本發(fā)明屬于面向行業(yè)及企業(yè)信息化的應用系統(tǒng)技術領域，具體的說是涉及一種應用于質子重離子醫(yī)院設備區(qū)的HVAC控制系統(tǒng)。

背景技術：

目前，隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，社會的整體生活水平日益提高，人們的日常消費也越來越高，相應的整體生活必需配套設施也在逐步建設和完善。十二五期間，國家也在開始逐步加大對社保醫(yī)保建設的改革，逐漸重視社會醫(yī)療的建設和民生關注，衛(wèi)生部今年更是開始全面推行“先看病后付費”制度，從而全面帶動了相關醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，醫(yī)院建設就是其中一個分支。為了應對越來越多出現(xiàn)的腫瘤疾病和各種癌癥，除了常規(guī)性的醫(yī)院建設，國家也在逐步加大這一類型的醫(yī)院建設，醫(yī)院的建設只是基礎建設，而實現(xiàn)這一目標的重中之重在于相應配套醫(yī)療設備的配置搭建。

質子重離子醫(yī)院是集醫(yī)療、科研、教學于一身，以國際尖端放射治療質子重離子放射治療技術為主要治療手段的現(xiàn)代化、國際化腫瘤中心，是擁有質子重離子放療技術的醫(yī)療機構。醫(yī)院在提供尖端質子重離子治療作為主要治療手段的同時，結合其他放化療等腫瘤診療手段，為各類腫瘤篩查、診斷和治療提供強有力的設備技術支撐。

本發(fā)明的PT區(qū)域專門設置集散控制系統(tǒng)，它實時監(jiān)控PT區(qū)域內的公用設備，確保供電的可靠性、空調的舒適性、工藝冷卻水溫的穩(wěn)定性、給排水管線的正常性、PSS個人安全防范的安全性以及消防設施有效性的運行狀態(tài)。它實際也是樓宇設備自動化（BA）。只是在PT區(qū)域內，由于PT設備對公用設備的要求更高，公用設備的運行狀態(tài)、正常與否，直接影響到PT設備能否正常工作和開機率，因此它在功能要求上的可靠性優(yōu)于一般的（BA），對公用設備的控制內容更多，有許多監(jiān)控內容是一般（BA）是沒有的。PT區(qū)域集散控制系統(tǒng)是將醫(yī)院PT區(qū)域內的建筑設備和工藝設備進行分散控制、集中監(jiān)視、管理，實現(xiàn)了一體化監(jiān)測和管理系統(tǒng)，從而提供一個更安全、更可靠的PT設備工作環(huán)境。通過優(yōu)化控制提高設備運行的管理水平，同時也達到節(jié)約能源和運行成本，并能方便地實現(xiàn)設備管理自動化。

HVAC是Heating, Ventilation and Air Conditioning 的英文縮寫，就是供熱通風與空氣調節(jié)。 既代表上述內容的學科和技術，也代表上述學科和技術所涉及到的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)。 HVAC又指一門應用學科，它在世界建筑設計和工程以及制造業(yè)有廣泛的影響，各國都有HVAC協(xié)會，中國建筑學會暖通分會即中國的官方代表機構。傳熱學、工程熱力學、流體力學是其基本理論基礎，它的研究和發(fā)展方向是為人類提供更加舒適的工作和生活環(huán)境。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種應用于質子重離子醫(yī)院設備區(qū)的HVAC控制系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種應用于質子重離子醫(yī)院設備區(qū)的HVAC控制系統(tǒng)，其由HVAC控制系統(tǒng)平臺架構的設計、HVAC控制系統(tǒng)通訊方式和接口的設計、HVAC控制系統(tǒng)通訊速率和響應時間的設計、HVAC控制系統(tǒng)針對性功能的設計和空調機組高精度溫濕度控制的設計五部分組成；所述HVAC控制系統(tǒng)由服務器、管理工作站、操作軟件、應用軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、通用DDC控制器、專用DDC控制器和末端設備組成。2、根據(jù)權利要求1所述的一種應用于質子重離子醫(yī)院設備區(qū)的HVAC控制系統(tǒng)，其特征在于：在所述HVAC控制系統(tǒng)通訊方式和接口的設計中，HVAC控制系統(tǒng)通訊方式采用BACnet數(shù)據(jù)通信協(xié)議，HVAC控制系統(tǒng)的接口采用OPC接口，HVAC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構由信息管理層網(wǎng)絡、樓宇控制層網(wǎng)絡和末端設備控制層組成。

在HVAC控制系統(tǒng)通訊速率和響應時間的設計中，HVAC控制系統(tǒng)采用以太網(wǎng)絡構架，其能夠充分利用網(wǎng)絡帶寬，顯示速度有質的飛躍。

