第二章樓宇自動(dòng)化控制技術(shù)基礎(chǔ)1、檢測(cè)技術(shù)概述電量參數(shù)的檢測(cè)非電量參數(shù)的檢測(cè)2.1、溫度傳感器2、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)常用傳感器（1）電阻測(cè)溫：銅電阻（－5℃～150℃）、鉑電阻（200℃～600℃）的阻值隨溫度變化而變化。（2）半導(dǎo)體測(cè)溫：PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化而變化，通過(guò)測(cè)感溫元件結(jié)電壓變化來(lái)測(cè)量溫度變化。（3）熱電偶測(cè)溫：根據(jù)熱電效應(yīng)，將兩種不同的導(dǎo)體接觸并構(gòu)成回路，若兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同，回路中產(chǎn)生熱電勢(shì)。通過(guò)測(cè)量熱電偶的電勢(shì)測(cè)量溫度。1、熱電阻溫度傳感器：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化而變化的特性制成的傳感器。要求金屬電阻溫度系數(shù)大，電阻與溫度成線性關(guān)系，在測(cè)溫范圍內(nèi)物理和化學(xué)性能穩(wěn)定。金屬電阻與溫度的線性關(guān)系：Rt=R0(1+αt)銅：α＝（4.25~4.28）×10－3/℃，溫度變化1℃，電阻變化0.4%~0.5%鉑：α＝3.908×10－3/℃

半導(dǎo)體熱敏電阻溫度傳感器：靈敏度高，溫度變化1℃，電阻變化2%~6%溫度系數(shù)為負(fù)，溫度升高，電阻下降。RT=RT0eβ(1/T+1/T0)－50℃～300℃2、熱電勢(shì)溫度傳感器兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路時(shí)，若兩個(gè)不同材料接點(diǎn)處溫度不同，回路中會(huì)出現(xiàn)熱電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生電流。這一熱電動(dòng)勢(shì)包括接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。自由端（冷端）：溫度保持恒定工作端（熱端）：測(cè)溫端2.2、濕度傳感器絕對(duì)濕度:在一定的溫度和壓力下，單位體積空氣中所含的水蒸氣量(g/m3)相對(duì)濕度：空氣中實(shí)際水蒸氣量與同一溫度下所含最大水蒸氣量的比值（%RH）濕敏元件：阻抗式，電容式1、阻抗式濕度傳感器阻抗與濕度呈非線性關(guān)系。2、電容式濕度傳感器電容與濕度呈線性關(guān)系元件尺寸小，響應(yīng)快，溫度系數(shù)小，穩(wěn)定性好。2.3、壓力傳感器1、利用金屬?gòu)椥灾瞥傻膲毫鞲衅鳎?）電阻式壓差傳感器：將測(cè)壓彈性元件的輸出位移變成滑動(dòng)電阻的觸點(diǎn)位移。

（2）電容式壓差傳感器兩塊彈性強(qiáng)度好的金屬平板，作為差動(dòng)可變電容器的兩個(gè)活動(dòng)電極，壓力作用下，產(chǎn)生位移，導(dǎo)致電容變化。（3））霍霍爾壓壓力傳傳感器器當(dāng)霍爾爾元件件隨壓壓力變變化而而運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，，則作作用于于霍爾爾片上上的磁磁場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度變變化，，霍爾爾電勢(shì)勢(shì)也隨隨之變變化，，并正正比于于位移移的變變化。。壓力變變化機(jī)機(jī)械械位移移霍霍爾電電勢(shì)變變化測(cè)量動(dòng)動(dòng)態(tài)壓壓力和和快速速脈動(dòng)動(dòng)壓力力2、壓壓電式式壓力力傳感感器壓電效效應(yīng)（壓電電現(xiàn)象象）：：壓電電材料料受外外界壓壓力產(chǎn)產(chǎn)生形形變，，內(nèi)部部產(chǎn)生生極化化，在在其表表面產(chǎn)產(chǎn)生電電荷，，去掉掉外力力，返返回不不帶電電狀態(tài)態(tài)，電電荷量量大小小與外外力大大小成成正比比。3、半半導(dǎo)體體壓力力傳感感器當(dāng)半導(dǎo)導(dǎo)體硅硅受外外力作作用，，晶體體處于于扭曲曲狀態(tài)態(tài)，由由于載載流子子遷移移率變變化，，而導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)結(jié)晶阻阻抗變變化，，稱為為壓電電電阻阻效應(yīng)應(yīng)。2.4、流量量傳感感器1、節(jié)節(jié)流式式：管道安安裝節(jié)節(jié)流器器件（（孔板板、噴噴嘴、、靶、、轉(zhuǎn)子子），，根據(jù)據(jù)流體體對(duì)節(jié)節(jié)流器器件的的推力力和節(jié)節(jié)流器器前后后的壓壓力差差，測(cè)測(cè)流量量的大大小，，將壓壓差或或推力力轉(zhuǎn)換換為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電電信號(hào)號(hào)。