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共64页第1页第七章第七章共64页第2页引言•楼宇自动化系统的发展•进一步研究楼宇自动化系统集成化处理的目标共64页第3页第一节楼宇自动化系统集成概述•楼宇自动化系统集成的目标1．对各类设备自动化子系统进行统一的监测、控制和管理的信息系统集成2．实现各设备的联动，降低成本，提高楼宇的经济效益3．开放的数据结构，共享信息资源4．提高管理效率，降低运行成本，节约能源第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第4页楼宇自动化系统集成后应具备的特点1．先进性2．开放性3．实用性4．经济性第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第5页楼宇自动化系统集成的基本原则（一）用户需求的原则（二）管理者需求的原则（三）技术合理的原则第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第6页楼宇自动化集成系统功能楼宇自动化集成系统的一般框架集成框架服务管理资料管理设备管理库存管理客户管理系统保护监测管理数据存储视频监控系统图形显示消防报警系统供配电系统照明系统空调系统电梯系统给排水系统安保系统第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第7页楼宇自动化集成系统功能•楼宇自动化子系统功能1．供配电系统监测、控制、管理系统2．智能照明控制系统3．中央空调控制系统4．电梯自动控制系统5．给排水控制系统6．消防报警控制系统7．安保控制系统8．资料管理9．设备管理10．库存管理11．客户管理12．系统维护13．监控管理14．图形显示第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第8页楼宇自动化集成系统功能•楼宇自动化集成系统功能楼宇自动化集成系统可分成：一般功能、专业功能和管理功能第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第9页楼宇自动化集成系统功能楼宇自动化集成系统结构原理图第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第10页楼宇自动化集成系统功能•楼宇自动化的系统一般具有三级控制和二级网络结构现场设采样控制部件—硬件为直接数字控制器(DDC)，DDC具有可靠性高，控制功能强、易于编写程序的特点监控级网络控制器或PC机—称为设备子系统控制站，通常选用工业控制现场总线，较常用的是RS485或LonWorks管理信息级—使用LAN、BACnet等网络，以PC机为中央监控主机和实时操作系统平台第一节楼宇自动化系统集成概述共64页第11页第二节系统集成原理•系统集成方法的描述框架实施方法层相关支持方法实现方法建模方法评价方法形式化描述方法集成技术层相关支持技术设备集成系统集成平台系统理论层相关支持理论集成原理现代系统科学与系统工程应用集成环境集成集成概念集成机制集成对象系统系统集成方法的描述框架共64页第12页系统集成方法的描述框架•框架模型的构成思想系统集成方法的基本任务是系统集成的基本研究对象系统集成内容划分为3个描述层次•框架模型的基本特点第二节系统集成原理共64页第13页系统集成方法的描述框架•应用集成框架的背景应用集成框架的定义ISO15745包括4个部分，总标题是“工业自动化系统和集成—开放系统应用集成框架—应用集成框架参考描述”。第二节系统集成原理共64页第14页ISO15745的关联开发系统应用集成框架专规用不同视图表示的自动化系统ISO15745部分2,3…ISO15745部分1其它技术专用框架，如IEC61499CORBA，DCOM，资源SubAIP过程信息交换专规一致性系统一致性AIP资源模型子系统装置通信设备过程模型信息交换模型第二节系统集成原理共64页第15页系统集成原理与相关原理•系统集成的基本原理优化集成变换控制事务处理数据处理界面表示规则：代理并发触发互换机制：产品：中件，群件标准I1()I2()O1O2O3O4I()（措施，算法）（方案，算法）整体优化操作异构同化操作接口关系定义+异构接口I1分布接口I2…..系统集成实现原理第二节系统集成原理共64页第16页系统集成原理与相关原理•集成与并行工程原理并行工程运行框架定义为3个层次集成哲理与并行模式成功结合的要点第二节系统集成原理共64页第17页系统集成原理与相关原理并行工程运行框架集成支持平台协同机制与并发控制领域应用·BAS·CAS·OAS过程并行化·并行化管理·并行化控制·并行化计算相关支持·内部支持·外部支持·环境处理应用层控制层支撑层领域资源过程资源相关资源第二节系统集成原理共64页第18页系统集成原理与相关原理•集成与重构工程原理重新构思重新构划重新构成重新构造①②重组约束C:重用约束重载约束I:重用对象虚拟对象改革对象开放机制自稳机制突现机制选评机制M:O:新模式新结构新流程新配置集成与重构变换原理第二节系统集成原理共64页第19页楼宇自动化系统集成的基本形态•信息集成•物理集成•应用集成第二节系统集成原理共64页第20页第三节楼宇自动化系统集成适用技术楼宇自动化系统网络集成技术•网络集成应遵循的原则•网络需求分析共64页第21页楼宇自动化系统网络集成技术•系统网络结构设计目前由于投资和技术原因，在智能楼宇中系统的网络结构设计不尽合理，因此存在着几种楼宇自动化系统的集成形成。第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第22页楼宇自动化系统网络集成技术各子系统分立运行的网络结构车库管理系统楼宇物业管理系统用户办公自动化系统空调自动化系统给排水自动化系统现场传感、执行机构4～20mA现场传感、执行机构LAN火灾报警系统区域火灾报警器火灾探测器防盗报警系统防盗报警器4～20mA第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第23页楼宇自动化系统网络集成技术目前智能楼宇中常见的网络结构BAS服务器物业管理系统用户办公自动化系统空调自动化系统给排水自动化系统现场变送器、传感器及执行机构LAN变电站自动化系统设备自动化系统火灾报警系统安保系统区域火灾报警组火灾探测器防盗报警系统防盗报警器电子巡更系统4～20mA4～20mA4～20mA第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第24页楼宇自动化系统网络集成技术楼宇自动化系统智能监控网络Intranet结构Web服务器用户1办公自动化系统空调自动化系统给排水自动化系统现场变送器、传感器及执行机构变电站自动化系统设备自动化系统火灾报警系统安保系统防火墙Web服务器进入Internet