楼宇自控系统课件.ppt

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1、楼宇自控系统楼宇自控系统1精品课件精品课件lCity Palace Building City Palace Building 1984,Connecticut State,Hartford,USA1984,Connecticut State,Hartford,USAl联合技术建筑系统公司联合技术建筑系统公司 United Technology Building System United Technology Building System CorpCorpl楼内新增计算机、程控交换机、高速通信线路等楼内新增计算机、程控交换机、高速通信线路等基础设施基础设施l暖通、给排水、消防、保安、供配电

2、、照明、交暖通、给排水、消防、保安、供配电、照明、交通等系统均由计算机控制通等系统均由计算机控制l设备管理自动化设备管理自动化，使用户感到更加舒适、方便、，使用户感到更加舒适、方便、安全和高效安全和高效世界上第一幢智能建筑世界上第一幢智能建筑2精品课件精品课件建筑智能化系统建筑智能化系统CASSCSOASBAS3精品课件精品课件 建筑智能化系统的核心建筑智能化系统的核心 3A+SCS+BMS3A+SCS+BMS3A+SCS+BMS3A+SCS+BMSl BABA 大楼自动化系统大楼自动化系统 Building Building Automation Automation SystemSyste

3、ml OA OA 办公自动化系统办公自动化系统 Office Automation SystemOffice Automation Systeml CA CA 通信自动化系统通信自动化系统 Communication Communication Automation Automation SystemSysteml SCS SCS 综合布线系统综合布线系统 Structure Structure Cabling SystemCabling Systeml BMS BMS 建筑物管理系统建筑物管理系统 Building Building Management SystemManagement S

4、ystem精品课件精品课件智能建筑定义智能建筑定义lGB50314-2006GB50314-2006智能建筑设计标准智能建筑设计标准 l以以建建筑筑物物为为平平台台，兼兼备备信信息息设设施施系系统统、信信息息化化应应用用系系统统、建建筑筑设设备备管管理理系系统统、公公共共安安全全系系统统等等，集集结结构构、系系统统、服服务务、管管理理及及其其优优化化组组合合为为一一体体，向向人人们们提提供供安安全全、高高效效、便便捷捷、节节能能、环保、健康的建筑环境。环保、健康的建筑环境。5精品课件精品课件设计标准要求设计标准要求l建筑设备管理系统建筑设备管理系统lBMS building managemen

5、t systemBMS building management systeml对建筑设备监控系统和公共安全系统等实施综对建筑设备监控系统和公共安全系统等实施综合管理的系统合管理的系统 l3.53.5条款条款 建筑设备管理系统一般规定建筑设备管理系统一般规定l不同建筑类型特殊要求不同建筑类型特殊要求6精品课件精品课件验收标准要求验收标准要求lGB 50339 GB 50339 智能建筑工程质量验收规范智能建筑工程质量验收规范 l建筑设备自动化系统建筑设备自动化系统lBAS building automation systemBAS building automation systeml将建筑物或

6、建筑群内的空调与通风、变配电、将建筑物或建筑群内的空调与通风、变配电、照明、给排水、热源与热交换、冷冻和冷却及照明、给排水、热源与热交换、冷冻和冷却及电梯和自动扶梯等系统，以集中监视、控制和电梯和自动扶梯等系统，以集中监视、控制和管理为目的构成的综合系统。管理为目的构成的综合系统。l要求：标准第六章要求：标准第六章7精品课件精品课件其他相关规范要求其他相关规范要求l上海市工程建设规范上海市工程建设规范智能建筑施工及验收规范智能建筑施工及验收规范（DG/TJ08-601-2009DG/TJ08-601-2009）涉及涉及BABA系统施工及验收系统施工及验收l上海市工程建设规范上海市工程建设规范智

7、能建筑工程应用技术规智能建筑工程应用技术规程程（DG/TJ08-2050-2008DG/TJ08-2050-2008）涉及深化设计、调试、检测试、运行涉及深化设计、调试、检测试、运行8精品课件精品课件绿色建筑定义绿色建筑定义l绿色建筑评价标准绿色建筑评价标准 GB/T 50378-2006GB/T 50378-2006l在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人员提节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人员提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建供健康、适用和高效的使用空间，与自然和

