智能建筑設(shè)備系統(tǒng)集成之設(shè)計研究

摘要：本文介紹了智能樓宇設(shè)備系統(tǒng)之組成，總結(jié)了智能建筑設(shè)備系統(tǒng)集成之設(shè)計方案、組成和實(shí)現(xiàn)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：介紹了系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)開放之交互操作系統(tǒng)，控制并集成空調(diào)、冷凍站、換熱站、照明、給排水、消防、高低壓配電、車庫、巡更門禁等智能樓宇系統(tǒng)之方法。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

關(guān)鍵詞：智能樓宇設(shè)備 控制 系統(tǒng)集成

1 前言

　　智能建筑屬大系統(tǒng)工程范疇，一般來說，大系統(tǒng)之特點(diǎn)在于：多目標(biāo)、高維數(shù)、關(guān)聯(lián)性、分散性、不確定性和主動性。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：其中不確定性括隨機(jī)性、模糊性與發(fā)展性等；主動性則表現(xiàn)在因人參與后導(dǎo)致系統(tǒng)特征之變化。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：智能樓宇是采用系統(tǒng)集成方法將計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，通過對建筑設(shè)備之自動監(jiān)控、對建筑內(nèi)信息資源之管理和對使用者之信息服務(wù)，以及將設(shè)備監(jiān)控技術(shù)、資源管理和信息服務(wù)與建筑要求優(yōu)化組合，建立一個投資合理、適應(yīng)信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利與靈活特點(diǎn)之建筑物。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2 系統(tǒng)總體設(shè)計思想

　　系統(tǒng)集成大體上可以歸納為兩個方面之內(nèi)容：設(shè)備之集成和信息之集成。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：所謂設(shè)備集成是指通過相似或兼容之技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)在同一技術(shù)平臺上實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到減少設(shè)備投入，簡化施工，減少維護(hù)之目之，比如綜合布線、LONWORKS現(xiàn)場總線、BACnet等技術(shù)均可實(shí)現(xiàn)多個系統(tǒng)共用一個通訊平臺。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：所謂信息集成是指不同系統(tǒng)之間往往需要交換信息，或需要綜合多個系統(tǒng)提供之信息做出判斷，這就要求不同系統(tǒng)之間之信息能夠共享。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：盡管學(xué)術(shù)界提出"一體化集成"之說法，但在工程實(shí)踐中，由于技術(shù)條件和成本之限制，一般還是根據(jù)具體情況實(shí)施多種集成方案，以合理滿足用戶之需求。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2.1 系統(tǒng)組成

　　整個控制系統(tǒng)由就地計算機(jī)控制系統(tǒng)、中央操作站和現(xiàn)場顯示觸摸屏三個部分構(gòu)成，其中就地計算機(jī)控制系統(tǒng)稱為下位機(jī)，中央操作站稱和現(xiàn)場顯示觸摸屏為上位機(jī)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：下位機(jī)采用直接數(shù)字控制器（DDC），上位機(jī)采用基于Windows2000Pro操作系統(tǒng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：就地計算機(jī)控制系統(tǒng)和中央操作站一起組成了完善之DCS集散控制系統(tǒng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：整個系統(tǒng)括12個子系統(tǒng)，分別是：中央空調(diào)、冷站、換熱站、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、照明、高壓配電、低壓配電、消防、巡更安防、車庫通風(fēng)、可燃?xì)怏w防護(hù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2.1.1就地計算機(jī)控制系統(tǒng)

　　就地計算機(jī)控制系統(tǒng)控制現(xiàn)場設(shè)備，同時完成對各種接入傳感器之?dāng)?shù)據(jù)采集，然后通過通訊口向上位機(jī)傳輸所采集之模擬量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等重要運(yùn)行數(shù)據(jù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：另外，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時，DDC負(fù)責(zé)記錄報警信息，括報警對象、報警時間、報警點(diǎn)之值、恢復(fù)正常之時間等，并向上位機(jī)傳送報警信息。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：概括之說，就地計算機(jī)是整個控制系統(tǒng)中真正對設(shè)備直接控制之關(guān)鍵部分。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2.1.2 中央操作站

