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建筑自動化論文范文

時(shí)間:2022-12-11 18:57:10

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建筑自動化論文

第1篇

在我國當(dāng)前的電力系統(tǒng)中,自動化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,其組成結(jié)構(gòu)主要包括電網(wǎng)調(diào)度和變電站的自動化技術(shù),以及分散測控系統(tǒng)。其中,分散測控系統(tǒng)主要運(yùn)用的是分層分布方式,具體由運(yùn)行員工作站、過程控制系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、工程師工作站等四個(gè)部分組成。電網(wǎng)調(diào)度自動化主要由調(diào)度計(jì)算機(jī)電子系統(tǒng)、顯示裝置、服務(wù)系統(tǒng)等組成。變電站自動化主要由發(fā)電廠、變電終端裝置以及下級電網(wǎng)調(diào)度中心等幾部分組成。

2建筑電氣工程自動化技術(shù)的體現(xiàn)

建筑電氣工程自動化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,需要對建筑進(jìn)行接地性測試,并一定要在接地性測試通過以后,再對建筑進(jìn)行施工,尤其要對防雷自動技術(shù)充分重視,以保證接地引下線。另外,在對建筑施工的過程中,相應(yīng)施工人員需要對鋼筋進(jìn)行標(biāo)記,以防止施工現(xiàn)場出現(xiàn)混亂。其次,關(guān)注相關(guān)的接地支線,也就是說,在建筑電氣工程中,不是所有的裝置與配件都需要應(yīng)用金屬材質(zhì),也可以使用新型的塑料制品,因此,相關(guān)施工人員應(yīng)當(dāng)對接地的支線種類與作用進(jìn)行系統(tǒng)明確的區(qū)分。再次,施工過程中需要對接地的支線與分線進(jìn)行合理選擇,其原因在于不同用途的接地線其線路直徑也各不相同,如果出現(xiàn)差錯(cuò),不僅會在很大程度上影響接地效果,還會給用電戶帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。最后,建筑工程完工以后,工作人員需要運(yùn)用電氣工程自動化技術(shù)對接地線路進(jìn)行監(jiān)測,以防止線路被腐蝕,同時(shí)也對火災(zāi)事故做出預(yù)防。

3建筑電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1變配電系統(tǒng)

1)變電系統(tǒng)的施工過程。

變電系統(tǒng)對建筑電氣工程自動化系統(tǒng)來說,有著非常重要的作用,因此,在整個(gè)施工過程中,應(yīng)充分重視變電系統(tǒng)的施工,其具體的施工過程主要涉及到以下幾個(gè)步驟:首先,準(zhǔn)備好建筑電氣工程施工所能夠應(yīng)用到的一系列材料與裝備,之后對變電系統(tǒng)進(jìn)行定位與測量,與此同時(shí),還需要對設(shè)施定時(shí)開箱檢驗(yàn)。其次,裝置變電系統(tǒng)設(shè)施所需要的基礎(chǔ)型鋼,并測量母線槽上下角度的水平與尺寸。最后,裝置變電系統(tǒng)所需要的電纜橋架,之后進(jìn)行連接與鋪設(shè),再進(jìn)行試驗(yàn),并根據(jù)變電系統(tǒng)的情況做出合理調(diào)整。

2)低電壓配電系統(tǒng)。

所謂的低壓配電,事實(shí)上指的是以低壓電線為載體的配電,其配電方式主要有樹形結(jié)構(gòu)、放射性結(jié)構(gòu)以及鏈形結(jié)構(gòu)三種。當(dāng)前的很多建筑中,其電氣工程系統(tǒng)普遍使用的都是低電壓干線這種配電方式。一般情況下,低壓配電系統(tǒng)主要由配電線路以及配電設(shè)施共同組成,從我國當(dāng)前的電壓標(biāo)準(zhǔn)來看,低壓配電設(shè)備的使用標(biāo)準(zhǔn)為1kV以下,在建筑工地中,常用的低壓配電裝置包括熔斷器、開關(guān)、低壓配電柜、接觸器等。在進(jìn)行電氣工程自動化時(shí),還要對其安全性進(jìn)行充分考慮,低壓設(shè)備往往容易引發(fā)火災(zāi),在施工過程中,一定要對其倍加關(guān)注。

3)高電壓配電系統(tǒng)。

我國當(dāng)前規(guī)定的高壓配電設(shè)備需要保證其電壓值要在1kV以上,但如此高的電壓值會令配電系統(tǒng)承受相對高的放射性電壓,因此,在選擇配電方式的過程中,要充分注重客觀條件,進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。在建筑施工過程中,常用的高壓配電裝置主要包括高壓的隔離開關(guān)、熔斷器、開關(guān)柜、避雷器、負(fù)荷開關(guān)、互感器、斷路器等,在建筑中運(yùn)用電氣工程機(jī)器自動化技術(shù),會很大程度上提升配電設(shè)備的電壓,因此,在整個(gè)施工過程中,要充分注意電氣事故的預(yù)防與控制。