8、谐共生的建筑筑 。l节地、节水、节材、室内环境、运营管理节地、节水、节材、室内环境、运营管理l建筑智能化系统定位合理，信息网络功能完善。（建筑智能化系统定位合理，信息网络功能完善。（5.6.8 5.6.8 办公建筑，一般项）办公建筑，一般项）l建筑通风、空调、照明等建筑通风、空调、照明等设备自动化监控系统设备自动化监控系统技术合理，技术合理，系统运行高效。（系统运行高效。（5.6.9 5.6.9 办公建筑，一般项）办公建筑，一般项）9精品课件精品课件楼宇自动化系统楼宇自动化系统BASBAS BASBAS通常包括设备控制与管理自动通常包括设备控制与管理自动化（化（BABA）、安全自动化（）、安全

9、自动化（SASA）、消防自动）、消防自动化（化（FAFA）。但也有时把安全自动化（）。但也有时把安全自动化（SASA）和消防自动化（和消防自动化（FAFA）和设备控制与管理自）和设备控制与管理自动化（动化（BABA）并列，形成所谓的）并列，形成所谓的“5A”5A”系统。系统。10精品课件精品课件照明供配电 温控器空调/冷冻机 给排水设备EBI Server通信接口楼宇自控系统楼宇自控系统 BABA11精品课件精品课件课程主要内容课程主要内容l楼宇自控系统概述楼宇自控系统概述l集散控制系统简介集散控制系统简介 l楼宇自控中的集散控制系统楼宇自控中的集散控制系统 l传感器与执行器基础传感器与执行器

10、基础l主要监控对象及监控原理主要监控对象及监控原理 l工程设计与案例工程设计与案例 分析分析12精品课件精品课件1.1.楼宇自控系统概述楼宇自控系统概述l楼宇自控系统（楼宇自控系统（Building Automation Building Automation SystemSystem，BASBAS）又称为建筑设备自动化系）又称为建筑设备自动化系统，它是在综合运用自动控制、计算机、统，它是在综合运用自动控制、计算机、通信、传感器等技术的基础上，实现通信、传感器等技术的基础上，实现建建筑物设备筑物设备的有效控制与管理，保证建筑的有效控制与管理，保证建筑设施的节能、高效、可靠、安全运行，设施的节能

11、、高效、可靠、安全运行，满足广大使用者的需求。满足广大使用者的需求。13精品课件精品课件楼宇设备的计算机自动控制是必然趋势楼宇设备的计算机自动控制是必然趋势 l建筑物体量大增，功能的多样性和集成化趋势使建筑物体量大增，功能的多样性和集成化趋势使得建筑物内部建筑设备的建设和管理日趋复杂。得建筑物内部建筑设备的建设和管理日趋复杂。l设备数量庞大，分布区域广，控制工艺不一，联设备数量庞大，分布区域广，控制工艺不一，联动关系复杂，这为建筑设备的运行操作与管理维动关系复杂，这为建筑设备的运行操作与管理维护带来了极大的困难。护带来了极大的困难。l节能控制的复杂计算、精密空调系统的准确控制节能控制的复杂计算

12、、精密空调系统的准确控制以及供配电系统的高实时性控制也都超出人工操以及供配电系统的高实时性控制也都超出人工操作的能力范围。作的能力范围。l因此，楼宇设备的计算机自动控制是现代建筑物因此，楼宇设备的计算机自动控制是现代建筑物设备控制的必然趋势。设备控制的必然趋势。14精品课件精品课件BABA系统发展历史系统发展历史 l自动控制技术应用的一个分支，随着自动控制技术的不断自动控制技术应用的一个分支，随着自动控制技术的不断进步与完善而日趋成熟。进步与完善而日趋成熟。l 2020世纪世纪8080年代，美国年代，美国HoneywellHoneywell公司首次将其公司首次将其DELTA-DELTA-100

13、01000型集散控制系统应用于建筑物设备的控制与管理，型集散控制系统应用于建筑物设备的控制与管理，建筑物设备开始从单机独立控制走向多组设备联动群控，建筑物设备开始从单机独立控制走向多组设备联动群控，同时控制功能向现场分散，管理功能由计算机工作站集同时控制功能向现场分散，管理功能由计算机工作站集中实现。中实现。l目前，目前，BABA系统集综合优化控制、在线故障诊断、全局信息系统集综合优化控制、在线故障诊断、全局信息管理和总体运行协调等高层次应用为一体的集散控制方管理和总体运行协调等高层次应用为一体的集散控制方式，已将信息、式，已将信息、控制、管理控制、管理、决策有机地融合在一起。、决策有机地融合

