杭州慕宇装饰
机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。 在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下 几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵 敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰 有着直接的关系。为了避免电干扰,目前 有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信 息传感器来说,目前主要发展非接触型检 测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、 信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连。为进一步发展机电一体 化,必须提高信息处理设备的可靠性,包 括模/数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性,进而提高处理速 度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。目前,正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据 传递的格式标准化、规格化。接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修, 而且可以简化设计。目前,技术人员正致 力于开发低成本、高速串行的接口,来解 决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕 器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为 了减少软件的研制成本,提高生产维修的 效率,要逐步推行软件标准化,包括程序 标准化、程序模块化、软件程序的固化、推 行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展,在结构、功能、操作和控制精度 上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即 采用多C PU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、兼容性、符合接口标 准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、W O P技术和智能化。系统能提供 面向车间的编程技术和实现二、三维加工 过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊 控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也 加强了C N C系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力,并将刀具 破损检测、物料搬运、机械手等控制都集 成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合,而是全局动态最优综合。它 打破原有部门之间的界线,以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”,实现从经营 决策、产品开发、生产准备、生产实验到生 产经营管理的有机结合。企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统,主要由计算机、数控机床、机器人、料 盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。 它可以随机地、实时地、按量地按照装配 部门的要求,生产其能力范围内的任何工 件,特别适于多品种、中小批量、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人, 它们只能根据示教进行重复运动,对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性;第2代机器人带有各种先进的传感元 件,能获取作业环境和操作对象的简单信 息,通过计算机处理、分析,做出一定的判 断,对动作进行反馈控制,表现出低级智 能,已开始走向实用化;第3代机器人即智 能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂 的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独 立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状 和高新技术的发展动向,机电一体化将朝 着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自 动化的主要区别之一,也是21世纪机电 一体化的发展方向。近几年,处理器速度 的提高和微机的高性能化、传感器系统的 集成化与智能化为嵌入智能控制算法创 造了条件,有力地推动着机电一体化产品 向智能化方向发展。智能机电一体化产品 可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取 代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体 系结构进一步采用开放式和模式化的总 线结构。系统可以灵活组态,进行任意的 剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调 控制和综合管理。表现特征之二是通信功 能大大加强,一般除R S232等常用通信 方式外,实现远程及多系统通信联网需要 的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一 体化更加注重产品与人的关系,如何赋予 机电一体化产品以人的智能、情感、人性 显得越来越重要。机电一体化产品还可根 据一些生物体优良的构造研究某种新型 机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微 机械技术、微电子技术和软件技术,是机 电一体化的一个新的发展方向。国外称微 电子机械系统的几何尺寸一般不超过 1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。由于 微机电一体化系统具有体积小、耗能小、 运动灵活等特点,可进入一般机械无法进 入的空间并易于进行精细操作,故在生物 医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国 防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利 用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在 实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个 发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由 于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接 口、动力接口、信息接口的机电一体化产 品单元是一项复杂而重要的事,它需要制 订一系列标准,以便各部件、单元的匹配 和接口。机电一体化产品生产企业可利用 标准单元迅速开发新产品,同时也可以不 断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化 有重大影响,使其朝着网络化方向发展。 机电一体化产品的种类很多,面向网络的 方式也不同。由于网络的普及,基于网络 的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而 远程控制的终端设备本身就是机电一体 化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒 适的同时也使资源减少,生态环境受到严 重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化 是时代的趋势,其目标是使产品从设计、 制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极 小,资源利用率极高。机电一体化产品的 绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废时能回收利用。绿色制造业是现代制 造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技 术发展的结晶,是社会生产力发展到一定 阶段的必然要求。它促使机械工业发生战 略性的变革,使传统的机械设计方法和设 计概念发生着革命性的变化。大力发展新 一代机电一体化产品,不仅是改造传统机 械设备的要求,而且是推动机械产品更新 换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业 的必由之路。 参考文献: 1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003. 2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004. 3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6). 4、章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7). 5、梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007(9).
