智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡分析

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

智能建筑相比傳統建筑更加智能化和數字化，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，依靠電氣自動化系統實現對整個建筑電氣設備的運行操作。智能建筑電氣自動化系統作為智能建筑的重要組成部分，為了發揮出智能建筑電氣自動化系統的功能，控制各個子系統正常運行操作，主要依靠集成控制網絡實現。但是，目前智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡結構不夠合理，在實際應用過程中整個網絡不夠穩定，負荷峰谷差較大，為此提出智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡分析[1]。

2 智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡設計

2.1 搭建智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡結構

考慮到智能建筑電氣自動化系統集成控制需求，對系統集成控制網絡結構進行了設計，整個網絡拓撲結構采用分布式拓撲結構，由通信層、核心控制層以及用戶界面層三部分組成[2]。通信層負責數據采集與傳輸，屬于集成控制網絡的基礎層。核心控制層負責控制指令輸出、發布以及決策，可對系統進行合理調度，并形成新的控制指令，為智能建筑電氣自動化系統發出遠程Web控制請求。用戶界面層是實現集成控制網絡的人機交互，為用戶提供智能建筑電氣自動化系統運行數據，以及顯示集成控制命令。

2.2 集成控制網絡接口設計

集成控制網絡USB接口連接方式如下。選擇16位地址總線和32位數據總線連接方式實現數據的快速集成，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的數據線通過65LⅤC2437雙向緩沖器與ISP2692的數據線相連。當集成控制網絡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，并通過參數設置的方式將其放置在USB的內部寄存器中的相應位置，以此完成對集成控制網絡接口設計。

2.3 集成控制網絡芯片選擇

此次采用了西門子公司的SSDFS5DA型號集成控制芯片，該控制網絡芯片采用Simatic X9-2500 TM神經處理器，可應用于集成控制網絡中，實現對集成控制網絡的高效處理，以及對智能建筑電氣自動化系統的集成控制。整個集成控制芯片采用的是16位總線，內置128G網絡內存，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，符合本文設計的USB接口連接方式，以及千兆的以太網端口，利用SD卡可獲取到人工智能神經網絡訓練過的系統功能。

3 實驗論證分析

實驗以某智能建筑電氣自動化系統為實驗對象，該系統操作系統采用的是Microsoft Windows 2010 Server。智能建筑為一所商業住宅，建筑高度為75m，安裝的電氣自動化設備多達356個，實驗利用此次設計網絡與傳統網絡對該系統進行集成控制。實驗利用SIO軟件對兩個集成控制網絡狀態進行監測，分析到兩個網絡的負荷峰谷差，負荷峰谷差是用于評價網絡運行穩定的指標，負荷峰谷差越小，則表示網絡狀態越穩定，因此將其作為實驗結果，對兩種集成控制網絡進行對比分析，實驗結果如表1所示。

表1 兩種集成控制網絡負荷峰谷差對比（M/s）

從表中可以看出，此次設計的集成控制網絡負荷峰谷差比較小，說明此次設計的智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡穩定性較好。

4 結語

針對智能建筑電氣自動化系統集成控制需求，以及傳統集成控制網絡存在的弊端，從網絡結構、網絡接口等方面對傳統控制網絡進行了改良與創新，提出了一套新的智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡。此次研究對提高智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡穩定性具有重要作用，有利于減小控制網絡負荷峰谷差，為智能建筑電氣自動化系統集成控制網絡設計提供了有利的參考理論。