【文章內(nèi)容簡介】 ，本系統(tǒng)旨在減少能源浪費，提供人們最舒適的環(huán)境，爺適應(yīng)這個時代的主題。智能照明實驗系統(tǒng)主要通過DDC控制器作為大腦來實現(xiàn)的，DDC作為中間環(huán)節(jié)來處理采集到的信號，并給固態(tài)繼電器一個信號，使后者根據(jù)這個信號來調(diào)節(jié)光照度。外界光線的采集是通過光照度傳感器來完成的，光照度傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的 ，光照度采集到的信號傳送給DDC控制器。外界是否有人物通過是通過被動紅外傳感器來完成的，被動紅外傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器 ，入射紅外輻射引起敏感元件的溫度變化，進而使其有關(guān)的物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化，通過測量有關(guān)物理參數(shù)的變化可確定探測器所吸收的紅外輻射 紅外傳感器和光照度傳感器從外界采集到的信號都會傳送到DDC控制器這個核心元件，由DDC控制器完成處理分析，燈具發(fā)光條件是：必須有紅外傳感器檢測到有人來到并且光線不滿足人們需要時候，DDC才會做出燈具發(fā)出合適的光照度；以下情況DDC是不會發(fā)光的：沒有人來到和光線足夠強滿足人們需要的時候，兩者有一燈具均不會發(fā)光。燈具光照度由零到最大值的變化時通過固態(tài)繼電器來實現(xiàn)完成的，固態(tài)繼電器(SSR)與機電繼電器相比，是一種沒有機械運動，不含運動零件的繼電器，但它具有與機電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點開關(guān)元件，他利用電子元器件的點，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，單項可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達到無觸點，無火花地接通和斷開被控電路，他可以控制燈具光照度有領(lǐng)導(dǎo)最大值的變化。光照度傳感器，被動紅外傳感器，DDC控制器均有給其配置一個外部工作電源，固態(tài)繼電器有內(nèi)置電源，各個元件的詳細(xì)介紹我會第三章闡述。本實驗系主要采用DDC控制器，光照度傳感器，被動紅外傳感器，固態(tài)繼電器等主要設(shè)備完成，主要運作過程如下：由被動紅外傳感器和光照度傳感器采集外來信號，將采集到的信號傳送至DDC控制器來進行中和處理分析，在有DDC將命令發(fā)送到固態(tài)繼電器，由固態(tài)繼電器來進行連續(xù)調(diào)光，燈具發(fā)光條件是：必須有紅外傳感器檢測到有人來到并且光線不滿足人們需要時候，DDC才會做出燈具發(fā)出合適的光照度；以下情況DDC是不會發(fā)光的：沒有人來到和光線足夠強滿足人們需要的時候，兩者有一燈具均不會發(fā)光。此實驗系統(tǒng)中，光照度的強弱是由零到最大值均可調(diào)的，光照度的變化的完成是通過固態(tài)繼電器來完成的。此實驗系統(tǒng)的完成將有助于學(xué)生深入了解智能照明基本過程和其先進性，具有一定的意義。下圖為本實驗系統(tǒng)的工作原理圖（詳見附錄）：圖：系統(tǒng)原理圖下圖為本實驗系統(tǒng)的平面布置圖圖：平面布置圖智能照明試驗系統(tǒng)的特點：1．系統(tǒng)可控制任意回路連續(xù)調(diào)光或開關(guān)。 　　2 ．場景控制：可預(yù)先設(shè)置多個不同場景，在場景切換時淡入、淡出。 　　3 ．可接入各種傳感器對燈光進行自動控制。 　　4 ．移動傳感器：對人體紅外線檢測達到對燈光的控制；如人來燈亮，人走燈滅（暗）。 　　5 ．光亮照度傳感器：對某些場合可根據(jù)室外光線的強弱調(diào)整室內(nèi)光線，如學(xué)校教室的恒照度控制。 　　7 ．紅外遙控：可用手持紅外遙控器對燈光進行控制。 　　8．系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)：可系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，利用上述控制手段進行綜合控制或與樓宇智能控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。 