锡林郭勒盟科技馆智能化系统工程设计中的若干

　　在科技创新发展理念指导下，科技馆是展示科技创新与新技术的场所。科技馆建造采用高新技术的手段，如：自动控制技术、虚拟现实技术、仿真技术、影视技术等。其中自动控制技术根据科技馆智能科技化系统工程的设计和科研实践来实现，笔者提出锡盟科技馆智能化系统的主要技术问题处理对把握系统工程整体性能的重要意义，对工程设计中的若干技术问题分别进行探讨。

　　系统界面控制 

　　科技馆常设展厅是科技馆最基本、最主要的教育方式。常设展览和其它几种科普教育形式相互配合，形成综合效果，全面发挥科技馆科普教育基地作用。为了更好的展示通讯技术、多媒体技术、计算机网络技术、虚拟现实技术和有关微电子、计算机等基本知识。设计相关展区包括：设有人与健康展区(300平方米)、科技与生活展区(300平方米)、儿童科技园展区(400平方米)、能源、材料展区(400平方米)、声、光展区(400平方米)、防震减灾知识展区(300平方米)、信息技术展区(400平方米)、锡盟民族科技进步、科技创新成果展区(500平方米)但是设计是工程建设的前提，科技馆智能化系统工程的设计对确保技术先进及工程质量是至关重要的，本文的作者对工程设计中的主要技术问题处理进行探讨。

　　一、自动化控制系统的结构

　　(一)自动化控制系统的总体结构的基本框架

　　1、系统基本结构分析

　　在分级分布式自动化控制系统的基本结构为二层总线型，即上层的信息网络的通信总线(采用TCP/IP协议)，下层的控制网络通信总线(采用ΥS485标准或LonTalk协议)。信息网络(以太网)的通信总线承担管理信息与合成的控制信息的交换，是建筑物的信息主干网，在这级网络中，采用 TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)，易于同下层控制网络实现网络间的集成。 

　　控制网络通信总线构建了以完成实时控制数据传递而实现对机电设备控制的自动化管理网络，该网络实时性强，网络数据信息共享，系统体系组合灵活，便于扩展及维护。其中ΥS485是被机电设备厂商广为采用的控制总线接口标准，采用普通非屏蔽双绞线为传输介质，具有传输距离长，传输速率高，控制点多，联结方便，易于扩充等优点;另一种为LonTalk协议，是LonTalk技术使用的测控合一双向通信的控制总线所采用的协议，现场传感器可直接联入控制总线，简化了现场控制设备和方便了网络的联结，它已被列为美国标准ANSI135BACnet，作为控制总线的通信标准，绝大多数机电设备厂商已接受LonTalk技术，生产的产品均能互换。 上层的信息网络通信总线和下层的控制网络的通信总线，是构成自动化控制系统总体结构的基本方式。 

　　2、 自动化控制系统应至少有以下基本的配置(本文仅列出中央控制级部分) 

　　a.硬件：计算机系统，72小时备用电池等。 

　　b.软件：系统软件(含网络协议、网络操作系统)，语言处理软件，数据通信控制与管理软件，数据库及数据库管理软件，操作员接口软件，CΥT显示格式及标准报告软件，中央日程表软件，时间/事件诱发程序软件，能量管理软件，与各相关单项专业控制系统联网的软件系统，其它必要的软件系统等。 

　　(二) 自动化控制系统技术发展 

　　1、 单项设备系统专业控制技术的发展 

　　建筑物智能化系统工程中的设备监控系统主要包括：冷水机、空调机、锅炉、电梯、配电柜、发电机、照明、消防报警、安全等设备系统，均由不同类型的专业厂商提供，由于这些类别各异的设备专业独立性强，对监控的工艺技术要求复杂，控制信息的通信方式很不统一。因此，各专业厂商所近年来相继对设备机组的自控系统进行开发，已先后拥有了智能化程度不同的设备自控体系(部分已形成较完整的系列化)，并在网络接口和与相关系统的通信技术方面，也有较大的进展，先后推出了能以标准网络接 口与其它系统间实现双向通信的功能。采用单项设备专业化自控包，从设备优化制度、提高可靠性、完善使用功能、降低经济成本等方面考虑，有很好的发展前景，同时，在与建筑物智能化系统总体的组合上，也具有重要的实际使用意义。 

　　2、 自动化控制系统与网络技术 

　　自动化控制系统构成的内涵已被人们越来越具体地认识并接受，而支持其发展完善的基础技术也以它不断的进步，不时地起着启蒙和先导作用，同时，商家和用户也彼此交流，供需之间互相促进，也推动了控制技术 的不断发展与完善。现代网络技术的发展及深层次介入，使基于电脑和通信技术的建筑物自动化系统，能从单一平台的运作，走向跨平台的联网，便系统的总体构成产生了新的飞跃。在积极推行“国际标准”和先进“工业标准”的条件下，自动化系统在控制网 络中实现产品的互换及互操作、在信息网络中实现互通及互联成为可能，系统具有良好的开放性，能容纳更多更新的产品。同时，网络系统实时互联(采用InteΥnet/IntΥanet网络软件)，为建筑物的智能化管理，提供了更为广阔的空间。 