3.2樓宇自動化系統(tǒng)

普遍意義上講,樓宇自動化控制系統(tǒng)的核心為分散控制集中管理,而該系統(tǒng)中的分散控制器一般情況下使用的是數(shù)字控制器,即Charge-CoupledDevice簡稱CCD,也叫電荷耦合原件,該裝置主要利用上位計(jì)算機(jī)來控制與管理想用的計(jì)算機(jī)畫面,而其主要的方式則是由一系列專門化的動畫、文本、曲線、控件、數(shù)據(jù)、腳本等組成。樓宇自動化控制系統(tǒng)內(nèi)部主要分為消防、電梯、照明、通風(fēng)、給排水、保安、電力等幾大系統(tǒng),在對樓宇自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,其根本目的在于將系統(tǒng)中的基點(diǎn)設(shè)施進(jìn)行分析與整合,并對系統(tǒng)整體裝置進(jìn)行統(tǒng)一管控,從而保證整個(gè)系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)有序,將其工作場所搭載得更加舒適、安全、高效,并在最大限度內(nèi)降低能源與成本的消耗,節(jié)省工程造價(jià)。

3.3電氣安全

自人類進(jìn)入電氣時(shí)代以來,用電安全問題便一直得到社會大眾的普遍關(guān)注,而建筑電力工程的電力安全問題始終威脅著施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此,保證建筑電力工程的電力安全,是當(dāng)前急需解決的主要問題。

1)安全載流量。

所謂的安全載流量,指的是建筑電氣工程中,能夠不間斷在導(dǎo)體里通過的相應(yīng)電流量。正是因?yàn)槠潆娏髁坎婚g斷,因此,在其內(nèi)部的電流超出了安全載流量時(shí),便會導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱,而當(dāng)導(dǎo)體發(fā)熱到一定程度之后,隨著其溫度的升高,便會造成絕緣裝置的損壞,嚴(yán)重時(shí)還可能會造成漏電,甚至產(chǎn)生火災(zāi),對整個(gè)系統(tǒng)的用電安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。因此,在建筑電氣工程中,采用適合的導(dǎo)體安全載流量,能夠有效幫助相關(guān)人員對設(shè)備進(jìn)行選擇,同時(shí)也對確定導(dǎo)體截面有著非常重要的作用。

2)安全距離。

所謂的安全距離,指的是人或物在接近帶電物體的過程中,能夠保持安全的距離,這個(gè)距離能夠在最大限度內(nèi)防止帶電物體中的電流對人體或物體產(chǎn)生傷害。舉例來說,在建筑電氣工程中,帶電體與人體,或與其他設(shè)備之間,都需要保持一定的安全距離,不僅如此,帶電體之間以及帶電體與地面之間,也都需要保持安全距離。所以,在建筑電氣工程的配電與變配電工作中,需要注重保持設(shè)備之間的安全距離,另外,在檢修以及安裝變配電方面,也需要注意安全距離。

3)電氣絕緣。

因?yàn)殡娋哂幸欢ǖ膫π裕栽诮ㄖ姎夤こ讨?,需要對電氣裝置以及配電線路進(jìn)行絕緣處理,這樣做能夠在最大限度內(nèi)保證施工人員的人身安全。同時(shí),還要對電氣裝置進(jìn)行絕緣檢驗(yàn),以在最大限度內(nèi)避免電氣工程中電力安全事故的發(fā)生。

4結(jié)語

第2篇

為解決模型的問題,構(gòu)建統(tǒng)一的工程信息模型是一個(gè)有效的方法,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息包含了工程的物理模型、模型的邊界的條件、模型管理等很多方面的信息,物理模型包括了構(gòu)件信息、截面信息、節(jié)點(diǎn)情況以及很多截面信息等,管理信息主要有不同構(gòu)件的的關(guān)系以及模型與模型之間的關(guān)系等。建筑工程信息的管理性和一致性都比較好,相對而言可以更好的建立工程數(shù)據(jù)源,實(shí)現(xiàn)不同構(gòu)件之間信息的共享,實(shí)現(xiàn)模型的全局共享,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模型自動轉(zhuǎn)化的實(shí)現(xiàn)具有十分重要的意義。圖1為建筑就該信息轉(zhuǎn)化的基本流程,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工圖設(shè)計(jì)等,實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)模型的轉(zhuǎn)化基本流程是:首先要提前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息,構(gòu)件建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些基本模型;然后對已經(jīng)分析好的模型通過接口導(dǎo)出,對結(jié)構(gòu)模型提取、分析、計(jì)算;接著將分析好模型通過接口導(dǎo)入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)件模型,實(shí)現(xiàn)施工圖設(shè)計(jì);最后對設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行工程量的計(jì)算,從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度控制工程造價(jià)。通過件PKPM和CAD之間的轉(zhuǎn)化解釋模型轉(zhuǎn)化的程序,當(dāng)今結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,軟件PKPM應(yīng)用較為廣泛,其作為一個(gè)國產(chǎn)軟件,相對國際上的軟件易學(xué)而起比較好上手,但CAD和PKPM能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)換一直是工程師關(guān)系的問題,首先打開PKPM,選中AutoCAD平面圖向建筑模型轉(zhuǎn)化,導(dǎo)入的內(nèi)容有軸網(wǎng)、梁、柱、剪力墻以及各種尺寸和標(biāo)注,而要進(jìn)行轉(zhuǎn)化的則有梁、柱、剪力墻以及軸網(wǎng),進(jìn)入建筑模型與荷載輸入,對各種模型進(jìn)行修改。

