Para resolver el problema de muchos tipos y números de puntos de control de edificios inteligentes, se diseña un sistema de control de edificios inteligente basado en tecnología integrada, que utiliza MODBUS.
Protocolo de comunicación, estructura de bus 485/232, distancia máxima de comunicación 1200 m, combinar libremente el número de controladores regionales y módulos de control para formar una red de control es exitoso.
La solución de este problema ha dado buenos resultados.
Palabras clave: Controlador de área de bus 485/232 con protocolo MODBUS de edificio inteligente
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Los edificios inteligentes aparecieron por primera vez en los Estados Unidos y los edificios inteligentes de China se originaron en
En la década de 1990, la inteligencia de edificios fue la cristalización de la alta tecnología industrial moderna.
Es el nodo principal de la futura “autopista de la información” y producto de la entrada a un nuevo nivel de “era digital”
. El llamado sistema de automatización de edificios se refiere al sistema central de aire acondicionado, sistema de ventilación, sistema de suministro y drenaje de agua, sistema de iluminación, sistema de distribución de energía y sistema de ascensor.
Monitorizar. Con el rápido desarrollo de la tecnología de la información de alta tecnología y la tecnología de redes informáticas, los requisitos para la combinación óptima de estructuras, sistemas, servicios y gestión de edificios son cada vez mayores [4]. El método de control del sistema ha cambiado de monitoreo centralizado en el pasado a monitoreo centralizado en el pasado.
Además de los sistemas de control distribuido reemplazados por controladores in situ con altas capacidades de procesamiento, este
El sistema de control inteligente de automatización de edificios diseñado en este artículo está especialmente diseñado para la inteligencia de edificios.
En comparación con productos de control de edificios como Honeywell y Siemens, la estructura del diseño es flexible.
El control es sencillo y es fácil realizar un desarrollo secundario del software según las necesidades personales.
1 Estructura de la red
La estructura del sistema de control se muestra en la Figura 1, que se divide en tres capas de control. La capa superior es el monitoreo centralizado remoto de la PC, la capa inferior es el módulo de control y la capa intermedia es el control del área en el sitio.
Creador. Cada capa está conectada en red a través del bus RS232/485.
Las funciones principales de la plataforma de monitoreo centralizado remoto son proporcionar visualización de datos en tiempo real,
almacenamiento y mantenimiento de datos históricos, consulta y visualización, alarma de fallas e inspección del historial de fallas.
Consulta, modificación de parámetros y consulta. La plataforma de monitoreo remoto de PC es la principal interfaz hombre-máquina.
Por lo tanto, el diseño del software de la computadora host refleja las siguientes tres ventajas: Primero, la red de control
se basará en información de la red Puede transformar información de diferentes fuentes y formatos en información unificada.
Proporcionar una interfaz de navegación unificada para que los navegadores de los clientes se adapten mejor
a las necesidades de la sociedad de la información 2. Sistema basado en SQL SERV——
ER; El sistema de información de gestión de bases de datos mejora la función de gestión de la información. El tercero es
La estructura de red de diseño abierto facilita la comunicación con otros sistemas.
(Como sistemas de seguridad, sistemas de protección contra incendios). El software está basado en la plataforma Delphi
Es simple y conveniente desarrollar y cargar una gran cantidad de gráficos.
Hay cuatro módulos de control, a saber, entrada digital-
Put), módulo de salida digital y módulo de entrada analógica.
(entrada analógica), módulo de salida analógica (salida analógica). El bloque del módulo de control
es el principal mecanismo de ejecución del sistema de control, es decir, recopila señales digitales y realiza simulaciones.
También emite señales digitales y analógicas. Por lo tanto, cada módulo
tiene cada uno un chip de control independiente y no está controlado únicamente por el controlador de área in situ.
Los comandos también necesitan completar las funciones de entrada y salida del módulo de acuerdo con los comandos de control.
El controlador de área en el sitio de capa intermedia no solo se comunica con la plataforma de monitoreo remoto de la PC
Noticias, acepta comandos de control y carga datos en tiempo real, y luego los recopila a través del control. módulo.
Datos, ejecutar comandos de control. Obviamente, el controlador del área de campo es el control completo.
El núcleo central del sistema es evidente, por lo que controla toda el área.
El diseño de software y hardware del equipo sin duda se ha convertido en el foco y dificultad de todo el sistema.
Dos controladores regionales
2.1 Circuito de hardware
El circuito de hardware del controlador regional está compuesto principalmente por la CPU y las computadoras superior e inferior.
Puertos, EEPROM y reloj, teclado y pantalla táctil, LCD y digital analógico/digital.
Unidades de entrada y salida precisas. La estructura del hardware se muestra en la Figura 2.
La CPU del controlador de zona es STC89C516RD2, que es nueva.
En lugar de un microcontrolador antiinterferencias/de alta velocidad/baja potencia, el código de instrucciones es totalmente compatible con los microcontroladores tradicionales.
Microcontrolador 8051[1-3].
El propio controlador de zona dispone de un número determinado de entradas digitales/analógicas.
La unidad de salida se puede utilizar como complemento del módulo de control en el sistema de control inteligente del edificio.
