基于DDC樓宇智能控制系統(tǒng)的設計

1．2．3下位機系統(tǒng)程序[7-8]
　下位機系統(tǒng)程序包括引導程序、主程序、中斷程序、I/O處理程序、通信程序、功能模塊控制程序、特殊寄存器和線圈、配置表格、高速部件故障處理等功能模塊程序。圖4為下位機程序流程圖。

2 系統(tǒng)工作原理
　該設計采用循環(huán)掃描的工作方式，每一個程序CPU都從第一條指令開始執(zhí)行，按照指令步序號做周期性循環(huán)掃描，如沒有跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始一條一條執(zhí)行，直到結(jié)束后，再進入下一個掃描周期，如此循環(huán)往復。每一個循環(huán)稱為一個掃描周期，而掃描周期的大小主要取決于：(1)CPU的主頻；(2)程序中指令的多少；(3)指令周期這3個因素。
每個掃描周期有如下三個主要階段：
　(1)在輸入刷新階段，首先CPU掃描全部輸入端口，讀取各個端口的狀態(tài)信息，并根據(jù)工作要求寫入狀態(tài)寄存器。完成刷新階段的工作后，即轉(zhuǎn)入程序的執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)在不斷的變化，輸入寄存器的內(nèi)容也不會隨著發(fā)生變化，直到下一個周期的輸入刷新階段才可改變。
　(2)程序執(zhí)行階段
　根據(jù)用戶輸入的梯形圖程序，從第一條指令開始逐步執(zhí)行，并將相應的邏輯運算結(jié)果存入對應的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器中，當最后一條控制程序執(zhí)行完成后，轉(zhuǎn)入輸出刷新階段。
　(3)輸出刷新階段
　當所有指令執(zhí)行完畢后，將狀態(tài)寄存器的內(nèi)容依次送到I/O對應的輸出寄存器中，并通過一定的轉(zhuǎn)換方式，驅(qū)動執(zhí)行部件工作。
　由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段構(gòu)成一個工作周期，并且循環(huán)往復，稱為循環(huán)掃描工作方式。由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進行的，所以將這兩個階段稱為IO映射表刷新。當然還有自診斷功能和通信功能。綜上所述整個掃描過程如圖5所示。

掃描周期的長度主要取決于程序的長度，掃描周期越長，相應速度越慢，由于每個周期只進行一次I/O刷新，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應速度，但由于其對I/O映射表的變化，每個周期限只輸出更新一次，DDC在一個工作周期的大部分時間是與外部擴展模塊隔離的，有利于避免工業(yè)現(xiàn)場脈沖的瞬時干擾，使誤動作大大減少，但在快速響應的系統(tǒng)中就會造成滯后現(xiàn)象。
該設計是以網(wǎng)絡可編程控制器DDＣ為核心，利用現(xiàn)場總線CAN、工業(yè)以太網(wǎng)、ＧＰＲＳ等相關(guān)的通信媒介，將傳感器、執(zhí)行電機和計算機進行遠程或無線鏈接的硬件系統(tǒng)，通過對上位機進行編程，從而實現(xiàn)了對下位機的控制，實現(xiàn)了樓宇系統(tǒng)的控制。其特點為：
　(1) 操作簡單、方便并具備很強的故障診斷能力；
　(2)由于采用中心控制室對不同位置的建筑進行統(tǒng)一管理，大大節(jié)省了能源和人力成本；
　(3) 控制的精確度大大提高，從而提高了舒適度；
　(4) 由于傳統(tǒng)的DDC系統(tǒng)校準后會降低精度，而該系統(tǒng)則無需校準，減小了誤差。
　總之，通過該設計系統(tǒng)對樓宇進行控制,提高了效率，達到預期的效果。
參考文獻
[1] IEC61131-3標準[S].
[2] IEC61131-5標準[S].
[3] 黎連業(yè).智能大廈和智能小區(qū)安全防范系統(tǒng)的設計與實施[M]. 北京：清華大學出版社,2008.
[4] 怯肇乾. 嵌入式系統(tǒng)硬件體系設計[M].北京：北京航空航天大學出版社,2007.
[5] 胡漢才.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京：清華大學出版社, 2008.
[6] PPC系列PLC中文手冊[Z].2010.
[7] 陸瓊文,劉傳聚,曹靜.浦東國際機場變空調(diào)供水溫度節(jié)能運行方案分析[J]. 暖通空調(diào),2003，33(2):123-125.
[8] 周巧航,趙加寧,施雪華.深圳市某辦公樓空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能潛力分析[J]. 暖通空調(diào),2004,34(4):19-21.