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1楼宇自动化复习资料第一章楼宇自动化技术概述1．BAS的四个组成：中央控制站（控制器）、区域控制站（控制器）、现场设备（执行机构，测量装置，触点开关）、通信网络（底层现场总线）。2．智能楼宇自动化系统(BAS)是建立在计算机技术基础上的采用网络通信技术的分布式集散控制系统,它允许实时地对各子系统设备的运行进行自动监控﹑管理。3．智能楼宇：利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合。通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其功能与建筑的优化组合。所获得的设资合理，适合信息社会需要，并且安全、高效、舒适、便利、灵活特点。⑴狭义BA包括：空调自动化系统，供配电综合自动化系统，智能数字照明控制系统，给排水自动控制系统和电梯控制系统。⑵广义又包括：FA消防自动化系统SA保安自动化系统3A：BA楼自动化系统CA通信自动化系统OA公自动化系统4C技术：现代计算机(Computer)技术、现代控制(Control)技术、现代通信(Communication)技术、现代图形技术。楼宇自动化控制系统的控制单元结构图含义控制器-给定量偏差执行机构被控对象输出量测量装置扰动楼宇自动化控制系统网络结构服务器子系统n工作站n子系统2工作站2子系统1工作站1上层网络局域网……智能楼宇的基本结构2智能楼宇物业管理系统BAFASAOACA广义的BA空调自动化系统电梯控制系统智能数字照明给排水自动控制供配电综合自动化火灾报警控制自动消防系统联动系统巡更系统视频监控系统入侵报警系统出入口控制车库管理系统智能卡管理数字信息分析处理电子商务综合业务管理辅助决策计算机网络通信网络卫星通信有线电视第二章集散型控制系统1．集散控制系统是分散型综合控制系统（TotalDistributedControlSystems）或分散型微处理器控制系统（DistributedMicroprocessorControlSystems）的简称。它以微型计算机为核心，把微型机、工业控制计算机、数据通信系统、显示操作装置、输入/输出通道、模拟仪表等有机地结合起来，采用组合组装式结构组成系统，为实现工程大系统的综合自动化创造了条件。DCS定义采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级，形成分级分布式控制。特点：①控制分散，显示操作集中。②系统可靠性高。2．DCS结构分三级:(1)管理级(2)操作监控级(3)现场控制级3．DCS工程设计:(1)内容+步骤：P56BAS设计：一、硬件：（1）系统设计（拓扑结构、I/O点数）（2）接口设计二、施工3（1）端子图（2）I/O数据统计表三、软件(2)工程组态：P59(3)与DCS有关的图样文件：P60系统组态软件功能系统配置站组态板组态数据库组态模拟量输入点组态模拟量输出点组态开关量输入点组态开关量输出点组态脉冲量输入点组态历史数据库组态控制算法组态编译数据下载其他功能DDC的结构：DDC计算机生产过程输入通道输出通道显示打印报警设定值具有网络化结构的DDC文件数据设定输入接口控制演算单元输出接口文件通信DDC控制器DIAI温度传感器湿度传感器浓度传感器CO2工程人员用数字设定器空调机回风机过滤器～至别的控制器（相互通信）网络干线中央监控机·调出监控点·启停·设定·状态·报警·瞬时/积算·程序数据用户运转设备DOAOM电动阀风门变换器风门加湿器新风机回风机风机盘管单元44．DDC半集中中央空调控制系统控制三大类设备：（1）制冷机组（2）新风机组与水系统（3）末端风机盘管设备以多台具有通信协议的DDC为基本控制设备的分散型控制系统。5．集散型控制系统一般分为三级管理级：作为信息中心，采用服务器及小型计算机系统来完成。操作监控级：“人——机”接口操作站。现场控制级：机电设备运行过程信号的采集，处理及控制。