楼宇控制系统范文

时间:2023-03-03 09:12:14

楼宇控制系统

楼宇控制系统范文第1篇

关键词:楼宇;控制;系统;设计;研究

一、楼宇控制系统概述

一座高科技现代化建筑包括了多种分散设备系统,比如空调系统、供热系统、给排水系统、消防系统、安保系统等。这些系统需要大量的机电设施协同运转,为人们提供舒适的空间环境,楼宇控制系统就是要对这些分散设备的运行状况、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。

二、楼宇控制系统的设计

(1)首先确定一个项目的控制对象,以办公大楼楼宇自控项目为例,楼宇控制系统的控制范围包括:

空调机组:新风空调机组、新/回风空调机组、变风量空调机组

冷/热源系统:冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、冷热交换机、热水一次水泵、热泵机组

给排水系统:各类水泵、各类水箱

(2)针对以上控制对象进行系统点表的统计,并确定控制对象的控制原理。

空调系统控制内容如下 :

空调机组/新风回风机组:空调机的开关状态(1个DI)、故障报警(1个DI)、手/自动状态(1个DI)及开关控制(1个DO),回风温度监测(1个AI),送风管风压监测(1个AI),室外温/湿度监测(1个AI),过滤网压差监测 (1个DI),送风阀和回风阀开度调节(1个AO)

控制原理如下 :

DDC控制器对回风温度进行PID控制。通过调节冷冻水二通阀的开度,使回风温度保持在设定值范围内,当风机停止时冷冻水二通阀将会关闭。

压差开关将会监察过滤网的状况,当过滤网堵塞时,压差开关便会发出讯号,以催促维护人员清洗过滤网。

风机运行状态与风阀联锁,所以当风机停止时,风阀便完全关上。

风机可根据预先编制的时间假日程序来控制启停

根据室外温/湿度的值来调节新风阀的开度。

给排水系统监控内容如下:

生活水池、水箱高/低水位监测及报警(1个DI)、集水井高水位的监测及报警(1个DI)、生活水泵的运行状态(1个DI)、手/自动状态(1个DI)、故障报警(1个DI)及开关控制(1个DO)、潜水泵的运行状态 (1个DI)、手/自动状态(1个DI)、故障报警(1个DI)。

控制原理如下:

根据生活水池的高、低水位控制地下水泵房生活水泵的启停。同时,当地下水池水位降到消防水位时,自动停止给水泵。地下水池水位超过消防水位时,才能启动给水泵。

楼宇自动化系统记录全部运行状态及报警信息,监视水池及集水井的水位状态,并统计全部水泵的运行时间。在有备用时,根据运行时间的统计,启动运行时间最短的设备,平衡有关设备的运行时间,降低维护及保养开支。

以一层设备为例,以下为控制点位统计表:

(3)根据点表及项目规模、预算进行设备选型。对于本项目,我们选用美国HONEYWELL公司的Excel5000系统。Excel5000 (系统型号为EBI)系统有一个中央控制站,通过中央通讯总线C-BUS将各种功能的控制器与中央工作站相连,完成空调设备、制冷系统、给排水系统的监察及控制。 现场接有各种探测器、执行器、电气开关等设备,因此,这是一个三层系统。中央通讯总线 C-Bus是以RS485作点对点通讯,通过一块C-Bus界面卡,用以联接 EBI 系列控制器,长度可达1200米。每条C~Bus可连接29个的Excel5000系列控制器,通讯点限制为1500点,通讯速度为 9600~1M 波特。

(4)系统设计有操作站至控制器,完全是根据控制点的数量及功能而定。通过组态软件编程,将控制原理编程固化到DDC里面。DDC通过C 总线将数据实时上传到中央监控站,一台中央监控站显示所有监控设备的运行状态、故障状态、监测数值、调节设定值,实施记录每一时刻每一事件的发生,并能协调、处理突发事件。直接数字控制器(DDC)直接对大楼冷源设备子系统、空调通风设备子系统、给排水子系统等设备进行监视和控制,接收设备的运行状态,故障报警,手/自动状态和传感器信号,进行数据处理后对设备进行自动化管理。直接数字控制器(DDC)内部固化了控制程序,当工作站出现故障时,控制器仍然能够独立工作。末端传感器检测现场和设备的参数、运行情况,并把数据上传给直接数字控制器进行处理。如温度、温湿度、压力、流量、水位等传感器。执行器接受DDC的指令控制各种水阀的动作,使大楼的环境达到舒适和适应各种应用要求。至此,一套楼宇自动控制系统设计完成。

三、设计总结

通过一个简单的项目总结了对于一个新立项的楼宇自控系统的设计步骤,对于空调系统以及水处理系统的控制原则和控制点位的统计方法,整个楼控系统的组建和设备构成,最终完成一个楼控项目的设计。

参考文献:

楼宇控制系统范文第2篇

关键词:智能楼宇;门禁控制;iButton;单片机

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)25-5700-03

1 概述

近年来,不法分子利用对各种假证非法进入企业、住宅和写字楼进行盗窃等违法行为,为了保障人生和财产安全,非常有必要在楼宇的出入通道进行管制,对进出人员登记进行严格把关[1-3]。针对目前智能楼宇安全防范的要求,该文采用具有独特的64位二进制序列号的信息载体iButton作为身份识别手段设计了一套门禁控制系统,对智能楼宇的出入口通道进行管控,能够给楼宇的安全管理提供保证。

2 硬件设计

门禁控制系统的总体结构框图如图1所示,其主要由电源、单片机、身份识别模块、时钟模块、数据存储模块、显示模块和电控锁继电器控制模块组成,系统单片机选用常见的51系列,并可通过具体按键实现设定时间和多用户管理功能。

身份识别模块是门禁系统的核心,起到对通行人员的身份进行识别的作用,实现身份识别的方式和种类很多,目前常用有卡证类、密码类、生物识别类以及复合类等,相比而言,具有坚固不锈钢外壳的接触式智能化信息载体iButton既具有非接触式IC卡的易操作性,又具有接触式IC卡的廉价性,是当前用于身份识别性价比较优的载体。因此,该文选用iButton系列中的DS1990为身份信息存储介质,它采用采用单线协议通讯,通过瞬间碰触完成数据读写,整个器件接口只有1根数据线和1根地线,既传输时钟信号又传输数据,并还提供寄生电源,具有节省I/O端口资源、结构简单的优点,而且还具有抗撞击、耐腐蚀、抗电磁干扰、防折叠、防爆、防潮、防煤尘、唯一的64位光刻序列号、使用温度范围宽(-40~+85℃)且便于携带等特点,存储于其中的数据信息具有相当高的安全可靠性,提高了智能楼宇门禁控制系统的性能,成本低廉且便于维护使用[4]。DS1990与单片机的接口电路如图2所示,其中,P3.2连接DS1990的数据线,并外接一个5.1K的上拉电阻来提高输出电平。

记录人员的进出时间是门禁控制系统的一项重要功能,采用单片机通过中断和软件编程实现的实时时钟的精度较差,因此本系统选用串行时钟芯片DS1302设计实时时钟,该芯片工作的电路简单,仅需三根线就可以和单片机通信,可以提供年到秒的时间信息[5]。时钟芯片DS1302的串行接口和单片机的连接如图3所示,复位端RST和P0.0相连,高电平时允许I/O端进行数据传输,低电平时I/O端呈高阻状态;数据输入/输出引脚I/O和P0.1相连,P0.2接SCLK,用来模拟同步时钟脉冲;此外是DS1302工作的电路,主要包括32.768kHz外接晶振和备用电池电路。

由于系统要求能将多用户的iButton卡信息和进出时间保存起来,系统采用E2PROM(AT24C02)存储记录,该器件具有内含256×8位存储空间、具有工作电压宽(2.5~5.5V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10 ms)、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点[6]。AT24C02采用了I2C总线接口,能够方便地与单片机连接,占用很少的I/O口线。在本系统中,与单片机的接口电路如图4所示。单片机的P0.3口接AT24C02的SDA,作为串行数据的输入出端口;P0.4口为24C02提供串行时钟信号。由于时钟引脚SCL和数据引脚SDA在作为输出引脚时是开漏极结构,为了提高电压电平,设计中P0已接了一个5.1K排阻。

为了实时显示系统当前的工作状态,如待机显示时间、当出入时显示对应的标识名、提示和错误信息等,系统需具备显示功能。液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点,在低功耗应用系统中应用广泛[7]。字符型液晶显示模块LCD1602可以显示两行,每行16个字符,采用+5V电源供电,电路配置简单,具有很高的性价比,因此选用LCD1602来实现显示功能。液晶显示模块和单片机的接口主要包括数据/指令选择端RS、读写信号线R/W、使能信号E控制线和数据线DB0 ~DB7,本系统中单片机采用直接驱动方式,和液晶模块的电路连接如图5所示。

