楼宇自动化控制第1篇
【关键词】:楼宇;自动化;控制;智能建筑;网络
[ Abstract ]: Building automation control is increasingly popular as the important part of intelligent building, is also the social development to a certain stage of the inevitable product, the following contents briefly discussed building automation control, for reference only.
[ Key words ]: building; automation; control; intelligent building; network
中***分类号:TU71文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1、前言
改革开放以来,随着经济的不断发展和科学技术的不断进步,我国的楼宇自动化控制得到了很大的发展。楼宇自动化系统是利用现代计算机及网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,通过楼宇自动化系统,可以将大楼内部的各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。楼宇自动化控制可以确保建筑物内具有舒适和安全的办公环境,同时还可以实现建筑高效节能的要求。楼宇自动化控制是日益流行的智能建筑的重要组成部分,也是社会发展到一定阶段的必然产物,本文以下内容将对楼宇自动化控制进行简要的探讨,仅供参考。
2、楼宇自动化控制的组成
根据笔者多年的实践经验,并参考其它资料,认为楼宇自动化控制系统的组成主要有如下几个方面:第一,通讯网络,操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是N1通讯网络。这构造采用以太网(ETHERNET)技术,通过一张ETHERNET卡(网络界面卡),在N1线上通讯。METASYS N1总线执行各种通讯,包括分享监控点讯息、数据库的上传和***、对现场设备之指令、摘要、状态改变讯息。N1支持METASYS系统之分布特性,每一个枢纽都有特定功能,其互相联系以分享讯息。如一个在地连负责冷冻机的枢纽。N1 ETHERNET采用由传送控制协议/协议(TCP/IP)符合工业标准的用户数据协议(UDP)。第二,操作站,对操作站的界面,特性,功能进行改进,增加许多更直观的视觉显示效果,并且通过OPC(OLE for Process Control)软件技术使所有的设备管理系统均可在简单明了的***形显示下集中完成。第三,网络控制器(NCU),其是一种模块式,智能化的控制盘,为METASYS网络的心脏。在单一网络控制器中即可将办公大楼管理情况的每一个侧面进行全面综合的管理。通过相互共享整个网络中的所有信息,每个NCU能用高级控制算法提供全建筑物范围的最优控制。网络控制器具有多种统计控制功能。网络控制器可配置手提终端检测器,该检测器完全可以代替操作站的功能,存取整个系统中所有信息和发出控制指令。第四,直接数字控制器(DX-9100),METASYS 数字式控制器对于冷冻机组、空调系统HVAC处理过程、工作分布照明及有关电气设备的控制来说,都是一种理想的控制器。DX-9100控制器可以在扩展总线上连接I/O扩展模块,来增加它的输入点、输出点的容量。DX可通过内置的LED来监控这些点。当这条网连入完整的METASYS网络时,DX控制器可将所有监控点情况和各种控制信息准确地提供给整个METASYS网络或控制站。DX是Metasys系统的最前端装置,直接与联想研发中心内有关的设施连接起来,再通过N2总线与网络控制器相连,网络控制器与中央操作站均可对其实现超越控制。 直接数字式控制器能够支持以下不同性质的监控点: 模拟量输入(AI) 、两态输入(DI)、模拟量输出(AO)、两态输出(DO)具有12个可编程控制模块及PLC逻辑运算模块,除能完成各种运算及PID回路控制功能外,还具有多种统计控制功能,可同时设置多达8个时间控制程序。控制器具有***运作的功能,当中央操作站及网络控制器发生问题时,控制器不受影响,继续进行运作,完成原有的全部监控功能。可通过传输模块(XT)接多达8个扩展模块(XP),增加控制输入输出点容量,配置灵活,并可通过内置的LED来监控这些点。第五,楼宇自控系统DDC配置,如何合理的配置DDC就成为方案设计中最重要的问题。JOHNSON CONTROLS根据实际特点,结合多年的工程经验,设计中不仅保证系统功能全面实现,又减少施工中的不必要浪费,并且DDC的配置为以后的扩展留有足够的余量。考虑到楼宇机电设备的分布每一层都布置了相应的直接数字控制器,一般情况下,空调主机设备增加的可能性不大,因此对于其他设备监控点数的增加只需采用增加扩展模块的方式即可解决。
3、楼宇自动化控制的作用
楼宇自动化控制对于楼宇具有非常重要的作用,根据作者多年的实践经验,总结出了其主要具有如下几个方面的作用:第一,采用先进的管理手段,实现设备的高效管理和安全可靠运行,系统使用先进的网络技术、计算机技术和现代控制技术,对建筑物内各类楼宇设备进行集中监视、自动化控制,实现建筑物内各类楼宇设备的高效管理和安全可靠运行。第二,实现最优控制和节能管理,节省能耗,楼宇设备自控系统通过对大楼设备进行监视和控制,实现最优控制和节能管理。特别是对空调系统的用电和公共照明用电等楼宇设备的进行节能控制实现节省大楼的能耗。第三,减少管理维护人员,降低管理费用,通过先进的自动化监控,可以大量减少各类楼宇设备和系统的运行操作人员和维护人员,降低管理费用。第四,延长设备的使用寿命,楼宇设备自控系统可以:实时反映设备和系统运行情况,及时发现系统存在的问题并能及时处理;定期打印出维护、保养通知单,这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养;实现使用和备用设备的定期互换工作。从而实现延长设备的使用寿命,也就降低了建筑的运行费用。第五,提供舒适的办公环境,楼宇设备自控系统对环境空气质量、温湿度、照度等进行检测和有效的控制,为大楼创造一个舒适的环境。
4、楼宇自动化控制的实际应用
楼宇自控系统主要从以下几个方面满足建筑的智能设计标准:对空调系统设备、通风设备、环境及监测系统等运行工况的监视、控制、测量、记录;对供配电系统、变配电设备、应急(备用)电源设备、直流电源设备、大容量不停电电源设备进行监视、测量、记录;对动力设备和照明设备进行监视和控制;对给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等运行工况的监视、控制、测量、记录;对热力系统的热源设备等运行工况的监视、控制、测量、记录;对公共安全防范系统、火灾自动报警与消防联动控制系统运行工况进行必要的监视及联动控制;对电梯及自动扶梯的运行监视。
