CAN總線在智能建筑溫濕度自控系統中的應用
3系統軟件設計
系統的軟件設計主要包括上位機的通信處理軟件和現場測控節點的數據采集與處理軟件的編寫。
3.1上位機軟件
采用基于Windows95平臺的Visual和Basic6.0面向對象的32位可視化高級語言編寫。具有系統參數(如波特率、輸出控制、報文標識與屏蔽等)設置、監視狀態設置、數據發送和接收、本機狀態查詢、節點狀態查詢、上下限報警、中斷接收數據管理等功能模塊,程序功能模塊如圖3所示。上位機首先對CAN總線適配卡及自身初始化,然后發送命令通知特定節點向CAN總線上發數據。通過CAN總線適配卡轉換后,再由上位機根據實際情況進行相應的處理。上位機采用定時輪循方式向各個節點發命令,而采用中斷方式接收數據。
3.2智能節點軟件設計
智能節點軟件由初始化、發送數據和中斷處理三部分組成,主要完成兩項任務:一是溫、濕度傳感器的采樣與控制算法,二是當上位機請求數據時將節點所在現場的溫、溫度和CAN節點狀態等數據傳送給上位機。溫、濕度傳感器的采樣與控制算法在定時器中斷服務程序中完成,數據信息的傳輸在主程序下完成。
4系統節能措施
智能大廈的空調器、制冷、供熱設備,由于設備眾多而且分散,其能耗占整個建筑的50%左右,是智能建筑的耗能大戶,為實現能量的優化管理與控制,滿足系統節能的要求,在保證舒適的前提下,采取以下措施:
(1)設定程序使餐廳、會議室等間歇使用處的空調機組在滿足舒適性的前提下間歇運動;按照事先設定好的時間表,根據上下班時間定時啟動或停止辦公室的空調機組;節假日停止運行,以達到節能目的。
(2)由于智能大廈中的房間均為舒適性空調,室內的溫濕度設定值并不需要全年固定不變,因此可按季節對溫度設定值進行變設定值控制。如夏季溫度設定在2326℃范圍內,冬季設定在1820℃,而過渡季節允許在2025℃范圍內波動。通過上述溫度變設定值控制可大幅度降低不必要的能理消耗。
(3)控制器的執行算法模塊主要采用了增量型PID控制算法和模糊算法。程序開始運行后,被控量的偏差較大,此時將采用增量型PID控制算法,使被控量盡快回到設定值附近。然后,當偏差處于某一預定范圍內時,將采用模糊控制算法減少控制量對被控量微小變化產生過于靈敏的動作,防止被控量在設定值附過產生振蕩現象。實現PID控制算法和模糊控制算法的理想結合,使系統達到節能目的。
(4)采用先進的變頻裝置,對水泵、風機進行變頻調速,效果明顯,變風量空調控制可減少空調負荷15%30%。由于空調機組、新風機組和風機盤管的負荷是經常變化的,如人員的頻繁進出,室外天氣的變化等。通過對熱泵機組和冷凍水泵按需冷量進行臺數控制,可以達到節能的目的。
(5)充分利用新回風的冷(熱)量并加以焓值控制,能節約相當可觀的能量。
5結束語
CAN總線以其獨特的設計思想、優良的性能和極高的可靠性,越來越受到人們的重視。在智能樓宇系統中使用CAN總線技術,提高了系統內部的通信速率、實時性,降低了誤碼傳送率。實際應用證明本系統控制效果好,可靠性高,溫度控制精度可達到±0.5℃,濕度控制精度達到±2%RH,充分保證了智能大廈的舒適性和安全性。
參考文獻
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