3 软件设计

单片机软件是实现门禁控制系统功能的保证。系统要求开机时可读取系统时间或设定时间,并由显示模块显示。正常工作时,系统首先读取iButton的身份信息并判断是否合法,如果不合法,则显示错误的用户信息并且继电器不工作,蜂鸣器发出无效提示音;如果判断为合法用户,则把信息和时间保存到系统中同时继电器工作(开门),蜂鸣器发出有效提示音。软件采用单片机C语言模块化设计,首先初始化单片机、液晶显示模块,然后读取并显示系统的时间,软件主要由身份识别模块、时钟模块、存储模块和液晶显示模块等组成,下文介绍模块的设计思路。

3.1 身份识别模块

身份识别模块读写功能的软件设计主要解决iButton与单片机的数据交换和读写基本操作的实现问题。正常工作时,单片机循环扫描DS1990,检测是否存在,首先发出一个“复位”脉冲,启动总线,延时500us后,通过检测应答脉冲,查询是否在线,如果在线,并写入读ROM命令(0x33),然后从DS1990读入8个字节的数据(即64位序列号),并保存到缓冲区,读取后再判断读入的序列号是否有效,如有效,则进一步访问序列号存储区,将读入的序列号和存储区中的序列号进行比对,过程如下:首先读取外存中存储的序列号个数,再逐个读取保存在外存中的序列号并进行比较,如果相等,则调用显示函数,显示“Welcome”和“卡号”,并控制电锁继电器开门,如果未找到,显示“Unregistered”。

3.2 时钟模块

时钟模块DS1302的操作软件设计就是对其具有特定地址的内部寄存器进行读写操作。首先通过模拟SPI设计写一个字节到DS1302和从DS1302读取一个字节的驱动函数,即通过单片机程序制造上升沿和字节右移一位来逐位传送一个字节,需要注意的是DS1302 的数据和地址都是从最低位开始传输的;在上述基础上,通过调用写入字节和读取字节函数分别实现向指定地址写数据和从指定地址读取数据,在设计这两个功能函数时,需要保证在读写期间复位引脚为高,再依次传输命令字确定要读取或写入的时间/日历地址,然后读取或修改时间/日历数据,最后根据本系统的要求分别设计设置初始时间和读取DS1302当前时间的函数,供主程序调用。

3.3 存储模块

存储模块为系统的运行保存已授权iButton的序列号和出入的时间,所以必须设计可靠的存储器读写软件,单片机通过模拟I2C实现读写存储芯片AT24C02,主要包括开始位、停止位和应答位的编程。根据AT24C02的时序[6],表示“开始位”的函数编写顺序依次为:SCL拉为高电平,SDA由高电平变为低电平;表示“停止位”的函数编写顺序依次为:SCL拉为高电平,SDA由低电平变为高电平;需要注意的是上述过程需要一定的建立时间,在程序编写时要加入延时函数。“应答位”则是通过先将SDA拉高、再查询SDA的状态来实现的,通常在传送一个字节数据后调用,在此基础上根据读取和写入数据格式设计字节写操作和读操作函数。

3.4 液晶显示模块

门禁控制系统的设计要求在没有访问者时液晶显示模块显示当前时间,如果有人员进出或设置操作时,显示使用和管理信息、操作提示信息。显示模块的单片机软件即通过读写命令控制液晶显示器的基本配置和字符显示,主要包括写指令数据到LCD、设定显示位置和写显示数据到LCD,该部分的设计方法文献[7-8]有详细介绍,该文不再赘述。

4 结论

样机试运行表明,该文设计的智能楼宇门禁控制系统,电路简单,使用方便,可靠性高、系统维护方便、适用范围广且价格低廉,可用于学生宿舍、停车场、仓库等场合。

参考文献:

[1] 金鑫. 基于单片机控制的门禁系统的设计与实现[J]. 电脑知识与技术, 2010,6(6):1480-1481.

[2] 张洁, 刘苹, 冉会中. 智能门禁控制器的设计与实现[J]. 现代电子技术, 2012,35(14):14-15.

[3] 朱正伟, 顾浩. 基于AVR单片机的多功能门禁控制器的设计与实现[J].常州大学学报(自然科学版),2012, 24(4):58-62.

[4] 李琳琳, 周伟, 邓黎黎. 基于DS1990A的智能巡更系统[J]. 兵工自动化,2008,27(5):61-63.

[5] 冯大捷. 基于DS1302电子时钟的设计[J]. 科技视界, 2012(2):118-120.

[6] 卢旭锦. 基于Keil C的AT24C02串行E2PROM的编程[J]. 现代电子技术, 2007(8):154-157.

[7] 隋清江. 基于PROTEUS的LCD1602接口设计与仿真[J]. 微计算机信息, 2010,26(7):171-172.

楼宇控制系统范文第3篇

关键词:智能楼宇、系统组成、功能

Abstract: intelligent building is an important part of the information technology, has long been in the modern Western developed countries, the rise of intelligent buildings, but fresh technology of intelligent building or in recent years appear intelligent buildingpresentations and programs designed to solve.Keywords: intelligent building system components, functions

(一)前言

楼宇智能化是信息化的重要组成部分,在现代的西方发达国家,楼宇智能化兴起已久,但在我国,楼宇智能化还是近些年出现的新鲜技术,本文对楼宇智能化进行了介绍和方案的设计解决。研究、开发出的楼宇网络智能化控制软件系列是采用引进的国际最先进的楼宇专利技术性处理法及计算机网络和人工智能技术,(可编程控制器)控制系统进行数据通信,监控整个系统主要工艺参数和设备运行情况,操作人员可通过可视化软件对现场进行调控,根据过程仪表提供的主要工艺参数,按楼宇工艺要求对生产工艺过程进行必要调整,使生产过程更合理、处理效果更好、运行成本更低。所开发系统软件包,均源自国内外业界权威经验。该软件系统的成功开发将真正实现智能化运行机制,使国内楼宇智能化系统技术现状有一个革命性的飞跃

(二)智能楼宇的概念

1、智能楼宇的起源和发展

二十一世纪是信息化的世纪,目前推动世界经济发展的主要是信息技术、生物技术和新材料技术,而其中信息技术对人们的经济、政治和社会生活影响最大,信息业正逐步成为社会的主要支柱产业,人类社会的进步将依赖于信息技术的发展和应用。

近年来,随着计算机技术和网络通信技术的发展,使社会高度信息化, “楼宇智能化”的概念运应而生。 楼宇智能化是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制,对信息资源进行管理,为用户提供信息服务,它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。

2、智能化楼宇的基本要求

智能化楼宇的基本要求是,有完整的控制、管理、维护和通信设施,便于进行环境控制、安全管理、监视报警。简言之,楼宇智能化的基本要求是:办公设备自动化、智能化,通信系统高性能化,建筑柔性化,建筑管理服务自动化。 楼宇智能化提供的环境应该是一种优越的生活环境和高效率的工作环境:

3、智能化楼宇的解释

目前世界上的对楼宇智能化的定义很多,欧洲、美国、日本的提法各有不同,其中,日本的国情与我国较为相近,其提法可以参考,日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为:综合计算机、信息通信等方面的最先进技术,使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作,实现建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA),将这3种功能结合起来的建筑,就是智能化楼宇。

(三)系统的构成

如系统结构图所示,整个系统可以由以下四个部分组成:智能大厦集成管理系统、楼宇自动化管理系统、智能大厦内各弱电子系统、远程IE浏览站。

1.智能大厦集成管理系统:负责对大厦内各个子系统的进行集中监控管理,接收各个子系统传来的各种实时数据(视频、设备信息和报警信息等),显示监控画面和视频内容,实现对监控数据的实时整理、分析、存储、显示和输出等功能,处理所有的报警信息,记录报警事件,打印系统信息,发送管理人员的控制命令给各子系统,使得管理者能够对各类事件进行全局管理,实现一体化服务,提高系统管理的效率,方便大厦的决策部门进行合理的组织,并进行调度、协同、指挥,减少事故带来的损失。

2.楼宇自动化管理系统:负责对楼宇设备自控系统、CCTV电视监控系统、防盗报警系统、智能卡控制管理系统、、停车场系统等5个子系统进行集中监控管理,接收各个子系统传来的各种实时数据(视频、设备信息和报警信息等),显示监控画面和视频内容,实现对监控数据的实时处理分析、存储、显示和输出等功能,处理所有的报警信息,记录报警事件,根据需要可以通过电话语音或手机短信等输出报警内容,打印系统信息,管理人员也可以通过该平台发送控制命令给各子系统。

3.智能大厦内各弱电系统:实时采集本系统下挂的各类设备的参数、报警信息等现场信号,将采集的信号经过分析、处理以后上传。弱电系统包括下列自动化子系统:

3.1配电子系统:包括低压配电系统、计算机不间断UPS电源系统、冷冻站配电、变压器、高压系统和高压二次线中的各个点进行监测控制。

3.2空调监控子系统:中央空调是智能楼宇的重要组成部分,通过楼宇自控监控组态软件不仅可以为用户提供舒适的工作环境,而且可以通过一些调度算法满足节能需求。

3.3照明子系统:对整个大楼的照明实施控制,包括公共区域照明和泛光照明。根据上班时间和季节的差异实施不同的照明控制方案,以达到节能目的。

3.4给排水子系统:对水泵、水池和管网等进行监控。

3.5电梯控制子系统:根据电梯数量已经用户请求,智能调度电梯,合理满足用户需求。

4.远程IE浏览站:远程IE浏览站的主要功能是进行远程的IE浏览功能。通过楼宇自控的WEB功能,便于管理人员随时随地了解整个大厦的实际运行状况,实现管控一体化,在远程的管理人员可以通过浏览器,直接观看监控画面。

(四)系统主要功能

通过管理软件平台把各个子系统有机集成,系统主要完成下列功能:

管理各子系统:可以在弱电、视频等系统中无缝切换,各个系统实现联动。如火警信息可以和电梯、空调、大厦广播等系统联动。

流程图显示功能:以动画形式显示各设备的运行情况,如空调机组、停车场车位、电梯运行状态等。根据用户要求设计个性化界面,可以直观、方便地对大厦内各子系统实施监视、控制和管理。场景逼真、鼠标控制、操作简单。

实时、历史数据管理功能:采集各子系统的实时数据,进行数据的显示、存储;对所有的历史数据/实时数据可以灵活查询、统计、输出及打印,可按设备、楼层、功能等进行分类记录和存储,同时也可以按时间区间、设备类别、楼层、功能进行分类统计和打印。

报警管理:软件支持各类报警系统,包括限值报警、偏差报警等,而且支持不同的优先级别。报警可以以声音、动画、打印、邮件、短信等多种方式警示相关人员,以便进行相应的操作。

趋势分析:根据实时历史数据库,可以对用电量、空调机组运行情况等进行分析,以形成最优控制方案,达到节能目的。

报表系统:根据各系统的采集数据自动形成报表数据,并提供查询功能。

WEB:通过IE浏览器可以远程浏览各系统运行情况。

照明控制

照明控制主要分为两类控制,一类是通过PLC或单片机进行控制,一类是主要通过软件的脚本进行控制,在实际中也可能两种控制都会使用到。无论是哪种控制,都是把数字信号通过PLC或者模块等转化为实际的开关控制。在通过PC控制的时候,通常是通过脚本进行控制,可以实现多种控制方式;

电力监测

电力监测主要是通过采集智能电力仪表的数据。智能电力仪表可以自行测量电流、电压、功率、电量等电参数,并且会提供通讯接口(通常为Modbus协议)。采集智能电力仪表的数据即可实现对电力的监测。

空调监测

空调监测通常都是监测工业空调或者中央空调。一般通过直接和空调自身携带的通讯接口进行通讯监测,或者通过PLC等进行间接监测。

其他监测

其他监测主要是指关于温度、湿度、气压等参数,这类数据的监测主要通过相关智能仪表或者PLC进行监测。

相对于其他的楼宇监控系统,比如江森、西门子等,基于楼宇自控软件的楼宇监控系统由于其开放性具有如下的特点:

监控的设备通常为常见的各种硬件设备,一般无需购买专用的一些控制设备,比如灯光控制器等;

连接设备的种类很多,可以根据现场的情况自由选择性价比高的产品;

通讯的方式多,可以根据现场需求选择串口、以太网、无线等多种方式;

界面需要根据实际情况和客户需求进行绘制,提供了多种绘图工具,绘图便捷;

软件提供了多种控件,可以方便的实现历史曲线、报警查询、报表和Web等功能;

使用楼宇自控软件构建楼宇监控系统时,通常按照以下步骤进行:

调研现场情况,和客户沟通,统计需要采集数据种类、数量;

分析采集的数据源是否有直接的通讯接口,如果有通讯接口要确定具体的通讯协议,如果没有通讯接口看能否通过其他方式采集数据;

设计整体框架,估计工程量;

确定具体到硬件设备和布线工作;

软件工程开发,绘制界面,采集数据。

(五).经济和社会效益

楼宇监控分采集的数据的种类和个数不同,成本悬殊。常见的楼宇监控会包括灯光、

空调、湿度等数据。单就这里监控系统,成本包括以下内容:

监控所需的智能仪表、PLC、线缆、配电柜;

通讯所需的布线费用;

对应采集点数的软件费用;

工控机的费用;

软件开发的人工费用;

项目后期维护的费用

(六)结论

楼宇控制系统范文第4篇

本文说明了楼宇自动化系统集成的组成部分,重点分析了集散控制系统,给出了其结构模式,并对OPC技术在多现场总线楼宇自动化系统集成中的应用进行了探讨。

关键字:楼宇自动化系统;系统集成模式;集散控制系统

Abstract:

This article illustrates the building automation system integration of the part, and analyses the distributed control system, it also presents the structure model, and the more OPC technology in the fieldbus building automation system integration paper discusses the application.

Key word: building automation system; System integration mode; Distributed control system

中图分类号: TU855 文献标识码:A 文章编号:

楼宇自控系统是一种将建筑物内有关电力、照明、空调通风、给排水、防灾等电气设备进行控制和管理的综合系统,简称BAS,(BuidingAutomationSystem)。其职责是为人们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、楼宇自动化控制系统集成

1、 系统集成的组成部分

(1)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(网络介面卡),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、数据库的上传和下载、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)。

(2) 操作站

对操作站的介面,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图形显示下集中完成。

(3)网络控制器(NCU)

网络控制器(NCU)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。

(4) 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。

控制器具有独立运作的功能,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。

(5) 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。考虑到办公大楼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。

2 、系统集成的应用

(1)视频应用,采用SYV-75-5同轴电缆,支持卫星电视、有线电视、天线、闭路电视和电缆调解器。

(2)通讯应用,采用五类水平电缆至每一个需要话音或数据服务的用户插座。通过ISDN、VDSL或ADSL连上互联网和网络电视。在无边的信息海洋中漫游。

(3)利用安保系统确保室内防火、防盗的要求。在紧急情况时自动向管理处发送报警信号。通过连接到局域网的闭路电视系统观察室外环境,及时了解住宅附近的情况。甚至还可以连接传真的办公设备,配合正在逐渐兴起的家庭办公的需求。

3 、多总线楼宇自动化系统集成

在当今楼宇自动化系统建设中,由于资金和建设周期等诸多因素,不同厂商开发的各种控制系统、子系统往往不可避免地混杂在整个大楼的系统中,而这些子系统和设备又有着不同的网络结构,遵循着不同的网络协议。在实现智能建筑的集成时,如何实现各种协议或总线技术的子系统的集成已经成为无法回避的问题。OPC/DA规范实现了应用程序对不同现场总线协议设备之间的数据访问,为不同总线协议之间的互连和互操作提供了一个重要的手段。基于OPC技术的多总线系统集成是通过软件实现的,这种方法灵活通用,同时还提供了与管理层软件通信的接口。

二、集散控制系统

集散型计算机控制系统的结构是一个分布式系统。从整体逻辑结构上讲,是一个分支树结构,这与工业生产过程的行政管理结构相一致。按系统结构进行垂直分解,它分为过程控制级、控制管理级和生产管理级。各级既相互独立又相互联系,每一级有可按水平分解成若干子集。从功能分散看,纵向分散意味着不同级的设备有不同的功能,如实时控制、实时监视、生产过程管理等。横向分散则意味在相同级上的设备有类似功能。按照这种思想设计集散控制系统的硬件和软件,就是要贯彻既集中又分散的原则。

1、集散控制系统的组成部分

(1)分散过程控制装置

分散过程控制装置是集散控制系统与生产过程间的界面,生产过程中的各种过程变量通过分散过程控制装置转化为操作监视的数据,而操作的各种信息也通过分散过程控制装置传送到执行机构。在分散过程控制装置内,进行模拟量和数字量的相互转换,完成控制算法的各种运算,对输入与输出量进行有关的软件滤波及其他运算。

(2)操作管理装置

操作管理装置是操作人员与集散控制系统间的界面,操作人员通过操作管理装置了解生产过程的运行状况,并通过它发出操作指令给生产过程。

(3)通信系统

分散过程控制装置与操作管理装置之间需要一个桥梁来完成数据之间的传递和交换,这就是通信系统。

2、集散控制系统结构特征

集散控制系统是由一些微处理器、计算机组成的子系统合成的大系统。它的结构具有递阶控制结构、分散控制结构和冗余化结构的特征。

3、集散控制系统的典型结构

楼宇控制系统范文第5篇

【关键词】智能建筑;楼宇;自动控制系统

自动控制系统是智能建筑楼宇的核心部分,通过自动化技术、通信网络以及计算机技术,规划了自动化控制部分,应用到智能建筑楼宇内,满足楼宇智能化的基本需求。目前,我国建筑行业表现出了智能化、自动化的发展特征,直接提高了智能建筑楼宇的服务能力,由此对自动控制系统有一定的需求,目的是通过自动控制系统,优化智能建筑楼宇自动化的运行环境。

