直接数字控制器控制系统课件.pptx

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1、第二单元第二单元 国内外常用控制器简介国内外常用控制器简介模块二模块二 直接数字控制器控制直接数字控制器控制系统系统楼宇设备监控及组态楼宇设备监控及组态 第第2版版 书名：书名：楼宇设备监控楼宇设备监控及组态及组态 第第2版版 书号：书号：978-7-111-49777-6 作者：作者：姚卫丰姚卫丰 主编主编 出版社：机械工业出出版社：机械工业出版社版社国内外常用控制器简介国内外常用控制器简介 霍尼韦尔霍尼韦尔honeywell 西门子西门子siemens 江森自控江森自控johnson 清华同方清华同方 海湾海湾系统架构比较BLNDDC1DDC2DDCXRS485/232BAS管理平管理平台

2、台Techcon 809-PC-CAN Techcon 809-PC-CAN适配器是一个高性能的CANBUS接口设备，通过RS-232端口将安装有Techview-iDCS组态软件的PC与Techcon控制器网络连接。Techcon 809-PC-CAN适配器可以连接和管理最多250个Techcon控制器，向主机传送最多60,000个点的数据。 特点 通讯速率38400bps 紧凑设计易于安装 LED指示易于维护 直流供电 Techcon 04 网络设备网络设备Techcon 04 网络设备网络设备Techcon 809-CAN-HUBTechcon 809-CAN-HUB 是一个四端口的CA

3、NBUS集线器。它用于扩展CANBUS控制网络，使信号的传输突破1km的限制。它的功能相当于一个网络中继器。四个CANBUS端口的连接都采用双绞线，数据传输速率是38400bps。特点 适用于CANBUS的四端口集线器 扩展CANBUS 通讯距离大于1 km LED指示易于维护 直流供电 Techcon 04 主控模块主控模块 Techcon 04系统主控模块是专为楼宇管理而设计的可自由编程控制器。模块化的设计使其可作为独立单元运行，也可作为网络的一部分。它非常适合于各种不同规模的楼宇。 主控模块设计用于网络通讯和空调系统。它可用于监控冷机、空调机组、风机盘管机组、通风扇、泵和照明等。 主控模

4、块与Techcon I/O模块一起使用来控制设备。每个主控模块可以最多与15个I/O模块连接。Techcon 509-MCU-CC自动检测和注册I/O模块上传和下载控制程序 网络变量绑定 系统配置和恢复 存储应用程序的大容量内存 Techcon 509-MCU-CE支持以太网的主控模块支持以太网的主控模块以太网10Mbps总线，支持UDP、ICMP、ARP 协议自动检测和注册I/O模块 上传和下载控制程序 网络变量绑定 系统配置和恢复 3个处理器共同工作提供更强大的处理能力 本地RS232端口用于配置控制器 存储应用程序的大容量内存 Techcon 509-MCU-CE名称名称型号型号DIDI

5、DODOAIAIAOAOT T模拟量输入模块Techcon409-AIA-B-10-数字量输入模块Techcon409-DIA16继电器输出模块Techcon409-DOA-10-机组控制模块A型Techcon409-GCA-B6343-机组控制模块B型Techcon409-GCB5263-测温控制模块D型Techcon409-GCD-D42333（10K类型3）电机控制模块A型Techcon409-MCA124-电机控制模块C型Techcon409-MCC142-阀门控制模块A型Techcon409-VDA484-Techcon 04 I/O模块矩阵模块矩阵10PXC模块化可编程控制器网络结

6、构模块化可编程控制器网络结构自控级自控级(ALN)Insight数据库服务器数据库服务器以太网以太网Insight用户端用户端Insight用户端用户端管理级管理级(MLN)PXC 紧凑型可编程控制器以太网/ RS-485 (4条）楼层级楼层级(FLN)RS-485总线扩展模块 PXX.485.3电源模块TXS.12F4PXC模块化可编程控制器 PXC100-PE.96ABIM总线接口模块 TXB1.P1FLN1FLN2FLN3TX-I/O模块TX-I/O模块模块TCP/IP（6400个设备）个设备）RS-485(100个设备）一条FLN总线可带32个设备“扩展”总线 “自助”总线PXC模块化

