智能建筑的计算机控制基础是现代建筑自动化中的关键组成部分,它涉及到楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS),有时还包括消防报警系统(FAS)和停车库管理系统(PAS)。这些系统共同构成了所谓的3A或5A大厦,旨在提高建筑的能效、舒适度和安全性。
计算机控制系统是智能建筑的核心,通常由硬件和软件两大部分组成。硬件部分包括被控对象、过程通道、计算机、人-机交互设备和控制操作台。计算机(主机)由微处理器、存储器(ROM和RAM)、系统总线等组成,负责数据采集、处理、逻辑判断、控制计算和报警。存储器分为ROM和RAM,前者存储固化的系统软件和常用数据,后者则用于临时存储运算数据。过程通道则是计算机与被控对象之间数据传输的媒介,分为模拟量通道和开关量通道,具有输入和输出功能。
模拟量通道处理连续变化的信号,包括模拟量输入通道(AI)和模拟量输出通道(AO)。AI由检测元件(传感器)、变送器、多路采样器和A/D转换器组成,将物理量转化为数字信号。传感器检测被控参数,变送器将其转换为统一的电信号,多路转换器分时切换信号,A/D转换器将模拟信号转为数字信号。AO则将计算机的数字信号通过D/A转换器转换为模拟量,控制执行机构。
开关量通道处理二进制状态的信号,如开关量输入通道(DI)接收现场设备的状态,通过电平转换和光电隔离处理后,输入到计算机。开关量输出通道(DO)将计算机的数字信号转化为控制信号,驱动现场的开关设备。
软件部分主要包括控制系统程序,它决定了计算机如何处理数据、执行控制策略和响应用户操作。PID控制器是其中的重要组件,其参数调整直接影响控制系统的动态响应性能。
控制网络技术在智能建筑中扮演着重要角色,如BACnet和LonWorks是常见的楼宇自动化网络协议。BACnet是一种开放标准,适用于不同厂商设备间的通信,而LonWorks则提供了一个低层网络平台,支持多种应用层协议,两者各有优缺点,可适应不同规模和复杂性的楼宇自动化需求。
智能建筑的计算机控制基础涉及了自动化系统的架构、控制原理、设备选型以及网络通信,对于理解和实施高效节能的建筑管理至关重要。学习这部分内容不仅需要理解自动控制的基本原理,还要熟悉相关传感器、执行器的工作方式,以及如何通过控制网络实现设备间的协同工作。