一、智能建筑楼宇自动控制系统的设计

1.系统设计自动控制系统主要参与智能建筑楼宇的运行控制,其在设计中,注重功能性的运行内容,管控好楼宇的运行和消耗,促使楼宇内的各项自动化项目,保持在最佳的状态[1]。自动控制系统的设计,可以规划成3个模块,分别是:(1)安保管理,自动化监测智能建筑楼宇,实行防火防电及防爆,同时还要执行安全中的数据管理,提高数据传输的水平,达到数据传送的规范标准;(2)物业管理,自动控制系统中,辅助计算出智能建筑楼宇的资金消耗,监督各项设备的运行状态,及时发现有异常的设备,制定设备更新计划,更换异常设备;(3)环境能源管理,自动控制系统管控智能建筑楼宇内的照明、空调以及运输项目,重点规范照明系统和空调系统的能源分配,有效控制能源消耗,实现节能降耗,自动控制系统在运输方面的环境能源管理,是指电梯、停车场等项目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自动控制系统的设计。2.系统分区自动控制系统在智能建筑楼宇中的系统分区,分为两个部分。分析如:(1)控制分区,自动控制系统分为集中控制与集散控制两个部分,集中控制是指计算机为自动控制的基础,所有监控点均连接到监控中心的计算机体系中,计算机处理好运行数据后,重新传送到设备的执行器内,缩短了运行控制的时间,集散控制的核心是分布式控制,监控中心采用通信总线结构,在智能建筑楼宇的监控区,实行分级分布式的控制方法,分散的状态下,完成自动化控制;(2)协调分区,是指对智能建筑楼宇中的子系统,实行协调化的自动控制,不同子系统,其核心功能不同,采用自动化控制系统,确保子系统能够在协调的状态下独立运行,子系统单独连接到自动控制系统内,做到协调运行。

二、智能建筑楼宇自动控制系统的应用

本文以某商务型的智能建筑楼宇为研究对象,该案例中,建筑楼宇占地120585.21㎡,建筑总高度是85.3m,该智能建筑楼宇,集酒店、办公、商业、车库等功能于一体,该建筑在建设初期,就提出了智能化要求,落实了自动化系统的应用,探讨几点自动化系统在该楼宇中的应用表现,如下:1.智能卡系统该商务型智能建筑楼宇,自动控制系统的应用,构建了智能卡系统,专门用于保护楼宇内部的安全性,确保出入人员的安全性。自动化控制中,包含了智能化系统,出入人员通过刷卡的方式,通过智能化系统,向自动控制系统提交认证信息,符合认证才能正常出入[2]。该案例的门禁、车库等位置,均采用了智能卡服务,实现了自动化的识别。自动化系统中有数据库,其可主动识别智能卡的用户,身份匹配成功后,才能安全放行。该楼宇的人流量大,因为楼宇存在多项功能,所以在酒店、办公等位置,专门配置了自动化的门禁系统,采取自动化的识别方法,门禁属于智能卡系统的一部分,执行刷卡识别,保障楼宇内部的安全。2.视频监控系统自动化控制在楼宇视频监控中,表现出了高效的应用。楼宇的运行根本是安全,结合自动控制系统,在楼宇中安装视频监控系统,专门用于监督楼宇的内外环境。该楼宇中的安全管理方面,不仅安装了视频监控系统,还配置了防盗报警、信息巡防等模块,其在该建筑楼宇的公共部位,安装了视频监控,以便实时掌握楼宇内外的环境状态,避免发生突发状态[3]。该楼宇内,不同功能的区域,管理人员之间相互协调,尽量扩大视频监控系统的监测方法,遵循“以人为本”的保护方式,落实视频监控系统的应用。例如:该案例的商业区,突发了安全事故,周围居民及时按下了防盗报警,信号迅速传达到了安全监控室,值班人员根据视频监控系统与防盗系统,迅速找到了事故位置,及时排除了安保人员,解决了事故问题,有效避免了人员伤亡。3.设备管理系统智能建筑楼宇中,安装的设备非常多,增加了设备管理的负担,而自动控制系统,可以应用到设备管理上,缓解了各项设备的运行压力。设备管理上的自动化,在智能建筑楼宇中,营造了舒适的环境[4]。该智能楼宇在设备管理时,以自动控制系统为基础,引入了多项先进的技术,专门控制好智能建筑楼宇中的设备运行。例如:该楼宇中的空调设备,建筑内,安装了30台空调机组,其中8台是空气净化变频机组,空调机组中,采用了PLC编程控制,促使空调能够根据楼宇内的环境,自动调节变风量和温度,实现了室温控制空调的方式,空调机组中安装传感器,夜间会降低或停止空调运行,降低了空调设备的能源消耗,体现了自动化控制在设备管理系统中的优势,不仅具有管控的作用,还起到节能降耗的作用。自动控制系统除了在空调设备上,还应有到了通风排水、电器运行、电机等设备中,完善了智能楼宇的设备运行。

三、智能建筑楼宇自动控制系统的发展

智能建筑楼宇自动控制系统是信息时代的产物,其具备良好的发展前景。随着通信技术和计算机技术的发展,自动控制系统在智能建筑楼宇中,可以更为及时、便捷的实行功能管理。未来发展中,自动控制系统可以参与智能建筑楼宇的各方面管理,不仅仅是现代几点功能控制上,而是提供综合的管理方法,充分体现自动化控制系统的功能。自动化控制系统在未来发展中,朝向高级化的方向发展,在智能建筑楼宇中,形成高级管家,提升自动化服务的水平,还要和通信自动化、办公自动化相互配合,完善智能建筑楼宇的运营环境,充分发挥自动控制系统的功能优势。

四、结束语

智能建筑楼宇的自动控制系统应用中,以规划设计为基础,满足智能建筑楼宇的功能需求,体现自动控制系统的高效性。自动控制系统在智能建筑楼宇中,得到了积极的发展,结合系统的设计和应用,推进自动控制系统在智能建筑楼宇项目中的发展,以便在楼宇中,开发更多的自动化控制功能。

参考文献

[1]邓琪.小议智能建筑楼宇自动控制技术[J].科技展望,2016,(20):26.

[2]冯国园.自动控制系统在智能楼宇中应用研究[J].商品混凝土,2013,(07):167-168.

[3]祝铮.智能楼宇自动控制系统的设计与应用研究[J].电脑知识与技术,2016,(04):231-232.

[4]张哲,张晓萍.楼宇自动控制系统在智能建筑中的应用[J].智能建筑与城市信息,2014,(10):60-61.

楼宇控制系统范文第6篇

关键词:楼宇控制系统;组态软件;应用

前言:组态软件又被称为组态监控系统软件,由于通常具有图形图元功能、脚本解释功能、开放式互联结构、完善的数据驱动程序、成熟的数据库管理功能和较健全的功能模块,所以被视为数据采集和过程控制的专用软件,在兼容性、易用性、通用性和可扩展性等方面具有明显的优势。将其应用于楼宇控制系统,可以在满足楼宇控制系统的个性化需要,提升控制的整体效果。

一、在怯羁刂葡低持凶樘软件的应用思路

(一)楼宇控制系统的功能需要

楼宇控制系统一般要具有以下功能:首先,参数监控,即将各现场传感器采集的数据通过中央控制台直接显示的同时,如果显示的具体数据超出设定的阈值,则系统要按照设定参数对相应的设备状态进行调整,使采集的数据回归到允许的范围内,或向相关人员报警,并引导其对相关参数正确的调整。其次,报警处理,即系统可以快速的将现场控制器产生的报警信息及相关信息显示在控制台上,为风险处理提供依据[1]。再次,事件控制,即系统可以直接对楼宇现场设备发出控制命令,降低人为操作失误造成的损失。另外,运行时间累计功能,即对分布在楼宇现场的设备运行时间进行统计,这是优化系统结构的有效依据。除此之外,功耗计量功能,即对楼宇的能耗进行测量、存储和使用的功能,为绿色楼宇建设提供参考。

(二)组态软件在满足楼宇控制系统功能需要的硬件设计中应用

在设计的过程中要以组态王软件为基础,现场控制器和上位机OPC服务器的连接主要依靠Lonworks或CAN两种总线协议实现,例如硬件系统中现场控制层、集中数据管理层、系统主控制器、监控子系统上位机、现场控制器等都是依靠CAN总线协议实现信息和数据传输;而Lonworks总线协议主要是利用现场控制器连接现场设备。另外,考虑到OPC在降低软件设计成本、提升系统兼容性等方面的优势,以其作为服务构架[2]。这种应用组态软件的硬件系统设计,可以保证中央控制器实时接收到现场设备反馈的信息,并保证中央控制器发出的控制命令可以准确的传输到相应的设备中。

