课程论文-现场总线技术在中央空调智能控制系统的应用

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1、现场总线技术在中央空调智能控制系统的应用〔摘要〕文章介绍了现场总线的概念,回顾了其产生及发展历程，分析了现场总线控制系统相对于集散控制系统的特点和优点。针对当前流行的几种现场总线，简要介绍了各自的技术特色，指出现场总线技术在空调设备的控制和管理上的优势是传统控制方式无法替代的，其经济效益和社会效率是显著的。〔关键词〕现场总线，中央空调，集散控制系统，FCS，Lonworks随着经济的发展和社会的进步，人们对物质生活与精神生活的要求也逐日高涨，对生产、生活场所的条件越来越要求方便、舒适、高效、安全以及环保节能，这些需求极大地促进了建筑智能化系统的推广应用，使得建筑的智能化已成为一种发展

2、的必然趋势。因此，用大面积空调建立一个可控制的人工环境成为智能建筑不可缺少的重要组成部分,对建筑物内空调设备控制管理的智能化是智能建筑的重要标志，对现代建筑运行节电节能产生重要的影响。一．空调控制系统的发展现代化的高层建筑空调设备多，对其操作的方式经历了若干阶段。在使用计算机以前采用大型仪表盘对各种设备进行监控，通过仪表盘在中央监控室进行集中式的操作。由于采用一对一的配线，造成配线太多，因而只有少数重要设备在中央监控室进行集中监控，而大多数设备仍在现场进行操作、监测、记录，工作效率低，系统控制的准确性和可靠性差。80年代以来，由于微机技术的发展，开始采用计算机监控。控制系统是采用DD

3、C系统（直接数字控制系统），该系统由中心控制机、扩展I/O接口构成系统，可靠性差，抗干扰能力差，实现大范围控制比较困难。11以上两种操作方式，已达不到建筑节能的目的。随着计算机控制技术的发展，控制系统进入集散型时代，以往由中央监控主机完成的控制功能下发到廉价的现场控制器，中央控制的功能由现场控制变为仅提供各种数据报表和专项统计文件，形成了集中监视、集中管理、分散控制，也就是BSA（BuildingAutomationSyetem）系统。在进入90年代以后，现场总线技术的应用，增加了现场控制的灵活性和可靠性。该控制模式对空调设备的控制、安全保护、节能、维护管理等起着积极的意义，并带来巨

4、大的经济效益，是目前空调节能的一个重要途径。二．现场总线技术现场总线是应用生产现场、在微机化测控设备之间实现双向数字通信系统，是开放式、数字化、多点通信的低层控制网络。现场总线是在20世纪年代中期发展起来的。现场总线技术是将专用的微处理器植入传统的测控仪表，使其具备了数字计算和通信能力，采用连接简单的双绞线、同轴电缆、光纤等作为总线，按照公开、规范的通信协议（在楼宇自控领域，采用Lonworks和CAN网络），在位于现场的多个微机化测控仪表之间、远程监控计算机之间实现数据共享，形成适应现场实际需要的控制系统。它的出现改变了以往采用电流、电压模拟信号进行测控信号变化慢，信号传输抗干扰能

5、力差的缺点，也改变了集中式控制可能造成的全线瘫痪的局面。由于微处理器的使用，使得现场总线有了较高的测控能力，提高了信号的测控和传输精度，同时丰富了控制信息内容，为远程传送创造了条件。（一）现场总线控制系统的概念（FCS）和组成1．现场总线控制系统的概念（FCS）11现场总线控制是工业设备自动化控制的一种计算机局域网络。它是依靠具有检测、控制、通信能力的微处理芯片，数字化仪表（设备）在现场实现彻底分散控制，并以这些现场分散的测量，控制设备单个点作为网络节点，将这些点以总线形式连接起来，形成一个现场总线控制系统。它是属于最底层的网络系统，是网络集成式全分布控制系统，它将原来集散型的DCS

6、系统现场控制机的功能，全部分散在各个网络节点处。为此，可以将原来封闭、专用的系统变成开放、标准的系统。使得不同制造商的产品可以互连，是DCS系统的更新换代，大大简化系统结构，降低成本，更好满足了实事性要求，提高了系统运行的可靠性。不同通信协议的现场总线控制系统一般通过工业PC机内总线插槽的PC接口板与现场总线网段连接。图中所示为具有PC1接口卡的现场总线系统，每个接口板可带4条总线网段，为了系统可靠安全，冗余设置了两台相同的PC机。图1中PLC为用于联锁系统开关量控制的程序控制器。图1具有PCl接口卡的现场总线系统2．现场总线控制系统的组成现场总线控制系统由测量系统、控制系统、管理系

7、统三个部分组成，而通信部分的硬、软件是它最有特色的部分。（1）现场总线控制系统：11它的软件是系统的重要组成部分，控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件，完成功能块之间的连接，选定功能块参数，进行网络组态。在网络运行过程中对系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。（2）现场总线的测量系统：其特点为多变量高性能的测量，使测量仪