楼宇自控系统研究论文：《浅谈楼宇自控系统的工作原理、组成及功能》-->楼宇自控系统的工作原理、组成及功能 摘要：在南京市中心区新街口楼宇自控系统原理图，将建造一座56层的建筑。Z10m，被称为“上茂广场”，江苏省第一高楼。这个跨世纪项目被列为南京市重点工程，总建筑面积约10万平方米。是一座集商场、餐饮、娱乐、办公、商住、停车场为一体的现代化多功能综合性高层建筑。在这座标志性的建筑中，有许多具有时代标志的高科技设施。如：根据人流智能调节运行速度的自动扶梯、四季如春的中央空调系统、保障电力供应的供配电系统等。管理好这些机电设备，保证系统的稳定性和可靠性运行成为建筑商——南京上茂房地产开发公司必须面对的问题。关键词：楼宇自控、工作原理、功能经过反复对比论证，本公司最终决定引进世界著名楼宇控制制造商——美国KMC控制公司的楼宇自控系统。那么，楼宇自控系统是如何开发和构成的，KMC控制公司的楼宇自控系统是如何对楼宇内的机电设备进行控制和管理的，又是如何发挥楼宇自控系统的作用的呢？我们将讨论这些问题。博览会。随着科学技术和经济的发展，建筑物中的机电设备越来越多，也越来越复杂。对机电设备控制和管理的要求也越来越高，难度也越来越大，这就促使机电设备控制和管理系统的发展。又是如何发挥楼宇自控系统的作用的？我们将讨论这些问题。博览会。随着科学技术和经济的发展，建筑物中的机电设备越来越多，也越来越复杂。对机电设备控制和管理的要求也越来越高，难度也越来越大，这就促使机电设备控制和管理系统的发展。又是如何发挥楼宇自控系统的作用的？我们将讨论这些问题。博览会。随着科学技术和经济的发展，建筑物中的机电设备越来越多，也越来越复杂。对机电设备控制和管理的要求也越来越高，难度也越来越大，这就促使机电设备控制和管理系统的发展。

从1950年代的气动仪表控制系统，到1960年代的电动单元组合仪表，再到1970年代的小型计算机集中控制系统，直到1984年美国哈特福德的第一座建筑都采用了微机分布式控制系统。它标志着智能建筑时代的开始。目前，智能建筑已成为建筑发展的必然趋势。楼宇自控系统经历了从分散控制到集中控制再到分布式控制的几个阶段。如今，楼宇自动化系统正在向开放式现场总线系统发展。在智能建筑蓬勃发展的过程中，由于国外发展较早，涌现出众多专业厂商。随着中国的快速发展' 随着经济的发展，国际厂商纷纷进入中国市场。较早和更著名的包括强生和。1998年，KMC正式成立北京办事处，标志着国际知名企业全部进入中国，中国智能建筑市场进入战国时代。KMC 是全球最大的楼宇自动化产品制造商之一。它有40年的辉煌历史。一直为世界各大空调制造商和各大工程公司提供产品，享有盛誉。虽然是最后进入中国市场的，但发展迅速。凭借自己的产品优势和服务优势，为中国做出自己的贡献 s 智能建筑行业。楼宇自动化系统的组成、控制原理和控制功能与分布式过程控制系统（DCS）相同。它是一种特殊的DCS系统，不同的是楼宇自控系统主要控制楼宇内的所有公共机电设施，设备控制要求和工作环境远优于复杂的工业控制和恶劣的工业现场。

因此，可以通过优化对系统可靠性和控制功能的要求来降低系统的成本，以满足建筑物的控制要求。楼宇自动化系统与分布式过程控制系统 (DCS) 的另一个区别在于，楼宇中有各种类型的机电设备，通常配备有自己的控制设备。如何将多家厂商提供的这些设备与楼宇自控系统集成？在一个系统中，成为楼宇自控系统厂商必须考虑的问题。因此，系统开放、易于集成，应该是楼宇自控系统所追求的目标，应该成为楼宇自控系统的特点。楼宇自控系统一般由现场控制站、通信网络和中央操作站组成，也可以分别视为控制技术、通信技术和计算机技术的具体应用。现场控制站分散在机电设备现场，独立监控机电设备，并通过通讯网络与中央操作站进行数据通讯。中央操作站对通过通讯网络传输的现场采集的数据进行集中存储、显示和打印，通过通讯网络和现场控制站对现场机电设备进行操作和管理。现场控制站是一台专用计算机，并且在不同的楼宇自控系统或不同的系列中，其名称、规模和结构都有所不同。在KMC公司的楼宇自动化系统中，称为多功能控制器和本地控制器。虽然容量不同，但都接收各种现场检测仪器（如各种传感器、变送器等初级仪器）。)，从各种设备和检测开关（如差压开关等）发出的开关信号，进行实时数据采集，通过硬件或软件过滤噪声信号，进行非线性校正和各种补偿运算，转换成相应的工程量，根据配置要求，上下限报警，累计数量计算，