在HVAC控制系統(tǒng)針對性功能的設計中，針對性功能包括操作員訪問權限的設置、報警管理功能、趨勢分析功能、計劃安排功能、創(chuàng)建和編輯圖形、電子文檔功能、系統(tǒng)配置和維護、動態(tài)繪圖儀、信息和報告功能和動態(tài)圖像顯示功能。

在空調機組高精度溫濕度控制的設計中，各個工況的理論模型建立需要涉及的參數(shù)包括水蒸氣飽和壓力、溫度、相對濕度、絕對濕度、含濕量、焓值和露點。

HVAC控制系統(tǒng)平臺架構共分4層：現(xiàn)場層、控制層、管理層和傳輸層。

本發(fā)明的有益效果是：HVAC控制系統(tǒng)平臺的安全性和可靠性是對智能建筑的基本要求，是本系統(tǒng)集成工程設計所追求的主要目標。本工程設計將以業(yè)主需求分析著手，并以得到業(yè)主認可的需求為目標來開展工作。本發(fā)明在保證先進性的同時，以提高工作效率，節(jié)省人力和各種資源為目標進行工程設計，充分考慮系統(tǒng)的實用和效益，爭取獲得最大的投資回報率，以保證HVAC控制系統(tǒng)平臺的合理性和經(jīng)濟性。

本工程設計及其實施將按照國家和地方的有關標準進行。我們所選用的系統(tǒng)手段和軟件將盡可能符合工業(yè)標準或主流模式，符合標準化要求。工程的整體方案及各子系統(tǒng)方案將保證具有明顯的先進特征?？紤]到電子，信息技術的迅速發(fā)展，本設計在技術上將適度超前，所采用的設備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且擴展升級性強，符合先進性要求。系統(tǒng)的總體結構將是結構化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴充性，即使不同的設備產(chǎn)品綜合在一個系統(tǒng)中，又可使系統(tǒng)能在日后得以方便地擴充，并擴展另外的設備產(chǎn)品，具有結構化和可擴充性。HVAC控制系統(tǒng)是一個完美無瑕的建筑物設備監(jiān)控系統(tǒng)和樓宇智能化集成系統(tǒng)，系統(tǒng)是典型的海量系統(tǒng)，系統(tǒng)容量可輕易達到百萬點以上。

DDC控制器使用了133MHz/32位的CPU，由于16位CPU同一時間的數(shù)據(jù)處理速度只有32位的CPU的1/2, DDC控制器其數(shù)據(jù)處理速度同頻率16位CPU的兩倍，保證可以滿足復雜的控制應用。

另外，HVAC控制系統(tǒng)的每個DDC控制器，其內存容量最小32兆，最大72兆，由于充足的內存容量，DDC控制器可以保存更多的趨勢數(shù)據(jù)，因此，如果中央工作站或網(wǎng)絡出現(xiàn)問題，可以長期確保趨勢數(shù)據(jù)的完整性。

同時，DDC控制器大內存給用戶帶來了其他更多的益處，例如HVAC控制系統(tǒng)DDC控制器提供2種自整定功能：Loop tuning和MFA功能，其中，Loop tuning是一種定時PID自整定功能，它的整定功能是不連續(xù)的，而HVAC控制系統(tǒng)獨家提供的MFA（無模型自整定）功能，它實際上是一套內置于DDC控制器的專家系統(tǒng)，它會自動挑選最有價值的歷史數(shù)據(jù)進行動態(tài)存儲，通過調用歷史數(shù)據(jù)進行計算，給出當前控制回路的最佳設定值。其過程是實時的，連續(xù)的自整定過程。而巨大的歷史數(shù)據(jù)存儲，復雜的參數(shù)計算，如果HVAC控制系統(tǒng)DDC控制器高速的數(shù)據(jù)處理速度，巨大的內存容量，其功能的實現(xiàn)是不可想象的；同樣HVAC控制系統(tǒng)內置于DDC控制器的其他專家系統(tǒng)，例如大量的節(jié)能模塊，也得益于HVAC控制系統(tǒng)DDC控制器高速的數(shù)據(jù)處理速度以及巨大的內存容量。

另外，基于現(xiàn)在的智能樓宇管理系統(tǒng)通過集成了越來越多的子系統(tǒng)，本來就非常緊張的通訊帶寬被大大占用了，造成相當大的通訊負擔，所以，HVAC控制系統(tǒng)還提供虛擬DDC控制器，虛擬DDC控制器是智能化樓宇管理系統(tǒng)的一個組成部分。它是一個預先編制好的樓宇級網(wǎng)絡DDC控制器，沒有硬件，運行在工作站的環(huán)境中。虛擬DDC控制器可以用在那些需要有DDC控制器但又無需I/O點聯(lián)接的應用。主要用于與第三方系統(tǒng)的集成，可以降低集成的軟件點大約1/2的網(wǎng)絡開銷。