9. .本設(shè)計中，智能照明控制系統(tǒng)的完成不是單一的，必須通過各個元件之間的相互配合，缺一不可，光照度傳感器來感受外界光照，紅外傳感器來感受外界物體，在有DDC控制器綜合分析，將信號傳送給固態(tài)繼電器讓其做出反應(yīng)。智能照明系統(tǒng)有了很多傳統(tǒng)照明不能擁有的優(yōu)點，在未來必將成為照明界的主導(dǎo)。第三章 DDC智能照明實驗系統(tǒng)的子系統(tǒng)設(shè)計　　DDC(Direct Digital Control)直接數(shù)字控制，通常稱為DDC控制器。DDC系統(tǒng)的組成通常包括中央控制設(shè)備(集中控制電 腦、彩色監(jiān)視器、鍵盤、打印機、不間斷電源、通訊接口等)、現(xiàn)場DDC控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、以及相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥等元器件?！　∷媪藗鹘y(tǒng)控制組件，如溫度開關(guān)、接收控制器或其它電子機械組件,及優(yōu)于PLC等，特別成為各種建筑環(huán)境控制的通用模式。DDC系統(tǒng)是利用微信號處理器來做執(zhí)行各種邏輯控制功能，它主要采用電子驅(qū)動，但也可用傳感器連接氣動機構(gòu)。DDC系統(tǒng)的最大特點就是從參數(shù)的采集、傳輸?shù)娇刂频雀鱾€環(huán)節(jié)均采用數(shù)字控制功能來實現(xiàn)。同時一個數(shù)字控制器可實現(xiàn)多個常規(guī)儀表控制器的功能，可有多個不同對象的控制環(huán)路?！　∷械目刂七壿嬀晌⑿盘柼幚砥?，并以各控制器為基礎(chǔ)完成，這些控制器接收傳感器，常用融點或其它儀器傳送來的輸入信號，并根據(jù)軟件程序處理這些信號，再輸出信號到外部設(shè)備，這些信號可用于啟動或關(guān)閉機器，打開或關(guān)閉閥門或風(fēng)門，或按程序執(zhí)行復(fù)雜的動作。這些控制器可用手操作中央機器系統(tǒng)或終端系統(tǒng)。　　DDC控制器是整個控制系統(tǒng)的核心。是系統(tǒng)實現(xiàn)控制功能的關(guān)鍵部件。它的工作過程是控制器通過模擬量輸入通道(AI)和開關(guān)量輸入通道(DI)采集實時數(shù)據(jù)，并將模擬量信號轉(zhuǎn)變成計算機可接受的數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換)，然后按照一定的控制規(guī)律進行運算，最后發(fā)出控制信號，并將數(shù)字量信號轉(zhuǎn)變成模擬量信號(D/A轉(zhuǎn)換)，并通過模擬量輸出通道(AO)和開關(guān)量輸出通道(DO)直接控制設(shè)備的運行。　　DDC控制器的軟件通常包括基礎(chǔ)軟件、自檢軟件和應(yīng)用軟件三大塊。其中基礎(chǔ)軟件是作為固定程序固化在模塊中的通用軟件，通常由DDC生產(chǎn)廠家直接寫在微處理芯片上，不需要也不可能由其它人員進行修改。各個廠家的基礎(chǔ)軟件基本上是沒有多少差別的。設(shè)置自檢軟件和保證DDC控制器的正常運行，檢測其運行故障，同時也可便于管理人員維修。應(yīng)用軟件是針對各個空調(diào)設(shè)備的控制內(nèi)容而編寫的，因此這部分軟件可根據(jù)管理人員的需要進行一定程度的修改。它通常包括以下幾個主要功能： 　　控制功能：提供模擬P、PI、PID的控制特性，有的還具備自動適應(yīng)控制的功能。 　　實時功能：使計算機內(nèi)的時間永遠(yuǎn)與實際標(biāo)準(zhǔn)時間一致。 　　管理功能：可對各個空調(diào)設(shè)備的控制參數(shù)以及運行狀態(tài)進行再設(shè)定，同時還具備顯視和監(jiān)測功能，另外與集中控制電腦可進行各種相關(guān)的通訊。 　　報警與聯(lián)鎖功能：在接到報警信號后可根據(jù)已設(shè)置程序聯(lián)鎖有關(guān)設(shè)備的啟停，同時向集中控制電腦發(fā)出警報。 　　