精度差，，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，制制造方便便（1）壓壓差式流流量計(jì)：：流量大大小與節(jié)節(jié)流元件件前后壓壓力差的的平方根根成正比比。（2）靶靶式流量量計(jì)（3）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量量計(jì)2、速度度式（渦渦輪流量量計(jì)）：：渦輪轉(zhuǎn)速速正比于于流量。。線性好，，反應(yīng)靈靈敏，只只在清潔潔流體中中使用導(dǎo)磁式渦渦輪葉片片光纖式渦渦輪傳感感器3、容積積式：橢圓齒輪輪流量計(jì)計(jì)：齒輪輪在一個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周周期里排排出一定定量流體體。計(jì)算齒輪輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈圈數(shù)。精度高，，可測(cè)高高黏度流流體4、電磁磁式：測(cè)量導(dǎo)電電液體的的流量，，一對(duì)磁磁鐵安裝裝在管道道外面，，形成磁磁場(chǎng)，根根據(jù)感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)測(cè)流速速。工作可靠靠，精度度高，線線性好，，測(cè)量范范圍大，，反應(yīng)速速度快2.5、液位傳傳感器1、電阻阻式：利利用液體體的電阻阻作為監(jiān)監(jiān)控對(duì)象象，在液液體介質(zhì)質(zhì)中安裝裝金屬接接點(diǎn)，利利用介質(zhì)質(zhì)導(dǎo)電性性，接通通檢測(cè)控控制回路路，檢測(cè)測(cè)液體液液位高低低。浮筒式液液位計(jì)：：浮筒經(jīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)連桿與與滑動(dòng)電電阻器滑滑動(dòng)觸點(diǎn)點(diǎn)相連。。2、電容容式：用用金屬棒棒和金屬屬外筒作作為兩電電極，被被測(cè)液體體進(jìn)入內(nèi)內(nèi)外電極極之間，，通過(guò)測(cè)測(cè)量電容容量值，，測(cè)知液液面高度度。2.6、空氣質(zhì)質(zhì)量傳感感器半導(dǎo)體氣氣體傳感感器：傳感器平平時(shí)加熱熱到穩(wěn)定定狀態(tài)，，空氣接接觸到傳傳感器表表面時(shí)被被吸附，，有些氣氣體在吸吸附處取取得電子子變成負(fù)負(fù)離子吸吸附，稱稱為氧化化型氣體體（電子子接收型型氣體）），如O2、NO，有有些氣體體在吸附附處釋放放電子成成為正離離子吸附附，稱為為還原型型氣體（（電子供供給型氣氣體），，如H2、CO。。正常情況況，敏感感器件的的氧吸附附量為一一定，即即半導(dǎo)體體的載流流子濃度度一定，，如遇異異常則變變化。制作和使使用方便便，價(jià)格格便宜，，響應(yīng)快快，靈敏敏度高3、自動(dòng)動(dòng)控制基基本原理理與系統(tǒng)統(tǒng)組成3.1閉閉環(huán)控制制/調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)的的組成（1）、、單回路路控制/調(diào)節(jié)系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單、明了了，投資資?。?）、、多回路路控制/調(diào)節(jié)系系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性性較復(fù)雜雜，慣性性比較大大，可尋尋找某一一慣性較較小，能能及時(shí)反反映干擾擾影響的的中間變變量或參參數(shù)作為為輔助控控制變量量通過(guò)輔輔助回路路對(duì)輔助助變量的的及時(shí)控控制，共共同完成成對(duì)主控控參數(shù)的的調(diào)節(jié)與與控制。。主、副兩兩個(gè)控制制回路的的調(diào)節(jié)器器相串聯(lián)聯(lián)，副回回路時(shí)一一個(gè)隨主回路變變動(dòng)而能能自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)的隨隨動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)。副回回路主要要對(duì)頻繁繁出現(xiàn)的干擾擾進(jìn)行控控制，提提高系統(tǒng)統(tǒng)抗干擾擾能力。。（3）、、比值控控制/調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種種或多種種物料流流量或控控制參數(shù)數(shù)保持嚴(yán)嚴(yán)格比例例關(guān)系的的自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)。（4）、、復(fù)合控控制/調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)主要干干擾進(jìn)行行前饋控控制，反反饋回路路對(duì)其他他可能的的干擾進(jìn)進(jìn)行調(diào)節(jié)節(jié)控制。。3.2控控制制器調(diào)節(jié)節(jié)特性及及其選擇擇調(diào)節(jié)器：：氣動(dòng)、、液動(dòng)、、電動(dòng)模模擬、數(shù)數(shù)字調(diào)節(jié)節(jié)器等控制規(guī)律律：位置置式、比比例式、、積分式式、比例例積分式式、比例例積分微微分式。。