所以，HVAC控制系統(tǒng)完全可以滿足最復雜樓宇控制和管理的需要。并樓宇管理系統(tǒng)在信息管理、開放集成、處理速度、結構化、標準化設計、安全性和可靠性方面均處于領先地位。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中BACnet原理示意圖；

圖2是本發(fā)明HVAC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構圖；

圖3是本發(fā)明控制系統(tǒng)的焓濕圖和空調除濕原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細描述。

如圖1至圖3所示，一種應用于質子重離子醫(yī)院設備區(qū)的HVAC控制系統(tǒng)，其由HVAC控制系統(tǒng)平臺架構的設計、HVAC控制系統(tǒng)通訊方式和接口的設計、HVAC控制系統(tǒng)通訊速率和響應時間的設計、HVAC控制系統(tǒng)針對性功能的設計和空調機組高精度溫濕度控制的設計五部分組成：

①HVAC控制系統(tǒng)平臺架構的設計

HVAC控制系統(tǒng)平臺架構基于C/S、B/S的多層網(wǎng)絡結構，與其他子系統(tǒng)的集成應支持包含目前樓宇自控及信息產(chǎn)業(yè)中絕大多數(shù)的標準：能以COM/DCOM、TCP/IP、BACnet、ODBC、OPC、Active X、JAVA、XML、Modbus等不同技術與其它系統(tǒng)結合。系統(tǒng)由服務器、管理工作站、操作軟件、應用軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、通用DDC控制器、專用DDC控制器和末端設備（各類傳感器、閥門和執(zhí)行機構）等組成。

網(wǎng)絡架構共分4層：現(xiàn)場層、控制層、管理層和傳輸層。

1、現(xiàn)場層：即DDC至現(xiàn)場擴展模塊或帶串口等通訊現(xiàn)場設備，現(xiàn)場層包括傳統(tǒng)的樓層級網(wǎng)絡（FLN），主要用于連接末端設備DDC控制器，如可聯(lián)網(wǎng)的風機盤管DDC控制器，VAV末端DDC控制器、點擴展模塊等。

2、控制層：即DDC通訊層，HVAC控制系統(tǒng)控制層（DDC通訊層）網(wǎng)絡由DDC控制器和工作站組成，命名為ALN（樓宇控制層網(wǎng)絡），主要的DDC控制器包括POWER MEC（模塊化設備控制器）控制器和PXC MODULAR系列（可編程模塊化控制器）控制器。樓宇控制層網(wǎng)絡（BLN）采用點對點（Peer to Peer）的通信方式，同一條樓宇控制層網(wǎng)絡（BLN）上的DDC控制器可以進行無主從的對話，并不依賴與工作站，網(wǎng)絡上任一節(jié)點故障時不影響系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)傳輸。

樓宇控制層網(wǎng)絡（BLN）根據(jù)使用場合可選用RS485 BLN、TCP/IP或BACnet/IP 3種類型， PXC Compact（緊湊型可編程控制器），以BACnet/IP通訊接口進行通訊，無需外加轉換模塊。

每個PXC Compact控制器都有獨立的IP地址，使用BACnet/IP協(xié)議互聯(lián)，通訊速率在10M/100Mbps自動切換。每臺工作站管理可以管理64條BACnet/IP網(wǎng)絡（同時還能連4條RS485 BLN網(wǎng)絡），而每條BACnet/IP網(wǎng)絡可最多包括1000個設備，包括工作站和DDC控制器。BACnet/IP的物理鏈路可利用建筑物的綜合布線系統(tǒng)。支持靜態(tài)IP地址和DHCP動態(tài)分配方式。

HVAC控制系統(tǒng)基于標書，系統(tǒng)圖，點數(shù)表，控制原理圖進行配備，所提供的系統(tǒng)配置完全符合標書要求的優(yōu)化配置，經(jīng)過HVAC控制系統(tǒng)設計優(yōu)化，控制層每條總線下的DDC控制器總點數(shù)不超過均不超過100個監(jiān)控點，各個點至末端距離均不超過60米。

3、管理層。管理層主干網(wǎng)采用以太網(wǎng)方式進行信息交換處理。（TCP/IP通信協(xié)議）。智能化樓宇管理系統(tǒng)的信息管理層網(wǎng)絡（MLN）按IEEE802.3標準規(guī)劃，構建高速標準化以太網(wǎng)絡（Ethernet）平臺，采用TCP/IP、BACnet/IP等標準協(xié)議，傳輸速率10M/100Mbps自動切換。信息管理層是基于Client /server、Browser /Server架構的多層網(wǎng)絡結構，管理傳輸層主干網(wǎng)采用高速以太網(wǎng)方式進行信息交換處理。

HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)與其它建筑物智能系統(tǒng)的信息集成、數(shù)據(jù)交換在此層網(wǎng)絡上實現(xiàn)。信息管理層網(wǎng)絡的物理鏈路可利用建筑物的綜合布線系統(tǒng)，采用VLAN技術劃分HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)專用局域網(wǎng)。信息管理層主要由工作站、服務器、客戶機、打印機、UPS等硬件設備組成，除此之外HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)的帶以太網(wǎng)接口的PXC Compact DDC控制器也可以直接連接在信息管理層上。HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)在信息管理層上提供多種服務器。在信息管理層上必須配置1臺HVAC工作站實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，其余服務器可根據(jù)信息管理功能需要進行選擇。DDC及帶RS485接口的設備信息通過網(wǎng)絡DDC控制器（協(xié)議轉換器）上傳至工作站，由工作站同數(shù)據(jù)庫進行信息交換

4、傳輸層。OPC方式集成的系統(tǒng)，如能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)直接以以太網(wǎng)方式接入交換機。其他現(xiàn)場RS485通訊接口，如空調水泵調速控制裝置、冷水機組、生活給水計量流量計、冷水總管，熱水一次水總管計量能量計等位于現(xiàn)場的設備，將通過網(wǎng)絡轉換器就近接入交換機，通過傳輸層以太網(wǎng)傳入。所有集成監(jiān)控信號最后在總控中心完成統(tǒng)一集成。傳輸層均采用星形連接方式，TCP/IP通訊協(xié)議。

②HVAC控制系統(tǒng)通訊方式和接口的設計

眾所周知，自動控制數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡不同，自動控制數(shù)據(jù)通信不僅要解決信號的互通和設備的互連，更需要解決信息的互通問題，即信息的互相識別、互相理解和互可操作。

所謂信號的互通，即兩個需要互相通信的設備所采用的通信介質、信號類型、信號大小、信號的輸入/輸出匹配等幾方面參數(shù)以及數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議符合同一標準，不同設備就能連接在同一網(wǎng)絡上實現(xiàn)互連。

如果僅僅實現(xiàn)設備互連，但沒有統(tǒng)一的高層協(xié)議，不同設備之間還不能相互理解、識別彼此所傳送的信息含義，就不能實現(xiàn)信息互通，也就不可能實現(xiàn)開放系統(tǒng)之間的互可操作?；タ刹僮餍允侵高B接到同一網(wǎng)絡上不同廠家的設備之間通過統(tǒng)一應用層協(xié)議進行通信與互用，性能類似的設備可以實現(xiàn)互換，它是自動控制數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡區(qū)別于一般IT網(wǎng)絡的重要特點。

在這種情況下，BACnet 應運而生，BACnet是由美國采暖、制冷、與空調工程師協(xié)會為樓宇自動控制網(wǎng)絡制定的一種數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。它于1995年頒布，同年成為美國國家標準（ANSI）。2000年1月在挪威ISO國際會議上，15個國家一致通過BACnet作為國際樓宇自控標準草案，中國明確表示支持BACnet成為國家標準。BACnet最重要的特點是建立了一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信格式，它定義了18種對象、35種服務，按照BACnet標準生產(chǎn)的設備就可以自由進行通信，從而實現(xiàn)真正的互操作性。與其他控制總線標準不同的是BACnet是一個完全開放的協(xié)議標準，任何人都可以對其提出改進方案，并且不需要支付任何專利費用。BACnet協(xié)議的推出，使得樓宇系統(tǒng)的集成開放化，滿足了業(yè)主們需要尋找一種能打破單一供應源壟斷，開展競標和允許選擇最佳產(chǎn)品的開放系統(tǒng)的市場需求。BACnet標準的誕生，結束了樓宇自動化領域眾多廠家各自為政的局面。

BACnet作為一種標準的開放式數(shù)據(jù)通信協(xié)議，允許混用不同廠家的設備，并能為這些設備提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信的服務和協(xié)議的操作平臺。這個僅給用戶提供了更大的選擇空間，而且給系統(tǒng)的升級、維護提供了靈活性。在分布式自控系統(tǒng)中，各節(jié)點要實現(xiàn)互操作，就必須使互操作的信息或報文在互操作節(jié)電間準確無誤地進行傳輸。傳輸互操作信息或報文的工具就是通信網(wǎng)絡。因此，BACnet標準也必須定義在樓宇自控設備之間傳輸互操作和管理信息或報文的通信網(wǎng)絡。

BACnet標準實現(xiàn)互操作的關鍵在于面向對象分析和設計方法的應用：1）定義了樓宇自控設備的互操作表示方法---對象；2）定義互操作樓宇自控設備互操作樓宇自控設備互操作----命令，或信息的定義----服務；3）定義在互操作樓宇自控設備間傳輸服務的工具----通信網(wǎng)絡；4）定義互操作信息的語法和格式----編碼；5）定義了協(xié)議的驗證和測試。以上構成了BACnet基本內容中五個相互聯(lián)系的主要部分。對象、服務和通信網(wǎng)絡之間的關系如圖1所示。