能量管理控制：它包括運行控制(自動或編程設(shè)定空調(diào)設(shè)備在工作日和節(jié)假日的啟停時間和運行臺數(shù))、能耗記錄(記錄瞬時和累積能耗以及空調(diào)設(shè)備的運行時間)、焓值控制(比較室內(nèi)外空氣焓值來控制新回風(fēng)比和進行工況轉(zhuǎn)換)。 評價一個DDC控制器的功能主要看其容量和配套的軟件。DDC控制器的容量是以其所包含的控制點的數(shù)量來衡量的，即其可接受的輸入信號或可發(fā)出輸出信號的功能和數(shù)量。也就是說其有幾個模擬量輸入點，幾個開關(guān)量輸入點，有多少個模擬量輸出點和多少個開關(guān)量輸出點。點數(shù)多少是評價一個DDC控制器的重要指標(biāo)，一般來講點數(shù)越多表明其功能越強，可控制和管理的范圍越大，當(dāng)然其價格也會越高。專門使用的DDC系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，以下列出其中最重要的幾點：　　1. 操作：　　終端DDC系統(tǒng)是建筑物管理的有力工具，它的操作系統(tǒng)可方便地管理一個或多個崗位，可及時按客戶要求或程序要求作出反應(yīng)，DDC系統(tǒng)允許控制器在操作時間內(nèi)同時具有其它功能，這一點是區(qū)別于傳統(tǒng)系統(tǒng)的。DDC系統(tǒng)可以單個終端獲得整個建筑操作的所有信息，這就具有很強的故障診斷能力。　　2. 降低費用：　　一個良好設(shè)計的DDC系統(tǒng)可在能源和人力方面降低費用。由于所有區(qū)域都經(jīng)中心調(diào)度和控制可通過能量的轉(zhuǎn)移而使之不會浪費，而且，系統(tǒng)可自動啟動或停止機械設(shè)備，使其在不必要時不運轉(zhuǎn)。它還可通過操作終端自動診斷和處理許多問題，而無需維修人員親臨現(xiàn)場，從而省去許多費用，降低維修成本。處于不同位置的多個建筑，可由一個中心控制室統(tǒng)一管理和監(jiān)控，而不必單獨控制，從而節(jié)省了人力?！　?. 提高舒適性：　　由于DDC系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)具有更高的精確度，溫度可保持在更接近于設(shè)定值的值，為此改善居住環(huán)境?！　?. 無需校準(zhǔn)：　　多數(shù)DDC系統(tǒng)無需校準(zhǔn)，可減少維修保養(yǎng)費用，并長期保持精度，而傳統(tǒng)系統(tǒng)校準(zhǔn)后就開始降低精度。　　5. 改善控制方式：　　DDC系統(tǒng)允許更復(fù)雜的控制方式以完成整棟大樓的基本管理，這樣可減少執(zhí)行費用并改善其居住的舒適性。DDC系統(tǒng)可根據(jù)建筑各部分的實際制冷量，調(diào)節(jié)冰水(寒水)機組的供冷量，以達到冷卻水溫要求又不致過冷，當(dāng)建筑冷量需求變化時，還可隨之調(diào)整冰水(寒水)機組?！　?. 提高房產(chǎn)價值：　　一套配有DDC系統(tǒng)的設(shè)備比未配DDC的設(shè)備具有更高的價值，它經(jīng)常作的一個完整施工計劃的重要組成部分，當(dāng)一棟建筑預(yù)售時，預(yù)購者常之考慮該建筑是否裝有最新管理系統(tǒng)?！　?. 更優(yōu)越的控制：　　由于DDC系統(tǒng)可完成各種邏輯功能，可按建筑操作的客觀情況作出復(fù)雜而精確的控制。因而更具優(yōu)越性?！　?. 高度靈活的控制：　　建筑物的各種參數(shù)往往不是一成不變的，新的客戶或舊客戶的新要求往往需要改變大樓的控制要求，多數(shù)DDC系統(tǒng)可按新要求重新編寫程序，而不必改變硬件。而且，DDC系統(tǒng)是模式化系統(tǒng)，便于以后大樓擴建，如大樓改建時，該系統(tǒng)可隨之?dāng)U展。　　9. 改善居住條件：　　許多大樓的所有者使用DDC系統(tǒng)以鼓勵租期已到的客戶留在大樓中，當(dāng)客戶看到他們住處具有成效管理系統(tǒng)時，他們對大樓就更滿意?！　?0. 改善維護和服務(wù)：　　整棟建筑采用DDC系統(tǒng)后，維護工作可通過系統(tǒng)自動做到，并紀(jì)錄需要服務(wù)的設(shè)備和地點，如需要，DDC系統(tǒng)還可紀(jì)錄各部分機械的運轉(zhuǎn)性能曲線和各房間的溫度變化，這些在分析和診斷機械系統(tǒng)或控制器問題時十分有益，因為系統(tǒng)能發(fā)展操作中的許多偏差，故許多問題可在客戶察覺前解決。