和2建筑設(shè)備自動(dòng)化.ppt

智能建筑設(shè)備控制技術(shù),主講教師：沈?yàn)],教室：甲1-401/周一，3、4 A1-201/周三，3、4，周四，1、2,2,3,第1章 建筑設(shè)備自動(dòng)化概述,本章主要內(nèi)容： 1.1 智能建筑的基本概念 1.2 智能建筑的組成及核心技術(shù) 1.3 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng) 1.4 建筑設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展,2,3,1.1智能建筑的基本概念,1.1.1 智能建筑(Intelligent Building, IB),1.公共建筑：高級(jí)商務(wù)辦公樓、高級(jí)住宅、商場(chǎng)、醫(yī)院、 圖書(shū)館、博物館、體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等 2.智能住宅小區(qū),1984年美國(guó),1990年我國(guó),2,3,1.1.2 智能建筑的定義,1.1智能建筑的基本概念,美國(guó)： 通過(guò)優(yōu)化其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理四個(gè)基本要素及其相互關(guān)系來(lái)提供一個(gè)投資合理，又擁有高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使人們工作和生活舒適便利的環(huán)境。,歐洲： 創(chuàng)造一種可以使住戶(hù)有最大效率環(huán)境的建筑，同時(shí)該建筑可以使之有效地管理資源，而在硬件設(shè)備方面的壽命成本最小。,2,3,1.1.2 智能建筑的定義,1.1智能建筑的基本概念,日本： 1)作為收發(fā)信息和輔助管理效率的軌跡； 2)確保在建筑里工作的人們滿(mǎn)意和便利； 3)建筑管理合理化，以便用低廉的成本，提供更周到的管理服務(wù)； 4)針對(duì)變化的社會(huì)環(huán)境、復(fù)雜多樣化的辦公，以及主動(dòng)地經(jīng)營(yíng)策略，做出快速靈活經(jīng)濟(jì)的響應(yīng)。,2,3,1.1.2 智能建筑的定義,1.1智能建筑的基本概念,新加坡： 1)具有保安、消防與環(huán)境控制等自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)大廈內(nèi)的溫度、濕度、燈光等參數(shù)的各種設(shè)施，以創(chuàng)造舒適、安全的環(huán)境； 2)具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，使信息能在建筑物內(nèi)傳輸和共享； 3)能夠提供足夠的對(duì)外通信設(shè)施與能力。,2,3,以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動(dòng)化 及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管 理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一 個(gè)安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。,1.1.2 智能建筑的定義,1.1智能建筑的基本概念,我國(guó)：,2,主要表現(xiàn)在：,1.1智能建筑的基本概念,1.1.3智能建筑與傳統(tǒng)建筑,1.具有傳統(tǒng)建筑物的全部功能,2.它具有某種“擬人智能”特性及功能。,（1）具有感知、處理、傳遞所需信號(hào)或信息的能力；,（2）是對(duì)收集的信息具有綜合分析、判斷和決策的能力；,（3）是具有發(fā)出指令并提供動(dòng)作響應(yīng)的能力。,2,3,1.1.4智能建筑的類(lèi)型（用途）,1.1智能建筑的基本概念,1.智能辦公、商用大樓,2.智能建筑群（廣場(chǎng)）,3.智能化住宅,4.智能化小區(qū),2,3,1.1智能建筑的基本概念,1.1.5智能建筑的功能,（1）舒適功能,（2）安全功能,（3）便捷功能,2,3,1.智能建筑的組成及核心技術(shù),1.2.1智能建筑的核心技術(shù),(1)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù) 當(dāng)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)該首推的是并行處理、分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 (2)現(xiàn)代控制技術(shù) 常用的控制系統(tǒng)為分布式控制系統(tǒng)DCS （Distributed Control System),2,3,(3)現(xiàn)代通信技術(shù) 現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)質(zhì)上是通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。衛(wèi)星通信、光纖通信、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、移動(dòng)通信等。 (4)現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)(CRT) 現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的操作和信息顯示的圖形化，即窗口技術(shù)(Windows)與多媒體技術(shù)的結(jié)合。,1.智能建筑的組成及核心技術(shù),1.2.1智能建筑的核心技術(shù),2,3,1.智能建筑的組成及核心技術(shù),1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成,1.建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)BAS,1)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng) 電力、照明、空調(diào)、給排水 2)安全防范系統(tǒng)SAS 3)消防報(bào)警系統(tǒng)FAS,2,3,1.智能建筑的組成及核心技術(shù),2.辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS(Office Automation System),主要由辦公作業(yè)設(shè)備與電子商務(wù)、管理信息系統(tǒng) MIS、決策支持系統(tǒng)DSS等部分組成。,（1）通用辦公自動(dòng)化系統(tǒng),（2）專(zhuān)用辦公自動(dòng)化系統(tǒng),1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成,2,3,1.智能建筑的組成及核心技術(shù),3.通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CNS（Communication Network System）,通信系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 接入系統(tǒng),1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成,三者需通過(guò)綜合布線(xiàn)系統(tǒng)GCS （Generic Cabling System）和 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)集成 （俗稱(chēng)大3A集成），是以管理 為目的所做的管理信息集成。,1.智能建筑的組成及核心技術(shù),1.2.2建筑智能化系統(tǒng)的組成,1.3 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng),1.3.1 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的功能,能夠?qū)ㄖ飪?nèi)的各種建筑設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，起停、運(yùn)行控制，并提供設(shè)備運(yùn)行管理，包括 維護(hù)保養(yǎng)及事故診斷分析，調(diào)度及費(fèi)用管理等。,（1）設(shè)備監(jiān)控與管理,（2）節(jié)能控制,包括空調(diào)、供配電、照明、給排水等設(shè)備的控制。,1.3.2 BAS的范圍及內(nèi)容,1.3.3 BAS的自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)測(cè)與控制,1.BAS的自動(dòng)測(cè)量,(1)選擇測(cè)量 選擇測(cè)量指在某一時(shí)刻，值班人員需要了解某一點(diǎn)參數(shù)值，可選擇某點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，并在熒光屏上用數(shù)字表示出來(lái)，或用打印機(jī)打印出來(lái)。