网用户n办公自动化系统物业管理系统TCP/IPIntranetSQL数据库车库管理系统LONworksB-ISDN数字监控系统现场监控装置报警电话1报警电话n…区域火灾报警组火灾探测器防盗报警系统防盗报警器电子巡更系统…第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第25页楼宇自动化系统网络集成技术智能化监控网络系统的技术模式的系统优越性各子系统分工和为系统集成定位的原则第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第26页楼宇自动化系统网络集成技术多种网络技术在楼宇自动化系统中的集成照明子系统消防子系统供配电子系统设备空调子系统监控中心交换机广域网多媒体会议中心大型服务器网点电话网集线器办公室用户办公室用户局域网集线器办公室用户办公室用户局域网集线器办公室用户办公室用户局域网几个楼宇自动化子系统网主干网Intranet办公自动化网……………设备设备设备设备设备设备设备设备设备设备设备Infranet第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第27页楼宇自动化系统网络集成技术•楼宇自动化系统网络的集成网络层BACnet应用层应用层BACnet网络层数据链路层ISO8802-(IEEE802.3)MS/TP(主从/令牌传递)PTP(点到点协议)LONTALK(Proprietary)物理层ISO8802-3(IEEE802.3)ARCnet(ATA/ANS1878-1)EIA-485(RS485)EIA232(RS232)第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第28页楼宇自动化系统网络集成技术•物业管理信息系统与楼宇自动化系统的集成•物业管理信息系统的总线型体系第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第29页楼宇自动化系统网络集成技术总线型智能楼宇物业管理信息系统体系结构最新数据缓存数据协调管理模块网络通讯模块子系统数据管理模块事务处理及信息逻辑管理模块总数据服务器子数据服务器子数据库网络通讯模块主干网Internet网上事务处理模块网络通讯模块Web数据服务器客户服务模块客户机总数据库第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第30页楼宇自动化控制网络数据通信协议以及与Internet的互连•楼宇自动控制通信协议-BACnet•BACnet的互联网扩展1.BACnet互联网的概念2.BACnet附录H.33.BACnet附录JBACnet/IP规范的内容有7部分第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第31页楼宇自动化控制网络数据通信协议以及与Internet的互连用PAD组建BACnet互联网因特网BACnet设备IP路由器PADBACnet设备IP帧以太网网络1BACnet帧BACnet设备PAD以太网网络2BACnet帧BACnet设备操作员工作站BACnet设备BACnet路由器网络3BACnet设备第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第32页智能楼宇中的BACnet互联网楼宇IP互联网楼宇IP互联网BACnet设备PADIP帧网络100BACnet帧操作员工作站IP路由器PADIP帧BACnet帧IP路由器PAD超级网络1BACnet设备网络101因特网PADIP帧BACnet帧IP路由器PAD超级网络1BACnet设备网络200IP路由器PAD网络201BACnet设备BACnet设备智能楼宇1智能楼宇2IP路由器第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第33页智能楼宇集散型控制系统集成技术•基于DCS的C/S模式应用方法1．网络形式(1)网络环境(2)ACG提供一个支持TCP/IP协议的Socket通信编程接口第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第34页智能楼宇集散型控制系统集成技术物理层IEEE802.310BASE-5传输速率10Mbit/s传输介质50Ω同轴电缆传输距离每网段500m(用中断器达2.5Km)站点间距离最小2.5m收发器线长度最长50m编码方式曼彻斯特编码传输方式基带传输物理接口数1个媒体访问控制(MAC)CSMA/CD站点地址出厂设定Ethernet通信接口参数表第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第35页智能楼宇集散型控制系统集成技术Socket通信编程接口表OSIACG7应用层Geteway通信程序6表示层5会话层SocketI/F4传输层TCP3网络层IP,ICMP,ARP2链路层CSMA/CD1物理层基带10Mbit/s第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第36页智能楼宇集散型控制系统集成技术(3)通过ACG命令方式访问ACG，可以对V-NET网上的现场控制器进行过程数据采集和给定，以实现生产过程的监控和管理。客户机客户机客户机…Ethernet网ICSDCSV-NET网EWSACGDCSDCSDCS…基于DCS的网络结构第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第37页智能楼宇集散型控制系统集成技术2．网络协议3．C/S工作方式Socket0bind0Connect0Write0……read0Close0客户机(PC机)Socket0bind0accept0read0…Write0服务器(ACG)Listen0等待连接Close0连接请求服务命令响应数据关闭连接(Ann,…)(Gnn,…)面向连接服务的Socket调用第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第38页智能楼宇集散型控制系统集成技术4．实时监控五项主要功能:网络通信功能、数据采集功能、动态监控功能、信息处理功能、过程组态功能第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第39页智能楼宇集散型控制系统集成技术•基于Web技术的新型智能楼宇DCS结构的应用方法第三节楼宇自动化系统集成适用技术共64页第40页智能楼宇集散型控制系统集成技术基于Web的B/S结构的DCS具有下列一些优点1．应用服务器的开发简单2．有许多现成的可供选择的外围程序3．客户端猎取数据更加容易4．和软件的发展趋势相符合第三节楼宇自动化系