基于LonWorks技术的楼宇自控系统及其集成研究

摘要

论文的研究工作是以某教学大楼楼宇自动化系统及系统集成工程建设为背景展开的。 随着全球信息化与经济国际化的深入发展，智能建筑已成为一个国家综合经济实力的标志之一，也是新世纪工程建设重点开发的热点之一。 楼宇自动化系统作为智能建筑的一个重要组成部分，其系统构成与运行直接影响到整个智能建筑系统运行的成败。随着信息技术和控制网络技术的高速发展，人们对建筑物的使用功能、环境和管理水平的要求也不断提高，楼宇自控系统的规模不断扩大，对系统的可靠性和灵活性提出越来越高的要求，传统的封闭和集中体系结构已经不能满足人们的需求。另一方面，当前工业控制体系结构正由以“信息集中，控制分散”为核心思想的DCS（集散控制系统）向FCS（现场总线控制系统）过渡。LonWorks现场总线系统作为最早使用于建筑物设备自动化系统中的总线技术之一，其LonTalk协议显著的开放性，无论在工业网络控制，还是在智能楼宇和家庭智能化方面均有着得天独厚的优势。因此，论文选用LonWorks总线技术构建楼宇自控系统。 论文首先对LonWorks总线技术进行了深入的分析和讨论，尤其对LonTalk协议下的信息交换机制、神经元芯片及相应的Neuron C语言等作了深入的剖析。接着，简要介绍了楼宇自动化系统的组成与功能，以及各子系统的协调和集中管理要求，并列出了系统设计所必须遵循的国家标准和行业标准。论文的主要贡献与创新在于：在分析楼宇自动化系统对控制网络的要求，楼宇自动化控制系统结构，以及LonWorks技术应用于楼宇自动化控制系统可行性的基础上，结合实际工程改造项目，构建了基于LonWorks总线的楼宇自动化系统网络结构；给出了空调控制系统的硬件实现和相应的软件设计，并分析了该系统通信的实时性；论文中还对智能建筑楼宇自动化系统集成进行了研究，从集成的网络层次上对以现场总线为基础的控制网络及其与信息网络的集成技术进行了深入的剖析，在此基础上，采用Visual Basic6.0软件工具开发了现场监控程序，并通过OPC技术建立上层的管理与监控应用，从而实现控制信息与管理信息的集成。最后，在分析实际工程实时监控软件的功能需求和设计内容基础上，采用Visual Basic6.0软件工具进行了组态设计，实时监控软件界面友好、生动。