(FoundationField-bus)FF以ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層作為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。

2)局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks(LocalOperatingNetwork)LonWorks是由美國(guó)Echelon公司在1991年推出的實(shí)時(shí)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，并與Motorola和東芝公司共同倡導(dǎo)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

3)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS(ProcessFieldBus)PROFIBUS是符合德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50179的現(xiàn)場(chǎng)總線，包括PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA三部分。

4)控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN(ControlAreaNetwork)CAN是由德國(guó)Bosch公司推出的，用于汽車內(nèi)部的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，其總線規(guī)范已成為ISO11898標(biāo)準(zhǔn)。5)可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)是由美國(guó)Rosement公司研制的模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)混用的過(guò)渡性產(chǎn)品，它在DC4~20mA的模擬信號(hào)上疊加Bell202標(biāo)準(zhǔn)的雙頻信號(hào)(1200Hz和2200Hz)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)通信。圖2-17CIMS控制系統(tǒng)原理圖(7)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegrationManufactureSystem)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)不但承擔(dān)著面向過(guò)程控制和優(yōu)化的任務(wù)，而且基于獲得的生產(chǎn)過(guò)程信息，完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營(yíng)管理，如圖2-17所示。第三講第2章2.1.2授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解網(wǎng)絡(luò)通信的目的，掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類。要求：熟練算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解。授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P1931-2思考題：討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式和相應(yīng)特點(diǎn)?，F(xiàn)成總線的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)2.1.2計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.計(jì)算機(jī)通信技術(shù)圖2-18通信系統(tǒng)模型(1)單工(Sinplex)數(shù)據(jù)信息在信道上只能在一個(gè)方向上傳送，信源只能發(fā)送，信宿只能接受，如無(wú)線電廣播和電視廣播。

(2)半雙工(HalfDuplex)數(shù)據(jù)信息在信道上能在兩個(gè)方向上傳送，信源和信宿可交替發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，但不能同時(shí)發(fā)送和接受，如航空、航海無(wú)線通信和對(duì)講機(jī)通信。

(3)全雙工(FullDuplex)信源和信宿可同時(shí)在信道上雙向發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，但要求信道具備滿足雙向通信的雙倍帶寬，如電話通信。，，，圖2-19周期方波頻譜1)無(wú)噪聲條件下，奈奎斯特公式

2)有噪聲干擾作用下，香農(nóng)計(jì)算公式2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1)星形拓?fù)洹D2-20星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2)總線型拓?fù)?。圖2-21總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3)環(huán)形拓?fù)?。圖2-22環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4)樹(shù)形拓?fù)?。圖2-23樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

5)星環(huán)形拓?fù)?。圖2-24星環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(1)按照距離分類1)局域網(wǎng)(LAN，LocalAreaNetwork)：即在一個(gè)適中的地理范圍內(nèi)，通過(guò)物理信道，以適中的數(shù)據(jù)傳輸速率，使彼此相互獨(dú)立的數(shù)字通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)互連并進(jìn)行通信的一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

2)廣域網(wǎng)(WAN，WideAreaNetwork)：它是利用公共遠(yuǎn)程通信設(shè)施，實(shí)現(xiàn)用戶之間的快速信息交換或者為用戶提供遠(yuǎn)程信息資源的服務(wù)。

3)城域網(wǎng)(MAN，MetropolitanAreaNetwork)城域網(wǎng)的覆蓋范圍在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般為5～50km。

1)有線網(wǎng)：它使用導(dǎo)向型傳輸媒體來(lái)發(fā)送信息。

2)無(wú)線網(wǎng)：它使用非導(dǎo)向型傳輸媒體來(lái)進(jìn)行通信。

(3)按數(shù)據(jù)交換方式分類1)共享型網(wǎng)絡(luò)：即網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)必須爭(zhēng)得傳輸媒體的使用權(quán)后方能傳輸信息。

2)交換型網(wǎng)絡(luò)：它的每個(gè)工作站都獨(dú)立地占有一定帶寬，采用分組交換的數(shù)據(jù)傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效能高。4.開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型(1)物理層(PhysicalLayer)物理層是OSI參考模型的第1層，向下是物理設(shè)備的接口，直接與傳輸媒體相鏈接，使比特流通過(guò)該接口從信源傳遞到信宿；向上為數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)(以建立物理鏈接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞教峁┓?wù))。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第2層，其主要任務(wù)是提供一種可靠的、通過(guò)傳輸媒體傳輸數(shù)據(jù)的方法。

(3)網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)OSI參考模型的第3層是網(wǎng)絡(luò)層，它主要承擔(dān)把信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。(4)傳輸層(TransportLayer)傳輸層是OSI參考模型的第4層，是高層和低層之間進(jìn)行銜接的接口層，也是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的界面。

(5)會(huì)話層(SessionLayer)OSI參考模型的第5層是會(huì)話層。

(6)表示層(PresentationLayer)表示層是OSI參考模型的第6層，它負(fù)責(zé)處理傳輸數(shù)據(jù)的格式、語(yǔ)法、語(yǔ)義的問(wèn)題，由于信源和信宿雙方的數(shù)據(jù)表示不盡相同，所以需要建立數(shù)據(jù)交換的格式和約定來(lái)確保信源和信宿雙方能夠相互認(rèn)識(shí)。

(7)應(yīng)用層(ApplicationLayer)OSI參考模型的最高層是應(yīng)用層，它是用戶的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)的接口。

5.TCP/IP圖圖2-25OSI參考模型(1)TCP(TransmissionControlProtocol)它是一種面向連接的協(xié)議，能夠在各種物理網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)信息傳輸，并且可以檢測(cè)到在傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)包出現(xiàn)的各種問(wèn)題，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)地提供重傳、排序和延遲處理等措施，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詷O強(qiáng)。

(2)IP(InternetProtocol)IP以數(shù)據(jù)報(bào)的形式傳輸數(shù)據(jù)。

(3)TCP/IPTCP/IP的體系結(jié)構(gòu)分為四層：物理層/數(shù)據(jù)鏈路層(或稱網(wǎng)絡(luò)接口層)、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。1)物理層/數(shù)據(jù)鏈路層。

2)網(wǎng)絡(luò)層。

3)運(yùn)輸層。

4)應(yīng)用層。6.BACnet(1)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)BACnet是一種開(kāi)放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就必須參考OSIRM。表2-1BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)與OSIRM比較BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)OSIRMBACnet應(yīng)用層應(yīng)用層（7）BACnet網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（3）ISO8802?2（IEEE802．2）MS/TPPTPLonTalk鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（2）ISO8802?2

（IEEE802．3）ARCnetEIA?485EIA?232LonTalk物理層物理層（1）(2)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的對(duì)象為了實(shí)現(xiàn)不同廠家BA設(shè)備之間的相互通信，BACnet采用“對(duì)象”(Object，即具備某種特定功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)元素的集合)的概念，將不同廠家BA設(shè)備的功能抽象為網(wǎng)絡(luò)間可識(shí)別的“目標(biāo)”，使用“對(duì)象標(biāo)識(shí)符”對(duì)BA設(shè)備進(jìn)行描述，提供操作數(shù)據(jù)信息的方法，形成通信軟件，而且并不影響各個(gè)BA設(shè)備廠家的產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計(jì)及其組態(tài)。表2-2BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的對(duì)象及其應(yīng)用實(shí)例對(duì)象名稱應(yīng)用實(shí)例模擬輸入（AnalogInput）傳感器輸入模擬輸出（AnalogOutput）控制輸出模擬值（AnalogValue）模擬控制系統(tǒng)參數(shù)數(shù)字輸入（BinaryInput）開(kāi)關(guān)輸入數(shù)字輸出（BinaryOutput）繼電器輸出數(shù)字值（BinaryValue）數(shù)字控制系統(tǒng)參數(shù)時(shí)序表（Calendar）按照時(shí)間執(zhí)行程序定義的日期列表命令（Command）完成特定操作（如日期設(shè)定等）需向多設(shè)備的多對(duì)象寫(xiě)多值設(shè)備（Device）其屬性表示設(shè)備支持的對(duì)象和服務(wù)事件登記（EventEnrollment）描述可能處于錯(cuò)誤狀態(tài)的事件或其他設(shè)備需要的報(bào)警(3)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的服務(wù)對(duì)象描述了BA設(shè)備的抽象通信特征，屬性是關(guān)于對(duì)象的進(jìn)一步闡述和表征。(4)BACnet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)BACnet網(wǎng)絡(luò)是一種局域網(wǎng)LAN，BACnet設(shè)備通過(guò)LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制碼信息。

