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机械与自动控制学院自动化所课程名称：智能楼宇与自动化思考题1、给水排水监控系统的主要功能是什么？它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵的最佳运行，实现高效率、低能耗的最优化控制。2、给排水计算机监控系统主要监控的工艺参数和状态参数有哪些？1）水池、水箱的水位2）各类水泵的工作状态。3）出水压力与报警。3、智能大厦供水系统的供水方式有几种？重力给水系统高水位低水位城市供水管网水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵智能楼宇水箱供水压力稳定，水箱太重，增加大厦负荷，且有噪声。•压力给水系统并联气压给水系统（分区供水，相对压力小。）最低区一区二区三区空压机P2水泵智能楼宇高水位低水位压力启/停空压机P1水泵高水位低水位压力启/停空压机P3水泵高水位低水位压力启/停123456789101112城市供水管网AIDIDODDC现场控制器159236710114812气压水箱气压水箱气压水箱水泵直接给水最低区一区二区三区水泵智能楼宇水压转速水泵水压转速水泵水压转速123456城市供水管网AIAODDC现场控制器135246通过调节水泵的转速，实现恒压供水，省去水池。基于PLC的恒压供水自动控制系统4、排水系统实现的监控功能有哪些？1）主要设备：排水水泵、污水集水井、废水集水井等。2）主要监控功能(1)集水井和废水井水位检测及超限报警。(2)根据污水集水井与废水集水井的水位，控制排水泵的启/停。当水位达到高限时，连锁启动相应的水泵，直到水位降至低限时连锁停泵。(3)排水泵运行状态的检测以及发生故障时报警。高水位低水位水泵启/停压差水泵状态DIDODDC现场控制器水泵高高水位污水污水集水井水泵启/停压差水泵状态备用水泵城市排污管动力控制箱5、电梯是如何分类的？1）按控制方式分:手动控制电梯(类似于升降机,两个位置)自动控制电梯(轿厢内/外信号/其它信号综合分析、控制运行)群控电梯（综合各种信号、实施优化调度）2）按控制器件继电控制、半导体控制、微机控制3）按驱动形式交流、直流、液压4）按用途客梯、货梯、客货梯、消防电梯、船用电梯观光电梯自动扶梯自动人行道（首都机场）5）按速度分低速电梯：额定速度v≤1m/S，以货梯、病床电梯为主，货10层以下客货两用电梯；中速电梯：1m/Sv2m/S，以客梯、住宅电梯为主，用在15层以内建筑物；高速电梯：2m/S≤v4m/S的电梯，一般用于高层写字楼客梯，16层以上；超高速电梯：v≥4m/S，游览梯，20层以上。6、电梯的监控系统应完成的功能有哪些？1）电梯运行状态的监视电梯的启、停状态运行方向（如何判断）电梯所处的位置电梯的供电情况电梯的运行方式：自动、司机、检修安全保护装置的动作情况电梯远程故障诊断楼层计数器增大或减少、电机转动的方向（光电编码器）2）电梯系统报警信号监视电梯故障报警：电动机、制动器、门系统设备故障报警；限速器、限位开关、极限开关等安保装置的报警；超载信号报警。紧急情况报警监视：乘客被困电梯；乘客安全监视（闭路电视）；发生地震、火灾。第三章保安与消防自动化一、不安全的因素1、自然属性的不安全，如自然灾害（火、震、水等）；2、准自然灾害，如产品设计不合理、环境卫生不合格等；3、人为属性的不安全，人有目的的参与或非故意对安全引起的破坏。如偷盗、抢劫、刑事犯罪等。二、安防自动化的含义以电子技术、传感技术和计算机技术为基础，用各类安全防范器材构成的一个系统。一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动或火灾情况，安全防范系统能及时发现，及时报警，电视监控系统能自动记录现场和过程，从而节省了人力物力，提高了效率。不同部门安防系统的重点不同。银行：防盗、防抢；民航：防爆，检测金属和爆炸；（饮料瓶、打火机）楼宇的重点是：防盗、防火。