楼宇设备控制系统的制作方法

本发明涉及一种楼宇设备控制系统。

背景技术：

目前，随着楼宇控制系统的规模和复杂性日益提高，有效地设计大型楼宇设备控制系统变得越来越重要。在现有的技术方案中，楼宇设备控制系统通常是根据建筑布局图选择针对各个楼宇设备的现场控制器，随后基于各个箱柜的接线图进行现场设备的安装和调试。传统楼宇的各个系统一般都是人工操作的，因此工作量大，效率低，并且各个楼宇的运行参数无法自动反馈给后台监测，不方便工作人员分析和判断。楼宇控制系统中的各个子系统无法根据自动设定的程序自动运行，而且子系统之间相互交换数据通过有线方式。因此需要工作人员到系统运行现场记录各个子系统的运行参数和数据。因此，有必要设计更为高效的系统以适应现代化的楼宇。

技术实现要素：

本发明为解决现代化楼宇的控制问题，提供一种楼宇设备控制系统。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种楼宇设备控制系统，包括子系统、直接数字控制器和无线通信模块，所述子系统的数量为多个，所述直接数字控制器通过所述无线通信模块对所述子系统进行分散控制并集中管理，所述直接数字控制器包括采集模块、微处理器控制处理模块、驱动输出模块和电源电路模块，所述采集模块进行数据信号输入，所述微处理器控制模块负责对输出信号的运算处理，所述驱动输出模块驱动所述子系统的执行机构，所述子系统之间通过所述无线通信模块进行数据交互。

根据本发明的一个实施方案，所述采集模块的数据信号输入包括数字量输入和模拟量输入。

根据本发明的一个实施方案，所述驱动输出模块的驱动方式包括数字量输出和模拟量输出。

根据本发明的一个实施方案，所述无线通信模块采用lora模块或者nb-iot模块。

根据本发明的一个实施方案，所述电源电路模块包括线性稳压电路或者dcdc开关电路。

根据本发明的一个实施方案，所述无线通信模块采用串行外设接口进行数据通信。

根据本发明的一个实施方案，所述微处理器控制模块根据所述采集模块采集的数据进行比例控制、积分控制或微分控制。

根据本发明的一个实施方案，数量为多个的所述子系统包括由不同的设备系统组成。

根据本发明的一个实施方案，所述子系统包括冷热源系统、新风空气处理机组系统、吊顶空调机组系统、送排风系统、照明系统、排污系统和电梯系统中一种或多种。

本发明提供一种楼宇设备控制系统，通过直接数字控制器对各子系统进行控制，利用直接数字控制器和无线通信模块对楼宇的各个子系统进行分散控制、集中监视以及管理，各个子系统之间还可通过无线通信模块进行数据交互，从而可以及时发现问题，实现一体化控制、监测和管理，从而提供一个舒适、安全的生活和工作环境，通过优化控制提高管理水平，从而可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及运营成本，提高建筑物总体运作管理水平。

附图说明

图1为本实施例的楼宇设备控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

如图1所示，本实施例提供了一种楼宇设备控制系统，包括子系统、直接数字控制器(ddc，directdigitalcontrol)和无线通信模块，所述子系统的数量为多个，在楼宇中通常需要多套设备的子系统进行协同工作，所述直接数字控制器通过所述无线通信模块对所述子系统进行分散控制并集中管理，分散控制表明对分布在楼宇中不同位置的各子系统都可进行控制并进行管理，所述直接数字控制器包括采集模块、微处理器控制处理模块、驱动输出模块和电源电路模块，所述采集模块进行数据信号输入，所述微处理器控制模块负责对输出信号的运算处理，所述驱动输出模块驱动所述子系统的执行机构，所述子系统之间通过所述无线通信模块进行数据交互，使各子系统协同进行工作，同时可及时发现问题。

在本实施例中，所述采集模块的数据信号输入包括数字量输入(di)和模拟量输入(ai)，直接数字控制器可接收外部设备的无源干接点信号，完成数字量输入，直接数字控制器还可接收外部设备在0-10v的电压信号、4-20ma的电流信号、0-1000欧的电阻信号，完成模拟量输入，满足不同设备的需要。

