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錫林郭勒盟科技館智能化系統工程設計中的若干論文
在科技創(chuàng )新發(fā)展理念指導下，科技館是展示科技創(chuàng )新與新技術(shù)的場(chǎng)所�？萍拣^建造采用高新技術(shù)的手段，如：自動(dòng)控制技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、影視技術(shù)等。其中自動(dòng)控制技術(shù)根據科技館智能科技化系統工程的設計和科研實(shí)踐來(lái)實(shí)現，筆者提出錫盟科技館智能化系統的主要技術(shù)問(wèn)題處理對把握系統工程整體性能的重要意義，對工程設計中的若干技術(shù)問(wèn)題分別進(jìn)行探討。
系統界面控制
科技館常設展廳是科技館最基本、最主要的教育方式。常設展覽和其它幾種科普教育形式相互配合，形成綜合效果，全面發(fā)揮科技館科普教育基地作用。為了更好的展示通訊技術(shù)、多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)和有關(guān)微電子、計算機等基本知識。設計相關(guān)展區包括：設有人與健康展區(300平方米)、科技與生活展區(300平方米)、兒童科技園展區(400平方米)、能源、材料展區(400平方米)、聲、光展區(400平方米)、防震減災知識展區(300平方米)、信息技術(shù)展區(400平方米)、錫盟民族科技進(jìn)步、科技創(chuàng )新成果展區(500平方米)但是設計是工程建設的前提，科技館智能化系統工程的設計對確保技術(shù)先進(jìn)及工程質(zhì)量是至關(guān)重要的，本文的作者對工程設計中的主要技術(shù)問(wèn)題處理進(jìn)行探討。
一、自動(dòng)化控制系統的結構
(一)自動(dòng)化控制系統的總體結構的基本框架
1、系統基本結構分析
在分級分布式自動(dòng)化控制系統的基本結構為二層總線(xiàn)型，即上層的信息網(wǎng)絡(luò )的通信總線(xiàn)(采用TCP/IP協(xié)議)，下層的控制網(wǎng)絡(luò )通信總線(xiàn)(采用ΥS485標準或LonTalk協(xié)議)。信息網(wǎng)絡(luò )(以太網(wǎng))的通信總線(xiàn)承擔管理信息與合成的控制信息的交換，是建筑物的信息主干網(wǎng)，在這級網(wǎng)絡(luò )中，采用 TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)，易于同下層控制網(wǎng)絡(luò )實(shí)現網(wǎng)絡(luò )間的集成。
控制網(wǎng)絡(luò )通信總線(xiàn)構建了以完成實(shí)時(shí)控制數據傳遞而實(shí)現對機電設備控制的自動(dòng)化管理網(wǎng)絡(luò )，該網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)性強，網(wǎng)絡(luò )數據信息共享，系統體系組合靈活，便于擴展及維護。其中ΥS485是被機電設備廠(chǎng)商廣為采用的控制總線(xiàn)接口標準，采用普通非屏蔽雙絞線(xiàn)為傳輸介質(zhì)，具有傳輸距離長(cháng)，傳輸速率高，控制點(diǎn)多，聯(lián)結方便，易于擴充等優(yōu)點(diǎn);另一種為L(cháng)onTalk協(xié)議，是LonTalk技術(shù)使用的測控合一雙向通信的控制總線(xiàn)所采用的協(xié)議，現場(chǎng)傳感器可直接聯(lián)入控制總線(xiàn)，簡(jiǎn)化了現場(chǎng)控制設備和方便了網(wǎng)絡(luò )的聯(lián)結，它已被列為美國標準ANSI135BACnet，作為控制總線(xiàn)的通信標準，絕大多數機電設備廠(chǎng)商已接受LonTalk技術(shù)，生產(chǎn)的產(chǎn)品均能互換。 上層的信息網(wǎng)絡(luò )通信總線(xiàn)和下層的控制網(wǎng)絡(luò )的通信總線(xiàn)，是構成自動(dòng)化控制系統總體結構的基本方式。
2、 自動(dòng)化控制系統應至少有以下基本的配置(本文僅列出中央控制級部分)
a.硬件：計算機系統，72小時(shí)備用電池等。