(5)BACnet與企業(yè)內(nèi)部互連網(wǎng)Internet的互聯(lián)BACnet設(shè)備間的通信采用的是BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議，Internet采用的是IP協(xié)議。

7.LonTalk協(xié)議(1)LonWorks組成1)LonWorks節(jié)點(diǎn)和路由器。

2)LonTalk。

3)LonWorks收發(fā)器。

4)LonWorks網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)工具。(2)LonWorks技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便。2)支持多種傳輸介質(zhì)，包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無(wú)線射頻等；兩種傳輸速率：78bit/s和1.25Mbit/s，最大傳輸距離由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蛡鬏斀橘|(zhì)決定，一般可從500~2700m;可接入的節(jié)點(diǎn)最多為32385個(gè)。

3)完善的開(kāi)發(fā)工具。

4)無(wú)主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

5)開(kāi)發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間較短，也易于維護(hù)。

(3)LonTalkLonWorks技術(shù)所使用的通信協(xié)議稱為L(zhǎng)onTalk表2-3LonTalk與OSI的7層協(xié)議比較

OSIC層次標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)LON提供的服務(wù)處理器7應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量類型應(yīng)用處理器6表示層數(shù)據(jù)表示網(wǎng)絡(luò)變量、外部幀傳送處理器5會(huì)話層遠(yuǎn)程遙控動(dòng)作請(qǐng)求/響應(yīng)，認(rèn)證，網(wǎng)絡(luò)管理處理器4傳送層端對(duì)端的可靠傳輸應(yīng)答，非應(yīng)答，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)廣播，認(rèn)證等處理器3網(wǎng)絡(luò)層傳輸分組地址，路由處理器2鏈路層鏈路層幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)解碼，CRC錯(cuò)誤檢查MAC處理器MAC子層媒體訪問(wèn)P?預(yù)測(cè)CSMA，碰撞規(guī)避，優(yōu)先級(jí)，碰撞檢測(cè)1物理層電路連接介質(zhì)，電氣接口MAC處理器

XCVA8.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體(1)雙絞線雙絞線(TwistedPair)是一種廣泛使用而且價(jià)廉的傳輸媒體。圖2-26非屏蔽型雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)(2)同軸電纜同軸電纜(CoaxialCable)是局域網(wǎng)過(guò)去廣泛使用的傳輸媒體，現(xiàn)在應(yīng)用較少。圖2-27同軸電纜的結(jié)構(gòu)(3)光纖光纖(Fiber)是一種能夠傳輸光信號(hào)的纖細(xì)柔軟媒體，其最內(nèi)層的纖芯是一種截面積很小、質(zhì)地脆、易斷裂的光導(dǎo)纖維，直徑?＝2～125μm，材質(zhì)為玻璃或塑料。圖2-28光纖的結(jié)構(gòu)1)具有很大的帶寬，很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。2)光纖信號(hào)衰減小，傳輸距離可達(dá)1000km3)光纖耐輻射，外界的電磁干擾對(duì)其無(wú)影響，而光束本身又不向外輻射信號(hào)，安全性好，適于長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸。

9.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備(1)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器(Repeater,包括中繼器、集線器)是一種底層設(shè)備，作用在物理層。

(2)網(wǎng)橋網(wǎng)橋(Bridge)作用在數(shù)據(jù)鏈路層。

(3)路由器路由器(Router)作用在網(wǎng)絡(luò)層。

(4)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱作網(wǎng)間連接器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是針對(duì)高層協(xié)議(運(yùn)輸層以上)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)之間的連接器，其通常表現(xiàn)形式為安裝在路由器內(nèi)部的軟件。第四講第2章2.2.1-2.2.2授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解智能建筑系統(tǒng)集成的目的，內(nèi)容和集成模式。要求：掌握智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容和集成模式。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容和集成模式。難點(diǎn)：系統(tǒng)集成的主要內(nèi)容。措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P2202-3思考題：討論系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)。OPC技術(shù)在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成中的應(yīng)用。2.2建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成技術(shù)系統(tǒng)集成是指從一定得應(yīng)用需求出發(fā)，將彼此之間存在相互作用的各個(gè)子系統(tǒng)，借助相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使之成為一個(gè)統(tǒng)一、高效、實(shí)用、可靠的整體。——是一種理念、方法或技術(shù)手段。2.2.1智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容1.功能集成將原來(lái)分離的各智能化子系統(tǒng)功能進(jìn)行集成，從而形成原來(lái)各個(gè)子系統(tǒng)所沒(méi)有的、新的全局性監(jiān)控功能。1)IBMS管理層的功能集成，它包括集中監(jiān)控和管理功能、信息綜合管理功能、全局事件管理功能、公共通信網(wǎng)絡(luò)管理功能等的集成。

2)各個(gè)智能化子系統(tǒng)的功能集成，即INS、CNS、BMS的功能集成。2.網(wǎng)絡(luò)集成指通信設(shè)備及通信線路與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)線路的有機(jī)結(jié)合，其側(cè)重點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備上。

3.界面集成在統(tǒng)一的界面上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。它把BMS、OAS、CNS集成在一個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，在統(tǒng)一的界面環(huán)境下運(yùn)行，建立IBMS。2.2.2智能建筑系統(tǒng)集成的模式1.智能建筑綜合管理的一體化集成模式將BMS、OAS、CNS等從各個(gè)分離的設(shè)備功能和信息等集成到一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)中，易于對(duì)各種信息進(jìn)行綜合管理。它使得整個(gè)智能建筑采用統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)、統(tǒng)一的界面環(huán)境進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)集中的監(jiān)控和管理功能。IBMS是系統(tǒng)集成的最高目標(biāo)。

2.以BMS、INS為主，面向物業(yè)管理的集成模式BMS、OAS和智能一卡通系統(tǒng)等進(jìn)行集成，完成BMS、OAS的緊密集成。

3.BMS集成模式BMS實(shí)現(xiàn)狹義BAS與FAS、SAS之間的集成。各個(gè)子系統(tǒng)均以BAS為核心，運(yùn)行在BAS的中央監(jiān)控機(jī)上，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。1)各子系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(通信協(xié)議)一致。2)以BAS為主，其他系統(tǒng)存在不同的通信協(xié)議(即存在第三方系統(tǒng))，如圖2-30所示。

3)采用OPC互連軟件技術(shù)。

4.子系統(tǒng)集成指對(duì)OAS、CNS及BAS3個(gè)子系統(tǒng)設(shè)備的各自集成，是最基本的集成，也是實(shí)現(xiàn)高層次集成的基礎(chǔ)。它包括OAS、CNS、BAS的集成。第五講第2章2.2.3授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解綜合布線的概念及特點(diǎn)，了解綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成和應(yīng)用范圍。要求：能熟練掌握綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成及綜合布線的優(yōu)點(diǎn)。難點(diǎn)：綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成。措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解。授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P2581-2思考題：簡(jiǎn)述綜合布線系統(tǒng)的作用、構(gòu)成。討論綜合布線設(shè)計(jì)的一般原則。2.2.3智能建筑的綜合布線技術(shù)1.綜合布線及其特點(diǎn)（1）綜合布線（GenericCabling）由線纜（如銅纜、光纖等）和相應(yīng)的連接件（如連接模塊、插頭、插座、適配器、配線架等）組成的信息傳輸通道。它不僅使得建筑物內(nèi)的電信、圖文、數(shù)據(jù)、多媒體設(shè)備、交換設(shè)備等彼此相連，而且能夠使上述設(shè)備與外部通信網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)在在一套標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)中傳輸。（2）綜合布線的優(yōu)點(diǎn)有：1)兼容性兼容性是指它是一個(gè)完全獨(dú)立的，與應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)無(wú)關(guān)，可適用于多種應(yīng)用系統(tǒng)的良好性能。

