基于DDC樓宇智能控制系統的設計

1．2．3下位機系統程序[7-8]
　下位機系統程序包括引導程序、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(xiàn)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 系統工作原理
　該設計采用循環(huán)掃描的工作方式，每一個(gè)程序CPU都從第一條指令開(kāi)始執行，按照指令步序號做周期性循環(huán)掃描，如沒(méi)有跳轉指令，則從第一條指令開(kāi)始一條一條執行，直到結束后，再進(jìn)入下一個(gè)掃描周期，如此循環(huán)往復。每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為一個(gè)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(gè)因素。
每個(gè)掃描周期有如下三個(gè)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(gè)端口的狀態(tài)信息，并根據工作要求寫(xiě)入狀態(tài)寄存器。完成刷新階段的工作后，即轉入程序的執行階段，在程序執行期間，即使輸入狀態(tài)在不斷的變化，輸入寄存器的內容也不會(huì )隨著(zhù)發(fā)生變化，直到下一個(gè)周期的輸入刷新階段才可改變。
　(2)程序執行階段
　根據用戶(hù)輸入的梯形圖程序，從第一條指令開(kāi)始逐步執行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內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行完成后，轉入輸出刷新階段。
　(3)輸出刷新階段
　當所有指令執行完畢后，將狀態(tài)寄存器的內容依次送到I/O對應的輸出寄存器中，并通過(guò)一定的轉換方式，驅動(dòng)執行部件工作。
　由此可見(jiàn)，輸入刷新、程序執行、輸出刷新三個(gè)階段構成一個(gè)工作周期，并且循環(huán)往復，稱(chēng)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(jìn)行的，所以將這兩個(gè)階段稱(chēng)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(gè)掃描過(guò)程如圖5所示。

掃描周期的長(cháng)度主要取決于程序的長(cháng)度，掃描周期越長(cháng)，相應速度越慢，由于每個(gè)周期只進(jìn)行一次I/O刷新，所以系統存在輸入輸出滯后現象，這在一定程度上降低了系統的響應速度，但由于其對I/O映射表的變化，每個(gè)周期限只輸出更新一次，DDC在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外部擴展模塊隔離的，有利于避免工業(yè)現場(chǎng)脈沖的瞬時(shí)干擾，使誤動(dòng)作大大減少，但在快速響應的系統中就會(huì )造成滯后現象。
該設計是以網(wǎng)絡(luò )可編程控制器DDＣ為核心，利用現場(chǎng)總線(xiàn)CAN、工業(yè)以太網(wǎng)、ＧＰＲＳ等相關(guān)的通信媒介，將傳感器、執行電機和計算機進(jìn)行遠程或無(wú)線(xiàn)鏈接的硬件系統，通過(guò)對上位機進(jìn)行編程，從而實(shí)現了對下位機的控制，實(shí)現了樓宇系統的控制。其特點(diǎn)為：
　(1) 操作簡(jiǎn)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(jìn)行統一管理，大大節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) 由于傳統的DDC系統校準后會(huì )降低精度，而該系統則無(wú)需校準，減小了誤差。
　總之，通過(guò)該設計系統對樓宇進(jìn)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安全防范系統的設計與實(shí)施[M]. 北京：清華大學(xué)出版社,2008.
[4] 怯肇乾. 嵌入式系統硬件體系設計[M].北京：北京航空航天大學(xué)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(xué)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(chǎng)變空調供水溫度節能運行方案分析[J]. 暖通空調,2003，33(2):123-125.
[8] 周巧航,趙加寧,施雪華.深圳市某辦公樓空調系統節能潛力分析[J]. 暖通空調,2004,34(4):19-21.