中央空调控制技术1-2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,中央空调控制技术,2017,年,2,月,-2017,年,5,月,第二章 中央空调控制技术基础,自动控制系统组成,2.1,检测技术与常用传感器,2.2,调节控制与执行器,2.3,计算机控制技术,2.4,2025/5/19 周一,2,第二章 中央空调控制技术基础,2.1,自动控制系统组成,1),闭环控制,/,调节系统的组成,2025/5/19 周一,3,第二章 中央空调控制技术基础,测量元件：,其职能是测量被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，一般再转换为电量。,例如：湿敏传感器是利用,“,湿,-,电,”效应来检测湿度，并将其转换成电信号；热电偶是用于检测温度并转换为电压等。,给定元件：,其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参据量）。,比较元件：,把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较，求出它们之间的偏差。,控制,/,调节器：,根据比较元件给出的偏差按一定的调节规律发出调节命令，控制执行元件去控制被控对象的被控参数。,执行元件：,直接推动被控对象，使其被控量发生变化。,用来作为执行元件的有阀、电动机、液压马达等。,2025/5/19 周一,4,第二章 中央空调控制技术基础,例子,:,压差旁路调节,通过测量冷冻水供水、回水之间压力差来控制冷冻水供、回水之间旁通电动二通阀的开度，使冷冻水供水、回水之间压力差维持恒定，使冷水机组一侧工作在恒定水流状态。,2025/5/19 周一,5,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,6,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,7,第二章 中央空调控制技术基础,2.2,检测技术与常用传感器,1,）检测技术分类,（,1,）电量参数的检测,包括电压、电流、功率、功率因数等,被测物理量,变换转换放大运算,标准输出：,05V DC,010V DC,420mA DC,2025/5/19 周一,8,第二章 中央空调控制技术基础,1,）检测技术分类,（,2,）非电量参数的检测,包括温度、湿度、压力、流量、液位等,被测物理量,（,P,、,T,、,H,、,L,）,变换转换放大运算,标准输出：,05V DC,010V DC,420mA DC,传感器,2025/5/19 周一,9,第二章 中央空调控制技术基础,2,）传感器,-,非电量检测装置,（,1,）作用,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成电信号,即把各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量,(,一般为电量,),以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。,（,2,）组成,敏感元件、转换元件、测量电路。,2025/5/19 周一,10,第二章 中央空调控制技术基础,3)BAS,常用检测技术与传感器,（,1,）温度,检测类型：接触、非接触；,传感器：铂热电阻、铜热电阻、热敏电阻（非线性、互换性差）、,热电偶等；,精度：,1%,；,范围：气温,-40,45,0,C,，风道,-30,130,0,C,，水管,0-100,0,C,；,结构：墙挂式、风道式、水管式、室外型等；,输出：,0-5V,，,0-10V,，,4-20mA,。,2025/5/19 周一,11,第二章 中央空调控制技术基础,（,1,）温度,传感器：铂热电阻、铜热电阻、热敏电阻、热电偶等；,2025/5/19 周一,12,第二章 中央空调控制技术基础,（,1,）温度,传感器：铂热电阻、铜热电阻、热敏电阻、热电偶等；,2025/5/19 周一,13,第二章 中央空调控制技术基础,（,2,）湿度,传感器：陶瓷湿敏元件（非线性）、,电容式相对湿度传感元件；,精度：,2%RH,；,范围：,10-90%RH,（,50,0,C,）；,输出：,0-5V,，,0-10V,，,4-20mA,。,3)BAS,常用检测技术与传感器,2025/5/19 周一,14,第二章 中央空调控制技术基础,（,3,）压力的检测,压力检测仪选用依据,性能要求：如精度、范围及附加装置的要求等；,被测介质的性质：如温度、粘度、腐蚀和易燃易爆情况等；,现场环境：如高温、腐蚀潮湿、振动等。