2)開(kāi)放性綜合布線采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，符合多種國(guó)際流行標(biāo)準(zhǔn)。因此，它對(duì)所有著名廠商的產(chǎn)品都是開(kāi)放的；對(duì)所有的通信協(xié)議都是支持的。

3)靈活性采用模塊化設(shè)計(jì)，使用標(biāo)準(zhǔn)的線纜和相關(guān)連接件，因此，所有的通道均是通用的。系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的增加或減少，不需改變布線，只需增減相應(yīng)設(shè)備和在配線架上進(jìn)行必要的跳線操作即可。它組網(wǎng)方式靈活多樣，如支持以太網(wǎng)工作站和令牌網(wǎng)工作站并存工作，方便用戶組織信息流。(4)可靠性綜合布線采用通過(guò)ISO認(rèn)證的高品質(zhì)線纜、相關(guān)連接件和組合壓接方式構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)信息傳輸通道。每條信道都按照技術(shù)規(guī)范施工，采用專用儀器測(cè)試、驗(yàn)收，確保其性能指標(biāo)。應(yīng)用系統(tǒng)全部采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈接，任何一條鏈路發(fā)生故障均不影響其它鏈路的運(yùn)行，為故障的檢修和正常的運(yùn)行維護(hù)提供了便捷。(5)先進(jìn)性隨著信息時(shí)代的到來(lái)，各種信息都在一套標(biāo)準(zhǔn)的布線中傳輸，并且對(duì)信道的傳輸帶寬、傳輸速率要求很高，只有采用綜合布線方能滿足這些需要。(6)經(jīng)濟(jì)性與傳統(tǒng)的布線方式相比較，綜合布線具有良好的初期投資特性，性能價(jià)格比很高；此外，它還具有一定的技術(shù)儲(chǔ)備，滿足今后若干年內(nèi)的發(fā)展需求(即在不追加新的投資的情況下，依然保持建筑物的先進(jìn)性)。

(7)系統(tǒng)性在建筑物群之間或建筑物內(nèi)的各個(gè)區(qū)域都設(shè)有相應(yīng)的連接端口，形成互連系統(tǒng)很方便，無(wú)需另外布線。2.綜合布線系統(tǒng)及其特點(diǎn)（1）綜合布線系統(tǒng)GCS“建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。它不但使得語(yǔ)音、數(shù)據(jù)通信及交換設(shè)備和其它信息管理系統(tǒng)彼此互聯(lián)，而且使得這些設(shè)備與外部通信網(wǎng)絡(luò)相連接，包括建筑物到外部網(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn)與工作區(qū)的信息終端之間的所有線纜及其相關(guān)的布線部件。”（2）綜合布線系統(tǒng)的特點(diǎn)1）綜合性、兼容性。2）靈活性。3）先進(jìn)性、擴(kuò)展性4）合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的管理5）經(jīng)濟(jì)合理、投資回報(bào)率高3.綜合布線系統(tǒng)的構(gòu)成和應(yīng)用范圍（1）組成：系統(tǒng)由建筑群主干布線子系統(tǒng)、建筑物主干布線子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)和工作區(qū)布線子系統(tǒng)等4個(gè)子系統(tǒng)。圖2-31綜合布線系統(tǒng)圖圖2-32建筑群與建筑綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1)建筑群主干布線子系統(tǒng)(建筑群子系統(tǒng))它由連接各建筑物之間的綜合布線線纜、建筑明配線設(shè)備(CD，CampusDistributor)和跳線(Jumper)等組成。

2)建筑物主干布線子系統(tǒng)(干線子系統(tǒng))干線子系統(tǒng)由建筑物配線設(shè)備(BD，BuildingDistributor)、跳線以及設(shè)備間到各個(gè)樓層交接間的干線線纜組成。傳輸媒體一般為光纖或雙絞線線纜，宜采用GCS的專用通道敷設(shè)或與弱電豎井合用。

3)水平布線子系統(tǒng)它由工作區(qū)的信息插座(TO，InformationOutlet)到樓層配線設(shè)備(FD，F(xiàn)loorDistributor)的配線線纜、樓層配線設(shè)備和跳線等組成。

4)工作區(qū)布線子系統(tǒng)它由信息插座延伸到終端設(shè)備的連接線纜和適配器(或插頭)組成。工作區(qū)是放置終端設(shè)備的地方，屬于非永久性的，隨應(yīng)用種類而改變。（2）綜合布線系統(tǒng)應(yīng)用范圍包括兩類：一類為單棟建筑物內(nèi)，如建筑大廈；另一類為若干建筑物組成的建筑群小區(qū)，如住宅小區(qū)、校園區(qū)等。綜合布線一般適用于建筑物跨度不超過(guò)3000m，辦公面積不超過(guò)100萬(wàn)m2的場(chǎng)所。GCS支持BAS、OAS、CNS對(duì)于多種信息的傳輸需求，傳輸速率范圍為數(shù)十kbit/s～1000Mbit/s。1)設(shè)計(jì)范圍、目標(biāo)和布線要求學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理中心位于實(shí)驗(yàn)大樓5層，目前有實(shí)驗(yàn)大樓、圖書(shū)館大樓、教學(xué)樓、辦公樓、教工宿舍和學(xué)生宿舍等需要與網(wǎng)管中心連接成校園網(wǎng)，并且各個(gè)樓宇基于網(wǎng)絡(luò)綜合布線建設(shè)樓宇內(nèi)局域網(wǎng)。GCS采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建議的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，遵守ISO/CEI11801標(biāo)準(zhǔn)，滿足目前和將來(lái)的信息傳輸需要。GCS的信息出口采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的RJ45插座，傳輸速率考慮100Mbit/s發(fā)展的需求。GCS滿足開(kāi)放式原則，符合綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)(ISDN)的要求。圖2-33某校園網(wǎng)GCS結(jié)構(gòu)示意圖

2)布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作區(qū)布線子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。水平布線子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。圖2-34水平布線子系統(tǒng)連接線路

E—設(shè)備C—連接點(diǎn)T—終端設(shè)備建筑物主干布線子系統(tǒng)(干線子系統(tǒng))設(shè)計(jì)。建筑群主干布線子系統(tǒng)(建筑群子系統(tǒng))。第3章建筑設(shè)備自動(dòng)化的監(jiān)控設(shè)備教學(xué)目的：監(jiān)控設(shè)備是構(gòu)成自控系統(tǒng)現(xiàn)成硬件不可缺少的設(shè)備，通過(guò)本章學(xué)習(xí)，了解并掌握建筑設(shè)備自動(dòng)化中的監(jiān)控設(shè)備—傳感器、變送器、控制器和執(zhí)行器。教學(xué)重點(diǎn)：常用傳感器和執(zhí)行器的技術(shù)特點(diǎn)，軟件控制器的控制算法，調(diào)節(jié)閥的選擇。教學(xué)難點(diǎn)：軟件控制器的控制算法，調(diào)節(jié)閥的選擇。第六講第3章3.1-3.2授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解傳感器的技術(shù)指標(biāo)，自動(dòng)控制儀表的分類，掌握HVAC傳感器要點(diǎn)，模擬控制器和軟件控制器。要求：能熟練掌握HVAC傳感器要點(diǎn)，模擬控制器和軟件控制器。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：掌握HVAC傳感器要點(diǎn)，模擬控制器和軟件控制器難點(diǎn)：HVAC傳感器要點(diǎn)和軟件控制器措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P643-4思考題：超生波流量計(jì)的工作原理。討論智能傳感器的研究。3.1傳感器與變送器

