李洋

【摘? 要】論文立足于國(guó)內(nèi)外成熟研究，根據(jù)我國(guó)建筑行業(yè)及建筑電氣技術(shù)發(fā)展實(shí)際情況，系統(tǒng)分析符合我國(guó)智能化建筑樓宇信息處理技術(shù)、樓宇信息采集技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、PRODI-BUS技術(shù)、組態(tài)控制軟件技術(shù)等，提出技術(shù)方法的應(yīng)用準(zhǔn)則。

【Abstract】Based on the mature research at home and abroad， according to the actual situation of China's construction industry and the development of building electrical technology， this paper systematically analyzes the building information processing technology， building information collection technology， fieldbus technology， PRODI-BUS technology and configuration control software technology that conform to China's intelligent buildings， and puts forward the application criteria of the technical methods.

【關(guān)鍵詞】探測(cè)器;智能建筑;建筑電氣技術(shù);技術(shù)應(yīng)用;現(xiàn)場(chǎng)總線

【Keywords】detector; intelligent building; building electrical technology; technology application; fieldbus

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU855? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）02-0168-02

1 引言

“智能化、集成化”是我國(guó)建筑工程發(fā)展的新方向，伴隨建筑智能化水準(zhǔn)的提升，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)了諸多新型技術(shù)方法，這些技術(shù)方法不僅僅能夠讓智能建筑構(gòu)建出完善的操作體系、反饋體系、監(jiān)視體系，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部設(shè)備的集中控制，支持設(shè)備信息共享。建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用，應(yīng)注重信息采集技術(shù)的應(yīng)用以及信息處理技術(shù)的應(yīng)用，主要技術(shù)表現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、智能元器件技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)等，其中入侵探測(cè)器是信息采集技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵要素，也是保障智能建筑安全性的核心部分。從智能建筑發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)外諸多大型智能建筑都設(shè)置了中央控制系統(tǒng)，尤其是自動(dòng)化程度較高的智能建筑，增加了諸多運(yùn)行控制模塊以及信息傳輸模塊，其中PROFIBUS-DP協(xié)議中的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。但是從國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，建筑智能化水平仍舊有待進(jìn)一步提升，須加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)方法的研究探討。

2 智能建筑中的信息采集技術(shù)以及信息處理技術(shù)

在一般智能建筑中，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)經(jīng)常采用建筑分層、總線分層控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)樓宇的建設(shè)目的以及規(guī)劃方案，確定樓宇分布以及單元數(shù)量、層級(jí)結(jié)構(gòu)等，然后對(duì)總線體系進(jìn)行構(gòu)建以及拓展，以一般報(bào)警總線系統(tǒng)為例。核心為智能建筑樓宇報(bào)警管理接警主機(jī)，所有設(shè)備基于局域網(wǎng)運(yùn)作，然后通過(guò)監(jiān)控主機(jī)，支持110報(bào)警以及樓宇區(qū)域模擬屏人機(jī)交互，各個(gè)樓層采集器通過(guò)單元控制器連接，在報(bào)警傳感器的支持下，報(bào)警總線系統(tǒng)即可支持自動(dòng)化報(bào)警以及樓宇安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 采集器

采集器主要負(fù)責(zé)收集建筑內(nèi)部的各類(lèi)信息數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的處理以及判斷，根據(jù)數(shù)據(jù)初步判斷結(jié)果做出相應(yīng)反應(yīng)，同時(shí)將判斷結(jié)構(gòu)上傳至單元控制器。一般報(bào)警系統(tǒng)采集器需要考慮到信息傳輸安全以及硬件保護(hù)安全，故需要從硬件以及軟件算法兩個(gè)方面避免采集器被非法拆卸以及有意破壞，為避免斷電等意外情況導(dǎo)致采集器停止運(yùn)作，采集器還設(shè)置有UPS電源，保證采集器能夠在斷電24h內(nèi)正常運(yùn)行[1，2]。

2.2 信息處理

在整個(gè)智能樓宇運(yùn)作體系中，監(jiān)控主機(jī)是維系系統(tǒng)運(yùn)作的核心，同時(shí)也是單元報(bào)警器和報(bào)警主機(jī)之間連接的主要橋梁。監(jiān)控主機(jī)根據(jù)智能樓宇總線分布選擇總線接口，支持報(bào)警主機(jī)和報(bào)警管理之間的有效通信，實(shí)現(xiàn)和多臺(tái)控制器的有效連接，同時(shí)可支持110自動(dòng)化報(bào)警，自動(dòng)向警方發(fā)送報(bào)警地點(diǎn)。同時(shí)，單元化控制器能夠支持系統(tǒng)拓展，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)工作速度以及系統(tǒng)可靠性的提升有著極其重要的價(jià)值[3-5]。如圖2所示，該監(jiān)控主機(jī)采用典型的雙主機(jī)結(jié)構(gòu)，單片機(jī)為8XC251，一號(hào)CUP主要負(fù)責(zé)和RS 232C串口以及上位機(jī)的有效通信，同時(shí)支持人機(jī)交互屏幕顯示以及110報(bào)警模塊控制;二號(hào)CPU主要負(fù)責(zé)通過(guò)RS 485接口實(shí)現(xiàn)和單元控制器的有效連接，2個(gè)CPU公用1個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)而支持?jǐn)?shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)區(qū)根據(jù)運(yùn)作要求分為不同的模塊，一個(gè)模塊用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，另一個(gè)模塊用于儲(chǔ)存報(bào)警信息，系統(tǒng)整體運(yùn)作效率較高，且可實(shí)現(xiàn)多線程處理。另外，雙CPU運(yùn)作模式還能夠?qū)崿F(xiàn)CPU互檢，通過(guò)定時(shí)檢查CPU工作標(biāo)志，判斷是否存在工作故障，系統(tǒng)可靠性較高。