2建筑設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型

在建筑工程中二維圖形應(yīng)用較多,設(shè)計(jì)人員主要進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖和施工圖的設(shè)計(jì),采用圖元識別方法獲取建筑軸網(wǎng)及定位墻、柱等,采用IFC文件導(dǎo)出,基于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模型和孔壁的實(shí)體的對結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行描述。材料相關(guān)和實(shí)體相關(guān)能夠建造墻體定義的多材料模型,基于識別材料實(shí)體實(shí)現(xiàn)本構(gòu)模型的建立,除了實(shí)體墻如此建立之外,結(jié)構(gòu)也可以用這種方法定義。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)分析模型

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,國際上常用的結(jié)構(gòu)析軟件結(jié)構(gòu)一般采用的都是公開數(shù)據(jù)的模型格式,這樣方法將國產(chǎn)簡化了很多,但這種轉(zhuǎn)化的前提是基于不同分析軟件之間,而不是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型到分析模型的轉(zhuǎn)化。為此,需要遍歷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型,利用軟件導(dǎo)出結(jié)構(gòu)構(gòu)件信息寫入模型文件;然后定義模型的約束條件以及荷載的情況;然后把設(shè)計(jì)結(jié)果導(dǎo)出到數(shù)據(jù)庫;最后將構(gòu)件配筋信息及其結(jié)構(gòu)構(gòu)件建立相對比較完整結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)模型。

4建筑結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化

為工程算量模型由施工圖設(shè)計(jì)形成結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)模式,包括工程模型中的所有計(jì)算的信息量算工程量直接的數(shù)據(jù)源的模式,國內(nèi)計(jì)數(shù)的當(dāng)前應(yīng)用的三維圖形軟件的數(shù)量尚未實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在的國際金融公司(IFC)等國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的支持,實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能只能通過開發(fā)了一個(gè)專用接口?;诟鼜V泛的取樣的國內(nèi)應(yīng)用廣聯(lián)達(dá)鋼筋軟件,XML映射模型的結(jié)構(gòu)模型的方式進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)的工程計(jì)算該模型的量來實(shí)現(xiàn)的。元語言定義了XML語言提供的XML模式的機(jī)制,可以通過文檔類型定義有兩種方法來定義和模型模板用于XML模式定義??梢砸蕴娲绞降奈臋n類型定義文件的方式相比,由于元語言的具有XML文檔法律的一致性、可擴(kuò)展性、靈活的出來數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn),所以利用現(xiàn)替代文檔類型方式定義XML文檔類型的模型模板。

5結(jié)論與展望

第3篇

關(guān)鍵詞:建筑物自動化總線技術(shù)

中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第26章《建筑物自動化系統(tǒng)(BAS)》所規(guī)定的模擬和數(shù)字混合的集散型系統(tǒng)(TDS),已面臨更新為全數(shù)字系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。就像工業(yè)自動化一樣,建筑物自動化市場在技術(shù)接受期曲線上,通常落后于商業(yè)領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用會有幾年之久,因此,在商業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)成功運(yùn)用多年的個(gè)人計(jì)算機(jī)和以太網(wǎng)通信,現(xiàn)在卻成為BAS更新途徑的熱門話題。PC-BasedControl和以太網(wǎng)技術(shù),已經(jīng)開始全面進(jìn)入BAS領(lǐng)域。2000年3月,Honewell公司推出的全數(shù)字化閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)DVM,就用PC-BasedVideoServer,類似于商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的個(gè)人計(jì)算機(jī)式視頻服務(wù)器,取代了傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字混合的CCTV閉路電視矩陣切換器和磁帶錄象設(shè)備;DVM系統(tǒng)中,經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換接口把所有攝像機(jī)的視頻信號直接連入以太網(wǎng)通信,每20臺攝像機(jī)使用1臺VideoServer。這種第三代保安監(jiān)控電視的全數(shù)字化CCTV以太網(wǎng)系統(tǒng),已經(jīng)在澳大利亞悉尼機(jī)場使用。