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读职业学校有前途吗?这个问题困扰着很多学生。其实,读职业学校并不意味着前途不好。相反,读职业学校可以为你的职业生涯打下坚实的基础。读职业学校有很多优势。首先,你可以通过学习专业知识和技能,提高自己的职业竞争力。其次,你可以通过学习实践经验,提高自己的工作能力。 上海市西南工程学校专业有哪些:序号专业名称所属类别1大数据与会计财经商贸2模具设计与制造装备制造3工商企业管理财经商贸上海市西南工程学校建筑装饰技术介绍所属学校:上海市西南工程学校专业大类:土木建筑大类专业名称:建筑装饰技术专业代码:640102专业方向:专业性质:精品特色专业对应职业工种:室内设计员毕业时职业技能所能考 出的职业资格证书:国际建筑装饰室内设计协会颁发的《室内设计师》对应开放实训中心:建筑装饰实训中心级别:校级专业介绍: 我校建筑装饰专业开设于1992年,是上海市品牌专业,近年来已逐步形成了以装饰设计为特色的专业定位,重点培养具备建筑装饰设计综合职业能力,就业有技能,设计有潜能的中等装饰设计人才。我校建筑装饰专业积极开展国际化水平的特色课程体系改革,拥有一支综合素质高具有国际视野的“双师型”教师队伍,拥有校企一体的综合实训中心。本专业面向上海市建筑装饰行业与企业,引企入校为平台,以国际化水平课程标准为引领,积极开展人才培养模式和教育教学改革,取得显著成效。 我校建筑装饰专业于2014年开发了国际水平专业教学校标准,为国际水平专业教学标准牵头开发单位。学校近年来与英国格拉斯哥城市学院、伯明翰都市学院积极开展交流与合作,打造具有国际视野与创新意识的双师队伍。通过引企入校推进教师与企业深度合作,实行“名师工作室”制度,培养后继勃发的青年教师团队。依托同济大学、闵行职教集团积极开展国际交流合作。逐步完成教师国际化水平的教学能力专项培训,积极推进教师国际通用学历培训,具有较好的的中外合作办学基础。2014-2015年我校积极开展市级示范校建设工作,通过“引企入校、校企一体”的人才培养模式与国际化专业课程体系改革、师资队伍建设以及实训基地的改扩建等全方位的建设大大促进了我校建筑装饰专业的进一步发展。 我校依托行业办学,具有较强的行业背景优势,与企业联系紧密,实践教学尤其在建筑装饰设计实操方面优势明显,通过引企入校,并逐步引入大中型企业合作办学的方式,推进引企入校的校企合作模式,引入外企和大中型企业,按照装饰设计人才需求规格,针对装饰设计员、计算机辅助设计员等岗位,整合工作任务和教学内容,通过“企业任务引领、学生角色融合、实施项目教学,参与工程实践”构建课程体系和评价方式。培养符合企业岗位需求的建筑装饰设计人才。另外,我校还积极拓展大中型合资或外资企业展开校企多方位合作,进一步加强“会设计、懂施工”的较高素质的建筑装饰人才培养模式改革,在保留专业特色与传统强项的同时建设设计与施工并行的品牌专业。 2016年我校获得国际建筑装饰室内设计协会,中国培训考核认证管理中心认定的特许室内设计培训单位,学生通过学习培训,将获得该中心颁发的《室内设计师》证书。 专业建设成果:2013年 全国职业院校技能大赛 国家级 室内设计 金奖 2013年 星光计划职业院校技能大赛 市级 室内设计 团体冠军 2016年 上海市影视动画专业中高职贯通教学设计大赛 市级 教学设计 三等奖 2016年 上海市第7届教学法评优 市级 教学设计 三等奖 2016年 上海市教师信息化教学大赛 市级 教学设计 二等奖 2016年 上海市中等职业学校第四届校本教材展示交流评比活动 市级 《3DMAX室内效果图》 优秀校本教材上海市西南工程学校建筑智能化设备安装与运维介绍所属学校:上海市西南工程学校专业大类:土木建筑大类专业名称:建筑智能化设备安装与运维专业代码:640401专业方向:专业性质:精品特色专业对应职业工种:智能楼宇管理员毕业时职业技能所能考 出的职业资格证书:维修电工、智能楼宇管理员(四级)对应开放实训中心:上海市公共物业开放实训中心级别:市级专业介绍: 坚持育人为本、德育为先、构建学生健全人格、促进健康成才为目标,通过加强校企合作,落实以真实工作项目为载体的工学结合人才培养模式改革。