第二章樓宇自動化控制技術(shù)基礎(chǔ)

第二章樓宇自動化控制技術(shù)基礎(chǔ)第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日一、傳感器概述

在測量的過程中將物理量、化學(xué)量和機械量等轉(zhuǎn)變成電信號的裝置叫傳感器。而把傳感器得到的電信號再轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號的裝置叫變送器。傳感器、變送器是工業(yè)自動化控制及信息檢測技術(shù)中不可缺少的控制元件。它可以把諸如溫度、壓力、流量、液位、位置等模擬量或開關(guān)量轉(zhuǎn)變成電信號，再由自動化控制儀表或計算機進行控制處理和調(diào)節(jié)。第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日借助于傳感器和變送器，可以對智能建筑的各類參數(shù)進行測試和評定，并進行過程控制和調(diào)節(jié)，還可以進行遠(yuǎn)距離的傳送和信號處理。當(dāng)前，傳感器、變送器總的發(fā)展趨勢是朝著小型化、多功能化及智能化方向發(fā)展。特別是增加了數(shù)據(jù)處理功能、自診斷功能、軟硬件相組合功能、人機對話功能、接口功能、顯示和報警功能等。它們在樓宇自動化中得到了廣泛的應(yīng)用。第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日二、樓宇自控中的傳感器與控制器1．樓宇自控中常用的傳感器(1)溫度傳感器溫度傳感器用于測量水管或風(fēng)管中介質(zhì)的溫度，以此來控制相應(yīng)的水泵、風(fēng)機、閥門和風(fēng)門等執(zhí)行元件的開度。(2)濕度傳感器濕度傳感器用于測量風(fēng)道中介質(zhì)的濕度，以此來控制相應(yīng)的加濕閥的開度。第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日(3)壓力或壓差傳感器壓力或壓差傳感器主要用來檢測水管或是風(fēng)管中的壓力和壓差，以此來控制相應(yīng)的變頻器以調(diào)整水泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，或是調(diào)節(jié)比例閥門的開度。(4)流量傳感器流量傳感器主要是檢測水系統(tǒng)中液體的流量，以此來控制相應(yīng)水泵閥的數(shù)量。上述傳感器，通常用來控制模擬量，其輸出模擬量是0～10V或4～20A。結(jié)構(gòu)是傳感器和變送器的組合。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器

2．樓宇自控中常用的開關(guān)量控制器樓宇自控中常用的開關(guān)量控制器有如下幾種，它們輸出的形式都是開關(guān)量：CCD全稱為ChargeCoupledDevice，電荷藕合器件第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日(1)溫度控制器溫度控制器主要用來檢控現(xiàn)場的溫度，一般是由感溫元件、控制電路、信號輸出等三部分組成的。在樓宇自控中，溫度控制器主要用于測量室內(nèi)的溫度，并以此控制風(fēng)機盤管冷、熱水閥的啟停。(2)濕度控制器濕度控制器主要用來檢控現(xiàn)場的濕度，一般是由感濕元件、控制電路、信號輸出等三部分組成的。在樓宇自控中，濕度控制器主要用于室內(nèi)的濕度檢測，并以此來控制加濕閥的啟停。(3)防霜凍保護開關(guān)防霜凍保護開關(guān)主要用來檢測新風(fēng)機組或空氣處理機中的盤管溫度，當(dāng)溫度低于某一設(shè)定值時，系統(tǒng)自動關(guān)閉風(fēng)機和新風(fēng)閥門，同時打開熱水電動二通閥來防止盤管的凍結(jié)。(4)壓差開關(guān)壓差開關(guān)主要用來檢測新風(fēng)機組或空氣處理機中的濾網(wǎng)，當(dāng)濾網(wǎng)發(fā)生堵塞時，裝在濾網(wǎng)兩端的壓差開關(guān)會發(fā)出報警信號。第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日(5)水流開關(guān)水流開關(guān)主要用來檢測管道內(nèi)是否有水的流動，通常應(yīng)用于制冷站、熱站、給排水等帶有泵類的系統(tǒng)中。(6)液位開關(guān)液位開關(guān)主要用來檢測液體的液位，如清水池和污水池的液位。三、閥門與電動執(zhí)行器在氣體和液體的流動控制中，常常用閥門來作為介質(zhì)流動的控制手段。要想實現(xiàn)自動化控制就得對一些閥門、風(fēng)門等元件實現(xiàn)自動控制。這就需要用到閥門和電動執(zhí)行器。1．閥門常見的閥門有如下幾種：(1)風(fēng)機盤管電動閥這是一種平衡式冷熱水閥，主要應(yīng)用于風(fēng)機盤管的控制中，這類閥所需的功率最小，是通電開啟的一種閥門。閥門的開啟時間僅為7s，具有很好的密閉性，流體允許溫度為0～95℃。第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日(2)二通螺紋線性閥主要應(yīng)用于供熱通風(fēng)和空調(diào)，也可以用于飽和水蒸氣。它的連接方式是采用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，閥體純銅材料。它與電動執(zhí)行器一起可以實現(xiàn)連續(xù)的開度調(diào)節(jié)，是進行自動調(diào)節(jié)的主要元件。(3)法蘭式三通閥這種閥門主要應(yīng)用于供熱與空調(diào)，也可以用于飽和水蒸氣。它的連接方式是采用法蘭結(jié)構(gòu)，閥體與閥座為一體化結(jié)構(gòu)，泄露率極低，適應(yīng)的溫度為2～170℃。它與電動執(zhí)行器一起可以實現(xiàn)連續(xù)的開度調(diào)節(jié)，是進行自動調(diào)節(jié)的主要元件。2．電動執(zhí)行器電動執(zhí)行器有如下幾種：第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日(1)電動閥門執(zhí)行器這種執(zhí)行器適用于HVAC閥門(HVAC：采暖、通風(fēng)和空調(diào)Heating,VentilationandAirConditioning