(三)组态软件在满足楼宇控制系统功能需要的软件设计中应用

在应用组态王软件进行系统软件设计的过程中,首先,要利用组态王软件具有的TouchExplorer浏览器功能对系统的各项功能需要进行编辑,并在各编辑的脚本间建立联系,使各项功能以统一整体的形式做出实际的反应。然后,利用组态王软件所具有的TouchVew功能,对已经编制的系统进行运行,在运行的过程中,组态王软件会结合运行的结果不断的返回TouchExplorer开发状态,对系统的进行优化,最终形成具备所需功能的系统[3]。最后,利用组态软件技术,可以将已经在整体上设计完成的系统分成多个独立的子系统,然后分别进行进一步的开发设计,提升系统的整体质量,按照楼宇控制系统的功能需要,在中央控制台下要设置灯光照明系统、给排水系统、空调风机系统、电梯系统、视频监控系统、停车控制台场、供配电系统、消防安保系统等多个控制台,各控制台既要向OPC和历史数据库传输信息,又要接收中央控制台的控制指令,OPC会结合设置参数判断其接收的现场数据是否需要通信和报警,在需要的情况下,为控制系统现场提供依据。

二、在楼宇控制系统中组态软件的应用关键环节

在确定组态软件应用的整体思路基础上,设计人员要进一步利用组态软件对系统的各模块进行设计,例如图形用户界面模块中,设计人员要基于组态软件对灯光照明、给排水、视频监控、电梯运行、停车场中心、供配电、空调、消防保安报警等子系统进行设计;在数据库模块中,设计人员要利用组态软件对数据表结构、MySQL历史数据库与数据库的链接、数据库操作函数、实时数据存储等方面进行设计;针对网络通信模块中多个组态王站点间的通信和通用IO设备与中央控制台的通信进行设计;针对WEB模块中画面和信息等方面进行设计等。通过以上关键环节的设计,楼宇控制系统在组态软件的作用下,可以对BA数据信息进行最大化的集成处理,可以对SA系统中存储的报警信息等进行智能集成,使复杂的楼宇管理信息得到简化反应。

组态软件在楼宇控制系统中应用,可以将这个复杂的监控系统所需要的功能,通过现场监控设备、数据库、组态软件等结构间的联系实现,极大的简化的设计过程、降低了设计的难度,所以楼宇控制系统应用组态软件的经验可以为类似控制系统设计提供参考。

结论:通过上述分析可以发现,在楼宇控制中应用组态软件的具体形式是多样化的,通过结合楼宇控制系统的实际需要和特点进行组态软件的合理应用,可以显著的提升楼宇的智能性和整体价值,对改善楼宇的社会性、经济性、生态性等方面均具有积极的作用,应在不断优化的基础上,积极推广应用。

参考文献

[1]王小洁,洪洋. 组态软件在智能楼宇管理系统中的应用[J]. 中国新通信,2012,20:66.

[2]姜帅. 基于物联网技术的楼宇健康监测系统的研究与设计[D].长安大学,2014.

楼宇控制系统范文第7篇

【关键词】物联网;多传感器;节能;智能建筑;嵌入式系统

城市化进程的加快导致城市建筑物数量迅速增加,这对城市能源的消耗是一个非常大的负担,而城市建设过程中的能源消耗也是当前我国城市发展的重要限制之一,在本文中介绍了当前我国楼宇节能控制系统中的物联网技术,其通过对楼宇的智能化控制,大大减少了建筑使用过程中的能源消耗,本文对其设计和集成进行了简单的分析。

1研究背景分析研究

1.1物联网简介

伴随着计算机技术的快速发展,物联网技术逐渐成为我国的新兴战略性产业,对我国的经济发展具有非常重要的作用。对于智能建筑物,其是物联网中的重要组成部分,对我国的经济发展具有非常大的促进作用。而在智能建筑发展的过程中,物联网技术为其提供了充足的技术支持,且实现了智能建筑的智能化,为建筑节能的发展寻找到了一条新的发展线路。对于物联网技术,其指的是通过互联网的控制系统对于互联网连接的各种物品的功能进行控制,这一系统实现了人类社会和物力系统的综合性发展。当前的物联网应用技术主要分为五个层次,分别是感知控制层和服务管理层等,不同的层次对应的功能具有较大的区别。

1.2物联网和智能节能建筑

我国的建筑耗能是当前我国能耗中的重要组成,占据了我国总耗能的一大部分,在这种形式下,我国每一栋建筑物的增加,都会对我国的能源消耗造成较大的影响。根据相关研究,我国的建筑能耗是同纬度国家的三倍左右,其中的通风和空调占据了将近一半多的能源损耗,其他的照明和电梯耗能则占据了24%左右,随着我国能源的不断损耗,各种环境污染问题也逐渐凸显出来,这对我国的经济发展造成了严重的影响,为了提高人们的生活水平,降低我国的建筑能耗,我国逐渐从两个方面加强建筑的节能,首先是建筑的设计,另一个则是建筑的智能化控制系统。对于建筑的设计和节能,包括建筑物的整体结构和室内环境等,而智能建筑中,则是通过自动化管理技术来对建筑物内的照明和空调等进行控制,实现建筑的智能化建设,降低建筑物的能耗。在智能建筑的控制系统中,其将物联网的传感技术以及嵌入式控制系统进行了有效的结合,从而对人们的生活质量进行保证。伴随着我国经济的快速发展,智能化建筑节能系统将会逐渐向着节能和舒适方向发展。

2嵌入式楼宇节能系统的设计

为了提高人们的生活水平,同时降低楼宇使用过程中的能源损耗,在楼宇控制自动化设计的基础上设计了一套基于物联网传感技术和嵌入式控制系统的新型智能控制系统,其中的热释电红外微波双鉴人体感应器结合光敏电阻一同安装在室内的每一个灯旁边,而在窗帘的控制位置,则需要在外面安装光敏电阻,此外还有室内外的温度传感器,通过这三种设计能够实现对照明和空调以及窗帘等的智能控制,根据相关数据计算可以得到,通过这三种智能系统的应用,能够节省电量大约为45.4%,此外,该系统在应用的过程中还能够同其他的控制系统进行有效的结合,从而实现用户的舒适度的提高。

2.1照明和窗帘的光控系统

对于室内的照明,通过嵌入式控制系统能够根据室内的人流量和时间等实现室内照明的控制,然后结合预设值控制系统实现对室内关照强度的控制,这种控制系统实现了室内光照的智能控制,满足了人们的生活需要,且在无人时能够实现对照明的开关,降低了室内照明的电能损耗。而对于热释电红外微波双鉴传感器,其能更高对一定范围内是否有人进行准确的检测,若在该范围内出现了人,智能控制系统则会通过信号的传输来对灯进行控制。而其中的光敏电阻则对室内的光强进行检测,减少光照电能的浪费。另外,对于每一个灯都具有一个智能控制系统,通过该系统能够实现每个照明灯的单独工作,从而尽量减少电能的浪费。窗帘控制系统则是通过对室外的光照强度和温度反应对窗帘进行控制,当室外的温度较高,且室外的光照强度超过了某一数值时才会对窗帘进行关闭操作,而当光照强度低于该数值时会控制窗帘打开,通过这种智能控制系统减少了室内设备的老化。而为了保证用户的正常使用,在该系统中hi存在一个实体按键,其能够将窗帘设置成投影模式,实现用户的投影体验。

2.2空调和风扇温控系统的设计

对于空调中的变风量控制系统,其在前期的投入是较多的,但随着使用时间的增长,节省的能量将会远远少于前期的投入,且该系统的控制使空调的损伤大大减少,并保证了人们的舒适度体验。对于一个单独的房间,其温度相差1℃的话对能耗的影响是很小,且人体也不会产生较大的不适感,但在全部房间内的控制则会节约大量的能耗,气温上升1℃往往节约能量大约15%到20%。对于智能控制系统的节能设计,其是综合性的能源节省,实现投入和产出的最大比例。在空调的控制系统中,存在一个温度传感器,其能够对室内外的温度进行自动检测,从而满足不同季节的空调使用。另外,结合空调控制系统上的红外微波双鉴传感器能够对有人和无人时的空调状态进行控制,而室内人员的分布也会使空调的风向和风俗产生影响,通过这种设计使室内的温度控制在一个舒适的范围内,保证用户的良好体验。而在室内人员离开之后,空调的智能控制系统会延长一段时间关闭,这是为了防止空调的频繁开关对其造成损伤和浪费电能。而双鉴传感器通过对人的分布和数量进行分析,实现对风扇的方向和风俗控制,当室内外温度符合条件时能够实现对空调和风扇的智能化控制。

2.3防盗防火安保系统

对于楼宇的防火功能,其一直保持在工作状态,当楼宇内的温度超过50℃时,防火系统能够自动连接预警中心进行预警,然后对楼宇内的蜂鸣器进行控制,提醒楼宇内的工作人员进行火灾的防范和控制。对于防盗模式,其是通过一个按键来进行控制的,当进入防盗模式之后,嵌入式控制系统中的红外监测系统能够对室内是否有人进行准确的检测,若发现存在人员则通过报警系统进行报警操作,而通讯总线则是同电话线进行连接,这样能够减少报警过程中产生的能源损失。

2.4软件控制系统设计

在本次研究中,控制系统采用的是STC89C52单片机,其能够对整个系统的运行提供有效的逻辑运算,同时也是系统稳定运行的根本。在该系统中,单片机的主要作用是对信号进行接收和处理,然后将对应的指令发出,因此,在对软件进行控制时需要保证其信号的采集和输出稳定,常见的软件采用的是模块化方案,这样能够保证软件各个部分之间的功能不会出现混乱,保证软件控制的稳定性。

3总结

随着我国经济的发展,我国对环境的保护力度也在逐渐增加,出台了一系列的环境保护措施,并大力发展低能耗产品和设备,实现所有人的节能观念更新。而同人们生活紧密相连的建筑物,其更是这次变革的重要内容,各种建筑节能控制产品逐渐进入到人们的生活,且受到用户和政府的大力欢迎,本文中的物联网技术是楼宇节能控制系统中的一种,能够实现建筑物的大幅度节能,具有非常好的推广价值。随着我国科技的进步,物联网建筑节能控制系统将会成为未来建筑物节能中的重要组成部分,对城市的发展具有非常重要的作用。

参考文献

[1]周克良,张明丽,刘太钢.基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计[J].计算机测量与控制,2016,01:115-118.