现场控制站的硬件结构 现场控制站是一个可以独立运行的计算机监控系统。由于它是专为现场测控而设计的通用设备，其硬件组成和电源、CPU、内存、输入输出通道等与通用计算机系统相比，是不同的。描述如下： 1.供电站点控制站的电源一般取自控制站点。必要的处理，现场控制站抗电源干扰的能力是判断现场控制站质量好坏的重要方面。(l) 首先要保证现场控制站交流电源的稳定性和可靠性。为了克服现场附近频繁开关机的大功率电气设备的干扰，应采用超级隔离变压器，使一、二次线圈之间的屏蔽层可靠。接地，可以很好的隔离共模干扰。为了克服电网电压的剧烈波动，应采用交流电子稳压器快速稳定输入电压。（2)控制器电源一般要求与现场测试仪器或执行器电源电隔离，以减少相互干扰。一般采用的直流稳压电源的供电形式有如下：一个统一的主电源单元将交流电整流成直流电（通常为24V），采用DC-DC转换的方式，将这个单一电压的直流电转换成所需的各种电压。或者根据各个功能模块的数量，灵活配置各自的电源单元，采用小巧轻便高效的开关电源，将交流电直接转换成模块所需的各种电压的直流电。

2.CPU 目前各厂家生产的现场控制站普遍采用高性能的16位微处理器，也有的采用准32位或32位微处理器。它是美国摩托罗拉公司的68000系列CPU和美国英特尔公司的系列产品。KMC的多功能控制器采用32位摩托罗拉68000系列CPU，时钟频率达到33MHZ，系统还配备了浮点运算协处理器，数据处理能力大大提高，工作周期可以缩短到0.2，可以进行更复杂、更高级的控制算法，如自整定、预测控制、模糊控制等。由于建筑物内的机电设备相对比较分散，并且其控制要求并不复杂，楼宇自控系统一般配备控制功能较少的小型现场控制站来满足这些控制要求。这些小型现场控制站大多采用单片机，如8096、8031等，充分提高性价比。3.内存 现场控制站的内存一般分为两部分：ROM和RAM。由于控制计算机在正常工作时运行一套固定的程序，所以大多采用程序固化的方式，不仅启动系统、自检和基本I/O驱动写入ROM，而且各种控制，检测功能模块，所有固定参数，系统通讯和系统管理模块全部固化，所以ROM在内存中占有很大的比例。KMC的控制器系列还配备了一些特殊的控制器，用户的应用程序也固化在ROM中。只要接通电源，控制站就可以正常运行，使用起来更加方便可靠。

随机存取存储器 RAM 为存储实时数据和计算程序操作的中间变量提供空间。在线运行时需要修改的参数（如设定值、手动运行值、PID参数、报警限值等）也必须存储在RAM中-->；KMC公司楼宇自控系统为用户提供在线修改配置功能，这部分用户配置应用程序也存储在RAM中运行。由于现场控制站一般没有磁盘驱动器，所以上述两部分一般都存储在带有备用电池的SRAM中。系统断电后，其中的数据和程序可以保存数十天以上而不损坏。调查事故并迅速恢复正常运行非常重要。4.I/0接口 在现场控制站中，品种最多的是各种1/0接口。从广义上讲，现场控制站的1/0接口应该包括它与通信网络的接口。这部分内容稍后会在专门的篇幅中介绍，这里专门介绍现场控制站中用于过程量直接输入输出的通道。现场控制站一般有几种过程/0通道：模拟/0通道、开关/0通道和脉冲输入通道。其中，KMC的控制器可以通过软件实现开关/模拟/0通道的自由转换，使用起来极为方便，说明如下：

一般输入的电信号有：毫伏级电压信号和电流信号，一般在4-ZOmA标准范围内；此外，在某些信号传输距离短、损耗小的情况下，也采用0-SV或0-10V。电压信号。模拟输入通道一般由信号调理器、A/D模块和连接电缆组成。A/D精度有8位、10位、12位、16位等。12位A/D转换器多用于现场控制站，转换时间一般在100微秒左右. 每个A/D模块一般可以直接输入8-64路模拟信号，通过多路开关选择某个通道接入。A/D模块的隔离有两种方式，一种是使用隔离输入放大器，另一种是使用光电合路器。数字输入通道（DI）用于输入各种限位开关、继电器或电磁阀的联动触点的通断状态；输入信号可以是交流电流电压信号、直流电压信号或干接点。