)，內(nèi)帶一個選擇正反作用插頭，用于提供模擬輸出DC0～10V的調(diào)制控制。它具有安裝快捷、閥門定位準(zhǔn)確、低功耗、高的關(guān)斷壓力、終端推力限位開關(guān)等優(yōu)點。電動線性閥門執(zhí)行器還帶有手動調(diào)節(jié)和精確的同步電動機控制。閥的自身還帶有位置反饋的輸出信號，可以和閥門組合在一起進行PID(比例積分微分，一種閉環(huán)回路算法)調(diào)節(jié)。通常被用來對液體、氣體等介質(zhì)進行變量的開度控制，它也是自動化控制中的主要元件。(2)風(fēng)門執(zhí)行器這種執(zhí)行器用于控制風(fēng)門、通風(fēng)百葉窗的調(diào)節(jié)和控制，可以和標(biāo)準(zhǔn)的圓形和方形的風(fēng)門連桿進行連接，被廣泛地應(yīng)用在風(fēng)門的開度控制，特別是在空氣處理機和新風(fēng)機組的回風(fēng)閥、排風(fēng)閥、新風(fēng)閥中實行PID的控制，使之形成一定的比例連鎖控制。

第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日三、集散控制系統(tǒng)即分布式控制系統(tǒng)(DCS—DistributedControlSystem)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現(xiàn)場被控設(shè)備處的各種功能性微機(下位機)完成被控設(shè)備的實時監(jiān)測、保護與控制。該系統(tǒng)克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性；以安裝于中央監(jiān)控室并具有很強的數(shù)字通信、CRT顯示、打印輸出與豐富的控制管理軟件功能的中央管理計算機(上位機)完成集中操作、顯示與優(yōu)化控制功能，避免了因常規(guī)儀表分散控制而造成的人機聯(lián)系困難，且便于統(tǒng)一管理。傳感器/控制器群針對水、電、氣、報警、消防等終端設(shè)施進行檢測與控制，一般根據(jù)監(jiān)控需求按類或按組控制。對大型DCS，中間還有區(qū)域控制中心。第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日分布式系統(tǒng)將許多臺計算機聯(lián)合起來，共同承擔(dān)監(jiān)測與控制管理的工作，所連接的每臺計算機既可以獨立進行監(jiān)測和控制工作，又可以在中央控制機指導(dǎo)下工作，共同完成某項控制任務(wù)。其靈活性、可靠性要遠(yuǎn)高于單臺控制器。如右圖所示，集散型計算機控制系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成。第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日

