第2章 传感器与驱动技术.ppt

设备控制自动化BAS 通 信 接 口 测量与自动检测 测量是把待测物理量直接或间接与标准量比较的过程。 自动检测技术是以电子技术为基本手段的检测技术。 电量检测：电流、电压、阻抗等 非电量检测：压力、温度、流量等 温度检测原理 Rt=R0+?t 压力、液位检测技术 电物理量检测技术 直流电压、电流测量 正弦电压、电流测量 功率测量 直流电压、电流测量 输出 0-5V 0-10V ±5V ±10V 正弦电压、电流测量 电量检测设备 电动执行器 电动执行器 电磁阀 电磁阀 结构简单 价格低廉 开关控制 风门 风门 2.3 自动化智能单元 BAS技术基础 楼宇自动化系统将各个控制系统集成为一个综合系统，其核心是集散控制系统，由计算机技术、自动控制技术、通信网络技术和人机接口技术相互发展渗透产生。 BAS体系结构 集散控制系统概念 DCS Distributed Control System 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CRT屏幕显示，应用通信联网技术组成系统。 DCS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，实现集中监控管理，分散控制，将控制功能、负荷和危险分散化。 多层树状结构 集散控制系统发展历程 第一代DCS，从1975年到80年代初为DCS的发展期。实现DCS信息集中、控制分散。硬件大多采用16位微处理器，主从通信。 第二代DCS 80年代至90年代初为第二代DCS时期。硬件采用32位微处理器，普遍应用局部网络技术 ，软件进步 。 第三代DCS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技术。 典型的DCS结构 DCS组成 管理计算机 操作员站 工程师站 现场控制器 系统网络（总线） 管理计算机 通常位于信息中心或楼宇综合自动化系统和管理中心，可采用服务器及小型计算机系统来完成，除具有实时监控外，主要进行管理功能。 操作员站 作为“人─机”接口的操作站可以设置在总控制仪表室。显示各个现场站及不同的楼宇设备子系统的过程实时数据，同时对各个现场站发出改变设定值、改变回路状态及控制指令。 工程师站 工程师站地位功能类似于操作员站，但具有更多编程、调试功能，通常以笔记本电脑、手抄机形式出现。 现场控制器（DDC） 现场控制站作为系统的控制级，主要完成各种现场楼宇机电设备运行过程信号的采集、处理及控制，作为控制和操作同时进行。 现场控制器组成 现场控制器结构 机柜 电源 中央处理单元 输入输出通道 AI、AO、DI、DO、PI 模拟量输入通道AI 模拟量输入的物理、化学量有温度、压力、流量、液位、空气质量等，这些物理化学量通过相应的传感器测量并经过变送器转变为标准的电信号。这些标准的电信号与DDC的模拟量输入口连接，经过内部的A/D转换器变成数字量，再由DDC计算机进行分析处理。 一般采用4~20mA标准，信号传送距离短、损耗小的场合也有采用0~5V或0~10V电压信号传输的。 开关量输入通道DI DDC计算机可以直接判断DI通道上的开关信号，并将其转化成数字信号，这些数字量经过DDC控制器进行逻辑运算和处理。DDC控制器对外部的开关、开关量传感器进行采集。 一般数字量接口没有接外设或所接外设是断开状态时，DDC控制器将其认定为“0”，而当外设开关信号接通时，DDC控制器将其认定为“1”。 模拟量输出通道AO DDC控制器对外部信号的采集，通过分析处理后输出给输出通道。当外部需要模拟量输出时，系统经过D/A转换器转换成标准电信号。模拟量输出信号一般用来控制风阀或水阀。 输出4~20mA电流信号， 0~10mA与1~5V电压 开关量输出通道DO 用于控制电磁阀门、继电器、指示灯、声光报警器等开关设备 输出信号可以是直流电压信号或接点。 DO由端子板、DO板及机柜内电缆构成。 脉冲量输入通道PI 现场仪表中转速计、涡轮流量计及一些机械计数装置等输出的测量信号为脉冲信号，脉冲量输入通道就是为输入这一类信号而设置的。 楼宇中较少用。 DO点灯光控制 通信网络结构（系统总线） 直接连接 二层网络 三层网络 直接与现场控制设备相连的网络结构 二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 集散控制系统特点 分级递级控制 分散控制 自治性 协调性 友好性 适应、灵活、扩充 开放 可靠 现场总线控制系统 生产过程自动化经历了就地控制、集中控制和分散控制之后，20世纪80年代又出现了基于现场总线技