河南省国家大学科技园地处郑州市西北部的郑州高新技术开发区内,占地面积近600亩,规划建筑面积40余万平方米,预计总投资16 亿元。园区内重点发展信息科学与技术、新材料与纳米技术、光机电一体化及生物医药等高新技术领域。河南省国家大学科技园是一座现代化的复合式多功能建筑群体。为了满足健康、舒适、安全、节能的绿色建筑需要,本项目通过应用楼宇设备管理系统对建筑物内的空调、通风、照明、变配电、给排水系统等设备进行优化设计,采用分布监控、集中管理的楼宇监控系统,并与建筑物内的冷热源、变配电等各设备进行系统集成。在设计中尽量采用标准化、具良好开放性、遵循国际通讯协议的OPC开放接口的控制器,应用通用的ASIExpert软件,减少二次开发的工作量,利于日后的使用及维护。根据河南省国家大学科技园项目的特点,运用计算机技术和变频技术,依据外部条件变化自动调节中央空调末端的负荷变化。在满足舒适性的条件下,最大限度地降低系统运行能耗。楼宇自控系统在浙江大学国家科技园项目一期中,主要设置监控点数为1000 多点,应用ASIC/2-7540 控制器29 台。
4、结尾
楼宇自动化控制是社会发展到一定阶段的必然产物,其具有的非常大的优势决定了其必然能得到很广泛的应用。作为一名技术人员,应该在实践中不断学习,并注重借鉴国内外先进的经验,不断提高自身的专业素养和综合素质,为楼宇自动化控制做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《楼宇自动化系统原理与应用》王再英等,电子工业出版社
楼宇自动化控制第2篇
关键词:楼宇;PID;智能;自动化
楼宇智能自动化PID控制是当代科技运用到建筑设备自动化的主要模式,其目的在于针对楼宇内不得安全、交通、环境以及内部能源的使用进行检测与控制,为楼宇内部提供一个节能、安全、可靠地环境。
1 楼宇智能自动化PID系统的功能
随着科技的发展,现代建筑往往具备高层化与智能化的特征,因此楼宇智能自动化PID控制激素已经成为楼宇间安全防范、电梯、照明、供电系统、空调、给排水的子系统。然而其主要功能有如下几点:
(1)针对楼宇内部各类机电设备进行当前运作状态进行自动打印。
(2)针对楼宇内部各类机电设备的参数与变化趋势进行自动检测与打印。
(3)及时调整外界环境与内部空间的最佳设备状态。
(4)针对各类突发事件进行自动检测与处理。
(5)针对楼宇内部水、电、气进行统一自动化管理与计量收费。
(6)针对楼宇内部机电设备协调控制,统一管理。
(7)针对楼宇内部各机电设备的数据信息统筹管理。
2 楼宇智能自动化PID系统的原理
楼宇智能自动化PID系统是当前楼宇建设最为常用的控制方式,并且主要对各类机电设备反馈的数据进行测量、执行与比较,针对反馈数据与期待值进行对比,通过数值的误差纠正楼宇调节控制系统的运作。
这种现代化的智能自动化操作系统特征为集中式的管理、分散式的控制,也就是通过在楼宇内部设置的DDC完成被控制系统的实时监测与操控,这种PID控制系统不仅可以避免了传统操作模式带来的危险性,更是使单一的常规仪器具备多元化的操控模式。具有丰富的软件管理、CRT显示、打印输出和打印输出功能的中央管理计算机,能够胜任显示、集中操作、优化控制、报警和打印等任务,有效将普通仪表操控分离后的人机链接困难、不便于集中管理的缺点加以避免,确保了设施设备能处在最优化的状态运行。
3 楼宇智能自动化PID系统的运用
楼宇智能自动化PID系统在楼宇建设中按照统一的规定进行计算,中央控制器通过AI和BA采集楼宇间各机电设备的参数以及变化趋势或历史数据,根据外界的环境改变而变化,自动对楼宇内部各项设施进行调节,使楼宇内的安全防范、电梯、照明、供电系统、空调、给排水的子系统保持稳定,当其中某项数据没有按照预定的数值进行改变,那么则会发出控制信号,通过AO和DO直接对相应的机电设备进行控制。因此,楼宇智能自动化PID系统属于闭环控制系统,在现代楼宇建设过程中最常用的一种应用系统。楼宇智能自动化PID系统由于直接承担楼宇内部控制任务,因此对于其时效性、适应性、可靠性的要求较高。
3.1 楼宇智能自动化PID系统的构成
楼宇智能自动化PID系统主要包括过程输入通道、过程控制计算机以及过程输出通道三个部分。
楼宇智能自动化PID系统中过程输入通道由两个部分组成,一部分是模拟量输出,主要负责将计算机输出的代码数据控制信号转化成能直接受控的电流信号或模拟电压,再由放大器去驱动调节阀等控制机器进行与数据匹配的实际操作。通常是由D/A转换器,接口电路、执行器和放大器组成。一部分是数字量输出,经过计算机输出的受控开关信号,经过放大器去驱动电磁阀阀等继电器执行器,它由光电耦合器、接口电器、执行器和放大器组成。
楼宇智能自动化PID系统中的过程控制计算机承载着直接运算和终端控制的任务,通过过程输入通道集成采集受控对象的海量数据与参数,再按照已预设的程式规律进行系统计算,得出计算过程或数据结论,然后又原通道向受控对象发送数据控制信息,再由输出通道进行控制调节阀等系列执行命令。
楼宇智能自动化PID系统过程输出通道主要由模拟量输出与数字量输出两个部分。模拟量输出主要是针对楼宇内部原始数值对控制其进行操控,模拟出相应的数字信号改变为电流信号,再通过放大器驱动楼宇内部各机电设备的调节阀,使各机电设备可以实现对楼宇的智能自动化控制,这一部分由接口电路、D/A转换器、放大器以及执行器构成。数字量输出是通过模拟量输出的信号对楼宇各机电设备进行控制,再由放大器对继电器与电磁阀进行渠道,其主要由接口电器、光电耦合器、放大器以及执行器构成。
3.2 楼宇智能自动化PID系统的基本算法
楼宇智能自动化PID系统按照比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制,中央控制器通过AI和BA采集楼宇间各机电设备的参数以及变化趋势或历史数据,根据外界的环境改变而变化,自动对楼宇内部各项设施进行调节,将PID控制规律的离散化,使其在楼宇智能自动化系统中可以实现。而当楼宇间各机电设备中出现数值不清楚情况下,也可以通过***整定达到满意的效果。因此,在楼宇间将楼宇智能自动化PID系统调节成规律离散化的数字PID算法,是楼宇建筑最为常用的计算机控制系统。
楼宇智能自动化PID系统模拟量调节器最理想的PID算式为:(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Td*de(t)/dt]。其中,e(t)为楼宇间各机电设备的数值偏差(设定为设定值与实际输出值之差);(t)为楼宇间各机电设备的控制量;Kp为比例放大系数;Ti为积分时间常数;Td为微分时间常数,由此传递函数形式。
为了可以将公式应用在楼宇智能自动化PID系统中,就需要将连续行驶的微分方程式基于离散形式的差分方程进行表现。设定楼宇间各项机电设备的采样周期,(与既定的系统时间常数进行对比,T足够小),K为楼宇间各智能自动化设备的采样序号(K=0,1,2……n),可以采用矩阵法计算而积以差分代替微分。在(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Td*de(t)/dt]的公式中,每次所采集的数值都需要与T值进行对比,采样周期时间越小,其与楼宇控制过程中连续性控制的过程就会越为接近,更加便捷的对楼宇内的安全、交通、环境以及内部能源的使用进行检测与控制,为楼宇内部提供一个节能、安全、可靠地环境。
虽然在楼宇间很多在开环状态下确定的PID参数都不是连续性的自身整定模式,在楼宇智能自动化系统中若出现较为复杂的分析过程就会出现比较的差异性。但是如果PID控制器在楼宇智能自动化系统中不能控制复杂的过程,那么不论参数进行怎样的调整,都没有任何用处,因此,楼宇智能自动化PID技术是最好的控制器。
4 结 论
楼宇智能自动化PID控制技术在我国属于全新的科技型技术发展领域,随着信息化科学的逐渐进步与完善,该项技术在楼宇间的运用也会更加成熟,也会有更多技术对其进行完善,逐步走向巅峰。
参考文献
[1]王威.智能PID控制方法的研究现状及应用展望[J].自动化仪表,2008(10).