1．中央管理計算機(或稱上位機、中央監(jiān)控計算機)中央管理計算機設(shè)置在中央監(jiān)控室內(nèi)，它將來自現(xiàn)場設(shè)備的所有信息數(shù)據(jù)集中提供給監(jiān)控人員，并接至室內(nèi)的顯示設(shè)備、記錄設(shè)備和報警裝置等。由于中央管理計算機是整個BAS的核心，相當(dāng)于人的大腦，其重要性是不言而喻的。普通商用個人計算機用作中央控制機顯然是不合理的。一般為了提高計算機的可靠性通常采用兩種方法：一種是直接采用工業(yè)控制計算機；另一種就是采用容錯計算機。工業(yè)控制計算機(也稱IPC)由于采用了特殊的生產(chǎn)工藝和手段,其穩(wěn)定性是普通商用PC所無法比擬的。而所謂容錯計算機就是采用兩臺普通PC通過互為冗余備份的方法來充當(dāng)中央控制主機，一旦其中一臺PC出現(xiàn)故障，作為備份的另一臺主機可立刻被專用的總線控制電路啟動，從而不會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日2．DDC(直接數(shù)字控制器，亦稱下位機)DDC作為系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的接口，它通過分散設(shè)置在被控設(shè)備的附近收集來自現(xiàn)場設(shè)備的信息，并能獨立監(jiān)控有關(guān)現(xiàn)場設(shè)備。它通過數(shù)據(jù)傳輸線路與中央監(jiān)控室的中央管理監(jiān)控計算機保持通信聯(lián)系，接受其統(tǒng)一控制與優(yōu)化管理。3．通信網(wǎng)絡(luò)中央管理計算機與DDC之間的信息傳送，由數(shù)據(jù)傳輸線路(通信網(wǎng)絡(luò))實現(xiàn)，較小規(guī)模的BAS系統(tǒng)可以簡單地使用屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)。4．傳感器與執(zhí)行器BAS系統(tǒng)的末端為傳感器和執(zhí)行器，它被裝置在被控設(shè)備的傳感(檢測)元件和執(zhí)行元件上。這些傳感元件如溫度傳感器、相對濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電流電壓轉(zhuǎn)換器、液位檢測器、壓差器和水流開關(guān)等，將現(xiàn)場檢測到的模擬量信號或數(shù)字量信號輸入至DDC，DDC則輸出控制信號傳送給繼電器、調(diào)節(jié)器等執(zhí)行元件，對現(xiàn)場被控設(shè)備進行控制。第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日四、直接數(shù)字控制器直接數(shù)字控制器(DDC—DirectDigitalController)，又稱下位機，從某種意義上講，它是整個樓宇自控系統(tǒng)的關(guān)鍵?！翱刂破鳌敝竿瓿杀豢卦O(shè)備特征參數(shù)與過程參數(shù)的測量并使達(dá)到控制目標(biāo)的控制裝置?！皵?shù)字”的含義是指該控制器利用數(shù)字電子計算機來實現(xiàn)其功能要求?！爸苯印币馕吨撗b置在被控設(shè)備的附近，無需再通過其他裝置即可實現(xiàn)上述全部測控功能。因此,DDC實際上也是一個計算機，它應(yīng)具有可靠性高、控制功能強、可編寫程序等特點，既能獨立監(jiān)控有關(guān)設(shè)備，又可通過通信網(wǎng)絡(luò)接受來自中央管理計算機的統(tǒng)一控制與優(yōu)化管理。第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日