14、在一起。15精品课件精品课件广义广义BABA系统与狭义系统与狭义BABA系统系统l广义广义BABA系统系统 智能建筑智能建筑“3A”3A”中的中的BABA系统，涵盖了建筑物系统，涵盖了建筑物中所有机电设备和设施的监控内容。中所有机电设备和设施的监控内容。l狭义狭义BABA系统系统 仅包括由各设备厂商或系统承包商利用仅包括由各设备厂商或系统承包商利用DDCDDC控控制器或制器或PLCPLC控制器对其进行监控和管理的电力供应与管理、控制器对其进行监控和管理的电力供应与管理、照明控制管理和环境控制与管理以及电梯运行监控等系照明控制管理和环境控制与管理以及电梯运行监控等系统。统。l若无特别注明，若无特

15、别注明，BABA系统通常表示为狭义系统通常表示为狭义BABA系统，也称楼系统，也称楼宇自控系统，建筑设备管理系统，设备监控系统等。宇自控系统，建筑设备管理系统，设备监控系统等。16精品课件精品课件BABA系统控制对象与系统功能（广义）系统控制对象与系统功能（广义）17精品课件精品课件BABA系统（狭义）系统（狭义）照明供配电 温控器空调/冷冻机 给排水电梯设备EBI Server通信接口18精品课件精品课件BABA系统的功能系统的功能 l设备运行监控：设备运行监控：是楼宇自控系统的首要和基本功能。是楼宇自控系统的首要和基本功能。l节能控制与管理节能控制与管理：节能降耗是全球环境保护和可持：节能

16、降耗是全球环境保护和可持续发展的首要手段。续发展的首要手段。BABA系统通过冷热源群控、最优系统通过冷热源群控、最优起停、焓值控制、变频控制等手段可以有效节约建起停、焓值控制、变频控制等手段可以有效节约建筑设备运行能耗筑设备运行能耗 。l设备信息管理：设备信息管理：随着数据分析等信息技术的发展，随着数据分析等信息技术的发展，BABA系统开始由单纯的自动控制功能，向自动控制、系统开始由单纯的自动控制功能，向自动控制、信息管理一体化发展。数据有效存储、分析，为今信息管理一体化发展。数据有效存储、分析，为今后建筑设备改造及在线故障诊断提供依据。后建筑设备改造及在线故障诊断提供依据。19精品课件精品课

17、件2.2.集散控制系统集散控制系统lDCS Distributed Control SystemDCS Distributed Control Systeml是以多台微处理器为基础的集中分散型控制系统。是以多台微处理器为基础的集中分散型控制系统。集散系统在传统的过程控制系统中引入计算机技集散系统在传统的过程控制系统中引入计算机技术，利用软件组成各种功能模块，代替过去常规术，利用软件组成各种功能模块，代替过去常规仪表功能，实现生产过程参数的控制，并用屏幕仪表功能，实现生产过程参数的控制，并用屏幕显示，应用通信联网技术组成系统。显示，应用通信联网技术组成系统。lDCSDCS特点是现场由控制站进行分

18、散控制，实时数特点是现场由控制站进行分散控制，实时数据通过电缆传输送达控制室的操作站，实现集中据通过电缆传输送达控制室的操作站，实现集中监控管理，分散控制，将控制功能、负荷和危险监控管理，分散控制，将控制功能、负荷和危险分散化。分散化。20精品课件精品课件集中控制系统的不足集中控制系统的不足l可靠性：可靠性：整个系统的控制、管理依赖于中央控制站，整个系统的控制、管理依赖于中央控制站，一旦中央控制站崩溃，整个系统将陷入瘫痪。一旦中央控制站崩溃，整个系统将陷入瘫痪。l运算负荷：运算负荷：全部控制运算功能由中央站控制主机完全部控制运算功能由中央站控制主机完成，对控制主机中断优先级、分时多任务操作等控

19、成，对控制主机中断优先级、分时多任务操作等控制都提出了极高的要求，同时控制主机的运算处理制都提出了极高的要求，同时控制主机的运算处理能力限制了整个控制系统的规模和实时响应能力。能力限制了整个控制系统的规模和实时响应能力。l网络负荷：网络负荷：所有现场采集的数据都要通过网络系统所有现场采集的数据都要通过网络系统传送给控制主机进行处理，然后由控制主机发出命传送给控制主机进行处理，然后由控制主机发出命令指挥现场执行机构的动作，信息传输线路长、网令指挥现场执行机构的动作，信息传输线路长、网络传输数据量大，当系统监控点数较多时实时响应络传输数据量大，当系统监控点数较多时实时响应能力差。能力差。21精品课