[2]赵起升,朱静孙,王平.智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用[J].华中科技大学学报(城市科学版),2003,03:80-83.

[3]王永皎,刘荣辉.基于ZigBee技术的智能楼宇节能控制系统[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2014,01:73-77+81.

[4]朱彬若,张慎明,王虎.智能用电楼宇节能综合控制的实现方式[J].上海节能,2010,04:39-43.

[5]李冬辉.楼宇自控系统中节能控制的研究[J].低压电器,2004,06:15-17.

[6]邓其贵.基于微控制器的智能楼宇节能系统的设计[J].大众科技,2012,08:24-25+28.

[7]方东玉,余快.基于Agent的智能楼宇集成系统的研究及设计[J].电子技术与软件工程,2015,15:46-47.

楼宇控制系统范文第8篇

【关键词】物联网 多传感器 节能 智能建筑 嵌入式系统

城市化进程的加快导致城市建筑物数量迅速增加,这对城市能源的消耗是一个非常大的负担,而城市建设过程中的能源消耗也是当前我国城市发展的重要限制之一,在本文中介绍了当前我国楼宇节能控制系统中的物联网技术,其通过对楼宇的智能化控制,大大减少了建筑使用过程中的能源消耗,本文对其设计和集成进行了简单的分析。

1 研究背景分析研究

1.1 物联网简介

伴随着计算机技术的快速发展,物联网技术逐渐成为我国的新兴战略性产业,对我国的经济发展具有非常重要的作用。对于智能建筑物,其是物联网中的重要组成部分,对我国的经济发展具有非常大的促进作用。而在智能建筑发展的过程中,物联网技术为其提供了充足的技术支持,且实现了智能建筑的智能化,为建筑节能的发展寻找到了一条新的发展线路。

对于物联网技术,其指的是通过互联网的控制系统对于互联网连接的各种物品的功能进行控制,这一系统实现了人类社会和物力系统的综合性发展。当前的物联网应用技术主要分为五个层次,分别是感知控制层和服务管理层等,不同的层次对应的功能具有较大的区别。

1.2 物联网和智能节能建筑

我国的建筑耗能是当前我国能耗中的重要组成,占据了我国总耗能的一大部分,在这种形式下,我国每一栋建筑物的增加,都会对我国的能源消耗造成较大的影响。根据相关研究,我国的建筑能耗是同纬度国家的三倍左右,其中的通风和空调占据了将近一半多的能源损耗,其他的照明和电梯耗能则占据了24%左右,随着我国能源的不断损耗,各种环境污染问题也逐渐凸显出来,这对我国的经济发展造成了严重的影响,为了提高人们的生活水平,降低我国的建筑能耗,我国逐渐从两个方面加强建筑的节能,首先是建筑的设计,另一个则是建筑的智能化控制系统。对于建筑的设计和节能,包括建筑物的整体结构和室内环境等,而智能建筑中,则是通过自动化管理技术来对建筑物内的照明和空调等进行控制,实现建筑的智能化建设,降低建筑物的能耗。

在智能建筑的控制系统中,其将物联网的传感技术以及嵌入式控制系统进行了有效的结合,从而对人们的生活质量进行保证。伴随着我国经济的快速发展,智能化建筑节能系统将会逐渐向着节能和舒适方向发展。

2 嵌入式楼宇节能系统的设计

为了提高人们的生活水平,同时降低楼宇使用过程中的能源损耗,在楼宇控制自动化设计的基础上设计了一套基于物联网传感技术和嵌入式控制系统的新型智能控制系统,其中的热释电红外微波双鉴人体感应器结合光敏电阻一同安装在室内的每一个灯旁边,而在窗帘的控制位置,则需要在外面安装光敏电阻,此外还有室内外的温度传感器,通过这三种设计能够实现对照明和空调以及窗帘等的智能控制,根据相关数据计算可以得到,通过这三种智能系统的应用,能够节省电量大约为45.4%,此外,该系统在应用的过程中还能够同其他的控制系统进行有效的结合,从而实现用户的舒适度的提高。

2.1 照明和窗帘的光控系统

对于室内的照明,通过嵌入式控制系统能够根据室内的人流量和时间等实现室内照明的控制,然后结合预设值控制系统实现对室内关照强度的控制,这种控制系统实现了室内光照的智能控制,满足了人们的生活需要,且在无人时能够实现对照明的开关,降低了室内照明的电能损耗。而对于热释电红外微波双鉴传感器,其能更高对一定范围内是否有人进行准确的检测,若在该范围内出现了人,智能控制系统则会通过信号的传输来对灯进行控制。而其中的光敏电阻则对室内的光强进行检测,减少光照电能的浪费。另外,对于每一个灯都具有一个智能控制系统,通过该系统能够实现每个照明灯的单独工作,从而尽量减少电能的浪费。

窗帘控制系统则是通过对室外的光照强度和温度反应对窗帘进行控制,当室外的温度较高,且室外的光照强度超过了某一数值时才会对窗帘进行关闭操作,而当光照强度低于该数值时会控制窗帘打开,通过这种智能控制系统减少了室内设备的老化。而为了保证用户的正常使用,在该系统中hi存在一个实体按键,其能够将窗帘设置成投影模式,实现用户的投影体验。

2.2 空调和风扇温控系统的设计

对于空调中的变风量控制系统,其在前期的投入是较多的,但随着使用时间的增长,节省的能量将会远远少于前期的投入,且该系统的控制使空调的损伤大大减少,并保证了人们的舒适度体验。对于一个单独的房间,其温度相差1℃的话对能耗的影响是很小,且人体也不会产生较大的不适感,但在全部房间内的控制则会节约大量的能耗,气温上升1℃往往节约能量大约15%到20%。对于智能控制系统的节能设计,其是综合性的能源节省,实现投入和产出的最大比例。在空调的控制系统中,存在一个温度传感器,其能够对室内外的温度进行自动检测,从而满足不同季节的空调使用。另外,结合空调控制系统上的红外微波双鉴传感器能够对有人和无人时的空调状态进行控制,而室内人员的分布也会使空调的风向和风俗产生影响,通过这种设计使室内的温度控制在一个舒适的范围内,保证用户的良好体验。而在室内人员离开之后,空调的智能控制系统会延长一段时间关闭,这是为了防止空调的频繁开关对其造成损伤和浪费电能。

而双鉴传感器通过对人的分布和数量进行分析,实现对风扇的方向和风俗控制,当室内外温度符合条件时能够实现对空调和风扇的智能化控制。

2.3 防盗防火安保系统

对于楼宇的防火功能,其一直保持在工作状态,当楼宇内的温度超过50℃时,防火系统能够自动连接预警中心进行预警,然后对楼宇内的蜂鸣器进行控制,提醒楼宇内的工作人员进行火灾的防范和控制。对于防盗模式,其是通过一个按键来进行控制的,当进入防盗模式之后,嵌入式控制系统中的红外监测系统能够对室内是否有人进行准确的检测,若发现存在人员则通过报警系统进行报警操作,而通讯总线则是同电话线进行连接,这样能够减少报警过程中产生的能源损失。

2.4 软件控制系统设计

在本次研究中,控制系统采用的是STC89C52单片机,其能够对整个系统的运行提供有效的逻辑运算,同时也是系统稳定运行的根本。在该系统中,单片机的主要作用是对信号进行接收和处理,然后将对应的指令发出,因此,在对软件进行控制时需要保证其信号的采集和输出稳定,常见的软件采用的是模块化方案,这样能够保证软件各个部分之间的功能不会出现混乱,保证软件控制的稳定性。

3 总结

随着我国经济的发展,我国对环境的保护力度也在逐渐增加,出台了一系列的环境保护措施,并大力发展低能耗产品和设备,实现所有人的节能观念更新。而同人们生活紧密相连的建筑物,其更是这次变革的重要内容,各种建筑节能控制产品逐渐进入到人们的生活,且受到用户和政府的大力欢迎,本文中的物联网技术是楼宇节能控制系统中的一种,能够实现建筑物的大幅度节能,具有非常好的推广价值。随着我国科技的进步,物联网建筑节能控制系统将会成为未来建筑物节能中的重要组成部分,对城市的发展具有非常重要的作用。

参考文献

[1]周克良,张明丽,刘太钢.基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计[J].计算机测量与控制,2016,01:115-118.

