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1、第10卷第4期安徽建筑工业学院学报(自然科学版)Vol.10No.42002JournalofAnhuiInstituteofArchitecture2002基于开放式通信技术的楼宇智能控制系统的设计与实现方潜生(安徽建筑工业学院计算机与信息工程系 合肥 230022)摘 要:介绍了楼宇智能控制系统的功能及作用,选用奥地利贝加莱公司的B&R2000PCC可编程计算机控制器,结合CAN总线技术设计出基于开放式通信技术的楼宇智能控制系统。关键词:智能建筑,可编程计算机控制器(PCC),CAN总线+中图分类号:TP273151 楼宇智能控制系统简介现代智能建筑借助中央计算机网络系统及
2、结构化综合布线系统技术,将建筑物内相对独立的、分散的、功能各异的BAS、CNS、OAS等,在物理上、逻辑上、功能上连接在一起,构筑成一个相互关联的、统一的、协调的有机整体,组成具有一定规模的大系统。研制楼宇智能控制系统的技术难点有:(1)各种智能化设备、多种形式的数字/模拟控制信号的集成控制;(2)多种设备与系统之间的联动控制;(3)语音、数据、图像、视频及监控信号的集成通信;(4)不同通信协议的计算机系统或计算机网络之间的互连;(5)不同操作系统平台的各种计算机软件和数据库之间的数据交换;(6)提供符合国际标准的各种对外通信线路等。由此可见,实现分布于建筑物内不同地理位置的各
3、个系统的集成及各种异型计算机系统或计算机网络系统的互连,是设计智能建筑的关键之所在。本文采用奥地利贝加莱(B&R)公司的B&R2000PCC(ProgrammableComputerController)自动控制系统,结合CAN(ControlAreaNetwork)现场总线技术,设计出楼宇智能控制系统。2 可编程计算机控制器B&R2000PCCB&R2000PCC集成了可编程控制器标准控制功能和工业计算机的分时多任务操作系统的功能,它能方便地处理各类传感器输入的开关量、模拟量信号,并能通过现场总线网络,对各种驱动机构进行实时的控制和调节,从而组成一个离散分布式控制系统。B&R
4、2000PCC提供的最有效的智能部分是开放式通信技术,采用PCC2000构成智能建筑的信息平台,利用系统总线与I/O总线分离,可使系统组成获得多样性组合与扩展,可以组成不同层次的网络,收稿日期:2002-10-08本文得到安徽省教育厅重点科研计划项目以及安徽省高等学校省级重点教学研究项目经费共同资助©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net50安徽建筑工业学院学报(自然科学版)第10卷同时还使不同厂家模拟标准信号的产品实现互连。由于PC
5、C2000具有灵活的配置、标准化接口、模块化的设计,从而使得设计的系统极具开放式和兼容性。另外,利用PCC2000自控系统控制网的模块化结构,使得网络的扩展可按需进行,为用户的多样性选择,按需投资,适时扩展提供了极大的便利。B&R2000PCC的编程语言可在LAD(梯形图),STL(指令表)及高级编程语言PL2000之间相互调用和转换;B&RPROVIT作为图文显示终端与IBM完全兼容,能使用多种标准软件,实时显示和修改控制过程、控制数据并进行快速通信。利用PCC2000可以很方便的设计一个集通信、控制、显示为一体的中央监控系统。3 控制局域网CAN控制局域网CAN属于现场总线
6、的范畴,它是一种在自动化领域广泛使用的多线路协议和有效的支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN以多主方式工作,网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送消息,而不分主从,通信方式灵活,且无需站地址等节点信息,利用这一特点可方便地构成多机备份系统。CAN采用非破坏性总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送消息时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据,从而大大地节省了总线冲突仲裁时间。CAN通信采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果,其每帧信息都有CRC校验及其它检错措施,保证数据出错率极低,另外,CAN
7、节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其它节点的操作不受影响,CAN的通信介质选择灵活,可为双绞线、同轴电缆或光纤。B&R2000PCC带有CAN口,既可以利用CAN实现I/O通信,又可以进行联网通信。4 楼宇智能控制系统的设计在智能楼宇中,需要监测。控制的设备系统繁多,而它们又分布在楼宇各个部位,因此一般控制模式采用集中管理与分散控制相结合的集散型控制系统。具体地说,控制系统主要由楼宇自控系统的中央控制机、现场控制器和通信网络所组成,本系统中,现场控制器直接与现场设备相连,