HWBA52XX系列DDC控制器采用LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)，內(nèi)置Neuro3150芯片和FTT10A雙絞線收發(fā)器，支持自由拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有網(wǎng)絡(luò)布線簡單、配置靈活、使用和維護簡單、可靠性高等特點。可完成對樓控系統(tǒng)及各種工業(yè)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)量信號與模擬量信號的采集和控制。HWBA5201 DDC控制模塊是建筑設(shè)備管理系統(tǒng)的一部分，它采用LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)與外界進行通訊，具有網(wǎng)絡(luò)布線簡單、易于維護等特點。它可完成對樓控系統(tǒng)及各種工業(yè)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)量信號與模擬量信號的采集，并且對各種模擬量以及開關(guān)量設(shè)備進行控制Lon插口跳線按鍵圖DDC控制模塊HWBA5201外形圖功能：HWBA5201具有11個UI口、4個DO口、2個UO口、2個AO口,主要用于空調(diào)機監(jiān)控、新風(fēng)機監(jiān)控、水系統(tǒng)的供回水壓差監(jiān)控、熱交換器監(jiān)控、以及模擬量或開關(guān)量輸入采集、模擬量或開關(guān)量輸出控制，對外提供標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量的模擬量輸入口、開關(guān)量輸入口、模擬量輸出口、以及開關(guān)量輸出口。特點：I/O口種類豐富，可滿足常見各類空調(diào)和新風(fēng)機控制的要求可通過硬件插針和軟件設(shè)定支持多種輸入、輸出形式輸出控制獨有手自動切換和手動控制功能支持LonMaker等標(biāo)準(zhǔn)LonWorks網(wǎng)絡(luò)安裝工具可在線下載應(yīng)用程序，具有功能豐富的應(yīng)用程序庫和強大的運算能力采用基于PLUGIN技術(shù)的配置程序，可通過圖形化的界面現(xiàn)場進行工程方設(shè)計和調(diào)試技術(shù)指標(biāo)：工作電壓：24VDC工作電流：250mA網(wǎng)絡(luò)形式：LON總線I/O 數(shù)量：11個UI，4個DO，2個UO，2個AO輸入信號類型： AI 0～10V、0～20mA、NTC10K熱敏電阻，10位分辨率 DI 無源觸點開關(guān)量信號；輸出信號類型： DO 250VAC/5A，具手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，可選常開或常閉 AO 0~10VDC，具手/自動輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)，10位分辨率 UO 可作DO/AO輸出用，具手/自動輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)使用環(huán)境： 溫 度：20℃～+70℃ 相對濕度：10%～95%，不結(jié)露外形尺寸：235mm105mm20mm結(jié)構(gòu)、安裝及接線：HWBA5201 DDC控制模塊采用金屬外殼，其外觀及左視圖如下圖所示，須安裝在樓宇控制箱內(nèi)使用圖DDC控制模塊HWBA5201圖DDC控制模塊HWBA5201 本模塊對外接線端子如上圖所示，從左下角開始按逆時針方向編號依次定義為：序號端子名稱注釋序號端子名稱注釋1UI1A地26DO1D常開2UI1B通用輸入127DO1C常閉3UI2A地28DO2E公共端4UI2B通用輸入229DO2D常開5UI3A地30DO2C常閉6UI3B通用輸入331DO3E公共端7UI4A地32DO3D常開8UI4B通用輸入433DO3C常閉9UI5A地34DO4E公共端10UI5B通用輸入535DO4D常開11UI6A地36DO4C常閉12UI6B通用輸入637UO1H公共端/模擬量輸出13UI7A地38UO1G常開/地14UI7B通用輸入739UO1F常閉/未用15UI8A地40UO2H公共端/模擬量輸出16UI8B通用輸入841UO2G常開/地17