楼宇自动化控制第3篇
【关键词】楼宇;自动化控制;网络;以太网;OPC
伴随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,近些年来我国的楼宇自动化控制技术得到了长足的提升。所谓楼宇自动化控制系统是一种基于科学技术进行高度自动化管理和控制的系统机制,通过这样一个网络控制平台实现对楼宇内各种设备的一键管理。这里的科学技术包含了计算机网络技术、自动化控制以及网络通信技术等,能够统一管理的设备则包括空调系统、温度系统、电梯、消防系统、照明设备等等。楼宇自动化控制系统可以大大减轻管理难度和人工成本,具有高效率性和环保节能性。可以说自动化控制网络系统的发展在一定程度上决定了智能楼宇未来的发展方向。
1 楼宇自动化控制系统的发展历程
1.1 楼宇自动化系统的发展历程
楼宇自动化控制系统紧握科学信息技术的发展潮流,在三四十余年时间里一共经历了四个阶段的发展历程。第一阶段是始于1970年代的CCMS中央监控系统。其原理为通过设置信息采集站于建筑物各处,然后将总线与中央站连接起来,创建CCMS中央监控系统。系统的枢纽是中央计算机,通过接收处理信息采集站的信息,做出相应的决策并发出命令,调节楼宇内设备的各项参数。第二阶段是1980年代的DCS集散控制系统。其实年代的信息采集器进化成了80年代的科技产物:数字控制器。通过为每一个数字控制器配置集散式控制系统计算机,每一个***的数字控制器都可以显示、处理采集到的信息,只需要在其上布设一个起到监视作用的中央电脑,就可以实现分站完全自主处理信息的功能。第三阶段是1990年代的开放式集散系统。通过应用ON现场总线,布设三层结构的BAS控制网络系统,形成中央站、DDC分站、现场网络层的输入输出结构,这就使得整个系统更加具有开放性,对于系统的配置和管理也更加灵活。第四阶段是进入21世纪之后的网络集成系统。网络系统中具有一个中央主控站,将子系统进行优化组合,诸如消防、安全、照明、温度等,然后统一集成管理,更加方便快捷。
在跨越四十年的发展历程中,楼宇自动控制系统最大的变化就是现场总线控制系统(FCS)取代了分布式控制系统(DCS)。虽然DCS拥有较好的模拟、操作和管理性能,但是费用高、可靠性差、系统开放性差是制约其发展的瓶颈。而现场总线控制系统随着科学技术的发展而兴起,其上烙印了典型的现代科技,具有更高更强的可控性和科学性。它最大的优点就是简单了系统布线方法,提高了操作性和维护性,优化了实时性,并且降低了成本。
1.2 以太网开始进入楼宇自控领域
以太网一直都是局域网构建中的核心技术网络,而随着科技的进一步发展,以太网中的站点完成了单独收发数据信息的进化,这就减少了物理层数据的碰撞、拥塞和缓存,为楼宇自动化系统的开发设计提供了独特的思路。而在IEEE802.3af标准颁布之后,基于以太网的工业交换机产品大幅增加,基于现场总线的开放式以太网标准也纷纷涌现。比如ODVA、CI、HSE、Profinet等。以太网和现场总线控制系统的结合,弥补了各方的缺点,使得工业自控系统的设计逐渐成形,而其在工业控制领域的成功应用直接促成了其在楼宇控制系统中的快速发展,从最初的信息层道控制层,以太网被越来越多的应用。
太网的优点很明显,那就是实现了从信息网到控制层的完美过渡,实现了各层统一,对这样系统的开发和管理也就更加便捷,也实现了和智能楼宇中其他系统的快速完美融合。但是同时需要认识到时,以太网技术和现场总线控制系统的集成研究还处于起步阶段,因为科研成本较高,产品较少,就会导致用户选择不多同时推广性也会受到阻碍,还有就是以太网的维护性、实时性还需要时间的考证。
2 楼宇自动化系统的组成与基本功能
2.1 楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化控制系统通常包括空调、消防、供电、电梯、安全管理、给排水等子系统。可以通过以太网技术,建立通讯网络,集成现场总线控制系统,建立控制层、管理层和设备层,实现操作站和网络控制单元之间的连接。采用传送控制协议/协议,建立用户数据协议,构建OPC服务器,既集中完成控制端对所有设备的管理,也可以实现用户对客户端的自由访问,而避免了亲自查看设备的繁冗过程。通过增加网络控制单元可以实现楼宇内每一个子系统的监控、共享和管理,通过相应的多种统计计算功能,可以在一定的情况下可以代替操作站功能,完成手提式应急信息处理和指令控制。
2.2 楼宇自动化系统的功能
楼宇自动化控制系统的基本功能有以下几点:
(1)实现对众多子系统启动和停止的控制、设备运行状态的监控。
(2)收集设备运行的历史数据,完成设备一生运行的技术性数据分析;
(3)根据外界环境的变化,自动调整设备运行参数;
(4)监视楼宇各系统运行中可能出现的故障及突发事件,并配置一整套处理方案;
(5)实现对水电、煤气等科学管理,节能高效自动;
(6)针对各子系统中的设备,保存一份包含运行档案、历史、维修情况的设备管理报表,以供参阅。
3 楼宇自动化控制网络系统设计方案
3.1 自动化控制系统设计总则
楼宇自动化系统的最主要功能还是实现对楼宇内各个子系统的监控,采集运行数据,对比分析运算,保证在任何情况下设备都能正常运行,并且实现快捷简单的远程监控。最显著的优点就是大大减少了事故发生的概率,也就相应地延长了设备的使用寿命。通过这样集约化的控制和管理,实现对各子系统统一而有序的管理,使其健康运行,充分发挥各个系统的功能,为智能楼宇的建设打下坚实基础。这里以最具有代表性的高层、现代化智能大楼作为设计对象,就自动化控制网络系统的创设关键技术作简要阐述。
