錫林郭勒盟科技館智能化系統工程設計中的若干論文

在科技創新發展理念指導下，科技館是展示科技創新與新技術的場所。科技館建造採用高新技術的手段，如：自動控制技術、虛擬現實技術、仿真技術、影視技術等。其中自動控制技術根據科技館智能科技化系統工程的設計和科研實踐來實現，筆者提出錫盟科技館智能化系統的主要技術問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問題分別進行探討。

系統介面控制

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，全面發揮科技館科普教育基地作用。爲了更好的展示通訊技術、多媒體技術、計算機網絡技術、虛擬現實技術和有關微電子、計算機等基本知識。設計相關展區包括：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)、資訊技術展區(400平方米)、錫盟民族科技進步、科技創新成果展區(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先進及工程質量是至關重要的，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、自動化控制系統的結構

(一)自動化控制系統的總體結構的基本框架

1、系統基本結構分析

在分級分佈式自動化控制系統的基本結構爲二層總線型，即上層的資訊網絡的通信總線(採用TCP/IP協議)，下層的控制網絡通信總線(採用ΥS485標準或LonTalk協議)。資訊網絡(以太網)的通信總線承擔管理資訊與合成的控制資訊的交換，是建築物的資訊主幹網，在這級網絡中，採用 TCP/IP(傳輸控制協議/互聯網協議)，易於同下層控制網絡實現網絡間的集成。

控制網絡通信總線構建了以完成實時控制數據傳遞而實現對機電設備控制的自動化管理網絡，該網絡實時性強，網絡數據資訊共享，系統體系組合靈活，便於擴展及維護。其中ΥS485是被機電設備廠商廣爲採用的控制總線接口標準，採用普通非屏蔽雙絞線爲傳輸介質，具有傳輸距離長，傳輸速率高，控制點多，聯結方便，易於擴充等優點;另一種爲LonTalk協議，是LonTalk技術使用的測控合一雙向通信的控制總線所採用的協議，現場傳感器可直接聯入控制總線，簡化了現場控制設備和方便了網絡的聯結，它已被列爲美國標準ANSI135BACnet，作爲控制總線的通信標準，絕大多數機電設備廠商已接受LonTalk技術，生產的產品均能互換。 上層的資訊網絡通信總線和下層的控制網絡的通信總線，是構成自動化控制系統總體結構的基本方式。

2、 自動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小時備用電池等。

b.軟件：系統軟件(含網絡協議、網絡操作系統)，語言處理軟件，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，時間/事件誘發程序軟件，能量管理軟件，與各相關單項專業控制系統聯網的軟件系統，其它必要的軟件系統等。

(二) 自動化控制系統技術發展

1、 單項設備系統專業控制技術的發展

建築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、配電櫃、發電機、照明、消防報警、安全等設備系統，均由不同類型的專業廠商提供，由於這些類別各異的設備專業獨立性強，對監控的工藝技術要求複雜，控制資訊的通信方式很不統一。因此，各專業廠商所近年來相繼對設備機組的自控系統進行開發，已先後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)，並在網絡接口和與相關係統的通信技術方面，也有較大的進展，先後推出了能以標準網絡接 口與其它系統間實現雙向通信的功能。採用單項設備專業化自控包，從設備優化制度、提高可靠性、完善使用功能、降低經濟成本等方面考慮，有很好的發展前景，同時，在與建築物智能化系統總體的組合上，也具有重要的實際使用意義。

2、 自動化控制系統與網絡技術

自動化控制系統構成的內涵已被人們越來越具體地認識並接受，而支援其發展完善的基礎技術也以它不斷的進步，不時地起着啓蒙和先導作用，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 的不斷髮展與完善。現代網絡技術的發展及深層次介入，使基於電腦和通信技術的建築物自動化系統，能從單一平臺的運作，走向跨平臺的聯網，便系統的總體構成產生了新的飛躍。在積極推行“國際標準”和先進“工業標準”的條件下，自動化系統在控制網 絡中實現產品的互換及互操作、在資訊網絡中實現互通及互聯成爲可能，系統具有良好的開放性，能容納更多更新的產品。同時，網絡系統實時互聯(採用InteΥnet/IntΥanet網絡軟件)，爲建築物的智能化管理，提供了更爲廣闊的空間。