通信显示按键电源控制算法（CPU）AIDIAODO变送器、传感器执行器被控对象DCS数据采集控制站机柜中有：①主控卡(32位CPURAMROM)②I/O卡(AI、AO、DI、DO、PI)6．DCS的画面组态主要包括过程流程图，过程控制图画面的设计、绘制、动态数据更新及动态调用；画面组态设计应尽量便于操作，即设计时应充分考虑操作的方便，减少失误，使用户在经过尽可能少的培训后，就能掌握图形绘制的方法，特别是在采用了窗口技术的DCS中。维护组态工作包括DCS运行状态显示，系统各组件或接插件的运行状态显示和系统网络运行显示等的画面设计。根据现场实际，对供配电控制系统中各设备的运行状态、组件投运情况等进行维护组态。在完成站和I/O通道板的配置以后就可以进行数据库组态，组态包括模拟量输入和输出点，数字量输入和输出点，脉冲量输入点的组态；组态包括定义点号和点的各种属性和参数。每一种量都有十几个到三十几个参数。历史库数据组态功能完成按不同的时间间隔保存数据，分为长时间历史数据，中长时间5历史数据和短时间历史数据。每一组都有一个相应的组号。该组号就规定了此数据的存储间隔。组态是在完成数据库的组态以后就可以进行控制回路的组态，控制回路的组态包括生成控制算法；设置算法的参数；选择与此回路相联系的数据点等。第三章现场总线控制系统1．比较FCS与DCS的异同：(重点)A、概念：(1)现场总线：为现场设备与装置之间实行双向、串行、多节点通信的通信网络，是“从控制室连接到现场设备的双向全数字通信总线。”现场总线技术是一种集计算机技术﹑通信技术﹑集成电路技术及智能传感技术于一身的新兴控制技术。(2)DCS的定义：以多台微处理器为基础的集中分散型控制系统.实现了分散控制，集中管理。B、特点：(1)DCS：①第一次完成了计控的产业化；②可用组态完成不同软硬件要求；③实现了抗干扰,解决冗余,得以广泛应用；④完善了控制算法。(2)FCS：①通讯线供电；②系统的开放性；③互可操作性与互用性；④现场设备的智能化和功能自治性,施工方便；⑤对现场环境的适应性。C、DCS与FCS相比：DCS：①不是开放式系统,必需是供一个网关与其他网络控制系统相连；②.不存在完全的数字化；③没有真正实现完全的分散控制；④不能做到可操作性和互用性。D、结构不同:62．简述现场总线基金会（FF）的基本内容：一、协议：物理层数据链路层用户应用层二、传输速度31.25Kbit/s(H1)10Mbit/s(HSE)1900m750m三、传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤及其它通信介质四、网络结构：拓扑结构：总线型等网段最多为32个网络节点；主从通信形式：令牌CD、PT五、通信码制：曼彻斯特编码六、特点：1、对象字典2、应用功能块七、适用范围：小型控制系统3．简述局部操作网络（LONWORKS）的基本内容：一、协议：采用IOS/OSI模型的全部7层通信协议二、传输速度1.25Mbit/s～1.2kbit/s（双绞线78Kbps）三、传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤、无线、电力线、电源线。四、网络拓扑结构：星形、总线结构等所有网络拓扑结构五、通信码制：差分曼彻斯特编码六、特点：1、专用神经元芯片2、主主通信形式：P－坚持CSMA/CD通信方式错误检测机制3、网络变量4、有收发器、路由器实现所有通信介质连接七、适用范围：网络节点达三万多，适用于大型控制系统。4．现场总线技术：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中，“生产过程”包括断续生产过程和连续生产过程两类。5．现场总线控制系统：是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络控制系统。76．FCS工程设计：①系统规划②设备选型确定控制输出设备；确定控制检测设备；确定现场总线条数；确定现场总线接口卡数；采集和逻辑控制；关于容错能力③安装施工设计④组态编程7．