,(2)掃描測(cè)量 掃描測(cè)量是指以選定的速度連續(xù)逐點(diǎn)測(cè)量，對(duì)測(cè)量點(diǎn)所取得的資料都規(guī)定上限值和下限值，每隔一定時(shí)間掃描一次，如果超出規(guī)定值，由蜂鳴器報(bào)警，并在顯示器上顯示出來(lái)，對(duì)未運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備就跳位，自動(dòng)把它除外，繼續(xù)進(jìn)行掃描。,(3)連續(xù)測(cè)量 連續(xù)測(cè)量是指采用常規(guī)儀表進(jìn)行在線(xiàn)不間斷的測(cè)量和指示。,2.BAS的自動(dòng)監(jiān)視,（1）監(jiān)控對(duì)象,BAS的自動(dòng)監(jiān)視指對(duì)建筑物中的配電設(shè)備、空調(diào)、衛(wèi)生、動(dòng)力設(shè)備，火災(zāi)防范設(shè)備，照明設(shè)備，應(yīng)急廣播設(shè)備，電梯設(shè)備等,（2）監(jiān)視內(nèi)容,1)狀態(tài)監(jiān)視 2)故障、異常監(jiān)視 3)火災(zāi)監(jiān)視 4)暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視,1.3.3 BAS的自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)測(cè)與控制,3.BAS的自動(dòng)控制,1.3.3 BAS的自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)測(cè)與控制,BAS的自動(dòng)控制包括建筑設(shè)備的起?？刂啤⒃O(shè)定值控制、設(shè)備（或系統(tǒng)）的節(jié)能控制與消防系統(tǒng)的控制等。,1.4 建筑設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀,1.4.1 歷史與現(xiàn)狀,19世紀(jì)末：機(jī)械控制器和電氣控制器 20世紀(jì)50年代：出現(xiàn)了氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng) 20世紀(jì)70年代：出現(xiàn)電子儀表和采用小型電子計(jì)算機(jī)的 集中式控制系統(tǒng),計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)集中控制出現(xiàn)的問(wèn)題：,1)集中式的計(jì)算機(jī)控制降低了系統(tǒng)的可靠性，風(fēng)險(xiǎn)高度集中，雖然可采用雙重計(jì)算機(jī)等冗余技術(shù)，但成本提高。 2)模擬信號(hào)數(shù)字化的工作在計(jì)算機(jī)端，使得太多太長(zhǎng)的現(xiàn)場(chǎng)連線(xiàn)通過(guò)各類(lèi)干擾環(huán)境到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，使系統(tǒng)抗干擾的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)都十分困難。 3)系統(tǒng)的規(guī)模受到較大的限制。,1.4.1 歷史與現(xiàn)狀,為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，克服計(jì)算機(jī)集中控制危險(xiǎn)集中的致命弱點(diǎn)，提出了一種新的控制思想危險(xiǎn)分散，管理集中。 80年代：出現(xiàn)采用微型計(jì)算機(jī)的分布式控制系統(tǒng)(DCS) DCS是一種管理控制的模式，實(shí)質(zhì)是集中管理，分散控制。,分布式控制系統(tǒng)向現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式過(guò)渡。,1.4.1 歷史與現(xiàn)狀,1.4.2 建筑設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),（1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基于Web的Intranet 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為建筑物或企業(yè)內(nèi)部的信息主干網(wǎng)絡(luò)的主流信息。,（2）控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，控制系統(tǒng)要向體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)互連方向發(fā)展。 開(kāi)放性控制網(wǎng)絡(luò)具有標(biāo)準(zhǔn)化、可移植性、可擴(kuò)展性和可操作性。,根據(jù)美國(guó)公布的21世紀(jì)的技術(shù)：計(jì)算機(jī)、信息和通信 研究報(bào)告書(shū)，21世紀(jì)BAS應(yīng)具備：,LongWork和BACnet的組合方案,1.4.2 建筑設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),（3）智能卡技術(shù)體積小、存儲(chǔ)容量大、攜帶與使用方便、安全性與可靠性好、一卡多用。,（4）可視化技術(shù)此技術(shù)是指基于網(wǎng)絡(luò)化的視像傳輸、交互和提供多媒體視像服務(wù)技術(shù)。,（5）家庭智能化技術(shù)通過(guò)家庭智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置，進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理。,1.4.2 建筑設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),（6）無(wú)線(xiàn)電局域網(wǎng)技術(shù)該項(xiàng)新技術(shù)利用微波、激光、紅外線(xiàn)作為傳輸媒介，擺脫了線(xiàn)纜的束縛。,（7）數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術(shù)又稱(chēng)為小型數(shù)據(jù)通信站（VSAT）是將通信衛(wèi)星技術(shù)引向多功能、智能化、設(shè)備小型化，同時(shí)綜合應(yīng)用多波束覆蓋、星載處理技術(shù)、地面蜂窩移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等。,第2章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要內(nèi)容： 2.1 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ) 2.1.1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 2.1.2 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 2.2 建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成技術(shù) 2.2.1 智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容 2.2.2 智能建筑系統(tǒng)集成的模式 2.2.3 智能建筑的綜合布線(xiàn)技術(shù),2.1.1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù),1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理,（1）組成：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一般由計(jì)算機(jī)、D/A 轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、測(cè)量變送器和A/D轉(zhuǎn) 換器組成，是閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)。,（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程,數(shù)據(jù)采集 控制,上述過(guò)程循環(huán)往復(fù)，使得被控參數(shù)按照指定的規(guī)律變化，滿(mǎn)足要求。同時(shí)對(duì)被控參數(shù)的變化范圍和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)督，一旦發(fā)生越限或異常情況，聲光報(bào)警，迅速采取應(yīng)急措施做出回應(yīng)，防止事故的發(fā)生或擴(kuò)大。