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樓宇控制范文第1篇

關(guān)鍵詞：樓宇；控制；系統(tǒng)；設(shè)計；研究

一、樓宇控制系統(tǒng)概述

一座高科技現(xiàn)代化建筑包括了多種分散設(shè)備系統(tǒng)，比如空調(diào)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)需要大量的機(jī)電設(shè)施協(xié)同運轉(zhuǎn)，為人們提供舒適的空間環(huán)境，樓宇控制系統(tǒng)就是要對這些分散設(shè)備的運行狀況、安全狀況、能源使用狀況及節(jié)能管理實行集中監(jiān)視、管理和分散控制的建筑物管理與控制系統(tǒng)。

二、樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計

（1）首先確定一個項目的控制對象，以辦公大樓樓宇自控項目為例，樓宇控制系統(tǒng)的控制范圍包括：

空調(diào)機(jī)組：新風(fēng)空調(diào)機(jī)組、新/回風(fēng)空調(diào)機(jī)組、變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組

冷/熱源系統(tǒng)：冷凍機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、冷熱交換機(jī)、熱水一次水泵、熱泵機(jī)組

給排水系統(tǒng)：各類水泵、各類水箱

（2）針對以上控制對象進(jìn)行系統(tǒng)點表的統(tǒng)計，并確定控制對象的控制原理。

空調(diào)系統(tǒng)控制內(nèi)容如下 ：

空調(diào)機(jī)組/新風(fēng)回風(fēng)機(jī)組：空調(diào)機(jī)的開關(guān)狀態(tài)（1個DI）、故障報警（1個DI）、手/自動狀態(tài)（1個DI）及開關(guān)控制（1個DO），回風(fēng)溫度監(jiān)測（1個AI），送風(fēng)管風(fēng)壓監(jiān)測（1個AI），室外溫/濕度監(jiān)測（1個AI），過濾網(wǎng)壓差監(jiān)測 （1個DI），送風(fēng)閥和回風(fēng)閥開度調(diào)節(jié)（1個AO）

控制原理如下 ：

DDC控制器對回風(fēng)溫度進(jìn)行PID控制。通過調(diào)節(jié)冷凍水二通閥的開度，使回風(fēng)溫度保持在設(shè)定值范圍內(nèi)，當(dāng)風(fēng)機(jī)停止時冷凍水二通閥將會關(guān)閉。

壓差開關(guān)將會監(jiān)察過濾網(wǎng)的狀況，當(dāng)過濾網(wǎng)堵塞時，壓差開關(guān)便會發(fā)出訊號，以催促維護(hù)人員清洗過濾網(wǎng)。

風(fēng)機(jī)運行狀態(tài)與風(fēng)閥聯(lián)鎖，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)停止時，風(fēng)閥便完全關(guān)上。

風(fēng)機(jī)可根據(jù)預(yù)先編制的時間假日程序來控制啟停

根據(jù)室外溫/濕度的值來調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的開度。

給排水系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容如下：

生活水池、水箱高/低水位監(jiān)測及報警（1個DI）、集水井高水位的監(jiān)測及報警（1個DI）、生活水泵的運行狀態(tài)（1個DI）、手/自動狀態(tài)（1個DI）、故障報警（1個DI）及開關(guān)控制（1個DO）、潛水泵的運行狀態(tài) （1個DI）、手/自動狀態(tài)（1個DI）、故障報警（1個DI）。

控制原理如下：

根據(jù)生活水池的高、低水位控制地下水泵房生活水泵的啟停。同時，當(dāng)?shù)叵滤厮唤档较浪粫r，自動停止給水泵。地下水池水位超過消防水位時，才能啟動給水泵。

樓宇自動化系統(tǒng)記錄全部運行狀態(tài)及報警信息，監(jiān)視水池及集水井的水位狀態(tài)，并統(tǒng)計全部水泵的運行時間。在有備用時，根據(jù)運行時間的統(tǒng)計，啟動運行時間最短的設(shè)備，平衡有關(guān)設(shè)備的運行時間，降低維護(hù)及保養(yǎng)開支。

以一層設(shè)備為例，以下為控制點位統(tǒng)計表：

（3）根據(jù)點表及項目規(guī)模、預(yù)算進(jìn)行設(shè)備選型。對于本項目，我們選用美國HONEYWELL公司的Excel5000系統(tǒng)。Excel5000 （系統(tǒng)型號為EBI）系統(tǒng)有一個中央控制站，通過中央通訊總線C-BUS將各種功能的控制器與中央工作站相連，完成空調(diào)設(shè)備、制冷系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)的監(jiān)察及控制。 現(xiàn)場接有各種探測器、執(zhí)行器、電氣開關(guān)等設(shè)備，因此，這是一個三層系統(tǒng)。中央通訊總線 C-Bus是以RS485作點對點通訊，通過一塊C-Bus界面卡，用以聯(lián)接 EBI 系列控制器，長度可達(dá)1200米。每條C～Bus可連接29個的Excel5000系列控制器，通訊點限制為1500點，通訊速度為 9600～1M 波特。

（4）系統(tǒng)設(shè)計有操作站至控制器，完全是根據(jù)控制點的數(shù)量及功能而定。通過組態(tài)軟件編程，將控制原理編程固化到DDC里面。DDC通過C 總線將數(shù)據(jù)實時上傳到中央監(jiān)控站，一臺中央監(jiān)控站顯示所有監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、監(jiān)測數(shù)值、調(diào)節(jié)設(shè)定值，實施記錄每一時刻每一事件的發(fā)生，并能協(xié)調(diào)、處理突發(fā)事件。直接數(shù)字控制器（DDC）直接對大樓冷源設(shè)備子系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)設(shè)備子系統(tǒng)、給排水子系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，接收設(shè)備的運行狀態(tài)，故障報警，手/自動狀態(tài)和傳感器信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后對設(shè)備進(jìn)行自動化管理。直接數(shù)字控制器（DDC）內(nèi)部固化了控制程序，當(dāng)工作站出現(xiàn)故障時，控制器仍然能夠獨立工作。末端傳感器檢測現(xiàn)場和設(shè)備的參數(shù)、運行情況，并把數(shù)據(jù)上傳給直接數(shù)字控制器進(jìn)行處理。如溫度、溫濕度、壓力、流量、水位等傳感器。執(zhí)行器接受DDC的指令控制各種水閥的動作，使大樓的環(huán)境達(dá)到舒適和適應(yīng)各種應(yīng)用要求。至此，一套樓宇自動控制系統(tǒng)設(shè)計完成。

三、設(shè)計總結(jié)

通過一個簡單的項目總結(jié)了對于一個新立項的樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計步驟，對于空調(diào)系統(tǒng)以及水處理系統(tǒng)的控制原則和控制點位的統(tǒng)計方法，整個樓控系統(tǒng)的組建和設(shè)備構(gòu)成，最終完成一個樓控項目的設(shè)計。

