[建筑]第二章 楼宇自动化控制技术基础.ppt

楼宇自动化控制技术基础 上个世纪七八十年代，伴随着计算机可靠性提高，价格大幅下降，出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed Control System，简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，属于一种模拟数字混合控制系统，这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。 DCS在工业自动化控制领域获得了大量的应用，也广泛应用于楼宇自动化控制领域，但是DCS存在如下一些缺点： (1) 安装费用高:采用一台仪表、一对传输线的接线方式，导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难； ??? (2) 可靠性差:模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差； ??? (3) 系统封闭:各厂家的产品自成系统，系统封闭、不开放，难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来，随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展，出现了基于现场总线的控制系统(FCS)，FCS克服了DCS的缺点，它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。 目前，现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点，备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比，FCS具有可靠性高、可维护性好、布线成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。 现场总线的出现，为工业自动化带来了一场深层次的革命，从而开创了工业自动控制的新纪元，被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点，控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为21世纪控制系统的主流。”现在，FCS正被大量应用到楼宇自动化控制领域。 LON网络与LAN（Local Area Network）局域网络在拓扑结构上很相似，同样具有严格的、标准的通讯协议，但二者在应用模式方面有着本质的区别，主要有： 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。 LON技术可以理解为局域网络技术在控制领域的延伸和应用。它的基本思想是将控制系统按局域网络的方式进行构造，用网络节点代替局域网络中的工作站，网络节点安装于监控现场，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（检测）、分析、控制（执行）和网络通讯为一体，十分适合大型场馆、厂矿车间、酒店以及现代化家庭乃至现代化大型设备进行分布式网络管理和控制。 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。 三、Lonworks OEM产品——Smart Node I/O智能节点 Smart Node I/O节点是实现面向控制过程的核心部件，是体现现成总线技术的关键部件。每个节点必须具有通信和运算控制功能。 Smart Node I/O智能节点是应用美国Echelon公司Lonworks技术开发的可编程神经元控制器系列产品，用于组成新型的智能型分布式控制网络，构筑现场总线控制系统。 * * 一、传感器概述 在测量的过程中将物理量、化学量和机械量等转变成电信号的装置叫传感器。而把传感器得到的电信号再转变成标准的电信号的装置叫变送器。 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。 借助于传感器和变送器，可以对智能建筑的各类参数进行测试和评定，并进行过程控制和调节，还可以进行远距离的传送和信号处理。 当前，传感器、变送器总的发展趋势是朝着小型化、多功能化及智能化方向发展。特别是增加了数据处理功能、自诊断功能、软硬件相组合功能、人机对话功能、接口功能、显示和报警功能等。它们在楼宇自动化中得到了广泛的应用。 二、楼宇自控中的传感器与控制器 1．楼宇自控中