,2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成,(1)硬件部分 主要包括:1)主機(jī) 2)外圍設(shè)備 3)過(guò)程輸入輸出通道 4)人機(jī)交互設(shè)備 5)通信設(shè)備,3)過(guò)程輸入輸出通道 模擬量輸入通道（AI） 作用：標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)010mADC或420mADC轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字信號(hào),經(jīng)接口送與計(jì)算機(jī)。,I/V（電流/電壓）變換器： 將測(cè)量變送器輸出的010mADC或420mADC變換為05VDC、010VDC或15VDC滿(mǎn)足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入量程信號(hào)需要。 多路開(kāi)關(guān)（Multiplex）： 將各個(gè)輸入信號(hào)依次地連接到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換器上。,采樣保持器： 按照一定的時(shí)間間隔T（采樣時(shí)間）把時(shí)間和幅值上均連續(xù)的模擬電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)樵陔x散時(shí)刻0、T、2T、kT的離散電壓信號(hào)，在時(shí)間上是離散的，但在幅值上仍是連續(xù)的。采樣寬度表示采樣開(kāi)關(guān)的閉合時(shí)間。,A/D轉(zhuǎn)換器： 基于雙斜積分式或逐次比較式的轉(zhuǎn)換方法將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量（二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)）。 主要技術(shù)指標(biāo)： 轉(zhuǎn)換時(shí)間 分辨率 線(xiàn)性誤差,數(shù)字量輸入通道（DI）： 作用：它將反映生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備的、具有二進(jìn)制邏輯“1”和“0”特征的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)采集并輸送給計(jì)算機(jī)，其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制邏輯“1”和“0”數(shù)字信號(hào)均代表生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備的一個(gè)狀態(tài)，這些狀態(tài)作為控制的依據(jù)。 組成：主要由輸入調(diào)理電路、輸入緩沖器和輸入地址譯碼器等組成.,模擬量輸出通道（AO） 作用：把計(jì)算機(jī)輸出的控制指令（數(shù)字量形式）轉(zhuǎn)換成模擬電流信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行器，產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用克服各種干擾對(duì)被控參數(shù)的影響，保證被控參數(shù)按照指定的規(guī)律變化，滿(mǎn)足要求。 組成：主要由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、輸出保持器和V/I轉(zhuǎn)換器等組成。,D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓或電流信號(hào)與二進(jìn)制數(shù)和參考電壓成比例。 輸出保持器：將D/A轉(zhuǎn)換器輸出的離散模擬量信號(hào)變成連續(xù)模擬量信號(hào)，在新的控制信號(hào)到來(lái)之前，維持本次控制信號(hào)不變。 V/I轉(zhuǎn)換器：即電壓/電流轉(zhuǎn)換器，對(duì)于電壓型D/A轉(zhuǎn)換器而言，將其電壓輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為010mADC或420mADC，去控制電動(dòng)角行程（DKJ）或電動(dòng)直行程（DKZ）執(zhí)行器，產(chǎn)生連續(xù)調(diào)節(jié)作用或通過(guò)變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。,數(shù)字量輸出通道（DO） 組成：主要由輸出寄存器、輸出地址譯碼器和輸出驅(qū)動(dòng)器等組成。,4）人機(jī)交互設(shè)備 作用：操作員與計(jì)算機(jī)之間的信息交流是通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備進(jìn)行的。例如鍵盤(pán)、顯示器、操作面板或操作臺(tái)等。 功能：顯示設(shè)備的狀態(tài)、顯示操作的結(jié)果、供操作人員操作。,5) 通信設(shè)備 一是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的通信設(shè)備內(nèi)總線(xiàn)通信設(shè)備 主要用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各器件之間的通信 二是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信設(shè)備外總線(xiàn)通信設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備 主要用于計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間的通信。,(2)軟件部分,按照使用的語(yǔ)言劃分:機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言； 按其功能劃分：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等。,3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類(lèi) （1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng),特點(diǎn)：該系統(tǒng)屬于開(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)，即自動(dòng)檢測(cè)人工調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活、安全，尤其適用于被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型不明確或試驗(yàn)新的控制系統(tǒng)。但仍需要人工參與操作，效率不高，不能同時(shí)控制多個(gè)對(duì)象。,（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）: 用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，按照一定的控制算法進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直接對(duì)生產(chǎn)過(guò)程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)按照工藝要求的規(guī)律變化。,（3）計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（SCC） -（Supervisory Computer Control） 采用兩級(jí)計(jì)算機(jī)模式。 SCC用計(jì)算機(jī)按照描述生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型和反映生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)信息，實(shí)時(shí)計(jì)算出最佳設(shè)定值送與DDC計(jì)算機(jī)或模擬控制器。 由DDC計(jì)算機(jī)或模擬控制器根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)信息，按照一定的控制算法進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直接對(duì)生產(chǎn)過(guò)程施加連續(xù)調(diào)節(jié)作用，使被控參數(shù)完按照工藝要求的規(guī)律變化，確保生產(chǎn)工況處于最優(yōu)狀態(tài)。,SCC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式: SCCDDC控制系統(tǒng) SCC模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)。