3.1.1傳感器的常規(guī)技術(shù)指標(biāo)1.性能指標(biāo)1)量程(Span)：標(biāo)稱范圍兩極限之差的模。2)重復(fù)性(Repeatability)：在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。3)準(zhǔn)確度等級(jí)(AccuracyClass)：符合一定的計(jì)量要求，使誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的測(cè)量?jī)x器的等別、級(jí)別。4)靈敏度(Sensitivity)：測(cè)量?jī)x器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化。5)漂移(Drift)：測(cè)量?jī)x器計(jì)量特性的慢變化。6)響應(yīng)時(shí)間(ResponseTime)：激勵(lì)受到規(guī)定突變的瞬間，與響應(yīng)達(dá)到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極度限內(nèi)的瞬間，這兩者之間的時(shí)間間隔即是響應(yīng)時(shí)間。7)響應(yīng)特性(ResponseCharacteristic)：在確定條件下，激勵(lì)與對(duì)應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系，如熱電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系。

2.實(shí)用與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1)造價(jià)：造價(jià)應(yīng)該包括電源、轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)節(jié)器及連接電纜。

2)維護(hù):任何專門(mén)的維護(hù)和重新標(biāo)定都要求涉及額外的人力和費(fèi)用。

3)兼容性：與其他的元件和標(biāo)準(zhǔn)具有可操作性和可互換性。

4)環(huán)境；可經(jīng)受住苛刻或危險(xiǎn)環(huán)境的能力。

5)干擾：對(duì)環(huán)境造成(如電磁波或準(zhǔn)穩(wěn)定電磁場(chǎng))的敏感度。3.1.2HVAC傳感器要點(diǎn)簡(jiǎn)述1.溫度傳感器(1)熱電偶熱電偶是利用由兩種不同金屬組成的電路，并對(duì)電路中流動(dòng)的電流進(jìn)行測(cè)量，這兩片不同的金屬分別連接在參考溫度和被測(cè)溫度。

(2)熱電阻利用金屬電阻值對(duì)應(yīng)于溫度變化而發(fā)生改變的原理。

(3)熱敏電阻熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的溫度電阻值關(guān)系曲線，其工作原理與熱電阻相類似，半導(dǎo)體呈現(xiàn)一個(gè)負(fù)的電阻溫度系數(shù)。

2.壓力傳感器(1)電容式壓力傳感器一個(gè)金屬膜片作為電容器的一個(gè)極板，與膜片并列的另一側(cè)安裝另一個(gè)極板，如圖3-1所示。圖3-1電容式壓力傳感器(2)電感式壓力傳感器電感式壓力傳感器是通過(guò)移動(dòng)一個(gè)機(jī)械部件而改變電感量來(lái)感受壓力。

3.流速與流量傳感器(1)畢托管畢托管基本上是用在管道通風(fēng)系統(tǒng)，而且是基于兩端開(kāi)口的管，一根管是迎著空氣流安裝，另一根管與氣流垂直安裝。

(2)熱線式風(fēng)速計(jì)熱線式風(fēng)速計(jì)基本上用于通風(fēng)氣流的測(cè)量，該儀表靈敏度較高，適宜檢測(cè)很低速的流量，這使得它適用于空氣流動(dòng)的測(cè)量和導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)流量的測(cè)量。

(3)孔板孔板是基于管線或通風(fēng)管兩端的壓力差進(jìn)行檢測(cè)的，也就是流體通過(guò)一個(gè)節(jié)流孔而產(chǎn)生節(jié)流作用，從而達(dá)到測(cè)量壓力差的目的。(4)文丘里流量計(jì)除了在管線或通風(fēng)導(dǎo)管中部逐漸縮小形成一個(gè)狹窄小孔(而不是突變的小孔)，并且，在下游的小孔又逐漸地?cái)U(kuò)大這點(diǎn)之外，文丘里流量計(jì)與孔板具有相似的工作原理。

(5)渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)主要用于管道中的液體流量測(cè)量，但它易受磨損和卡塞，特別不適用于污濁的流體的測(cè)量。

(6)旋渦流量計(jì)旋渦流量計(jì)適用于液體測(cè)量并具有很高的精度，其工作原理是基于由旋渦而產(chǎn)生壓力波動(dòng)的頻率，旋渦是由于流體沖擊垂直擋體而產(chǎn)生的，其頻率是與流體的流速成比例關(guān)系。

(7)電磁流量計(jì)使用一個(gè)纏繞管線或輸入一個(gè)交變電流，穿過(guò)流體建立一個(gè)電磁場(chǎng)。(8)超聲波流量計(jì)超聲波流量測(cè)量的原理是基于多普勒效應(yīng)，通過(guò)流體微粒中反射聲波頻率的變化來(lái)測(cè)量流量。

4.濕度傳感器(1)機(jī)械濕度計(jì)這種濕度計(jì)是通過(guò)濕氣的吸收和解吸改變?cè)牧系捏w積來(lái)測(cè)量濕度，這是一種最早的濕度測(cè)量方法。

(2)干濕球濕度計(jì)把蒸餾過(guò)的濕芯線纏繞在一個(gè)普通的溫度傳感器上，可引起該溫度傳感器溫度(濕球溫度)降低，其干、濕球溫度差與相對(duì)濕度有一定的關(guān)系。

(3)電容式濕度變送器電容式濕度變送器將空氣相對(duì)濕度變換為DC0～10V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，這一輸出信號(hào)與空氣相對(duì)濕度成線性關(guān)系，傳送距離遠(yuǎn)，性能幾乎不需要維護(hù)。

5.舒適傳感器

6.室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器

7.室內(nèi)占用傳感器(1)超聲波運(yùn)動(dòng)傳感器(US)這種傳感器利用多普勒效應(yīng)，它用連續(xù)高頻(超聲)聲波充滿整個(gè)房間。(2)紅外運(yùn)動(dòng)傳感器(IR)通過(guò)感受運(yùn)動(dòng)紅外熱源，如人員、叉式升降機(jī)或其他的散熱物體，該傳感器能對(duì)室內(nèi)的照明或空調(diào)執(zhí)行相應(yīng)的開(kāi)關(guān)作用。(3)基于紅外的人員計(jì)數(shù)器利用多普勒效應(yīng)感受反射光，即可計(jì)算通過(guò)該區(qū)域的人員數(shù)目。

8.火災(zāi)探測(cè)傳感器(1)煙霧傳感器煙霧是一幢建筑內(nèi)最重要的危險(xiǎn)標(biāo)志之一。1)電離式煙霧傳感器。2)光電式煙霧傳感器。(2)感溫式探測(cè)器它是一種能在引燃階段后期檢測(cè)到環(huán)境溫度上升到某一預(yù)定值的“早中期發(fā)現(xiàn)”的探測(cè)器。(3)感光式探測(cè)器它利用檢測(cè)火焰的紅外光或紫外光進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)的，屬于“中期發(fā)現(xiàn)”探測(cè)器，分紅外火焰探測(cè)器和紫外火焰探測(cè)器，工程上常用作感煙探測(cè)器或感溫探測(cè)器的補(bǔ)充。(4)復(fù)合式探測(cè)器這是近年來(lái)新出現(xiàn)的一種探測(cè)器，主要為解決在某些環(huán)境中單一參數(shù)檢測(cè)不甚可靠的問(wèn)題，主要有感煙感溫式探測(cè)器、感光感溫式和感煙感光式幾種類型。(5)可燃?xì)怏w探測(cè)器它主要是對(duì)環(huán)境氣體中的可燃性氣體濃度進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)對(duì)比測(cè)定而發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。

3.2控制器

3.2.1自動(dòng)控制儀表的分類1.按使用能源分類(1)電動(dòng)儀表電動(dòng)儀表是以電作為能源及傳送信號(hào)的儀表，傳送距離遠(yuǎn)，便于與計(jì)算機(jī)配合，在生產(chǎn)自動(dòng)化中被廣泛應(yīng)用。