樓宇控制范文第2篇

關(guān)鍵詞：智能樓宇；門禁控制；iButton；單片機(jī)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）25-5700-03

1 概述

近年來，不法分子利用對各種假證非法進(jìn)入企業(yè)、住宅和寫字樓進(jìn)行盜竊等違法行為，為了保障人生和財產(chǎn)安全，非常有必要在樓宇的出入通道進(jìn)行管制，對進(jìn)出人員登記進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)[1-3]。針對目前智能樓宇安全防范的要求，該文采用具有獨特的64位二進(jìn)制序列號的信息載體iButton作為身份識別手段設(shè)計了一套門禁控制系統(tǒng)，對智能樓宇的出入口通道進(jìn)行管控，能夠給樓宇的安全管理提供保證。

2 硬件設(shè)計

門禁控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，其主要由電源、單片機(jī)、身份識別模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊和電控鎖繼電器控制模塊組成，系統(tǒng)單片機(jī)選用常見的51系列，并可通過具體按鍵實現(xiàn)設(shè)定時間和多用戶管理功能。

身份識別模塊是門禁系統(tǒng)的核心，起到對通行人員的身份進(jìn)行識別的作用，實現(xiàn)身份識別的方式和種類很多，目前常用有卡證類、密碼類、生物識別類以及復(fù)合類等，相比而言，具有堅固不銹鋼外殼的接觸式智能化信息載體iButton既具有非接觸式IC卡的易操作性，又具有接觸式IC卡的廉價性，是當(dāng)前用于身份識別性價比較優(yōu)的載體。因此，該文選用iButton系列中的DS1990為身份信息存儲介質(zhì)，它采用采用單線協(xié)議通訊，通過瞬間碰觸完成數(shù)據(jù)讀寫，整個器件接口只有1根數(shù)據(jù)線和1根地線，既傳輸時鐘信號又傳輸數(shù)據(jù)，并還提供寄生電源，具有節(jié)省I/O端口資源、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，而且還具有抗撞擊、耐腐蝕、抗電磁干擾、防折疊、防爆、防潮、防煤塵、唯一的64位光刻序列號、使用溫度范圍寬（-40～+85℃）且便于攜帶等特點，存儲于其中的數(shù)據(jù)信息具有相當(dāng)高的安全可靠性，提高了智能樓宇門禁控制系統(tǒng)的性能，成本低廉且便于維護(hù)使用[4]。DS1990與單片機(jī)的接口電路如圖2所示，其中，P3.2連接DS1990的數(shù)據(jù)線，并外接一個5.1K的上拉電阻來提高輸出電平。

記錄人員的進(jìn)出時間是門禁控制系統(tǒng)的一項重要功能，采用單片機(jī)通過中斷和軟件編程實現(xiàn)的實時時鐘的精度較差，因此本系統(tǒng)選用串行時鐘芯片DS1302設(shè)計實時時鐘，該芯片工作的電路簡單，僅需三根線就可以和單片機(jī)通信，可以提供年到秒的時間信息[5]。時鐘芯片DS1302的串行接口和單片機(jī)的連接如圖3所示，復(fù)位端RST和P0.0相連，高電平時允許I/O端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，低電平時I/O端呈高阻狀態(tài)；數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳I/O和P0.1相連，P0.2接SCLK，用來模擬同步時鐘脈沖；此外是DS1302工作的電路，主要包括32.768kHz外接晶振和備用電池電路。

由于系統(tǒng)要求能將多用戶的iButton卡信息和進(jìn)出時間保存起來，系統(tǒng)采用E2PROM（AT24C02）存儲記錄，該器件具有內(nèi)含256×8位存儲空間、具有工作電壓寬（2.5～5.5V）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10 ms）、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點[6]。AT24C02采用了I2C總線接口，能夠方便地與單片機(jī)連接，占用很少的I/O口線。在本系統(tǒng)中，與單片機(jī)的接口電路如圖4所示。單片機(jī)的P0.3口接AT24C02的SDA，作為串行數(shù)據(jù)的輸入出端口；P0.4口為24C02提供串行時鐘信號。由于時鐘引腳SCL和數(shù)據(jù)引腳SDA在作為輸出引腳時是開漏極結(jié)構(gòu)，為了提高電壓電平，設(shè)計中P0已接了一個5.1K排阻。

為了實時顯示系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)，如待機(jī)顯示時間、當(dāng)出入時顯示對應(yīng)的標(biāo)識名、提示和錯誤信息等，系統(tǒng)需具備顯示功能。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，在低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛[7]。字符型液晶顯示模塊LCD1602可以顯示兩行，每行16個字符，采用+5V電源供電，電路配置簡單，具有很高的性價比，因此選用LCD1602來實現(xiàn)顯示功能。液晶顯示模塊和單片機(jī)的接口主要包括數(shù)據(jù)/指令選擇端RS、讀寫信號線R/W、使能信號E控制線和數(shù)據(jù)線DB0 ～DB7，本系統(tǒng)中單片機(jī)采用直接驅(qū)動方式，和液晶模塊的電路連接如圖5所示。

3 軟件設(shè)計

單片機(jī)軟件是實現(xiàn)門禁控制系統(tǒng)功能的保證。系統(tǒng)要求開機(jī)時可讀取系統(tǒng)時間或設(shè)定時間，并由顯示模塊顯示。正常工作時，系統(tǒng)首先讀取iButton的身份信息并判斷是否合法，如果不合法，則顯示錯誤的用戶信息并且繼電器不工作，蜂鳴器發(fā)出無效提示音；如果判斷為合法用戶，則把信息和時間保存到系統(tǒng)中同時繼電器工作（開門），蜂鳴器發(fā)出有效提示音。軟件采用單片機(jī)C語言模塊化設(shè)計，首先初始化單片機(jī)、液晶顯示模塊，然后讀取并顯示系統(tǒng)的時間，軟件主要由身份識別模塊、時鐘模塊、存儲模塊和液晶顯示模塊等組成，下文介紹模塊的設(shè)計思路。

3.1 身份識別模塊

身份識別模塊讀寫功能的軟件設(shè)計主要解決iButton與單片機(jī)的數(shù)據(jù)交換和讀寫基本操作的實現(xiàn)問題。正常工作時，單片機(jī)循環(huán)掃描DS1990，檢測是否存在，首先發(fā)出一個“復(fù)位”脈沖，啟動總線，延時500us后，通過檢測應(yīng)答脈沖，查詢是否在線，如果在線，并寫入讀ROM命令（0x33），然后從DS1990讀入8個字節(jié)的數(shù)據(jù)（即64位序列號），并保存到緩沖區(qū)，讀取后再判斷讀入的序列號是否有效，如有效，則進(jìn)一步訪問序列號存儲區(qū)，將讀入的序列號和存儲區(qū)中的序列號進(jìn)行比對，過程如下：首先讀取外存中存儲的序列號個數(shù)，再逐個讀取保存在外存中的序列號并進(jìn)行比較，如果相等，則調(diào)用顯示函數(shù)，顯示“Welcome”和“卡號”，并控制電鎖繼電器開門，如果未找到，顯示“Unregistered”。