,量程确定准则：,压力较稳定时，,Pmax,3/4,量程；,压力波动较大时，,Pmax,1/3,量程。,主要用于风道静压、供水管压、压差的检测,2025/5/19 周一,15,第二章 中央空调控制技术基础,（,3,）压力的检测,2025/5/19 周一,16,第二章 中央空调控制技术基础,（,4,）液位检测,测量方式：,一般分为连续测量和定点测量，其中,连续测量：持续测量液位的变化；,定点测量：检测液位是否达到上限、下限或某个特定的位置,（一般称液位开关）。,仪表类型：,直读式、静压式、浮力式、机械式、电气式,2025/5/19 周一,17,第二章 中央空调控制技术基础,（,4,）液位检测,2025/5/19 周一,18,第二章 中央空调控制技术基础,（,5,）流量检测,流量检测方法：,差压式、容积式、涡轮式等。,流量检测仪选用依据：,容许压力损失；,最大、最小额定流量；,使用环境；,流体性质与状态；,精度；,显示方式。,2025/5/19 周一,19,第二章 中央空调控制技术基础,（,5,）流量检测,2025/5/19 周一,20,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）差压式流量计,利用节流部件前后流体的差压与平均流速的关系，由差压测量值计算出流量值。,结构：节流装置与差压计配套使用；,适用性：,50mm,以上管径；,精度：,2%,；,特点：结构简单、制造方便，最为常用。,（,7,）容积式流量计（椭圆齿轮流量计）,精度与流动状态无关，精度高（粘度愈大）；,不宜使用于含固体颗粒、高温或低温的流体。,结构复杂，造价高。,2025/5/19 周一,21,第二章 中央空调控制技术基础,（,8,）涡轮流量计,结构原理：涡轮叶片旋转、产生磁感应脉冲，转速近似正比于流量；,适用于清洁流体；,精度、造价介于差压与容积式之间。,（,9,）容量检测,流量的时间积分。,（,10,）空气质量检测器,主要用于检测空气中,CO,2,和,CO,的含量；,采用半导体气体传感器；,适用于车库及人员密集场所，保证空气质量。,2025/5/19 周一,22,第二章 中央空调控制技术基础,2.,3,调节,/,控制器与执行器,1,）控制器及其调节规律,（,1,）调节规律类型,位置式、比例式、积分式、比例,+,积分式、比例,+,积分式,+,微分式,（,2,）位置式调节,开关调节,分为双位调节、三位调节,双位调节：,取开（,+1,，,ON,）,/,关（,-1,，,OFF,）两种状态。,实际使用双位调节存在滞环区，以避免引起执行机构和设备频繁起停。,-1,+1,-1,+1,P,e,P,e,-,+,2025/5/19 周一,23,第二章 中央空调控制技术基础,1,）控制器及其调节规律,（,2,）位置式调节,开关调节,三位调节：,取,+1,、,0,、,-1,三种开关状态控制信号。,注：分别可以对应电动机正转、停、反转，或对应系统大、中、小,三种工作方式；实际含义有具体的应用确定。,位式调节特性：,（,1,）当被调参数偏差设定在一定数值时，调节器输出最大值或最小值，使调节器全开或全闭，双位调节输出有两种状态：全开和全闭；,（,2,）三位调节有三种状态：全开、中间、全闭；,（,3,）被调参数不能稳定在不变的数值上，而是在规定范围内波动。,（,4,）从调节品质出发，波动范围越小越好，但波动范围太小，则波动的次数愈多。,适用：,调节精度要求不高的地方，如房间温度的调节、精度要求不高的液位控制。,2025/5/19 周一,24,第二章 中央空调控制技术基础,1,）控制器及其调节规律,（,3,）比例调节,特性：,当被调参数与给定值有偏差时，调节器能按被调参数与给定值的偏差值大小和方向输出与偏差成比例的控制信号。,P=Ke,P:,调节器输出,e,：调节器的输入，即测量值与给定值之差。,K,：比例常数,t,e,0,P,K,0,2025/5/19 周一,25,第二章 中央空调控制技术基础,1,）控制器及其调节规律,（,3,）比例（,P),调节,特点：,1,）不同偏差值对应不同执行机构的位置；,2,）调节速度快，稳定性好，不容易超调；,3,）在调节过度过程结束时有残余的偏差，被调参数不能回到原来的给定值上，特别是负荷变化幅度较大时。,适用：,调节精度不高的场所，如一般液位调节、压力调节。,2025/5/19 周一,26,第二章 中央空调控制技术基础,1,）控制器及其调节规律,（,4,）积分,(I),调节,特性：,当被调参数与其给定值存在偏差时，调节器对偏差进行积分并输出相应控制信号，控制执行器动作，一直到被调参数与给定值偏差消失为止。,特点：,没有偏差，但调节时间很长，极少单独使用。