　　中央操作站通過專門之工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)與就地計算機(jī)一起構(gòu)成完整之集散控制系統(tǒng)（DCS），一方面，它接收來自DDC發(fā)送之實(shí)時數(shù)據(jù)，利用自身之計算處理能力，對采集來之?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，形成完善之歷史曲線、報警記錄等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并提供諸如報表打印等一系列管理功能；另一方面，通過上位機(jī)可以完成所有下位機(jī)系統(tǒng)之遠(yuǎn)程參數(shù)整定（Remote Setting)、控制功能選擇、設(shè)備遠(yuǎn)程操作（Remote Operate）等工作，起到一個總管理者之作用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　中央操作站用完全圖形化之界面直觀地顯示各下位機(jī)全部運(yùn)行參數(shù)，如圖1所示，在此基礎(chǔ)上加以處理、記錄。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：本系統(tǒng)軟件建立在可靠之Windows2000Pro中文平臺上，且內(nèi)核完全中文化，非常易于學(xué)習(xí)使用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

在中央操作站可對現(xiàn)場控制器（DDC）進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，它們之間利用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具有高速、可靠、可擴(kuò)充性好之特點(diǎn)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2.1.3 數(shù)據(jù)交換之實(shí)現(xiàn)

　　在中央操作站和DDC通訊時，使用主從方式，中央操作站作為Master發(fā)送指令給DDC，DDC作為Slave處于被動狀態(tài)，被傳送之一組數(shù)據(jù)成為“幀”。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：觸摸屏發(fā)送之幀之結(jié)構(gòu),如表1所示。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

傳送幀之格式表1

@

LenL

LenH

NodeNum

CodeNum

Data…

ChkSum

$

起始符數(shù)據(jù)長度節(jié)點(diǎn)號命令碼傳送之?dāng)?shù)據(jù)校驗和終止符

　　本協(xié)議每一個數(shù)據(jù)都是以無符號之8位數(shù)據(jù)傳送，每次只能傳送0~255之間之?dāng)?shù)，如果大于255就要將其分解傳送，先傳送低位，再傳送高位，傳送結(jié)束后再還原；如果是字符，則傳送字符之ASCII碼之值。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：其中，‘@’作為通訊之起始符，表示傳送一組數(shù)據(jù)之開始；LenL表示傳送數(shù)據(jù)長度之低8位，LenH是高8位。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：NodeNum是節(jié)點(diǎn)號，當(dāng)中央操作站和多個DDC相聯(lián)時，用來標(biāo)識DDC；CodeNum表示命令碼，用來判斷是向DDC讀或?qū)憯?shù)據(jù)；Data是要傳送之?dāng)?shù)據(jù)；ChkSum是校驗和，計算方法是從NodeNum開始累加到ChkSum前一個字節(jié)為止，在累加過程中，如果溢出將溢出部分丟棄。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：‘$’是通訊之終止符，表示傳送一組數(shù)據(jù)結(jié)束。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　其中，ChkSum（校驗和）是為了提高通訊之可靠性而設(shè)置之，它被介紹在終止符之前面，以檢查傳送之?dāng)?shù)據(jù)是否正確。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：每次接收到一幀，計算校驗和，若與幀中之校驗和不相等，就認(rèn)為本次幀傳送錯誤，數(shù)據(jù)舍棄不用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2.1.4 通信方式

數(shù)據(jù)在通信線路上傳輸有方向性，按照數(shù)據(jù)在某一時間傳輸之方向，線路通信方式可以分為單工通信、半雙工和全雙工通信方式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：系統(tǒng)采用485總線通信，因此線路通信方式為半雙工方式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：傳輸速率是指單位時間內(nèi)傳輸之信息量，它是衡量系統(tǒng)傳輸之主要指標(biāo)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：調(diào)制速率是脈沖信號在經(jīng)過調(diào)制后之傳輸速率。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：信號在調(diào)制過程中，單位時間內(nèi)調(diào)制信號波形變化次數(shù)，也就是單位時間內(nèi)能調(diào)制之調(diào)制次數(shù)，其單位是波特（Baud）。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：調(diào)制速率和數(shù)據(jù)信號速率在傳輸之調(diào)制信號是二態(tài)串行傳輸時，兩者之速率在數(shù)值上是相同之，否則就不一樣。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

3 設(shè)計功能詳述

3.1 各系統(tǒng)之構(gòu)成及功用

　　整個系統(tǒng)分為12個子系統(tǒng)，分別是：中央空調(diào)、冷站、換熱站、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、照明、高壓配電、低壓配電、火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、巡更安防、車庫通風(fēng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：各系統(tǒng)之構(gòu)成及功用如表2所示。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

各系統(tǒng)之構(gòu)成及功用表2

系統(tǒng)名稱

監(jiān)視對象

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