3.2 時鐘模塊

時鐘模塊DS1302的操作軟件設(shè)計就是對其具有特定地址的內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫操作。首先通過模擬SPI設(shè)計寫一個字節(jié)到DS1302和從DS1302讀取一個字節(jié)的驅(qū)動函數(shù)，即通過單片機(jī)程序制造上升沿和字節(jié)右移一位來逐位傳送一個字節(jié)，需要注意的是DS1302 的數(shù)據(jù)和地址都是從最低位開始傳輸?shù)?；在上述基礎(chǔ)上，通過調(diào)用寫入字節(jié)和讀取字節(jié)函數(shù)分別實現(xiàn)向指定地址寫數(shù)據(jù)和從指定地址讀取數(shù)據(jù)，在設(shè)計這兩個功能函數(shù)時，需要保證在讀寫期間復(fù)位引腳為高，再依次傳輸命令字確定要讀取或?qū)懭氲臅r間/日歷地址，然后讀取或修改時間/日歷數(shù)據(jù)，最后根據(jù)本系統(tǒng)的要求分別設(shè)計設(shè)置初始時間和讀取DS1302當(dāng)前時間的函數(shù)，供主程序調(diào)用。

3.3 存儲模塊

存儲模塊為系統(tǒng)的運行保存已授權(quán)iButton的序列號和出入的時間，所以必須設(shè)計可靠的存儲器讀寫軟件，單片機(jī)通過模擬I2C實現(xiàn)讀寫存儲芯片AT24C02，主要包括開始位、停止位和應(yīng)答位的編程。根據(jù)AT24C02的時序[6]，表示“開始位”的函數(shù)編寫順序依次為：SCL拉為高電平，SDA由高電平變?yōu)榈碗娖?；表示“停止位”的函?shù)編寫順序依次為：SCL拉為高電平，SDA由低電平變?yōu)楦唠娖剑恍枰⒁獾氖巧鲜鲞^程需要一定的建立時間，在程序編寫時要加入延時函數(shù)?！皯?yīng)答位”則是通過先將SDA拉高、再查詢SDA的狀態(tài)來實現(xiàn)的，通常在傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后調(diào)用，在此基礎(chǔ)上根據(jù)讀取和寫入數(shù)據(jù)格式設(shè)計字節(jié)寫操作和讀操作函數(shù)。

3.4 液晶顯示模塊

門禁控制系統(tǒng)的設(shè)計要求在沒有訪問者時液晶顯示模塊顯示當(dāng)前時間，如果有人員進(jìn)出或設(shè)置操作時，顯示使用和管理信息、操作提示信息。顯示模塊的單片機(jī)軟件即通過讀寫命令控制液晶顯示器的基本配置和字符顯示，主要包括寫指令數(shù)據(jù)到LCD、設(shè)定顯示位置和寫顯示數(shù)據(jù)到LCD，該部分的設(shè)計方法文獻(xiàn)[7-8]有詳細(xì)介紹，該文不再贅述。

4 結(jié)論

樣機(jī)試運行表明，該文設(shè)計的智能樓宇門禁控制系統(tǒng)，電路簡單，使用方便，可靠性高、系統(tǒng)維護(hù)方便、適用范圍廣且價格低廉，可用于學(xué)生宿舍、停車場、倉庫等場合。

參考文獻(xiàn)：

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樓宇控制范文第3篇

關(guān)鍵詞：PLC；樓宇；給排水；智能控制系統(tǒng)

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及居民收入水平的提高，民眾對于居住舒適性的要求也隨之提高。通過將不斷發(fā)展的電子、通信以及自動控制等新科技應(yīng)用于樓宇建設(shè)中，從而不斷的提高樓宇的智能化水平，構(gòu)建出更為先進(jìn)、宜居的居住環(huán)境。建筑給排水是樓宇建筑中的重要組成部分，根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定建筑樓宇給排水系統(tǒng)中所使用的相關(guān)給、排水設(shè)備需要具有監(jiān)控與記錄功能。此外，甲級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中還對建筑樓宇中所使用的給排水設(shè)備的運行與響應(yīng)應(yīng)具有狀態(tài)顯示、超限報警以及相關(guān)的通訊等的功能。做好樓宇給排水系統(tǒng)的控制對于提高樓宇給排水能力，確保為居民提供舒適、適宜的居住環(huán)境是現(xiàn)今乃至今后一段時間樓宇建設(shè)的重點。隨著電子技術(shù)以及自動控制技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，使用PLC作為控制核心的樓宇給排水控制系統(tǒng)不論是在控制的簡便性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性方面都有著不小的優(yōu)勢。

1 樓宇給排水系統(tǒng)的組織架構(gòu)

樓宇給排水系統(tǒng)主要由生活給水、消防上水以及建筑排水系統(tǒng)等部分組成。其中在樓宇的生活給排水中主要由給水泵、給水箱、給水管道以及給水管道測壓變送器以及計量給水水量的脈沖水表等組成，為保證樓宇給水壓力的穩(wěn)定通過采用變頻控制的單泵或是工頻、變頻切換控制多臺泵的方式來加以實現(xiàn)。消防給水是樓宇給水中的重要組成部分，其中消防給水主要由給水箱、噴淋泵、壓力開關(guān)、消防管道和閉式噴淋頭等組成。當(dāng)傳感器檢測到火災(zāi)信號時消防給水系統(tǒng)通過控制噴頭的自動給水來實現(xiàn)自動噴淋滅火。對于排水系統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要由污水箱、液位傳感器、排水泵與排污管道等組成，通過液位傳感器檢測污水坑中的水位以控制排水泵的工作。

2 PLC控制樓宇給排水控制系統(tǒng)的硬件組成

2.1 生活給水系統(tǒng)

樓宇生活給水系統(tǒng)控制的主要目的是將樓宇給水系統(tǒng)的壓力控制在一個較為穩(wěn)定的壓力范圍內(nèi)，通過壓力傳感器對生活給水系統(tǒng)中的給水壓力進(jìn)行檢測并將壓力信號反饋至PLC中以控制變頻泵的啟停或是運行的轉(zhuǎn)速。整套生活給水系統(tǒng)主要由給水泵、變頻控制器、壓力送變器等組成。采用單泵變頻控制時，當(dāng)壓力送變器檢測到供水系統(tǒng)的壓力低于PLC中所設(shè)定的壓力值時，PLC對給水單泵變頻器發(fā)出工作信號，從而將給水系統(tǒng)中的給水泵轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l工作狀態(tài)對給水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)壓。當(dāng)使用變頻單泵給水系統(tǒng)時，如果樓宇對于水的用量增加，生活給水泵變頻器控制時，如將工頻上升至50Hz時仍無法將給水管道的壓力升至設(shè)定值，則PLC根據(jù)情況將生活給水泵切換至工頻工作狀態(tài)并將備用泵啟動進(jìn)入到變頻狀態(tài)以確保樓宇給水系統(tǒng)的壓力。