1．DDC支持的監(jiān)控點DDC能夠支持以下不同性質(zhì)的監(jiān)控點：(1)模擬量輸入(AI)； (2)開關(guān)量輸入(DI)；(3)模擬量輸出(AO)； (4)開關(guān)量輸出(DO)。2．DDC的主要功能DDC的主要功能包括以下幾個方面：(1)對第三層的數(shù)據(jù)采樣設(shè)備進行周期性的數(shù)據(jù)采集。(2)對采集的數(shù)據(jù)進行調(diào)整和處理(濾波、放大、轉(zhuǎn)換)。(3)對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進行分析，確定現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。(4)對現(xiàn)場設(shè)備運行狀況進行檢查對比，并對異常狀態(tài)進行報警處理。(5)根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的控制算法而獲得相關(guān)的控制數(shù)據(jù)。第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日(6)通過預(yù)定控制程序完成各種控制功能，包括比例控制、比例加積分控制、比例加積分加微分控制、開關(guān)控制、平均值控制、最大/最小值控制、邏輯運算控制和連鎖控制。(7)向第三層的數(shù)據(jù)控制和執(zhí)行設(shè)備輸出控制和執(zhí)行命令(執(zhí)行時間、事件響應(yīng)程序、優(yōu)化控制程序等)。(8)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)(DG)或網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)連接上層的設(shè)備，與各上級管理計算機進行數(shù)據(jù)交換，向上傳送各項采集數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)信息，同時接收各上級計算機下達(dá)的實時控制指令或參數(shù)的設(shè)定與修改指令。第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日DDC擁有BAS所要求的幾乎所有的基礎(chǔ)功能，基本上已可完成所有基礎(chǔ)的運作，只是在監(jiān)控的范圍和信息存儲及處理能力上有一定限制。因此，直接式數(shù)字控制器可以看作是小型的、封閉的、模塊化的控制計算機。在很小規(guī)模、功能單一的BAS中可以僅僅使用一到多臺控制器完成控制任務(wù)；在一定規(guī)模、功能復(fù)雜的系統(tǒng)中可以根據(jù)不同區(qū)域、不同應(yīng)用的要求采用一組控制器完成控制任務(wù)，并依靠中央管理系統(tǒng)隨時監(jiān)視控制和調(diào)整控制器運行狀態(tài)，完成復(fù)雜周密的控制操作。第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日3．常見的專用控制器類型

(1)空氣處理機組控制器；(2)空調(diào)控制器；(3)照明控制器；(4)變風(fēng)量控制器；(5)消防報警控制器。更常用的是模塊化控制器。模塊化控制器是可編程的、以計算機模塊為基礎(chǔ)的直接數(shù)字式控制器。其基本結(jié)構(gòu)包括一個可內(nèi)插多個模塊的機架，一個計算機模塊和一個電源供應(yīng)模塊。根據(jù)不同的具體應(yīng)用，還可以內(nèi)插各種不同用途的通信模塊、輔助控制模塊和輸入/輸出(Analogy/Digital)模塊。第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日

上個世紀(jì)七八十年代，伴隨著計算機可靠性提高，價格大幅下降，出現(xiàn)了由多個計算機遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem，簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統(tǒng)。它的測量變送儀表一般是模擬儀表，屬于一種模擬數(shù)字混合控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)較以前的各種控制系統(tǒng)有了較大的進步。第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日DCS在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域獲得了大量的應(yīng)用，也廣泛應(yīng)用于樓宇自動化控制領(lǐng)域，但是DCS存在如下一些缺點：

(1)安裝費用高:采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式，導(dǎo)致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難；

(2)可靠性差:模擬信號傳輸精度低，而且抗干擾性差；

(3)系統(tǒng)封閉:各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng)，系統(tǒng)封閉、不開放，難以實現(xiàn)產(chǎn)品的互換與互操作以及組成更大范圍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日

上個世紀(jì)90年代以來，隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)(FCS)，F(xiàn)CS克服了DCS的缺點，它是一種全數(shù)字化的、全分散的、全開放、可互操作和開放式互連的新一代控制系統(tǒng)。目前，現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)成為自動化技術(shù)中的一個熱點，備受國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。FCS極大地簡化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量，使其系統(tǒng)檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的DCS(分布式控制系統(tǒng))相比，F(xiàn)CS具有可靠性高、可維護性好、布線成本低、實時性好、實現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn)，為工業(yè)自動化帶來了一場深層次的革命，從而開創(chuàng)了工業(yè)自動控制的新紀(jì)元，被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。鑒于FCS的許多優(yōu)點，控制專家們紛紛預(yù)言“FCS將取代DCS成為21世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流。”現(xiàn)在，F(xiàn)CS正被大量應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)域。第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日五、現(xiàn)場總線技術(shù)