通过强化实践工作能力,加强“双师”结构和“双师”素质专业教学团队的建设和学生的能力培养。通过与企业紧密合作,加强校内实训基地建设,注重校内实训、校外实训和顶岗实习的有机分工、衔接与融通。 智能楼宇专业实行了“C&M” 成才目标的“订单式”培养模式,“双证融通”(水电工五级和智能楼宇师四级)的课程体系、“教科研一体化”的实训中心建设。2014年订单生比例为,2015年为 27%,2016年为 50%。双师素质教师比例91%。增加校外实训基地10家。建设市级标准精品课程1门,校级优质核心课程1门,出版教材3本,编著校本教材2本,搭建微课平台,制作微课40个,优化智能楼宇实训室、创新虚拟实训中心建设项目,实现了网上学习,虚拟实训,实际操作三位一体。形成专业特色教法“三层面六步法”。领衔开发了市级教学标准并进行全市范围的宣贯活动,学生荣获2015年星光计划团体第二名、全国职业院校技能比武团体二等奖、三等奖。 楼宇智能化设备安装与运行专业构建两个方向的“双证融通”的课程体系;在教学实施改革层面,专业采用“学习圈”模式开展教学模式研究课研讨,在此基础上,三个专业形成了符合专业特点的教学模式。 本专业依托上海市智能楼宇开放实训中心为支撑,学生在实训中心进行专业学习,专业课程学习配备小班化双导师制教学模式。同时在理实一体化实训室学习各项专业知识与技能。学生参加维修电工及智能楼宇管理员中级考证成绩在全是名列前茅。 人才培养质量的建设目标。针对教学过程建立质量标准和工作规范,健全评价、考评、激励等管理制度,形成持续改进的人才培养质量保障体系。注重对学生职业道德、职业技能和职业素质的全面培养,积极帮助学生进行职业生涯规划,开展就业指导与服务,稳步提高就业率。 专业建设成果:2013年 上海市星光计划学生技能比武 “智能家居”项目团体三等奖 2014年 楼宇专业通过上海市教委市级精品特色专业评估认定 2014年 主持上海市《楼宇智能化设备安装与运行市级专业课程标准》 2014年 全国职业院校学生技能比武“智能楼宇”项目团体二等奖 2014年 闵行区中等职业教育重点专业建设教学设计比武大赛决赛优秀组织奖(闵行区教育局、闵行区职教集团) 2014年 楼宇专业获得闵行区中等职业教育重点专业建设教学设计比武大赛决赛二等奖 2015年 全国职业院校学生技能比武“智能楼宇”项目团体三等奖 2015年 上海市星光计划学生技能比武 “智能家居”项目团体第二名 2016年 上海市中等职业学校微课程作品评选活动 市级 安防系统安装与调试 一等奖 2016年 上海市中等职业学校第四届校本教材展示交流评比活动 市级 楼控系统运行与维护 优秀校本教材 上海市西南工程学校国际商务介绍所属学校:上海市西南工程学校专业大类:财经商贸大类专业名称:国际商务专业代码:730501专业方向:专业性质:精品特色专业对应职业工种:外贸跟单员、关务师、报检员、货代员等毕业时职业技能所能考 出的职业资格证书:电子商务师(四级)物流服务师(国际货代)(三级)对应开放实训中心:国际商务综合实训中心级别:校级专业介绍: 一、培养目标 本专业主要培养面向外贸公司、外贸仓储运输企业、国际货运代理公司、船代公司、报关行等,掌握专业必要的文化科学基础知识和国际商务专业理论与操作知识,适应自贸区、跨境机电贸易需求,具备机电工业基础知识,具有开展国际商务活动的基本管理能力和涉外商贸能力,主要从事外贸跟单员、关务师、报检员、货代员等外贸岗位群,具有良好职业精神和综合素养的复合型技术技能人才。 二、专业特色 本专业是上海市品牌专业,是与上海电机学院联合举办的中高职贯通专业,也是上海市双证融通试点专业。已与多家企业单位开展深度合作,并签订订单式培养协议,形成了“校企融合,岗证结合”的人才培养模式。坚持以服务地区经济建设和企业为宗旨,以就业为导向,以能力培养为主线,以工学结合为途径,以学生职业技能和职业素质培养为核心。学校根据企业用人需求,推行“双证书”教育,将常规教学与行业、企业技能考核相结合,使学生具有一张文凭和多张技能证书,提高学生的实践动手能力,满足社会和企业需求。 