20、件精品课件集散控制系统的优点集散控制系统的优点l通过分散控制功能，使得整个系统运算负荷、通过分散控制功能，使得整个系统运算负荷、网络数据通信和故障影响范围均得到分散，同网络数据通信和故障影响范围均得到分散，同时控制功能直接在现场得以实现，也增强了系时控制功能直接在现场得以实现，也增强了系统的实时响应性。统的实时响应性。l集散控制系统的主要特性是集中管理和分散控集散控制系统的主要特性是集中管理和分散控制，它是利用计算机、网络技术对整个系统进制，它是利用计算机、网络技术对整个系统进行集中监视、操作、管理和分散控制的技术。行集中监视、操作、管理和分散控制的技术。22精品课件精品课件DCSDCS逻辑结

21、构图逻辑结构图 分支型结构，垂直分成分支型结构，垂直分成3 3层，每层横向分成若干子集。层，每层横向分成若干子集。从功能分散上看，纵向分散意味着不同层次的设备具有不从功能分散上看，纵向分散意味着不同层次的设备具有不同的功能，如实时监视、实时控制、过程管理等；横向分散同的功能，如实时监视、实时控制、过程管理等；横向分散意味着同级设备之间具有类似的功能。意味着同级设备之间具有类似的功能。23精品课件精品课件集散控制系统的发展集散控制系统的发展 l第一代第一代DCSDCS，从，从19751975年到年到8080年代初为年代初为DCSDCS的发展期。实现的发展期。实现DCSDCS信息集中、控制分散。硬

22、件大多采用信息集中、控制分散。硬件大多采用1616位微处理器，位微处理器，主从通信。主从通信。l第二代第二代DCS 80DCS 80年代至年代至9090年代初为第二代年代初为第二代DCSDCS时期。硬件时期。硬件采用采用3232位微处理器，普遍应用局部网络技术位微处理器，普遍应用局部网络技术 ，软件进，软件进步步 。l第三代第三代DCSDCS开始采用现场总线技术，它是一种开放式实时开始采用现场总线技术，它是一种开放式实时网络系统，是控制界的热点，也是自动化领域的一项新网络系统，是控制界的热点，也是自动化领域的一项新技术。技术。第三代集散控制系统的主要改变是在网络方面，向上能与以太网连接第三代集

23、散控制系统的主要改变是在网络方面，向上能与以太网连接（或者通过网关与其他网络联系），构成综合管理系统；向下支持现场总线，（或者通过网关与其他网络联系），构成综合管理系统；向下支持现场总线，使得过程控制或现场的智能变送器、执行器和本地控制器之间实现可靠的实时使得过程控制或现场的智能变送器、执行器和本地控制器之间实现可靠的实时数据通信，实现分布式控制。数据通信，实现分布式控制。24精品课件精品课件楼宇集散控制系统图楼宇集散控制系统图现场总线现场总线现场总线现场总线A A A A控制总线控制总线控制总线控制总线可编程接口模块可编程接口模块可编程接口模块可编程接口模块室内温度传感器室内温度传感器室内温

24、度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器室内温度传感器吊顶空调控制器吊顶空调控制器吊顶空调控制器吊顶空调控制器LonMarkLonMarkLonMarkLonMark区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器A A A A区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器B B B B现场总线现场总线现场总线现场总线B B B BLonTalkLonTalkLonTalkLonTalk标准通讯系统接口标准通讯系统接口标准通讯系统接口标准通讯系统接口非标准通讯系统接口非标准通讯系统接口非标准通讯系统接口非标准通讯系统接口VAVV

25、AVVAVVAV控制器控制器控制器控制器FCUFCUFCUFCU控制器控制器控制器控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器现场控制器带触摸屏控制器带触摸屏控制器带触摸屏控制器带触摸屏控制器NTNTNTNT工作站工作站工作站工作站A A A ANTNTNTNT工作站工作站工作站工作站B B B BETHERNETETHERNETETHERNETETHERNET100M bps100M bps100M bps100M bps78.8Kbps78.8Kbps78.8Kbps78.8Kbps78.8Kbps78.8Kbps78

26、.8Kbps78.8KbpsLLLLLLLL网桥网桥网桥网桥LLLLLLLL网桥网桥网桥网桥LonTalkLonTalkLonTalkLonTalk78.8Kbps78.8Kbps78.8Kbps78.8Kbps数据服务器数据服务器数据服务器数据服务器A A A A数据服务器数据服务器数据服务器数据服务器B B B B吊顶空调控制器吊顶空调控制器吊顶空调控制器吊顶空调控制器就地控制就地控制就地控制就地控制中央管理中央管理中央管理中央管理25精品课件精品课件3.3.楼宇自控中的集散控制系统楼宇自控中的集散控制系统l集散控制系统是工业生产过程控制需求的产物，集散控制系统是工业生产过程控制需求的产物