(2)自力式自動(dòng)控制儀表這種儀表不需要輔加能源，只是傳感器從被控介質(zhì)中取得能量，就足以推動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作。2.按結(jié)構(gòu)形式分類(1)基地式儀表這種儀表以指示、記錄儀表為主體，附加調(diào)節(jié)裝置而組成，即把變送、控制、顯示等部分裝在一個(gè)殼內(nèi)形成整體。(2)單元式組合儀表這種儀表根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)與控制的要求，將整套儀表劃分為能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一定功能的若干單元，單元之間統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)聯(lián)系(3)組裝電子式調(diào)節(jié)儀表這種儀表是在單元組合儀表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的成套儀表裝置，它的基本組件是具有不同功能的功能模件。

3.2.2模似控制器1.自力式溫度控制器圖3-2采暖散熱器恒溫調(diào)節(jié)閥

1—調(diào)節(jié)旋鈕(給定值)2—傳感器

3—反力彈簧4—閥心5—閥座2.電氣式模擬控制器(1)電氣式溫度控制器圖3-3壓力感溫式溫度控制器結(jié)構(gòu)

1—感溫包2—微動(dòng)開(kāi)關(guān)

3—杠桿4—偏心輪(2)電氣式壓力控制器圖3-4波紋管式壓力控制器如圖3-4所示，波紋管5承受被控介質(zhì)的壓力，其上產(chǎn)生的力作用在杠桿4的右端，杠桿左端承受給定彈簧1的反力。

圖3-5風(fēng)機(jī)盤(pán)管溫控器其傳感器是由彈性材料制成的感溫膜盒。3.電子式模擬控制器(1)斷續(xù)輸出的電子式模擬控制器1)兩位式電子模擬控制器。圖3-6兩位式電子模擬控制器原理框圖圖3-7兩位式電子模擬控制器特性圖

a)理想特性b)實(shí)際特性2)三位式電子控制器。圖3-8三位式電子模擬控制器原理框圖圖3-9三位式電子模擬控制器特性圖

a)理想特性b)實(shí)際特性3)位式輸出的補(bǔ)償式控制器。圖3-10位式輸出的補(bǔ)償式控制器圖3-11室外溫度補(bǔ)償特性(2)連續(xù)輸出的電子式控制器連續(xù)輸出的電子式控制器有比例P、比例積分PI、比例積分微分PID等控制規(guī)律，輸出信號(hào)為DC0～10mA、DC4～20mA、DC0～10V等。1)連續(xù)輸出電子控制器的組成。圖3-12連續(xù)式電子控制器組成框圖2)連續(xù)輸出的補(bǔ)償式控制器。

3)連續(xù)輸出的串級(jí)控制器。圖3-13連續(xù)式串級(jí)控制器4)焓值控制器。圖3-14焓值控制器原理示意圖3.2.3軟件控制器1.直接數(shù)字控制器(DDC)1)DDC系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：①計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，能分時(shí)處理多個(gè)生產(chǎn)過(guò)程(被控參數(shù))，代替幾十臺(tái)模擬控制器，實(shí)現(xiàn)多個(gè)單回路的PID控制。

2)DDC系統(tǒng)由被控對(duì)象(生產(chǎn)過(guò)程)、檢測(cè)變送器、執(zhí)行器和工業(yè)計(jì)算機(jī)組成，圖3-15是DDC系統(tǒng)的組成框圖。圖3-15DDC系統(tǒng)框圖

①輸入通道A/D：把傳感器或變送器送來(lái)的反映被控參數(shù)的模擬量(電阻、電流、電壓信號(hào))，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送往計(jì)算機(jī)。為了避免現(xiàn)場(chǎng)輸入線路電磁干擾和變送器交流噪聲，用濾波網(wǎng)絡(luò)對(duì)各輸入信號(hào)分別濾波(見(jiàn)DDC控制器框圖)。②采樣器：在時(shí)序控制器作用下，以一定的速度按順序把輸入信號(hào)送入放大器，然后選擇送到A/D轉(zhuǎn)換器，變成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。

③輸出通道D/A：把經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成能控制執(zhí)行器動(dòng)作的模擬信號(hào)AO或數(shù)字信號(hào)DO。

④顯示報(bào)警：是直接數(shù)字控制器系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要功能，它能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的工況進(jìn)行監(jiān)控，以供操作人員監(jiān)視。2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本控制算法(1)PID控制算法按照偏差信號(hào)的比例P(Proportional)、積分I(Integral)和微分D(Derivative)進(jìn)行控制的PID算法，以其形式簡(jiǎn)單、參數(shù)易于整定、便于操作而成為目前控制工程領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛、經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)成熟的基本控制算法。圖3-16模擬PID控制系統(tǒng)原理圖圖3-17位置型PID控制系統(tǒng)原理圖圖3-18增量型PID控制系統(tǒng)原理圖增量式PID控制算法與位置型PID控制算法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)增量型PID控制算法的輸出Δu(k)僅取決于最近3次的e(k)、e(k-1)和e(k-2)的采樣值，計(jì)算較為簡(jiǎn)便，所需的內(nèi)存容量不大。

2)由于微機(jī)輸出增量，所以誤動(dòng)作影響較小，必要時(shí)可用邏輯判斷的方法去掉。

3)在手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換中，增量型PID控制算法要優(yōu)于位置型PID控制算法。

4)不產(chǎn)生積分失控，所以能容易獲得較好的調(diào)節(jié)效果，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，則停止輸出Δu(k)，閥位大小保持發(fā)生故障前的狀態(tài)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)影響。(2)改進(jìn)型PID控制算法在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果單純用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器去模仿模擬調(diào)節(jié)器，不會(huì)獲得更好的效果。1)積分項(xiàng)的改進(jìn)有如下方法：①分離的PID控制算法。在PID控制中，積分的作用是為了消除殘差，提高控制性能指標(biāo)。但在過(guò)程的啟動(dòng)、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定值時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)有較大的偏差，會(huì)造成PID運(yùn)算的積分積累，使得系統(tǒng)輸出的控制量超過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生最大動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的極限控制量，最終導(dǎo)致系統(tǒng)較大的超調(diào)、長(zhǎng)時(shí)間波動(dòng)，甚至引起系統(tǒng)的振蕩。②變速積分的PID控制算法。一般的PID控制中，積分系數(shù)KI是常數(shù)，所以，在整個(gè)控制過(guò)程中，積分增量保持不變。而系統(tǒng)對(duì)積分項(xiàng)的要求則是，偏差大時(shí)，積分作用減弱；偏差小時(shí)，積分作用增強(qiáng)。否則，會(huì)因?yàn)榉e分系數(shù)KI的數(shù)值取大了，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，甚至積分飽和；反之，積分系數(shù)KI的數(shù)值取小了，造成了系統(tǒng)消除殘差過(guò)程的延長(zhǎng)。

2)微分項(xiàng)的改進(jìn)方法如下：

①微分先行的PID控制算法。為了避免給定值的改變，給系統(tǒng)帶來(lái)的影響(如超調(diào)量過(guò)大、系統(tǒng)振蕩等)。可采用微分先行的PID控制技術(shù)。它只對(duì)被控變量y(t)進(jìn)行微分，而不對(duì)偏差微分，即對(duì)給定值無(wú)微分作用，消除了給定值頻繁升降給系統(tǒng)造成的沖擊。②不完全微分PID控制算法。普通的PID控制算式，對(duì)具有高頻擾動(dòng)的生產(chǎn)過(guò)程，微分作用響應(yīng)過(guò)于靈敏，容易引起控制過(guò)程振蕩，降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。尤其是計(jì)算機(jī)對(duì)每個(gè)控制回路輸出時(shí)間是短暫的，而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作又需要一定時(shí)間，如果輸出較大，在短暫時(shí)間內(nèi)執(zhí)行器達(dá)不到應(yīng)有的相應(yīng)開(kāi)度，會(huì)使輸出失真。為了克服這一缺點(diǎn)，同時(shí)又要微分作用有效，可以在PID控制輸出串入一階慣性環(huán)節(jié)，這就組成了不完全微分PID調(diào)節(jié)器。