PC機(jī)技術(shù)日新月異的進(jìn)步,使BAS的中央站功能不斷增強(qiáng);PC機(jī)的商業(yè)軟件,如ODBC、API等等,已成為BAS的標(biāo)準(zhǔn)軟件;基于PC機(jī)技術(shù)的分站不斷發(fā)展。信息領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)自動化和建筑物自動化各個(gè)層面的影響,從上到下。BAS管理層的以太網(wǎng)正在下植到自動化層和更低的現(xiàn)場層。BAS三層結(jié)構(gòu)將會成為以太網(wǎng)"一網(wǎng)到底"的三層網(wǎng)絡(luò)。完成這項(xiàng)"通體透明網(wǎng)絡(luò)"革新的主要技術(shù),就是以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。以太網(wǎng)現(xiàn)場總線,也可稱為以太網(wǎng)I/O(Input/Output),是控制技術(shù)和信息技術(shù)的完美結(jié)合,性能發(fā)揮到極致,它或許能夠解決工業(yè)自動化長期爭論不休的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化問題,是商業(yè)技術(shù)影響工控技術(shù)的一個(gè)范例。

以總線為脈絡(luò),分析計(jì)算機(jī)總線、測控總線和網(wǎng)絡(luò)總線在BAS技術(shù)發(fā)展中分別擔(dān)綱的角色,可以加深對BAS未來發(fā)展的了解。

1、總線BUS

總線一詞,源于計(jì)算機(jī)技術(shù)。總線是各種信號線的集合(包括地址、數(shù)據(jù)、控制、電源等),是各種信息傳輸?shù)耐罚袇R總的涵義。微軟百科詞典定義總線為:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M硬件連線(導(dǎo)線)。IBM公司將其簡稱為用于傳輸信號或功率的一根或多根導(dǎo)體。在建筑物自動化中,BAS總線可解釋為用來連接中央站分站、現(xiàn)場設(shè)備或者各種系統(tǒng)的那些具有導(dǎo)電性的通路,以完成數(shù)據(jù)或信號的傳輸。

以應(yīng)用范圍來分,BAS總線可劃分為計(jì)算機(jī)總線、測控總線和網(wǎng)絡(luò)總線、。計(jì)算機(jī)總線用于上位管理計(jì)算機(jī)和中央站內(nèi)部部件的連接。測控總線用于中央站與分站的連接,分站與現(xiàn)場設(shè)備的連接,現(xiàn)場設(shè)備之間的連接。網(wǎng)絡(luò)總線則是將上位管理計(jì)算機(jī)和中央站、瀏覽器等視為節(jié)點(diǎn)而共同連接在一起的一條多分支線路,將數(shù)據(jù)置于網(wǎng)絡(luò)總線中,數(shù)據(jù)將會經(jīng)所有的節(jié)點(diǎn)檢測后,由其指定地址的節(jié)點(diǎn)接收。BAS管理層的以太網(wǎng)就是網(wǎng)絡(luò)總線。當(dāng)以太網(wǎng)下植到自動化層和現(xiàn)場層以后,以太網(wǎng)又扮演著測控總線的角色,在這種背景下,我們借用"網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)"的概念,不免也可以說"網(wǎng)絡(luò)就是控制器",因?yàn)樗袀鞲衅?、?zhí)行器、分站、中央站已經(jīng)遍布以太網(wǎng)中,以太網(wǎng)被賦予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力,人們可以隨心所欲使用以太網(wǎng),無論是進(jìn)行實(shí)時(shí)控制還是傳遞管理信息。

2、標(biāo)準(zhǔn)化Standardization

作為信息傳輸通路的總線,追求標(biāo)準(zhǔn)化,是各種總線的共同目標(biāo);只有標(biāo)準(zhǔn)總線,才能夠支持更多的性能不同的產(chǎn)品的連接,完成更多更好的系統(tǒng)的集成,實(shí)現(xiàn)更完善的控制和管理,因此,總經(jīng)以其有匯集性能的特點(diǎn),尤其需要標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)總線的形成,主要有兩種方法,一種是由非商業(yè)的或政府組織所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn),目的在于使某一種類型總線開發(fā)和使用規(guī)范化,例如RS232C;這種正規(guī)的合法的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是在對已有方法、途徑及技術(shù)開發(fā)進(jìn)行仔細(xì)研究的基礎(chǔ)上起草,并經(jīng)正式批準(zhǔn)后產(chǎn)生,這種標(biāo)準(zhǔn)通常包括著一些國際標(biāo)準(zhǔn)。另外一種方法,是有某一家公司先行開發(fā)出一種總線技術(shù),由于成功,得到其它公司模仿和廣泛使用,以至一偏離該總線就會產(chǎn)生不兼容問題,導(dǎo)致產(chǎn)品在市場中受到限制,例如現(xiàn)場總線LonTalkBus;這類事實(shí)上的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是基于市場需求產(chǎn)生而形成的,無需正式批準(zhǔn),這種標(biāo)準(zhǔn)通常包括大量流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3、計(jì)算機(jī)總線ComputerBus