2.2 消防給水系統(tǒng)

消防給水系統(tǒng)是樓宇給水系統(tǒng)的重要組成部分，整個消防給水控制系統(tǒng)包含有伺應(yīng)狀態(tài)和報警狀態(tài)。其中伺應(yīng)狀態(tài)指的是消防控制系統(tǒng)在完成裝運調(diào)試后處于滅火工作前的一個工作狀態(tài)，整個噴水系統(tǒng)中內(nèi)部存有0.2MPa-0.3MPa的水壓力，以便在火災(zāi)報警時能夠及時的完成噴水滅火工作。

3 樓宇給排水控制系統(tǒng)的PLC程序的編制

整個樓宇給排水控制系統(tǒng)由上位機(jī)（微機(jī)）、下位機(jī)（PLC）以及控制總線以及閥、傳感器等構(gòu)成樓宇給排水控制系統(tǒng)的硬件組成部分。下位機(jī)主要使用西門子系統(tǒng)中的S7-200CN系列中的S7-222CN型PLC，使用擴(kuò)展電纜將其與模擬量模塊進(jìn)行擴(kuò)展連接，上位機(jī)與下位機(jī)PLC之間使用PC-PPI電纜相互連接。通過在樓宇給排水控制系統(tǒng)的上位機(jī)中安裝力控組態(tài)軟件以及在下位機(jī)中對PLC的程序進(jìn)行編譯以實現(xiàn)對于樓宇給排水控制系統(tǒng)的控制。其中下位機(jī)依靠內(nèi)部的程序?qū)怯罱o排水設(shè)備進(jìn)行全自動的控制，上位機(jī)與下位機(jī)之間通過使用PPI線纜實現(xiàn)兩者之間通信并在上位機(jī)中實現(xiàn)對樓宇給排水控制系統(tǒng)中各項運行指標(biāo)的監(jiān)視、顯示和記錄，同時還可以將樓宇給排水控制系統(tǒng)與市政給、排水控制網(wǎng)絡(luò)相連接以便對樓宇給排水控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控從而更好的對樓宇給排水進(jìn)行調(diào)度保障。在對樓宇給排水控制系統(tǒng)的PLC程序進(jìn)行編制有：（1）生活給水系統(tǒng)的恒壓控制程序的編制。在生活給水系統(tǒng)中為確保給水的壓力需要做好對于給水壓力的采集以及給水泵組的控制，在樓宇給排水控制系統(tǒng)給水恒壓PLC程序的編制中主要應(yīng)用PLC中的PID編程控制以實現(xiàn)對于變頻器的控制，在樓宇給排水控制系統(tǒng)的給水系統(tǒng)PLC程序的編制中需要采用主、子程序相結(jié)合的模式，其中樓宇給排水控制系統(tǒng)給水恒壓PLC程序編制時要按照：主程序啟動-調(diào)用給水系統(tǒng)的給水壓力的計量-PID計算初值-故障預(yù)警程序-完成變頻頻率初值賦值-變頻泵啟動-變頻與給水泵工頻的控制邏輯之間的轉(zhuǎn)換。在給水壓力的檢測上，脈沖式水表將給水系統(tǒng)中的給水量檢測的開關(guān)信號通過信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號將其輸送至PLC控制模塊的信號接收端，從而完成給水壓力的輸送，PLC通過內(nèi)部程序?qū)λ邮盏降男盘栠M(jìn)行處理，并根據(jù)給水系統(tǒng)內(nèi)水壓力的大小完成對于給水系統(tǒng)變頻泵的工頻頻率的控制。（2）消防給水系統(tǒng)PLC程序的編制。在檢測到火災(zāi)報警信號后，輸出噴淋信號控制消防水泵運轉(zhuǎn)，向消防給水系統(tǒng)中供水同時控制火災(zāi)房間內(nèi)噴淋設(shè)備的閥組控制設(shè)備打開閥組以實現(xiàn)對于火災(zāi)房間的消防噴淋。消防自動噴淋使用與排污水控制都是通過使用開關(guān)信號作為給水泵的開啟及制動信號的。（3）上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計，在樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計中對于上位機(jī)所使用的組態(tài)軟件監(jiān)控中需要使用力控組態(tài)軟件。

4 對于樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計的人機(jī)交互界面的設(shè)計

對于樓宇給排水系統(tǒng)中的人機(jī)交換界面的設(shè)計時，其整個畫面主要由3各部分組成，樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計的實時數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)控、報警等，在樓宇給排水系統(tǒng)上位機(jī)中的監(jiān)控畫面中可以實時的顯示供水系統(tǒng)中的供水壓力、水表累積數(shù)據(jù)以及排水抗（箱）中液位的高低以及消防給水系統(tǒng)中閥門中的運行狀態(tài)。同時對于樓宇生活給水系統(tǒng)中的供水泵的運行狀態(tài)（如運行、工頻/變頻運行、停止等）等進(jìn)行相應(yīng)的顯示。同時通過上位機(jī)監(jiān)控界面可以對樓宇給水控制中的相應(yīng)的給水管道的設(shè)計壓力值進(jìn)行相應(yīng)的修改設(shè)定，同時對于樓宇給排水系統(tǒng)中的給水管道的PID控制參數(shù)也能夠進(jìn)行相應(yīng)的修改，而后通過上位機(jī)與下位機(jī)之間的程序自動對下位機(jī)中PLC相應(yīng)的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修改。同時通過上位機(jī)組態(tài)軟件界面上還能夠?qū)φ麄€樓宇的給排水運行情況進(jìn)行直觀的顯示，同時組態(tài)軟件還能夠在上位機(jī)上針對具體某一樓層的給排水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行檢測與監(jiān)視，并對給排水管道的壓力值進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定。

整個樓宇給排水系統(tǒng)主要由上位機(jī)、下位機(jī)以及控制終端等幾個主要部分組成，上位機(jī)主要使用PC機(jī)作為控制器，下位機(jī)使用PLC作為控制器對閥組、泵組等控制終端進(jìn)行控制，通過在上位PC機(jī)中安裝力控組態(tài)軟件和在下位機(jī)（PLC）中安裝編程的編譯軟件從而使得PLC可以實現(xiàn)對樓宇給排水的自動程序控制，并將采集到的監(jiān)控信息傳輸至上位機(jī)中由上位機(jī)對樓宇給排水系統(tǒng)的監(jiān)視、顯示和控制，從而使得樓宇給排水的生活給水雙泵變頻控制、用水計費和消防給水控制，具有良好的應(yīng)用前景。

5 結(jié)束語

樓宇給排水自動控制是樓宇智能化發(fā)展的重要一環(huán)，通過在樓宇給排水控制中使用PLC作為控制的核心組建樓宇給排水控制網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)對于樓宇給排水的智能化控制。

參考文獻(xiàn)

[1]李毅.樓宇系統(tǒng)電氣消防技術(shù)的研究與應(yīng)用――以某質(zhì)檢樓電氣消防自動監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計為例[J].廣東科技，2013，22（2）：165-166.