如同前文所述,楼宇自动化控制系统必须要首先保证子系统的高效运行,实现子系统有序运转和灵活自动运转,从而减轻人员管理,节约劳动力资源和资金成本。这里设计的系统主要是基于一般业主的要求和极高的性价比,采用最优化的方案设计出一套可以同时实现集中管理和分散管理的自控系统。比如著名的BACTalk楼宇管理系统,它是一种基于BMS的自控系统,可以将消防系统、保安系统、照明系统、电梯等集中在一个平台上进行控制,并且具有先进的现场控制器以及和其他系统设备的开放性接口。根据现代高层大楼的特点,设计一下需要主要监控的子系统:电梯系统、中央空调系统、照明共点系统、给排水系统等。
3.2 楼宇自动化控制网络系统设计的原则和依据
在设计一个楼宇自动系统时,必须遵循以下的原则。首先是可靠性。可靠性是检验一个自控系统是否合格的第一标准,优先采用分布式的控制系统,将自动控制的任务交给很多现场处理器完成,这样可以避免因为单独的处理器出现故障而影响整个系统健康运行的情况。可靠性的另一个表现就是系统数据采集和记录的准确性,不能误报,也不能有故障而不报,所以对于系统硬件和软件的要求极为严格。其次是灵活扩展性。楼宇自动系统和其他的网络系统一样,都会伴随着科学技术的发展而进行进化和升级。我们在建立了初始系统之后,应该考虑到伴随着科学信息技术的发展,原始系统势必要进行优化和升级,所以这对系统的可扩展性提出了一个新的要求。当然灵活性也很重要,主要表现在现场控制器的增减不能影响整个系统的性能,系统的组成和功能应用都必须具备灵活性,便于随着外界环境的改变而改变系统。第三是实用性。设计的系统总归是要应用的,这要求设计人员从高深的科学信息技术中提取出便于应用的普通知识,系统可以根据楼宇的多功能性实现不同需求的给予和完成。是否方便快捷是实用性是否合格的另一个标志。管理方式是否合理简约是检验一个系统是否成熟的重要标志,一个好的楼宇控制系统可以实现楼宇各子系统资料内容的完美综合,并且统一呈现在中央层,减小了管理难度。最后是经济性。我们要求系统的设计采取最为精准和尖端的技术,但是也要考虑到实际需求高度。采用现场处理器应该可以满足相当长时间之内的系统运转,所以要合理规划,切不可盲目投资。
楼宇自动化控制系统的设计首先要以相应的电气***纸和标准规范作为基础,然后需要满足国家及其他国际标准。比如建设设计防火系统、照明设计标准、电梯设计标准、空调安装及采风设计标准、工民建供电系统设计标准等等,对于需要设计的每一个子系统都应该按照国家相应的规范指导系统设计。
3.3 系统功能设计
设计的系统方案以以太网技术为基础,以此来实现各总线的集成。包含网络层、控制层和设备层三层结构。其中设备层网络技术依托CAN总线和Lonworks等,用以太网技术来实现管理层和控制层之间的通信。
依据前文所述,现场总线控制系统(FCS)更加开放、集散,同时便于维护、成本低,所以更加适合楼宇自动化控制系统的设计,辅以以太网技术,实现楼宇自动化控制。详细设计***见***1。
***1 以太网构成的楼宇自动化控制系统简***
3.3.1 自控系统的网络结构
设计的系统主要包括管理层、控制层和设备层。现场控制器之间的点对点通信构成的智能监控区域层就是控制层,CAN总线、Lonworks总线上都布设有监控节点;管理层则包括中央主控机和分系统的计算机系统,以太网技术构建管理层,管理层中的操作站可以控制中央计算机,对各子系统进行集成统一指令管理,并对系统中所有的数据进行分析和处理;设备层就是楼宇内的各机电设备,在控制层的管理下按照预设程序运转。
3.3.2 自控系统集成技术
OPC技术可以标准化控制层和管理层之间的设备数据信息交换,并且加快数据传输速度和可靠性,同时降低成本。在楼宇自动系统中选择OPC,需要根据不同的子系统以及需要实现的功能来开发相应的OPC服务器,完成设备层的***数据采集。
一个完整的OPC服务器包括标准接口和用于通讯的接口两部分。利用2005对两个接口进行开发,也就实现了OPC服务器的开发。标准接口的开发因为数据库而变得简单,用于通讯的接口开发需要特定的通信协议和数据采集模式来编写特定的动态链接库。以此来构建的OPC服务器结构如***2。
***2 OPC服务器总体结构简***
通过该结构调用API函数,记录、注销服务器数据信息,并且按照特定的接口模块,读写交换数据,随即封装读写的信息来满足客户端的需求。该设计的关键是函数的调用来建立动态链接库,通过2005的DLL调用来构建API函数原型。常用的通信协议一般为TCP/IP协议,通过通信接口来读写封装的信息可以实现计算机端和客户端的数据共同访问,操作者在进行数据管理控制的时候不需要到每一个硬件设备中进行采集,只需要查看子系统相应的OPC服务器就可以实现数据的自主收集。有了这些数据也就有了自控各子系统的基础资料,通过一定的分析和处理,就可以实现子系统运行数据和运行状态的统一呈现,极大方便了后续的自动化控制管理。这就是一个完整的楼宇自动控制过程。
4 结论
智能建筑正在成为未来建筑的发展方向,实现楼宇设备系统的集中有序管理是实现社会节能理念和劳动力节约的关键环节。科学信息技术的发展为设计一个可靠实时成本低的楼宇自动控制系统提供了可能。利用现场总线控制系统、以太网技术可以实现系统设计,本着可靠灵活使用的目标,以以太网技术为基础,集成CAN和Lonworks总线技术,利用OPC技术创设服务器,可以快速且准确的实现诸如消防、照明、电梯、空调、温度、供电等系统的信息数据集成,同时也可以集散控制楼宇中的子系统,实时监控设备运行状态,及时调整故障,减少人员管理成本,保证楼宇健康安全高效运行。在建筑面积越来越大、高度越来越高的现代社会,自动化控制网络系统必定可以大大完善楼宇内部功能,提供安全舒适的生活工作环境。
【参考文献】
[1]羊梅.LonWorks技术在楼宇自动化系统中的应用研究[D].西南交通大学,2008.