HVAC控制系統(tǒng)的BACnet HVAC工作站軟件和BACnet控制器是集以太網(wǎng)技術、WEB技術、開放技術、微芯片技術、專家平臺技術以及無模型控制技術與一體的新一代樓宇控制系統(tǒng)，其還有在兼容性和可靠性方面無與倫比的優(yōu)勢。

BTL認證：為了保證BACnet設備的互操作性，BACnet測試實驗室（BTL）向行業(yè)發(fā)布經(jīng)過BACnet實驗室測試通過的設備列表，并對通過測試的產(chǎn)品頒發(fā)BTL認證標志。BACnet制造商協(xié)會（BMA）和BTL（BACnet測試實驗室）定義了6種類型的標準設備：1）B-OWS(BACnet－工作站級)；2）B-BC(BACnet－通用控制器級)；3）B-AAC(BACnet－現(xiàn)場控制器級)；4）B-ASC(BACnet－專用控制器級)；5）B-ASC(BACnet－執(zhí)行器級)；6）B-ASC(BACnet－傳感器級)。

對于BACnet設備而言，B-OWS(BACnet－工作站級)要求完成所有BACnet功能，是對互操作性要求最高的BACnet設備，HVAC頂峰系統(tǒng)BACnet保證了同其他BACnet標準生產(chǎn)的設備進行自由通信，從而實現(xiàn)真正的互操作性。帶BACnet選項的軟件平臺提供更新的BACnet功能，提升了工作站的性能，支持已經(jīng)BTL認證的控制器新版本。軟件平臺的BACnet選項提供以太網(wǎng)BACnet/IP 客戶端和服務器的集成功能?？蛻舳诉x項支持與HVAC和第三方BACnet系統(tǒng)和設備的通訊，可實現(xiàn)以下功能：監(jiān)視和命令BACnet對象，建立BACnet時間表，備份BACnet數(shù)據(jù)庫，接受和確認BACnet報警,建立和讀取BACnet趨勢記錄等。服務器選項支持將HVAC P2協(xié)議內的點輸出為BACnet的對象，以供第三方BACnet的客戶端監(jiān)視和命令。

隨著BACnet 控制器和BACnet 軟件平臺的發(fā)布，HVAC自控系統(tǒng)已經(jīng)全面實現(xiàn)了對BACnet的支持。最新的控制器和工作站軟件為樓宇控制領域創(chuàng)造了完全兼容的工作站和設備級平臺。為使用標準協(xié)議的樓宇系統(tǒng)提供了集成的方便。實際上，新的控制器版本已經(jīng)通過BTL（BACnet 測試實驗室）的認證，從而保證對BACnet協(xié)議的完全支持。工作站軟件的設計也是符合BTL認證的需要。

OPC接口：HVAC樓宇管理系統(tǒng)是集現(xiàn)代信息集成技術、開放式通訊技術、集散式自動化控制技術為一體的智能化系統(tǒng)，其網(wǎng)絡架構由信息管理層網(wǎng)絡（MLN），樓宇控制層網(wǎng)絡（BLN）和末端設備控制層（FLN）組成，其中樓宇控制層網(wǎng)絡（BLN）是HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)的核心。

HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)，分散控制、集中監(jiān)控管理，按“危險分散”原則設計，任一節(jié)點故障時均不致影響系統(tǒng)的正常運行和信號的傳輸，保證每個子系統(tǒng)都能相對獨立控制，同時在中央工作站上又能做到集中管理，不同子系統(tǒng)按管理需求可實現(xiàn)互連、互通及聯(lián)動操作。

③HVAC控制系統(tǒng)通訊速率和響應時間的設計

1）現(xiàn)場層：DDC至TX-I/O擴展模塊速率38.4K；2）控制層10/100M每個DDC控制器都有獨立的IP地址，使用BACnet/IP協(xié)議互聯(lián)，通訊速率在10M/100Mbps自動切換；3）管理傳輸層主干網(wǎng)為≥100M，HVAC控制系統(tǒng) HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)通過標準的TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)工作站之間互相通信，管理傳輸層主干網(wǎng)采用標準的高速以太網(wǎng)方式進行信息交換處理，兼容所有按IEEE802.3標準規(guī)劃，構建高速標準化以太網(wǎng)絡（Ethernet）平臺；4）DDC采樣精度為12位，數(shù)據(jù)顯示分辨率為小數(shù)點1位。

