智能楼宇设备自动化系统集成BAS

第一章智能楼宇设备自动化系统集成（BAS）

第一节概述第二节系统集成的步骤第三节楼宇自动化控制技术基础第四节Lonworks现场总线技术网络所需要连接的计算机设备多种多样，无论是硬件结构、通信接口，还是操作系统、应用软件，都是有很大区别，异种计算机和异种操作系统的互联成为一个很重要、很复杂的课题，一般就称为“系统集成”。缺点:用户需求难以明确、软件开发周期长、软硬件配合要求高、各子系统的软件和数据库技术不公开，以及专业技术人员缺乏.目前，比较普遍的做法是以信息集成或者办公自动化代替完整的系统集成。第一节概述目前系统集成工作最重要的三项工作是集中收集各智能化系统的工作参数，建立综合信息库和建立大厦管理的统一操作界面。这三项工作最终将实现的功能包括：

1、将大厦各智能化系统设备的工作参数收集并集中于统一的数据库内；

2、在统一的工作界面上对各智能化系统的工作状态进行“监视”；

3、提供完整自动的物业管理和行政管理服务；

4、大厦内用户可以通过Internet/Intranet实现外部和内部的信息共享；

5、大厦自身的信息资料、统计资料集成于统一数据库内，并不断自动更新，供所需时即时查询。第二节系统集成的步骤一、基本原则

1、技术先进性；

2、系统开放性；

3、操作安全性；

4、经济合理性；

5、可管理性；

6、可扩充性。

二、系统集成分为设计、实施和测试三个阶段。

１．系统集成的设计：包括以下阶段：应用需求的调研、集成核心的选择、集成系统的调研、数据流程的规划、系统集成方案设计、软件开发方案设计、硬件开发方案设计、可行性研究和方案最终确定。设计流程如图所示。

系统平台是软硬件开发的基础，是系统集成功能的具体载体。系统平台如图所示。

软件开发是实施系统集成的主要工作，软件开发的基本内容包括三个大类：监控及应用程序的开发、信息及数据的录入和用户界面的制作。２.系统集成的实施：可以分为软件开发、硬件开发和系统平台的建设。硬件开发是系统集成的难点,主要任务是在不同通信标准之间建立转换的硬件.如图示.3.系统集成的测试:包括系统集成功能的测试和系统集成性能的测试.第三节楼宇自动化控制技术基础

一、传感器概述传感器、变送器是工业自动化控制及信息检测技术中不可缺少的控制元件。它可以把诸如温度、压力、流量、液位、位置等模拟量或开关量转变成电信号，再由自动化控制仪表或计算机进行控制处理和调节。二、楼宇自控中的传感器与控制器

1．楼宇自控中常用的传感器

(1)温度传感器(2)湿度传感器(3)压力或压差传感器(4)流量传感器2．楼宇自控中常用的控制器(1)温度控制器(2)湿度控制器(3)防霜冻保护开关(4)压差开关(5)水流开关

(6)液位开关

三、阀门与电动执行器

1．阀门

(1)风机盘管电动阀(2)二通螺纹线性阀(3)法兰式三通阀2．电动执行器(1)电动阀门执行器

(2)风门执行器

四、集散控制系统

又称分布式控制系统(DCS—DistributedControlSystem)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在现场被控设备处的各种功能性微机(下位机)完成被控设备的实时监测、保护与控制。