7、控制器可以通过二种方式进行点数的扩展； “自助”总线和扩展总线TEC设备虚线黑框内所有模块在FLN总线上只算做一个设备11“自组”总线nPXC 模块化可编程控制器 + 电源模块(TXS.12F4) + TX-I/O 模块 nPXC 模块化可编程控制器最多支持64个TX-I/O 模块，500 个物理点1234电源模块PXC-M控制器扩展最远距离扩展最远距离50m 24AWG屏蔽双绞线屏蔽双绞线5678电源模块910TX-I/O总线扩展模块总线扩展模块PXC模块化可编程控制器模块化可编程控制器“自组自组”总线总线电源模块必须配置，因为TX-I/O模块自身没有电源，由电源模块提供电源。电源模块的数量

8、取决于总线上每个TX-I/O模块功耗的总和。TX-I/O总线扩展模块能为TX-I/O模块提供通讯信号, 并传递电源。12nPXC 模块化可编程控制器 + FLN楼层级总线扩展模块(PXX.485.3) + BIM总线接口模块（PXB1.P1）+ TX-I/O输入输出点模块n通过BIM总线接口模块提供TX-I/O模块电源和与PXC模块化可编程控制器之间的通讯BIM总线接口模块总线接口模块 TXB1.P112345FLN楼层级总线楼层级总线扩展模块扩展模块PXX.485.3TX-I/O 模块模块化控制器支持3 条楼层级扩展总线 RS-485总线总线,最长最长1200米米 采用采用24AWG屏蔽双绞

9、线屏蔽双绞线PXC模块化可编程控制器模块化可编程控制器“扩展扩展”总线总线BIM总线接口模块不但承担通讯任务, 而且自身携带电源, 可为TX-I/O模块提供电源. 故本案例中, TX-I/O没有配备电源模块.13PXC模块化可编程控制器的节能功能模块化可编程控制器的节能功能nPID 闭环控制nPID 参数自整定功能n自适应控制自适应控制(Adaptive control)n峰值能源管理(Peak demand limiting)n最优化启停控制(Start-Stop time optimization)n设备循环启停控制(Equipment scheduling, optimization a

10、nd sequencing)n日夜模式控制(Night setback control)14n 西门子的模块化可编程控制器采用了美国博软CyboSoft公司的无模型自适应（Model-Free Adaptive，简称 MFA ）控制专利技术。 n 目前，MFA仍是CyboSoft公司的商业秘密，其用于专利申报的内部网络结构如图所示，它采用了3层神经元网络以及时间滞后函数、活化函数、加权因子等部件，MFA在分析了前N次采样的测量偏差（图中的E1,E2,E3) ,使之能够观察和学习到过程的动态特性，并根据偏差的历史直接计算出下一步的控制作用。n 自适应控制功能优点p 使系统响应时间更快p 减小震荡

11、p 消除静态误差p 节省调试时间p 提高控制精度p 延长设备使用周期p 减少维护成本p 节约能耗 PXC模块化可编程控制器的自适应控制功能模块化可编程控制器的自适应控制功能15PID 控制控制自适应控制自适应控制 红色红色 阀门输出阀门输出 蓝色蓝色 设定温度设定温度黄色黄色 送风温度送风温度粉色粉色 回风温度回风温度图例显示的是一台空调机组送风温度控制n 前半段使用PID控制，后半段使用自适应控制后。水阀的输出稳定了很多，送风温度控制越来越趋于设定值，回风温度也趋于恒定。n 自适应控制比PID控制效果更优越。n MFA控制减少了水阀的动作频率，从而延长了阀门的使用寿命。 优越的控制效果不仅意

12、味着延长设备使用周期，减少维护成本，更能优越的控制效果不仅意味着延长设备使用周期，减少维护成本，更能节约能源的消耗。节约能源的消耗。采用自适应控制的采用自适应控制的AHU送风温度控制送风温度控制16导轨安装，自由组合总点数容量大，并可扩展PXC模块化可编程控制器可带FLN总线扩展模块（PXX-485.3）2个TX-I/O的电源模块（TXS12. F4）16个TX-IO点模块(共128点)如果外接扩展箱,需TX-I/O总线连接模块（TXFS1.EF4）箱体尺寸:800mm x 600mm x 200mmPXC模块化可编程控制器灵活安装模块化可编程控制器灵活安装电源线电源线:AC24, RVV2X