　　因此，建立建筑物自动化系统信息资源共享的网络化体系，是顺应时代要求的发展方向。 

　　(三) 自动化控制系统的结构 

　　1、控制层总线采用ΥS485标准，控制功能强，监控点多，传输效率高，它采取并行联网的方式，互相独立，点对点通信，系 统简洁，组网灵活，联结方便，有益于长距离传输及系统的发展扩充，该方式是集散型控制网络的基本形式。 

　　2、现场控制层中运用LonWoΥks技术的测控合一的双向通信控制总线，采用该方式的现场受控装置能直接纳入控制总线的 层面，系统较简洁，组网较灵活，越来越多的国家以此为产品生产的通信标准。因此，凡有LonMaΥk标记的产品，均能在系统中互 操互换，现代网络技术也为LonMaΥk产品创造了无限良好的空间，由此看来，它的开放性方面在未来应用的发展上，显然比前者有更大的吸引力。业内专家曾预测，建筑物自动化控制系统的集散型控制网络，将会以现场总线控制网络为发展趋势。 

　　3、单项设备系统纳入建筑物自动化控制系统控制网络层，从建筑物宏观的角度而言，能使该类控制系统更合理安全地工作，由于单项系统的基本控制功能已由自身独立完成，中央站仅为有序地进行管理，因此，它不占用中央数据库的容量，简化了系统网络的 信息传输与交换，使系统的自动化管理的整体效果和单项控制功能更优化了。该系统在单项系统工作环境复杂、自控要求高时，更能显示它的优势，同时，也越来越受到工程设计者的欢迎。 

　　4、综合以上对建筑物自动化控制系统控制网络层的分析，在现阶段的技术发展变革时期，各种技术方式在相当长时间内还会存在。工程设计者应全面地分析、理智权衡，在工程技术上，工程设计者没有必要固执地坚持某一种技术方式，更没有必要见异思迁地做新潮技术的追随者。 

　　二、智能化系统工程相关系统“接口”界面的技术控制 

　　(一)必须引起重视的问题 

　　在建筑物智能化系统工程建设中，普遍存在着诸如楼宇机电设备自控系统的控制器与受控设备之间、消防系统与安保系统的信息共享、消防系统的火警预报与灭火设备的联动控制、安保系统的各子系统间的控制信息互联及各种控制技术自动报警的联动 、以及各种管理信息集成的通信资源共享网络的互联、系统与系统之间的结合，这种相互的关系可归纳为二类，即设备硬件间的连接和系统与设备、系统与系统之间的信息通信软件方式的相联，它们都需要对各自的“接口”界面进行处理，以便良好运行，它是 把握系统工程成功与否的关键点，也是系统工程的技术难点。 

　　(二)影响相关系统“接口”界面处理的因素 

　　1、系统要求不明确、技术规则不统一; 

　　2、技术不成熟，实际操作无保障; 

　　3、各承包商工作的界面不明确，彼此推诿; 

　　4、技术不可行，系统结合实为虚设。 

　　(三)相关系统“接口”界面的控制方法 

　　对系统“接口”界面进行早期的技术控制，是相关系统结合最有效的方法，根据相关系统“接口”界面存在的问题，提出 根治的方法，确保智能化系统整体功能的实现。 

　　1、系统结合的功能要求应具体明确。对相关系统的结合的功能要求，应在可行性论证的基础上，整体构思后，分别具体提出，并且须分别明确，严格落实到位。 

　　2、“接口”技术及通信协议应统一 。对相关系统结合的“接口”界面技术应标准化、统一化，尤其在通信协议、网络构架等方面应明确要求，并分别予以限定性地具体化。 

　　3、采用成熟的系统技术。工程中应尽可能避免首次性的研究或开发，积极采纳成熟技术系统技术，选用技术、服务皆优的设备及供应商，优先推行有成功先例的系统应用体系。 

　　4、推广无缝隙的系统工程承包机制。在系统工程中，推广以工程的设备系统、技术服务、工程实施为一体的全过程专业化服务的总承包机制，是具有良好技术保障的无缝隙工程实施方式。

　　锡盟科技馆建成后，将成为具有特色的现代科技馆成为少年儿童科技启蒙教育的场所和社会广大公众了解和学习科学知识的课堂、也能成为老年人和残疾人科技活动的中心，将为锡盟的科技振兴和社会文明做出应有的贡献。

　　作者：刘国昌 来源：新科教 2012年1期