,t,e,0,P,K,1,0,K,2,K,1,K,2,t,2025/5/19 周一,27,第二章 中央空调控制技术基础,1,）控制器及其调节规律,（,5,）比例积分调节,(PI),调节,特性：,当被调参数与其给定值存在偏差时，调节器综合了比例、积分调节器的优点，在偏差出现时，开始以比例的特性进行调节，接着又叠加积分特性进行调节，以消除偏差。,特点：,当负荷变化较大，被调参数不允许与给定值有偏差时，采用比例积分调节最适宜。常用的调节规律。,t,e,0,P,0,t,K,2025/5/19 周一,28,第二章 中央空调控制技术基础,t,e,0,1,）控制器及其调节规律,（,5,）比例微分调节,(PD),特性：,当被调参数与其给定值存在偏差时，调节器的输出信号不仅与输入偏差有比例关系，同时还与偏差的变化速度有关。,特点：,微分环节可增进调节系统的稳定度，使系统比例增益,K,增大而加快调节过程，减少动态偏差和静态偏差；在滞后较大的场合下将会大大改善调节品质。但存在高频干扰或周期干扰的场合应避免使用微分调节。,2025/5/19 周一,29,第二章 中央空调控制技术基础,t,e,0,1,）控制器及其调节规律,（,6,）比例、积分、微分调节,(PID),特性：,当被调参数与其给定值存在偏差时，调节器的输出信号不仅与输入偏差及偏差存在的时间长短有关，而且还与偏差变化的速度有关。,特点：,PID,综合了各种调节规律的优点，有更高的调节质量，是适应性最好的单回路调节规律，在实际工程中得到广泛的应用。,2025/5/19 周一,30,第二章 中央空调控制技术基础,2,）执行器,（,1,）执行器,由执行机构和调节机构组成，它接收来自调节器的调节信号，由执行机构转换成角位移或线位移输出，再驱动调节机构改变被调介质的物质量（或能量），以达到要求的状态。执行器是自控调节系统中的重要环节。,执行机构使用的能源种类可分为气动、电动、液动三种。智能楼宇的空调系统中常用电动和气动两种执行器。,2025/5/19 周一,31,第二章 中央空调控制技术基础,（,1,）执行器,执行机构与调节机构的连接有两种方式：,直接连接,执行机构一般安装在调节机构（如阀门）的上部，直接驱动调节机构，这类执行机构有直行程电动执行机构、电磁阀的线圈控制机构、电动阀门的电动装置、气动薄膜执行机构和气动活塞执行机构等。,间接连接,执行机构与调节机构分开安装，通过转臂及连杆连接，转臂作回转运动。此类执行机构有角行程电动执行机构、气动长行程执行机构。,2025/5/19 周一,32,第二章 中央空调控制技术基础,（,2,）电动执行器,电动执行器的组成一般采用随动系统的方案：,电动执行机构根据配用的调节机构不同，输出方式有直行程、角行程和多转式三种类型。,2025/5/19 周一,33,第二章 中央空调控制技术基础,（,2,）电动执行器,智能楼宇中，空调、通风控制系统常用的电动执行器有以下几种：,电磁阀,电磁阀是常用的电动执行器之一，其结构简单、价格低廉，结构原理如图所示。它是利用线圈通电后，产生电磁吸力提升活动铁芯，带动阀塞运动控制气体或液体流通、通断。,2025/5/19 周一,34,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,35,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,36,第二章 中央空调控制技术基础,（,2,）电动执行器,电动调节阀,电动调节阀在空调控制中使用比较普遍，其基本结构如图所示，由电动执行机构和调节阀两大部分组成，电动调节阀是以电动机为动力元件，将控制器输出信号转换为阀门开度。它是一种连续动作的执行器。,2025/5/19 周一,37,第二章 中央空调控制技术基础,（,2,）,电动调节阀,2025/5/19 周一,38,第二章 中央空调控制技术基础,（,3,）风门,在智能楼宇的空调、通风系统中，使用得比较多的执行器还有风门。风门用来精确控制风的流量，其结构原理如图所示。,。,2025/5/19 周一,39,第二章 中央空调控制技术基础,（4,）电加热器的执行设备,在采用电加热器的空调温度自动调节系统中，执行元件一般是电气控制设备，如采用位式调节则为继电器、接触器或晶闸管（可控硅）交流开关等。,2025/5/19 周一,40,第二章 中央空调控制技术基础,2.,4,计算机控制技术,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2025/5/19 周一,41,第二章 中央空调控制技术基础,2.,4,计算机控制技术,2025/5/19 周一,42,2025/5/19 周一,43,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,1,）结构特点,（,1,）系统组成,一种多机组成的、逻辑上具有分级管理和控制功能的分级分布式系统，由一个中央站和若干个分布在现场的分站组成，一般具备现场、分站、中央站、管理系统四级。