,SCCDDC控制系統(tǒng),4）分布式控制系統(tǒng)（DCS）（Distributed Control System）又稱(chēng)集散控制系統(tǒng)。它采用分散控制、集中操作、分級(jí)管理、綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，從下到上將系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)控制層、監(jiān)控層、管理層。,現(xiàn)場(chǎng)控制層:主要完成DDC的功能； 監(jiān)控層:主要完成SCC的功能； 管理層:完成范圍更廣，層次更高的管理、控制、協(xié)調(diào)的功能。,1）現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站（現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)）。 基于“分解原理”，將復(fù)雜的被控對(duì)象分解為n個(gè)簡(jiǎn)單子對(duì)象分別實(shí)施相應(yīng)的控制。只要n個(gè)子對(duì)象的控制指標(biāo)滿(mǎn)足要求，則整個(gè)復(fù)雜被控對(duì)象的控制指標(biāo)也就滿(mǎn)足工藝的要求。,現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站的主要功能： 實(shí)時(shí)采集表征生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)(如溫度、壓力、流量、物位、濕度、電流、電壓、功率等)和狀態(tài)信號(hào)(如設(shè)備的起/停、電氣開(kāi)關(guān)的閉/開(kāi)、觸點(diǎn)的吸合/釋放、燈的亮/滅等)，經(jīng)數(shù)字化處理后，送入存儲(chǔ)器儲(chǔ)存，從而形成一個(gè)反映生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，而且對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新的實(shí)時(shí)映象(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù))。,將其采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)上送至操作員站、工程師站及其他現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站，以便實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的控制、監(jiān)督和管理；同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站還可以接受來(lái)自操作員站、工程師站的下傳指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站工藝參數(shù)設(shè)定值的變更，以及現(xiàn)場(chǎng)工況的人工調(diào)控。 擔(dān)任現(xiàn)場(chǎng)的閉環(huán)負(fù)反饋控制、批量控制、順序控制等任務(wù)。,2）操作員站 組成:工業(yè)微機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、CRT和操作控制臺(tái) 作用： 是實(shí)現(xiàn)人-機(jī)界面功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使操作人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)工況、各種運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值、是否有異常情況發(fā)生及其聲光報(bào)警、連鎖保護(hù)動(dòng)作等。 可以通過(guò)輸入設(shè)備（如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器）對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，確保安全生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗。,3）工程師站 主要對(duì)DCS進(jìn)行離線(xiàn)的配置、組態(tài)，在線(xiàn)的系統(tǒng)監(jiān)控和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作。系統(tǒng)工程師通過(guò)它可以及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的配置、參數(shù)設(shè)定，從而使DCS處于最佳的工作狀態(tài)之下。 對(duì)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站、各個(gè)操作員站的運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的通信情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)異常，報(bào)知系統(tǒng)工程師及時(shí)采取相應(yīng)的措施，進(jìn)行調(diào)整或維修，保證DCS能夠連續(xù)、正常運(yùn)行，不會(huì)因此對(duì)生產(chǎn)過(guò)程造成損失。,4）DCS的通信網(wǎng)絡(luò) 基本結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，面向被控對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站、面向操作人員的操作站、面向監(jiān)控管理人員的工程師站都是連接在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的三類(lèi)節(jié)點(diǎn)，均包括CPU和網(wǎng)絡(luò)接口等，也都具有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息。 網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)地位平等、資源共享、且相互獨(dú)立，形成信息集中、控制和危險(xiǎn)分散、可靠性提高的功能結(jié)構(gòu)。,DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還具有極強(qiáng)的擴(kuò)充性，能夠方便、靈活地滿(mǎn)足DCS的升級(jí)和擴(kuò)充要求。 DCS的通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，不同于普通的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，要滿(mǎn)足良好的實(shí)時(shí)性、較高的安全性、可靠性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性的特殊要求。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 星形（Star）、總線(xiàn)形（Bus）、環(huán)形（Ring） DCS是半數(shù)字化系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)I/O控制站的控制器與現(xiàn)場(chǎng)傳感器、執(zhí)行器的測(cè)控信號(hào)仍為模擬信號(hào)。,（5）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)（FCS） （Field-bus Control System）是一種全數(shù)字、半雙工、串行雙向通信系統(tǒng)。用于連接現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，全部采用數(shù)字信號(hào)傳輸。因此FCS是全數(shù)字化系統(tǒng)。 應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱(chēng)為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。,現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的基本組成 現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)（能夠完成數(shù)據(jù)信息的采集、運(yùn)算，執(zhí)行控制指令和通信等功能的智能儀表） 管理計(jì)算機(jī) 滿(mǎn)足系統(tǒng)通訊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連。 