樓宇控制范文第4篇

關(guān)鍵詞：DDC控制器；樓宇自動控制；空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

中圖分類號：TP273

在現(xiàn)代的高層商業(yè)建筑中，為了增加人們居住或辦公的舒適性需求，基本都配置了空調(diào)機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻塔等暖通空調(diào)系統(tǒng)，其所消耗的能源占到整座建筑總消耗能源的1/2以上。因此，在保證人們生活及辦公需求的同時，要充分利用自動化控制系統(tǒng)所具有的人工智能性，實現(xiàn)樓宇空調(diào)系統(tǒng)的人工智能控制。在樓宇自控系統(tǒng)中，直接數(shù)字化控制系統(tǒng)即DDC，其能對建筑物中的空調(diào)機(jī)組及其附屬設(shè)備進(jìn)行有效的管理和控制，以確保系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定良好的工作狀態(tài)，在保證居住及辦公舒適感的同時，又能達(dá)到延長空調(diào)設(shè)備的使用壽命和節(jié)能環(huán)保目的。在對樓宇的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時，由于其具有一定的專業(yè)性和復(fù)雜性，所以調(diào)試人員不僅要具備專業(yè)的編程知識，還要對系統(tǒng)有非常深入地認(rèn)識理解，而每一步的工作，都要精心、細(xì)致的完成。

1 進(jìn)行DDC送電檢查

按照設(shè)計圖紙和相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行盤柜內(nèi)的安裝、接線，在柜內(nèi)所有設(shè)備安裝及接線完成后，檢查DDC箱并確認(rèn)無誤，可以通過萬用表檢查相關(guān)線路、接地與外部所有輸入點、輸出點間的電壓、電流及電阻值等，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤及時更改，切記不可將高壓電源串入低壓回路中。

斷開DDC箱內(nèi)電源后，對供電線路進(jìn)行檢查。在確認(rèn)符合要求后，先將DDC的供電電源開關(guān)后，再將交流電源送入DDC箱。對箱內(nèi)各變壓器和電源的輸出電壓進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后再將DDC的供電電源上電后，檢查各控制其及擴(kuò)展模塊的指示燈是否正常。

完成設(shè)備的軟件編程。程序的編程工作包含參數(shù)點、物理點、控制邏輯、控制策略、報警及事件配置等，在將程序編制完成后，再下載至對應(yīng)的控制器中。

2 系統(tǒng)的調(diào)試階段

2.1 對空調(diào)和新風(fēng)機(jī)組的調(diào)試

在調(diào)試開始后，要對壓差開關(guān)、溫濕度傳感器、水閥、風(fēng)閘驅(qū)動器等設(shè)備的安裝、接線、強(qiáng)電控制箱內(nèi)的接線和功能進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有安裝及接線錯誤，要及時更改。

在設(shè)備本地控制箱，手動啟停風(fēng)柜，在確認(rèn)系統(tǒng)可以進(jìn)行手動正?？刂坪螅賹⒆詣娱_關(guān)轉(zhuǎn)至自動模式。在BAS終端上首先確認(rèn)防凍警報、過濾網(wǎng)、故障警報等反饋點的顯示狀態(tài)都無異常，同時冷熱水控制閥與風(fēng)閘都為零開度顯示，各設(shè)備為關(guān)閉狀態(tài)，再逐次在終端上將每個數(shù)字量輸出點，例如風(fēng)機(jī)啟停等設(shè)為開、關(guān)狀態(tài)，以檢查DDC箱內(nèi)的相應(yīng)輸出點所約束的繼電器執(zhí)行動作情況。如果沒有對應(yīng)的動作，則要對相關(guān)的線路、控制器輸出端、繼電器進(jìn)行分析、檢查和處理。風(fēng)機(jī)在啟動后進(jìn)入正常運行狀態(tài)時，要用壓差計對風(fēng)機(jī)前后的壓差進(jìn)行測定，壓差開關(guān)報警值的設(shè)定要以此測定值為依據(jù)。同時，要確認(rèn)在終端上顯示的狀態(tài)要與風(fēng)機(jī)的實際運行和停機(jī)時的壓差開關(guān)狀態(tài)一致。由BAS終端逐次把每個模擬量輸出點，分別由手動形式送出固定等比例的輸出命令，對應(yīng)的輸出點電壓、電流信號值要使用萬用表進(jìn)行測量，確定正確與否。在確認(rèn)無誤后，再對現(xiàn)場設(shè)備的實際運行狀態(tài)進(jìn)行觀測，并確保與命令值一致。上述操作過程要選擇五個不同的位置進(jìn)行測試，并觀察設(shè)備的運行是否滿足設(shè)計要求，一點有較大偏差，則要對執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的機(jī)械部分進(jìn)行調(diào)整。如果在調(diào)整后始終不能達(dá)到控制要求，則可以判別閥門的非線性度過大，應(yīng)將其更換，再進(jìn)行上述調(diào)試至滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

在風(fēng)機(jī)進(jìn)入運行狀態(tài)后，要對各執(zhí)行器進(jìn)行觀察，其自動運行的開度要達(dá)到終端所顯示的數(shù)值。部分過濾器網(wǎng)要采用紙板進(jìn)行阻塞，以確保過濾器的前后壓差大于壓差開關(guān)的設(shè)定值。此時，終端過濾器阻塞報警點將顯示過濾器阻塞并報警，移除紙板時，報警接觸。將強(qiáng)電控制柜中的報警端子短接，制造模擬電氣故障。于此同時，終端上將提示故障的報警信息，對應(yīng)的各關(guān)聯(lián)設(shè)備及風(fēng)機(jī)則自行進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。將機(jī)組防凍開關(guān)接觸點短接，制造模擬防凍故障。此時，終端上提示故障的報警信息，風(fēng)機(jī)自行進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。同時，預(yù)熱水閥、回風(fēng)閥完全打開，并連鎖新風(fēng)閥關(guān)閉。當(dāng)防凍報警點接線恢復(fù)為正常后，送風(fēng)風(fēng)機(jī)會自行重新啟動，程序正常運行。