27、，首先在工控领域得到成功应用，然后逐渐应用首先在工控领域得到成功应用，然后逐渐应用于楼宇控制。于楼宇控制。l为适应楼宇控制的特点，集散控制系统的许多为适应楼宇控制的特点，集散控制系统的许多备份、冗余措施在楼宇控制中都取消了，系统备份、冗余措施在楼宇控制中都取消了，系统结构及控制器、工作站的功能也有不同程度的结构及控制器、工作站的功能也有不同程度的简化和削弱，但整体系统的组成和构架相同的。简化和削弱，但整体系统的组成和构架相同的。l因此有人称楼宇控制系统为因此有人称楼宇控制系统为“一种低成本的集一种低成本的集散控制系统散控制系统”。26精品课件精品课件楼宇自控系统的典型网络结构楼宇自控系统的典型

28、网络结构 l楼宇自控系统采用集散控制系统的网络结构，楼宇自控系统采用集散控制系统的网络结构，工程建设中具体采用哪种网络结构应视系统规工程建设中具体采用哪种网络结构应视系统规模的大小以及所采用的产品而定。模的大小以及所采用的产品而定。l楼宇自控系统的网络结构通常采用总线方式，楼宇自控系统的网络结构通常采用总线方式，系统结构可以通过总线层次加以区别。系统结构可以通过总线层次加以区别。27精品课件精品课件工作站通过相应接口直接与现场工作站通过相应接口直接与现场控制设备相连控制设备相连 实际上是一种单层网络结构，现场设备通过现场实际上是一种单层网络结构，现场设备通过现场控制网络相互连接，工作站通过通信

29、适配器直接接入现场控制网络相互连接，工作站通过通信适配器直接接入现场控制网络。适用于监控点数较少、且分布比较集中的小型控制网络。适用于监控点数较少、且分布比较集中的小型楼宇自控系统。楼宇自控系统。28精品课件精品课件典型的两层网络构架的楼宇自控系统典型的两层网络构架的楼宇自控系统 采用典型的集散控制系统两层网络构架，适用于绝采用典型的集散控制系统两层网络构架，适用于绝大多数楼宇控制系统。上层网络与现场控制总线两层网络满大多数楼宇控制系统。上层网络与现场控制总线两层网络满足不同的设备通信需求，两层网络之间通过通信控制器连接。足不同的设备通信需求，两层网络之间通过通信控制器连接。这种网络结构是许多

30、现场总线产品厂商这种网络结构是许多现场总线产品厂商主推的网络构架主推的网络构架。29精品课件精品课件通信控制器作用通信控制器作用l功能简单的只是起到协议转换的作用，在采用这种产品的功能简单的只是起到协议转换的作用，在采用这种产品的网络中不同现场控制总线之间设备的通信仍要通过工作站网络中不同现场控制总线之间设备的通信仍要通过工作站进行中转；进行中转；l功能复杂的可以实现路由选择、数据存储、程序处理等功功能复杂的可以实现路由选择、数据存储、程序处理等功能，甚至可以直接控制输入输出模块起到能，甚至可以直接控制输入输出模块起到DDCDDC的作用，而成的作用，而成为一个区域控制器，如美国为一个区域控制器

31、，如美国Johnson ControlsJohnson Controls的网络控制的网络控制单元（单元（NCUNCU）。）。l有些公司（如有些公司（如TACTAC）甚至将）甚至将WebWeb服务器功能集成到区域控制服务器功能集成到区域控制器，这样用户甚至不用选配工作站，通过任意一台安装有器，这样用户甚至不用选配工作站，通过任意一台安装有标准网络浏览器（如标准网络浏览器（如IEIE）的）的PCPC即可实现所有监控任务。即可实现所有监控任务。30精品课件精品课件三层网络结构的楼宇自控系统三层网络结构的楼宇自控系统 网络结构在以太网等上层网路与现场控制总线之间又增加了一层中网络结构在以太网等上层网路

32、与现场控制总线之间又增加了一层中间层控制网络，这层网络在通信速率、抗干扰能力等方面的性能都介于间层控制网络，这层网络在通信速率、抗干扰能力等方面的性能都介于以太网等上层网路与底层现场控制总线之间。通过这层网络实现大型通以太网等上层网路与底层现场控制总线之间。通过这层网络实现大型通用功能现场控制设备之间的互连。用功能现场控制设备之间的互连。监控点分散，联动功能复杂场合。监控点分散，联动功能复杂场合。监控点分散，联动功能复杂场合。监控点分散，联动功能复杂场合。31精品课件精品课件现场控制器（现场控制器（DDCDDC）输入输出点数）输入输出点数 l产品设计及工程选型时考虑的主要问题。产品设计及工程选