三、课程建设 本专业集聚“校企一体”化课程建设及教学资源,创新国际商务专业中高职贯通学生职业素质教育课程模块,重构了基于工作过程的专业核心课程体系,建设了1门市级精品课程、7门校级精品课程,出版了2本项目教材,2本校本教材,完成6项教改项目。本专业核心课程有国际航运地理、国际贸易实务、商务英语、外贸函电英语、海运货代、报关实务、航空货运管理、运输及多式联运管理等。 四、师资团队 该专业目前已形成了一支师资力量强、教学水平高、实践经验丰富的师资队伍。共有专业教师16人,1个名师工作室。其中高级职称4人,中级职称10人,初级职称2人;“双师型”教师14人,比例达到90%以上;上海市骨干教师学员3人, 区骨干教师3人,并有3名教师直接来自于企业。聘请有多名行业、企业专家、技术人员来校兼职,行业兼职教师与校内专任教师比例超1:1。 五、实训基地 我校建有国际商务综合实训中心、报关实训室、电子商务实训室、商务礼仪实训室、财务会计实训室,其中包含国际商务专业所需的7个相关操作平台系统,可同时进行216个工位的实践操作。目前,正在筹建跨境电商创业与教学一体化综合实训室,加强学生创业教育,预计2017年将建成并投入使用。 另外,与上海沛强国际货运代理有限公司、上海文成报关公司、上海美华系统有限公司、东方国际创业股份有限公司等10家企业建立长期稳定可开展顶岗实习的校外实训基地,为学生的顶岗实习提供岗位,保证工学结合教学模式的顺利开展。 六、教学质量 该专业教学成效显著,学生3次连续在全国职业院校学生技能比武大赛中获“国际商务”项目团体二等奖,3次连续在上海市星光计划职业技能比赛中获“国际商务”项目一、二、三等奖。 根据我校毕业生质量调查结果,学生就业率100%,专业对口率达80%左右。本专业学生基本功扎实,专业技能强,专业综合职业素质高,有较好的团队合作精神,有良好的人际关系和心理素质,符合市场和企业的需求,深受企事业单位欢迎,得到了社会、行业、家长的一致认可。 专业建设成果:2013年 全国国际贸易职业能力竞赛 国家级 助理国际贸易师 二等奖(团体)单项一等奖1个, 二等奖2个,三等奖1个 云南省迪庆藏族自治州教育局交流优质教育教学科研成果展评 市级 教学论文 一等奖1人次 上海市第五届星光计划职业院校技能大赛 市级 国际商务 二等奖1人次,三等奖1人次 2014年 全国国际贸易职业能力竞赛 国家级 助理国际贸易师 二等奖(团体) 单项一等奖1个,二等奖3个 上海市中职教师继续教育培训 市级 国际商务 优秀学员1人次 2015年 全国优秀教育教学论文评选 国家级 教学论文 一等奖2人次 全国优秀教育教学论文评选大赛 国家级 教学论文 一等奖3人次,二等奖3人次 全国国际贸易职业能力竞赛 国家级 助理国际贸易师 二等奖(团体)1项 三等奖(团体)1项 上海市第六届星光计划职业院校技能大赛 市级 国际商务 一等奖1人次,二等奖1人次,三等奖1人次 上海市中高职贯通专业教学设计比武 市级 三等奖 2016年 上海中等职业学校第四届校本教材展示交流评比活动 市级 外贸单证实务 优秀校本教材 全国国际贸易职业能力竞赛 国家级 国际商务 三等奖(团体)自考/成考有疑问、不知道如何总结自考/成考考点内容、不清楚自考/成考报名当地政策,点击底部咨询官网,免费领取复习资料:
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基于嵌入式技术楼宇智能化控制系统*摘要:为了解决智能楼宇控制点种类和数量多的问题,设计了基于嵌入式技术的智能楼宇控制系统,系统采用MODBUS通讯协议,485/232总线结构,最大通讯距离达1200m,通过区域控制器与控制模块数目自由组合组成控制网络的方法成功解决这个问题,效果良好。关键词:智能楼宇 MODBUS协议 485/232总线 区域控制器0 引 言智能楼宇最早出现在美国,我国的智能楼宇起源于20世纪90年代,楼宇智能化是现代工业高科技的结晶,是未来“信息高速公路”的主节点,是进入“数字时代”新兴的产物。所谓楼宇自动化系统是对中央空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统进行监控。随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高[4]。