智能建筑电气自动化系统集成控制网络分析

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

古涛

石家庄天地房地产开发有限公司 河北 石家庄 050000

摘要

由于传统智能化建筑电气控制系统自动化集成系统总体运行与稳定性普遍较差,为此本文提出了智能建筑电气控制器自动化及系统自动化集成和控制集成网络特性分析。设计由通信交换层、核心控制逻辑层以及用户界面层共同组成的分布式系统拓扑布局结构,采用虚拟以太网接口和模拟USB端口两种以太网接口以实现以太网对集成控制网络进行的串行数据实时传输,整个集成控制网络都采用SSDF-S5DA型号的集成控制逻辑芯片,向整个系统实时发送串行集成的控制逻辑指令,以此确保系统进行集成控制。经反复实验分析证明,设计的控制网络负荷的峰谷差要小于现有传统集成控制网络,更能够适用于各种智能建筑电气或自动化设备系统的集成智能化控制。


关键词

智能建筑;电气自动化系统;集成控制网络

正文

与传统的楼宇控制系统相比,智能楼宇控制系统通常更加智能化和数字化,也首次在楼宇过程控制活动中采用智能集成的自动控制管理手段。智能楼宇控制器基于各种智能自动化集成技术的使用。基于智能电气综合自动化处理系统,可实现计算机智能操作,控制整个建筑电气设备系统。电气智能建筑控制系统的自动控制系统是现代智能建筑系统的重要组成部分。为了进一步充分发挥现代电气自动化设备智能控制系统的综合功能,各控制系统子系统的正常高效运行必须以自动控制综合通信网络为主。但是,目前的智能建筑电气的自动化系统集成及控制的网络结构还是不够先进合理,在其实际生产应用运行过程中由于整个控制系统网络运行不够成熟稳定,负荷峰谷级差相对较大,为此本文提出智能建筑电气的自动化系统集成及其控制的网络分析。

1智能建筑电气自动化系统集成控制网络设计

1.1搭建智能建筑电气自动化系统

集成分布式控制系统网络结构是考虑到我国智能建筑电气及其自动化控制系统大规模集成和控制网络需求,对建筑系统智能化集成的控制系统网络结构问题进行分析研究设计,整个控制网络系统拓扑组织结构全部采用集成分布式网络拓扑型结构,由系统通信层、核心系统控制模块层以及系统用户界面模块层三部分组成的。通信层只负责网络数据实时采集存储与远程传输,属于整个集成和控制系统网络系统的基础层。综合控制协议的主层主要负责控制指令的输出、释放控制和辅助决策。它可以直接高效、合理地调度整个系统的资源,创建一系列新型的综合控制网络指令,将互联网的远程控制命令请求发送给用户的智能楼宇电气综合自动化系统的运行。用户界面层的目的是实现与综合控制网络指令的双向人机数据交互,为用户提供实时智能楼宇电气综合自动化系统中的在线操作数据系统和远程显示的综合控制命令。 

1.2集成控制网络接口设计

综合控制网USB总线接口的连接方式简述如下。选择16位地址总线连接方式和选择32位数据总线连接方式相结合,可以实现数据接口之间的快速集成。端信号和输出信号连接并存储在内置外部存储器和扩展openvpx存储模块中。外部终端数据输出接口连接到集成在openvx系统中的高性能微处理器,微处理器由高性能USB微处理器接口设备供电。openvpx数据线可以同时连接到isp2692至65内置lvc2437双向缓冲区。在初始化综合控制网络的USB接口并完成初始化配置后,我们将开始拉动d+连接,d+连接应通过中间连接方式连接到USB端口,最后将其接口放入每个网络接口USB设备的内部接口寄存器中,通过连接方式设置参数,找到相应端口接口的正确位置,从而完成了控制器综合网络控制系统的网络接口设计。

1.3集成控制网络芯片选择

该产品主要采用西门子型号的集成智能控制网络代码ssdfs5da。这套集成智能控制网络电路主要采用symaticx9-2500tm神经处理器,可用于各种高集成度智能计算机控制网络环境,它实现了计算机中各种高度集成的智能控制和网络数据采集的高度统一、高效的集成处理,以及各种复杂智能建筑电气控制系统或电气自动化的网络功能的全面、集成分析和控制。整个系统集成过程中每个控制模块电路中使用的芯片均由16位高速前端总线内置128G高速网络内存,并具有一套集成逻辑控制程序供自由编辑。ssdf-s5da型集成控制器还可以同时具有高速USB和4.2以太网接口,与本文设计的高速USB接口的连接方式和使用SD卡接口的千兆以太网标准以太网端口兼容,可以快速获得用于人工智能神经网络训练的系统功能。

2实验论证分析

实验的对象主要以当前我国某城市的智能建筑电气环境综合管理自动化智能监控系统为主要研究方向实验的主要目标对象,该建筑智能系统的操作系统中主要能够采用的到的系统应用软件都是基于一套的MicrosoftWindows2010Server。智能建筑主体部分为上海某小区一所三层城市商业住宅,建筑高度仅约为地面约的75m,安装较好的各类智能化的电气与自动化控制系统等设备数可多达356个,实验工作中需要利用我们此次开发设计中的网络技术与目前国内的传统智能监控与网络系统来对整个的该智能化建筑系统设备等进行智能化综合和集成以及自动化智能控制。实验过程是我利用SIO软件对与上述的两个系统集成无关的控制系统网络状态实时变化并进行实时动态实时监测,分析时观察记录到了在两个系统监控网络节点上出现的网络实时负荷比及其峰谷差,负荷以及其相对峰谷差等都是实际可用于有效定量评价整个控制系统网络状态和运行能力及其稳定运作情况下的另一个参考指标,负荷比与其对峰谷差比值越小,则也可以定量表示整个监控的网络状态运行也就是越是相对越稳定,因此我们将取其峰差值作为另外一个实验的检测数据结果,对使用以上的两种系统集成方式的集成控制系统监测控制网络情况再进行了一个综合对比与分析。我们可以进一步分析看出,此次试验所设计和采用到的集成系统控制监测网络负荷间的峰谷差还都比较惊人之小,说明验证了我们此次实验所能设计并应用到的智能建筑电气自控和工厂自动化等的应用系统网络中所集成系统的监测控制监测网络稳定性较好。

3结语

针对我国智能建筑电气与自动化设备系统智能化集成及控制管理需求,以及解决传统自动化集成系统控制管理网络本身存在着的某些弊端,从控制网络结构、网络接口配置等三个方面分别对现行传统智能化控制管理网络体系进行作了综合改良分析与改进创新,提出研制了这一套较新形式的集成化智能建筑电气及其自动化成套系统及集成自动化控制网络。此次合作研究结果对全面提高未来智能建筑中电气自动化系统集成控制网络稳定性能具有积极重要支撑作用,有利于合理减小建筑控制网络负荷及峰谷差,为实现智能建筑电气和自动化各系统一体化集成与控制的网络可靠性设计目标提供出了极为有利可行的可靠参考理论。

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