3.可編程控制器(PLC)圖3-20PLC的基本組成4.現(xiàn)場(chǎng)控制單元的軟件結(jié)構(gòu)圖3-21現(xiàn)場(chǎng)控制單元軟件執(zhí)行順序圖3-22現(xiàn)場(chǎng)控制單元軟件結(jié)構(gòu)第七講第3章3.3-3.4授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解執(zhí)行器的特性，即執(zhí)行器的輸出與輸入的關(guān)系，正確選取執(zhí)行器有利于改善自動(dòng)控制的調(diào)節(jié)精度。要求：掌握調(diào)節(jié)閥選取。教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：常用執(zhí)行器的技術(shù)特點(diǎn)、調(diào)節(jié)閥的選擇。難點(diǎn)：調(diào)節(jié)閥的選擇。措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解。授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P645-6思考題：閥門(mén)的不同流量特性對(duì)調(diào)節(jié)效果有什么影響？討論電動(dòng)閥門(mén)選擇的方法。3.3執(zhí)行器

3.3.1膨脹閥1.熱力膨脹閥圖3-23內(nèi)平衡式熱力膨脹閥工作原理

1—蒸發(fā)器2—感溫包3—毛細(xì)管4—膨脹閥

5—波紋膜片6—推桿7—調(diào)節(jié)彈簧8—調(diào)節(jié)螺釘圖3-24內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)

1—閥體2—傳動(dòng)桿3—螺母4—閥座5—閥針

6—調(diào)節(jié)彈簧7—調(diào)節(jié)桿座8—填料9—帽蓋

10—調(diào)節(jié)桿11—填料壓蓋12—感溫包13—過(guò)濾網(wǎng)

14—螺母15—毛細(xì)管16—感應(yīng)薄膜17—?dú)庀渖w圖3-25熱力膨脹閥和制冷系統(tǒng)能量特性曲線

1—熱力膨脹閥能量曲線2—制冷系統(tǒng)能量曲線2.電子膨脹閥圖3-26電動(dòng)式電子膨脹閥的組成

1—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2—電動(dòng)機(jī)定子3—螺旋

4—軸5—針閥6—節(jié)流孔3.3.2電磁閥圖3-28圖3-28導(dǎo)壓式電磁閥

1—線圈2—柱塞閥心3—罩子4—導(dǎo)閥

5—主閥室6—主閥7—手動(dòng)開(kāi)閉棒

8—蓋9—平衡孔圖3-27直動(dòng)式電磁閥

1—線圈2—柱塞閥心3—彈簧

4—圓盤(pán)5—接線盒6—外殼圖3-29油用三通電磁閥

1—連接片2—閥體3—接管4—鐵心

5—罩殼6—電磁線圈3.3.3電動(dòng)調(diào)節(jié)閥圖3-30電動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖

1—執(zhí)行機(jī)構(gòu)2—調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2.調(diào)節(jié)閥圖3-31直通雙座閥圖3-32直通單座閥圖3-33三通閥

a)合流閥b)分流閥3.3.4電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)圖3-34圖3-34單葉型風(fēng)門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖a)蝶式風(fēng)門(mén)b）菱形風(fēng)門(mén)圖3-35多葉形風(fēng)門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖a）平行葉片風(fēng)門(mén)b）對(duì)開(kāi)葉片風(fēng)門(mén)c）菱形風(fēng)門(mén)3.3.5閥門(mén)定位器圖3-36電動(dòng)閥門(mén)定位器的工作原理示意圖3.3.6變頻器及晶閘管調(diào)功器1.變頻器圖3-37變頻器控制回路框圖2.晶閘管調(diào)功器圖3-38調(diào)功器過(guò)零觸發(fā)的

連續(xù)輸出電壓波形示意圖3.4調(diào)節(jié)閥的選擇與計(jì)算

3.4.1調(diào)節(jié)閥的流量特性1.理想流量特性圖3-39閥芯形狀1-直線特性閥芯（柱塞）2-等百分比特性閥芯（柱塞）3-快開(kāi)特性閥芯（柱塞）4-拋物線特性閥芯（柱塞）5-等百分比特性閥芯（開(kāi)口型）6-直線特性閥芯（開(kāi)口型）(1)直線流量特性直線流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線關(guān)系，即單位行程變化所引起的流量變化是常數(shù)。(2)等百分比(對(duì)數(shù))流量特性等百分比流量特性指單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系，即調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)隨相對(duì)流量的增加而增大。

(3)拋物線流量特性

(4)快開(kāi)曲線調(diào)節(jié)閥在開(kāi)度較小時(shí)就有較大流量，隨開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大，故稱為快開(kāi)特性，如圖3-40曲線4所示。圖3-41圖3-41三通調(diào)節(jié)閥的理想流量特性1-直線流量特性2-等百分比流量特性3-拋物線流量特性2.工作流量特性圖3-42串聯(lián)管道可調(diào)比特性a）管道串聯(lián)b)壓降特性S–閥門(mén)能力R-調(diào)節(jié)閥的實(shí)際可調(diào)比圖3-43串聯(lián)管道時(shí)直通調(diào)節(jié)閥工作流量特性(以為參比值)

a)直線流量特性b)等百分比流量特性3.4.2調(diào)節(jié)閥的流通能力是衡量閥門(mén)流量控制能力的另一個(gè)重要的物理量。定義：閥兩端壓差為105Pa、流體密度為時(shí)，調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的流量（）。

3.4.3調(diào)節(jié)閥的選擇1.流量特性選擇圖3-44改變閥的放大系數(shù)使

系統(tǒng)總的放大系數(shù)不變

1—對(duì)象2—調(diào)節(jié)閥3—合成1)管道系統(tǒng)壓降變化情況來(lái)選擇，見(jiàn)表3-1。表3-1根據(jù)管道系統(tǒng)壓降選擇調(diào)節(jié)閥特性配管狀態(tài)S=1～0．6S=0．6～0．3S＜0．3實(shí)際工作流量特性直線等百分比直線等百分比調(diào)節(jié)不適宜所選流量特性直線等百分比等百分比等百分比2)根據(jù)負(fù)荷變化情況來(lái)選擇。2.調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇

3.調(diào)節(jié)閥開(kāi)閉形式的選擇

4.閥門(mén)工作范圍的選擇(1)介質(zhì)種類在建筑環(huán)境與設(shè)備工程中，調(diào)節(jié)閥通常用于水和蒸氣，這些介質(zhì)本身對(duì)閥件無(wú)特殊的要求，因而一般通用材料制作的閥件都是可用的。

(2)工作壓力和溫度工作壓力和溫度也和閥的材質(zhì)有關(guān)，使用時(shí)實(shí)際工作壓力和溫度應(yīng)不超過(guò)廠家生產(chǎn)樣本中額定的工作壓力和溫度值。

5.調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算表3-2調(diào)節(jié)閥流通能力與其尺寸的關(guān)系3/420閥門(mén)直徑/mm24567810121520流通能力C/（/h）單座閥0．080．120．200．320．500．801．22．03．25．0雙座閥公稱直徑/mm253240506580100125150200閥門(mén)直徑/mm253240506580100125150200流通能力C/（/h）單座閥81220325680120200280450雙座閥1016254063100160250400630公稱直徑/mm250300閥門(mén)直徑/mm250300流通能力C/（/h）單座閥雙座閥100016003.4.4調(diào)節(jié)風(fēng)閥的選擇1.風(fēng)閥的流量特性1.風(fēng)閥的流量特性（1）固有特性（2）風(fēng)閥的工作特性風(fēng)閥的工作特性又稱為安裝特性，其與調(diào)節(jié)水閥一樣，與串接元件有關(guān)，串接元件(如風(fēng)管、風(fēng)口)的阻力使風(fēng)閥壓降隨著風(fēng)閥葉片開(kāi)度變化而改變，故而風(fēng)閥的工作特性與基于恒定的風(fēng)閥壓降的閥的固有特性是不同的。圖3-45多葉調(diào)節(jié)風(fēng)閥流量特性

a)平行多葉閥特性b)對(duì)開(kāi)多葉閥特性2.風(fēng)閥的性能(1)漏風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)閥的漏風(fēng)量是指風(fēng)閥在承受靜壓的條件下，風(fēng)閥全關(guān)狀態(tài)的泄漏量。