互操作性。 分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)。 通信線(xiàn)供電。,（6）建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FF（Foundation Field bus） FF以ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層作為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶(hù)層。, 局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks（Local Operating Network） 由美國(guó)Echelon公司在1991年推出的實(shí)時(shí)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，并與Motorola和東芝公司共同倡導(dǎo)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。它采用了OSI參考模型全部的七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。 LonWorks技術(shù)的核心是具備通信和控制功能的Neuron芯片。其最大優(yōu)點(diǎn)是完全的開(kāi)放性、高可靠性和低成本，適合現(xiàn)場(chǎng)DDC的互操作。, 過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS（Process Field Bus） 符合德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50179的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，它也只采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。 PROFIBUS支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。 主站對(duì)總線(xiàn)具有控制權(quán)，主站間通過(guò)傳遞令牌來(lái)傳遞對(duì)總線(xiàn)的控制權(quán)。取得控制權(quán)的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。,控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN（Control Area Network） 由德國(guó)Bosch公司推出的，用于汽車(chē)內(nèi)部的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，其總線(xiàn)規(guī)范已成為ISO11898標(biāo)準(zhǔn)。CAN是一種對(duì)等式（Peer to Peer）的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，采用了ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。,可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道HART（Highway Addressable Remote Transducer） 由美國(guó)Rosement公司研制的模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)混用的過(guò)渡性產(chǎn)品，它在420mADC的模擬信號(hào)上疊加Bell202標(biāo)準(zhǔn)的雙頻信號(hào)（1200 Hz和2200Hz）實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)通信。HART采用ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。 支持總線(xiàn)供電，本質(zhì)安全。使用雙絞線(xiàn)，傳輸距離一般可達(dá)1500m。,（7）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integration Manufacture System） CIMS承擔(dān)著面向過(guò)程控制和優(yōu)化的任務(wù)； 基于獲得的生產(chǎn)過(guò)程信息，完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營(yíng)管理。,2.1.2 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),組成： 負(fù)責(zé)信息處理的資源子網(wǎng)向網(wǎng)絡(luò)提供可以使用的 資源（如微機(jī)、工作站、主機(jī)、工控機(jī)等）； 承擔(dān)信息傳遞的通信子網(wǎng)利用通信媒質(zhì)（如電纜、 光纖、微波、紅外線(xiàn)等）傳遞信息。,1.計(jì)算機(jī)通信技術(shù) 消息：關(guān)于數(shù)據(jù)、文字、圖像和語(yǔ)音等的稱(chēng)謂。 信息：包含在消息中的新內(nèi)容。 信號(hào)：指信息的載體與表現(xiàn)形式（如電、光、聲音等），是隨時(shí)間變化的物理量。根據(jù)不同的角度，分為連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間信號(hào)、模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)、周期信號(hào)和非周期信號(hào)。,通信的目的：傳遞信息。 信源：產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備 信宿：接受信息的設(shè)備 信道：它們之間的通信線(xiàn)路 噪聲：信號(hào)在傳遞過(guò)程中可能受到的各種干擾,數(shù)據(jù)通信方式： 并行傳輸 串行傳輸 單工（Sinplex）。數(shù)據(jù)信息在信道上只能在一個(gè)方向上傳送，信源只能發(fā)送，信宿只能接受。如無(wú)線(xiàn)電廣播和電視廣播。 半雙工（Half Duplex）。數(shù)據(jù)信息在信道上能在兩 個(gè)方向上傳送，信源和信宿可交替發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信息，但不能同時(shí)發(fā)送和接受。如航空、航海無(wú)線(xiàn)通訊和對(duì)講機(jī)通訊。 全雙工（Full Duplex）。信源和信宿可同時(shí)發(fā)送和 接受數(shù)據(jù)信息，要求信道具備滿(mǎn)足雙向通信的雙倍帶寬。 如電話(huà)通信,2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分類(lèi) (1)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星形拓?fù)?總線(xiàn)形拓?fù)?環(huán)形拓?fù)?樹(shù)形拓?fù)?星環(huán)形拓?fù)?從信息傳送的實(shí)時(shí)性方面來(lái)說(shuō)，星形（Star）網(wǎng)是最好的，但各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信必須經(jīng)過(guò)中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，存在“瓶頸”問(wèn)題，使得危險(xiǎn)性增大，不符合DCS較高的安全性和可靠性的要求。因此，目前應(yīng)用最廣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是總線(xiàn)形（Bus）網(wǎng)和環(huán)形（Ring）網(wǎng)。在這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)地位平等，它們之間的通信均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行。,（2）分類(lèi) 1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照距離分為： 局域網(wǎng)（LAN：Local Area Network） 廣域網(wǎng)（WAN：Wide Area Network） 城域網(wǎng)（MAN：Metropolitan Area Network） 2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照傳輸媒體分為： 有線(xiàn)網(wǎng)：它使用導(dǎo)向型傳輸媒體來(lái)發(fā)送信息。 