因此，建立建築物自動化系統資訊資源共享的網絡化體系，是順應時代要求的發展方向。

(三) 自動化控制系統的結構

1、控制層總線採用ΥS485標準，控制功能強，監控點多，傳輸效率高，它採取並行聯網的方式，互相獨立，點對點通信，系 統簡潔，組網靈活，聯結方便，有益於長距離傳輸及系統的發展擴充，該方式是集散型控制網絡的基本形式。

2、現場控制層中運用LonWoΥks技術的測控合一的雙向通信控制總線，採用該方式的現場受控裝置能直接納入控制總線的 層面，系統較簡潔，組網較靈活，越來越多的國家以此爲產品生產的通信標準。因此，凡有LonMaΥk標記的產品，均能在系統中互 操互換，現代網絡技術也爲LonMaΥk產品創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展上，顯然比前者有更大的吸引力。業內專家曾預測，建築物自動化控制系統的集散型控制網絡，將會以現場總線控制網絡爲發展趨勢。

3、單項設備系統納入建築物自動化控制系統控制網絡層，從建築物宏觀的角度而言，能使該類控制系統更合理安全地工作，由於單項系統的基本控制功能已由自身獨立完成，中央站僅爲有序地進行管理，因此，它不佔用中央數據庫的容量，簡化了系統網絡的 資訊傳輸與交換，使系統的自動化管理的整體效果和單項控制功能更優化了。該系統在單項系統工作環境複雜、自控要求高時，更能顯示它的優勢，同時，也越來越受到工程設計者的歡迎。

4、綜合以上對建築物自動化控制系統控制網絡層的分析，在現階段的技術發展變革時期，各種技術方式在相當長時間內還會存在。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、智能化系統工程相關係統“接口”介面的技術控制

(一)必須引起重視的問題

在建築物智能化系統工程建設中，普遍存在着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資訊共享、消防系統的火警預報與滅火設備的聯動控制、安保系統的各子系統間的控制資訊互聯及各種控制技術自動報警的聯動 、以及各種管理資訊集成的通信資源共享網絡的互聯、系統與系統之間的結合，這種相互的關係可歸納爲二類，即設備硬件間的連接和系統與設備、系統與系統之間的資訊通信軟件方式的相聯，它們都需要對各自的“接口”介面進行處理，以便良好執行，它是 把握系統工程成功與否的關鍵點，也是系統工程的技術難點。

(二)影響相關係統“接口”介面處理的因素

1、系統要求不明確、技術規則不統一;

2、技術不成熟，實際操作無保障;

3、各承包商工作的介面不明確，彼此推諉;

4、技術不可行，系統結合實爲虛設。

(三)相關係統“接口”介面的控制方法

對系統“接口”介面進行早期的技術控制，是相關係統結合最有效的方法，根據相關係統“接口”介面存在的問題，提出 根治的方法，確保智能化系統整體功能的實現。

1、系統結合的功能要求應具體明確。對相關係統的結合的功能要求，應在可行性論證的基礎上，整體構思後，分別具體提出，並且須分別明確，嚴格落實到位。

2、“接口”技術及通信協議應統一 。對相關係統結合的“接口”介面技術應標準化、統一化，尤其在通信協議、網絡構架等方面應明確要求，並分別予以限定性地具體化。

3、採用成熟的系統技術。工程中應儘可能避免首次性的研究或開發，積極採納成熟技術系統技術，選用技術、服務皆優的設備及供應商，優先推行有成功先例的系統應用體系。

4、推廣無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、技術服務、工程實施爲一體的全過程專業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。

錫盟科技館建成後，將成爲具有特色的現代科技館成爲少年兒童科技啓蒙教育的場所和社會廣大公衆瞭解和學習科學知識的課堂、也能成爲老年人和殘疾人科技活動的中心，將爲錫盟的科技振興和社會文明做出應有的貢獻。