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錫林郭勒盟科技館智能化系統(tǒng)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)新與新技術的場所。科技館建造采用高新技術的手段，如：自動控制技術、虛擬現(xiàn)實技術、仿真技術、影視技術等。其中自動控制技術根據(jù)科技館智能科技化系統(tǒng)工程的設計和科研實踐來實現(xiàn)，筆者提出錫盟科技館智能化系統(tǒng)的主要技術問題處理對把握系統(tǒng)工程整體性能的重要意義，對工程設計中的若干技術問題分別進行探討。
系統(tǒng)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、多媒體技術、計算機網(wǎng)絡技術、虛擬現(xiàn)實技術和有關微電子、計算機等基本知識。設計相關展區(qū)包括：設有人與健康展區(qū)(300平方米)、科技與生活展區(qū)(300平方米)、兒童科技園展區(qū)(400平方米)、能源、材料展區(qū)(400平方米)、聲、光展區(qū)(400平方米)、防震減災知識展區(qū)(300平方米)、信息技術展區(qū)(400平方米)、錫盟民族科技進步、科技創(chuàng)新成果展區(qū)(500平方米)但是設計是工程建設的前提，科技館智能化系統(tǒng)工程的設計對確保技術先進及工程質(zhì)量是至關重要的，本文的作者對工程設計中的主要技術問題處理進行探討。
一、自動化控制系統(tǒng)的結構
(一)自動化控制系統(tǒng)的總體結構的基本框架
1、系統(tǒng)基本結構分析
在分級分布式自動化控制系統(tǒng)的基本結構為二層總線型，即上層的信息網(wǎng)絡的通信總線(采用TCP/IP協(xié)議)，下層的控制網(wǎng)絡通信總線(采用ΥS485標準或LonTalk協(xié)議)。信息網(wǎng)絡(以太網(wǎng))的通信總線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)絡實現(xiàn)網(wǎng)絡間的集成。
控制網(wǎng)絡通信總線構建了以完成實時控制數(shù)據(jù)傳遞而實現(xiàn)對機電設備控制的自動化管理網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡實時性強，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息共享，系統(tǒng)體系組合靈活，便于擴展及維護。其中ΥS485是被機電設備廠商廣為采用的控制總線接口標準，采用普通非屏蔽雙絞線為傳輸介質(zhì)，具有傳輸距離長，傳輸速率高，控制點多，聯(lián)結方便，易于擴充等優(yōu)點;另一種為LonTalk協(xié)議，是LonTalk技術使用的測控合一雙向通信的控制總線所采用的協(xié)議，現(xiàn)場傳感器可直接聯(lián)入控制總線，簡化了現(xiàn)場控制設備和方便了網(wǎng)絡的聯(lián)結，它已被列為美國標準ANSI135BACnet，作為控制總線的通信標準，絕大多數(shù)機電設備廠商已接受LonTalk技術，生產(chǎn)的產(chǎn)品均能互換。 上層的信息網(wǎng)絡通信總線和下層的控制網(wǎng)絡的通信總線，是構成自動化控制系統(tǒng)總體結構的基本方式。
2、 自動化控制系統(tǒng)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(tǒng)，72小時備用電池等。
b.軟件：系統(tǒng)軟件(含網(wǎng)絡協(xié)議、網(wǎng)絡操作系統(tǒng))，語言處理軟件，數(shù)據(jù)通信控制與管理軟件，數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)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，時間/事件誘發(fā)程序軟件，能量管理軟件，與各相關單項專業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的軟件系統(tǒng)，其它必要的軟件系統(tǒng)等。
(二) 自動化控制系統(tǒng)技術發(fā)展
1、 單項設備系統(tǒng)專業(yè)控制技術的發(fā)展
建筑物智能化系統(tǒng)工程中的設備監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：冷水機、空調(diào)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(tǒng)，均由不同類型的專業(yè)廠商提供，由于這些類別各異的設備專業(yè)獨立性強，對監(jiān)控的工藝技術要求復雜，控制信息的通信方式很不統(tǒng)一。因此，各專業(yè)廠商所近年來相繼對設備機組的自控系統(tǒng)進行開發(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)絡接口和與相關系統(tǒng)的通信技術方面，也有較大的進展，先后推出了能以標準網(wǎng)絡接 口與其它系統(tǒng)間實現(xiàn)雙向通信的功能。采用單項設備專業(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，在與建筑物智能化系統(tǒng)總體的組合上，也具有重要的實際使用意義。
2、 自動化控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡技術
