第二章楼宇自动化关键技术基础ppt课件.ppt

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1、2.4智能建筑中的计算机控制系统2.4.1计算机控制系统的发展2.4.2集散式控制系统DCS2.4.1计算机控制系统的发展模拟仪表控制系统在20世纪六、七十年代占主导地位，但是随着控制系统中设备的日趋大型化，测控参数日益增多，稍大一点的系统，在长长的仪表屏上，分散的显示仪表和操作旋钮往往使得操作运行人员顾此失彼甚至无法工作。随着计算机图像显示技术的发展，使计算机控制系统在集中显示操作方面与模拟系统相比有着天然优势，因此集中式计算机控制系统在20世纪七、八十年代占了主导地位。但集中式计算机控制系统各回路的控制运算往往由同一台计算机集中完成

2、，这就造成了危险集中，使系统的可靠性下降。以上两种控制系统都采用一对一的配线方式，这使得大量的电缆需要集中到控制室，布线工作量很大，且线路长，信号损失和干扰也都比较大，因此，这两种系统都难以用在大型系统上。鉴于使用数字通信网络可以克服一对一配线存在的一点对一点、单向、单一信号的低效率数据传递模式的缺点，在一根电缆上可以进行多点对多点、双向、多种数据的信息交换，因此，数字通信网络为大系统的发展提供了坚实的基础。而且，数字通信网络技术与计算机技术的快速发展还为计算机分布式控制提供了可能性，20世纪八、九十年代占主导地位的集散控制系统（DCS

3、）就是这样实现了分散控制（危险分散）。但是遗憾的是，当时不同的DCS厂家为达到垄断经营的目的而采用各自专用的控制通信网络，不同厂家的DCS之间以及DCS与上层Intranet、Internet信息网络之间难以实现网络互联和信息共享，且造价昂贵。在这种情况下，用户当然迫切要求计算机控制系统实现开放性和降低成本。现场总线控制系统（FCS）正是顺应以上潮流诞生的，它用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各控制器及仪表设备互连，同时将控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。2.4.2集散式控制系统DCS一、集散式控制系统的基本

4、组成二、现场控制站三、狭义BAS的操作员站四、狭义BAS的网络结构严格说来，集散式控制系统和现场总线控制系统都属于分布式控制系统（DistributedControlSystems，简写为DCS），但习惯上常常将DCS与集散式控制系统划上等号。虽然FCS是发展方向，但由于智能型数字化的传感器、执行器目前的价格仍偏高，近期内，集散式控制系统DCS仍是建筑设备监控系统（狭义BAS）应优先采用的计算机控制系统。分布控制系统典型结构一、集散式控制系统的基本组成（一）分散过程控制装置（二）集中操作与管理部分（三）数据通信网络系统集散式控制系统（以

5、下简称“集散系统”）由分散过程控制装置、操作管理装置和通信网络系统三个基本部分组成，如图2-85所示。（一）分散过程控制装置在集散系统中，最常见的分散过程控制装置是分散在控制现场的各类现场控制器。分散过程控制装置是集散系统与受控对象之间的界面，通过分散过程控制装置读入受控对象中的各种传感器信号、执行机构状态等参数作为系统的输入，并通过它输出控制信号去控制现场的各类执行机构，以实现对受控对象的准确控制。作为处于控制现场的底层设备，集散系统的分散过程控制装置具有如下特点：（1）能适应恶劣的现场环境。分散过程控制装置的大部分设备安装在控制现场

6、，所处的环境恶劣，因此要求这些设备能够适应现场环境温/湿度的变化、电网电压的波动、电磁干扰以及环境介质等的影响。（2）实时性要求高。分散过程控制装置直接面向受控对象，为满足受控对象高精度、快速响应的需求，分散过程控制装置必须能够迅速地反映各种过程参数的变化，并进行实时处理与输出控制。（3）独立性。分散过程控制装置的独立性是整个集散式控制系统可靠性的保证。分散过程控制装置在上一级设备或网络通信故障的情况下应正常工作，使得控制功能脱离对上级设备的依赖，实现分散控制。（二）集中操作与管理部分在集散系统中，最常见的集中操作与管理装置是集中在控制

7、室的各类操作站和工程师站。集中操作与管理部分是集散系统与操作、管理人员之间的界面。操作、管理人员通过操作管理设备了解控制现场的各种控制参数及控制状态，同时向现场控制器发送操作指令或改变系统配置。集中操作与管理装置具有如下特点:（1）数据处理量大。（2）易操作性。（3）安全性要求高。（三）数据通信网络系统数据通信网络系统是分散过程控制设备之间、集中操作和管理设备之间以及分散过程控制设备与集中操作和管理设备之间进行联系的通道。目前的集散系统对数据通信网络系统除了有传输速率、误码率等性能指标的要求外，还要求开放性。集散系统的数据通信网络系统需

8、要满足不同层次应用的需求，如现场通信的抗干扰、高实时性要求，上位机之间通信的大数据量传输要求等，因此往往由多层网络组合而成，不同网络层之间通过路由设备进行连接。二、现场控制站现场控制站的名称各异，但是所采用