b.軟件：系統軟件(含網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、網(wǎng)絡(luò )操作系統)，語(yǔ)言處理軟件，數據通信控制與管理軟件，數據庫及數據庫管理軟件，操作員接口軟件，CΥT顯示格式及標準報告軟件，中央日程表軟件，時(shí)間/事件誘發(fā)程序軟件，能量管理軟件，與各相關(guān)單項專(zhuān)業(yè)控制系統聯(lián)網(wǎng)的軟件系統，其它必要的軟件系統等。
(二) 自動(dòng)化控制系統技術(shù)發(fā)展
1、 單項設備系統專(zhuān)業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展
建筑物智能化系統工程中的設備監控系統主要包括：冷水機、空調機、鍋爐、電梯、配電柜、發(fā)電機、照明、消防報警、安全等設備系統，均由不同類(lèi)型的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商提供，由于這些類(lèi)別各異的設備專(zhuān)業(yè)獨立性強，對監控的工藝技術(shù)要求復雜，控制信息的通信方式很不統一。因此，各專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商所近年來(lái)相繼對設備機組的自控系統進(jìn)行開(kāi)發(fā)，已先后擁有了智能化程度不同的設備自控體系(部分已形成較完整的系列化)，并在網(wǎng)絡(luò )接口和與相關(guān)系統的通信技術(shù)方面，也有較大的進(jìn)展，先后推出了能以標準網(wǎng)絡(luò )接 口與其它系統間實(shí)現雙向通信的功能。采用單項設備專(zhuān)業(yè)化自控包，從設備優(yōu)化制度、提高可靠性、完善使用功能、降低經(jīng)濟成本等方面考慮，有很好的發(fā)展前景，同時(shí)，在與建筑物智能化系統總體的組合上，也具有重要的實(shí)際使用意義。
2、 自動(dòng)化控制系統與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)
自動(dòng)化控制系統構成的內涵已被人們越來(lái)越具體地認識并接受，而支持其發(fā)展完善的基礎技術(shù)也以它不斷的進(jìn)步，不時(shí)地起著(zhù)啟蒙和先導作用，同時(shí)，商家和用戶(hù)也彼此交流，供需之間互相促進(jìn)，也推動(dòng)了控制技術(shù) 的不斷發(fā)展與完善�，F代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展及深層次介入，使基于電腦和通信技術(shù)的建筑物自動(dòng)化系統，能從單一平臺的運作，走向跨平臺的聯(lián)網(wǎng)，便系統的總體構成產(chǎn)生了新的飛躍。在積極推行“國際標準”和先進(jìn)“工業(yè)標準”的條件下，自動(dòng)化系統在控制網(wǎng) 絡(luò )中實(shí)現產(chǎn)品的互換及互操作、在信息網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現互通及互聯(lián)成為可能，系統具有良好的開(kāi)放性，能容納更多更新的產(chǎn)品。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)時(shí)互聯(lián)(采用InteΥnet/IntΥanet網(wǎng)絡(luò )軟件)，為建筑物的智能化管理，提供了更為廣闊的空間。
因此，建立建筑物自動(dòng)化系統信息資源共享的網(wǎng)絡(luò )化體系，是順應時(shí)代要求的發(fā)展方向。
(三) 自動(dòng)化控制系統的結構
1、控制層總線(xiàn)采用ΥS485標準，控制功能強，監控點(diǎn)多，傳輸效率高，它采取并行聯(lián)網(wǎng)的方式，互相獨立，點(diǎn)對點(diǎn)通信，系 統簡(jiǎn)潔，組網(wǎng)靈活，聯(lián)結方便，有益于長(cháng)距離傳輸及系統的發(fā)展擴充，該方式是集散型控制網(wǎng)絡(luò )的基本形式。
2、現場(chǎng)控制層中運用LonWoΥks技術(shù)的測控合一的雙向通信控制總線(xiàn)，采用該方式的現場(chǎng)受控裝置能直接納入控制總線(xiàn)的 層面，系統較簡(jiǎn)潔，組網(wǎng)較靈活，越來(lái)越多的國家以此為產(chǎn)品生產(chǎn)的通信標準。因此，凡有LonMaΥk標記的產(chǎn)品，均能在系統中互 操互換，現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也為L(cháng)onMaΥk產(chǎn)品創(chuàng )造了無(wú)限良好的空間，由此看來(lái)，它的開(kāi)放性方面在未來(lái)應用的發(fā)展上，顯然比前者有更大的吸引力。業(yè)內專(zhuān)家曾預測，建筑物自動(dòng)化控制系統的集散型控制網(wǎng)絡(luò )，將會(huì )以現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )為發(fā)展趨勢。