自動化控制系統(tǒng)構成的內(nèi)涵已被人們越來越具體地認識并接受，而支持其發(fā)展完善的基礎技術也以它不斷的進步，不時地起著啟蒙和先導作用，同時，商家和用戶也彼此交流，供需之間互相促進，也推動了控制技術 的不斷發(fā)展與完善�，F(xiàn)代網(wǎng)絡技術的發(fā)展及深層次介入，使基于電腦和通信技術的建筑物自動化系統(tǒng)，能從單一平臺的運作，走向跨平臺的聯(lián)網(wǎng)，便系統(tǒng)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“工業(yè)標準”的條件下，自動化系統(tǒng)在控制網(wǎng) 絡中實現(xiàn)產(chǎn)品的互換及互操作、在信息網(wǎng)絡中實現(xiàn)互通及互聯(lián)成為可能，系統(tǒng)具有良好的開放性，能容納更多更新的產(chǎn)品。同時，網(wǎng)絡系統(tǒng)實時互聯(lián)(采用InteΥnet/IntΥanet網(wǎng)絡軟件)，為建筑物的智能化管理，提供了更為廣闊的空間。
因此，建立建筑物自動化系統(tǒng)信息資源共享的網(wǎng)絡化體系，是順應時代要求的發(fā)展方向。
(三) 自動化控制系統(tǒng)的結構
1、控制層總線采用ΥS485標準，控制功能強，監(jiān)控點多，傳輸效率高，它采取并行聯(lián)網(wǎng)的方式，互相獨立，點對點通信，系 統(tǒng)簡潔，組網(wǎng)靈活，聯(lián)結方便，有益于長距離傳輸及系統(tǒng)的發(fā)展擴充，該方式是集散型控制網(wǎng)絡的基本形式。
2、現(xiàn)場控制層中運用LonWoΥks技術的測控合一的雙向通信控制總線，采用該方式的現(xiàn)場受控裝置能直接納入控制總線的 層面，系統(tǒng)較簡潔，組網(wǎng)較靈活，越來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(tǒng)中互 操互換，現(xiàn)代網(wǎng)絡技術也為LonMaΥk產(chǎn)品創(chuàng)造了無限良好的空間，由此看來，它的開放性方面在未來應用的發(fā)展上，顯然比前者有更大的吸引力。業(yè)內(nèi)專家曾預測，建筑物自動化控制系統(tǒng)的集散型控制網(wǎng)絡，將會以現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡為發(fā)展趨勢。
3、單項設備系統(tǒng)納入建筑物自動化控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡層，從建筑物宏觀的角度而言，能使該類控制系統(tǒng)更合理安全地工作，由于單項系統(tǒng)的基本控制功能已由自身獨立完成，中央站僅為有序地進行管理，因此，它不占用中央數(shù)據(jù)庫的容量，簡化了系統(tǒng)網(wǎng)絡的 信息傳輸與交換，使系統(tǒng)的自動化管理的整體效果和單項控制功能更優(yōu)化了。該系統(tǒng)在單項系統(tǒng)工作環(huán)境復雜、自控要求高時，更能顯示它的優(yōu)勢，同時，也越來越受到工程設計者的歡迎。
4、綜合以上對建筑物自動化控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡層的分析，在現(xiàn)階段的技術發(fā)展變革時期，各種技術方式在相當長時間內(nèi)還會存在。工程設計者應全面地分析、理智權衡，在工程技術上，工程設計者沒有必要固執(zhí)地堅持某一種技術方式，更沒有必要見異思遷地做新潮技術的追隨者。
二、智能化系統(tǒng)工程相關系統(tǒng)“接口”界面的技術控制
(一)必須引起重視的問題
在建筑物智能化系統(tǒng)工程建設中，普遍存在著諸如樓宇機電設備自控系統(tǒng)的控制器與受控設備之間、消防系統(tǒng)與安保系統(tǒng)的信息共享、消防系統(tǒng)的火警預報與滅火設備的聯(lián)動控制、安保系統(tǒng)的各子系統(tǒng)間的控制信息互聯(lián)及各種控制技術自動報警的聯(lián)動 、以及各種管理信息集成的通信資源共享網(wǎng)絡的互聯(lián)、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的結合，這種相互的關系可歸納為二類，即設備硬件間的連接和系統(tǒng)與設備、系統(tǒng)與系統(tǒng)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”界面進行處理，以便良好運行，它是 把握系統(tǒng)工程成功與否的關鍵點，也是系統(tǒng)工程的技術難點。
(二)影響相關系統(tǒng)“接口”界面處理的因素
1、系統(tǒng)要求不明確、技術規(guī)則不統(tǒng)一;
2、技術不成熟，實際操作無保障;
3、各承包商工作的界面不明確，彼此推諉;
4、技術不可行，系統(tǒng)結合實為虛設。
(三)相關系統(tǒng)“接口”界面的控制方法
對系統(tǒng)“接口”界面進行早期的技術控制，是相關系統(tǒng)結合最有效的方法，根據(jù)相關系統(tǒng)“接口”界面存在的問題，提出 根治的方法，確保智能化系統(tǒng)整體功能的實現(xiàn)。
1、系統(tǒng)結合的功能要求應具體明確。對相關系統(tǒng)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，嚴格落實到位。
2、“接口”技術及通信協(xié)議應統(tǒng)一 。對相關系統(tǒng)結合的“接口”界面技術應標準化、統(tǒng)一化，尤其在通信協(xié)議、網(wǎng)絡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(tǒng)技術。工程中應盡可能避免首次性的研究或開發(fā)，積極采納成熟技術系統(tǒng)技術，選用技術、服務皆優(yōu)的設備及供應商，優(yōu)先推行有成功先例的系統(tǒng)應用體系。
4、推廣無縫隙的系統(tǒng)工程承包機制。在系統(tǒng)工程中，推廣以工程的設備系統(tǒng)、技術服務、工程實施為一體的全過程專業(yè)化服務的總承包機制，是具有良好技術保障的無縫隙工程實施方式。
錫盟科技館建成后，將成為具有特色的現(xiàn)代科技館成為少年兒童科技啟蒙教育的場所和社會廣大公眾了解和學習科學知識的課堂、也能成為老年人和殘疾人科技活動的中心，將為錫盟的科技振興和社會文明做出應有的貢獻。
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