三、安防自动化系统的分类保安自动化系统包括出入口控制、防盗报警、闭路监控。消防自动化系统包括火灾探测、报警、灭火系统。四、智能楼宇对安全防范的要求(1)防范:门卫、探头（传感器）、巡更等(2)报警：声、光、与119/110联网等(3)监视与记录：电视、数据记录器3.1出入口控制(门禁)所谓的出入口控制就是对各类人员的出入以及他们在相关区域的行动进行监控，通常被称作门禁系统。其控制的原理是：按照人的活动范围，预先制作出各种层次的卡或预定密码。在相关的大门出入口、金库门、档案室门和电梯门等处安装磁卡识别器或密码键盘，用户持有效卡或输入密码方能通过和进入。如WEIFEIHOTEL，由读卡机阅读卡片密码，经解码后送控制器判断。如身份符合，门锁被开启，否则自动报警。出入口控制系统一般要与防盗(劫)报警系统、闭路电视监视系统和消防系统联动，才能有效地实现安全防范。3.1.1门禁系统的组成门禁控制系统一般由出入口目标识别子系统、出入口信息管理子系统和出入口控制执行机构三部分组成，如图所示。发卡机管理计算机打印机等辅助设备控制器控制器控制器总线读卡器电子门锁出门按钮门传感器报警喇叭报警传感器信息管理子系统控制执行机构目标识别子系统…各部分作用：1、目标识别子系统将目标信息转换为电信号送控制器。通常由输入卡（钥匙）、读卡器、转换器组成。注：出入口目标识别子系统可分为对人的识别和对物的识别。以对人的识别为例，可分为生物特征识别系统和编码识别系统两类。生物特征识别(由目标自身特性决定)系统如指纹识别、掌纹识别、眼纹识别、面部特征识别、语音特征识别等。编码识别(由目标自己记忆或携带)系统如普通编码键盘、乱序编码键盘、条码卡识别、磁条卡识别、接触式IC卡识别和非接触式IC卡识别等。2、控制执行部分将目标信息与计算机存储信息比较后，完成开锁、闭锁、报警等功能。包括控制器、执行器、指示灯和警号等。（卡内有身份证号码，控制器存有号码，可以比对，或开门，或报警）一个控制器可以控制一个门或多个门。多个控制器联网即可组成计算机监控的门禁系统。3、管理计算机接受控制器发来的信息，对其进行分析处理，如请求输出目标信息的计算机存储信息；向控制器发出控制命令或设定信息，对控制器进行管理。3.1.2门禁系统的主要功能门禁系统的主要功能如下：(1)管理各类进出人员并制作相应的通行证，设置各种进出权限。2)凭有效的卡片、代码和特征，根据其进出权限允许进出或拒绝进出。属黑名单者将报警。(3)一般门内人员可用手动按钮开门。(4)特殊管理人员可使用钥匙开门。(5)在特殊情况下，由上位机指令门的开关。(6)门的状态及被控信息记录到上位机中，可方便地进行查询。(7)断电等意外情形下能自动开门。（电池没电）(8)对某时间段内人员的出入状况或某人的出入状况可实时统计、查询和打印。(9)可与考勤系统结合。通过设定班次和时间，系统可以对所有存储的记录进行考勤统计。如查询某人在某段时间内的上下班情况、正常上下班次数、迟到次数和早退次数等，从而进行有效的管理。（VAI)(10)根据特殊需要，系统也可以外接密码键盘输入、报警信号输入以及继电器联动输入，可驱动声、光报警或启动摄像机等其他设备。3.1.3门禁系统的主要设备1、识别卡根据卡内信息对目标进行区分。分为接触式和非接触式两种。接触式是指必须将识别卡插入读卡器内或在槽中划一下，才能读到卡号，如IC卡、磁卡等。非接触式读卡器是指识别卡无需与读卡器接触，相隔一定的距离就可以读出识别卡内的数据。1）接触型IC卡卡内封装有芯片，通过对卡的读写操作，完成信息的写入与读取。如银行卡、门卡等。(必须插入）2）非接触型IC卡卡片内装有集成电路（IC）和感应线圈，读卡机产生一特殊振荡频率，当卡片进入读卡机振荡能量范围时，卡片上感应线圈就会产生感应电动势，一方面为IC卡提供电源，另一方面可以将卡内的信息发送到读卡机，读卡机将接收的信号转换成卡片资料，送到控制器加以比较识别。优点：(1)卡上无外露机械触点，不会导致污染、损伤、磨损、静电等，大大降低了读/写故障率。