,（,2,）特点,分站,DDC,配有微处理芯片，可以独立完成所有控制工作，具有实时性控制显示和协调管理功能及时间程序等。,数据通信、,CRT,显示、监控计算机及其它外设加入，使系统成为一个整体，可实现集中操作、管理、显示以及报警。,中央站停止工作不影响分站功能和设备运转，分站完全自治，保证系统的可靠性。,分站和中央站共同连接在一条总线上，保证数据的一致性，进一步提高系统的可靠性、实时性和准确性。,2025/5/19 周一,44,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,1,）结构特点,（3,）网络结构：环形和总线形,在这两种结构中，各个节点是平等的，任意两个节点之间的通信可以直接通过网络进行。,共用传输介质，实现传输介质共享。采用以令牌来限定每个节点用网络的时间或载波侦听与碰撞检测技术。,（,4,）,DCS,的发展方向：集成化、开放化、智能化,实现开放式的通信系统，与管理信息紧密结合，向上能与,Ethernet,接口，向下支持现场总线，实现全实时全数字通信。,2025/5/19 周一,45,第二章 中央空调控制技术基础,网络控制器,NCU,N1,网（管理层网）,Ethernet,、,Arcnet,BAS,操作站,DDC,控制器,N2,网（现场控制层网）,LonWorks,78kbps/1Mbps,DDC,控制器,DDC,控制器,集成器 冷冻主机,N2,设备,2025/5/19 周一,46,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,1,）构造,DDC,一般不设置,CRT,显示器和操作键盘，但可通过计算机或编程器对其进行编程和对系统参数进行修改。,2025/5/19 周一,47,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,2,）模块化,DDC,控制器的组成结构,2025/5/19 周一,48,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,2,）模块化,DDC,控制器的组成结构,计算模块,通过输入模块完成数据采集、滤波、非线性校正、各种补偿运算、上下限报警及累积量计算等；,经过运算，输出模块输出控制信号，驱动执行机构完成对控制对象的控制；,可通过远程驱动模块和远程执行器实现远程控制。,2025/5/19 周一,49,通信模块,将测量值和状态监测信号送到中央管理计算机数据库，供实时显示、数据处理、优化计算、报警打印等。,中央管理计算机的管理、控制指令同样可通过通信模块送入,DDC,控制器计算机模块，实现系统的直接调控。,DDC,控制器的通信方式,点对点,(Peer to Peer),方式：通信速率达,115.2kbps,。,RS485,方式：总线长度长度达,1.2km,。,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,2,）模块化,DDC,控制器的组成结构,2025/5/19 周一,50,内部总线,一般采用,VME,总线，支持多,CPU,的,16,位,/32,位总线。,电源模块,采用隔离变压器，将其一次、二次线圈间的屏蔽层可靠接地，隔离共模干扰；,具有过压,/,欠压显示功能；,带有板内微处理器，提供高质量的,24V DC,稳压电源；,长寿命后备锂电池。,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,2,）模块化,DDC,控制器的组成结构,2025/5/19 周一,51,输入,/,输出模块,模拟输入模块,(AI),受控对象中有许多连续性的物理量，传感器检测后通过,AI,模块送入,DDC,进行进行处理。其标准电信号有：,电阻信号：,100,、,500,、,1k,、,10k,、,20k,；,电压信号：,1-5V DC,、,0-5V DC,、,0-10V DC,等；,电流信号：,4-20mA DC,。,模拟输出模块,(AO),输出,4-20mA DC,电流信号或,1-5V DC,、,0-5V DC,、,0-10V DC,电压信号，用以操作调节阀、风门、转速等。,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,2,）模块化,DDC,控制器的组成结构,2025/5/19 周一,52,数字输入模块,(DI),输入各种限位开关、继电器、电气联动机构、电磁阀门联动触点的开、关状态等二位信号。