智能建筑现场控制器的设计.pdf

智能建筑现场控制器是实现建筑自动化的关键设备，它利用先进的微处理器技术，如意法半导体的32位Cortex-M3架构的STM32F107VCT6芯片，来控制、监视和管理建筑内的电气设备。这款控制器设计考虑了功能的可靠性、通用性、网络配置的便捷性和高速数据传输的需求。 设计方案包括以下主要组件： 1. **用户界面**：通过按键和液晶显示屏，用户可以设定功能参数，并通过数据存储电路保存这些设置，以便于定制和管理。 2. **输入/输出接口**：控制器设计有模拟/数字输入输出接口，能够连接各种类型的仪表，如普通I/O仪表和RS485智能仪表。模拟量输入接口（AI）能够处理0~10V的模拟电压信号或4~20mA的模拟电流信号，转换为0~2V的电压信号供微处理器使用。数字量输入接口（DI）使用光耦合器进行隔离保护，接收无源接点信号。模拟量输出接口（AO）和数字量输出接口（DO）则用于生成和传输控制信号。 3. **通信接口**：RS485接口电路用于与RS485智能仪表通信，通过MAX485芯片实现半双工总线的双向数据传输。此外，还设计了以太网通信接口，利用STM32F107芯片内置的MAC控制器，结合外部的DP83848和HR911105A芯片实现10/100M以太网连接，实现远程监控和系统组网。 4. **软件设计**：控制器软件基于μC/OS-II实时操作系统，实现了Mod-Bus协议和TCP/IP协议，以处理和传输数据。PID控制算法的应用确保了对现场设备的有效控制，满足建筑设备的自动化需求。 智能建筑现场控制器的设计不仅提高了建筑设备的运行效率，降低了能耗，还便于管理者远程获取设备状态、能量消耗和参数变化等信息，对提升建筑智能化水平至关重要。通过这种控制器，可以实现对空调、照明、给排水等设备的精确控制，达到节能减排的目标，同时提升了建筑的管理和维护效率。