La carga y el controlador regional también se pueden utilizar como controlador de soporte del producto.
Fácil de usar y flexible.
El reloj y la EEPROM están conectados a la CPU del controlador regional a través del bus I2C.
Contestar el teléfono. El bus I2C viaja entre chips y módulos a través de dos cables (SDA y SCL).
Transmitir información. SDA es la línea de datos en serie y SCL es la línea de reloj en serie. Estos dos cables
deben conectarse al suministro positivo con resistencias pull-up, cuyos datos están solo en el bus.
Sólo se puede transmitir cuando no está ocupado. La CPU es el dispositivo maestro y el reloj y la EEPROM son dispositivos esclavos.
Equipo[9].
La CPU del controlador accede a la interfaz de comunicación del ordenador host a través del bus SPI.
Chip de comunicación paso a paso MAX3100. El bus SPI utiliza una conexión síncrona de tres cables.
Boca. Sus características principales son que puede enviar y recibir datos en serie al mismo tiempo; puede considerarse como trabajo maestro o esclavo; proporciona un reloj de frecuencia programable y envía la señal de interrupción final; >
grupo; escribe Protección de conflictos; protección de competencia de autobuses, etc. La interfaz de comunicación de la computadora inferior es serial.
La comunicación semidúplex se consigue mediante interrupciones de puertos.
Para cumplir con varios modos de entrada, el controlador está equipado con teclado y táctil.
En la pantalla, los comandos de control se pueden ingresar mediante teclas o hacer clic directamente.
Implementación de pantalla táctil. El teclado utiliza un teclado independiente; la pantalla táctil utiliza un toque resistivo.
Pantalla, la pantalla táctil resistiva se compone principalmente de dos capas conductoras Cuando un dedo toca
Cuando se toca la pantalla, las dos capas conductoras entran en contacto en el punto de contacto. generando resistencia.
Cambia, genera señales en las direcciones X e Y, y luego contrólalas a través de la pantalla táctil.
El controlador detecta el punto de contacto y calcula la posición (X,Y).
2.2 Proceso de software
El sistema de control inteligente del edificio se controla mediante una variedad de puntos, como temperatura,
humedad, flujo, interruptores, etc. El circuito de hardware proporciona una interfaz común basada en entradas y salidas digitales, analógicas y
de entrada, por lo que cada punto está claramente identificado y controlado.
Completamente realizado mediante software. El controlador de área in situ se utiliza para controlar todo el sistema
El núcleo del sistema necesita detectar sus propias unidades de entrada y salida para completar funciones como visualización y alarma.
Sí, las decisiones de control también se pueden emitir en base a la información proporcionada por el ordenador host (PC) y el módulo de control.
Política. Por lo tanto, el flujo de software incluye inicialización, detección y manejo de fallas y cálculos de control.
Métodos, comunicación entre ordenadores superiores e inferiores, etc.
(Figura 3), la inicialización incluye valores numéricos.
Inicialización, inicialización de interrupción, comunicación
Inicialización, inicialización de pantalla
La detección incluye fallas de comunicación y retroalimentación.
Fallos, fallos lógicos, etc.
;El departamento de control
El punto principal es la realidad del algoritmo del programa.
Ahora, el sistema de control inteligente de entrada y salida
incluye entrada de teclado/pantalla táctil
y salida LCD, comunicación con PC.
Es decir, PC remoto y controlador de área.
Comunicación, la comunicación con la computadora inferior es la comunicación entre
el controlador regional y el módulo de control
[5-6].
Sistema de control de automatización de edificios
Hay muchos tipos de fallas y los métodos de manejo de fallas también son diferentes. Por lo tanto, la detección de fallas
La medición y el procesamiento se han convertido en los principales. Clave para la programación. Un punto difícil. En respuesta a esta situación, se utilizó el método de tabla de consulta (Tabla 1) en la secuencia del proceso, lo que resolvió exitosamente este problema.
Sistema de control de automatización de edificios
Hay muchos tipos de fallas y los métodos de manejo de fallas también son diferentes. Por lo tanto, la detección de fallas
La medición y el procesamiento se han convertido en los principales. Clave para la programación. Un punto difícil. En respuesta a esta situación, se utilizó el método de tabla de consulta (Tabla 1) en la secuencia del proceso, lo que resolvió exitosamente este problema.
La tabla tiene cinco columnas, la primera columna es el número de falla; la segunda columna es el programa de manejo de fallas.
Métodos, como 1 (apagar), 2 (apagar), 3 (reiniciar)... la tercera columna determina sí
Sin vinculación, como 0 (no ), 1 (Sí), juzgando principalmente algunos departamentos interrelacionados.
Si la falla debe procesarse sincrónicamente; el llamado administrador de retardo de alarma en la cuarta columna
se refiere al momento en que un determinado fenómeno ocurre repetidamente como una falla, en orden. para eliminarlo.
Falsa alarma causada por fluctuación; el registro de retraso en la quinta columna almacena el retraso de la alarma, por ejemplo
1 (registro de retraso de 0,1 segundos), 2 (segundo retraso), 3 ( retraso graduado).