中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92第26章BAS,對中央站硬件、組態(tài)、系統(tǒng)軟件的規(guī)定(26.4.26.5)非常簡單,僅是基于采用計(jì)算機(jī)作為監(jiān)控中心的一般原則,如應(yīng)設(shè)置CPU、CIU、CRT、打印機(jī)等規(guī)定,對上位管理計(jì)算機(jī)則僅限于優(yōu)化控制與管理某些功能要求。但是,近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快,系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、存儲系統(tǒng)、處理器技術(shù)、輸入輸出系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),都是如此,其中,計(jì)算機(jī)總線技術(shù)與工業(yè)自動化、建筑物自動化關(guān)系密切,計(jì)算機(jī)總線是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息總通道,性能優(yōu)劣,對BAS上位管理計(jì)算機(jī)和工作站的影響是至關(guān)重要的。因?yàn)椴捎孟冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)總線,可以提高工作站的帶寬,改變工作站的兼容性和開放性,并能提高工作站的可靠性,這對控制系統(tǒng)無疑是最重要的性能。例如,使用PCI總線技術(shù)的PC機(jī),每年停機(jī)時(shí)間可以小于315秒中,可靠性高達(dá)99.99%,因此,BAS用戶已經(jīng)開始關(guān)心工作站的計(jì)算機(jī)總線,2000年9月山西省太原市某國際貿(mào)易中心大廈BAS招標(biāo)文件中,明確提出中央站應(yīng)該使用計(jì)算機(jī)33MHz三總線結(jié)構(gòu)PCI(外部設(shè)備互聯(lián)總線),說明用戶不僅關(guān)心各種功能模塊設(shè)置,還要求提供工控級別的總線來保證工作站性能。隨著基于PC機(jī)控制的技術(shù)進(jìn)展,計(jì)算機(jī)總線對BAS的影響會更加重要。因?yàn)锽AS將逐漸最終成為由一臺PC機(jī)控制幾條現(xiàn)場總線的系統(tǒng)。

3.1計(jì)算機(jī)總線的發(fā)展歷史

1970年,DEC公司首先推出了稱為Unibus的總線,把PDP11小型計(jì)算機(jī)上所有的部件、設(shè)備都連接在一起。它是一種單總線結(jié)構(gòu)。

1981年,IBM公司在第1臺個(gè)人計(jì)算機(jī)IBMPC/XT上推出了XT總線,也是單總線,1984年,采用16位CPU的IBMPC/AT出臺,AT總線在XT總線結(jié)構(gòu)上,增加了一組輸入/輸出總線,形成雙總線結(jié)構(gòu)。AT總線就是著名的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線ISA,全稱是IndustrialArchitecture工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),它是通過將板卡出入IBMPC及其兼容機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展槽來添加計(jì)算機(jī)部件的總線設(shè)計(jì)規(guī)范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基礎(chǔ)上,推出EISA,擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),這是一種把附加卡(例如視頻卡、內(nèi)置卡MODEM卡及支持其它設(shè)備的卡)聯(lián)接到PC機(jī)主板的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。EISA總線操作頻率比ISA高很多,能提供很多的數(shù)據(jù)吞吐率。

為了提高PC機(jī)性能,使某些擴(kuò)展板可以直接與微處理器通信,而不必經(jīng)過通常使用的系統(tǒng)總線,Intel公司提供了PCI總線規(guī)范。這種局部總線允許在計(jì)算機(jī)上安裝多至10個(gè)PCI兼容的擴(kuò)展卡,PCI局部總線系統(tǒng)需要在某個(gè)PCI兼容插槽中安裝一塊PCI控制卡,每次可以以32位或64位的速度與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PCI規(guī)范還考慮了多路復(fù)用Multiplexing。因此,PCI總線已成為今天計(jì)算機(jī)事實(shí)上的局部總線標(biāo)準(zhǔn)。由于PCI獨(dú)立于處理器,不僅Intel系列可用,DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用,它的向前向后兼容性,能使現(xiàn)有的多種計(jì)算機(jī)都能平滑過度到新標(biāo)準(zhǔn),所以尤其受工業(yè)控制機(jī)行業(yè)的歡迎,建立了PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)協(xié)會PCIIndustrialComputerManufacturersGroup(PCIMG),致力于在工控機(jī)行業(yè)推廣PCI總線。1995年,出版了CompactPCI規(guī)范。

