PAGE第十四章建筑節(jié)能中的自動化與計算機控制系統(tǒng)第一節(jié)建筑自動化系統(tǒng)中的傳感器與執(zhí)行器一、傳感器1．傳感器的基本概念傳感器的分類方法很多，常用的是兩種方法：一種是按被測參數(shù)分，有溫度、壓力、流量、濕度、成分、位移、速度等；另一種是按工作原理分，有應(yīng)變式、電容式、壓電式、磁電式等。2．建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)中常用的傳感器（1）溫度傳感器（2）濕度傳感器（3）壓力、壓差傳感器和壓差開關(guān)（4）流量傳感器（5）空氣品質(zhì)傳感器3．傳感器的選用（1）測試條件（2）傳感器性能（3）使用條件二、執(zhí)行器（1）液動執(zhí)行器（2）氣動執(zhí)行器（3）電動執(zhí)行器第二節(jié)建筑自動化系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)一、計算機控制系統(tǒng)的硬件組成硬件一般由被控對象、過程通道、計算機、人機聯(lián)系設(shè)備和控制操作臺幾部分組成，如圖24-1所示。計算機由微處理器、存儲器ROM、RAM和系統(tǒng)總線等幾部分組成，是構(gòu)成計算機控制系統(tǒng)的核心。變送器變送器被控對象變送器保持保持開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出模/數(shù)轉(zhuǎn)換多路轉(zhuǎn)換采樣裝置放大數(shù)/模轉(zhuǎn)換接口接口接口接口系統(tǒng)總線CPURAMROM接口操作控制臺轉(zhuǎn)換過程通道計算機圖14-1計算機控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖二、計算機控制的過程與原理數(shù)字數(shù)字控制器D/A執(zhí)行器被控對象A/D檢測裝置給定值系統(tǒng)輸出——圖14-2計算機控制的過程與原理圖三、建筑自動化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1．集散控制系統(tǒng)（DCS）1）集散式控制系統(tǒng)的技術(shù)特點管理計算機管理計算機監(jiān)控站現(xiàn)場控制器現(xiàn)場控制器現(xiàn)場控制器現(xiàn)場設(shè)備管理層監(jiān)控層現(xiàn)場控制層圖14-3集散式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2）集散式系統(tǒng)舉例：METESYS系統(tǒng)N2局域網(wǎng)絡(luò)N2局域網(wǎng)絡(luò)N2局域網(wǎng)絡(luò)N1局域網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)控制器變風(fēng)量控制器智能輸入控制空氣處理機中央站中央站網(wǎng)絡(luò)控制器通用控制器智能照明控制器智能消防控制器網(wǎng)絡(luò)擴展控制器圖14-4METESYS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（1）通信網(wǎng)絡(luò)（2）中央站（3）控制分站（4）網(wǎng)絡(luò)控制單元（NCU）（5）網(wǎng)絡(luò)擴展單元（NEU）（6）系統(tǒng)組成2．現(xiàn)場總線系統(tǒng)（FCS）網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場設(shè)備管理層現(xiàn)場層圖14-5現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1）現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)特點（1）系統(tǒng)的開放性（2）互操作性和互用性（3）現(xiàn)場設(shè)備的智能化（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度分散（5）加強對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力（6）節(jié)省安裝費用（7）提高了系統(tǒng)的可靠性2）現(xiàn)場總線系統(tǒng)舉例：LonWorks系統(tǒng)（1）LonWorks技術(shù)概述LonWorks技術(shù)是現(xiàn)場總線技術(shù)中最具典型性的一種。它是由美國Echelon公司推出并與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo)而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七層通信協(xié)議，采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置，其通信速率從300bps至1.5Mbps不等，直接通信距離可達2700m；支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等多種通信介質(zhì)，并開發(fā)了相應(yīng)的本質(zhì)安全產(chǎn)品。