同时，所述驱动输出模块的驱动方式包括数字量输出和模拟量输出，可针对设备的各种执行机构，如继电器、交流接触器、气动电动阀门和气动电动风门等，直接数字控制器可向外部设备提供干接点信号或者24v控制信号的数字量，直接数字控制器还可以向外部设备提供0-10v的电压信号或4-20ma的电流信号的模拟量，从而驱动各种执行机构。

可选的，所述无线通信模块采用lora(longrange)模块或者nb-opt(narrowbandinternetofthings)模块。lora模块可实现长距离、低功耗的无线通信，实现数据的传递；nb-opt模块具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点，使用license频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。

对于电源的选择，所述电源电路模块包括线性稳压电路或者dcdc开关电路，线性稳压电路的输出电压比输入电压低，反应速度快，输出纹波较小，工作产生的噪声低；dcdc开关电路包括boost(升压)、buck(降压)、boost/buck(升/降压)和反相结构，具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点。控制器的电源电路模块负责为控制器的各个功能模块提供正常工作所需要的直流稳压电源，直流电源的种类可以按照各个功能模块的需要而提供。直流电源可根据负载对电源质量的要求而选择线性稳压电路或者是dc-dc开关电路。如mcu单片机对直流电源的纹波噪声要求低，因此单片机供电电源选择直流稳压电源。

可选的，所述无线通信模块采用串行外设接口(spi，serialperipheralinterface)进行数据通信，串行外设接口以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为pcb的布局上节省空间，提供方便。无线通信模块是ddc控制器与无线网关和后台服务器联系的重要节点，它实现了用户通过云平台层监控和观察各个系统运行状况。

在本实施例中，所述微处理器控制模块根据所述采集模块采集的数据进行比例控制、比例积分控制或比例积分微分控制(p、pi、pid)，比例控制不能消除余差，但是它的控制速度特别快，不过控制精度不高，适合要求不太严格的系统；积分控制能够消除余差，控制比较精确，但是速度特别满，一般不单独事使用，多采用pi比例积分控制；微分控制具有超前性，但是他的控制是和偏差输入的变化率有关，对于一个不变的偏差他就无能为力了，所以一般也不单独使用，多采用pid比例积分微分控制，适用于精度要求更高的系统。微处理器控制处理模块可采用单片机作为主控芯片，微处理器模块包括mcu以及mcu正常运行所需的外围电路如时钟电路、晶振电路、复位电路、以及mcu供电电路组成，微处理器控制处理模块作为ddc控制器的大脑，对采集模块采集的各个参数根据软件程序(p、pi、pid)进行处理、运算，然后可将控制信号输出到驱动输出模块，按照软件指定的控制逻辑驱动执行机构。

在工作中，数量为多个的所述子系统包括由不同的设备系统组成，楼宇中通常会需要多套设备系统，可能为多套相同的设备系统，也可以为需要协同工作或者独立工作的不同的设备系统。

可选的，所述子系统包括冷热源系统、新风空气处理机组系统、吊顶空调机组系统、送排风系统、照明系统、排污系统和电梯系统中一种或多种。例如，可通过装设在回风管内的温度传感器所检测的温度送往ddc控制器与设定点温度相比较，用比例、积分、微分即(pid)控制，输出相应的电压信号，控制装在回水管上的电动调节阀的动作，使回风温度保持在所需要的范围。装设在送风管内的湿度传感器所检测的湿度送往ddc控制器与设定点湿度相比较，用比例积分控制，输出相应的电压信号，控制电动蒸汽阀的动作，使送风湿度保持在所需要的范围。

本发明提供一种楼宇设备控制系统，通过直接数字控制器对各子系统进行控制，利用直接数字控制器和无线通信模块对楼宇的各个子系统进行分散控制、集中监视以及管理，各个子系统之间还可通过无线通信模块进行数据交互，从而可以及时发现问题，实现一体化控制、监测和管理，从而提供一个舒适、安全的生活和工作环境，通过优化控制提高管理水平，从而可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及运营成本，提高建筑物总体运作管理水平。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。