(2)額定溫度調(diào)節(jié)風(fēng)閥的最大運(yùn)行溫度是指風(fēng)閥能完成正常功能的最高環(huán)境溫度。

(3)額定壓力調(diào)節(jié)風(fēng)閥的額定壓力是指在葉片關(guān)閉時(shí)，作用在風(fēng)閥前后的最大允許靜壓差。

(4)額定風(fēng)速調(diào)節(jié)風(fēng)閥的額定風(fēng)速是指風(fēng)閥處于全開(kāi)狀態(tài)時(shí)，氣流進(jìn)入風(fēng)閥時(shí)的最大速度，也稱為最大流入速度。

(5)力矩要求風(fēng)閥正常開(kāi)關(guān)運(yùn)行的力矩需求直接影響到執(zhí)行器的選擇。3.風(fēng)閥執(zhí)行器第4章空氣處理設(shè)備的控制教學(xué)目的：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，針對(duì)風(fēng)機(jī)盤(pán)管、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)組等典型空氣處理設(shè)備，了解其基本控制環(huán)節(jié)與方法。教學(xué)重點(diǎn)：掌握新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)，定風(fēng)量、變風(fēng)量空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：掌握新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)，變風(fēng)量空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。第八講第4章4.1-4.3授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理，風(fēng)機(jī)盤(pán)管的控制過(guò)程。要求：掌握新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)及重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：掌握新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理。難點(diǎn)：新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理。措施：突出重點(diǎn)，圖例講解。授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P981思考題：新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)控內(nèi)容。新風(fēng)機(jī)組的控制策略。4.1概述

4.1.1集中空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)1.多干擾性(1)熱干擾1)通過(guò)窗戶進(jìn)入的太陽(yáng)輻射熱是時(shí)間的函數(shù)，將會(huì)受到天氣陰、晴變化的影響。

2)室外空氣溫度通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室溫產(chǎn)生影響。

3)通過(guò)門(mén)、窗、建筑縫隙侵入的室外空氣對(duì)室溫產(chǎn)生影響；為了換氣(或保持室內(nèi)一定正壓)所采用的新風(fēng)，其溫度變化對(duì)室溫有直接影響。

4)由于室內(nèi)人員的變動(dòng)，照明、機(jī)電設(shè)備的開(kāi)停所產(chǎn)生的余熱變化，也直接影響室溫。

5)電加熱器(空氣加熱器)電源電壓的波動(dòng)、熱水加熱器熱水壓力與溫度的波動(dòng)、蒸氣壓力的波動(dòng)等，都將影響室溫。

(2)濕干擾1)露點(diǎn)恒濕空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)由于進(jìn)入水冷式表面冷卻器內(nèi)的冷水溫度變化、壓力變化或者兩者同時(shí)變化，直接蒸發(fā)式表面冷卻器內(nèi)蒸發(fā)壓力的變化，噴水室的噴水溫度與壓力的波動(dòng)，一次混合后空氣溫度的變化等因素而使空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)器露點(diǎn)溫度發(fā)生變化，從而干擾了系統(tǒng)的機(jī)器露點(diǎn)，也就影響到空調(diào)房間內(nèi)所要求的空氣濕度參數(shù)。

2)室內(nèi)散濕量的波動(dòng)及新風(fēng)含濕量的變化等都將影響室內(nèi)濕度的變化。

2.溫、濕度相關(guān)性3.多工況

4.1.2集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1.多工況相互轉(zhuǎn)換方式的控制

2.整體的控制性

3.跨行業(yè)、跨系統(tǒng)集成1)集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的集成。

2)集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)與安保系統(tǒng)的集成。

3)集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)與門(mén)禁系統(tǒng)的集成。

4)集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)甚至跨行業(yè)與機(jī)場(chǎng)航顯系統(tǒng)集成。4.隨著集中空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展需求而發(fā)展1)窗際熱環(huán)境的控制策略。

2)信息化的新風(fēng)控制策略，如根據(jù)人數(shù)和人員密度分布的新風(fēng)控制，該方法在日本新建的大型體育建筑中已被采用。

3)超距離系統(tǒng)監(jiān)控，如利用手機(jī)界面的自動(dòng)控制等。5.隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程而發(fā)展1)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展。

2)智能型傳感器與執(zhí)行器的發(fā)展。

3)無(wú)線技術(shù)的發(fā)展。

4)隨著自動(dòng)控制技術(shù)與通信技術(shù)的日益融合而發(fā)展。4.1.3集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)1.集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則①根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的用途來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

(2)集中空調(diào)設(shè)計(jì)方法與流程集中空調(diào)設(shè)計(jì)方法與流程如圖4-1所示。圖4-1一般集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及流程2.集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容1)空調(diào)房間的溫度、濕度、靜壓的檢測(cè)與調(diào)節(jié)。

2)新風(fēng)干、濕球溫度的檢測(cè)與報(bào)警。

3)一、二次混合風(fēng)的檢測(cè)、調(diào)節(jié)與報(bào)警。

4)回風(fēng)溫度、濕度的檢測(cè)與控制(空調(diào)機(jī)組)。

5)送風(fēng)溫度、濕度的檢測(cè)與控制(新風(fēng)機(jī)組)。

6)表面冷卻器后空氣溫度及濕度的檢測(cè)與控制。

7)噴水室露點(diǎn)溫度的檢測(cè)與調(diào)節(jié)。

8)噴水室或表面冷卻器供水泵出口水溫、水壓的檢測(cè)。

9)噴水室或表面冷卻器進(jìn)口冷水溫度的檢測(cè)。

10)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況的自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制。

11)空調(diào)、制冷設(shè)備工作的自動(dòng)聯(lián)鎖與保護(hù)。12)噴水室或表面式冷卻器用冷水泵轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制。

13)空氣過(guò)濾器進(jìn)、出口靜壓差的檢測(cè)與報(bào)警。

14)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)管路靜壓檢測(cè)及風(fēng)機(jī)風(fēng)量的檢測(cè)、聯(lián)鎖控制；送、回風(fēng)機(jī)風(fēng)量的平衡自動(dòng)控制。

15)冷源系統(tǒng)中有關(guān)溫度、壓力和流量參數(shù)的檢測(cè)、控制、信號(hào)報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)等。

16)熱源系統(tǒng)中有關(guān)溫度、壓力和流量參數(shù)的檢測(cè)、控制、信號(hào)報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)等。

17)設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制。

18)與火災(zāi)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的聯(lián)系。3.集中空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類1)模擬儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2)直接數(shù)字控制系統(tǒng)。4.集散型能量管理系統(tǒng)1)直接數(shù)字控制(DDC)。

2)功率需求控制。

3)設(shè)備間歇運(yùn)行。

4)焓差控制。

5)設(shè)定值的再設(shè)定控制。

6)夜晚循環(huán)。

7)夜風(fēng)凈化。

8)最佳起動(dòng)。

9)最佳停機(jī)。

10)零能量區(qū)間。

11)特別時(shí)間計(jì)劃。12)運(yùn)行時(shí)間監(jiān)視。

13)時(shí)間、事件程序。4.2新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)

4.2.1送風(fēng)溫度控制圖4-2新風(fēng)機(jī)組模擬儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖4-3新風(fēng)機(jī)組DDC系統(tǒng)流程圖(1)監(jiān)測(cè)功能1)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)顯示、故障報(bào)警。2)測(cè)量風(fēng)機(jī)出口空氣溫濕度參數(shù)，以了解機(jī)組是否將新風(fēng)處理到要求的狀態(tài)。3)測(cè)量新風(fēng)過(guò)濾器兩側(cè)壓差，以了解過(guò)濾器是否需要更換。