[2]赵起升,朱静孙,王平.智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用[J].华中科技大学学报(城市科学版),2003,03:80-83.

[3]王永皎,刘荣辉.基于ZigBee技术的智能楼宇节能控制系统[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2014,01:73-77+81.

[4]朱彬若,张慎明,王虎.智能用电楼宇节能综合控制的实现方式[J].上海节能,2010,04:39-43.

[5]李冬辉.楼宇自控系统中节能控制的研究[J].低压电器,2004,06:15-17.

[6]邓其贵.基于微控制器的智能楼宇节能系统的设计[J].大众科技,2012,08:24-25+28.

[7]方东玉,余快.基于Agent的智能楼宇集成系统的研究及设计[J].电子技术与软件工程,2015,15:46-47.

作者单位

1.烟台市市级机关服务中心 山东省烟台市 264003

楼宇控制系统范文第9篇

随着时代的不断发展,楼宇的设计中也逐渐加入了智能的因素,在智能化发展的趋势下,楼宇自动化控制系统在建筑行业得到了广泛的应用。在实际的建工工程中,自动化系统不断走向发展与完善,但是关于楼宇自动化控制系统的失败案例也有不少,这就要求我们在实际工作中对自动控制系统进行进一步的完善。本文就对楼宇的自动化控制系统进行了深入浅出的分析与探讨,希望能为楼宇建设的自动化系统控制的相关设计提供一些参考。

【关键词】自动化 控制系统 完善

近年来我国的经济建设得到高速的发展,楼宇的建设开始全面开展,同时也带动了楼宇自动化系统控制建设的发展。楼宇自动化控制系统主要包括四大部分,包括主机、现场监控器、通信网络和仪表。楼宇自动化系统对建筑内的何磊设备进行监控,保证了运行的安全、可靠,同时还能节省人力和物力。但是,因为我国的楼宇自动化控制的发展比较晚,在设计和施工等方面还只是处于初级发展阶段,在具体的设计和施工方面还存在着很多不合理的地方,所以会有运行不良、使用寿命短等问题的出现。所以,根据实际情况,我们要针对楼宇自动化设计的特点对相关的管理功能进行选择,同时还要在实际的工作中积累关于自动化控制的相关经验,使系统设计得到相应的完善,使楼宇自动化控制系统真正的发挥出相应的功能。

1 简述自动化控制系统有哪些基本的功能

在楼宇自动化系统设计中采用的数据通常情况下都是根据自动采集而来的数据,这些数据可以作为系统运行的一种参数,对运行情况进行自我监控,对系统中的各个指标进行全方位的调动,进而实现和创造经济效益和相应的社会效益。

1.1 自动化系统具有数据自动采集的功能

对现地控制单位之间传送的数据进行的处理和存储要建立在系统数据库的基础之上,用上位计算机对系统的相关参数进行分析,从而形成系统运行的参数。在数据库中提取的数据资料可以对自动控制进行调节,通过本身的记录、检索等功能为系统的工作人员的灵活调用作为参考。

1.2 自动化系统具有自动监控与调节的功能

想要提高系统的监控水平和调节水平,可以达到减少对系统操作失误的目的。但是,系统具有本身的复杂性,人工的监控是难以达到要求的,所以就需要自动监控和调节功能的开发与利用。对各种功能设置模拟操作系统,这个系统的设置要建立在数据科学合理的基础上。将自动系统的指令设置在屏幕显示器上,根据计算机屏幕显示执行的步骤,这样就可以对系统运行进行一目了然的监控了。

1.3 总动画系统具有现地控制单元的功能

这个功能应该在自动化操作系统中某个环节的后面,进行现地的现实和处理,同时将操作的具体情况传到主控层。主控等再根据指令对是否满足指令的条件进行分析。最后按照发出的指令将硬件运行到相应的位置上。现地控制一般都会设置权限开关,根据开关实现远程的切换,同时依然可以使用手动的方式进行辅的操作,手动操作还可以解决特殊情况下的燃眉之急。

2 对数据采集的设计

在对自动化系统进行上述三项基本功能的设计的时候,一定要体现出系统基本功能之间的共通性,还要对这些功能进行合理的处理,使自动化控制功能的适用性能够得到相应的提高。

2.1 对数据采集的设计

在对系统数据进行采集之前要做到有针对性的进行采集,对自动化控制系统数据进行采集之后,要及时将数据传送到上位计算机中,实现系统运行的实时监控,这些数据可以作为盘点系统运行是否正常的重要依据。对系统的数据采集可以用单端隔离的模拟量进行输入卡,用波形检测的方式对系统自动收集的数据进行分析与监控,同时,必须要设置好采集范围和输出通道。

对数据进行采集设计时要做到对数据保存情况的实时显示。在对软件进行设计的时候还要对校本程序进行编译,同时用人机界面对数据的几率、存储等情况进行显示,最后将软件和数据可连接起来。这种功能使数据记录和存取的便利性得到大大的提高,同时还完成了对数据可的属性设置。

值得一提的是,对数据进行采集的时候要遵循一个重要的原则,探测元件与要采集的内体要尽量靠近,以减少传导中的误差,避免这些误差对数据真实性的影响。在传输中还可以使用光纤等新技术,这种新技术的应用可以达到准确的目的同时又不会使误差造成系统的误动作。

2.2 监控设计

在自动化系统中的监控最常见的方式有三种:远程监控方式、集中监控方式和现场总线监控方式。其中几种监控方式便于系统运行的维护管理,对系统的设计比较容易,也没有较高的要求和标准。远程监控方式的优点主要有对资源能够起到节约监控的目的,同时具有较高的可靠性,并且在实际的应用中可以体现出组态灵活的优势,还可以实现对电缆、附属材料的节约利用。现场总线监控方式是当今条件下一种比较符合时代特征的监控方式,它可以实现远程监控,使监控的连接线路缩短,在这种方式上可以很好的体现出智能化的特点。同时为网络控制系统的发展奠定了基础。

2.3 现地控制单元

自动化系统现地控制单元的实际采用了计算机软件和硬件等先进的技术,确保了各项标准都能符合指标要求。随着科技的不断发展,计算机在不断的更新换代,系统的规模也应该随着计算机的更型换代得到扩展与升级,维护方面要具备自我诊断和自我恢复的功能,避免因为人员操作失误造成的损失。现地控制单元的设计主要包括对机组设备的调节和将控制;对机组控制单元顺序的控制;数据通信要保持通畅;要有自我诊断的功能。

3 结语

综上所述,对自动化控制系统进行设计的时候,要将采集到的数据及时的输送到上位计算机中,对整个运行流程实现实时监控,根据数据对系统运行状况进行判断。还要根据各种方式的运用,使系统工作的效率得到提高,减少维护故障率,在新技术的帮助下,实现计算机对整个系统的配置与设计。

参考文献

[1]张雪峰.楼宇自动化控制系统的IP化发展分析[J].智能建筑电气技术,2012(6).

[2]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材,2013(6).

[3]何宇红.楼宇自动化控制系统工程设计探析[J].科技与企业,2012(10).

作者简介

汪诗雯(1985-),女,安徽省歙县人。大学本科学历。现为柳州市人民医院助理工程师。主要研究方向为电子信息工程。

作者单位

楼宇控制系统范文第10篇

【关键词】智能建筑;楼宇;自动控制;系统;设计

中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:

1、前言

在当前城市化进程不断加快的今天,城市用地十分紧张。这就使得高层建筑的数量日益增多。由于建筑结构内部的复杂性,需要依靠信息技术保证建筑功能实现。这使得智能化建筑得以迅速发展。本文围绕楼宇自动控制系统设计进行阐述。

2、在我国当前智能楼宇技术的应用现状分析

楼宇智能系统中要同时有建筑、结构、水、暖、电五大系统共同工作。楼宇智能化系统在这其中的作用相当重要。他起着纽带的作用把各个部分有机的联合起来共同服务。以建筑为基础,系统中有智能楼宇的综合布线、安防监控、给排水、楼宇智能办公系统。通过系统集成技术把所有的各个子系统有机的结合起来为用户能够提供一个安全、便捷的生活环境。

在当今,全球的智能楼宇技术发展的非常迅速,人们已经越来越意识到这种发展在我们生活中的重要性。从居家到单位、从工厂到办公楼、从学校到宿舍楼智能楼宇技术的应用都无处不在。近些年在建筑行业领域内引起了一场变革。人们引入楼宇智能控制系统。不仅仅是为了生活工作的便利性、更多的方面还有可以使用这些系统减少能源损耗、最大的利用效率来进行节能减排。由于采用了多种先进的楼宇自控系统,那在系统的使用和维护方面都可以有很多选择方式。例如使用太阳能热水器设备、太阳能照明灯、WIFI 网络环境、自动空调控制系统等等。使用全系统综合管理的方法设定好楼宇自动运行程序。这样真正的能够利用主动性优势发挥系统集成控制技术。极大地有利于把整个大楼的管理及节能减排工作。