3 現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS

現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS在國(guó)際上有著通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，例如在ISO07498中就明確了現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS采用開(kāi)放式的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，開(kāi)放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)參考模型采用典型的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)化技術(shù)，將智能樓宇現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS可分為不同層次，從高到低分別數(shù)物理層、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)鏈路層、傳輸層、會(huì)話層、應(yīng)用層，各個(gè)傳輸層可精確處理通訊任務(wù)。其具體作用為：①定義現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS物理技術(shù)特征;②定義現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS協(xié)議內(nèi)容以及數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文處理方法;③處理通信子網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)高層界面之間的關(guān)系，維系通信子網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上不相鄰數(shù)據(jù)終端設(shè)備的有效連接;④連接通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)之間信息的透明化傳輸;⑤會(huì)話層利用傳輸層提供端到端數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，支持主機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信;⑥處理數(shù)據(jù)表示問(wèn)題;⑦應(yīng)用層，并提供各個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能所需應(yīng)用協(xié)議[6]。

4 智能樓宇框架斷路器以及塑殼斷路器的選擇

4.1 智能樓宇框架斷路器的選擇

智能樓宇框架斷路器的主要作用是在智能控制系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)中合理分配電能，保護(hù)線路，避免帶電設(shè)備出現(xiàn)欠壓、短路、過(guò)載、斷路、單相接地等問(wèn)題，能夠降低停電事故的發(fā)生幾率，同時(shí)提高供電設(shè)備運(yùn)行可靠性，產(chǎn)品具備基本的通信網(wǎng)絡(luò)端口，并具備智能網(wǎng)絡(luò)遙信、遙控等功能。從當(dāng)前的技術(shù)來(lái)看，智能樓宇框架斷路器結(jié)構(gòu)可大致分為固定式智能樓宇框架斷路器、抽屜式智能樓宇框架斷路器，根據(jù)分段能力可分為標(biāo)準(zhǔn)型、高限流型、較高性能型。行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的國(guó)產(chǎn)智能樓宇框架斷路器為：DW40、DW45，進(jìn)口智能樓宇框架斷路器主要為3WN1、master pact M、MT等[7]。

4.2 智能樓宇塑殼斷路器的選擇

塑殼斷路器不僅在智能系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，在一般配電網(wǎng)絡(luò)中也非常常見(jiàn)，我國(guó)塑殼斷路器產(chǎn)品鏈條完善，產(chǎn)品類(lèi)型豐富，如1SM1、HSM1、JXM3等智能型塑殼斷路器。國(guó)外的三菱、西門(mén)子、通用等企業(yè)也推出了許多新型塑殼斷路器，均具有較為良好的保護(hù)功能以及多種輔助功能，可根據(jù)智能樓宇建設(shè)要求進(jìn)行選擇。

5 組態(tài)控制軟件以及樓宇布線

目前越發(fā)成熟的智能技術(shù)為智能樓宇的建設(shè)以及各類(lèi)可信元件開(kāi)發(fā)應(yīng)用創(chuàng)造了可能，為配電系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)作創(chuàng)造了可能，為確保智能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上還需要增加，組態(tài)監(jiān)控軟件。

一般情況下，智能建筑中智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信主要有3種不同的表示方式，即數(shù)字編碼、模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)，在現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS采用數(shù)字編碼的基礎(chǔ)上，加入不歸零編碼方式（Non Re-turn to Zero），中央控制處理器持續(xù)讀取從子網(wǎng)絡(luò)以及從站發(fā)出的信息，經(jīng)過(guò)測(cè)算，該編碼方式比一般智能系統(tǒng)的總循環(huán)時(shí)間更快捷。

6 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)代智能化建筑中，現(xiàn)代總線技術(shù)的應(yīng)用是智能建筑構(gòu)筑的核心，但是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)方法，均暴露出了不同程度的缺點(diǎn)以及問(wèn)題，如現(xiàn)場(chǎng)總線信息集成度有待進(jìn)一步提升，系統(tǒng)開(kāi)放性程度以及可維護(hù)性質(zhì)有待進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)配電系統(tǒng)智能化不僅僅需要提高供電可靠性，同時(shí)也承擔(dān)著控制現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的重要任務(wù)。所以廣大從業(yè)者應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，智能建筑的構(gòu)建以及電氣技術(shù)的應(yīng)用，均要根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展實(shí)際情況，確定其技術(shù)特征，并合理優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)，確定了技術(shù)方法在智能建筑建設(shè)中應(yīng)用的可靠性、穩(wěn)定性，以及遙測(cè)、遙信、遙控功能的實(shí)現(xiàn)，并在當(dāng)前技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，分析不歸零編碼方式（NRZ）的應(yīng)用理念。

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