Tecnología de automatización de edificios Tecnología de automatización de edificios inteligente
Con el rápido desarrollo de la economía de nuestro país y el avance continuo de la ciencia y la tecnología, la tecnología de automatización de edificios de nuestro país ha mejorado enormemente en los últimos años. Los siguientes son varios artículos sobre tecnología de automatización de edificios recomendados cuidadosamente por el autor. ¡Espero que todos puedan sentirlo!
Documento 1 sobre tecnología de automatización de edificios
Investigación sobre tecnología de redes de control de automatización de edificios
Resumen En una sociedad moderna donde hay cada vez más edificios de gran altura y muy Edificios de gran superficie, cómo realizar el control de La gestión centralizada y el control de equipos de gran escala dispersos en un edificio es un factor importante que afecta el buen funcionamiento del edificio. Esta necesidad de control descentralizado también determina el nacimiento de un nuevo sistema de control automatizado, que requiere la monitorización, control y medición de los equipos descentralizados del edificio. Este artículo compara las ventajas y desventajas de varios sistemas en el desarrollo de sistemas de control de automatización de edificios, explica la importancia de Ethernet para la construcción de sistemas de control de automatización de edificios y analiza la composición de las redes de control de automatización de edificios y los objetivos establecidos de acuerdo con las normas pertinentes. , principios y bases, y finalmente basado en la tecnología Ethernet, se integró el sistema de control de bus de campo y se creó un servidor OPC para lograr una transmisión eficiente de datos de la interfaz de comunicación y el diseño del sistema de control automático.
Palabras clave: construcción; control de automatización; Ethernet; OPC Gran mejora. El llamado sistema de control de automatización de edificios es un mecanismo de sistema de control y gestión altamente automatizado basado en la ciencia y la tecnología. A través de esta plataforma de control de red, se logra la gestión con un solo clic de varios equipos en el edificio. La ciencia y la tecnología aquí incluyen tecnología de redes informáticas, control de automatización y tecnología de comunicación de redes, etc. Los equipos que se pueden gestionar de manera unificada incluyen sistemas de aire acondicionado, sistemas de temperatura, ascensores, sistemas de protección contra incendios, equipos de iluminación, etc. El sistema de control de automatización de edificios puede reducir en gran medida las dificultades de gestión y los costos laborales, y tiene las características de alta eficiencia, protección ambiental y ahorro de energía. Se puede decir que el desarrollo de sistemas de redes de control automatizados determina hasta cierto punto la dirección futura del desarrollo de los edificios inteligentes.
1 Desarrollo del sistema de control de automatización de edificios
1.1 Desarrollo del sistema de automatización de edificios
El sistema de control de automatización de edificios capta la tendencia de desarrollo de la tecnología de la información científica en el siglo 34. En más de un año, la empresa ha pasado por cuatro etapas de desarrollo. La primera etapa es el sistema de monitoreo centralizado CCMS que comenzó en la década de 1970. El principio es establecer un sistema de monitoreo central CCMS estableciendo estaciones de recolección de información en varias partes del edificio y luego conectando el autobús a la estación central. El centro del sistema es la computadora central, que recibe y procesa información de la estación de recopilación de información, toma decisiones y emite instrucciones para ajustar los parámetros de los equipos del edificio. La segunda etapa fue el sistema de control centralizado DCS en los años 1980. De hecho, los recopiladores de información de aquella época habían evolucionado hasta convertirse en un artefacto tecnológico de los años 80: los controladores digitales. Al configurar una computadora del sistema de control centralizado para cada controlador digital, cada controlador digital independiente puede mostrar y procesar la información recopilada, y solo necesita implementar una computadora central para monitorearla, logrando así la función de la subestación para procesar la información de manera completamente independiente. . La tercera etapa fue el sistema de distribución centralizado abierto en la década de 1990. Mediante la aplicación del bus de campo ON, se implementa un sistema de red de control BAS de tres capas para formar la estructura de entrada y salida de la estación central, la subestación DDC y la capa de red de campo, lo que hace que todo el sistema sea más abierto y más flexible para la configuración y gestión. La cuarta etapa es el sistema de integración de redes después de entrar en el siglo XXI. El sistema de red tiene una estación de control maestro central, que optimiza la combinación de varios subsistemas, como protección contra incendios, seguridad, iluminación, temperatura, etc., y luego los integra para una gestión unificada, haciéndolo más conveniente y rápido.