,数字输出模块,(DO),用于电机启,/,停、电磁阀门、继电器、指示灯、声报警器等开关控制。,脉冲输入模块,(PI),转速计、涡轮流量计、脉冲电量表等脉冲信号的输入。,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,2,）模块化,DDC,控制器的组成结构,2025/5/19 周一,53,第二章 中央空调控制技术基础,1,、DCS,分布式集散控制系统,2,）,DDC,控制器,（,3,）软件,基础软件：作为固化程序固化在模块中的通用软件，通常由,DDC,控制器生产厂家直接在微处理芯片中写入。,应用软件：是针对各控制内容而编写，不同的控制要求不相同的控制程序。因此，这部分的软件可以根据管理人员的要求进行一定的修改。,自检软件：该软件的设置可以保证,DDC,控制器的正常运行，检测其运行故障，便于管理人员的维修操作。,2025/5/19 周一,54,（,4,）容量的选择,DDC,的容量一般是以其所包含的控制点的数量来衡量的。所谓控制点系指,DDC,的,I/O,点，即,DI,、,DO,、,AI,、,AO,。,第二章 中央空调控制技术基础,设备或控制参数多且较为集中的场所，宜采用大容量控制器；,对于参数或设备较为分散的场所（如每层的空调机房等），则宜采用每一对象（或每一机房）独立一个控制器的方式；,无论是大容量还是小容量控制器，同一控制对象中的各种控制及管理的内容应尽可能放进同一,DDC,控制器，尤其是那些相互有关联的控制量（如空调系统中回风温度,AI,与电动阀输出控制信号,AO,，压差输入与旁通阀输出控制信号）更应如此。主要基于以下,3,点：,保证其控制的有效及可靠；,运行管理更为方便；,充分发挥控制器功能以提高控制速度。,总之，应尽可能避免将同一控制对象（或系统）中的点数放进不同的控制器中，或者尽量缩小范围并且不应把有重要关联的参数量分开，最多也只宜在两台控制器中解决。,2025/5/19 周一,55,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,3,）中央监控系统,（,1,）功能,集中监视、管理、系统生成及诊断等监控和管理的职能。,（,2,）要求,硬件系统耐用可靠，应用软件方便使用且功能齐全。,2025/5/19 周一,56,（,1,）中央监控计算机与,DDC,之间的通信,能适应现场恶劣环境；,传输速率不低于,9600bps,；,传输距离不大于,1.2km,，可采用,UTP,作为传输介质；,抵抗高电压入侵。,（,2,）多台中央监控计算机与管理计算机之间的通信,在具有多台中央管理计算机的,DCS,系统中，常用网络型中央监控系统结构。中央管理计算机之间需要互相传输大量的数据和图像等信息，而且有一定的实时性要求。,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,4,）,DCS,通信网络,2025/5/19 周一,57,第二章 中央空调控制技术基础,1,、,DCS,分布式集散控制系统,5,）软件性能要求,（,1,）软件应采用模块化结构，以利简易、灵活地实现功能扩展。,（,2,）中央和分站软件必须支持：,以菜单式的操作，击键一下即完成控制指令输入。,建立应用软件包，把程序编制过程简化为数据输入过程等。,系统规模的可扩展性和数据的可修改性。,每个分站均可根据需要从其他分站读入共享数据。,2025/5/19 周一,58,第二章 中央空调控制技术基础,（,3,）中央软件至少应包括：,系统软件：包括网络协议及协议软件、网络操作系统；,语言处理软件：含汇编、解释、编译及编辑程序等；,数据通信控制与管理软件；,CRT,显示格式及系列标准格式报告软件；,标准操作员接口软件；,中央日程表软件；,时间,/,事件诱发程序软件；,报警处理软件；,DDC,控制算法软件；,数据库及数据库管理软件；,总体能量管理程序软件；,多台外部设备,/,多控制台支持软件。,2025/5/19 周一,59,第二章 中央空调控制技术基础,（,4,）分站,DDC,软件至少应包括：,系统软件：包括监控程序与实时操作系统；,通信控制软件；,输入,/,输出点处理软件；,操作命令的控制软件；,报警锁定软件；,计算软件；,直接数字控制软件；,事件启动的诱发程序；,节能管理应用程序；,具有编译功能的用户控制与计算用的软件包；,HVAC,软件；,给排水软件；,冷冻控制软件；,照明控制软件；,2025/5/19 周一,60,（,5,）主要软件的要求,图形化操作软件：,应以彩色图形显示建筑平面图、设备分布图、受监控系统图等相关图形，图例应为设备实物的模拟图，在图例旁边实时显示系统或设备的动态数据。