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)：它使用非導(dǎo)向型傳輸媒體來(lái)進(jìn)行通信。,3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照數(shù)據(jù)交換方式分為： 共享型網(wǎng)絡(luò)：即網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)必須爭(zhēng)得傳輸媒體的使用權(quán)后方能傳輸信息。 交換型網(wǎng)絡(luò)：它的每個(gè)工作站都獨(dú)立地占有一定帶寬，采用分組交換的數(shù)據(jù)傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效能高。,3.開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型,OSI參考模型,協(xié)議（Protocol）：關(guān)于信息交換的術(shù)語(yǔ)。 通信協(xié)議：通信雙方（信源和信宿）必須共同遵守規(guī)則的集合，它由語(yǔ)法、語(yǔ)義和定時(shí)三部分組成。 語(yǔ)法：確定協(xié)議元素的格式（即規(guī)定通信雙方彼此“如何講”）； 語(yǔ)義：確定協(xié)議元素的類(lèi)型（即規(guī)定通信雙方彼此“講什么”）； 定時(shí)：規(guī)定了信息交換的次序。,在OSI參考模型中，各層的數(shù)據(jù)傳輸單位 物理層： 比特或位； 數(shù)據(jù)鏈路層：幀 網(wǎng)絡(luò)層： 分組 傳輸層： 數(shù)據(jù)報(bào) 會(huì)話(huà)層： 數(shù)據(jù)包 表示層： 數(shù)據(jù)包 應(yīng)用層： 報(bào)文,OSI參考模型各層的功能簡(jiǎn)介 物理層（Physical Layer）： OSI參考模型的第1層，向下是物理設(shè)備的接口，直接與傳輸媒體相鏈接，使比特流通過(guò)該接口從信源傳遞到信宿；向上為數(shù)據(jù)鏈路層提供服務(wù)（以建立物理鏈接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞教峁┓?wù)）。 將比特流送到物理媒體上傳送，即相當(dāng)于：對(duì)上一層的每一步怎樣利用物理媒體？,數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer） 主要任務(wù)：提供一種可靠的、通過(guò)傳輸媒體傳輸數(shù)據(jù)的方法。是在鏈路上無(wú)差錯(cuò)地傳送幀，即相當(dāng)于：每一步應(yīng)該怎樣走？,網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）： 主要承擔(dān)把信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。若兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別處在不同的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層將決定數(shù)據(jù)信息通過(guò)哪個(gè)途徑到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)（即路由的選擇）。它具有路由選擇、流量控制、定址及尋址等功能。 分組傳送和路由選擇，即相當(dāng)于：走哪一條路可到達(dá)該處？,傳輸層（Transport Layer） 高層和低層之間進(jìn)行銜接的接口層，也是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的界面。 從端到端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)透明地傳送報(bào)文，即相當(dāng)于：對(duì)方在何處？ OSI參考模型的前四層提供了良好的數(shù)據(jù)通路和可靠的數(shù)據(jù)交換手段。,會(huì)話(huà)層（Session Layer）： 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的會(huì)話(huà)就是基于傳輸連接基礎(chǔ)和通信協(xié)議，通過(guò)建立會(huì)話(huà)連接服務(wù)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)話(huà)層之間的通信。 會(huì)話(huà)的管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，即相?dāng)于：輪到誰(shuí)講話(huà)和從何處講？,表示層（Presentation Layer）： 負(fù)責(zé)處理傳輸數(shù)據(jù)的格式、語(yǔ)法、語(yǔ)義的問(wèn)題。 負(fù)責(zé)所傳送數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮、加密/解密等問(wèn)題。 數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即相當(dāng)于：對(duì)方看起來(lái)象什么？,應(yīng)用層（Application Layer） 用戶(hù)的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)的接口。為用戶(hù)直接提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄等。 應(yīng)用層負(fù)責(zé)將一些應(yīng)用程序經(jīng)常使用的該層服務(wù)、功能以及相關(guān)的協(xié)議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP（E-mail）協(xié)議等。 與用戶(hù)應(yīng)用進(jìn)程的接口，即相當(dāng)于：做什么？,4. TCP/IP協(xié)議 TCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議）一系列協(xié)議集合的總稱(chēng)，TCP/IP協(xié)議 主要用于Internet（因特網(wǎng)）的數(shù)據(jù)交換。,（1）TCP（Transmission Control Protocol） 面向連接的協(xié)議，能夠在各種物理網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)信息傳輸，并且可以檢測(cè)到在傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)包出現(xiàn)的各種問(wèn)題，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)地提供重傳、排序和延遲處理等措施，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詷O強(qiáng)。,（2）IP（Internet Protocol） IP以數(shù)據(jù)報(bào)的形式傳輸數(shù)據(jù)。它將數(shù)據(jù)分為許多的數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)均獨(dú)立地進(jìn)行傳輸，因此導(dǎo)致每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)耐緩讲槐M相同，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目標(biāo)的時(shí)序混亂或重復(fù)傳送的問(wèn)題；而且IP對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸途徑不跟蹤、對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)不進(jìn)行排序，所以IP是一種不可靠的、無(wú)連接的分組數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。它將所有的網(wǎng)絡(luò)視為同等，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從信源發(fā)送到信宿。,（3）TCP/IP TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)分為四層： 物理層/數(shù)據(jù)鏈路層（或稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)接口層）: 負(fù)責(zé)通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)（指點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈接線(xiàn)路、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)，或?qū)⒔邮艿降膸D(zhuǎn)化成IP數(shù)據(jù)報(bào)并交給網(wǎng)絡(luò)層。