楼宇智能控制系统的组成有多个部分,各个子系统都是一个独立的系统又是有机的结合在一起的。

2.1、电力系统。强电与弱电的配合,保证用户用电器的正常使用。保证电力的正常供应。其中照明系统作为强电系统中的典型应用尤为突出。智能控制照明能够节约电能 ;声控及光控照明避免不必要的电力浪费 ;紧急疏散照明和指引照明可以有效保障人们遇到紧急情况时候的人身安全。

2.2、给排水系统。实现人们生活中的饮食用水、卫生用水、排污用水。我们利用智能控制 DDC 控制器来实时监控可以有效节约水资源。避免不必要的浪费。

2.3、通风系统及空调系统。在大型封闭生活空间例如图书馆、购物超市和体育馆都是新风不通畅的地方,故此新风系统是必备的设备。用来保证封闭空间内空气的良好的流动性。在冬季或夏季也要在通风系统的基础上加入空调系统,对空间内的空气进行温度调节。使人们在一个温度舒适的环境中学习工作生活。

2.4、安全防范系统。近些年来全球都在提倡安装安全防范监控系统。一方面对犯罪分子起到震慑作用,降低犯罪率。另一方面对事件进行动态记录,需要调取时候可以及时反映真实情况。故此现代楼宇动智能控制系统中少不了监控系统的配合。在这套系统的使用中要尤为注意弱电布线的方式。从水平布线子系统到垂直布线子系统再到建筑群干线子系统的安装调试都需要满足智能化的需求。

2.5、办公自动化系统。现代企事业单位都倡导无纸化办公。进一步的为节能减排做出贡献。我国在近些年来也是大力提倡进行无纸化办公。使用办公自动化系统之后我们的通讯手段更加丰富,办公效率更加高效。极大地降低了人力物力成本。是智能建筑楼宇系统中最为快捷的通讯方式。除此外还有程控电话系统、多媒体影响系统和电视会议系统等多种多媒体办公自动化系统。

3、智能建筑楼宇自控系统的基本构成及实现原理

楼宇自控系统整体包括:变配电控制系统、空调设备监控系统、照明设备监控系统以及建筑安全防护设备监控系统。这些建筑功能的实现是建立在中央处理计算机基础之上,同时辅以建筑内部对应的管理控制措施,使得整个建筑内部的生活环境能够满足建筑需要。同时,楼宇自控系统还要对建筑内部设备的运行状态进行监控,保证设备处于最佳运行状态。最后,自控系统还应该保证达到该目的付出的能源代价最低。

楼宇自控系统的功能得以实现是建立在中央监控管理层、现场传感器及变送设备、现场数据控制器三个功能组成部分的基础上的。其中,现场数据控制器接收来自各个传感器及对应设备发送过来的信号,同时设定对应的程序控制设备实现对应的功能,建立起与中央处理器之间的双向通信,实现协同作业;传感器则负责采集建筑内部的现场数据,诸如温度、湿度、感光等,通过信号传送信道将之传递给DDC ;执行设备则根据这些信号在中央处理器的指令下发出对应的控制指令,完成对各种设备的控制,实现对建筑内部温度、湿度、光照以及其他建筑环境的控制。

4、楼宇自控系统结构

EBI 楼宇自控系统由中央站(PC)和分站(现场 DDC 控制器)组成。根据监控设备的分布情况,分站采用以太网连接方式与中央站直接连接在一起,组成控制网络。现场控制器 DDC 为模块化结构,通过 I/O 模块组合完成对楼宇自控系统监控设备控制点的控制。I/O 模块一部分与控制器安装在一起,其余部分可以通过现场总线与控制器远程连接。系统结构如图 1 所示。

图1 楼宇自动控制系统结构图

EBI 楼宇自控系统包括管理层和控制层两层结构。

4.1、管理层网络

管理层中央站提供人机界面,进行中央控制,通过 TCP/IP 协议与 DDC 通信,完成建筑物机电设备的自动化控制。

4.2、控制层网络

控制层设备包括现场控制器 DDC 以及相关的各类传感器和执行器。

5、楼宇自控系统设计方案

楼宇自控系统需监控的对象有 :冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统和电梯系统。

5.1、冷冻站系统的监控

需监控的冷冻站系统设备包括冷水机组、自动补水泵、冷却塔、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、电动蝶阀等。监控内容如下 :

(1)根据事先排定的工作及节假日时间表,定时启停冷水机组及相关设备,完成各设备顺序连锁启动及停机。启动顺序为:冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷水机。停止顺序为:冷水机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机。

(2)测量冷冻水、冷却水供回水温度。

(3)监测冷水总供回水压力差,调节旁通阀门开度,保证冷冻水供回水压差稳定。

(4)监测各水泵、冷水机、冷却塔风机的运行状态、手 / 自动状态、故障报警,并记录其运行时间。

(5)监测冷冻水供水流量。

5.2、热水换热站系统的监控

(1)监测各热交换器出水温度,依据出水温度进行一次热水(或蒸汽)调节阀的PID 调节,保证出水温度稳定在设定范围内,在温度超限时报警。

(2)监测热水循环泵的运行状态和故障信号,累计其运行时间,并在其故障时报警。

5.3、新风 / 空调机组的监控

(1)时间程序可自动启 / 停送风机,支持任意周期的实时时间控制功能。

(2)系统可在冬季温度过低时,开启热水阀,关闭新风门,关停风机,发出报警提示,实现防冻保护功能。

(3)监测送风机的运行状态、手 / 自动状态、故障报警、累计运行的时间。

(4)对于新风机组,测量新风温度和送风温度,并根据送风温度 PID 调节水阀的开度,维持送风温度为设定值 ;对于空调机组,测量新风温度和回风温度,并根据回风温度PID 调节水阀的开度,维持回风温度为设定值。

(5)风机、风门、冷水阀状态连锁。启动顺序:开水阀、开风阀、启风机。停机顺序:停风机、关风阀、关水阀。

(6)由压差开关测量空气过滤器两侧压差,在其超过设定值时报警,提示清理滤网。

5.4、给排水系统的监控

(1)监测生活水泵、污水泵的运行状态,手 / 自动状态和故障信号,累计其运行时间,并在其故障时报警。

(2)监测生活水池液位,在液位超限时报警,防止溢流,在液位超低时进行报警。

(3)根据生活水箱液位启停生活水泵,并进行超限报警。

(4)根据污水池、集水坑液位启停污水泵,并在液位超高时进行超限报警。

5.5、送排风系统的监控

(1)在自动状态下按时间程序自动启 /停风机。

(2)监测各风机的运行状态、手 / 自动状态。

(3)累计送 / 排风机的运行时间,监测其故障信号,并在其故障时报警。

5.6、照明系统的监控

(1)根据时间程序自动开 / 关各照明回路。

(2)监控各回路的开关状态、故障报警、手 / 自动状态。

5.7、变配电系统的监控

(1)监测高压进线柜的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度。

(2)监测所有高压开关的状态、故障跳闸状态。

(3)监测变压器温度。

(4)监测低压进线柜的电压、电流。

(5)监测所有低压进出线开关的状态及故障跳闸状态。

(6)监测主要低压配电回路的电能计量情况。

(7)测量柴油发电机的三相电压、三相电流、频率及运行、故障信号。

6、楼宇智能技术的发展前景

在最近一些年来,通过工程建设中总结经验、探索创新变革不断的推陈出新

涌现出大批优秀的工程技术人员和施工队伍。这里不乏有具备一定理论知识的工程人员,也有一线施工现场的安装技术工人。在一线的施工过程中不断提出新的推进智能楼宇技术的新的点子和办法甚至还有产品。我们总结经验发现,无论从工厂的建设还是住宅小区的改造,人们越来越多的意识到自动控制系统的便利性。国家也大力的在制定很多行业规范及标准。

在上世纪九十年代末住建部提出了“全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则”。这个导则的推出对于规范建筑行业中的智能控制技术方面的工作起到了指导性作用。近几年的时间内我们建筑行业从新的建筑施工到老的建筑改造都在积极的使用智能控制系统设备来辅助管理维护我们的建筑。建筑市场兴旺的同时我们也要把先进的工程技术带入到这其中来让人们更舒适高效的生活和工作。在未来这个理念会更加进一步深入人心。我们要遵循历史规律顺其道而行大力发展智能楼宇控制技术。

7、结束语

通过上述分析,我们对楼宇自动控制系统有了一定了解。我们要不断的充电学习,吸收先进的设计理念和丰富的施工经验。在楼宇智能化建筑设计和施工中严格要求自己。不断学习、不断提高完善自我。把各个行业的先进的生产设计施工理念加入到我们的楼宇智能技术中来。将智能建筑事业的春天进行到底。

参考文献:

[1]陆伟良.中国智能建筑发展动态和未来十年展望[J]城市.建筑智能系统.2012

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