33、型时考虑的主要问题。l目前市场上流行的目前市场上流行的DDCDDC点数从十几点到几百点不同。点数从十几点到几百点不同。l在工程中，有些场合监控点比较集中，如冷冻机房的在工程中，有些场合监控点比较集中，如冷冻机房的监控，适合采用一些大点数的监控，适合采用一些大点数的DDCDDC；l有些场合监控点相对分散，如有些场合监控点相对分散，如VAVVAV末端的监控，适合采末端的监控，适合采用一些小点数的用一些小点数的DDCDDC。l厂商在设计厂商在设计DDCDDC时，从经济性的角度考虑，所选用的处时，从经济性的角度考虑，所选用的处理器、存储器也会根据此理器、存储器也会根据此DDCDDC点数的多少有所不同，

34、一点数的多少有所不同，一般点数较少的般点数较少的DDCDDC功能也相对较弱，点数较多的功能也相对较弱，点数较多的DDCDDC功功能和处理能力也较强。能和处理能力也较强。32精品课件精品课件监控点相对分散、监控点相对分散、联动功能复杂系统联动功能复杂系统解决方案解决方案 l在一些诸如在一些诸如VAVVAV末端的控制中，虽然末端设备的基末端的控制中，虽然末端设备的基本控制要求较低，但作为整个系统的联动控制，本控制要求较低，但作为整个系统的联动控制，如风管静压控制，单个末端状态的变化都会引起如风管静压控制，单个末端状态的变化都会引起其他各监控状态的变化，这些联动控制相当复杂。其他各监控状态的变化，这

35、些联动控制相当复杂。在这类末端分布范围较广，而联动控制复杂的系在这类末端分布范围较广，而联动控制复杂的系统监控中，无论单独采用小点数统监控中，无论单独采用小点数DDCDDC还是大点数还是大点数DDCDDC都存在许多问题，三层网络结构的楼宇自控系都存在许多问题，三层网络结构的楼宇自控系统就可以体现出其优势。统就可以体现出其优势。精品课件精品课件以太网为基础的两层网络构架以太网为基础的两层网络构架 以太网在以太网在BABA系统开始应用于现场控制领域。各大厂商先后推出以系统开始应用于现场控制领域。各大厂商先后推出以太网控制器，这种网络结构利用高速以太网分流现场控制总线的数据通信太网控制器，这种网络结

36、构利用高速以太网分流现场控制总线的数据通信量，具有结构简单、通信速率快、布线工作量小（上层可直接利用综合布量，具有结构简单、通信速率快、布线工作量小（上层可直接利用综合布线系统）等特点，是目前楼宇自控系统网络结构的主流发展方向。线系统）等特点，是目前楼宇自控系统网络结构的主流发展方向。34精品课件精品课件楼宇自控系统的现场控制站楼宇自控系统的现场控制站 l名称：名称：Process Interface Process Interface UnitUnit（过程接口单元）、基本（过程接口单元）、基本控制器（控制器（Basic ControllerBasic Controller）、）、多功能控制

37、器（多功能控制器（Multifunction Multifunction ControllerController）、）、DDCDDC l功能：现场控制站作为系统的功能：现场控制站作为系统的控制级，主要完成各种现场楼控制级，主要完成各种现场楼宇机电设备运行过程信号的采宇机电设备运行过程信号的采集、处理及控制，作为控制和集、处理及控制，作为控制和操作同时进行。操作同时进行。l统称：现场控制节点统称：现场控制节点35精品课件精品课件现场控制器组成现场控制器组成智能传感器智能传感器（控制器）（控制器）36精品课件精品课件现场控制器结构现场控制器结构l中央处理单元中央处理单元l输入输出通道输入输出通道

38、 AIAI、AOAO、DIDI、DODOl安装时还要考虑：机柜、安装时还要考虑：机柜、电源、安装导轨、线槽、电源、安装导轨、线槽、导线、连接器、辅助继导线、连接器、辅助继电设备等。电设备等。37精品课件精品课件现场控制器安装现场控制器安装l机柜：防尘、防电磁干扰、安装电源及辅助输入输出设备，机柜：防尘、防电磁干扰、安装电源及辅助输入输出设备，现场控制器和电源等设备要安装在相应的机柜内。现场控制器和电源等设备要安装在相应的机柜内。l楼宇自控系统对电源的要求不如工业控制环境那么严格，一楼宇自控系统对电源的要求不如工业控制环境那么严格，一般要求现场控制站的电源由中央控制室或操作员站单独拉出，般要求现