1、位置置式調(diào)節(jié)節(jié)（開(kāi)關(guān)關(guān)控制/開(kāi)關(guān)調(diào)調(diào)節(jié)）（1）雙雙位調(diào)節(jié)節(jié)（2）三三位調(diào)節(jié)節(jié)圖2.15三位調(diào)節(jié)特性分別對(duì)應(yīng)應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)的正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、停、、反轉(zhuǎn)或系統(tǒng)的的三種工工作方式式。2、比例例調(diào)節(jié)（（P）調(diào)節(jié)器輸輸出與偏偏差大小小、方向向成比例例的控制制信號(hào)。。P=Ke比例調(diào)節(jié)節(jié)器：調(diào)調(diào)節(jié)速度度快、穩(wěn)穩(wěn)定性好好、不易易產(chǎn)生超超調(diào)，但但有殘余余的偏差差。適用于調(diào)調(diào)節(jié)精度度不高場(chǎng)場(chǎng)合，一一般液位位調(diào)節(jié)，，壓力調(diào)調(diào)節(jié)等。。3、積分分調(diào)節(jié)（（I）調(diào)節(jié)器對(duì)對(duì)偏差進(jìn)進(jìn)行積分分，輸出出相應(yīng)控控制信號(hào)號(hào)。對(duì)變化快快的干擾擾、調(diào)節(jié)節(jié)效果差差。4、比例例積分調(diào)調(diào)節(jié)（PI）調(diào)節(jié)器的的輸出信信號(hào)不僅僅與輸入入偏差保保持比例例關(guān)系，，還與偏偏差存在在的時(shí)間間長(zhǎng)短有有關(guān)。消除殘余偏差差，應(yīng)用廣泛泛。5、比例微分分調(diào)節(jié)（PD）調(diào)節(jié)器的輸出出信號(hào)不僅與與輸入偏差有有比例關(guān)系，，還與偏差變變化速度有關(guān)關(guān)。不能消除靜差差。6、比例積分分微分調(diào)節(jié)（（PID）調(diào)節(jié)器的輸出出信號(hào)不僅與與輸入偏差及及偏差存在的的時(shí)間長(zhǎng)短有有關(guān)，還與偏偏差變化速度度有關(guān)。調(diào)節(jié)效果好、、應(yīng)用廣泛。。3.4執(zhí)行行器執(zhí)行器由執(zhí)行行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)執(zhí)行器的推動(dòng)動(dòng)部分，按照照調(diào)節(jié)器的輸輸出信號(hào)的大大小和類型，，產(chǎn)生推力和和位移。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：受受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的的操縱，調(diào)節(jié)節(jié)工藝介質(zhì)流流量。執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)分類按輸出方式分分：角行程執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直行程執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)按所用能源種種類分：氣動(dòng)動(dòng)——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單電動(dòng)——能源源方便、廣泛泛使用（閥門驅(qū)動(dòng)器器、風(fēng)門驅(qū)動(dòng)動(dòng)器）液動(dòng)——驅(qū)動(dòng)動(dòng)力大調(diào)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)（常用閥閥門、風(fēng)門））1、調(diào)節(jié)閥：：閥體、閥座座、閥心、閥閥桿直通閥：?jiǎn)巫y——結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修修清洗方便、、被調(diào)節(jié)流體對(duì)閥心有作作用力。雙座閥——不不平衡力小。。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、、不便維修清清洗價(jià)格貴、關(guān)閉閉時(shí)泄漏量比比單座閥大。。三通閥：分流流閥（一入二二出）：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)出口流量調(diào)調(diào)節(jié)合流閥（一出出二入）：實(shí)實(shí)現(xiàn)入口流量量調(diào)節(jié)2、調(diào)節(jié)閥的的流量特性：：調(diào)節(jié)閥閥心心位移與流量量之間的關(guān)系系。與閥的開(kāi)度有有關(guān)，和閥前前后壓差高低低有關(guān)。