特点:通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便.显示操作集中、人机界面友好、安装简单规模化、调试方便、运行安全可靠.它是将控控制系统统按局域域网络(LAN)的方式进进行构造造，用网网络节点点代替LAN中的工作作站，并并将其安安装于监监控现场场，直接接与各种种监控传传感器和和控制器器相连。。这种网络络集数据据采集、、分析、、控制和和网络通通信为一一体，十十分适合合于智能能建筑进进行分布布式网络络管理和和控制。。五、现现场总线线技术现场总线线系统结结构图六、直接接数字控控制器直接数字字控制器器(DDC—DirectDigitalController)，又称下下位机.“控制器”指完成成被控设设备特征征参数与与过程参参数的测测量并达达到控制制目标的的控制装装置。“数字”的含义义是指该该控制器器利用数数字电子子计算机机来实现现其功能能要求。。“直接”意味着着该装置置在被控控设备的的附近，，无需再再通过其其他装置置即可实实现上述述全部测测控功能能。1．DDC支持的监控点点(1)模拟量输入(AI)；(2)开关量输入(DI)；(3)模拟量输出(AO)；(4)开关量输出(DO)。2．DDC的主要功能(1)对第三层的数数据采样设备备进行周期性性的数据采集集。(2)对采集的数据据进行调整和和处理(滤波、放大、、转换)。(3)对现场采集的的数据进行分分析，确定现现场设备的运运行状态。(4)对现场设备运运行状况进行行检查对比，，并对异常状状态进行报警警处理。(5)根据现场采集集的数据执行行预定的控制制算法(连续调节和顺顺序逻辑控制制的运算)而获得控制数数据。(6)通过预定控制制程序完成各各种控制功能能，包括比例例控制、比例例加积分控制制、比例加积积分加微分控控制、开关控控制、平均值值控制、最大大/最小值控制、、焓值计算控控制、逻辑运运算控制和连连锁控制。(7)向第三层的数数据控制和执执行设备输出出控制和执行行命令(执行时间、事事件响应程序序、优化控制制程序等)。(8)通过数据网关关(DG)或网络控制器器(NCU)连接第一层的的设备，与各各上级管理计计算机进行数数据交换，向向上传送各项项采集数据和和设备运行状状态信息，同同时接收各上上级计算机下下达的实时控控制指令或参参数的设定与与修改指令。。3．常见的专用用控制器类型型(1)空气处理机组组控制器；(2)空调控制器；；(3)照明控制器；；(4)变风量控制器器；(5)消防报警控制制器。模块化控制器器:是可编程的、、以计算机模模块为基础的的直接数字式式控制器。其其基本结构包包括一个可内内插多个模块块的机架，一一个计算机模模块和一个电电源供应模块块。根据不同同的具体应用用，还可以内内插各种不同同用途的通信信模块、辅助助控制模块和和输入/输出(Analogy/Digital)模块。第四节Lonworks现场总线技术术现场总线控制制技术是计算算机控制系统统中的最新技技术，是一种种开放式、全全分布式的网网络控制技术术。控制过程程直接面向现现场，各现场场智能节点相相互独立，又又可相互组态态，构成一个个开放式、全全分布式、可可扩展的网络络控制系统。。目前，主要要有Can、Lonworks、Ff等现场总线技技术.Lonworks技术的通信协协议称为LonTalk通讯协议，LonTalk通讯协议包含含ISO/OSI中所有七层网网络协议，并并固化在Lonworks产品中，即SmartI/O模块中的神经经元芯片中。。Lonworks技术使互操作作性变成即插插即用的具体体手段。A/DD/A数字I/D变换及驱动电路空调照明电梯给排水防盗防火••••••现场典型的集中控制系统示意图节点控制器2节点控制器NLON网络适配器空调照明电梯给排水防盗防火••••••现场分布式控制系统示意图节点控制器1一、集中式控控制和集散式式控制方式对对比1、LAN网络的网络节节点（即工作作站）是PC机等系统计算算机，网络总总线是高速通通信电缆（如如同轴电缆或或光缆等）；；而LON网络的网络节节点是一些象象火柴盒一样样大小的“智智能控制节点点”（即Node），网络总线可以以是低速的、、普通的双绞绞线，或建筑筑物内现有的的电源线等。。二、LON节点网络和LAN局域网络比较较2、LAN网络传输速度度较高，主要要用于传输大大块的文件数数据；LON网络传输的速速度较低，主主要应用于控控制系统传输输一些状态和和控制信息。。3、LAN网络必须有一一个中央服务务器，而LON网络无需中央央服务器，各各节点通过编编辑即可自动动协调工作，，实现无中央央控制机的自自动控制系统统（这一特点点十分适合各各种闭环自动动控制系统的的要求）。三、Lon局部网络技术术控制系统特特点开发技术体现现特点:1).硬件、软件和和网络设计可可以是彼此独独立的三个任任务，这意味味着一个节点点的功能描述述和编程完全全不用考虑这这个节点是在在一个什么样样的网络中工工作，增、减减节点不必改改变网络的物物理结构，这这也是Lon网络开发技术术的最大特点点；2).用C（Neu－－ronC）语言来开发编编程工具，这这一特点使得得编程工作从从汇编语言中中解脱出来。。1、指定哪些些信息是通过过网络传递的的，也就是定定义网络变量量。2、指定信息息传递的发起起者和接收者者，即做Binding（网络变量捆绑绑）。现场设备DDC控制站DDC控制站DDC控制站•••信息网络现场设备DDC控制站DDC控制站DDC控制站•••信息网络中央控制计算机•••控制网与信息网的集成思考:1、试述BAS的功能。2、试述BAS的监控范围。。3、何谓现场总总线？系统集成工程的设计流程用户需求的调研工作对要求集成的各系统进行技术细节分析选择以何系统作为集成核心确定系统集成的数据流程和数据结构确定系统集成各平台的技术方案制定系统集成软件的开发计划设计需要自行制作的通信硬件接口可行性论证和工程进度规划确定完整的总体和细节设计方案数据库开发软件前台开发工具后台开发工具其他软件包数据库软件中间件软件办公自动化软件网络管理软件应用软件网络通信协议、网络操作系统、网络管理和其他通信接口软件服务器操作系统前台操作系统控制操作