[2]林黄龙.楼宇自动控制系统(BAS)中空调系统的监控软件设计与实现[D].华东交通大学,2009.
[3]吉顺平.网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D].南京航空航天大学,2009.
[4]张翰禹.Lonworks在楼宇控制系统中的应用[J].电子制作,2014,04:48.
[5]李丹.现场总线控制网络的比较解析与发展[J].装备制造技术,2014,04:240-242.
[6]智淑亚.浅论LonWorks技术在楼宇自控系统中的应用[J].金陵科技学院学报,2013,01:34-37.
[7]Terry S.Davies,H.Nouri and Fred W.Britton.Towards TheControl of Contact Bounce[J].IEEE Trans.OnComponent,Packaging and Manufacturing Technology-part A,1996,19(3).
楼宇自动化控制第4篇
[关键字]智能建筑;楼宇;自动化控制系统
[abstract] this article is based on the current situation of the development of intelligent building, discusses its scientific structure and automation control system structure and function characteristics of advantage, and looks forward to intelligent building automation control system of the future development direction practice to improve building and construction quality, improve automation control system comprehensive service function is positive and effective stimulative effect.
[key words] intelligent building; Building; Automatic control system
中***分类号: C931.9 文献标识码: A 文章编号:
1、智能建筑内涵及其发展现状
智能建筑主体通过对四项建筑基本要素,即系统、结构、管理、服务与他们之间的内在联系展开优化设计,进而为用户提供投资合理、使用环境舒适、便利高效的智能化建筑空间。智能建筑系统主要指为实现建筑物智能化服务功能而设计安装及运行的光机电设备服务系统,例如电梯、空调、给排水、照明、通信、物业管理、综合布线、一卡通与办公业务等智能化控制系统;结构主要指其环境结构,囊括了建筑物装饰、结构、建材与空间的划分;管理主要指对财、物、人、丰富信息与智能化系统的综合管理,而服务则指为智能化建筑管理及使用者提供优质、高效的全方位人性化服务,为其创设舒适、安全、便利与高效的生活、工作与学习环境,合理降低智能建筑系统设备的服务运行维护成本费用等。智能建筑的理念在我国的产生及发展起步较晚,初期由单一专用功能系统开始,逐步发展成为集成系统模式,以楼宇的自动开控制管理系统为核心,实现了卓有成效的较快发展。然而与国际先进的发展水平相比,我国智能化建筑的还存在较大差距,基于我国建筑市场现行巨大的发展潜力,我们只有本着深入实践、完善创新的原则才能为智能建筑的快速发展营造良好的环境。
2、智能建筑系统层次结构
智能化的建筑系统结构应包含上层综合建筑智能管理系统与二层智能化控制子系统。二层子系统又分为网络通信系统、建筑设备综合管理系统与自动化办公子系统。该类子系统主体通过综合的布线体系连接而成一个智能化的完整系统,由上层智能建筑管理系统进行统一监管。智能建筑的核心是智能化控制系统,只有当其涵盖的各类子系统统筹结合,共同作用,才能有效支撑构建智能建筑。智能化控制系统为建筑赋予了快捷便利的服务功能,有效提升了民用住宅、商用写字楼的综合智能化水平,并满足了社会公众在新时期日益增长的对海量信息的综合需求。
3、智能建筑楼宇自动化控制系统
3、1建筑楼宇自动化控制系统构成及其优势功能
建筑楼宇自动化控制系统涵盖内容丰富、设备众多,是控制管理最为复杂、范畴最为广泛的建筑智能自动化系统,其包含狭义建筑自动化设备系统、报警消防自动化系统与自动化安全防范系统三类子系统。智能建筑楼宇的自动化设备系统主体包括实时监控系统、建筑楼宇保安系统、机电设备综合监控系统、音响广播系统以及停车场系统。以上自动化子系统赋予了建筑楼宇显著的优势功能,主体体现在实时监控子系统为智能建筑楼宇提供了集中监控方式,以丰富的文字、***形、动画方式呈现出来;依据各方需要自动化系统管理人员可直接进行命令下达,对任何一项系统设备进行运行控制;自动化控制体系可对各项设备监控子系统状态信息进行综合处理并提供必要的报告,对历史数据进行完善记录从而发挥对价值化信息的综合管理功能。
3、2建筑楼宇自动化控制系统的网络结构
一般层面来讲建筑楼宇的自动化控制系统网络结构主体采用现场总线形式,将系统分为三层,上层为信息域干线,依据相关国家标准利用拓扑总线结构以太网进行建筑楼宇自动化控制系统干线的布置,进而合理实现网络资源的集成共享及同中央站点间进行畅通高速的通信传输。系统二层为控制域干线,主体完成对各分站点的总线控制,通常应用RS485网络总线,以高效通信速度将各个分站点进行稳固连接并实施对各类丰富信息的处理。再者位于分站点的总线还需配备与他类厂商进行设备连接的相关接口,以合理实现同其他设备的高效通信联网。三层结构为子站点总线,主体由分散控制器进行相互连接,各子站总线在连接器辅助下实现同分站总线的高效连接,完成由监控现场设备到传输信息再到中央工作站的处理,并由上级网络实现信息处理结果的准确获取。
3、3建筑楼宇自动化控制系统结构
随着建筑行业的科学发展,目前建筑楼宇自动化系统主要呈现集散结构与现场总线结构两类。前者为目前较为广泛使用的建筑设备自动化系统结构,具有管理集中、控制分散的显著特征,一般包含两层网络结构与三级控制设备。现场控制器主要执行对设备信号的处理、采集、输出与控制等。操作站则由工业化计算机系统与控制操作台构成。中央监控站可实施对集散控制系统的离线配置、***监控、维护与组态工作等管理。一旦操作站或中央监控站发生故障,其下层控制功能设备仍然可实施***的控制,确保系统的安全可靠性。现场总线系统控制主体由智能现场设备、监控组态与现场总线三部分构成,其核心在于现场总线控制技术。与DCS系统相比,现场总线控制技术的可靠、实时、成本低、便利使用等特征令其在现场层实现了广泛的应用,并令DCS系统控制中遗留的各类问题得到了良好的解决,该系统技术由信号、通信到系统标准,从结构体系、设计方式、调试安装再到产品结构均实现了***性变革。其实际上属于仪表工业技术、控制技术与网络技术三类完善结合的产物。也就是说在制造与过程控制由设备分立发展为设备共享、在工业仪表由简单结构发展为智能化仪表、计算机网络拓展至传感器与执行器时,几类分支技术则呈现必然的结合趋势。因此以现场总线为中心的总线控制系统必然成为今后工业生产实践的核心部分,令传统DCS系统被取代并发展成为第五代智能化过程控制结构体系。当前该类现场总线控制结构系统形式已逐步得到了人们的认可并实现了科学发展,我们可在建筑楼宇自动化系统中科学采用该类结构,令其成为未来建筑楼宇自动化系统高效应用与全面发展的主流方向。
4、结语
信息时代,随着人们物质文化生活水平的不断提升,其对各类建筑楼宇的人性化使用功能需求越来越丰富,加之各类现代化信息技术的持续更新发展令由通信技术、自动化控制技术与计算机网络技术构建的建筑楼宇自动化控制系统得到了广泛的应用。基于这一良好发展态势我们只有深入了解智能建筑内涵、科学层次结构、自动化控制系统楼宇建筑的构成、网络结构,才能发挥其自动化控制优势并真正创设出智能化、精品化、科技化的优质建筑楼宇,促进建筑行业实现可持续的全面发展。