,網(wǎng)絡(luò)層: 定義了IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式，使得IP數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)由任何網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立地傳向目標(biāo)。同時(shí)，該層還要處理路由選擇、流量控制等問(wèn)題,傳輸層: 它提供可靠的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保信源傳送的數(shù)據(jù)報(bào)能夠準(zhǔn)確地到達(dá)信宿。其中TCP是一個(gè)面向連接的、可靠的傳輸協(xié)議；UDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）則是一個(gè)不可靠的、無(wú)連接的協(xié)議，主要用于要求傳輸速率比準(zhǔn)確性更高的報(bào)文。,應(yīng)用層: 它的作用相當(dāng)于OSI參考模型的會(huì)話(huà)層、表示層和應(yīng)用層的綜合，向用戶(hù)提供一系列的流行應(yīng)用程序，如電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登陸等。它包含了TCP/IP協(xié)議中所有的高層協(xié)議，如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP（E-mail）協(xié)議、DNS服務(wù)等。 其中，TCP和UDP（User Diagram Protocol）定義在傳輸層；物理層/數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議由底層網(wǎng)絡(luò)定義；IP主要在網(wǎng)絡(luò)層使用。,5.BACnet（Binary-Analog Conversion net）通信協(xié)議 （1）BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,表2-1 BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)與OSIRM比較,(2)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的對(duì)象 為了實(shí)現(xiàn)不同廠(chǎng)家BA設(shè)備之間的相互通信，BACnet采用“對(duì)象”(Object，即具備某種特定功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)元素的集合)的概念，將不同廠(chǎng)家BA設(shè)備的功能抽象為網(wǎng)絡(luò)間可識(shí)別的“目標(biāo)”，使用 “對(duì)象標(biāo)識(shí)符”對(duì)BA設(shè)備進(jìn)行描述，提供操作數(shù)據(jù)信息的方法，形成通信軟件，而且并不影響各個(gè)BA設(shè)備廠(chǎng)家的產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計(jì)及其組態(tài)。 (3)BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議的服務(wù) 對(duì)象描述了BA設(shè)備的抽象通信特征，屬性是關(guān)于對(duì)象的進(jìn)一步闡述和表征。,（4）BACnet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) BACnet網(wǎng)絡(luò)是一種局域網(wǎng)LAN，BACnet設(shè)備通過(guò)LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制碼信息。 BACnet設(shè)備通過(guò)LAN傳送符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制碼信息。盡管Ethernet（10100Mbit/s）、ARCnet（0.1510 Mbit/s）、MS/TP （9.678.4 kbit/s）、LonTalk（4.81250 kbit/s）和PTP的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、價(jià)格性能不同，但它們均可通過(guò)路由器構(gòu)成BACnet“互聯(lián)網(wǎng)”?；诠こ虒?shí)用的靈活性，BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議沒(méi)有嚴(yán)格規(guī)定LAN互聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,（5）BACnet與企業(yè)內(nèi)部互連網(wǎng)Internet的互聯(lián) BACnet設(shè)備間的通信采用的是BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議，Internet采用的是IP協(xié)議。 需要在BACnet中引入分組裝拆器（PAD，Packet Assembler Dissembler）或服務(wù)進(jìn)行BACnet/IP通信。,6. LonTalk協(xié)議 （1）LonWorks組成： 1）LonWorks節(jié)點(diǎn)和路由器。LonWorks節(jié)點(diǎn)主要包括CPU、I/O處理單元、通信處理器、收發(fā)器和電源。 2）LonTalk協(xié)議。 3）LonWorks收發(fā)器。 4）LonWorks網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)工具。,（2）LonWorks技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便 支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，包括總線(xiàn)型、星型、樹(shù)型、自由拓?fù)湫偷?，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，方便現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)； 2）支持多種傳輸介質(zhì) 雙絞線(xiàn)、同軸電纜、電力線(xiàn)、光纖、無(wú)線(xiàn)射頻等。 3）完善的開(kāi)發(fā)工具 提供完善的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用開(kāi)放的NEURONC語(yǔ)言，它是ANSIC語(yǔ)言的擴(kuò)展；,4）無(wú)主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) LonWorks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點(diǎn)處，并可安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器； 5）開(kāi)發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間較短，也易于維護(hù) LonWorks采用的LonTMk協(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中，這樣可以節(jié)省開(kāi)發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，也方便維護(hù)。,LonTalk與OSI的七層協(xié)議比較,7.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體 （1）雙絞線(xiàn) 雙絞線(xiàn)（Twisted Pair）是一種廣泛使用而且價(jià)廉的傳輸媒體。它由兩根相互絕緣的、有規(guī)則的導(dǎo)線(xiàn)（銅線(xiàn)或鍍銅的鋼線(xiàn)）按照螺旋狀絞合在一起，該種結(jié)構(gòu)能一定程度地減少線(xiàn)對(duì)之間的電磁干擾和外部噪聲干擾，其中一對(duì)線(xiàn)對(duì)起到一條通信鏈路的作用。 屏蔽型（STP）:采用金屬網(wǎng)或金屬包皮包裹雙絞線(xiàn)，抗干擾力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸速率高，但價(jià)格較貴且需要配置相應(yīng)的連接器； 非屏蔽型（UTP）:相對(duì)直徑小，使用方便靈活且價(jià)廉，但易受干擾，安全性差。