Profibus现场总线的结构图Profibus-FMSProfibus-DPPLCPLC网桥工业PC机工业PC机ACTACT10M100M123413141516567817181920910111221222324UPLINK123456789101112131415161718192021222324COLCOLPWRSWITCH耦合器传感器执行器传感器执行器8．FF基金会现场总线链路活动调度器的作用。①DLL通过一个叫做链路活动调度器(LAS)上的确定的集中式总线调度程序，管理对现场总线的访问。②LAS周期性的在现场总线上广播一个时间发布(TD)报文，使所有设备正确的拥有相同的数据链路时间。③在非调度通信时，LAS向所有在活动表中的设备发送一个传输令牌(PT)报文，当该设备收到该PT后，将被允许传输非调度报文。9．楼宇自动化的现场总线(局部操作网络LonWorks)的网络节点采用了宿主结构宿主(HostBase)结构原理框图如下：主处理器接口单元神经元芯片收发器复位电路EPROM神经元芯片是8位总线，目前支持的最高主频是10MHz，因此它所能完成的功能也十分有限。8对于一些复杂的控制，如带有PID算法的单回路、多回路的控制就显得力不从心。采用宿主结构的控制节点结构是解决这一矛盾的很好方法，将神经元芯片作为通信协议处理器，用高性能主机的资源来完成复杂的测控功能。10．比较FF(现场总线基金会)与Longworks:FFLonWorks协议与OSI相同与OSI相同传输介质双绞线同轴电缆光纤其他介质双绞线同轴电缆光纤电源线无线射频适用范围低速﹑小型控制系统低中速﹑大中型控制系统网络结构P75拓扑结构物理拓扑(总线型)逻辑拓扑(令牌型)主从通信(星型结构)总线型为主对等通信(总线结构)通信码曼彻斯特编码数字编码差分曼彻斯特编码特点1通过现场总线通信的数据,以一个”对象描述”来描述,对象描述集合在一个叫”对象字典”的结构中.2FMS为用户应用服务,它以标志的报文格式集,在现场总线上相互发送报文.1神经元芯片有三个CPU2支持直接面向对象的网络协议3路由器4收发器第四章楼宇设备自动化系统1．变电站⑴楼宇变电站（所）自动控制系统的结构：集中式；分层分布式：过程层、间隔层和站控层过程层：一次与二次设备的结合面。间隔层：汇总本间隔的过程实时数据信息，对一次设备保护。站控层：刷新实时数据库，按时登录历史数据。9主站1间隔1一次设备1间隔2一次设备2主站n间隔n一次设备n变电站层间隔层开关层监控总线网………⑵四遥：①遥测：模拟量输入，测量各设备的电压﹑电流﹑电功率﹑有功和无功电度等；②遥信：开关量输入，各断路器和刀闸位置，设备状态，保护动作信号等；③遥调：变压器分接头调节﹑提高或降低系统电压数值；④遥控：开关量输出，控制断路器断开﹑闭合等；⑶供配电自动化系统可以对智能楼宇的供电状况进行实时监视和控制，包括对各级电力开关设备，配电柜高压和低压侧状态；主要回路的电流、电压及功率因数，变压器及电缆的温度；发电机运行状态等监测与控制，对故障进行报警等；另外，通过对用电情况的计量和统计；实施科学的管理方法，合理均衡负荷，以保障安全、可靠地供电。2．照明：(结构与火灾报警几乎一致)⑴功能：P119~121⑵照明自动控制系统对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅照明、走廊照明、庭院或停车场等处照明、广告霓虹灯、节日装饰彩灯、航空障碍照明灯等设备自动进行启停控制；并自动实现对照明回路的分组控制；对用电过大时的自动切断，以及对厅堂和办公室等地的“无人熄灯”控制。⑶智能照明控制系统的基本结构:P121⑷采用智能照明控制系统可获得以下优点：（一）良好的节能效果；（二）延长光源的寿命；（三）改善工作环境，提高工作效率；（四）照度一致性；（五）实现多种照明效果；（六）实现照明控制智能化；（七）智能控制，管理维护方便。3．中央空调：10⑴节能方式：(1)室内温湿度设定值节能控制(2)变新风量节能控制(3)动力设备的起停节能控制(4)输送系统的变流量和变速度控制⑵起停控制过程：中