39、场控制站的电源由中央控制室或操作员站单独拉出，这样现场控制站的电源质量基本与中控站或操作员站设备的这样现场控制站的电源质量基本与中控站或操作员站设备的电源质量相同，且具有电源质量相同，且具有UPSUPS保护。保护。l现场控制器主要是现场控制器主要是DDCDDC和和PLCPLC等设备，集成了等设备，集成了CPUCPU模块、模块、I/OI/O处处理模块、存储模块、通信模块等功能模块。不同现场控制器理模块、存储模块、通信模块等功能模块。不同现场控制器的的CPUCPU处理能力、处理能力、I/OI/O点数及存储器大小各不相同，按实际控点数及存储器大小各不相同，按实际控制要求选择。制要求选择。38精品课件

40、精品课件模拟量输入通道模拟量输入通道AIAIl输入控制过程中各种输入控制过程中各种连续连续物理量物理量 如温度、压力、应力、流量以及电流、电压等如温度、压力、应力、流量以及电流、电压等l毫伏级电压信号毫伏级电压信号 如热电偶、热电阻及应变式传感器的输出如热电偶、热电阻及应变式传感器的输出l各种温度、压力、位移或各种电量变送器的输出各种温度、压力、位移或各种电量变送器的输出l一般采用一般采用420mA420mA420mA420mA标准，信号传送距离短、损耗小标准，信号传送距离短、损耗小的场合也有采用的场合也有采用05V05V05V05V或或010V010V010V010V电压信号传输。电压信号传

41、输。l许多厂商提供的现场控制设备支持将模拟量输入接口与数许多厂商提供的现场控制设备支持将模拟量输入接口与数字量接口通用称为通用输入接口（字量接口通用称为通用输入接口（UIUI）。）。39精品课件精品课件DDZ-DDZ-型变送器两线制结构示意图型变送器两线制结构示意图如图：符合组合电动仪表固有特性，采用直流集中供电方式，如图：符合组合电动仪表固有特性，采用直流集中供电方式，可将差压变送器、可将差压变送器、24V24V直流电源、直流电源、250250电阻串联起来，压差的电阻串联起来，压差的大小确定所通过的电流大小，并将电阻两端形成的电压，传给大小确定所通过的电流大小，并将电阻两端形成的电压，传给下

42、一级仪表，作为下一级仪表的输入。下一级仪表，作为下一级仪表的输入。变送器工作电流变送器工作电流4mA4mA40精品课件精品课件模拟量输出通道模拟量输出通道AOAOl输出输出420mA420mA电流信号，电流信号，010mA010mA与与15V15V电压电压l电动执行机构的行程，调速装置（变频调速器）电动执行机构的行程，调速装置（变频调速器）、阀门的开度等模拟量。、阀门的开度等模拟量。l输出通道一般由输出通道一般由D/AD/A模板、输出端子板与柜内模板、输出端子板与柜内电缆等构成。电缆等构成。l输出接口的输出信号一般都可以在电流型和电压型之输出接口的输出信号一般都可以在电流型和电压型之间转换。可

43、以直接通过软件设置实现，或通过外电路间转换。可以直接通过软件设置实现，或通过外电路实现，如在实现，如在420mA420mA标准直流电流信号输出端接入一个标准直流电流信号输出端接入一个500500电阻，电阻的两端就是电阻，电阻的两端就是DC 210VDC 210V电压信号。电压信号。41精品课件精品课件开关量输入通道开关量输入通道DIDIl用来输入各种限位（限值）开关、继电器或用来输入各种限位（限值）开关、继电器或阀阀门连动触点的开、关状态门连动触点的开、关状态，输入信号可以是交，输入信号可以是交流电压信号、直流电压信号或干接点。流电压信号、直流电压信号或干接点。l由于干接点信号性能稳定，不易受

44、干扰，输入由于干接点信号性能稳定，不易受干扰，输入输出方便，目前应用最广。输出方便，目前应用最广。l数字量输入接口接收现场各种状态信号，经电数字量输入接口接收现场各种状态信号，经电平转换、光电转换及去噪等处理后转换为相应平转换、光电转换及去噪等处理后转换为相应的的0 0或或1 1输入存储单元。输入存储单元。l数字量输入接口也可以输入脉冲信号，并利用数字量输入接口也可以输入脉冲信号，并利用内部计数器进行计数。内部计数器进行计数。42精品课件精品课件开关量输出通道开关量输出通道DODOl用于控制电磁阀门、继电器、指示灯、声光报用于控制电磁阀门、继电器、指示灯、声光报警器等只具有开、关两种状态的设备