(2)不必进行卡的插拔，大大提高了每次使用的速度以及操作的便利性。(3)可以同时操作多张非接触式IC卡，提高了应用的并行性，无形中提高了系统工作速度。(4)因为完全密封，卡上无机械触点，所以既便于卡的印刷，又不易受外界不良因素的影响，提高了卡的使用寿命，且更加美观。(5)安全性高，无论在卡与读卡器之间进行无线频率通信时，还是卡内数据读/写时，都经过了复杂的数据加密和严格授权。(6)卡中的用户区可按用户要求，设置成若干个小区，每个小区都可分别设置密码。正因为如此，非接触式IC卡非常适合于以前接触式IC卡无法或较难满足要求的一些应用场合，如公共汽车、自动售票系统等。这将IC卡的应用在广度和深度上大大推进了一步。2、读卡器读卡器分为接触卡读卡器(磁条、IC)和感应卡(非接触)读卡器(依数据传输格式的不同，大抵可分为韦根、智慧等)等几大类，它们之间又有带密码键盘和不带密码键盘的区别。读卡器设置在出入口处，通过它可将门禁卡的参数读入，并将所读取的参数经由控制器判断分析，准入则电锁打开，人员可自行通过；禁入则电锁不动作，并且立即报警作出相应的记录。3、写入器写入器是对各类识别卡写入各种标志、代码和数据(如金额、防伪码)等。4、控制器它由一台微处理机和相应的外围电路组成。如将读卡器比作系统的眼睛，将电磁锁比作系统的手，那么控制器就是系统的大脑。由它来确定某一张卡是否为本系统已注册的有效卡，该卡是否符合所限定的授权，从而控制电锁是否打开。5、电子锁门禁系统所用电锁一般有三种类型：电阴锁、电磁锁和电插锁。视门的具体情况选择。电阴锁和电磁锁一般可用于木门和铁门，电插锁则用于玻璃门。电阴锁一般为通电开门，电磁锁和电插锁为通电锁门。6、管理计算机1）设备注册：新卡注册、有效期注册、卡片遗失失效注册等；2）级别设定：该卡或控制器的授权，所有门都可以，还是只允许开一个门；对控制器来讲，允许哪些卡通过，不允许哪些卡通过等。3）时间管理某时段该卡有效，某时段该卡失效。4）数据库管理对记录数据进行存储、分析，对异常事件的记录、处理等。5）报表生成定时或随机生成各种报表。考勤管理、客人信息等。6）网间通信：门禁系统与录像系统、门禁系统与消防系统。7）人机界面RS485…RS485…控制器读卡器电插锁磁力锁SYRDS5SYRDK5网络适配器3.2防盗报警系统(入侵检测)一、防盗报警系统的作用（打更）防盗报警系统就是用探测器对建筑物内外重点区域、重要地点布防，在探测到非法入侵者时，信号传输到报警主机，声光报警，显示地址。有关值班人员接到报警后，根据情况采取措施，以控制事态的发展。防盗报警系统除了上述报警功能外，尚有联动功能。例如开启报警现场灯光(含红外灯)、联动音视频矩阵控制器、开启报警现场摄像机进行监视，使监视器显示图像、录像机录像等等，这一切都可对报警现场的声音、图像等进行复核，从而确定报警的性质(非法入侵、火灾、故障等)，以采取有效措施。二、防盗报警系统组成防盗报警系统一般由探测器、区域控制器和报警控制中心的计算机三个部分组成，如图所示。报警控制中心计算机区域控制器区域控制器区域控制器......警号按钮触点探测器......总线各部分作用1、报警中心1）对报警信息进行处理，发出声光报警信号，引起值班人员注意；2）对需监控区域实施集中监控。2．传输系统传输系统负责在探测器和报警控制中心之间传递信息(探测电信号)。传输信道常分为有线信道(如双绞线、电力线、电话线、电缆或光缆等)和无线信道(一般是调制后的微波)两类。3．探测器探测器位于现场，它由传感器和前置信号处理电路两部分组成。根据不同的防范场所选用不同的信号传感器，如气压、温度、振动和幅度传感器等，来探测和预报各种危险情况。例如红外探测器中的红外传感器能探测出被测物体表面的热变化率，从而判断被测物体的运动情况而引起报警；振动电磁传感器能探测出物体的振动，把它固定在地面或保险柜上，就能探测出入侵者走动或撬挖保险柜的动作。前置信号处理电路将传感器输出的电信号处理后变成信道中传输的电信号，此信号常称为探测电信号。三、探测器的分类1、按传感器探测的物