13、1.5通讯线通讯线:24AWG通讯线通讯线:UTP/24AWG736 mm380 mm17TX-I/O输入输出模块系列输入输出模块系列TX-I/O输入输出模块系列输入输出模块系列共有共有8种种 产品号n16 点DI 输入 TXM1.16Dn8 点DI 输入 TXM1.8Dn6 点DO 输出 TXM1.6Rn6 点DO 输出带手动超持功能 TXM1.6R-Mn8 点通用输入 TXM1.8Un8 点通用输入带显示和手动超持功能 TXM1.8U-MLn8 点超级通用输入输出 TXM1.8Xn8 点超级通用输入输出带显示和手动超持功能 TXM1.8X-MLTX-I/O输入输出模块系列适用于输入输出模块

14、系列适用于PXC模块化可编程控制器的点数扩展模块化可编程控制器的点数扩展TX-I/O输入输出模块系列也适用于MBC/MEC、控制器的点数的扩展18TX-I/O数字输入模块数字输入模块两种数字量输入模块：TXM1.8D， TXM1.16D8DI和16DI数字量输入：u无源开关触点信号u脉冲计数，10Hz 8DI上，达8个 16DI上，达8个uLED指示灯显示点位状态 19TX-I/O数字输出模块数字输出模块两款输出模块： TXM1.6R， TXM1.6R-M无手动超持与带手动超持二种n6DOu常开或常闭 u触点容量250V, 4AuLED指示灯显示点位状态n6DO（手动超持）u常开或常闭 u触点

15、容量250V, 4AuLED指示灯显示点位状态u手动超持开关 20TX-I/O通用输入通用输入/输出模块输出模块两款通用输入输出模块：TXM1.8U ， TXM1.8U-ML无手动超持无显示与带手动超持有显示通用输入输出UI/O可用作DI、AI、AO点n模拟量输入信号（AI) 类型：u0-10 Vu镍1000 Landis & Gyr 曲线u1k铂电阻u10k & 100k热敏电阻n数字量输入信号（DI) 类型：u干接点或脉冲计数器 (20Hz)n模拟量输出信号（AO)类型 u0-10 V 21TX-I/O超级通用输入超级通用输入/输出模块输出模块两款超通用输入/输出模块：TXM1.8X ，T

16、XM1.8X-ML无手动超持无显示与带手动超持有显示超级通用输入输出UI/O可用作DI、AI、AO点n模拟量输入信号（AI) 类型：u0-10Vu4-20mAu镍1000 Landis & Gyr曲线u1k 铂电阻u10K & 100K 热敏电阻n数字量输入信号（DI) 类型：u干接点或脉冲计数器 (20Hz)n模拟量输出信号（AO)类型u0-10Vu4-20mA (每个模块最多4个) 第三单元第三单元 霍尼韦尔楼控硬件系统霍尼韦尔楼控硬件系统模块二模块二 直接数字控制器控制直接数字控制器控制系统系统霍尼韦尔楼控硬件系统霍尼韦尔楼控硬件系统 XL50 控制器控制器 XL80 控制器控制器 XL

17、100 控制器控制器 XL500 控制器控制器 XL800 控制器控制器一一 Excel 50 控制器控制器Excel 50控制器程序u内部程序。预先配置的应用程序存储在应用模块内存中，可通过MMI或其他外部设备访问u 外部程序。CARE软件建立和下载到控制器的应用程序一一 Excel 50 控制器控制器Excel 50控制器两种型号:u带人工操作界面MMI（Man-Machine-Interface）u不带人工操作界面MMI一一 Excel 50 控制器控制器u8个模拟输入、4个模拟输出、4个数字输入及6个数字输出u所有的输入和输出都有高达24VAC和35VAC的过电压保护，数字输出有短路保

18、护u多种通讯方式，如通过XI584、服务软件或C-Bus均可进行程序下载一一 Excel 50 控制器控制器一一 Excel 50 控制器控制器XL50-FCXL50 控制器控制器分类分类XL50-FCLC-BUSMETER BUS(RJ45 JACK)LEDsSHIELDC +C -C-BUS TxD, YELPOWER, GRNC-BUS RxD, YELMETER BUS TxD, YELMETER BUS RxD, YEL000001234 56C-BUSTERMINATIONSWITCH一一 Excel 50 控制器控制器DI点点分无源无源和有源触点有源触点1)无源触点无源触点，连接

19、23-32（DI1）29-32（DI4）2)有源触点有源触点，则应连接23-24（DI1）、25-26（DI2）、27-28（DI3）、29-30（DI4）一一 Excel 50 控制器控制器DDC50端口连接方式端口连接方式 DO点点，连接方式最简单，直接连接3-4（DO1），5-6（DO2）、7-8（DO3）、9-10（DO4）、11-12（DO5）、13-14（DO6）即可一一 Excel 50 控制器控制器4）AI点点，有四种连接有四种连接方式方式:1) 连接33-34（AI1）、35-36（AI2）、37-38（AI3）、39-40（AI4）、41-42（AI5）、43-44（AI6