45、。警器等只具有开、关两种状态的设备。l数字量输出接口一般以干接点形式进行输出，数字量输出接口一般以干接点形式进行输出，要求输出的要求输出的0 0或或1 1对应于干接点的通或断。对应于干接点的通或断。右图为利用数字量输出接右图为利用数字量输出接口控制一盏口控制一盏24V24V直流指示灯的电气直流指示灯的电气原理图。原理图。特别注明：特别注明：在工程中当控在工程中当控制对象所需要的电源为制对象所需要的电源为220V220V以上或以上或需要通过较大电流时，现场控制器需要通过较大电流时，现场控制器的数字量输出接口一般不能直接接的数字量输出接口一般不能直接接入相应回路，需要借助中间继电器、入相应回路，需

46、要借助中间继电器、接触器等设备进行控制。接触器等设备进行控制。43精品课件精品课件辅助输入输出设备辅助输入输出设备 l现场控制设备的模拟量现场控制设备的模拟量/数字数字量输入、输出接口一般都可以量输入、输出接口一般都可以直接输入或输出信号与现场传直接输入或输出信号与现场传感器、变送器、执行机构进行感器、变送器、执行机构进行通信，输入各种现场状态、参通信，输入各种现场状态、参数，输出控制现场设备。数，输出控制现场设备。l当使用数字量输出端口控制现当使用数字量输出端口控制现场场36V36V以上电压或大电流回路以上电压或大电流回路时，需要借助各种继电器、接时，需要借助各种继电器、接触器等辅助设备，以

47、保证现场触器等辅助设备，以保证现场控制设备的端子不窜入高电压控制设备的端子不窜入高电压或通过大电流。或通过大电流。通过中间继电器实现数字量输出接口通过中间继电器实现数字量输出接口 44精品课件精品课件楼宇自控系统管理与控制站楼宇自控系统管理与控制站 包括一台中央监控包括一台中央监控站管理服务器和若干个站管理服务器和若干个操作员站（分管不同设操作员站（分管不同设备子系统的，分散在各备子系统的，分散在各监控机房的），工程师监控机房的），工程师站为节约成本一般不单站为节约成本一般不单独固定设置。独固定设置。45精品课件精品课件中央监控站功能中央监控站功能l中央监控站提供集中监视、远中央监控站提供集中

48、监视、远程操作、系统生成、报表处理程操作、系统生成、报表处理及诊断等功能。它集中了中央及诊断等功能。它集中了中央管理服务器、操作员站和工程管理服务器、操作员站和工程师站的全部功能。师站的全部功能。l 楼宇自控系统的中央监控站一般包括一台中央管理服务器和楼宇自控系统的中央监控站一般包括一台中央管理服务器和若干个操作员站（这些操作员站从功能上可以是分管不同设备若干个操作员站（这些操作员站从功能上可以是分管不同设备子系统的，也可以是相互冗余的；从地域上，可以是集中设置子系统的，也可以是相互冗余的；从地域上，可以是集中设置的，也可以是分散在各监控机房的），工程师站为节约成本一的，也可以是分散在各监控机

49、房的），工程师站为节约成本一般不单独固定设置，而由操作员站实现其功能或利用工程师的般不单独固定设置，而由操作员站实现其功能或利用工程师的计算机临时接入楼宇自控网络进行系统组建和维护。计算机临时接入楼宇自控网络进行系统组建和维护。46精品课件精品课件操作员站操作员站l作为作为“人人机机”接口的操接口的操作站可以设置在总控制仪作站可以设置在总控制仪表室（设备机房）。表室（设备机房）。l典型的操作员站包括大屏典型的操作员站包括大屏幕监视器、监控计算机以幕监视器、监控计算机以及各种输入输出设备等。及各种输入输出设备等。l它作为操作人员与楼宇自它作为操作人员与楼宇自控系统之间的接口，提供控系统之间的接口

50、，提供了集中显示、打印保存及了集中显示、打印保存及系统维护、组态等功能。系统维护、组态等功能。47精品课件精品课件工程师站工程师站l工程师站地位功能类工程师站地位功能类似于操作员站，但具似于操作员站，但具有更多编程、调试功有更多编程、调试功能，通常以笔记本电能，通常以笔记本电脑、手抄机形式出现。脑、手抄机形式出现。l一般不单独配置一般不单独配置48精品课件精品课件典型楼宇自控系统举例典型楼宇自控系统举例 l霍尼韦尔（霍尼韦尔（HoneywellHoneywell）公司）公司 l西门子（西门子（SIEMENSSIEMENS）楼宇科技公司）楼宇科技公司 l江森自控（江森自控（Johnson Con