PCI總線在計(jì)算機(jī)中配置了3組總線,時(shí)鐘33MHz,與CPU時(shí)鐘頻率無關(guān),寬度32位,可擴(kuò)展至64位,帶寬達(dá)132Mbps至246Mbps,可以和ISA、EISA、VL-BUS等總線兼容,支持5V和3.3V兩種電壓,可以在芯片、軟件和開發(fā)工具方面廣泛利用PC機(jī)豐富資源,它具有良好的網(wǎng)絡(luò)性能、圖形視窗介面和數(shù)據(jù)存貯性能,是工業(yè)自動化和建筑物自動化中央站理想的計(jì)算機(jī)總線。

3.2標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)總線

國際標(biāo)準(zhǔn)

IEEE969(S-100)微機(jī)通用

IEEE488(HP-IB)測試儀器

IEEE1394(FireWire)測試儀器

EIARS232C設(shè)備總線

EIARS422/423/449/485設(shè)備總線

ANSISCSI小型計(jì)算機(jī),設(shè)備總線

VESAVL-BUS局部總線

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(流行微機(jī)總線)

ISA系統(tǒng)總線

EISA系統(tǒng)總線

PCI局部總線

3.3新一代計(jì)算機(jī)總線(正在開發(fā)中)

1998.9PCI-XCompaqIBMHP

1998.12NGIO(NextGenerationI/O)IntelDellSunNEC日立NEC西門子

1999.2FutuieI/OCompaqIBMHP

4、網(wǎng)絡(luò)總線NetworkBus

中國標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92第26章BAS,規(guī)定"優(yōu)先采用共享總線型"局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為BAS管理層、自動化層、現(xiàn)場層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,即用一條總線,把上位管理計(jì)算機(jī)、中央站、分站、現(xiàn)場設(shè)備各自連接在一起,形成三層局域網(wǎng)。因?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)共享一條傳輸通路,一次只能允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,所以需要建立信息發(fā)送的控制方式,JGJ/T96-在26.6.6條文說明中,沒有明確規(guī)定是用IEEE802.3以太網(wǎng)的CSMA/CD波及監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測爭搶發(fā)送,還是用IEEE802.4令牌總線排隊(duì)訪問控制,只有指出這兩種方法都是"目前流行的",但是"并無一致的看法"。在26.6《信號傳輸與數(shù)據(jù)通信》中,則把現(xiàn)場層至自動化層之間的信息傳遞成為"信號傳輸",把自動化層和管理層之間的信息傳遞,稱為"數(shù)據(jù)通信",以示區(qū)別,前者為現(xiàn)場設(shè)備與計(jì)算機(jī)通信,包括模擬信號,后者為計(jì)算機(jī)之間通信,全部為數(shù)字信號。

20多年來,發(fā)展極為成功的以太網(wǎng)技術(shù),已經(jīng)得到公認(rèn)。人類進(jìn)入英特網(wǎng)時(shí)代,以太網(wǎng)也迅速進(jìn)入工業(yè)自動化的各層網(wǎng)絡(luò)。電氣電子工程師協(xié)會IEEE基于802.3以太網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn),正在積極制定現(xiàn)場與以太網(wǎng)通信的新標(biāo)準(zhǔn),使以太網(wǎng)能夠直接為現(xiàn)場層所使用,可以預(yù)見,正象個(gè)人計(jì)算機(jī)PC迅速進(jìn)入工業(yè)自動化領(lǐng)域一樣,以太網(wǎng)以及TCP/IP、UDP/IP協(xié)議將十分迅速進(jìn)入工業(yè)自動化各個(gè)領(lǐng)域,包括BAS。

網(wǎng)絡(luò)總線是網(wǎng)絡(luò)通信總線的簡稱,在BAS中,網(wǎng)絡(luò)總線是上位管理計(jì)算機(jī)、中央站、分站、現(xiàn)場設(shè)備之間的連接總線,從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度上看,它是計(jì)算機(jī)的外部總線,計(jì)算機(jī)總線則可視為內(nèi)部總線。網(wǎng)絡(luò)總線屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù),計(jì)算機(jī)總線屬于計(jì)算機(jī)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)是多個(gè)計(jì)算機(jī)的集合系統(tǒng),數(shù)據(jù)通信和資源共享是其特點(diǎn)。今天,已經(jīng)進(jìn)?quot;網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)"的時(shí)代,通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合、同步發(fā)展,計(jì)算機(jī)總線和網(wǎng)絡(luò)總線是計(jì)算機(jī)一種技術(shù)的兩個(gè)方面。新一代的計(jì)算機(jī)已經(jīng)把網(wǎng)絡(luò)接口集成到計(jì)算機(jī)母板上,網(wǎng)絡(luò)功能已經(jīng)嵌入到操作系統(tǒng)中,使得網(wǎng)絡(luò)總線可以視為計(jì)算機(jī)總線的外部延伸,密不可分。不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的工作站,是不完整的工作站。在建筑物領(lǐng)域,BAS是建筑物整體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要子網(wǎng),形成建筑物管理和建筑物設(shè)備控制一體化是從網(wǎng)絡(luò)開始的。計(jì)算機(jī)總站維系著BAS的通信子網(wǎng),資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的組合,就是建筑物自動化網(wǎng)絡(luò),就是建筑物自動化系統(tǒng)。