（1）固有流流量特性（理理想流量特性性）：調(diào)節(jié)閥前后壓壓差固定情況況下得出的流流量特性。完全取決于閥閥心的形狀（2）工作流流量特性：在在各種實(shí)際使使用的條件下下，閥心位移移對(duì)流量的控制制特性。取決于調(diào)節(jié)閥閥的結(jié)構(gòu)，和和配管的串聯(lián)聯(lián)情況。3.5調(diào)調(diào)節(jié)器的參數(shù)數(shù)整定閉閉環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)的性能指標(biāo)標(biāo)穩(wěn)定性、正確確性、快速性性穩(wěn)定性表現(xiàn)為為：系統(tǒng)無(wú)外部干干擾且系統(tǒng)設(shè)設(shè)定值保持不不變時(shí)，被調(diào)調(diào)參數(shù)值保持持在設(shè)定值且且不隨時(shí)間變變化，系統(tǒng)處處于平穩(wěn)的工工作狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)有外界界干擾或設(shè)定定值改變時(shí)，，系統(tǒng)偏離原原來(lái)穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，經(jīng)過(guò)一段段時(shí)間調(diào)整后后，能恢復(fù)到到原來(lái)的平穩(wěn)穩(wěn)狀態(tài)，或者者被調(diào)參數(shù)會(huì)會(huì)達(dá)到并保持持在新設(shè)定值值或其附近，，系統(tǒng)處于新新的平穩(wěn)狀態(tài)態(tài)。正確性表現(xiàn)為為：系統(tǒng)在穩(wěn)定工工作狀態(tài)時(shí)，，被調(diào)參數(shù)與與設(shè)定值保持持相等，或者者二者的偏差差滿足精度要要求。定態(tài)準(zhǔn)準(zhǔn)確性。當(dāng)有干擾或設(shè)設(shè)定值改變時(shí)時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)復(fù)到穩(wěn)態(tài)的過(guò)過(guò)程中，被調(diào)調(diào)參數(shù)與設(shè)定定值的最大偏偏差應(yīng)不超過(guò)過(guò)一定的界限限。動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確確性?？焖傩员憩F(xiàn)為為：當(dāng)系統(tǒng)受干擾擾或設(shè)定值改改變時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)能夠在控制制器/調(diào)節(jié)器器的控制下，，在盡可能短短的時(shí)間內(nèi)回回復(fù)到原來(lái)的的穩(wěn)定狀態(tài)，，或達(dá)到新的的穩(wěn)定狀態(tài)。。單項(xiàng)指標(biāo)：1、衰減比n和衰減率φ衡量振蕩過(guò)程程衰減程度的的指標(biāo)。在過(guò)程控制中中，一般要求求衰減比n為為4：1到10：1之間間，相當(dāng)于衰衰減率為75％到90％％。2、最大動(dòng)態(tài)態(tài)偏差y1和和超調(diào)量σ％最大動(dòng)態(tài)偏差差：設(shè)定值出出現(xiàn)階躍變化化時(shí)，過(guò)渡過(guò)過(guò)程開(kāi)始后，，被調(diào)量第一個(gè)個(gè)波峰值超過(guò)過(guò)新穩(wěn)態(tài)值的的幅度。超調(diào)量：最大大動(dòng)態(tài)偏差占占穩(wěn)態(tài)變化幅幅度的百分?jǐn)?shù)數(shù)。3、殘余偏差差或靜差ε4、調(diào)節(jié)時(shí)間間和振蕩頻率率3、殘余偏差差或靜差ε過(guò)渡過(guò)程結(jié)束束后，被調(diào)量量的新穩(wěn)態(tài)值值與與新設(shè)定值R2之間的差值。。衡量系統(tǒng)問(wèn)問(wèn)題準(zhǔn)確性。。4、調(diào)節(jié)時(shí)間間和振蕩頻率率從擾動(dòng)出現(xiàn)到到被調(diào)量進(jìn)入入新穩(wěn)態(tài)值范范圍內(nèi)的時(shí)間間。綜合指標(biāo)誤差積分指標(biāo)標(biāo)：過(guò)渡過(guò)程程中被調(diào)量偏偏離其新穩(wěn)態(tài)態(tài)值的誤差對(duì)時(shí)間的積分分。誤差積分絕對(duì)誤差積分分平方誤差積分分時(shí)間與絕對(duì)誤誤差乘積的積積分調(diào)調(diào)節(jié)器的參參數(shù)整定1、響應(yīng)曲線線法：在響應(yīng)應(yīng)曲線的拐點(diǎn)處做切切線，把對(duì)象象特性當(dāng)做具具有純滯后的的一階慣性環(huán)環(huán)節(jié)，得到代代表該調(diào)節(jié)對(duì)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特特性參數(shù)：滯滯后時(shí)間τ和時(shí)間常數(shù)T計(jì)算放大倍數(shù)數(shù)K調(diào)節(jié)器放大倍倍數(shù)K的倒數(shù)數(shù)為比例度p：2、經(jīng)驗(yàn)整整定法：先確定一組組調(diào)節(jié)參數(shù)數(shù)，然后人人為加入階階躍擾動(dòng)，，觀察被調(diào)量的響應(yīng)應(yīng)曲線，并并按照調(diào)節(jié)節(jié)器各參數(shù)數(shù)對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)過(guò)程的影響響，逐次改變相相應(yīng)的整定定參數(shù)值。。