01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.它是将控制系统按局域网络(LAN)的方式进行构造，用网络节点代替LAN中的工作站，并将其安装于监控现场，直接与各种监控传感器和控制器相连。这种网络集数据采集、分析、控制和网络通信为一体，十分适合于智能建筑进行分布式网络管理和控制。五、现场总线技术

现场总线系统结构图六、直接数字控制器直接数字控制器(DDC—DirectDigitalController)，又称下位机.“控制器”指完成被控设备特征参数与过程参数的测量并达到控制目标的控制装置。“数字”的含义是指该控制器利用数字电子计算机来实现其功能要求。“直接”意味着该装置在被控设备的附近，无需再通过其他装置即可实现上述全部测控功能。

1．DDC支持的监控点

(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)对第三层的数据采样设备进行周期性的数据采集。

(2)对采集的数据进行调整和处理(滤波、放大、转换)。

(3)对现场采集的数据进行分析，确定现场设备的运行状态。(4)对现场设备运行状况进行检查对比，并对异常状态进行报警处理。

(5)根据现场采集的数据执行预定的控制算法(连续调节和顺序逻辑控制的运算)而获得控制数据。

(6)通过预定控制程序完成各种控制功能，包括比例控制、比例加积分控制、比例加积分加微分控制、开关控制、平均值控制、最大/最小值控制、焓值计算控制、逻辑运算控制和连锁控制。(7)向第三层的数据控制和执行设备输出控制和执行命令(执行时间、事件响应程序、优化控制程序等)。

(8)通过数据网关(DG)或网络控制器(NCU)连接第一层的设备，与各上级管理计算机进行数据交换，向上传送各项采集数据和设备运行状态信息，同时接收各上级计算机下达的实时控制指令或参数的设定与修改指令。

3．常见的专用控制器类型

(1)空气处理机组控制器；

(2)空调控制器；

(3)照明控制器；

(4)变风量控制器；

(5)消防报警控制器。

模块化控制器:是可编程的、以计算机模块为基础的直接数字式控制器。其基本结构包括一个可内插多个模块的机架，一个计算机模块和一个电源供应模块。根据不同的具体应用，还可以内插各种不同用途的通信模块、辅助控制模块和输入/输出(Analogy/Digital)模块。第四节Lonworks现场总线技术

现场总线控制技术是计算机控制系统中的最新技术，是一种开放式、全分布式的网络控制技术。控制过程直接面向现场，各现场智能节点相互独立，又可相互组态，构成一个开放式、全分布式、可扩展的网络控制系统。目前，主要有Can、Lonworks、Ff等现场总线技术.Lonworks技术的通信协议称为LonTalk通讯协议，LonTalk通讯协议包含ISO/OSI中所有七层网络协议，并固化在Lonworks产品中，即SmartI/O模块中的神经元芯片中。Lonworks技术使互操作性变成即插即用的具体手段。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、集中式控制和集散式控制方式对比

1、LAN网络的网络节点（即工作站）是PC机等系统计算机，网络总线是高速通信电缆（如同轴电缆或光缆等）；而LON网络的网络节点是一些象火柴盒一样大小的“智能控制节点”（即Node），网络总线可以是低速的、普通的双绞线，或建筑物内现有的电源线等。二、LON节点网络和LAN局域网络比较

2、LAN网络传输速度较高，主要用于传输大块的文件数据；LON网络传输的速度较低，主要应用于控制系统传输一些状态和控制信息。3、LAN网络必须有一个中央服务器，而LON网络无需中央服务器，各节点通过编辑即可自动协调工作，实现无中央控制机的自动控制系统（这一特点十分适合各种闭环自动控制系统的要求）。

三、Lon局部网络技术控制系统特点

开发技术体现特点:

1).硬件、软件和网络设计可以是彼此独立的三个任务，这意味着一个节点的功能描述和编程完全不用考虑这个节点是在一个什么样的网络中工作，增、减节点不必改变网络的物理结构，这也是Lon网络开发技术的最大特点；2).用C（Neu－ronC）语言来开发编程工具，这一特点使得编程工作从汇编语言中解脱出来。1、指定哪些信息是通过网络传递的，也就是定义网络变量。2、指定信息传递的发起者和接收者，即做Binding（网络变量捆绑）。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系统信息服务器平台前台计算机平台操作计算机平台安全机制路由管理虚拟网管理网络通信平台物理线路平台系统集成平台的设计内容信息数据库平台数据库安全控制机制操作系统软件平台用户管理控制机制计算机网络平台虚拟网安全控制机制计算机操作平台虚拟网安全控制机制系统集成软件系统集成软件系统集成的系统平台协议甲通信接口卡协议转换软件固化卡协议甲通信接口卡CPURAM计算机底板或专用电路板通信协议转换硬件演讲完毕，谢谢观看！附录资料：不需要的可以自行删除QTP自动化测试自动化测试的好处快速QuickTest执行测试比人工测试速度快多了。可靠QuickTest每一次的测试都可以正确的执行相同的动作，可以避免人工测试的错误。可重复QuickTest可以重复执行相同的测试。可程序化QuickTest可以以程序的方式，撰写复杂的测试脚本，以带出隐藏应用程序中的信息。广泛性QuickTest可以建立广泛的测试脚本，涵盖应用程序的所有功能。可再使用QuickTest可以重复使用测试脚本，即使应用程序的使用接口已经改变。QTP背景BTO：BusinessTechnologyOptimization业务科技优化方案使IT系统既能满足质量和成本的需求，又能适应多变的业务需求，可随之改变QTP是HP花费45亿美元购买的Mecury公司测试产品套件之一QTP是继WR后推出以VBS为内嵌语言的测试工具用于功能测试QC产品协作进行自动化测试开发（BPT）BusinessProcessTesting特点：价格高昂但是容易掌握QTP应用范围自带插件ActiveX

Database

StdWindows

TEA

VisualBasic

Web

Xml额外购买插件Java

DotNet

PeopelSoftVisualAgesiebelOracleQTP基本功能介绍HP

QuichTest

Professinal支持功能测试和回归测试自动化，用于每个主要软件应用程序和环境。此解决方案使用关键字驱动的测试概念，简化了测试创建和维护过程。它使测试人员能够使用专业的不惑技术直接从应用程序屏幕中捕获流程来构建测试案例。测试专家还可以通过集成的脚本和调试环境完全访问内在测试和对象属性。QTP的基本功能介绍TestActionActionActionFunctionFunctionFunctionFunctionLibraryStepStepStep以Test为测试运行单位，每个Test包含若干类型Action。

以Action为最小单位映射对象库，多个Action之间可以共享统一对象库

Action内的Step可以包含用户录制操作或者函数库内对Function的调用StepStep使用QuickTest进行测试测试和业务组件测试：组织成一个或多个操作的步骤集合，用于验证应用程序是否按预期执行。业务组件：表示应用程序中单任务的步骤集合。业务组件（也称为组件）在MercuryQualityCenter中由业务流程测试组合为特定的场景以建立业务流程测试。测试流程使用QuickTest测试包括三个主要阶段创建测试或组件以下列一种或两种方式向测试中添加步骤在应用程序或网站上录制会话。建立对象库并使用这些对象在关键字视图或专家视图中手动添加步骤然后，使用特殊的测试选项或编程语句来修改测试或组件。通过用参数替换固定值拓宽测试或组件的范围使用设计的数据表中的数据QuickTest生成随机数据使用QuickTest中众多的功能测试功能来增强测试或组件，或添加编写语句来实现更复杂的测试目标。运行测试或组件运行测试或组件检查网站或应用程序运行测试或者组件以对其进行调试单步执行单步跳过单步退出设置断点使测试或组件在预定点暂停分析结果在“结果”窗口中查看结果。报告在运行会话过程中检测到的缺陷。QuickTest窗口标题栏&菜单栏文件工具栏调试工具栏测试工具栏操作工具栏测试窗格：关键字、专家试图数据表运行窗口调试查看器基本使用介绍各个按钮介绍QuickTest如何识别对象确定对象符合的测试对象类对测试对象进行分类标准Windows对话框(Dialog)Web按钮(WebButton)