通过图形、二维图像、动画、报表等多种方式，表示设备的开关、手动自动、故障等状态和温度、流量、湿度、压力、电量等参数，使用键盘或鼠标即可完成对所有设备的在线控制和监控操作,(,包括增加、删除、修改控制程序和设备运行参数,),，但并不中断系统的正常运行。,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,61,总界面 空调系统 送排风系统,给排水系统 变配电系统 照明系统,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,62,（,5,）主要软件的要求,报警管理软件,：,应能在系统中自动运行而无需操作人员介入，报警优先级别应根据严重性至少分为三级，按轻重缓急来处理异常事件。当设备发生故障时，能在显示器上弹出警示红色闪烁对话框，配以声响提示，显示出相应设备的图形界面，所有的报警应显示报警点的详细资料，包括位置、类别、处理方法、时间、日期等，同时能显示维修和处理的方法，并根据报警优先级别和时间进行自动记录备案，建立设备的维修档案，并在打印机上输出打印报告。,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,63,（,5,）主要软件的要求,节能软件,：,应能在系统中自动运行而无需操作人员介入，同对应有足够的灵活性，用户根据实际情况作出调整。应配有满足各种设备运行工况的控制模式，如：两态控制、三态控制、比例控制、比例微分控制、比例微积分控制等，并提供优化及节能运行控制算法。具备设定被控设备的运行参数、自动运行、自动修正控制误差等功能，以获得各受控设备的最佳工作状态。,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,64,（,5,）主要软件的要求,历史数据记录、管理及报表生成软件,：,系统可自动记录各受控设备的运行参数、状态、报警等信号，记录累计运行时间及其它历史数据，并进行综合处理管理所需的各种数据，包括系统运行记录、诊断报告、维护管理报告、能源管理报告、设备状态和报警报告等。这些记录和报表要分项按时间、日期自动按指令生成，并可随时调阅或打印。,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,65,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,2025/5/19 周一,66,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,1,）特点,（,1,）,DDC,分站连接传感器执行器的输入、输出模块，应用现场总线，从分站内部走向设备现场，形成分布式输入、输出现场网络层。,（,2,）现场总线是全数字、半双工串行双向通信系统。作为一种局域网，连接现场智能仪表，信号传输采用数字传输。,2,）与,DCS,的区别,（,1,）,DCS,系统：现场级设备与控制器之间连接采用一对一所谓,I/O,接线方式，传递,4-20mA,或,24VDC,信号。,（,2,）,FCS,系统：采用数字式通信方式取代设备级的,4-20mA(,模拟量）,/24VDC,开关量信号，使用一根电缆连接所有现场设备。,2025/5/19 周一,67,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,2025/5/19 周一,68,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,3,）现场总线技术,（,1,）现场总线主要特征,数字式通信方式取代设备级的模拟量和开关量信号；,在车间级与设备级通信的数字化网络；,工厂自动化过程中现场级通信的一次数字化革命；,使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层；,工厂计算机网络到现场级设备的延伸，支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。,2025/5/19 周一,69,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,3,）现场总线技术,（,2,）现场总线的要求,传输速度快,响应时间短,指突然发生意外事件时，仪表将该事件传输到网络上或执行器接收到该信息马上执行所需的时间。,巡回时间短,系统与所有通信对象都至少完成一次通信所需的时间。