思考題：1、書(shū)34頁(yè)實(shí)例，，分析調(diào)節(jié)節(jié)閥在外部部條件影響響下，怎么么樣由固有有流量特性性轉(zhuǎn)變?yōu)楣すぷ髁髁刻靥匦浴?、書(shū)40頁(yè)利用響響應(yīng)曲線法法進(jìn)行調(diào)節(jié)節(jié)器參數(shù)整整定的實(shí)例例。4、樓宇電電氣控制基基礎(chǔ)4.1常用用低壓電器器（用途、、符號(hào)）4.2基本本電氣控制制電路4.2.1異步電電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)動(dòng)控制線路路排污泵、排排氣扇機(jī)等等通風(fēng)機(jī)、排排風(fēng)機(jī)、冷冷熱水循環(huán)環(huán)泵、冷卻卻水循環(huán)泵泵、生活水水泵、消防防水泵等中中型電動(dòng)機(jī)機(jī)宜采用此此方法。正反轉(zhuǎn)按鈕鈕控制的典典型線路。。電器控制的的基本方法法通過(guò)按鈕發(fā)發(fā)布命令信信號(hào)，而由由接觸器執(zhí)執(zhí)行對(duì)電路路的控制，，繼電器則則用來(lái)測(cè)量量和反映控控制過(guò)程中中各個(gè)量的的狀態(tài)，并并在適當(dāng)時(shí)時(shí)候發(fā)出控控制信號(hào)使使接觸器實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)主電電路的各種種必要控制制。5、計(jì)算機(jī)機(jī)控制技術(shù)術(shù)20世紀(jì)50年代數(shù)數(shù)字計(jì)算機(jī)機(jī)出現(xiàn)初期期1959年年美國(guó)在煉煉油廠實(shí)現(xiàn)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)數(shù)據(jù)監(jiān)控1962年年英國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)機(jī)代替模擬擬調(diào)節(jié)器進(jìn)進(jìn)行閉環(huán)數(shù)數(shù)字控制。。計(jì)算機(jī)可靠靠性低，價(jià)價(jià)格昂貴，，人機(jī)界面面不方便，，實(shí)際在線線運(yùn)行系統(tǒng)統(tǒng)不多。20世紀(jì)70年代微微處理器出出現(xiàn)數(shù)字化控制制裝置（數(shù)數(shù)字調(diào)節(jié)器器、直接數(shù)數(shù)字控制器器）網(wǎng)絡(luò)化集散散控制系統(tǒng)統(tǒng)（電子、、計(jì)算機(jī)、、通信、控控制理論））20世紀(jì)90年代出出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總總線控制系系統(tǒng)功能、可靠靠性、兼容容性、智能能化和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化樓宇自動(dòng)化化技術(shù)模擬控制裝裝置與獨(dú)立立的設(shè)備控控制以直接數(shù)字字控制器（（DDC））和集散控控制系統(tǒng)（（DCS））為主流成熟的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線控制制系統(tǒng)（FCS）應(yīng)應(yīng)用越來(lái)越越多5.1、集集散控制系系統(tǒng)（DCS）特點(diǎn)控制功能分分散，操作作管理集中中，分散型型控制系統(tǒng)統(tǒng)，又稱集集中分散型型控制系統(tǒng)統(tǒng)，簡(jiǎn)稱集集散控制系系統(tǒng)。通過(guò)將功能能分散到多多臺(tái)計(jì)算機(jī)機(jī)上，分散散危險(xiǎn)性，，同時(shí)采用用雙重化、、冗余等增增強(qiáng)可靠性性的措施，，達(dá)到提高高系統(tǒng)可靠靠性和整個(gè)個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行行安全的目目的。