数字量输入通道由端子板和DI模块组成。每个外部开关的状态由二进制寄存器中的一个数字的0和1对应表示。CPU 可以周期性地读取每个模块中寄存器的状态，以获得系统中每个输入开关的值。一些 DI 模块配备有中断应用电路。当一些外部路的开关状态发生变化时，会向CPU发送中断申请，请求CPU及时处理。（4)开关量输出通道（DO）用于控制电磁阀、继电器、指示灯、报警器等只有开、关两种状态的装置。它由端子板和D0模块组成。端子板用于连接现场控制电缆，一般带有过压、过流等保护电路，通过机柜内的电缆与DO模块连接。DO模块用于锁存CPU输出的开关状态数据。O.1 的值分别对应一个输出的开启和关闭状态。光电隔离后，直流电路中的设备可以由OC门控制，交流电路中的设备也可以由可控硅（或固态继电器）控制。还有用于控制交流和直流设备的小型继电器。DO模块一般带有输出值检查电路，以便CPU检查开关输出状态是否正确。（5)脉冲输入通道（P工）设置接收转速表、涡轮流量计、涡街流量计、罗茨式流量计和一些在现场仪表中输出脉冲信号的机械计数装置。它由端子板和P1模块组成。PI ，通用模块配备多个可编程定时计数器（如8253、8254等16位定时计数器）和标准时钟电路。输入脉冲信号经过幅度转换、整形和隔离后输入到计数器。根据不同电路的连接和编程方式，可以计算出累计值、脉冲间隔时间和脉冲频率等，CPU读取这些值，根据用户定义的各种仪表常数计算出相应的工程量。PI ，通用模块配备多个可编程定时计数器（如8253、8254等16位定时计数器）和标准时钟电路。输入脉冲信号经过幅度转换、整形和隔离后输入到计数器。根据不同电路的连接和编程方式，可以计算出累计值、脉冲间隔时间和脉冲频率等，CPU读取这些值，根据用户定义的各种仪表常数计算出相应的工程量。PI ，通用模块配备多个可编程定时计数器（如8253、8254等16位定时计数器）和标准时钟电路。输入脉冲信号经过幅度转换、整形和隔离后输入到计数器。根据不同电路的连接和编程方式楼宇自控系统原理图，可以计算出累计值、脉冲间隔时间和脉冲频率等，CPU读取这些值，根据用户定义的各种仪表常数计算出相应的工程量。

一般每个P工业模块可以接入4到8个脉冲信号。以上各种I/0通道模板都配有一些跳线或开关，用于改变信号范围和类型，还有一组基地址匹配开关，用来确定板子的地址。这些必须在系统安装期间进行分组。状态数据经过精心设置。现场控制站硬件的可靠性和可维护性 现场控制站是与生产过程直接相关的单元，自然对可靠性提出了最高的要求。KMC控制器的平均故障间隔时间（MTBF）在数万小时内，平均修复时间要求少于几个小时。为了保证如此高的可靠性指标，采取了以下技术措施：1.采用低额定值的原则选择元器件，即将额定功率和额定工作温度分别控制在其标准额定值的50%和75%以内。另外，尽量使用CMOS电路，使用专用集成电路（ASC），可以显着降低功耗，减少外部引线，大大提高可靠性。2.采用多层印制板高密度表面贴装技术，减少外引线数量和长度，减小印制板面积，提高抗干扰性能。连接器及各种开关采用双触点结构，表面镀镍打底镀金。3. 各种中间和整体产品也需要进行高温老化和高低温冲击试验，以发现印刷和焊接中的缺陷。目前，各种模板的MTBF已达到数十万小时。4.为改善元器件的使用环境，保护箱设计为抗振动、抗电磁干扰、防尘、防潮。采用保护箱等多种手段，使保护箱内的各种电子器件在合适的温度下工作，提高了工作的可靠性。为改善元器件的工作环境，保护箱设计为抗振动、抗电磁干扰、防尘、防潮。采用保护箱等多种手段，使保护箱内的各种电子器件在合适的温度下工作，提高了工作的可靠性。为改善元器件的工作环境，保护箱设计为抗振动、抗电磁干扰、防尘、防潮。采用保护箱等多种手段，使保护箱内的各种电子器件在合适的温度下工作，提高了工作的可靠性。