VisualBasic滚动条对象(VbScrollBar)强制属性列表添加辅助属性特殊的顺序标识应用测试对象模型在录制时执行应用程序的相应操作，则QuickTest将标识QuickTest测试对象类（表示执行了操作的对象），并创建相应的测试对象读取应用程序中对象属性的当前值，然后将属性和属性值列表与测试对象一起存储选择该对象的唯一名称，一般使用该对象某个重要属性的值使用适当的QuickTest测试对象方法录制对对象执行的操作实例<INPUTTYPE="submit"NAME="Find"VALUE="Find">对象标识为WebButton测试对象创建一个名为Find的WebButton对象为FindWebButton对象存储属性和属性值属性值typeFindnameresetHtmltaginput实例（续）录制对WebButton执行了Click方法关键字视图专家视图Browser("MercuryInteractive").Page("MercuryInteractive").WebButton("Find").Click核心功能清单对象库描述性编程检查点对象属性运行期间变更数据驱动错误恢复自动化对象核心功能-对象库入口：

tools->ObjectRepository

Ctrl+R

功能

保存被测试对象属性，

在编写执行步骤时使用核心功能-对象库对象库中的对象可以在录制过程中自动产生，也可以手动添加指定对象对象库分为本地对象库和共享对象库，区别是:

本地对象库只应用于本地Action调用共享对象库以.tsr扩展名文件形式存在，可以被其他Action调用。对象库面板具有定义以及更新对象的功能，并且能够进行在被测软件和对象库之间双向查找对象。对象属性可以在对象库中被任意修改，并且其属性描述支持正则表达式。核心功能-对象库智能识别是鸡肋，辅助标识符要慎用对象库与描述性编程的区别：对象库将对象收集起来，以可视化的方式呈现给用户描述性编程在运行步骤中通过对象属性指定对象。结合使用时应注意：描述性编程的子对象不可以是对象库中的对象，反之可以。具体采用哪种方式指定对象因具体情况和个人喜好所定，并非描述性编程更“高人一筹“核心功能-对象库-简单的对象识别原理用户通过录制或指定对象属性的方式将一个对象添加到对象库，在录制过程中添加的对象是根据Tools->ObjectIdentification中的设定记录的。在回放的过程中QTP通过将对象库中的对象属性和被测软件中的实时对象属性进行比对，如果发现存在能够唯一确定的对象，则对对象使用相应的用户设定的方法，完成用户动作。若不能发现唯一确定的对象，则启动智能识别机制，若智能识别仍无法唯一确定对象，则报错。更多细节请参见QTP帮助。核心功能-描述性编程'Browser("name:=UML软件工程组织").Page("Title:=UML软件工程组织").link("text:=项目管理","htmltag:=A").ClickSetdesc=Description.Createdesc("text").value="项目管理"desc("htmltag").value="A"Browser("name:=UML软件工程组织").Page("Title:=UML软件工程组织").link(desc).Click对象类型(“识别属性1：=属性值”).子对象属性(“识别属性1：=属性值”,“识别属性2：=属性值）。。。方法此外，描述性编程中属性值默认是支持正则表达式的，在使用中请留意。由于支持了正则表达式，就可以一次获取多个测试对象，便可以逐个处理这个相似对象集。核心功能-检查点可检查类型包括上图中所有Checkpoint中子菜单项，包括文字，位图，XML，数据库（数据表）等检查点。每个检查点的执行结果都会在Automation-Result中存在相应的记录。有些检查点需要在录制状态下才能够使用。核心功能-对象属性运行期间变更Object(description).SetTOProperty

Property,Value

通过此方法能够在运行