5.2、集集散控制系系統(tǒng)的體系系結(jié)構(gòu)利用計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)對(duì)生生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)進(jìn)行集中監(jiān)監(jiān)視、管理理和設(shè)備現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分分散控制集散型控制系統(tǒng)集中管理部分分散控制部分通信部分現(xiàn)場(chǎng)直接數(shù)數(shù)字控制器及相相關(guān)軟件組成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備備的運(yùn)行狀態(tài)、參參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控控制中央管理計(jì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)控制軟軟件組成連接前兩部部分，并完完成他們之之間的數(shù)據(jù)、控制制信號(hào)及其其他信息的的傳遞集散控制系系統(tǒng)的體系系結(jié)構(gòu)框圖圖1、第一級(jí)級(jí)：現(xiàn)場(chǎng)控控制級(jí)由現(xiàn)場(chǎng)控制制器（DDC）及其其他設(shè)備組組成DDC與現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)裝置相相連，對(duì)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)對(duì)象的狀態(tài)態(tài)和參數(shù)進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和和控制（狀狀態(tài)參數(shù)監(jiān)監(jiān)測(cè)、報(bào)警警、開(kāi)閉環(huán)環(huán)控制）與第二級(jí)相相連，接受受指令和管管理信息，，傳遞現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)據(jù)2、第二級(jí)級(jí)：監(jiān)控級(jí)級(jí)由中央監(jiān)控控計(jì)算機(jī)及及相關(guān)軟件件組成監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)控控制級(jí)信息息采用工業(yè)控控制計(jì)算機(jī)機(jī)和專用計(jì)計(jì)算機(jī)3、第三級(jí)級(jí)：生產(chǎn)管管理級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)的的總體協(xié)調(diào)調(diào)與控制器器可與上層交交互傳遞數(shù)數(shù)據(jù)，并接接受管理指指令。5.3、現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制器器1、現(xiàn)場(chǎng)控控制器的功功能數(shù)據(jù)采集、、濾波、非非線性校正正、各種補(bǔ)補(bǔ)償運(yùn)算、、上下限報(bào)報(bào)警及累積積量計(jì)算接受中央管管理計(jì)算機(jī)機(jī)的各種操操作命令，，對(duì)監(jiān)控設(shè)設(shè)備和控制制參數(shù)進(jìn)行行直接控制制，提供對(duì)對(duì)整個(gè)控制制過(guò)程的直直接控制與與調(diào)節(jié)功能能2、模塊化化DDC控控制器的組組成結(jié)構(gòu)5.4、中中央監(jiān)控系系統(tǒng)1、中央監(jiān)監(jiān)控計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)集中監(jiān)監(jiān)視、管理理、系統(tǒng)生生成及診斷斷等監(jiān)控與與管理職能能要求硬件系系統(tǒng)耐用、、可靠，應(yīng)應(yīng)用軟件方方便使用且且功能齊全全2、集散系系統(tǒng)的通信信網(wǎng)絡(luò)中央監(jiān)控計(jì)計(jì)算機(jī)與DDC之間間的通信多臺(tái)中央監(jiān)監(jiān)控計(jì)算機(jī)機(jī)之間的通通信3、中央監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的的基本功能能報(bào)告、趨勢(shì)勢(shì)、報(bào)警管管理、歷史史記錄、進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行操作、、系統(tǒng)維護(hù)護(hù)與管理4、系統(tǒng)軟軟件完成操作、、監(jiān)控、管管理、控制制、計(jì)算和和自診斷的的計(jì)算機(jī)程程序系統(tǒng)管理、、現(xiàn)場(chǎng)控制制器管理5.5、集集散控制系系統(tǒng)的發(fā)展展1、系統(tǒng)的的開(kāi)放性不不斷增強(qiáng)采用標(biāo)準(zhǔn)化化iuade網(wǎng)絡(luò)和和數(shù)據(jù)庫(kù)2、采用先先進(jìn)的計(jì)算算機(jī)技術(shù)高性能微處處理器的大大量應(yīng)用3、DCS系統(tǒng)綜合合性和專業(yè)業(yè)性增加采用網(wǎng)絡(luò)操操作平臺(tái)以以便實(shí)現(xiàn)綜綜合自動(dòng)化化綜合化、開(kāi)開(kāi)放化、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、小小型化、智智能化6、樓宇自自動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)通信協(xié)議議——BACnet標(biāo)準(zhǔn)6.1BACnet概述樓宇自動(dòng)化化系統(tǒng)為了了實(shí)現(xiàn)設(shè)備備與設(shè)備、、設(shè)備與系系統(tǒng)、系統(tǒng)統(tǒng)與系統(tǒng)的的互連和信信息兼容，，達(dá)到信息息共享與系系統(tǒng)兼容的的目的，使使之更具有有開(kāi)放性和和互操作性性，這些設(shè)設(shè)備利系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)據(jù)通通信就必須須遵循同一一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議議。