LonWorks技術(shù)所采用的LonTalk協(xié)議被封裝在稱之為Neuron的神經(jīng)元芯片中。集成芯片中有3個8位CPU，一個用于完成開放互連模型中第1和第2層的功能，稱為媒體訪問控制處理器，實現(xiàn)介質(zhì)訪問的控制與處理；第二個用于完成第3至第6層的功能，稱為網(wǎng)絡(luò)處理器，進行網(wǎng)絡(luò)變量的尋址、處理、背景診斷、路徑選擇、軟件計時、網(wǎng)絡(luò)管理，并負責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信控制，收發(fā)數(shù)據(jù)包等；第三個是應(yīng)用處理器，執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)與用戶代碼。芯片中還具有存儲信息緩沖區(qū)，以實現(xiàn)CPU之間的信息傳遞，并作為網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)和應(yīng)用緩沖區(qū)。（2）LonWorks技術(shù)的主要產(chǎn)品四、綜合布線1．綜合布線系統(tǒng)的基本概念2．綜合布線系統(tǒng)的特點（1）開放性（2）靈活性（3）模塊化（4）擴展性（5）獨立性3．綜合布線系統(tǒng)的組成綜合布線系統(tǒng)由6個子系統(tǒng)組成，包括工作區(qū)子系統(tǒng)、水平區(qū)子系統(tǒng)、管理間子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)及建筑群子系統(tǒng)。由于采用星型結(jié)構(gòu)，任何一個子系統(tǒng)都可獨立地接入綜合布線系統(tǒng)中。（1）工作區(qū)子系統(tǒng)（2）水平區(qū)子系統(tǒng)（3）管理間子系統(tǒng)（4）垂直干線子系統(tǒng)（5）設(shè)備間子系統(tǒng)（6）建筑群子系統(tǒng)五、樓宇能源管理系統(tǒng)（EMS）建筑能源管理自動化系統(tǒng)建筑能源管理自動化系統(tǒng)是實現(xiàn)建筑能源設(shè)備自動控制和能源調(diào)度管理的先進技術(shù)手段，它的主要功能是：（1）能源數(shù)據(jù)在線采集、處理、顯示、打印和存儲；（2）能源數(shù)據(jù)超限報警和打?。唬?）故障預(yù)警和輔助處理；（4）能源設(shè)備啟停和自動控制；（5）能源設(shè)備群的優(yōu)化運行；（6）能源系統(tǒng)分析和輔助決策；（7）能源管理辦公自動化；2．智能建筑能源設(shè)備運行管理與控制智能建筑的運行管理主要有建筑自動化系統(tǒng)（BAS）、通信自動化系統(tǒng)（CAS）和辦公自動化系統(tǒng)（OAS）三個組成部分。建筑能源設(shè)備監(jiān)控管理的主要內(nèi)容有以下幾個方面：（1）空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控；（2）采暖與鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)控；（3）電力和照明系統(tǒng)的監(jiān)控；（4）給排水系統(tǒng)的監(jiān)控；（5）變配電及自備發(fā)電機組的監(jiān)控；（6）電梯系統(tǒng)的監(jiān)控；（7）能源設(shè)備集中調(diào)度管理第三節(jié)遠程抄表系統(tǒng)1.遠程抄表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)終端遠程抄表的網(wǎng)絡(luò)終端指的是各個具有通信功能的計量儀表（水、電、氣、熱表），該網(wǎng)絡(luò)終端把各個儀表上顯示的字符數(shù)據(jù)變?yōu)檫m合存儲、傳輸與處理的數(shù)字信號，并且計量準確、工作可靠、成本低廉、加工簡單，安裝方便，該網(wǎng)絡(luò)終端具備直接數(shù)字輸出和傳輸?shù)慕涌凇?．遠程抄表系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)遠程抄表系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)就是數(shù)字信號的傳輸和處理。隨現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)的日新月異的發(fā)展，給數(shù)字信號的傳輸和處理提供了多種傳輸模式，有線的、無線的、或者是這些方式的綜合運用。從用戶到數(shù)據(jù)管理中心，大致可以分為兩級：第一級，把一棟或幾棟樓甚至一個小區(qū)的用戶數(shù)據(jù)收集到一個地方，起這種作用的設(shè)備稱之為“集中器”；第二級，從“集中器”到數(shù)據(jù)管理中心。1）第一級：集中器（1）電力線載波作為傳輸信道（2）RS-485總線（3）M-BU