智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)分析

張曉禹，肖百齊，楊志堅

（中國建筑第二工程局有限公司西南分公司）

1 引言

智能建筑相比傳統(tǒng)建筑更加智能化和數(shù)字化，并且在建筑控制中采用了集成控制手段。智能建筑涉及了多種自動化技術(shù)，依靠電氣自動化系統(tǒng)實現(xiàn)對整個建筑電氣設(shè)備的運行操作。智能建筑電氣自動化系統(tǒng)作為智能建筑的重要組成部分，為了發(fā)揮出智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的功能，控制各個子系統(tǒng)正常運行操作，主要依靠集成控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。但是，目前智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠合理，在實際應(yīng)用過程中整個網(wǎng)絡(luò)不夠穩(wěn)定，負荷峰谷差較大，為此提出智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)分析[1]。

2 智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

2.1 搭建智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

考慮到智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制需求，對系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，整個網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用分布式拓撲結(jié)構(gòu)，由通信層、核心控制層以及用戶界面層三部分組成[2]。通信層負責(zé)數(shù)據(jù)采集與傳輸，屬于集成控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)層。核心控制層負責(zé)控制指令輸出、發(fā)布以及決策，可對系統(tǒng)進行合理調(diào)度，并形成新的控制指令，為智能建筑電氣自動化系統(tǒng)發(fā)出遠程Web控制請求。用戶界面層是實現(xiàn)集成控制網(wǎng)絡(luò)的人機交互，為用戶提供智能建筑電氣自動化系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，以及顯示集成控制命令。

2.2 集成控制網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計

集成控制網(wǎng)絡(luò)USB接口連接方式如下。選擇16位地址總線和32位數(shù)據(jù)總線連接方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速集成，將信號連接在OpenⅤPX的外部存儲器擴展中，終端輸出與OpenⅤPX的XINTF0連接，由USB接口器件自身供電。OpenⅤPX的數(shù)據(jù)線通過65LⅤC2437雙向緩沖器與ISP2692的數(shù)據(jù)線相連。當(dāng)集成控制網(wǎng)絡(luò)USB接口初始化完成后，再通過中間連接的方式，將USB的D+接線拉高，并通過參數(shù)設(shè)置的方式將其放置在USB的內(nèi)部寄存器中的相應(yīng)位置，以此完成對集成控制網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計。

2.3 集成控制網(wǎng)絡(luò)芯片選擇

此次采用了西門子公司的SSDFS5DA型號集成控制芯片，該控制網(wǎng)絡(luò)芯片采用Simatic X9-2500 TM神經(jīng)處理器，可應(yīng)用于集成控制網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)對集成控制網(wǎng)絡(luò)的高效處理，以及對智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的集成控制。整個集成控制芯片采用的是16位總線，內(nèi)置128G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存，并且擁有一套可編輯集成控制邏輯程序。SSDF-S5DA型號集成控制芯片還具備USB4.2接口，符合本文設(shè)計的USB接口連接方式，以及千兆的以太網(wǎng)端口，利用SD卡可獲取到人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過的系統(tǒng)功能。

3 實驗論證分析

實驗以某智能建筑電氣自動化系統(tǒng)為實驗對象，該系統(tǒng)操作系統(tǒng)采用的是Microsoft Windows 2010 Server。智能建筑為一所商業(yè)住宅，建筑高度為75m，安裝的電氣自動化設(shè)備多達356個，實驗利用此次設(shè)計網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對該系統(tǒng)進行集成控制。實驗利用SIO軟件對兩個集成控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行監(jiān)測，分析到兩個網(wǎng)絡(luò)的負荷峰谷差，負荷峰谷差是用于評價網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定的指標(biāo)，負荷峰谷差越小，則表示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)越穩(wěn)定，因此將其作為實驗結(jié)果，對兩種集成控制網(wǎng)絡(luò)進行對比分析，實驗結(jié)果如表1所示。

表1 兩種集成控制網(wǎng)絡(luò)負荷峰谷差對比（M/s）

從表中可以看出，此次設(shè)計的集成控制網(wǎng)絡(luò)負荷峰谷差比較小，說明此次設(shè)計的智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較好。

4 結(jié)語

針對智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制需求，以及傳統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)存在的弊端，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)接口等方面對傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)進行了改良與創(chuàng)新，提出了一套新的智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)。此次研究對提高智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性具有重要作用，有利于減小控制網(wǎng)絡(luò)負荷峰谷差，為智能建筑電氣自動化系統(tǒng)集成控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計提供了有利的參考理論。