智能建筑設備系統集成之設計研究

摘要：本文介紹了智能樓宇設備系統之組成，總結了智能建筑設備系統集成之設計方案、組成和實現。陽光電子學校維修專家分析認為：介紹了系統采用標準開放之交互操作系統，控制并集成空調、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之方法。陽光電子學校維修專家分析認為：

關鍵詞：智能樓宇設備 控制 系統集成

1 前言

　　智能建筑屬大系統工程范疇，一般來說，大系統之特點在于：多目標、高維數、關聯性、分散性、不確定性和主動性。陽光電子學校維修專家分析認為：其中不確定性括隨機性、模糊性與發展性等；主動性則表現在因人參與后導致系統特征之變化。陽光電子學校維修專家分析認為：智能樓宇是采用系統集成方法將計算機技術、通信技術、信息技術與建筑藝術有機結合在一起，通過對建筑設備之自動監控、對建筑內信息資源之管理和對使用者之信息服務，以及將設備監控技術、資源管理和信息服務與建筑要求優化組合，建立一個投資合理、適應信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利與靈活特點之建筑物。陽光電子學校維修專家分析認為：

2 系統總體設計思想

　　系統集成大體上可以歸納為兩個方面之內容：設備之集成和信息之集成。陽光電子學校維修專家分析認為：所謂設備集成是指通過相似或兼容之技術實現不同系統在同一技術平臺上實現，從而達到減少設備投入，簡化施工，減少維護之目之，比如綜合布線、LONWORKS現場總線、BACnet等技術均可實現多個系統共用一個通訊平臺。陽光電子學校維修專家分析認為：所謂信息集成是指不同系統之間往往需要交換信息，或需要綜合多個系統提供之信息做出判斷，這就要求不同系統之間之信息能夠共享。陽光電子學校維修專家分析認為：盡管學術界提出"一體化集成"之說法，但在工程實踐中，由于技術條件和成本之限制，一般還是根據具體情況實施多種集成方案，以合理滿足用戶之需求。陽光電子學校維修專家分析認為：

2.1 系統組成

　　整個控制系統由就地計算機控制系統、中央操作站和現場顯示觸摸屏三個部分構成，其中就地計算機控制系統稱為下位機，中央操作站稱和現場顯示觸摸屏為上位機。陽光電子學校維修專家分析認為：下位機采用直接數字控制器（DDC），上位機采用基于Windows2000Pro操作系統。陽光電子學校維修專家分析認為：就地計算機控制系統和中央操作站一起組成了完善之DCS集散控制系統。陽光電子學校維修專家分析認為：整個系統括12個子系統，分別是：中央空調、冷站、換熱站、給水系統、排水系統、照明、高壓配電、低壓配電、消防、巡更安防、車庫通風、可燃氣體防護。陽光電子學校維修專家分析認為：

2.1.1就地計算機控制系統

　　就地計算機控制系統控制現場設備，同時完成對各種接入傳感器之數據采集，然后通過通訊口向上位機傳輸所采集之模擬量、設備運行狀態等重要運行數據。陽光電子學校維修專家分析認為：另外，當設備運行出現異常時，DDC負責記錄報警信息，括報警對象、報警時間、報警點之值、恢復正常之時間等，并向上位機傳送報警信息。陽光電子學校維修專家分析認為：概括之說，就地計算機是整個控制系統中真正對設備直接控制之關鍵部分。陽光電子學校維修專家分析認為：

2.1.2 中央操作站

　　中央操作站通過專門之工業通訊網絡與就地計算機一起構成完整之集散控制系統（DCS），一方面，它接收來自DDC發送之實時數據，利用自身之計算處理能力，對采集來之數據進行統計處理，形成完善之歷史曲線、報警記錄等統計數據，并提供諸如報表打印等一系列管理功能；另一方面，通過上位機可以完成所有下位機系統之遠程參數整定（Remote Setting)、控制功能選擇、設備遠程操作（Remote Operate）等工作，起到一個總管理者之作用。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　中央操作站用完全圖形化之界面直觀地顯示各下位機全部運行參數，如圖1所示，在此基礎上加以處理、記錄。陽光電子學校維修專家分析認為：本系統軟件建立在可靠之Windows2000Pro中文平臺上，且內核完全中文化，非常易于學習使用。陽光電子學校維修專家分析認為：

在中央操作站可對現場控制器（DDC）進行遠程監控，它們之間利用符合工業標準之現場總線網絡系統進行數據交換，具有高速、可靠、可擴充性好之特點。陽光電子學校維修專家分析認為：

2.1.3 數據交換之實現

　　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發送指令給DDC，DDC作為Slave處于被動狀態，被傳送之一組數據成為“幀”。陽光電子學校維修專家分析認為：觸摸屏發送之幀之結構,如表1所示。陽光電子學校維修專家分析認為：

傳送幀之格式表1

@

LenL

LenH

NodeNum

CodeNum

Data…

ChkSum

$

起始符數據長度節點號命令碼傳送之數據校驗和終止符

　　本協議每一個數據都是以無符號之8位數據傳送，每次只能傳送0~255之間之數，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。陽光電子學校維修專家分析認為：其中，‘@’作為通訊之起始符，表示傳送一組數據之開始；LenL表示傳送數據長度之低8位，LenH是高8位。陽光電子學校維修專家分析認為：NodeNum是節點號，當中央操作站和多個DDC相聯時，用來標識DDC；CodeNum表示命令碼，用來判斷是向DDC讀或寫數據；Data是要傳送之數據；ChkSum是校驗和，計算方法是從NodeNum開始累加到ChkSum前一個字節為止，在累加過程中，如果溢出將溢出部分丟棄。陽光電子學校維修專家分析認為：‘$’是通訊之終止符，表示傳送一組數據結束。陽光電子學校維修專家分析認為：

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

2.1.4 通信方式

數據在通信線路上傳輸有方向性，按照數據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。陽光電子學校維修專家分析認為：系統采用485總線通信，因此線路通信方式為半雙工方式。陽光電子學校維修專家分析認為：傳輸速率是指單位時間內傳輸之信息量，它是衡量系統傳輸之主要指標。陽光電子學校維修專家分析認為：調制速率是脈沖信號在經過調制后之傳輸速率。陽光電子學校維修專家分析認為：信號在調制過程中，單位時間內調制信號波形變化次數，也就是單位時間內能調制之調制次數，其單位是波特（Baud）。陽光電子學校維修專家分析認為：調制速率和數據信號速率在傳輸之調制信號是二態串行傳輸時，兩者之速率在數值上是相同之，否則就不一樣。陽光電子學校維修專家分析認為：

3 設計功能詳述

3.1 各系統之構成及功用

　　整個系統分為12個子系統，分別是：中央空調、冷站、換熱站、給水系統、排水系統、照明、高壓配電、低壓配電、火災自動報警及消防聯動控制系統、巡更安防、車庫通風。陽光電子學校維修專家分析認為：各系統之構成及功用如表2所示。陽光電子學校維修專家分析認為：

各系統之構成及功用表2

系統名稱

監視對象

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