建筑自动化控制系统系列：Siemens Desigo_（3）.Desigo楼宇自控设计原理.docx

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Desigo楼宇自控设计原理

楼宇自控系统概述

楼宇自控系统（BuildingAutomationSystem,BAS）是一种通过自动化技术对建筑物内的各种设备和系统进行监控和管理的系统。这些设备和系统包括HVAC（暖通空调）、照明、安防、电梯等。Desigo楼宇自控系统是Siemens公司推出的一款先进且综合的楼宇自控解决方案，旨在提高建筑物的能效、舒适性和安全性。

楼宇自控系统的主要功能

设备监控：实时监测楼宇内各种设备的运行状态，例如温度、湿度、压力、流量等。

设备控制：根据预设的逻辑或用户需求，自动控制设备的运行，例如调节空调温度、开关照明等。

数据采集与分析：采集设备运行数据，进行分析和处理，提供优化建议。

报警与故障处理：检测设备故障并及时报警，提供故障诊断和处理建议。

能源管理：优化能源使用，减少能源浪费，提高能效。

Desigo系统的优势

集成性：Desigo系统可以集成多种子系统，实现统一管理。

灵活性：支持多种协议和设备，易于扩展和升级。

可靠性：采用先进的冗余设计，确保系统的稳定运行。

用户友好：提供直观的图形界面，方便用户操作和管理。

能效优化：通过智能算法和数据分析，实现能源的高效利用。

Desigo系统的架构

Desigo系统采用分层架构，包括以下几个主要层次：

1.现场层（FieldLevel）

现场层是Desigo系统的底层，负责直接与各种设备和传感器进行交互。这一层包括：

现场设备：如温度传感器、湿度传感器、压力变送器、流量计等。

执行器：如电动阀门、风机、水泵等。

现场控制器：如温度控制器、湿度控制器等，这些控制器通常使用PLC（可编程逻辑控制器）或DDC（直接数字控制器）。

2.网络层（NetworkLevel）

网络层负责将现场层的数据传输到中央管理层，并将中央管理层的控制指令下发到现场层。这一层包括：

通信协议：支持多种通信协议，如BACnet、LonWorks、Modbus等。

通信设备：如通信网关、路由器、交换机等。

网络架构：包括星型、环型、总线型等网络拓扑结构。

3.中央管理层（CentralManagementLevel）

中央管理层是Desigo系统的管理层，负责数据处理、监控和控制逻辑的实现。这一层包括：

中央控制器：如DesigoCC（CentralController），用于集中管理和控制。

服务器：用于存储和处理大量数据。

用户界面：如DesigoCC的图形用户界面，提供直观的操作和监控功能。

Desigo系统的工作原理

Desigo系统的工作原理基于数据采集、数据处理和控制逻辑的实现。以下是其工作流程的具体描述：

1.数据采集

数据采集是Desigo系统的第一步，通过现场层的传感器和设备收集建筑物内的各种数据。这些数据包括：

环境数据：如温度、湿度、光照强度等。

设备状态数据：如阀门开度、风机转速、水泵运行状态等。

能源消耗数据：如电能、水能、热能等。

例如，使用BACnet协议采集温度数据：

#Python代码示例：通过BACnet协议采集温度数据

importbacpypes.primitivedataasbpa

frombacpypes.objectimportAnalogValueObject

frombacpypes.taskimportRecurringTask

frombacpypes.bvllserviceimportClientBVLLService

frombacpypes.appimportBIPSimpleApplication

frombacpypes.local.deviceimportLocalDeviceObject

#定义本地设备对象

local_device=LocalDeviceObject(

objectName=DesigoSensor,

objectIdentifier=1,

maxApduLengthAccepted=1024,

segmentationSupported=segmentedBoth,

vendorIdentifier=1234,

)

#定义温度传感器对象

temperature_sensor=AnalogValueObject(

objectName=TemperatureSensor,

objectIdentifier=2,

presentValue=0.0,

units=degreesCelsius,

)

#创建应用程