通過手動的方式調(diào)節(jié)回風(fēng)溫度值，以此來模擬當(dāng)回風(fēng)溫度出現(xiàn)變化時的程序運行過程。當(dāng)風(fēng)機(jī)在夏季狀態(tài)下運行，一旦出現(xiàn)回風(fēng)的溫度比設(shè)定的溫度高的情況，程序可自行增加水閥的開度；一旦出現(xiàn)回風(fēng)溫度比設(shè)定溫度低的情況，程序可自行減小水閥的開度。當(dāng)風(fēng)機(jī)在冬季狀態(tài)下運行，一旦出現(xiàn)回風(fēng)的溫度比設(shè)定的溫度高的情況，程序可自行減小水閥的開度；一旦出現(xiàn)回風(fēng)溫度比設(shè)定溫度低的情況，程序可自行增加水閥的開度。

機(jī)組在全自動模式下運行，確保在被控區(qū)域內(nèi)場所的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)整DDC控制器內(nèi)的相應(yīng)參數(shù)。在系統(tǒng)穩(wěn)定后，為保證在更改溫度設(shè)定點時，不會導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩，在對溫度控制回路進(jìn)行調(diào)整時，要精心細(xì)致。一旦系統(tǒng)發(fā)生振蕩，則要對控制回路中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以獲取不同狀態(tài)條件下的穩(wěn)定控制。

排風(fēng)機(jī)與空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)的調(diào)試過程相同，其現(xiàn)場設(shè)備的運行情況始終與BAS終端輸出的命令及終端所顯示的反饋信號步調(diào)同步一致。

2.2 對水系統(tǒng)的調(diào)試

對設(shè)備的安裝和所有接線進(jìn)行檢查，未達(dá)到安裝要求和接線錯誤的要及時更改。

與空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試相似，首先調(diào)試模擬量輸入點，對安裝于管道上的壓力和溫度等信號的示值進(jìn)行校正。上訴完成后，于被控設(shè)備的現(xiàn)場強(qiáng)電控制箱位置直接用手動形式啟停水泵，如果無異常則可正常啟停，后再將轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)至自動檔模式。當(dāng)在終端上所觀察的水泵啟停狀態(tài)都為關(guān)時，則水泵的故障報警點即確認(rèn)為正常。數(shù)字量輸出點的調(diào)試則通過BAS來進(jìn)行，將手動設(shè)置為啟停狀態(tài)，再對所控繼電器動作進(jìn)行觀察。如果沒有響應(yīng)，則要對相應(yīng)控制器和線路進(jìn)行檢查。水泵關(guān)閉，則要確認(rèn)水泵停止，其運行狀態(tài)亦為關(guān)；水泵啟動，則要確認(rèn)水泵啟動，其運行狀態(tài)亦為開。

液位開關(guān)的位置通過手動形式改變。對BAS終端顯示的液位變化和實際液位狀態(tài)變化的一致性，一旦不同，則要對報警信息的屬性進(jìn)行更改，以狀態(tài)一致為宜。水箱的報警點、啟停泵的參考點的設(shè)置要依據(jù)水箱水位的監(jiān)測要求，并讓水泵進(jìn)入自動運行狀態(tài)。其具有四個工作狀態(tài)，即當(dāng)水箱中的水位至啟動水泵的參考點時，水泵自行啟動；當(dāng)水位至停止泵參考點時，泵自行停止；當(dāng)水箱中的水位至溢流水位時，自動報警；如果模擬水泵發(fā)生故障，水泵停止運行，并發(fā)出警報。在以上調(diào)試準(zhǔn)確無誤后，所有的輸出點和輸入點都應(yīng)設(shè)置為全自動運行模式，同時要對各設(shè)定點設(shè)置對應(yīng)的參數(shù)，進(jìn)入試運行狀態(tài)。

3 結(jié)束語

雖然空調(diào)DDC系統(tǒng)在一定程度上導(dǎo)致了自控部分施工難度的增加，但從建筑的長期經(jīng)濟(jì)利益的角度出發(fā)，卻節(jié)約了很多，利大于弊。在對空調(diào)DDC系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時，調(diào)試DDC物理點是調(diào)試的基礎(chǔ)，通過對該環(huán)節(jié)的工作可以將設(shè)備安裝、損壞及線路錯誤排除，最終滿足物理點的全部正?；瑥亩ＷC系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸偉良.智能化建筑導(dǎo)輪[M].中國建筑工業(yè)出版社，1996，6.

樓宇控制范文第5篇

【關(guān)鍵詞】樓宇；自動化控制；網(wǎng)絡(luò)；以太網(wǎng)；OPC

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近些年來我國的樓宇自動化控制技術(shù)得到了長足的提升。所謂樓宇自動化控制系統(tǒng)是一種基于科學(xué)技術(shù)進(jìn)行高度自動化管理和控制的系統(tǒng)機(jī)制，通過這樣一個網(wǎng)絡(luò)控制平臺實現(xiàn)對樓宇內(nèi)各種設(shè)備的一鍵管理。這里的科學(xué)技術(shù)包含了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化控制以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，能夠統(tǒng)一管理的設(shè)備則包括空調(diào)系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、電梯、消防系統(tǒng)、照明設(shè)備等等。樓宇自動化控制系統(tǒng)可以大大減輕管理難度和人工成本，具有高效率性和環(huán)保節(jié)能性?？梢哉f自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展在一定程度上決定了智能樓宇未來的發(fā)展方向。

1 樓宇自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1.1 樓宇自動化系統(tǒng)的發(fā)展歷程

樓宇自動化控制系統(tǒng)緊握科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展潮流，在三四十余年時間里一共經(jīng)歷了四個階段的發(fā)展歷程。第一階段是始于1970年代的CCMS中央監(jiān)控系統(tǒng)。其原理為通過設(shè)置信息采集站于建筑物各處，然后將總線與中央站連接起來，創(chuàng)建CCMS中央監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的樞紐是中央計算機(jī)，通過接收處理信息采集站的信息，做出相應(yīng)的決策并發(fā)出命令，調(diào)節(jié)樓宇內(nèi)設(shè)備的各項參數(shù)。第二階段是1980年代的DCS集散控制系統(tǒng)。其實年代的信息采集器進(jìn)化成了80年代的科技產(chǎn)物：數(shù)字控制器。通過為每一個數(shù)字控制器配置集散式控制系統(tǒng)計算機(jī)，每一個獨立的數(shù)字控制器都可以顯示、處理采集到的信息，只需要在其上布設(shè)一個起到監(jiān)視作用的中央電腦，就可以實現(xiàn)分站完全自主處理信息的功能。第三階段是1990年代的開放式集散系統(tǒng)。通過應(yīng)用ON現(xiàn)場總線，布設(shè)三層結(jié)構(gòu)的BAS控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成中央站、DDC分站、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)層的輸入輸出結(jié)構(gòu)，這就使得整個系統(tǒng)更加具有開放性，對于系統(tǒng)的配置和管理也更加靈活。第四階段是進(jìn)入21世紀(jì)之后的網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中具有一個中央主控站，將子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化組合，諸如消防、安全、照明、溫度等，然后統(tǒng)一集成管理，更加方便快捷。

