第3节楼宇自动化

1、楼宇自动化技术,一.自动控制含义,1.计算机控制系统,计算机控制系统的构成,2.直接数字控制系统,3.集散型控制系统 4.现场总线控制系统,二.集散型控制系统,（1）计算机控制系统阶段 1）数字计算机控制系统 2）计算机、模拟仪表混合控制系统 3）计算机监视控制系统 （2）集散控制系统阶段,1.集散型控制系统的发展历史,（3）集散型控制系统经历的三代历程 DCS基本结构分为过程控制单元、操作显示站、数据通信网络和管理计算机四部分。,集散型控制系统四层结构模式,2.集散型控制系统的基本结构与功能 DCS的骨架系统网络 DCS的现场I/O控制站 DCS的操作员站 DCS的工程师站,典型的DCS体系

2、结构,3.集散控制系统的特点 功能全、采用网络通信技术、实现了人机对话技术、系统扩展灵活、可靠性高、管理能力强、使用方便、完备的开放系统、采用先进的计算机技术、具有综合性和专业性,三. 集散型控制系统的现场控制站,集散型控制系统一般分为三级 1.管理级 2.操作监控级 3.现场控制级,现场输入与输出单元 模拟量输入(AI)通道 端子板、信号调理器、A/D模板、柜内 连接电缆 模拟量输出(AO)通道 开关量输入(SI)通道 开关量输出(SO)通道 脉冲量输入(PI)通道,现场主控单元,输入指示器（PVI）,现场主控单元,常规PID调节器,现场通信接口,现场通信接口,串行接口 设计,上位机与通信软

3、件及通信系统,抗干扰措施,现场信号电缆的屏蔽接地原则,四. 集散型控制系统操作站,操作站的基本组成 操作站的分类 操作站的主要功能,操作与显示功能,功能键的功能,操作与显示功能,工位号操作 操作画面,1工位标记 2回路状态 3报警状态 4指针 5操作输出限制值 6操作输出值 7仪表图说明 8操作标记 9CMP标记 10CAS标记 11分系统状态 12分报警状态 13仪表图刻度 14上上限报警设定值（红） 15上限报警设定值（绿） 16设定值 17测量值 18下限报警设定值（绿） 19下下限报警设定值（红）,操作与显示功能,报警功能 操作指导信息功能 流程图功能,数据通信,TCP/IP分层模型,

4、数据通信,主机和现场控制站的数据流向示意图,五. 集散型控制系统软件技术,操作系统 基本概念 实时多任务操作系统 任务、任务调度、任务互斥与同步、任务之间的数据传递、存储器管理、设备管理、文件管理,数据库,数据库管理方式及数据库 实时数据库 实时数据库的作用 1.实时数据库是楼宇机电设备运行产生各种数据的集成平台 2.实时数据库是操作信息、数据监测显示的平台 3.实时数据库是先进控制、装置优化的平台,数据库,实时数据库基本内容 实时数据库中的时间约束 事务调度 并发控制 缓冲区管理 I/O调度,数据库,实时数据库的设计方法 1.实时数据库的设计过程 需求分析、建立数据模型和设计各类型数据的结构

5、、确定数据物理存储介质和存取方式、设计实时数据库管理任务模块、提供一组其他任务对实时数据库访问和管理的接口,数据库,2.实时数据库设计的技术要点 数据模型的确定 存储结构和介质选择 存取方式和途径的确定 完整性和一致性的维护方法,数据库,“控制”联系ER图,数据库,一种简单的实时数据库结构,数据库,数据库的体系结构,六.集散型控制系统组态,系统组态软件功能,系统组态软件的功能,软件总体结构,系统组态软件的功能,DCS组态软件结构示意图,组态软件的设计,系统软件体系结构,组态软件的设计,系统组态软件总统方案设计,系统组态软件总体方案设计示意图,组态软件的设计,系统PC软件设计 1初始化采集程序的设计 2工程师站组态软件的设计 组态软件主要分为系统组态、数据库组态、回路组态、流程图组态、报表组态。 3操作员站监控软件的设计,集散型控制系统组态,DCS的系统组态 包括硬件组态和软件组态两部分 DCS的控制组态 选用应遵循的原则 DCS的画面组态,集散型控制系统组态,DCS的维护组态 数据库组态 历史库数据组态 控制算法组态 编译 数据下装,七.集散型控制系统的工程设计,DCS设计 DCS工程设计步骤 DCS工程设计内容 控制器和I/O模件的配置原则 确定DCS的应用范围 利用各家DCS的优势及特点 在DCS上尝试新的控制策略,DCS详细设计,系统选型的原则 可靠性、维修性、先