楼宇自动化控制网络技术研究.doc 全文免费在线阅读

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网友lxydx666近日为您收集整理了关于楼宇自动化控制网络技术研究的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：楼宇自动化控制网络技术研究.doc楼宇自动化控制网络技术研究【摘要】高层建筑、超大面积建筑越来越多的现代社会,如何实现对楼宇内零散分布的大型设备进行集中管理控制是影响楼宇运行是否良性运行的重要因素。这种分散式的控制需求也决定了全新自动化控制系统的诞生,它需要实现分散楼宇设备的监控、控制和测量。本文对比了楼宇自动化控制系统的发展历程中各种系统的优缺点,阐述了以太网对于楼宇自动化控制系统构建的意义,在遵循相关标准、原则和依据的基础上,讨论了楼宇自动化控制网络的组成、既定目标最后以以太网技术为基础,集成现场总线控制系统,创建OPC服务器实现通信接口数据高效传输和自动化控制系统设计。【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。MS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,MS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,每一个独立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、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

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