在跨越四十年的發(fā)展歷程中，樓宇自動控制系統(tǒng)最大的變化就是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）取代了分布式控制系統(tǒng)（DCS）。雖然DCS擁有較好的模擬、操作和管理性能，但是費用高、可靠性差、系統(tǒng)開放性差是制約其發(fā)展的瓶頸。而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而興起，其上烙印了典型的現(xiàn)代科技，具有更高更強(qiáng)的可控性和科學(xué)性。它最大的優(yōu)點就是簡單了系統(tǒng)布線方法，提高了操作性和維護(hù)性，優(yōu)化了實時性，并且降低了成本。

1.2 以太網(wǎng)開始進(jìn)入樓宇自控領(lǐng)域

以太網(wǎng)一直都是局域網(wǎng)構(gòu)建中的核心技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，而隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，以太網(wǎng)中的站點完成了單獨收發(fā)數(shù)據(jù)信息的進(jìn)化，這就減少了物理層數(shù)據(jù)的碰撞、擁塞和緩存，為樓宇自動化系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計提供了獨特的思路。而在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)頒布之后，基于以太網(wǎng)的工業(yè)交換機(jī)產(chǎn)品大幅增加，基于現(xiàn)場總線的開放式以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也紛紛涌現(xiàn)。比如ODVA、CI、HSE、Profinet等。以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)合，彌補(bǔ)了各方的缺點，使得工業(yè)自控系統(tǒng)的設(shè)計逐漸成形，而其在工業(yè)控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用直接促成了其在樓宇控制系統(tǒng)中的快速發(fā)展，從最初的信息層道控制層，以太網(wǎng)被越來越多的應(yīng)用。

太網(wǎng)的優(yōu)點很明顯，那就是實現(xiàn)了從信息網(wǎng)到控制層的完美過渡，實現(xiàn)了各層統(tǒng)一，對這樣系統(tǒng)的開發(fā)和管理也就更加便捷，也實現(xiàn)了和智能樓宇中其他系統(tǒng)的快速完美融合。但是同時需要認(rèn)識到時，以太網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的集成研究還處于起步階段，因為科研成本較高，產(chǎn)品較少，就會導(dǎo)致用戶選擇不多同時推廣性也會受到阻礙，還有就是以太網(wǎng)的維護(hù)性、實時性還需要時間的考證。

2 樓宇自動化系統(tǒng)的組成與基本功能

2.1 樓宇自動化系統(tǒng)的組成

樓宇自動化控制系統(tǒng)通常包括空調(diào)、消防、供電、電梯、安全管理、給排水等子系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^以太網(wǎng)技術(shù)，建立通訊網(wǎng)絡(luò)，集成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，建立控制層、管理層和設(shè)備層，實現(xiàn)操作站和網(wǎng)絡(luò)控制單元之間的連接。采用傳送控制協(xié)議/協(xié)議，建立用戶數(shù)據(jù)協(xié)議，構(gòu)建OPC服務(wù)器，既集中完成控制端對所有設(shè)備的管理，也可以實現(xiàn)用戶對客戶端的自由訪問，而避免了親自查看設(shè)備的繁冗過程。通過增加網(wǎng)絡(luò)控制單元可以實現(xiàn)樓宇內(nèi)每一個子系統(tǒng)的監(jiān)控、共享和管理，通過相應(yīng)的多種統(tǒng)計計算功能，可以在一定的情況下可以代替操作站功能，完成手提式應(yīng)急信息處理和指令控制。

2.2 樓宇自動化系統(tǒng)的功能

樓宇自動化控制系統(tǒng)的基本功能有以下幾點：

（1）實現(xiàn)對眾多子系統(tǒng)啟動和停止的控制、設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控。

（2）收集設(shè)備運行的歷史數(shù)據(jù)，完成設(shè)備一生運行的技術(shù)性數(shù)據(jù)分析；

（3）根據(jù)外界環(huán)境的變化，自動調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)；

（4）監(jiān)視樓宇各系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的故障及突發(fā)事件，并配置一整套處理方案；

（5）實現(xiàn)對水電、煤氣等科學(xué)管理，節(jié)能高效自動；

（6）針對各子系統(tǒng)中的設(shè)備，保存一份包含運行檔案、歷史、維修情況的設(shè)備管理報表，以供參閱。

3 樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1 自動化控制系統(tǒng)設(shè)計總則

樓宇自動化系統(tǒng)的最主要功能還是實現(xiàn)對樓宇內(nèi)各個子系統(tǒng)的監(jiān)控，采集運行數(shù)據(jù)，對比分析運算，保證在任何情況下設(shè)備都能正常運行，并且實現(xiàn)快捷簡單的遠(yuǎn)程監(jiān)控。最顯著的優(yōu)點就是大大減少了事故發(fā)生的概率，也就相應(yīng)地延長了設(shè)備的使用壽命。通過這樣集約化的控制和管理，實現(xiàn)對各子系統(tǒng)統(tǒng)一而有序的管理，使其健康運行，充分發(fā)揮各個系統(tǒng)的功能，為智能樓宇的建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。這里以最具有代表性的高層、現(xiàn)代化智能大樓作為設(shè)計對象，就自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的創(chuàng)設(shè)關(guān)鍵技術(shù)作簡要闡述。

如同前文所述，樓宇自動化控制系統(tǒng)必須要首先保證子系統(tǒng)的高效運行，實現(xiàn)子系統(tǒng)有序運轉(zhuǎn)和靈活自動運轉(zhuǎn)，從而減輕人員管理，節(jié)約勞動力資源和資金成本。這里設(shè)計的系統(tǒng)主要是基于一般業(yè)主的要求和極高的性價比，采用最優(yōu)化的方案設(shè)計出一套可以同時實現(xiàn)集中管理和分散管理的自控系統(tǒng)。比如著名的BACTalk樓宇管理系統(tǒng)，它是一種基于BMS的自控系統(tǒng)，可以將消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯等集中在一個平臺上進(jìn)行控制，并且具有先進(jìn)的現(xiàn)場控制器以及和其他系統(tǒng)設(shè)備的開放性接口。根據(jù)現(xiàn)代高層大樓的特點，設(shè)計一下需要主要監(jiān)控的子系統(tǒng)：電梯系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、照明共點系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等。

3.2 樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的原則和依據(jù)