[参考文献]
楼宇自动化控制第5篇
关键词:智能楼宇;自动化控制系统;应用;发展趋势
中***分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)29-0149-02
进入 21 世纪,智能化楼宇的概念逐渐清晰,并正在建筑领域中产生着越来越大的影响。楼宇自控系统以它优越的条件在智能建筑中得到了广泛的应用。因此研究楼宇自动化控制系统是十分必要的。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物(群)内设备与建筑环境的全面监控与管理,为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境,并通过优化设备运行与管理,降低运营费用。
1 智能楼宇的发展
什么样的建筑才算是智能楼宇?智能楼宇是现代建筑技术与当代信息技术、计算机技术和自动控制技术等有机结合的产物。
从1984年在美国康涅狄格州哈特福德市中世界上第一个智能楼宇的产生,随着中国上个世纪90年代房地产市场的繁荣,智能楼宇开始进入中国市场。从二十一世纪初发展至今,这十几年是房地产业的黄金十几年,也是智能楼宇飞速发展的十几年。十几年间,规划更合理,建筑更智能,城市更宜居。行业发生了翻天覆地的变化,实现了立足建筑、面向城市,立足国内、面向国际的跨越式发展。
2 楼宇自控系统的概念与特点
楼宇自控系统综合运用计算机网络技术、传感器技术和自动控制等多种技术对建筑中的机电设备如空调、通风、照明、供配电、给排水以及电梯等设备进行有效的自动化控制,最终达到建筑设施更有利于人们居住的要求。
楼宇自控系统的特点:①节省能源。现代建筑物消耗能源非常大,建筑物的能耗占整个能耗的三分之一以上。楼宇自控系统充分利用了先进的焓值最佳控制、自动照度控制、最优设备启停控制等有效节能措施后,极大地减少了建筑物的能耗。②节省运营成本。楼宇自控系统是通过计算机集中控制的,可以大大减少操作人员和设备维护人员数量,节省了大量的人力。通过一些节能管理方案,在满足建筑环境舒适性的条件下,还可以进一步降低日常营运支出,节约建筑的运行成本,提高效益。③延长设备的使用寿命。楼宇自控系统可实时监测建筑设备的运行状况,通过程序控制实现机电设备的使用时间,及时发现设备故障和定期提示维护、保养,从而延长设备的使用寿命,降低维护费用,进一步提高投资回报效果。
2 楼宇自动化系统应用的优势
楼宇自动化系统将各个控制子系统集成为一个综合系统,其核心是集散控制系统,它是由计算机技术、自控技术、通信网络技术和人际接口技术相互发展渗透而产生的。集散控制系统的核心是中央监控与管理计算机,它通过信息通信网与各个子系统的控制器相连,组成分散控制、集中监控和管理的功能模式,各子系统间也能通过通信网络相互进行信息交换和联动,实现优化控制管理,最终形成统一的由建筑自动化运作的整体。
采用视频通话应用系统,通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节,确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统,通过ISDN、VDSL技术将其连接到互联网上,通过通信网络的数据漫游,提高无线通讯的实施信息载体。
设置火灾报警系统,使其完成自身所具有的防灾和灭火的功能。通过建筑物内不同位置的烟火控制装置提供的信息进行确认后报警,同时启动火灾联动系统,包括关闭空调、开启排烟装置、启动消防专用梯并且启动消防系统运作、紧急广播疏散人群,从而使得尽可能地减少生命、财产损失。
智能化自动化局部配线系统,选用电子设备提供完善的家庭工作环境,实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式,例如电话、网络数据同步、传真、宽带、Internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术,提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果,避免出现反复投资的问题,及时通过视频系统完成对老幼的远程监护,同时监控住宅内外的情况,确保楼宇的安全。
3 我国楼宇自动化系统发展的方向及建议
节能是楼宇自动化系统发展的主要功能及目的,也是未来发展的主要方向。在各类智能建筑设备能耗比例中,照明和空调设备占据了主要位置,因此做好照明和空调设备的节能设计是提高楼宇自控系统节能效果的关键。
1)照明系统
设计时应尽可能用节能灯代替高能耗的白炽灯,荧光灯等。根据室内照明、公共区域照明和泛光照明三大类型设计的不同照明策略,比如:室内照明和公共区域照明可以根据人员活动情况进行开关灯智能管理,做到人走灯灭,按需开灯;一些公共区域如走道等需要某时间段固定开灯的,可以设计按时间段开关灯,按场景状况开灯,保证亮度需求的同时严格控制开关灯的数量来达到节能;而在泛光照明和部分照度受外界影响明显的区域,可以加入自动调光技术,在保证亮度的情况下全自动调光,降低灯具能耗;还可以结合一些控光设备如百叶窗之类,充分利用室外自然光补充室内亮度,配合自动调光控制达到减少灯源耗能的目的。
2)空调系统
空调系统是建筑的另一个耗能超级大户。目前,在大型建筑中一般多采用分层和分区的全空气集中式空调系统。一个中央空调系统主要由末端空气处理设备如新风机组、空调机组、变风量控制(VAV)以及冷热源系统组成。当前流行的新风系统节能设计,一般在室外焓值小于室内焓值(制热方式)、室外焓值高于室内焓值(制冷方式)时,根据 CO2浓度值控制风阀,其他情况下完全依靠室外和室内的焓值差来控制风阀,采用夜间扫风,间歇性控制策略等。这种设计充分考虑了建筑物所处的外部环境气候因素以及内部实际用风量,是目前最有效的节能手段。这样可以在保证环境舒适度的情况下,缩不必要的空调启停时间,达到变风量控制(VAV)是一种新型的空调方式,它被证明与传统中央空调系统相比可节能 40% 左右。变风量控制的基本思路是,动态控制,按需提供风量,目前有变静压控制、总风量控制、定静压控制三种。
3)楼宇自控系统IP化
楼宇自动化系统未来发展的另一个重点是BA系统的IP化。一直以来,以太网都是信息网络的主流技术,BA系统采用以太网作为现场设备之间的通信网络平台,可以实现从管理层到控制层的“一网到底”,使 BA 系统的网络结构得到
实质性的简化,也能解决目前 BA 系统中控制网络多种现场总线技术并存、彼此兼容性差的问题。使用透明以太网,可使 BA 系统非常方便地以有线或无线方式介入 Internet。虽然Lonworks网、MS/TP 总线等控制网络也能实现与 Internet互联,但必须经过第三方网关或中间部件才能实现,实现过程也复杂得多。未来 BA 系统可采用基于 Web 的 BS 架构,通过 Internet 对分布在现场的 I/O 进行访问,实现对远程设备的检测和控制。参考当下新兴的智能家居市场发展方向,未来的 BA 系统也必将是可以通过移动智能设备来监控的新型楼宇自动化系统,可以说谁最先拥有完善的 BA 系统 IP 化技术,解决使用 Internet 网络所存在的安全、可靠及实时性问题,谁就能在未来的楼宇自动化市场中占导。
4 结束语
近年来,智能楼宇已经从写字楼发展到了智能社区,随着中国智能楼宇市场的竞争格局的打开,跨行业的合作更加广泛,一批批新技术新产品进入建筑智能化领域,无线技术,数字化技术产品被广泛采用,使智能建筑的实用价值得到了广泛提升,楼宇自动化系统也将朝着网络化、数字化、集成化、生态化方向发展。
参考文献:
[1] 汪海杰.楼宇自动化控制系统的应用和设计[D].电子科技大学,2012.