集散型控制系統(tǒng)還沒有從根本上解決系統(tǒng)內(nèi)部的通信問題和分布式問題，只是自成封閉系統(tǒng)，以固定集散模式和通信約定構(gòu)成。因此，這種控制系統(tǒng)還很難適應(yīng)智能大廈種類繁多的設(shè)備檢測和控制要求。近年來，專門為實時控制而設(shè)計的、能在控制層提供互操作的現(xiàn)場總線技術(shù)逐漸成熟，如著名的LonWorks技術(shù)?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)是局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制領(lǐng)域的延伸和應(yīng)用，它是將控制系統(tǒng)按局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)的方式進行構(gòu)造，用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點代替LAN中的工作站，并將其安裝于監(jiān)控現(xiàn)場，直接與各種監(jiān)控傳感器和控制器相連?，F(xiàn)場總線網(wǎng)中每個節(jié)點間可以實現(xiàn)點到點的信息傳送，具有極其良好的互操作性，這樣便使整個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了無中心的真正的分布式控制模式。這種網(wǎng)絡(luò)集數(shù)據(jù)采集、分析、控制和網(wǎng)絡(luò)通信為一體，十分適合于智能建筑進行分布式網(wǎng)絡(luò)管理和控制。近年來，樓宇自動化正在向著開放系統(tǒng)迅速發(fā)展。在實時控制方面，實現(xiàn)可互相操作的現(xiàn)場總線技術(shù)的通信協(xié)議如LonTalk等也應(yīng)運而生，為樓宇自動化中的傳感器、執(zhí)行器和控制器之間的網(wǎng)絡(luò)化操作奠定了基礎(chǔ)。 第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日一典型現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：其中，NCU是網(wǎng)絡(luò)控制器，NCU與中央管理計算機間以N1總線連接，而NCU與下位機(DDC)之間則以N2總線(現(xiàn)場總線網(wǎng))相連接。第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日Lonworks現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)場總線控制技術(shù)是計算機控制系統(tǒng)中的最新技術(shù)，是一種開放式、全分布式的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。控制過程直接面向現(xiàn)場，各現(xiàn)場智能節(jié)點相互獨立，又可相互組態(tài)，構(gòu)成一個開放式、全分布式、可擴展的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。目前，主要有Can、Lonworks、FF、Profibus等現(xiàn)場總線技術(shù)，而Lonworks技術(shù)是各國樓宇自動化等行業(yè)領(lǐng)域備受看重的一種現(xiàn)場總線技術(shù)。Lonworks技術(shù)由Echelon(埃施朗)公司開發(fā)，并由Motorola、Toshiba公司共同倡導(dǎo).Lonworks技術(shù)的通信協(xié)議稱為LonTalk通訊協(xié)議，該通訊協(xié)議包含ISO/OSI中所有七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并固化在Lonworks產(chǎn)品中，即SmartI/O模塊中的神經(jīng)元芯片中。Lonworks技術(shù)使互操作性變成即插即用的具體手段。該技術(shù)被設(shè)計用于實時控制應(yīng)用，涉及領(lǐng)域很廣，包括工業(yè)過程控制、工廠自動化交通運輸及建筑自動化等。采用Lonworks技術(shù)，使得未來的控制進一步分散化，實現(xiàn)現(xiàn)場總線的聯(lián)網(wǎng)控制。第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日集中式控制和分布式現(xiàn)場總線控制方式對比以PC機為上位機的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場控制系統(tǒng)為例，比較一下分布式現(xiàn)場總線控制和集中控制的優(yōu)缺點。A/DD/A數(shù)字I/O變換及驅(qū)動電路空調(diào)照明電梯給排水防盜防火??????現(xiàn)場典型的集中控制系統(tǒng)示意圖節(jié)點控制器2節(jié)點控制器NLON網(wǎng)絡(luò)適配器空調(diào)照明電梯給排水防盜防火??????現(xiàn)場現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)示意圖節(jié)點控制器1第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日從圖所示的集中控制系統(tǒng)可以看到，每個控制對象都是獨立地連接到機房地中央控制機上，需要大量的連接電纜，占用了大量的資金和施工時間，給系統(tǒng)的調(diào)試和維護增加了難度。因此控制系統(tǒng)的現(xiàn)場結(jié)構(gòu)正在向全分布式的系統(tǒng)過渡，并向神經(jīng)元控制系統(tǒng)發(fā)展。運用Lonworks技術(shù)的節(jié)點控制器可組成真正的分布式控制系統(tǒng)。第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日智能節(jié)點控制器位于傳感器和執(zhí)行機構(gòu)所在的現(xiàn)場之中，不僅擔(dān)負(fù)I/O任務(wù)，還具有較強的信息處理能力，能單獨構(gòu)成小型的控制系統(tǒng)，即單機控制器。另外，這些智能節(jié)點可通過LON（局部操作網(wǎng)絡(luò)）和監(jiān)測節(jié)點（PC機）進行通信。該網(wǎng)絡(luò)僅需通過雙絞線或直接利用電源線完成網(wǎng)絡(luò)通信，并且任何的智能節(jié)點控制器之間也可以相互傳遞信息?？梢娺@種分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)點是可大量節(jié)省傳輸線纜的敷設(shè)量，大大加強了整個系統(tǒng)的可擴充性、可維護性，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中全部以數(shù)字量進行傳輸，整個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議本身又具有強大的糾錯功能，具有較長的傳輸距離和較強的抗干擾能力，可以實現(xiàn)無上位機的全分布式無主工作。第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日