20、）、45-46（AI7）、47-48（AI8）；2)当AI点用作DI点时,连接33-31(AI1)47-31(AI8) 。一一 Excel 50 控制器控制器2）AO点点，直接连接15-16（AO1）、17-18（AO2）、19-20（AO3）、21-22（AO4）一一 Excel 50 控制器控制器 取消或退出上一级菜单取消或退出上一级菜单 光标上移光标上移 光标下移光标下移光标右移光标右移光标右移光标右移增加数值，每按一次增加增加数值，每按一次增加1减小数值，每按一次减小减小数值，每按一次减小1回车确定键回车确定键0000040cBASIC FUN CTION KEYSLCD DISPLA

21、YFAST ACCESSKEYSC一一 Excel 50 控制器控制器显示当前显示当前Plant状态状态输入密码查看、修改时间程序输入密码查看、修改时间程序输入密码显示数据点和控制器相关参数输入密码显示数据点和控制器相关参数显示报警信息显示报警信息0000040cBASIC FUN CTION KEYSLCD DISPLAYFAST ACCESSKEYSC一一 Excel 50 控制器控制器 屏幕可显示4行，每行最多16个字符。屏幕显示包含光标或闪烁字符，上、下箭头，也可采用快捷键进入时间程序及数据点和参数，这时需要输入密码时，初始密码是3333，可通过“+”“-”键获得，也可修改密码。一一

22、Excel 50 控制器控制器选择合适的电源正确接入到DDC电源端（1，2）设置控制器相关参数uExcel 50控制器操作控制器操作二二 DDC 500/600 控制器控制器1) Excel 500/600可根据建筑管理需要自由编制监控系统，适合于中等容量的建筑物，如学校、酒店、写字楼、购物中心和医院等。2) Excel 500/600不仅可以监控加热、通风、空调等系统，还可以实现能源管理，包含优化起停、晚间净化以及最大负载要求等，可通过系统总线连接最多建筑管理员。3) Excel 500控制器有LonWorks总线，与Honeywell三分之一的设备具有互用性。其外形图如图3-18所示。二二

23、 DDC 500/600 控制器控制器1特性特性（1）通讯方式）通讯方式 1)开放式的LonWorks总线和C-BUS总线；2)采用调制解调器或ISDN终端适配器可达到38.4KBAUD，可通过TCP/IP网络拨号上网。3)分布式I/O模块可通过Excel 500控制器C-Bus网络或LonWorks网络操作。二二 DDC 500/600 控制器控制器(2)控制器容量控制器容量 1)Excel 500系统可通过Honeywell C-Bus网络或LonWorks网络提供能量管理和控制功能，监控功能可通过可编程的16位微处理器数字技术实现。2)Excel 500XCL5010 控制器用于分布式I

24、/O模块，采用LonWorks总线通讯。3)Excel 500系统可自由编程，既可用作单机控制器；也可用作网络的一部分，通过C-bus可连接最多30个控制器，速率从9.6kbd76.8kbd；还可作为开放式LonWorks网络的一部分。二二 DDC 500/600 控制器控制器(3)模块和点数模块和点数容量容量 1)在C-Bus网络中，每个Excel 500/600控制器系统可控制最多16个分布式I/O模块，2)对于XC5010C，包括内部模块内部模块和分布式模块分布式模块，总共可支持16个模块；3)对于XCL5010，只能支持分布式模块，最多5个housings，每个housing可放置4个

25、模块，要求第一个模块必须是电源模块，第四个模块必须是CPU模块，最多可扩展16个I/O模块，但相同类型的模块不能大于10个，且最多128个物理点、256个伪点。 二二 DDC 500/600 控制器控制器（4）其他特性）其他特性 1)Excel 500应用程序可通过CARE编程并下载到Flash EPROM中。2)采用金制电容器缓冲内存，断电后可维持大约72小时。3)外部MMI，调制解调器、ISDN适配器、GSM适配器或TCP/IP调制解调器均可通过控制器串行口连接。4)通讯模块可提供C-bus 和LonWorks总线连接，用LED指示控制器操作状态、发送状态和接收状态。5)每个模块上有一个电