楼宇自动化控制第6篇
关键词:楼宇建筑;自动化;控制系统
0 引言
随着信息化经济社会的快速发展,人们的工作生活与电子信息密切相关。计算机、网络、电话信息相继进入我们的日常生活,在住宅建筑室内环境设计中,以智能化、科技化、自动化的家庭应用,为人们的日常生活提供有效舒适、安全事宜的生活空间,为现代化网络信息进行整合,提供多彩丰富的文化生活,实现儿童的家庭教育、成人教育等多层次的综合教育,实现自动化家庭保健等服务项目。
1 楼宇的自动化系统控制简介
自动化楼宇电子系统包括公众电话网络、公用数字网络、计算机互联网语音技术、数据***像处理信息网络。家庭综合自动化网络是对室内社区、网络接口、共享办公系统进行的有效综合系统接口管理。智能住宅不但具有安全、便利、舒适、节能、有效娱乐性等各种特点,可以通过自动化电子设备实现网络功能的有效集成,确保人们可以在日常环境下进行家庭网络数据接口处理,实现楼宇家庭网络基础的家庭功能布线处理。楼宇的自动化系统处理是ANSI/T IA/E1A 570-A,家庭电讯的标准布线设置,通过规划新建筑、新增有效设备、建立良好的单独建筑通讯网络,快速的提高整体系统的自动化协调,确保楼宇自动化系统的有效合理应用。
2 楼宇自动化系统的组成
楼宇系统的装置设备中,每一个家庭都需要安装陪接线完成系统的自动化分布设置处理,其主要的接线端有电缆、跳线、插座和设备连接设置。线缆是楼宇家庭布线中的主要系统,主要的部分为水平电缆、75欧姆的同轴电缆、2芯的多模数字室内电缆。模板视频采用家居数字有线集成处理原则,提高有线电视、卫星电视、内置的整体合理性,确保最大限度的澄清视频信号。选用跳线完成数据接口处理,为连接设备提供有效的性能保证,满足高速网络数据的整体信号传输。安装箱是室内布线的核心部分,需要进行统一的分配管理,确保整个房间的传输介质合理性,实现家居自动化、网络访问合理化、家庭办公有序性等等。安装箱应当归哪个在配线架面板上,设置居住信息插座,完成光纤模块、视频、同轴电缆模块、音频模块、数据模块等各项数据的组合整理,实现有效的综合安装设备配置。
3 自动化系统设备适宜的使用要求
通过中心设备对通讯种类、型号进行外线、内线信号分配,在不同的房间提供不同的适配电线路,安装通讯系统最佳的位置是地下室或车库内,可以确保总配置电箱的位置合理性,实现足够的充分照明效果,有效地维护系统环境空间,控制电源插座的干净整洁。对通讯中心系统进行模块处理,完成配件、用户插座的种类数量分析。对每一个用户墙内预埋的过线盒进行处理,采用RG6U75欧姆的同轴线缆,从有效电视或卫星接收设备端实现视屏信号的有效接收,对设备中心的每一个用户进行接收端处理,采用非屏蔽双绞线处理原则实现邮电部门与外界用户之间的数据信号通信,实现室内分布的自动化系统同步,确保楼宇内各个部分之间的通信协调效果。
4 自动化系统应用的优势
4.1 室内自动化系统的应用
采用视频通话应用系统,通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节,确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统,通过ISDN、VDSL将其连接到互连网上,通过通信网络的数据漫游,提高无线通讯的实施信息船体。设置室内安全防护系统,确保室内防火、防盗的基本要求,在自动化管理控制系统中,一旦发生系统信号报警,连接局域网内的电视系统就会对室外环境进行搜索观察,分析住宅附近可能出现的异常,通过传真系统和视屏系统将数据传输到终端,配合实现基础家庭办公的有效应用。
4.2 室内自动化系统的优势
智能化自动化局部配线系统,选用电子设备提供完善的家庭工作环境,实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式,例如电话、网络数据同步、传真、宽带ADSL、internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术,提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果,避免出现反复投资的问题,及时通过视频系统完成对老幼的远程监护,同时监控住宅内外的情况,确保楼宇的安全。楼宇的自动控制系统可以用于远程的自动化家电开启设备,通过家居的智能布线系统实现高标准、科学便捷化的应用,为室内的环境带来有益而方便的功能应用,从而满足人们日益复杂的日常生活需求。伴随着室内环境设计中各个功能的逐步延伸,从而满足人们生活中各类复杂问题。在网络系统的快速发展过程中,一个有效地合理布线系统,可以大大的降低投资,提高家居应用使用效果,确保有效地住宅布局管理,实现合理的简单处理。从资金成本上看,住宅布线系统占据整体工程的极小投资,但是却分布在整个住宅建筑的各个方面,安装智能化的布线系统,提高安装空间的有效合理性,确保安装智能化的有效性,实现合理的智能化家居楼宇建设。从本质上改变住宅楼宇的生活性质,实现综合性智能楼宇建设,提高用户的认可程度,确保房地产开发的合理有效性,完善综合楼宇系统自动化的有效控制。
5 结语
综上所述,现代自动化楼宇控制技术是经济快速发展下,应需求要求实现的综合自动化系统管理。在自动化系统实践中,常常会因为布线错误或设置错误造成数据错误,影响自动化系统的合理应用。装饰电气在实践中逐步发展,不断暴露各种问题,如何有效的解决这些问题,实现自动化系统的健全发展,快速的改善投资可能产生的费用,从而实现自动化系统的正规化发展,建立良好的规范管理,提高综合性楼宇技术应用发展,确保楼宇自动化系统的有效应用。
参考文献:
[1]王再英,韩养社,高虎贤.智能建筑:楼宇自动化系统原理与应用(修订版)[M].北京:电子工业出版社,2011.16-25.