4.1以太網(wǎng)的發(fā)展歷史

1968-1972Aloha無線電系統(tǒng)夏威夷大學(xué)開創(chuàng)爭用型通信

1972-1977首臺以太網(wǎng)2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD

1979-1983粗同軸以太網(wǎng)10MCom(DEC、Intel、Xerox)10BASE5

1980-1982細(xì)同軸以太網(wǎng)商品化10M3ComISA總線與10BASE2相連

1984-1987雙絞線以太網(wǎng)1MUTPHP、AT&T1BASE5

1986-1990綜合布線+雙線絞線以太網(wǎng)10MSynOptics、HP10BASET

1990-1994交換式和全雙工以太網(wǎng)10MKalpanaEtherSwitch

1992-1995快速以太網(wǎng)100MUTPGrandJunction100BASET

1996-?千兆位以太網(wǎng)1000MIEEE802.3z1000BASEF

4.2以太網(wǎng)與局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3

以太網(wǎng)是商業(yè)市場上發(fā)展的,而802.3標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)組織《電氣與電子工程師學(xué)會》開發(fā)的802.3是基于以太網(wǎng)第1個(gè)版本制定,但在一定程度上改進(jìn)了設(shè)計(jì),1983年公布以后,以太網(wǎng)以此又作了修改,原來互不兼容的局域網(wǎng),變?yōu)榛ハ嗉嫒荩ǖ煌耆嫒荩?。二者主要區(qū)別是結(jié)構(gòu)不同,例如,最大數(shù)據(jù)單元,802.3是1460字節(jié),以太網(wǎng)是1500字節(jié)。但是,通常可以把802.3視同以太網(wǎng)。

以太網(wǎng)速率有10M和100M兩種,最大1518字節(jié),最大段長度500米(粗同軸)、185米(細(xì)同軸)、100米(UTP),中斷段綜合長度2500米(粗同軸)、925米(細(xì)同軸)、2500米(UTP)。

在BAS中用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)總線時(shí),現(xiàn)在BAS供應(yīng)商所提供的以太網(wǎng)接口卡NIC(安裝在中央站中),應(yīng)該是10M/100M自適應(yīng)型,以滿足用戶部署100M快速以太網(wǎng)的要求,例如Intel公司的PRO/100+管理適配器,適用于有PCI總線的臺式機(jī),能自動監(jiān)聽集線器速度,從而自動選擇10M或100M,能支持最新的連接管理規(guī)范wfw2.0,支持所有的主要操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),WinNT、95、98、2000,Nerware、UNIX,支持10BAS-TX,5類UTP,RJ-45連接器,數(shù)據(jù)路徑寬度32位,可在0-55℃環(huán)境中工作。

4.3以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制(MAC)CSMA/CD

載波監(jiān)聽多址訪問/沖突檢測是以太網(wǎng)搶先式信息發(fā)送的主要技術(shù),它包括有先聽再講、無聲則講、有空就講、邊講邊聽、一人獨(dú)講、退避三舍等信息發(fā)送規(guī)則,保證所有站點(diǎn)都能以公平方式通過競爭來訪問大家共享的以太網(wǎng),雖然難免有"后到先服務(wù)"的現(xiàn)象,但是,由于CSMA/CD有一套完整的處理沖突的方法,大體上實(shí)現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)總線的公平訪問。它是退避三舍的自調(diào)整功能,保證所有信息的發(fā)送都是成功的,例如常用的一種沖突退避延遲算法,稱為"截?cái)嗟亩M(jìn)制指數(shù)回退(EBE)",它使發(fā)送信息的站點(diǎn),每沖突一次,自動延遲一個(gè)以2的冪函數(shù)計(jì)算的退避時(shí)間,用這種不斷擴(kuò)大回退時(shí)間來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的變化,這是一種很巧妙的方法。它規(guī)定了退避也是有限度的,即最大退避時(shí)間以210倍為限,忍讓次數(shù)也是有限的,以216次為限,否則就會丟掉這個(gè)屢發(fā)屢敗以太岡幀,這種情況是絕少發(fā)生的,除非以太網(wǎng)已經(jīng)癱瘓。