,2025/5/19 周一,70,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,3,）现场总线技术,（,3,）现场总线与局域网的区别,项目,现场总线,局域网,功能,连接自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备，网线上传输的是小批量数据信息，如检测信息、状态信息、控制信息等，传输速率低，但实时性高。是一种实时控制网络。,用于连接局域区域的各台计算机，网线上传输的是大批量的数字信息，如文本、声音、图像等传输速率高，但不 要求实时性。是一种高速信息网络。,实现方式,可采用各种通讯介质，如双绞线、电力线、光纤、无线、红外线等，实现成本低。,需要专用电缆，如同轴电缆、光纤等，实现成本高。,2025/5/19 周一,71,第二章 中央空调控制技术基础,2,、,FCS,现场总线控制系统,3,）现场总线技术,（,4,）当前比较流行的现场总线,Lonworks,局部操作网络,BACnet,楼宇自动化与控制网络,Profibus,过程现场总线,HART,可寻址远程传感器高速通道,CAN,控制局域网络,FF,现场总线基金会,Modbus,Controllogix,2025/5/19 周一,72,第二章 中央空调控制技术基础,2025/5/19 周一,73,第二章 中央空调控制技术基础,（,5,）,Lonworks,总线及其分层模型,1992,年美国的,Echelon,公司推出的实时测控网络,局部操作网络,(Local Operating Networks,Lonworks,),。,Lonworks,是专门为实时控制而设计的，是在控制层提供互操作的现场总线。,楼宇自动化系统具有测控点分散、被控设备种类多且本身配有控制系统的特点。因此，,Lonworks,在楼宇自动化中得到广泛应用。,模型分层：,Lonworks,采用开放式,ISO/OSI,模型全部,7,层通信协议结构，如下表：,2025/5/19 周一,74,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）,Lonworks,总线技术,Lonworks,结点：,神经元结点,：以神经元芯片为核心的控制结点，采用,MIP,结构。,HoseBase,结点,：将神经元芯片作为通信协议处理器，用高性能主机实现复杂测控功能。,2025/5/19 周一,75,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）,Lonworks,总线技术,路由器：,使,Lonworks,突破传统现场总线的限制，通信不受通信介质、距离和速率的限制。包括中继器、桥接器、路由器等几种。,神经元芯片：,Lonworks,技术的核心，内部包括三个,CPU,：,介质访问控制处理器,：处理,LonTalk,协议的,1,、,2,层处理,LonTalk,协议的第,1,层和第,2,层功能，实现介质访问的控制和处理。,网络处理器,：处理,LonTalk,协议的第,3-,第,6,层，进行网络变量的寻址、处理、路径选择、背景诊断、网络管理等功能。,应用处理器,：执行操作系统服务与用户代码。芯片中具有存储信息缓冲区，以实现,CPU,之间的信息传递，并作为网络缓冲区和应用缓冲区；此外，还有,11,个输入,/,输出接口，以完成现场的控制功能和组网功能。,2025/5/19 周一,76,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）,Lonworks,总线技术,神经元芯片：,MC143150,系列：,支持外部存储器，适合更为复杂的应用。,MC143120,系列：,不支持外部存储器，带有,ROM,。,MC143150,MC143120,MC143120E1,MC143120E2,处理器,3,3,3,3,RAM,容量（,B),2048,1024,1024,2048,ROM,容量（,B),-,10240,10240,10240,EPROM,容量（,B,）,512,512,1024,2048,16,位计数器,2,2,2,2,外部存储器接口,有,无,无,无,2025/5/19 周一,77,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）,Lonworks,总线技术,Lonworks,通信：,支持多种通信介质（双绞线、电力线、电源线、光纤、无线和红外），各介质对应以下多种总线收发器：,双绞线收发器,直接驱动收发器：,利用神经元芯片的端口作为收发器。最大速率为,1.25Mbps,时，最多,64,个结点，最大通信距离,30m,；通信速率设为,78.125kbps,时,LonWorks,总线任意两节点之间的通信距离可以达到,2700m,。