HVAC智能化樓宇管理系統(tǒng)在BA控制領域率先采用了以太網(wǎng)絡構架，由于其構架先進，可充分利用網(wǎng)絡帶寬，顯示速度和RS485構架相比有質的飛躍，響應時間計算如下：工作站上解釋一條命令小于0.5秒；總線的通訊速率為100Mbps，每禎命令的平均字節(jié)數(shù)為32字節(jié)，每條總線上的設備為72個；DDC的CPU運行速度為133MHz，DDC的命令翻譯程序平均由64條指令組成，8個時鐘周期執(zhí)行一條指令。

實時數(shù)據(jù)傳送時間 = 100毫秒 [繼電器反應時間]+ 1540微秒（64 * 8 / 133000000）[DDC的命令翻譯程序,以400點計]+ 100毫秒 [總線上的數(shù)據(jù)沖突時間]+ 10毫秒（1 /（2000000 / （8 * 32 * 72）））[總線上的命令傳輸時間，以2M帶寬計]+ 0.5秒鐘 [工作站解釋命令時間為0.5秒]，結果約等于700ms，可以看到子系統(tǒng)的實時傳送時間1秒。

系統(tǒng)控制命令的傳輸，控制命令傳輸?shù)臅r間與數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間相同，僅僅是傳輸?shù)姆较蛳喾?。設備響應時間 = 100毫秒 [繼電器反應時間]+ 1540微秒（64 * 8 / 133000000）[DDC的命令翻譯程序,以400點計]+ 100毫秒 [總線上的數(shù)據(jù)沖突時間]+ 10毫秒（1 /（2000000 / （8 * 32 * 72）））[總線上的命令傳輸時間，以2M帶寬計]+ 0.5秒鐘 [工作站解釋命令時間為0.5秒]，結果約等于700ms，所以開始執(zhí)行動作的響應時間小于1秒。

從系統(tǒng)工作子站到系統(tǒng)服務器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間小于1S，按照100M以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間計算。

1）總控中心顯示屏數(shù)據(jù)刷新時間=700ms(系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)傳輸時間)+1S(從系統(tǒng)工作子站到系統(tǒng)服務器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間)+ 0.5秒鐘 [工作站解釋命令時間為0.5秒] =2200ms，總控中心顯示屏數(shù)據(jù)刷新時間≤3秒。

2）總控中心發(fā)出控制指令至被控設備動作時間＝1S(從系統(tǒng)工作子站到系統(tǒng)服務器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間)+700ms(系統(tǒng)控制命令的傳輸時間)=1700ms，分控中心發(fā)出控制指令至被控設備動作時間≤2秒.

④HVAC控制系統(tǒng)針對性功能的設計

操作員訪問權限：

通過訪問權限允許系統(tǒng)管理員分配不同的權限給每個應用程序的使用者。例如，一個操作員可能需要編輯一個計劃事件，但不需有編輯圖形的權限。每個應用軟件都有查看、編輯和命令權限。給定的權限會隨操作員保存到任何終端，現(xiàn)場控制器的工作站或操作員界面。這就賦予了系統(tǒng)管理員按不同等級的操作員或按需要設定權限的能力。用戶賬戶基于已經(jīng)存在的Windows用戶賬戶；應用程序的權限基于查看、編輯和命令權限，這些權限根據(jù)不同需求可分配給操作員；每個操作員都有自己個人的密碼；通用訪問權限在整個系統(tǒng)范圍內有效；訪問還可賦給對象（比如：點）；能記錄操作員登陸和退出工作站和現(xiàn)場控制器的活動日志

報警管理：

報警管理允許操作員在警報發(fā)生時進行報警故障檢測，而不會影響當前任務。報警管理功能允許操作員查看、檢測只與他們的工作或區(qū)域相關的警報。報警管理包括：即時警報和狀態(tài)的報警簡易列表；報警優(yōu)先級別被劃分為6級，并賦給不同的顏色方便觀察；支持.wav文件的聲音報警；增強報警的分配；報警信息包括操作員的身份信息；查看報警歷史記錄；附上報警記錄的備忘錄；給每一個報警器定制報警信息，以此提供特定的操作員說明；可選擇警報管理程序。

趨勢分析：

軟件具有趨勢分析功能，允許操作員方便的監(jiān)控、存儲點值的歷史記錄。趨勢控制對于監(jiān)控關鍵點或者其他重要點尤其有用，比如：排氣濕度或相對濕度。趨勢點數(shù)據(jù)在工作站上可通過現(xiàn)場控制器自動采集，并且在網(wǎng)絡上的任何工作站都可獲得趨勢點數(shù)據(jù)。趨勢報告易于創(chuàng)建。簡單易用的趨勢分析向導以指導操作員構建和使用趨勢策略。用戶無需了解樓宇系統(tǒng)的復雜性既可報告信息。