系统控制的方式由过去的中央集中监控,转而由高处理能力的现场控制器所取代的集散控制系统,本文设计的楼宇自动化智能控制系统是专门为楼宇智能化所设计,同霍尼韦尔、西门子等楼宇控制产品相比结构灵活,控制简便,并且易于针对个体需求进行软件的二次开发。1 网络结构控制系统结构如图1所示,分为三个控制层。上层为PC远程集中监控,下层为控制模块,中间层为现场区域控制器。层与层之间通过RS232/485总线联网。远程集中监控平台主要功能为提供即时的数据显示、历史数据的保存维护和查询显示、故障报警和故障历史查询、参数修改和查询。PC远程监控平台为主要人机界面,所以上位机软件设计体现了如下三个优点:一是将控制网络WEB化,可以将不同来源、不同格式的信息转变为统一的格式,供具有统一界面的客户机浏览器浏览,以更好地适应信息化社会的使用需要;二是建立了基于SQL SERV-ER数据库的管理信息系统,提高了信息管理的功能;三是采用开放式设计的网络结构,可以更方便地与其他系统(如安保系统、消防系统)进行集成。软件基于delphi平台开发,加载大量图形操作,简单方便。控制模块包括四种,即数字量输入模块(Digital In-put)、数字量输出模块(DigitalOutput)、模拟量输入模块(Analog Input)、模拟量输出模块(AnalogOutput)。控制模块是控制系统的主要执行机构,即采集数字量信号和模拟量信号,也输出数字量信号和模拟量信号。因此每种模块各自拥有单独的控制芯片,既接受现场区域控制器的控制命令,又需要根据控制命令完成模块的输入输出功能。中间层现场区域控制器既与PC远程监控平台进行通讯,接受控制命令并上传实时数据,又通过控制模块采集数据、执行控制命令。显然,现场区域控制器是整个控制系统的核心枢纽,其重要性不言而喻,因此整个区域控制器的软硬件设计无疑成为整个系统的重点和难点。2 区域控制器硬件电路区域控制器硬件电路主要由CPU、上下位机通讯接口、EEPROM和时钟、键盘和触摸屏、液晶以及数字量/模拟量输入输出单元组成。硬件结构如图2所示。区域控制器CPU选用STC89C516RD2,这是一款新一代抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机[1-3]。区域控制器自身带有一定数目的数字量/模拟量输入输出单元,可以在智能楼宇控制系统中作为控制模块的补充,同时也可以使区域控制器单独作为产品配套控制器使用,灵活多变。时钟和EEPROM通过I2C总线与区域控制器CPU连接。I2C总线用两条线(SDA和SCL)在芯片和模块间传递信息。SDA为串行数据线, SCL为串行时钟线,这两条线必须用一个上拉电阻与正电源相连,其数据只有在总线不忙时才可传送。CPU是主设备,时钟和EEPROM是从设备[9]。上位机通讯接口由控制器CPU通过SPI总线访问异步通讯芯片MAX3100来实现。SPI总线采用三线同步接口。主要特点是可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等;下位机通讯接口以串行口中断的方式实现半双工通讯。为了满足多种输入方式,控制器同时带有键盘和触摸屏,即可以以按键方式键入控制命令,也可以直接点击触摸屏实现。键盘采用独立式键盘;触摸屏选用电阻式触摸屏,电阻式触摸屏屏幕主要由两个导电层组成,当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后由触摸屏控制器侦测到这一接触点并计算出(X,Y)的位置。软件流程智能楼宇控制系统所控制的点位种类多样,如温度、湿度、流量、开关等。硬件电路依据数字量、模拟量以及输入、输出提供了通用的接口,因此具体识别控制每个点位则完全由软件完成。现场区域控制器作为整个系统的控制核心,既要检测自身输入输出单元,完成显示,报警等功能,又要根据上位机(PC)、控制模块提供信息发出控制决策。因此软件流程包括初始化、故障检测与处理、控制算法实现、上下位机通讯等(图3),初始化包括数值初始化、中断初始化,通讯初始化,显示初始化;故障检测包括通讯故障,反馈故障,逻辑故障等;控制部分主要是程序算法的实现,对输入输出的智能控制,包括键盘/触摸屏输入及液晶输出,上位机通讯即远程PC与区域控制器通讯,而下位机通讯则是区域控制器与控制模块之间通讯[5-6]。