LON網(wǎng)絡(luò)與LAN（Local

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Network）局域網(wǎng)絡(luò)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上很相似，同樣具有嚴(yán)格的、標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，但二者在應(yīng)用模式方面有著本質(zhì)的區(qū)別，主要有：1、LAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（即工作站）是PC機等系統(tǒng)計算機，網(wǎng)絡(luò)總線是高速通信電纜（如同軸電纜或光纜等）；而LON網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是一些象火柴盒一樣大小的“智能控制節(jié)點”（即Node），網(wǎng)絡(luò)總線可以是低速的、普通的雙絞線。

LON技術(shù)可以理解為局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制領(lǐng)域的延伸和應(yīng)用。它的基本思想是將控制系統(tǒng)按局域網(wǎng)絡(luò)的方式進行構(gòu)造，用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點代替局域網(wǎng)絡(luò)中的工作站，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點安裝于監(jiān)控現(xiàn)場，直接與各種監(jiān)控傳感器和控制器相連。這種網(wǎng)絡(luò)集數(shù)據(jù)采集（檢測）、分析、控制（執(zhí)行）和網(wǎng)絡(luò)通訊為一體，十分適合大型場館、廠礦車間、酒店以及現(xiàn)代化家庭乃至現(xiàn)代化大型設(shè)備進行分布式網(wǎng)絡(luò)管理和控制。LON節(jié)點網(wǎng)絡(luò)和LAN局域網(wǎng)絡(luò)比較第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日

2、LAN網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較高，主要用于傳輸大塊的文件數(shù)據(jù)；LON網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣容^低，主要應(yīng)用于控制系統(tǒng)傳輸一些狀態(tài)和控制信息。

3、LAN網(wǎng)絡(luò)必須有一個中央服務(wù)器，而LON網(wǎng)絡(luò)無需中央服務(wù)器，各節(jié)點通過編輯即可自動協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)無中央控制機的自動控制系統(tǒng)。三、LonworksOEM產(chǎn)品——SmartNodeI/O智能節(jié)點

SmartNodeI/O節(jié)點是實現(xiàn)面向控制過程的核心部件，是體現(xiàn)現(xiàn)成總線技術(shù)的關(guān)鍵部件。每個節(jié)點必須具有通信和運算控制功能。SmartNodeI/O智能節(jié)點是應(yīng)用美國Echelon公司Lonworks技術(shù)開發(fā)的可編程神經(jīng)元控制器系列產(chǎn)品，用于組成新型的智能型分布式控制網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)筑現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。第三十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日

SmartNodeI/O節(jié)點作為一種智能控制節(jié)點，能進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理，并具有可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊，方便的功能組態(tài)，采用單一雙絞線組網(wǎng)等一系列特點，便于實現(xiàn)一個高性能價格比的完全分布式控制網(wǎng)絡(luò)。

SmartNodeI/O節(jié)點作為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點能獨立于上位機或其他控制器直接進行對等（peer－to－peer）通訊，而無需一個中心計算機來控制數(shù)據(jù)交換，這樣可簡化系統(tǒng)配置，方便各節(jié)點的信息共享，通過分散SmartNodeI/O節(jié)點到現(xiàn)場傳感器/執(zhí)行器附近，可以顯著降低控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、維護的復(fù)雜性和費用。SmartNodeI/O節(jié)點能在遠(yuǎn)程設(shè)備上處理信號，這樣可以給各種控制元件間的數(shù)據(jù)交換提供更多的靈活性和簡便性。

SmartNodeI/O節(jié)點的固件中裝有LonTalk網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。LonTalk協(xié)議遵循ISO/OSI七層參考模型，管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通訊，對節(jié)點分配地址，運行內(nèi)含的沖突檢測/回避算法，并控制物理/電氣的連接。LonTalk協(xié)議是一種開放的通訊協(xié)議，具有良好的互操作性。第三十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日

SmartNodeI/O節(jié)點用網(wǎng)絡(luò)變量的