楼宇自动化控制第7篇
关键词:楼宇自动化自动化控制系统
中***分类号:TN830.1文献标识码: A 文章编号:
楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分,其任务是对建筑物内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统以集中监视、控制和管理为目的,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。
一、楼宇自动化系统的组成
楼宇建筑通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统,楼宇自动化系统由以上系统的场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来,组成分级分布控制系统,它是运用计算机数据处理、自动测量及控制技术,对以上子系统的机电设备进行自动控制和统一管理。
二、楼宇自动化系统的原理
楼宇自动化系统采用的是分布式控制系统,它的特征是“集中管理,分散控制”,即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置完成被控设备的实时检测和控制任务,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。
2.1分布式控制系统的数据通信网络
数据通信网络是分布式控制系统的支柱。整个分布式控制系统的结构,实质上是一个网络结构,现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机等都是这个网络上的“节点”,都含有CPU和网络接口,它们都有自己特定的网络地址,可以通过网络发送和接收数据,网络中的各节点处于平等地位,既能共享资源,又不相互依赖,形成既有统一指挥,又使危险分散的功能结构,网络的架构区具有极大的伸缩性,可扩性很强,可以满足分布式控制系统扩充与升级的需要,十分灵活、方便。
2.2分布式控制系统的进一步分散化
(1)LonWorks技术,LonWorks是一种完全分布式控制的局部操作网技术。LonWorks网络节点由神经元芯片、收发器、固件和I/O接口电路组成。神经元芯片是这种智能节点的核心,它由媒体访问控制处理器、网络处理器和应用处理器组成,这就使得节点既能管理网络通信,又具有控制功能。
(2)传统的分布式控制系统在现场控制站这一级依然是一个集中式结构,而现在的分布式控制系统是在原有分布式控制系统的基础上,采用LonWorks现场总线的建筑设备自动化系统发展起来的新系统,标准LAN为原有的分布式控制系统,使用BACnet协议,以利于实现多种供应商的不同类型的子系统之间的通信信息交换,把具有控制功能的各个岛连成一个整体。新增的LonWorks现场总线使用LonTalk协议,把控制功能进一步分散到现场级仪表,标准LAN与现场总线之间的路由器相联。这样BACnet和LonMark两项标准互相补充,互为依托,构成一个完全分散的、真正开放的建筑设备自动化系统。
三、楼宇自动化系统的硬件、软件的配置
1、楼宇自动化系统的硬件主要由下列几部分组成:
(1)建筑物监视系统:提供一个以windows环境下的人机交互界面,为工程师提供应用程序的编制平台,为操作人员提供直观和快捷的操作界面。中央管理机实现对个系统的集中监测、管理与最优控制。
(2)建筑物控制系统:对所需的模拟量输入/输出和数字量输入/输出进行现场监视和控制。
(3)建筑物防火及保安系统:实现出入控制,保安监视和控制,集成摄像控制,火灾报警等功能。
2、楼宇自动化系统软件的配置有:
(1)身份鉴别软件:只有操作员身份密码,才能行使操作员职责范围内的指令。
(2)常规记录软件:负责常规记录资料的处理、显示、打印。
(3)节能控制软件:根据室外的温度相对湿度,充分发挥自然潜力,控制空调系统的运行、节约能源。
(4)运行时间累计、维修记录软件:在设备累计运行时间超过设定值时,进行报警,这是供预防性维修保养用的。
(5)故障报告软件:负责设备的故障报警,以及故障的显示和打印记录。
(6)最大负荷限制软件:当实际负荷超过额定的极限值时,发出报警信号,同时切除预定可以切断的负荷,减少电费的开支。
四、楼宇自动化系统将实现如下主要功能:
1、中央空调系统的监控管理
(1)监视控制整个大厦的空调系统(包括:风机盘管控制、冷热水泵旁通控制、冷却水塔进水控制等;
(2)通过冷冻水的供/回水温度和流量测量、自动计算出空调系统的冷负荷,并在楼宇自动化系统的CRT上显示;
(3)根据实际的冷负荷通过空调冷冻水机组带的群控装置来决定冷冻水机组的启停数,以达到最佳的节能效果;
(4)测量并自动控制冷冻水系统供/回水总管的差压,维持系统要求的差压值。
2、给排水系统的监控管理
(1)楼宇自动化系统将监控给排水系统的所有水泵的运行状态;
(2)楼宇自动化系统将对给排水系统的设备运行时间、状态、水量、压力值进行记录;
(3)当水泵出现故障时,楼宇自动化系统会通过联锁控制备用泵自动投入运行;
(4)监控给排水系统的如下设备:生活给水泵、消防给水泵、自动喷淋泵、稳压水泵、排污泵、屋顶水池、地下水池、污水池、给排水监控系统。
3、供配电监控系统
变配电系统正常运行,可靠供电是智能大厦安全使用的保证。因此,智能大厦的控制中心要控制、监视、记录供电系统的运行情况,主要包括:
(1)高压系统:进线与蹭联络断路器状态控制监测、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、变压器温度及故障状态显示与报警;
(2)低压系统:进线与联络断路器状态控制监测、电压、电流、功率因数、重要输出支路断路状态监控、故障情况显示、报警;
(3)直流系统:交流电源主进线断路器控制、直流输出、电压、电流及故障状态显示报警;
(4)发电机系统:发电机启动、供电、主断路器状态、电压、电流、频率、转速、油箱位高低、水温等显示、故障报警、断路器状态控制;
(5)照明系统:根据大厦内的使用功能、分成不同的区域照明,如办公室照明、走廊照明、大厦立面照明、航空障碍灯照明、室外环境照明等,按照时间顺序及使用需要,由中央监控系统控制开、关状态,故障显示。
4、保安自动化系统,楼宇自动化系统将监控保安系统的如下设备:门禁系统、闭路电视系统、防盗报警系统、巡更系统。