樓宇自自控系統(tǒng)的的數(shù)字通信信協(xié)議———BACnet協(xié)協(xié)議就是是交這種大大背景下產(chǎn)產(chǎn)生的。1995年年6月月正式式的開(kāi)開(kāi)放標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)BACnet———《《建筑筑物自自動(dòng)控控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)據(jù)通通信協(xié)協(xié)議》》(簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱《《BACnet數(shù)據(jù)據(jù)通信信協(xié)議議》)獲得得正式式通過(guò)過(guò)。該該標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是樓樓宇自自控領(lǐng)領(lǐng)域第第一個(gè)個(gè)開(kāi)放放性的的組織織標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，成成為ASHRAEl35—1995標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，并定定為美美國(guó)國(guó)國(guó)家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。。《BACnet數(shù)據(jù)據(jù)通信信協(xié)議議》闡闡述了了建筑筑物自自動(dòng)控控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的功能能，系系統(tǒng)組組成單單元相相互分分享數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)實(shí)現(xiàn)的的途徑徑、使使用的的通信信媒介介、可可以使使用的的功能能及信信息如如何翻翻譯的的全部部規(guī)則則。BACnet規(guī)規(guī)范的的是樓樓宇內(nèi)內(nèi)機(jī)電電設(shè)備備控制制器之之間的的數(shù)據(jù)據(jù)通信信，實(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)控制制的空空調(diào)、、給排排水、、變配配電和和其他他建筑筑設(shè)備備系統(tǒng)統(tǒng)的服服務(wù)和和協(xié)議議，因因而B(niǎo)ACnet協(xié)協(xié)議比比較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，，BACnet協(xié)議議建立立了一一個(gè)包包含4個(gè)層層次的的分層層體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)，4個(gè)層層次分分別是是：物理層層、數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路層層、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層層、應(yīng)應(yīng)用層層。BAcnet標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)目目前將將5種種類型型的物物理層層／數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路技技術(shù)作作為自自己所所支持持的物物理層層／數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈路技技術(shù)規(guī)規(guī)范，，形成成其協(xié)協(xié)議。。這5種類類型的的技術(shù)術(shù)分別別是：：ISO8802.3以以太網(wǎng)網(wǎng)、ARc網(wǎng)、、主從從/令令牌傳傳遞(MS/TP)網(wǎng)、、點(diǎn)到到點(diǎn)(PTP)連接接和LonTalk協(xié)議議網(wǎng)。。6.2BACnet數(shù)據(jù)據(jù)通訊訊協(xié)議議BACnet的的目的的就是是要使使不同同廠商商生產(chǎn)產(chǎn)的直直接數(shù)數(shù)字控控制器器(DDC)通通過(guò)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可可以實(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)數(shù)據(jù)交交換。。