En el proceso de desarrollo que abarca cuatro décadas, el mayor cambio en el sistema de automatización de edificios es que el sistema de control de bus de campo (FCS) reemplazó al sistema de control distribuido (DCS). Aunque DCS tiene un buen rendimiento de simulación, operación y gestión, el alto costo, la escasa confiabilidad y la escasa apertura del sistema son obstáculos que restringen su desarrollo. El sistema de control de bus de campo surgió con el desarrollo de la ciencia y la tecnología. Es una huella típica de la tecnología moderna y tiene mayor controlabilidad y cientificidad.
Su mayor ventaja es que el método de cableado del sistema es simple, lo que mejora la operatividad y el mantenimiento, optimiza el rendimiento en tiempo real y reduce los costos.
1.2 Ethernet comienza a ingresar al campo de la automatización de edificios
Ethernet siempre ha sido la red tecnológica central en la construcción de redes de área local. Con el mayor desarrollo de la ciencia y la tecnología, Ethernet. ha completado su proyecto independiente La evolución del envío y la recepción de información de datos reduce la colisión de datos, la congestión y el almacenamiento en caché en la capa física, proporcionando ideas únicas para el desarrollo y diseño de sistemas de automatización de edificios. Después de la promulgación del estándar IEEE802.3af, la cantidad de productos de conmutadores industriales basados en Ethernet aumentó drásticamente y también surgió el estándar Ethernet abierto basado en bus de campo. Por ejemplo, ODVA, CI, HSE, Profinet, etc. La combinación de sistemas de control Ethernet y bus de campo compensa las deficiencias de todas las partes, permitiendo que el diseño de sistemas de automatización industrial tome forma gradualmente. Su aplicación exitosa en el campo del control industrial promueve directamente su rápido desarrollo en los sistemas de control de edificios, a partir de. En el nivel de información inicial, en la capa de control, Ethernet se utiliza cada vez más.
La ventaja de Ethernet es obvia, es decir, la transición perfecta de la red de información a la capa de control, logrando la unificación de todas las capas, de modo que el desarrollo y gestión del sistema será más conveniente. y también realizará la integración con sistemas como edificios inteligentes Integración rápida y perfecta. Pero al mismo tiempo, es necesario reconocer que cuando la investigación sobre la integración de la tecnología Ethernet y los sistemas de control de bus de campo esté todavía en sus inicios, debido a los altos costos de la investigación científica y al menor número de productos, esto dará lugar a pocas opciones para los usuarios, y al mismo tiempo Al mismo tiempo, la promoción se verá obstaculizada y Ethernet llevará tiempo demostrar la capacidad de mantenimiento y la naturaleza en tiempo real de la red.
2 Composición del sistema de automatización de edificios y funciones básicas
2.1 Composición del sistema de automatización de edificios
Los sistemas de automatización de edificios suelen incluir aire acondicionado, protección contra incendios, suministro de energía, ascensores, Gestión de seguridad, Subsistemas de abastecimiento y drenaje de agua. La tecnología Ethernet se puede utilizar para establecer una red de comunicación, integrar el sistema de control de bus de campo, establecer la capa de control, la capa de gestión y la capa de equipo, y realizar la conexión entre la estación operativa y la unidad de control de red. El uso del protocolo/protocolo de control de transmisión, el establecimiento de un protocolo de datos de usuario y la construcción de un servidor OPC no solo pueden administrar de forma centralizada todos los dispositivos en el extremo de control, sino que también permiten a los usuarios tener acceso gratuito al cliente, evitando al mismo tiempo el engorroso proceso de control personal. viendo el dispositivo. Al agregar una unidad de control de red, se puede monitorear, compartir y administrar varios subsistemas en el edificio a través de las correspondientes funciones de cálculo estadístico múltiple, y la función de la estación de operación se puede reemplazar bajo ciertas circunstancias para completar el procesamiento y procesamiento de emergencia portátil. información de mando y control.