Cada fallo debe corresponder a uno de la tabla. En la aplicación real, sólo es necesario rellenar la tabla.
Grid, rápido y cómodo.
El programa de comunicación entre las computadoras superior e inferior adopta el protocolo de comunicación MODBUS [7-8].
El protocolo Modbus es un lenguaje universal aplicado a los controladores electrónicos. A través de este protocolo, los controladores se comunican entre sí y los controladores se comunican entre sí a través de una red (como una red Ethernet) y otros dispositivos pueden comunicarse. Se ha convertido en un estándar común de la industria.
Preciso. Al comunicarse, el protocolo determina que cada controlador debe conocer su configuración.
Prepara una dirección, identifica los mensajes enviados desde esa dirección y decide qué acción tomar.
Si se requiere una respuesta, el controlador generará información de retroalimentación y utilizará el protocolo Modbus.
La comunicación del controlador de envío utiliza tecnología maestro-esclavo, es decir, solo un dispositivo (dispositivo maestro)
Listo) puede iniciar la transmisión (consulta). Otros dispositivos (dispositivos esclavos) se configuran según el dispositivo maestro.
Esté preparado para consultar los datos proporcionados y responder en consecuencia. En este sistema, cuando el dispositivo maestro
cuando se usa la PC host, el controlador de área de campo es el dispositivo esclavo, y cuando el control de área de campo
cuando el controlador es el dispositivo maestro , el módulo de control es un dispositivo esclavo. Se estableció el protocolo Modbus.
El formato de la consulta del dispositivo principal: dirección del dispositivo (o transmisión), código de función, todo.
Datos a enviar, campo de detección de errores. Los mensajes de respuesta del esclavo también se envían mediante Mod-
El protocolo de bus consiste en determinar los campos sobre los que actuar, los datos que se devolverán y los campos de detección de errores. Si ocurre un error durante la recepción del mensaje, o
el dispositivo esclavo no puede ejecutar su comando, el dispositivo esclavo creará un mensaje de error y lo enviará.
Enviado como respuesta.
Por ejemplo, cuando el dispositivo maestro (controlador de área de campo) envía una solicitud como se muestra en la Tabla 2.
Todos los módulos de control conectados a este controlador aceptan la solicitud, pero solo
El módulo de control con dirección 1 respondió a esta solicitud y los módulos de control en otras direcciones también respondieron a esta solicitud. .
El bloque descarta automáticamente este marco de datos. Una vez que los datos de verificación CRC son correctos, el código para procesar estos datos del marco se basa en la función
. En este ejemplo, el código de función es 06, que es la dirección de este registro.
Dirección y escritura de datos registrales. Una vez completado, el esclavo debe responder a la misma solicitud que el maestro.
Información.
El número de controladores regionales y varios módulos de control es flexible y variable, y puede
adaptarse a una variedad de señales de entrada y salida, y desarrollar software de control de acuerdo con las necesidades reales de usuarios.
La pieza, verdaderamente hecha a medida, se ha convertido en una característica importante. Este sistema de control inteligente se ha utilizado para el control inteligente de muchos edificios, con un control preciso y un funcionamiento estable. Además
Los controladores externos y regionales también se pueden utilizar de forma independiente como controladores de soporte para el producto, lo cual es un éxito.
Utilizado en deshumidificadores, secadores en frío, dispositivos de eliminación de gases de compuestos orgánicos volátiles, etc.
Referencia
1 Diseño antiinterferencias del software del microcontrolador serie Yu Hongzhou 51 [J] Integrated Circuit Communications 2007,
Volumen 25, Número 2: 16-18
2 Wang Wen, Chen Lin "Principios y aplicaciones de microcontroladores" [M] Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong
3 Yu Shouqian, Wang Jianhua y Kou Jinqiao. Servocontrolador de módulo inteligente integrado integrado [J] Alta tecnología
Carta 2006, 12, 1: 37-41.
4 B. Desarrollo alternativo de redes inteligentes de gestión de energía
Para la automatización de edificios, controlador programable FAC-
Toli Automation (PLC FA) 2005, 3:28 -30
5 Huang Xin, Song Yang. Tecnología software antiinterferencias y su aplicación en microcontroladores. Tecnología electrónica moderna.
Surgery, 2007, 9: 90-92
Aplicación de 6 Zhu MCU en el control industrial [J] China Science and Technology Information, 2005
18A: 77-79
7 Tian Yongjun, Zhao Guangqiang, Zeng Jianping PC y microcontrolador basados en tecnología de bus RS485
Diseño de comunicación por computadora múltiple [J] Revista del Instituto de Tecnología de Hunan: Ciencias Naturales Edición, Volumen 17, 2007
Segunda fase: 19-23
8, Investigación de Zhang Xianbin y aplicación del protocolo Modbus en comunicaciones en serie [J] Río Yangtze
Revista de Carrera de Ingeniería del Instituto de Tecnología, 1, 2007: 30-32.
9 Diseño del protocolo de extensión MODBUS del módulo de control y medición del bus RS485 de Zhao Xuejun [J] Automatización
Química e Instrumentación, 2007, Número 2: 37-40