LonWorks技术在楼宇自动化系统中的应用研究

论文摘要

我国智能建筑始建于90年代,至今已持续发展了10余年,从发展的过程看,经历了萌芽、起步、快速发展,到目前理性发展的阶段。楼宇自动化系统(BA)作为智能建筑的重要子系统之一,其系统构成与运行情况对整个智能建筑系统运行的成败产生直接影响,对楼宇自动化系统的研究一直是学术界和工程界极为关注的重点和难点。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技术集计算机、网络和控制于一体,以其高可靠性、安全性、易于实现和互可操作性等特点,成为当前最为流行的现场控制总线之一,在楼宇、运输、能源、环境监测等领域得到广泛应用。本文就如何将LonWorks技术应用到楼宇自动化系统中展开论述,主要研究内容如下:从BA系统和LonWorks的发展与现状出发,对LonWorks总线技术进行了较为深入的分析和讨论,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,并列出了当前系统设计所必须遵循的国家标准和行业标准。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,结合实际工程建设项目,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具体硬件实现和相应的软件设计方案。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MCGS软件工具进行了组态设计,实时监控软件界面友好、生动,具有一定的工程实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出和研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外相关研究现状
• 1.2.1 楼宇自动化系统的发展与现状
• 1.2.2 LonWorks总线技术的发展现状
• 1.3 本文完成的主要工作
• 第2章 LONWORKS现场总线技术
• 2.1 现场总线技术
• 2.1.1 现场总线的概念
• 2.1.2 现场总线的技术特点
• 2.1.3 常用现场总线技术比较
• 2.2 LonWorks总线技术
• 2.2.1 LonWorks技术概述
• 2.2.2 Neuron芯片
• 2.2.3 LonTalk协议
• 2.2.4 LonWorks编程语言—Neuron C语言
• 2.2.5 LonWorks开发工具
• 2.2.6 LonWorks的互操作性
• 2.2.7 LonWorks控制网络结构
• 2.3 本章小结
• 第3章 楼宇自动化系统
• 3.1 楼宇自动化系统功能
• 3.2 楼宇自动化系统组成
• 3.2.1 供配电系统
• 3.2.2 照明监控系统
• 3.2.3 给排水监控系统
• 3.2.4 暖通空调监控系统
• 3.2.5 电梯监控系统
• 3.2.6 停车场管理系统
• 3.2.7 消防监控系统
• 3.2.8 保安监控系统
• 3.2.9 楼宇自动化系统的协调与集中管理
• 3.3 楼宇自动化系统的设计依据
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于现场总线技术楼宇自动化系统的构建
• 4.1 工程背景及控制要求分析
• 4.1.1 工程背景
• 4.1.2 楼宇自动化系统对控制网络的要求
• 4.2 楼宇自动化系统结构
• 4.2.1 集散控制系统（DCS）结构
• 4.2.2 现场总线控制系统（FCS）结构
• 4.2.3 集散系统和现场总线综合结构
• 4.3 系统设计
• 4.3.1 网络的总体设计方案
• 4.3.2 基于LonWorks系统的网络实现
• 4.4 基于LonWorks总线技术空调控制系统的构建
• 4.4.1 空调系统原理与结构
• 4.4.2 空调系统控制功能与需求分析
• 4.4.3 控制环节实现方案
• 4.4.4 基于Lon总线技术的空调控制系统
• 4.4.5 空调控制系统硬件实现
• 4.4.6 构建大规模空调系统
• 4.4.7 空调控制系统软件实现
• 4.4.8 系统特点
• 4.5 本章小结
• 第5章 实时监控软件组态设计
• 5.1 MCGS全中文工业自动化组态软件
• 5.1.1 MCGS主要特点及功能
• 5.1.2 系统结构及工作方式
• 5.2 监控软件设计内容
• 5.3 上位机监控界面设计
• 5.3.1 状态流程
• 5.3.2 参数设置
• 5.3.3 趋势图
• 5.3.4 故障报警
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文目录