楼宇自动化控制系统故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。楼宇自动化控制系统故障种类多样,故障处理方法又各有不同,因此故障的检测和处理就成为程序设计的一个难点,针对这种情况,程序采用了查表法(表1),成功的解决了这一难题。表中分5列,第一列为故障号;第二列为故障处理方法,如1(停机),2(关机), 3(重启)···;第三列判断是否联动,如0(否), 1(是),主要判断一些相互有关联的部分出现故障是否需要同步处理;第四列所谓的报警延时主要指某一现象视为故障的重复出现时间,目的是为了消除抖动引起的误报;第五列延迟寄存器则存放报警延时,如1(秒级延时寄存器), 2(秒级延时), 3(分级延时)。每条故障都要对应于表中的一条,实际应用中只需填写表格,快捷方便。上下位机通讯程序都采用MODBUS通讯协议[7-8],Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。此系统中当主设备为上位PC机时,现场区域控制器为从设备,当现场区域控制器为主设备时,控制模块为从设备。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Mod-bus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。例如:当主设备(现场区域控制器)发送如表2请求时,此控制器连接的所有控制模块都接受这请求,但是只有地址为1的控制模块对此请求应答,其他地址的控制模块自动丢弃这帧数据,经CRC检验数据正确后,根据功能码来处理此帧数据,此例中功能码为06,即向此寄存器地址写寄存器数据,完成后从设备需回应与主机请求相同的信息。置区域控制器和各种控制模块数量,结构灵活多变,可以适应多种输入输出信号,根据用户的实际需求开发控制软件,真正达到量身定做成为一大特色。本智能控制系统已经在多个楼宇智能化控制中使用,控制准确,运行稳定;另外,区域控制器也可单独使用,作为产品配套控制器,成功应用于除湿机、冷干机、Vocs气体清除装置等。参考文献1于洪洲·51系列单片机软件抗干扰设计[J]·集成电路通讯·2007,25卷,2期:16-182汪文,陈林·单片机原理及应用[M]·华中科技大学出版社3Yu ShouqianWang Jianhua Kou Jinqiao. Embedded Integrated Servo-controllers for IntelligentModularActuators[J]·HIGH B. Surrogate·Developmentofan IntelligentEnergyManagementNetworkforBuilding Automation, PROGRAMMABLE CONTROLLER FAC-TORY AUTOMATION(PLC FA)·2005,3:28-305黄鑫,宋洋·软件抗干扰技术及其在单片机上的应用·现代电子技术,2007年9期:90-926朱国飞·单片机在工业控制上的应用[J]·中国科技信息, 2005年18A期:77-797田拥军,赵光强,曾健平·基于RS485总线技术的PC机与单片机多机通讯设计[J]·湖南工程学院学报:自然科学版, 2007年17卷2期:19-238肖凯,张贤斌·Modbus协议在串口通讯中的研究及应用[J]·长江工程职业技术学院学报,2007年1期:30-329赵学军·RS485总线测控模块的MODBUS扩展协议设计[J]·自动化与仪表,2007年2期:37-40
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基于嵌入式技术楼宇智能化控制系统*摘要:为了解决智能楼宇控制点种类和数量多的问题,设计了基于嵌入式技术的智能楼宇控制系统,系统采用MODBUS通讯协议,485/
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