BACnet數(shù)數(shù)據(jù)通通信協(xié)協(xié)議采采用了了面向向?qū)ο笙蟮募技夹g(shù)，，定義義了一一組具具有屬屬性的的對(duì)象象(object)來(lái)表表示建建筑物物設(shè)備備的功功能，，用屬屬性的的值來(lái)來(lái)描述述對(duì)象象的特特征和和功能能，一一個(gè)BACnet對(duì)對(duì)象就就是一一個(gè)表表示某某設(shè)備備的功功能元元的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)。。1．BACnet的的18種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)象BACnet定定義了了18種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)象，，通過(guò)過(guò)不同同對(duì)象象的組組合，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)DDC不不同的的控制制功能能，從從而實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)DDC任任務(wù)的的描述述。18種種標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對(duì)象象類型型為：：模擬擬輸入入、事事件登登記、、模擬擬輸山山、文文本、、模擬擬值、、組、、數(shù)字字輸入入、環(huán)環(huán)路、、數(shù)字字輸出出、多多狀態(tài)態(tài)輸入入、數(shù)數(shù)字值值、多多狀態(tài)態(tài)輸出出、日日歷、、通知知等級(jí)級(jí)、命命令、、程序序、設(shè)設(shè)備和和進(jìn)度度表。。2．BACnet18種種標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對(duì)象象的類類型BACnet按按不向向的屬屬性把把18種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)象分分成以以下類類型：：設(shè)設(shè)備對(duì)對(duì)象、、輸入入輸出出對(duì)象象、命命令對(duì)對(duì)象、、時(shí)序序表對(duì)對(duì)象、、事件件登記記對(duì)象象、文文件、、組、、環(huán)對(duì)對(duì)象、、多態(tài)態(tài)輸入入輸出出對(duì)象象、通通知對(duì)對(duì)象和和程序序?qū)ο笙蟆?．BACnet的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)屬性性BACnet除除定義義18種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)象外外，還還定義義了123種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)屬屬性。。屬性性實(shí)際際上是是對(duì)象象的進(jìn)進(jìn)一步步描述述。從從“對(duì)對(duì)象””獲取取信息息、向向?qū)ο笙蟀l(fā)出出指令令都是是通過(guò)過(guò)屬性性體現(xiàn)現(xiàn)。對(duì)象的的屬性性分為為必需需的和和可選選的兩兩種。。必須須的有有：(1)對(duì)象象標(biāo)識(shí)識(shí)符對(duì)設(shè)備備內(nèi)的的一個(gè)個(gè)對(duì)象象，對(duì)對(duì)象標(biāo)標(biāo)識(shí)符符是一一個(gè)32位位的編編碼，，用來(lái)來(lái)識(shí)別別對(duì)象象的類類型和和標(biāo)號(hào)號(hào)，這這兩者者一起起可以以唯一一地識(shí)識(shí)別對(duì)對(duì)象。。(2)對(duì)象象名稱稱對(duì)象名名稱是是一個(gè)個(gè)字符符串，，BACnet設(shè)備備可以以通過(guò)過(guò)廣播播某個(gè)個(gè)對(duì)象象名稱稱而建建立與與包含含有此此對(duì)象象名稱稱的設(shè)設(shè)備的的聯(lián)系系。(3)對(duì)象象類型型用來(lái)標(biāo)標(biāo)識(shí)對(duì)對(duì)象類類型。。6.3BACnet服務(wù)務(wù)功能能對(duì)象描描述了了樓宇宇自動(dòng)動(dòng)化設(shè)設(shè)備的的一組組數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)，屬屬性是是對(duì)象象數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)中的的信息息，服服務(wù)功功能則則用于于訪問(wèn)問(wèn)和管管理這這些對(duì)對(duì)象發(fā)發(fā)出的的信息息，命命令完完成一一定的的操作作，或或通知知發(fā)生生了某某些事事件的的手段段。BACnet服服務(wù)就就是一一個(gè)BACnet設(shè)設(shè)備可可以用用來(lái)向向其他他BAcnet設(shè)備備請(qǐng)求求獲得得信息息，命命令其其他設(shè)設(shè)備