2.2 Funciones del sistema de automatización de edificios
Las funciones básicas del sistema de control de automatización de edificios son las siguientes:
(1) Realizar el control de arranque y parada y la operación del equipo de múltiples subsistemas Monitoreo del estado.
(2) Recopilar datos históricos del funcionamiento del equipo y completar el análisis de datos técnicos de la vida útil del equipo;
(3) Ajustar automáticamente los parámetros operativos del equipo de acuerdo con los cambios en el entorno externo; /p>
(4) Monitorear posibles fallas y emergencias que puedan ocurrir durante la operación de diversos sistemas en el edificio, y configurar un conjunto completo de planes de tratamiento.
(5) Realizar la gestión científica; de agua, electricidad, etc. Gestión, alta eficiencia, ahorro de energía y automatización.
(6) Para los subsistemas del equipo, guarde un archivo que contenga el funcionamiento, historial, mantenimiento y otros informes de gestión del equipo para referencia. .
3 Diseño del sistema de red de control de automatización de edificios
3.1 Principios generales del diseño del sistema de control de automatización La función más importante del sistema de automatización de edificios es monitorear varios subsistemas en el edificio y recopilar datos operativos. , realice análisis y cálculos comparativos para garantizar que el equipo pueda funcionar normalmente bajo cualquier circunstancia y lograr un monitoreo remoto rápido y conveniente. Su mayor ventaja es que reduce en gran medida la probabilidad de accidentes y, en consecuencia, prolonga la vida útil del equipo. A través de este control y gestión intensivos se consigue una gestión unificada y ordenada de cada subsistema, permitiéndole operar de forma saludable, aprovechando al máximo las funciones de cada sistema, y sentando una base sólida para la construcción de edificios inteligentes. Aquí, tomamos como objetos de diseño los edificios inteligentes modernos de gran altura más representativos y presentamos brevemente las tecnologías clave para la creación de sistemas de redes de control automatizados.
Como se mencionó anteriormente, el sistema de control de automatización de edificios debe primero garantizar el funcionamiento eficiente de cada subsistema y realizar el funcionamiento ordenado y el funcionamiento automático flexible de cada subsistema, reduciendo así la gestión de personal y ahorrando recursos laborales y costos de capital. .
El sistema diseñado aquí se basa principalmente en los requisitos generales del propietario y el rendimiento de costos extremadamente altos, y utiliza la solución óptima para diseñar un sistema automatizado que pueda lograr tanto una administración centralizada como una administración descentralizada. Por ejemplo, el famoso sistema de gestión de edificios BACTalk es un sistema de control automático basado en BMS. Puede controlar sistemas de protección contra incendios, sistemas de seguridad, sistemas de iluminación, ascensores, etc. en una plataforma, y tiene controladores avanzados en el sitio y otras funciones. Interfaces abiertas para dispositivos del sistema. Según las características de los edificios modernos de gran altura, los subsistemas que deben monitorearse en el diseño incluyen principalmente: sistema de ascensores, sistema de aire acondicionado central, sistema de puntos de iluminación, sistema de suministro y drenaje de agua, etc.