計劃安排：

計劃安排程序操作簡單，易于理解。他可以讓用戶創(chuàng)建計劃，以此來反映樓宇特定的活動。計劃的安排包括一般日子和特殊日子的一周計劃，以及為了節(jié)假日和特殊事件而準備的特殊計劃。計劃的靈活性讓最佳活動安排也能與設備相關，這些設備報告也可事先進行計劃安排。

創(chuàng)建和編輯圖形：

運用基于Microsoft Windows之上的強大的圖形軟件，我們能很容易的創(chuàng)建和編輯圖形。圖形軟件含有基本的繪圖功能包括：直線，框架，園，弧線，橢圓以及更多字體、大小、和顏色的文本。有多組合的顏色調色板，操作員可選擇使用標準的顏色，或自定義。圖形軟件支持數(shù)據(jù)庫功能，允許操作員從模板窗口中選擇HVAC圖標并把他們放置在新的圖紙上。操作員也可以從繪圖包或者是AutoCAD繪圖包中導入已經(jīng)存在的圖樣。

電子文檔：

每次修訂的電子庫包含了：當前版本信息、在線幫組與可打印的用戶操作指南。這些文件詳細記錄了如何一步步最大程度的使用每個程序的步驟，并且允許快速瀏覽整個系統(tǒng)。

系統(tǒng)配置和維護：

備份工具提供一下功能：備份和回復數(shù)據(jù)庫、計劃安排數(shù)據(jù)庫備份、刪除不想要的備份，騰出磁盤空間。系統(tǒng)資料為定義、配置與管理整個樓宇控制網(wǎng)絡提供了圖像的、全系統(tǒng)的控制。

動態(tài)繪圖儀：

同時動態(tài)繪圖儀顯示多達15個點的數(shù)值便于診斷和調試系統(tǒng)。獲取并存儲趨勢圖表以供將來參考。簡便地建立并保存點在模板上，在需要時運行。

信息和報告：

軟件極大的增強了信息和報告功能，不僅能提供給用戶信息，而且能深度監(jiān)控整個樓宇環(huán)境。簡單的報表已實現(xiàn)標準化。當需要獲得信息時，用戶不必擔心樓宇控制系統(tǒng)的復雜性。軟件包括了60多種可以配置的報表模板。可提前制定年度計劃或跨年度計劃，在需要時運行。報告可以根據(jù)個人選擇按計劃區(qū)打印、保存或者以E-mail的形式寄出。用戶計劃好報表后，即使在他離開時，也不會錯過任何報告和重要信息。

動態(tài)圖像：

自動顯示點的信息，并且在圖形上動態(tài)更新；圖形鏈接至邏輯結構圖上，這樣在設備選擇上，操作員可迅速地在建筑平面圖上選擇相應空氣處理單元；通過名稱或點便可從其他的應用軟件屏幕諸如：報警屏幕或趨勢圖上，直接訪問圖形；動態(tài)圖形可以讓用戶在基于點值的基礎上，定義控制的視覺活動；通過每個圖形都能查看和命令點值；模擬條可添加到圖形中，用以監(jiān)控和控制模擬值比如設定點或靜態(tài)空氣壓力，上下限也同時會顯示；圖形可與相關的應用程序或文檔鏈接；圖形可按操作員的需要創(chuàng)建，并進行自定義。

⑤空調機組高精度溫濕度控制的設計

四個治療倉是PT區(qū)的重要區(qū)域，四個治療倉分別由一臺空調控制，室內溫濕度的恒溫恒濕直接影響著房間設備的測量的準確性和治療的效果。在四個治療倉無法安裝精密空調的前提下，只能通過對常規(guī)四管制空調的改造和程序的精細調試以達到治療倉恒溫恒濕的效果。

改造內容：復核進出水總管的壓力、溫度和流量，實現(xiàn)對冷熱源壓力和溫度的監(jiān)測；復核進入每臺空調的冷量和熱力是否符合需求，現(xiàn)場實際是冷量足夠，熱量不夠，在無法加大末端進出水總管管徑的情況下，加一臺電加熱設備是比較可行的方法；冷水閥和熱水閥要實行一定精度的線性控制，保證流量的線性可控，同時閥門要具有動態(tài)平衡功能，已平衡管網(wǎng)的壓力波動；原設備濕膜加濕的開關量點控和加濕方式太過于粗放，加濕量不是太大就是太小，不均勻。換一臺霧化蒸汽比例加濕器能實現(xiàn)加濕量的均勻釋放和比例可控；高精度的控制需要高精度的傳感器，普通的溫度傳感器精度在0.6，濕度在5%，高精度傳感器的溫度誤差級別在0.1，濕度在1%，送風溫濕度、回風溫濕度、房間溫濕度都需要高精度傳感器；長期收集數(shù)據(jù)，在不同的室外溫濕度工況下，收集每臺治療倉對應的空調數(shù)據(jù)，室外溫濕度、送風溫濕度、回風溫濕度、冷熱水閥開度、加濕器比例開度、電加熱比例開度和房間溫濕度的相關性。建立不同工況的模型，得出相對應的控制邏輯，再在此基礎上長時間觀察溫濕度的調幅比例，相應調整控制邏輯的PID值。