4)檢查新風(fēng)閥狀況,以確定其是否打開(kāi)。(2)控制功能1)根據(jù)要求起/停風(fēng)機(jī)。

2)自動(dòng)控制空氣-水換熱器水側(cè)調(diào)節(jié)閥，以使風(fēng)機(jī)出口空氣溫度達(dá)到設(shè)定值。

3)自動(dòng)控制蒸汽加濕器調(diào)節(jié)閥,使冬季風(fēng)機(jī)出口空氣相對(duì)濕度達(dá)到設(shè)定值。

4)利用AO信號(hào)控制新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥，也可以用DO信號(hào)控制新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥。(3)聯(lián)鎖及保護(hù)功能1)在冬季，當(dāng)某種原因造成熱水溫度降低或熱水停止供應(yīng)時(shí)，為了防止機(jī)組內(nèi)溫度過(guò)低，凍裂空氣-水換熱器，應(yīng)由防凍開(kāi)關(guān)TS發(fā)出信號(hào)通過(guò)DDC系統(tǒng)自動(dòng)停止風(fēng)機(jī)，同時(shí)關(guān)閉新風(fēng)閥門(mén)。

2)風(fēng)機(jī)停機(jī)，風(fēng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉；風(fēng)機(jī)起動(dòng)，電動(dòng)風(fēng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥同時(shí)打開(kāi)。(4)集中管理功能1)顯示新風(fēng)機(jī)組起/停狀況，送風(fēng)溫、濕度，風(fēng)閥、水閥狀態(tài)。

2)通過(guò)中央控制管理機(jī)起/停新風(fēng)機(jī)組，修改送風(fēng)參數(shù)的設(shè)定值。3)當(dāng)過(guò)濾器兩側(cè)的壓差過(guò)大、冬季熱水中斷、風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)過(guò)載或其他原因停機(jī)時(shí)，還可以通過(guò)中央控制管理機(jī)管理報(bào)警。4)自動(dòng)/遠(yuǎn)動(dòng)控制。4.2.2室內(nèi)溫度控制

4.2.3送風(fēng)溫度與室內(nèi)溫度的聯(lián)合控制

4.2.4濃度控制圖4-4CO2濃度控制器控制新風(fēng)量4.2.5根據(jù)焓值控制新風(fēng)量1)焓值控制器實(shí)質(zhì)上是焓比較器。2)焓值控制器與閥門(mén)定位器配合，用一個(gè)控制器控制三個(gè)風(fēng)門(mén)，實(shí)現(xiàn)分程控制。3)溫、濕度傳感器可以直接采用焓值傳感器。4)如果處于B區(qū)，Δh＜0，新風(fēng)閥處于最大開(kāi)度，室溫仍高于給定值，系統(tǒng)處于失調(diào)狀態(tài)。5)熱水閥與冷水閥開(kāi)度由室內(nèi)溫度控制器控制。4.3風(fēng)機(jī)盤(pán)管4.3.1風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

4.3.2室溫控制圖4-5風(fēng)機(jī)盤(pán)管控制系統(tǒng)圖

a)兩管制b)四管制(1)溫控器手動(dòng)轉(zhuǎn)換在各個(gè)溫控器上設(shè)置冬/夏季手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，使得夏季時(shí)供冷運(yùn)行，冬季時(shí)供熱運(yùn)行。

(2)統(tǒng)一區(qū)域手動(dòng)轉(zhuǎn)換對(duì)于同一朝向或相同使用功能的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，如果管理水平較高，也可以把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)統(tǒng)一設(shè)置，集中進(jìn)行冬/夏季工況的轉(zhuǎn)換，這樣各溫控器上可取消供人工操作使用的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

(3)自動(dòng)轉(zhuǎn)換如果使用要求較高，而又無(wú)法做到統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，則可在溫控器上設(shè)置自動(dòng)冬、夏季轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。第九講第4章4.4授課學(xué)時(shí)2教學(xué)目的及要求目的：了解并掌握空調(diào)機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。要求：能分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)及重點(diǎn)及措施重點(diǎn)：掌握定風(fēng)量、變風(fēng)量空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。難點(diǎn)：掌握定風(fēng)量、變風(fēng)量空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。措施：突出重點(diǎn)，重點(diǎn)講解。授課方法講授（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體與板書(shū)結(jié)合板書(shū)部分用下劃線標(biāo)注。作業(yè)思考題師生互動(dòng)P982思考題：討論空氣處理機(jī)組的基本控制功能。實(shí)際工程中回風(fēng)機(jī)的可行的方法。4.4空調(diào)機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)

4.4.1定風(fēng)量空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)1.變露點(diǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)圖4-6露點(diǎn)送風(fēng)夏季工況

在h-d圖上的表示圖4-7變露點(diǎn)空調(diào)機(jī)組模擬儀表控制原理圖1)為了測(cè)量房間溫、濕度，可以在房間代表點(diǎn)設(shè)置溫、濕度傳感器，也可以在回風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置溫、濕度傳感器，用以測(cè)量房間內(nèi)的平均溫、濕度。

2)由于室內(nèi)的熱、濕負(fù)荷并不是恒定值，露點(diǎn)值隨室內(nèi)余熱余濕的變化而變化，故該系統(tǒng)稱之為變露點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)。圖4-8定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的DDC監(jiān)控圖表4-1DDC系統(tǒng)外部線路表代號(hào)用途數(shù)量代號(hào)用途數(shù)量/臺(tái)A、B、C電動(dòng)調(diào)節(jié)閥4J、P工作狀態(tài)2D、U、W新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)濕度4K、Q故障狀態(tài)信號(hào)2E、V、X新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)溫度2L、R手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)2F過(guò)濾器堵塞信號(hào)2M、S風(fēng)機(jī)壓差檢測(cè)信號(hào)2G防凍開(kāi)關(guān)信號(hào)2N電動(dòng)蒸汽閥4H電動(dòng)調(diào)節(jié)閥4TC濃度4I、O風(fēng)機(jī)起停控制信號(hào)2

(1)檢測(cè)內(nèi)容(2)自動(dòng)控制內(nèi)容定風(fēng)量系統(tǒng)的自動(dòng)控制內(nèi)容主要有空調(diào)回風(fēng)溫度自動(dòng)控制，空調(diào)回風(fēng)濕度自動(dòng)控制及新風(fēng)閥、回風(fēng)閥及排風(fēng)閥的比例控制。1)空調(diào)回風(fēng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。圖4-9新風(fēng)補(bǔ)償實(shí)例

KW—冬季補(bǔ)償比KS—夏季補(bǔ)償比2)回風(fēng)濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)。

3)新風(fēng)電動(dòng)閥、回風(fēng)電動(dòng)閥及排風(fēng)電動(dòng)閥的比例控制。(3)聯(lián)鎖控制1)空調(diào)機(jī)組起動(dòng)順序控制。

2)空調(diào)機(jī)組停機(jī)順序控制。

3)火災(zāi)停機(jī)。2.定露點(diǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)空氣處理過(guò)程及控制點(diǎn)的選擇定露點(diǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)由一個(gè)集中式空氣處理系統(tǒng)給兩個(gè)空氣區(qū)(a區(qū)和b區(qū))送風(fēng)，而且a區(qū)和b區(qū)室內(nèi)熱負(fù)荷差別較大，需增設(shè)再熱盤(pán)管(或電加熱器)加熱，分別調(diào)節(jié)a、b兩區(qū)的溫度。圖4-10空氣處理過(guò)程

冬季夏季

1′—室內(nèi)空氣狀態(tài)1—室內(nèi)空氣狀態(tài)

2′—室外空氣狀態(tài)2—室外空氣狀態(tài)

2″—一次加熱后狀態(tài)3—混合點(diǎn)

3′—混合點(diǎn)4—露點(diǎn)

4′—露點(diǎn)5—送風(fēng)狀態(tài)

5′—送風(fēng)狀態(tài)(2)控制原理圖由上述