3.2 Principios y bases para el diseño del sistema de red de control de automatización de edificios
Al diseñar un sistema de automatización de edificios, se deben seguir los siguientes principios. La primera es la confiabilidad. La confiabilidad es el criterio principal para probar la calificación de un sistema de control automatizado. Se prefieren los sistemas de control distribuido, y las tareas de control automático se entregan a múltiples procesadores en el sitio para que las completen, a fin de evitar fallas debido a la falla de un solo procesador. . Afecta el buen funcionamiento de todo el sistema. Otra manifestación de confiabilidad es la precisión de la recopilación y el registro de datos del sistema. No pueden ocurrir falsas alarmas y no se pueden informar fallas sin informarlas. Por lo tanto, los requisitos para el hardware y el software del sistema son extremadamente estrictos. El segundo es la escalabilidad flexible. Los sistemas de automatización de edificios, al igual que otros sistemas de red, seguirán evolucionando y actualizándose con el desarrollo de la ciencia y la tecnología. Después de establecer el sistema inicial, tuvimos que considerar que con el desarrollo de la ciencia, la tecnología y la tecnología de la información, el sistema original debe optimizarse y actualizarse, lo que plantea nuevos requisitos para la escalabilidad del sistema. Por supuesto, la flexibilidad también es importante. Esto se refleja principalmente en el hecho de que la adición o eliminación de controladores en el sitio no puede afectar el rendimiento de todo el sistema. La composición y las funciones de aplicación del sistema deben ser flexibles para facilitar los cambios en el sistema. sistema a medida que cambia el entorno externo. El tercero es la practicidad. El diseño del sistema siempre requiere aplicación, lo que requiere que los diseñadores extraigan sentido común de la tecnología de la información científica avanzada que sea fácil de aplicar. El sistema se puede dotar y mejorar de acuerdo con la multifuncionalidad del edificio para lograr diferentes necesidades. Si es conveniente y rápido es otra señal de si la practicidad está calificada. Si la gestión es razonable y simple es una señal importante para probar si un sistema está maduro. Un buen sistema de control de edificios puede integrar perfectamente el contenido y la información de cada subsistema del edificio y presentarlo de manera uniforme en la capa central, reduciendo la dificultad de. gestión. Finalmente está la economía. Requerimos que el diseño del sistema no sólo adopte la tecnología más precisa y de vanguardia, sino que también tenga en cuenta las necesidades reales. El uso de procesadores in situ debería poder garantizar el funcionamiento del sistema durante un período de tiempo considerable, por lo que se requiere una planificación razonable y se evitan inversiones ciegas.
El diseño de los sistemas de control de automatización de edificios debe basarse primero en los planos eléctricos correspondientes y las especificaciones estándar, y luego debe cumplir con las normas nacionales y otras normas internacionales. Por ejemplo, sistemas de protección contra incendios de diseño de edificios, normas de diseño de iluminación, normas de diseño de ascensores, normas de diseño de instalación de aire acondicionado y ventilación, normas de diseño de sistemas de suministro de energía industriales y civiles, etc. Cada subsistema que deba diseñarse debe guiarse por las normas nacionales correspondientes. especificaciones para guiar el diseño del sistema.
3.3 Diseño de funciones del sistema
Diseñar una solución de sistema basada en tecnología Ethernet para lograr la integración del bus. Incluye una estructura de tres capas: capa de red, capa de control y capa de dispositivo. La tecnología de red de la capa de dispositivo se basa en bus CAN, Lonworks, etc., y utiliza tecnología Ethernet para lograr la comunicación entre la capa de gestión y la capa de control.
Con base en lo anterior, el sistema de control por bus de campo (FCS) es más abierto, centralizado, fácil de mantener y de bajo costo, por lo que es más adecuado para el diseño de sistemas de control de automatización de edificios, complementados con Tecnología Ethernet, para lograr el control domótico de edificios. El dibujo de diseño específico se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Esquema simplificado del sistema de control domótico de edificios compuesto por Ethernet
3.3.1 Estructura de red del sistema de automatización
El sistema diseñado se compone principalmente de capa de sistemas de gestión y control y capa de dispositivo.
La comunicación punto a punto entre los controladores en el sitio constituye la capa del área de monitoreo inteligente, que es el bus CAN y el bus Lonworks que se implementan en los nodos de monitoreo, la capa de administración incluye la computadora host central y el sistema informático de cada uno; subsistema y la tecnología Ethernet construye la capa de administración, la estación del operador de la capa de administración puede controlar la computadora central, realizar el comando y la administración integral y unificada de cada subsistema y analizar y procesar todos los datos; la estación del operador puede controlar la computadora central; los subsistemas de comando y gestión integrales y unificados, y todo el análisis y procesamiento de datos del sistema, la capa de equipo es la construcción de equipos electromecánicos, que se ejecutan de acuerdo con programas preestablecidos bajo la gestión de la capa de control.