注釋：當今的閉環(huán)自動控制技術都是基于反饋的概念以減少不確定性。反饋理論的要素包括三個部分：測量、比較和執(zhí)行。測量關心的是被控變量的實際值，與期望值相比較，用這個偏差來糾正系統(tǒng)的響應，執(zhí)行調節(jié)控制。在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節(jié)。

PID控制器（比例-積分-微分控制器）是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路部件，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。PID（比例（proportion）、積分（integration）、微分（differentiation））控制器作為最早實用化的控制器已有近百年歷史，現(xiàn)在仍然是應用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。

PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。其輸入e (t）與輸出u (t）的關系為u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt] 式中積分的上下限分別是0和t，因此它的傳遞函數(shù)為：G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s]其中kp為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。各個工況的理論模型建立涉及很多參數(shù)：溫度、濕度（包括相對濕度和絕對濕度）、含濕量、焓值、露點、水蒸氣飽和壓力等。

溫度：是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。

相對濕度：指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比。濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達到的最大絕對濕度之比。也可表示為濕空氣中水蒸氣分壓力與相同溫度下水的飽和壓力之比。

絕對溫度：在標準狀態(tài)下(760mmHg)每立方米濕空氣中所含水蒸汽的重量，即水蒸汽的體積密度.ρ=2.169P/(273.15+θ)(1)式中，ρ為絕對濕度(g/m3)，其中P為水蒸氣壓，單位Pa 。

含濕量：含濕量是指濕空氣中與一千克干空氣同時并存的水蒸氣的質量。

焓值：是指空氣中含有的總熱量，通常以干空氣的單位質量為基準，稱作比焓。工程中簡稱為焓，是指一千克干空氣的焓和與它相對應的水蒸氣的焓的總和。

露點：又稱露點溫度（Dew point temperature），在氣象學中是指在固定氣壓之下，空氣中所含的氣態(tài)水達到飽和而凝結成液態(tài)水所需要降至的溫度。

水蒸氣飽和壓力：又稱飽和蒸汽壓，指密閉條件下水的氣相與液相達到平衡即飽和狀態(tài)下的水蒸氣壓力。該壓力數(shù)值與對應的溫度有關。

圖3為焓濕圖和空調除濕原理，人體舒適區(qū)域為溫度22-27，相對濕度40%-60%。圖中以高溫高濕35度60%空氣空氣為例，絕對濕度為22g/kg，第一步經(jīng)過降溫使原空氣降溫至露點溫度27攝氏度，焓值降低，此時原空氣中的相對濕度已飽和100%，絕對濕度還在22g/kg，第二步則繼續(xù)降溫至舒適區(qū)域對應的露點溫度14攝氏度，此時空氣中的相對濕度100%，但絕對濕度只有10g/kg，水汽通過冷盤管析出，這時候原空氣中的濕度就除掉了，這個過程就叫做過冷除濕。第三步把處理過的空氣重新加熱至24攝氏度，焓值增加，絕對濕度不變10g/kg，但相對濕度降低至53%。此時就完成了一個完整的模型。這種模型對應的是夏天的大部分時間、春季的艷陽天、黃梅天等常見天氣。

第二種模型是把高溫低濕的空氣通過降溫加濕的方法把空氣處理到舒適區(qū)域，過程一定是先降溫至舒適溫度，再加濕至舒適濕度，如果先加濕的話，由于熱空氣的含濕能力要比冷空氣要強的多，會造成原空氣高溫高濕，再通過第一種模型來處理，這樣會增加很多能耗。這種模型對應的是秋末初冬的艷陽天。

第三種模型是把低溫低濕的空氣通過加溫加濕的方法把空氣處理到舒適區(qū)域，過程一定是先加溫至舒適溫度，再加濕至舒適濕度，如果先加濕的話，由于冷空氣的含濕能力要比熱空氣要弱的多，會造成原空氣絕對濕度不夠，即使相對濕度已經(jīng)飽和到100%。這種模型對應的是冬天的大部分時間。

第四種模型是把低溫高濕的空氣通過降溫除濕再加溫的方法把空氣處理到舒適區(qū)域，過程一定是先降溫至舒適溫度對應的露點溫度，把絕對濕度降下來，再加濕至舒適濕度。這種模型對應的是冬天的下雨時間。通過上面各個不同工況和相對于的各個模型的構建，使得高精度控制的理論模型得以建立。

最后應當說明的是，以上內容僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的普通技術人員對本發(fā)明的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。