在設(shè)計一個樓宇自動系統(tǒng)時，必須遵循以下的原則。首先是可靠性?？煽啃允菣z驗一個自控系統(tǒng)是否合格的第一標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先采用分布式的控制系統(tǒng)，將自動控制的任務(wù)交給很多現(xiàn)場處理器完成，這樣可以避免因為單獨的處理器出現(xiàn)故障而影響整個系統(tǒng)健康運行的情況?？煽啃缘牧硪粋€表現(xiàn)就是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和記錄的準(zhǔn)確性，不能誤報，也不能有故障而不報，所以對于系統(tǒng)硬件和軟件的要求極為嚴(yán)格。其次是靈活擴(kuò)展性。樓宇自動系統(tǒng)和其他的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一樣，都會伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)行進(jìn)化和升級。我們在建立了初始系統(tǒng)之后，應(yīng)該考慮到伴隨著科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展，原始系統(tǒng)勢必要進(jìn)行優(yōu)化和升級，所以這對系統(tǒng)的可擴(kuò)展性提出了一個新的要求。當(dāng)然靈活性也很重要，主要表現(xiàn)在現(xiàn)場控制器的增減不能影響整個系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)的組成和功能應(yīng)用都必須具備靈活性，便于隨著外界環(huán)境的改變而改變系統(tǒng)。第三是實用性。設(shè)計的系統(tǒng)總歸是要應(yīng)用的，這要求設(shè)計人員從高深的科學(xué)信息技術(shù)中提取出便于應(yīng)用的普通知識，系統(tǒng)可以根據(jù)樓宇的多功能性實現(xiàn)不同需求的給予和完成。是否方便快捷是實用性是否合格的另一個標(biāo)志。管理方式是否合理簡約是檢驗一個系統(tǒng)是否成熟的重要標(biāo)志，一個好的樓宇控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)樓宇各子系統(tǒng)資料內(nèi)容的完美綜合，并且統(tǒng)一呈現(xiàn)在中央層，減小了管理難度。最后是經(jīng)濟(jì)性。我們要求系統(tǒng)的設(shè)計采取最為精準(zhǔn)和尖端的技術(shù)，但是也要考慮到實際需求高度。采用現(xiàn)場處理器應(yīng)該可以滿足相當(dāng)長時間之內(nèi)的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，所以要合理規(guī)劃，切不可盲目投資。

樓宇自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計首先要以相應(yīng)的電氣圖紙和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為基礎(chǔ)，然后需要滿足國家及其他國際標(biāo)準(zhǔn)。比如建設(shè)設(shè)計防火系統(tǒng)、照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、電梯設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、空調(diào)安裝及采風(fēng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、工民建供電系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等等，對于需要設(shè)計的每一個子系統(tǒng)都應(yīng)該按照國家相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計。

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

設(shè)計的系統(tǒng)方案以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以此來實現(xiàn)各總線的集成。包含網(wǎng)絡(luò)層、控制層和設(shè)備層三層結(jié)構(gòu)。其中設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)依托CAN總線和Lonworks等，用以太網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)管理層和控制層之間的通信。

依據(jù)前文所述，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）更加開放、集散，同時便于維護(hù)、成本低，所以更加適合樓宇自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計，輔以以太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)樓宇自動化控制。詳細(xì)設(shè)計圖見圖1。

圖1 以太網(wǎng)構(gòu)成的樓宇自動化控制系統(tǒng)簡圖

3.3.1 自控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

設(shè)計的系統(tǒng)主要包括管理層、控制層和設(shè)備層?，F(xiàn)場控制器之間的點對點通信構(gòu)成的智能監(jiān)控區(qū)域?qū)泳褪强刂茖?，CAN總線、Lonworks總線上都布設(shè)有監(jiān)控節(jié)點；管理層則包括中央主控機(jī)和分系統(tǒng)的計算機(jī)系統(tǒng)，以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建管理層，管理層中的操作站可以控制中央計算機(jī)，對各子系統(tǒng)進(jìn)行集成統(tǒng)一指令管理，并對系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；設(shè)備層就是樓宇內(nèi)的各機(jī)電設(shè)備，在控制層的管理下按照預(yù)設(shè)程序運轉(zhuǎn)。

3.3.2 自控系統(tǒng)集成技術(shù)

OPC技術(shù)可以標(biāo)準(zhǔn)化控制層和管理層之間的設(shè)備數(shù)據(jù)信息交換，并且加快數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性，同時降低成本。在樓宇自動系統(tǒng)中選擇OPC，需要根據(jù)不同的子系統(tǒng)以及需要實現(xiàn)的功能來開發(fā)相應(yīng)的OPC服務(wù)器，完成設(shè)備層的獨立數(shù)據(jù)采集。

一個完整的OPC服務(wù)器包括標(biāo)準(zhǔn)接口和用于通訊的接口兩部分。利用2005對兩個接口進(jìn)行開發(fā)，也就實現(xiàn)了OPC服務(wù)器的開發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)接口的開發(fā)因為數(shù)據(jù)庫而變得簡單，用于通訊的接口開發(fā)需要特定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)采集模式來編寫特定的動態(tài)鏈接庫。以此來構(gòu)建的OPC服務(wù)器結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 OPC服務(wù)器總體結(jié)構(gòu)簡圖

通過該結(jié)構(gòu)調(diào)用API函數(shù)，記錄、注銷服務(wù)器數(shù)據(jù)信息，并且按照特定的接口模塊，讀寫交換數(shù)據(jù)，隨即封裝讀寫的信息來滿足客戶端的需求。該設(shè)計的關(guān)鍵是函數(shù)的調(diào)用來建立動態(tài)鏈接庫，通過2005的DLL調(diào)用來構(gòu)建API函數(shù)原型。常用的通信協(xié)議一般為TCP/IP協(xié)議，通過通信接口來讀寫封裝的信息可以實現(xiàn)計算機(jī)端和客戶端的數(shù)據(jù)共同訪問，操作者在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理控制的時候不需要到每一個硬件設(shè)備中進(jìn)行采集，只需要查看子系統(tǒng)相應(yīng)的OPC服務(wù)器就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自主收集。有了這些數(shù)據(jù)也就有了自控各子系統(tǒng)的基礎(chǔ)資料，通過一定的分析和處理，就可以實現(xiàn)子系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)的統(tǒng)一呈現(xiàn)，極大方便了后續(xù)的自動化控制管理。這就是一個完整的樓宇自動控制過程。

4 結(jié)論

智能建筑正在成為未來建筑的發(fā)展方向，實現(xiàn)樓宇設(shè)備系統(tǒng)的集中有序管理是實現(xiàn)社會節(jié)能理念和勞動力節(jié)約的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？茖W(xué)信息技術(shù)的發(fā)展為設(shè)計一個可靠實時成本低的樓宇自動控制系統(tǒng)提供了可能。利用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計，本著可靠靈活使用的目標(biāo)，以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，集成CAN和Lonworks總線技術(shù)，利用OPC技術(shù)創(chuàng)設(shè)服務(wù)器，可以快速且準(zhǔn)確的實現(xiàn)諸如消防、照明、電梯、空調(diào)、溫度、供電等系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)集成，同時也可以集散控制樓宇中的子系統(tǒng)，實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，及時調(diào)整故障，減少人員管理成本，保證樓宇健康安全高效運行。在建筑面積越來越大、高度越來越高的現(xiàn)代社會，自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必定可以大大完善樓宇內(nèi)部功能，提供安全舒適的生活工作環(huán)境。

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