3.3.2 Tecnología de integración del sistema de control automático
La tecnología OPC puede estandarizar el intercambio de información de datos del equipo entre la capa de control y la capa de gestión, acelerar la velocidad y confiabilidad de la transmisión de datos. y al mismo tiempo reducir costos. Al elegir OPC en un sistema de automatización de edificios, es necesario desarrollar servidores OPC correspondientes basados en diferentes subsistemas y las funciones que deben implementarse para completar la recopilación de datos independiente en la capa de equipo.
Un servidor OPC completo consta de dos partes: interfaz estándar e interfaz de comunicación. El uso de ASP.NET 2005 para desarrollar estas dos interfaces también permite desarrollar el servidor OPC. La base de datos simplifica el desarrollo de interfaces estándar, mientras que el desarrollo de interfaces de comunicación requiere protocolos de comunicación y modos de recopilación de datos específicos, y requiere la preparación de bibliotecas de enlaces dinámicos específicas. La estructura de construcción del servidor OPC se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Diagrama simplificado de la estructura general del servidor OPC
A través de esta estructura, se llama a la función API, la información de datos del servidor se registra y se cierra la sesión, y los datos se lee y escribe de acuerdo con el módulo de interfaz específico y luego encapsula la información de lectura y escritura para satisfacer las necesidades del cliente. La clave de este diseño es establecer una biblioteca de enlaces dinámicos llamando a funciones y establecer un prototipo de función API llamando a la DLL ASP.NET2005. Los protocolos de comunicación de uso común son generalmente protocolos TCP/IP. La lectura y escritura de información encapsulada a través de la interfaz de comunicación puede realizar el acceso a los datos entre la computadora y el cliente. Con los mismos derechos de acceso, el operador puede administrar y controlar los datos. para recopilar cada dispositivo de hardware, solo necesita verificar el servidor OPC correspondiente en el subsistema para realizar una recopilación de datos independiente. Con estos datos tenemos la información básica de cada subsistema del control automático. Mediante determinados análisis y procesamientos podemos conseguir una presentación unificada de los datos operativos y el estado de funcionamiento de cada subsistema, lo que facilita enormemente la posterior gestión del control automatizado. Este es un proceso completo de control de automatización de edificios.
4 Conclusión
Los edificios inteligentes se están convirtiendo en la dirección de desarrollo de los edificios del futuro. La gestión centralizada y ordenada de los sistemas de equipamiento del edificio es un vínculo clave para hacer realidad el concepto de ahorro social de energía y mano de obra. ahorro. El desarrollo de la tecnología de la información científica brinda la posibilidad de diseñar sistemas de automatización de edificios confiables, en tiempo real y rentables. Utilizando el sistema de control de bus de campo, se puede realizar el diseño del sistema de la tecnología Ethernet con el objetivo de confiabilidad y uso flexible, basado en la tecnología Ethernet, integrando la tecnología de bus CAN y Lonworks y utilizando la tecnología OPC para crear servidores, se puede realizar de manera rápida y sencilla. Por ejemplo, la integración de información y datos de protección contra incendios, iluminación, ascensores, aire acondicionado, temperatura, suministro de energía y otros sistemas también puede proporcionar un control centralizado de edificios y subsistemas, y monitoreo y control en tiempo real de equipos, equipos y otros sistemas. Al mismo tiempo, también puede controlar de forma centralizada los subsistemas del edificio, monitorear el estado operativo de los equipos en tiempo real, ajustar fallas de manera oportuna, reducir los costos de gestión de personal y garantizar el funcionamiento saludable, seguro y eficiente del edificio. En una sociedad moderna con áreas de construcción cada vez más grandes y alturas más altas, los sistemas de red de control automatizados deben poder mejorar en gran medida las funciones internas de los edificios y proporcionar a las personas un entorno de vida y trabajo seguro y cómodo.
Referencias
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