26、源灯L1和一个服务灯L2，L2指示总线节点的当前状态。6)ON指示没有载入应用程序指示没有载入应用程序，BLINKING表示载入了应用程表示载入了应用程序但没有配置序但没有配置，OFF表示载入了应用程序并已经配置表示载入了应用程序并已经配置。二二 DDC 500/600 控制器控制器2内部模块1) Excel 500/600内部模块由XC5010C (Excel 500) 或 XC6010 (Excel 600)CPU模块、电源模块XP501或 XP502及输入输出模块组成。2) XF521, 522, 523 和 524模块是数字和模拟I/O模块，是EXCEL 5000系统的一部分，这些模块

27、可以将传感器输入进行转换，也可以提供适于执行器的输出信号。二二 DDC 500/600 控制器控制器二二 DDC 500/600 控制器控制器各模块功能介绍：各模块功能介绍：（1）计算机模块XC5010C/XC5210C ，其特性如下：1）东芝TMP93CS41F 16位微处理器；2）共1.28 MB存储器，其中2x512 KB Flash EPROM和2x128 KB RAM；3）6个操作状态指示灯；4）对MMI采用RS232端口用调制解调器或ISDN终端适配器通讯；二二 DDC 500/600 控制器控制器5）对C-BUS采用RS485通讯；6）数据缓冲器采用金制电容器；7）具有看门狗功能

28、； 8）采用3120神经元芯片；9）有LonWorks服务按钮和LED。图图3- 19 计算机模块计算机模块XC5010C / XC5210C 二二 DDC 500/600 控制器控制器（3）电源模块）电源模块，其特性如下：1）通过内部总线给模块提供电压；2）可连接UPS；3）有3个操作状态LED； 4）有看门狗功能； 二二 DDC 500/600 控制器控制器（4）模拟输入模块）模拟输入模块XF521A/526 ：1）8个模拟输入（AI1 - AI8），有下面几种输入形式：010VDC、020 mA （通过外界500电阻获得）、4 20 mA （通过外界500电阻获得）、NTC 20k和PT

29、 1000 (-50C +150C)。对于XF526，只有下面几种输入形式：PT 1000 (0C +400C)、 PT 3000,、PT 100、Balco 500。二二 DDC 500/600 控制器控制器2）保护输入高达40 VDC/ 24 VAC3）12位分辨率；4）CPU轮流检测时间：XC5010C：1秒，XC6010：250毫秒；二二 DDC 500/600 控制器控制器（5）模拟输出模块）模拟输出模块XF522A其特性如下：1）8个模拟输出（AO1 - AO8），有短路保护；2）信号级别为010VDC，最大电压11VDC，最大电流+1 mA,、-1mA；3）保护输出电压高达40V

30、DC/24VAC；4）8位分辨率；二二 DDC 500/600 控制器控制器5）零点小于200 mV；6）输出电压精度小于 150 mV；7）每个通道有一个指示灯，光强度与输出电压值成正比；8）CPU控制更新时间：XC5010C：1秒，XC6010：250毫秒。二二 DDC 500/600 控制器控制器（6）数字输入模块）数字输入模块XF523A 如图如图3-24所示，其特性如下：1）12个数字输入(DI1 - DI12)2）开关条件： Ui 2.5 V 为OFF， Ui 5 V为 ON。3）每个通道一个状态LED，常开常闭可设置。4）有18VDC辅助电压源；5）CPU轮流检测时间：XC501

31、0C：1秒，XC6010：250毫秒。二二 DDC 500/600 控制器控制器（7）数字输出模块）数字输出模块XF524A/529 如图如图3-25所示，其特性如下：1）5个独立的可变触点和一个常开触点；对XF524A，只有5个手动控制开关。2）每点输出的最大电压为240VAC；3）每点输出的最大电流为4A，但每个模块最大总电流为12A；4）每个通道有ON（黄色）/OFF指示灯5）CPU周期时间：XC5010C：1秒，XC6010：250毫秒；二二 DDC 500/600 控制器控制器（7）数字输出模块）数字输出模块XF524A/529 其特性如下：1）5个独立的可变触点和一个常开触点；对XF524A，只有5个手动控制开关。2）每点输出的最大电压为240VAC；3）每点输出的最大电流为4A，但每个模块最大总电流为12A；4）每个通道有ON（黄色）/OFF指示灯5）CPU周期时间：XC5010C：1秒，XC6010：250毫秒；三三 DDC 800 控制器控制器