,非屏蔽型雙絞線(xiàn)電纜的結(jié)構(gòu),（2）同軸電纜 同軸電纜（Coaxial Cable） 它由內(nèi)、外兩個(gè)導(dǎo)體組成：內(nèi)層導(dǎo)體（單股實(shí)心線(xiàn)或絞合線(xiàn)，材質(zhì)一般為銅）位于外層導(dǎo)體的中軸上，被一層絕緣體包裹者；外層導(dǎo)體是金屬網(wǎng)或金屬包皮，同樣被另一層絕緣體包裹者。同軸電纜的最外層是能夠起保護(hù)作用的塑料外皮。,（3）光纖 光纖（Fiber） 一種能夠傳輸光信號(hào)的纖細(xì)柔軟媒體，其最內(nèi)層的纖芯是一種截面積很小、質(zhì)地脆、易斷裂的光導(dǎo)纖維，直徑2125mm，材質(zhì)為玻璃或塑料。纖芯的外層裹有一個(gè)包層，它由折射率比纖芯小的材料制成。在光纖的最外層則是起保護(hù)作用的護(hù)套，它使得纖芯和包層免受溫濕度的變化、彎曲、擦傷等帶來(lái)的危害。,2）傳輸特性 原理：光纖利用全內(nèi)反射（全部折射到內(nèi)部媒體，即一點(diǎn)也不向周?chē)襟w折射）來(lái)傳輸經(jīng)信號(hào)編碼的光束。 光源：發(fā)光二級(jí)管（LED）和注入式激光二級(jí)管（ILD）。LED是在加電流后能發(fā)光的固態(tài)器件。ILD是根據(jù)被激發(fā)的量子電子效應(yīng)能產(chǎn)生窄帶光束的激光原理工作的固態(tài)器件。 在接收端用來(lái)將光信號(hào)變換成電信號(hào)的檢測(cè)器是光電二極管。一般用光的有、無(wú)表示二進(jìn)制的“0”、 “1”。,3）優(yōu)點(diǎn)： 光纜信息容量大 光纜信號(hào)傳輸衰減小 光纜耐輻射,（4）地面微波傳輸 （5）衛(wèi)星微波通信 （6）紅外線(xiàn)傳輸,8.互聯(lián)設(shè)備 作用：網(wǎng)絡(luò)互連要通過(guò)一個(gè)中間設(shè)備（或中間系 統(tǒng)）， ISO稱(chēng)之為中繼系統(tǒng)。,（1）轉(zhuǎn)發(fā)器（Repeater,包括中繼器、集線(xiàn)器）： 作用：是一種底層設(shè)備，作用在物理層。它將網(wǎng)段上的衰減信號(hào)進(jìn)行放大、整形成為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)段上。 特點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)器形式簡(jiǎn)單，安裝方便，價(jià)格低廉。它起到延長(zhǎng)電纜的長(zhǎng)度，擴(kuò)展網(wǎng)段距離的作用（擴(kuò)展局域網(wǎng)）。,（2）網(wǎng)橋（Bridge） 作用：在數(shù)據(jù)鏈路層。它在相同或不同的的局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)、過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)幀，提供數(shù)據(jù)鏈路層上的協(xié)議 轉(zhuǎn)換。 （擴(kuò)展局域網(wǎng)）,（3）路由器（Router） 作用：作用在網(wǎng)絡(luò)層。提供網(wǎng)絡(luò)層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換，在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)分組，用于連接多個(gè)邏輯上分開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)（即單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)）。,特點(diǎn)：適用于規(guī)模大的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、路由選擇、安全性高、充分隔離不必要的流量和網(wǎng)絡(luò)能力管理強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；但價(jià)格高，安裝復(fù)雜。,半路由器是將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)廣域網(wǎng)（例如：公共電話(huà)網(wǎng)）進(jìn)行連接的設(shè)備,（4）網(wǎng)關(guān)（Gateway）又稱(chēng)作網(wǎng)間連接器， 協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是針對(duì)高層協(xié)議（運(yùn)輸層以上）進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)之間的連接器，其通常表現(xiàn)形式為安裝在路由器內(nèi)部的軟件。,分類(lèi)：運(yùn)輸層網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。 運(yùn)輸層網(wǎng)關(guān)在運(yùn)輸層連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)； 應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)在應(yīng)用層連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的應(yīng)用程序。 網(wǎng)關(guān)可以連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，即可實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)，又可用于WAN互聯(lián)。,B網(wǎng)橋 RUT路由器 R中繼器 1/2 RUT半路由器,BACnet 網(wǎng)際網(wǎng)結(jié)構(gòu),2.2建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成技術(shù),2.2.1 智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容 2.2.2 智能建筑系統(tǒng)集成的模式 2.2.3 智能建筑的綜合布線(xiàn)技術(shù),1.智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容主要包括,（1）功能集成 將原來(lái)分離的各智能化子系統(tǒng)功能進(jìn)行集成，從而形成原來(lái)各個(gè)子系統(tǒng)所沒(méi)有的、新的全局性監(jiān)控功能。,1）IBMS管理層的功能集成： 集中監(jiān)控和管理功能、信息綜合管理功能、全局事件管理功能、公共通信網(wǎng)絡(luò)管理功能等的集成。,2）各個(gè)智能化子系統(tǒng)的功能集成 BAS、OAS、CNS、BMS的功能集成。,2.網(wǎng)絡(luò)集成,指通信設(shè)備及通信線(xiàn)路與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路的有機(jī)結(jié)合，其側(cè)重點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備上 。,3.界面集成,在統(tǒng)一的界面上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。它把BMS、OAS、CNS集成在一個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，在統(tǒng)一的界面環(huán)境下運(yùn)行，建立IBMS。,2.2.2 智能建筑系統(tǒng)集成的模式,1.智能建筑綜合管理的一體化集成模式,將BMS、OAS、CNS等從各個(gè)分離的設(shè)備功能和信息等集成到一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)中，易于對(duì)各種信息進(jìn)行綜合管理。它使得整個(gè)智能建筑采用統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)、統(tǒng)一的界面環(huán)境進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)集中的監(jiān)控和管理功能。IBMS是系統(tǒng)集成的最高目標(biāo)。,2.以BMS、OAS為主，面向物業(yè)管理的 集成模式,BMS、OAS和智能一卡通系統(tǒng)等進(jìn) 行集成，完成BMS、OAS的緊密集成。,3.BMS集成模式,BMS實(shí)現(xiàn)狹義BAS與FAS、SAS之間 的集成。各個(gè)子系統(tǒng)均以BAS為核心， 運(yùn)行在BAS的中央監(jiān)控機(jī)上，實(shí)現(xiàn)相 應(yīng)的功能。,4.子系統(tǒng)集成,指對(duì)OAS、CNS及BAS 3個(gè)子系統(tǒng)設(shè) 備的各自集成，是最基本的集成，也是實(shí) 現(xiàn)高層次集成的基礎(chǔ)。它包括OAS、CNS、 BAS的集成