3、單項設備系統納入建筑物自動(dòng)化控制系統控制網(wǎng)絡(luò )層，從建筑物宏觀(guān)的角度而言，能使該類(lèi)控制系統更合理安全地工作，由于單項系統的基本控制功能已由自身獨立完成，中央站僅為有序地進(jìn)行管理，因此，它不占用中央數據庫的容量，簡(jiǎn)化了系統網(wǎng)絡(luò )的 信息傳輸與交換，使系統的自動(dòng)化管理的整體效果和單項控制功能更優(yōu)化了。該系統在單項系統工作環(huán)境復雜、自控要求高時(shí)，更能顯示它的優(yōu)勢，同時(shí)，也越來(lái)越受到工程設計者的歡迎。
4、綜合以上對建筑物自動(dòng)化控制系統控制網(wǎng)絡(luò )層的分析，在現階段的技術(shù)發(fā)展變革時(shí)期，各種技術(shù)方式在相當長(cháng)時(shí)間內還會(huì )存在。工程設計者應全面地分析、理智權衡，在工程技術(shù)上，工程設計者沒(méi)有必要固執地堅持某一種技術(shù)方式，更沒(méi)有必要見(jiàn)異思遷地做新潮技術(shù)的追隨者。
二、智能化系統工程相關(guān)系統“接口”界面的技術(shù)控制
(一)必須引起重視的問(wèn)題
在建筑物智能化系統工程建設中，普遍存在著(zhù)諸如樓宇機電設備自控系統的控制器與受控設備之間、消防系統與安保系統的信息共享、消防系統的火警預報與滅火設備的聯(lián)動(dòng)控制、安保系統的各子系統間的控制信息互聯(lián)及各種控制技術(shù)自動(dòng)報警的聯(lián)動(dòng) 、以及各種管理信息集成的通信資源共享網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)、系統與系統之間的結合，這種相互的關(guān)系可歸納為二類(lèi)，即設備硬件間的連接和系統與設備、系統與系統之間的信息通信軟件方式的相聯(lián)，它們都需要對各自的“接口”界面進(jìn)行處理，以便良好運行，它是 把握系統工程成功與否的關(guān)鍵點(diǎn)，也是系統工程的技術(shù)難點(diǎn)。
(二)影響相關(guān)系統“接口”界面處理的因素
1、系統要求不明確、技術(shù)規則不統一;
2、技術(shù)不成熟，實(shí)際操作無(wú)保障;
3、各承包商工作的界面不明確，彼此推諉;
4、技術(shù)不可行，系統結合實(shí)為虛設。
(三)相關(guān)系統“接口”界面的控制方法
對系統“接口”界面進(jìn)行早期的技術(shù)控制，是相關(guān)系統結合最有效的方法，根據相關(guān)系統“接口”界面存在的問(wèn)題，提出 根治的方法，確保智能化系統整體功能的實(shí)現。
1、系統結合的功能要求應具體明確。對相關(guān)系統的結合的功能要求，應在可行性論證的基礎上，整體構思后，分別具體提出，并且須分別明確，嚴格落實(shí)到位。
2、“接口”技術(shù)及通信協(xié)議應統一 。對相關(guān)系統結合的“接口”界面技術(shù)應標準化、統一化，尤其在通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò )構架等方面應明確要求，并分別予以限定性地具體化。
3、采用成熟的系統技術(shù)。工程中應盡可能避免首次性的研究或開(kāi)發(fā)，積極采納成熟技術(shù)系統技術(shù)，選用技術(shù)、服務(wù)皆?xún)?yōu)的設備及供應商，優(yōu)先推行有成功先例的系統應用體系。
4、推廣無(wú)縫隙的系統工程承包機制。在系統工程中，推廣以工程的設備系統、技術(shù)服務(wù)、工程實(shí)施為一體的全過(guò)程專(zhuān)業(yè)化服務(wù)的總承包機制，是具有良好技術(shù)保障的無(wú)縫隙工程實(shí)施方式。
錫盟科技館建成后，將成為具有特色的現代科技館成為少年兒童科技啟蒙教育的場(chǎng)所和社會(huì )廣大公眾了解和學(xué)習科學(xué)知識的課堂、也能成為老年人和殘疾人科技活動(dòng)的中心，將為錫盟的科技振興和社會(huì )文明做出應有的貢獻。
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