,EIA-485(RS-485),收发器：,通信速率为,39kbps,。,变压器耦合驱动：,能满足系统高性能要求。,电源收发器：,通信线和电源线共用一对双绞线。由于采用直流供电，可以和变压器耦合的双绞线直接连接。,2025/5/19 周一,78,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）,Lonworks,总线技术,Lonworks,通信：,电力线收发器：,将通信数据调制成载波信号或扩频信号，然后通过耦合器耦合到,220V,或其它交,/,直流电力线上。,其它收发器：,无线收发器、光纤收发器等。,Lonworks,的通信协议：,采用,7,层,LonTalk,通信协议,通过网络变量直接面向对象进行通信。,LonTalk,的网络地址结构（,3,层结构）,：,域（,Domain),：第,1,层结构，保证不同域中通信的彼此独立性。,子网（,Subnet,）：第,2,层结构，每个域最多有,255,个子网，一个子网 可以是一个或多个通道的逻辑分组。,结点（,Node),：第,3,层结构，每个子网最多有,127,个结点。,所以，,一个域最多有：,255,127=32 385,个结点。,2025/5/19 周一,79,第二章 中央空调控制技术基础,（,6,）,Lonworks,总线技术,Lonworks,的通信协议：,LonTalk,通信协议,：,OSI,层次,Lon,提供服务,处理器类型,7,应用层,标准网络变量类型,应用处理器,6,表示层,网络变量、外部帧传送,网络处理器,5,会话层,请求,/,响应，认证，网络管理,网络处理器,4,传送层,应答，非应答，点对点，广播，认证,网络处理器,3,网络层,地址，路由器,网络处理器,2,链路层,帧结构，数据解码，,CRC,错误检查,MAC,处理器,MAC,子层,预测,CSMA,碰撞规避，优先级，碰撞检测,MAC,处理器,1,物理层,介质，电气接口,MAC,处理器,XCVR,2025/5/19 周一,80,第二章 中央空调控制技术基础,（,7,）,Lonworks,技术和,RS485,总线的区别,Lonworks,RS485,1,现场总线，有完整的控制网络体系，包括从物理层到应用层以至网络操作系统的全部内容。,仅仅是网络物理层的一种规范。,2,支持多介质，如：双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线、红外等。,不能支持多介质,3,开放性好，不同厂家的产品可在同一网络上协调工作。,不同厂家的产品很难在一个网上工作。,4,支持总线式、星形、自由拓扑等多种拓扑结构。,只支持总线式拓扑结构。,5,网络每段的长度可达,2700,米，每网络段可以有,64,个节点。,网络每段一般只能达,1000m,，且每段只有,32,个节点。,2025/5/19 周一,81,第二章 中央空调控制技术基础,（,7,）,Lonworks,技术和,RS485,总线的区别,Lonworks,RS485,6,支持域、子网、节点等完整的网络结构。每个网络的一个域最多支持,32 385,个节点。,很难与此相比。,7,处理器有,3,个,CPU,，可以处理复杂的网络通信、应用程序。,处理器只有一个,CPU,，很难处理复杂的网络通信、应用程序。,8,耐共模干扰的能力强，可以适应恶劣的环境。,抗干扰能力差。,9,对等通信网络，各节点地位均等，无主节点，可靠性高、实时性好。,一般为主从式结构。,10,维护容易，可直接从网络上下装程序。,很难做到这一点。,2025/5/19 周一,82,第二章 中央空调控制技术基础,（,8,）,Lonworks,在楼宇自动化系统中的应用,智能变送器,工程师站,操作员站,网关,路由器,空调系统控制器,编程组态及控制,照明配电系统控制器,给排水系统控制器,终端控制器,网关,变送器,去其它,Lonworks,网络,Lonworks,去其它,Internet,Lonworks,2025/5/19 周一,83,第二章 中央空调控制技术基础,3,、,WEB,技术在控制系统中的应用,2025/5/19 周一,84,第二章 中央空调控制技术基础,3,、,WEB,技术在控制系统中的应用,特点：,1,、中央站的服务器改造为基于,Web,的工作模式，融合,Web,功能和,Web,管理技术，使授权客户可以通过,WWW,形式去监控,BAS,。,2,、,Web,网络化使得,BAS,从客户机,/,服务器（,C/S,）模式转变为浏览器,/,服务器（,B/S,）模式。,BAS,结构发生的变化：,1,、,BAS,服务器变成三层结构：,Web,服务器层、中间层、数据库层。其中中间层用于连接各种事务访问实时数据库和相关数据库的数据存取。,2,、传统,B