以太網(wǎng)每幀發(fā)送之間有一個(gè)固定的間隙64字節(jié)、512位,稱為時(shí)間片,用來識別由于沖突而失敗的發(fā)送信息幀碎片(最小幀規(guī)定為64字節(jié),包括48字節(jié)數(shù)據(jù)),在512位時(shí)間內(nèi),網(wǎng)絡(luò)岡所有站點(diǎn)檢測到載波(有信息發(fā)送)和合法的沖突、信息幀碎片,從而保證以太網(wǎng)能正常工作,不受非有效幀(碎片)的影響。

一般談到以太網(wǎng),主要是指802.3的CSMA/CD協(xié)議,它是以太網(wǎng)的主經(jīng)軟件(其它還幀結(jié)構(gòu)軟件等)此外,以太網(wǎng)還包括以太網(wǎng)接口卡NIC、收發(fā)器、中繼器硬件??傊?,以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng),是共享總線型局域網(wǎng)(包括集線器Hub網(wǎng)絡(luò)),是國際標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)之一,應(yīng)用最廣泛。

4.4以太網(wǎng)與TCP/IP

傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)是實(shí)踐中產(chǎn)生的解決網(wǎng)絡(luò)互連和異構(gòu)計(jì)算機(jī)之間提供可行的透明通信服務(wù)的一組協(xié)議,它是世界上最大網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)的基礎(chǔ)。以其公用性和有效性,成為公認(rèn)的開放系統(tǒng)。TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),或者簡稱其為因特網(wǎng)通信協(xié)議。

BAS結(jié)構(gòu)圖中,標(biāo)明以太網(wǎng),是說網(wǎng)絡(luò)采用共享總線拓?fù)?,?biāo)明TCP/IP,是說數(shù)據(jù)傳輸采用因特網(wǎng)通信協(xié)議。

TCP/IP獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)軟硬件、獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),即使你不接入Internet,用它也是最好的組網(wǎng)方案,所以,我們在本文開始,對JGJ/T16-92BAS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就標(biāo)明采用TCP/IP,更何況,BAS進(jìn)入Internet也是勢在必行的事情。

TCP/IP協(xié)議有三個(gè)特點(diǎn),首先它的開放性,可以把現(xiàn)行的各種局域網(wǎng)互聯(lián)起來,其次,它統(tǒng)一了地址規(guī)則,這種IP地址與域名系統(tǒng)的唯一性,保證了因特網(wǎng)走向全球,最后,高層協(xié)議基本標(biāo)準(zhǔn)化,使各種用戶可靠而且便利,這一特點(diǎn),在工業(yè)自動化中,有很好的應(yīng)用,可以把標(biāo)準(zhǔn)化的控制總線協(xié)議,包裝在高層協(xié)議中,使TCP/IP成為工業(yè)控制通信協(xié)議。

TCP/IP分成4個(gè)層次:

應(yīng)用層--常用的應(yīng)用程序有SMTP(郵件傳送)、NFS(網(wǎng)絡(luò)文件)、NIS(網(wǎng)絡(luò)信息)、SNMNP(網(wǎng)絡(luò)管理)、FTP(文件傳輸)、DNS(域名系統(tǒng))等,以及工業(yè)自動化通信協(xié)議,也可在本層打包,如Moddbus、HoneywellC-Bus等。

傳輸層--提供端到端(即應(yīng)用程序之間)的通信,主要功能是信息格式化、數(shù)據(jù)確認(rèn)和丟失重傳等,主要有(TCP傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UserDataprogramProtocol,它在工業(yè)自動化應(yīng)用中看好,它把數(shù)據(jù)先打包,后經(jīng)IP發(fā)送,效率高于TCP)

網(wǎng)絡(luò)接口層--不同網(wǎng)或同網(wǎng)中計(jì)算機(jī)之間的通信,處理數(shù)據(jù)報(bào)和路由,主要是IP(網(wǎng)際互連協(xié)議)

網(wǎng)絡(luò)接口層--提供與物理網(wǎng)絡(luò)的連接,它包括所有現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)訪問標(biāo)準(zhǔn),最重要的是以太網(wǎng)(802.3系列)。

5、測控總線MeasureandControlBus

BAS現(xiàn)場層和自動層的總線,可視為測控總線。JGJ/T16-92第26章BAS26.6.l節(jié)規(guī)定"從現(xiàn)場到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信號傳輸,需綜合考慮""(1)簡化傳輸控制的硬件結(jié)構(gòu);(2)減少傳輸導(dǎo)線的根數(shù);(3)弱化維修的技術(shù)難度",還進(jìn)一步指出了采用的方法"可選用一對一的傳輸方式、矩陣選碼一公用線傳輸方式或多路復(fù)用技術(shù)的一路通道多方使用的傳輸方式(陣列式傳輸方式)""首先考慮時(shí)分制"等等。反映中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對測控信號傳輸?shù)闹匾曇约耙蟛捎米钚录夹g(shù)的愿望。在當(dāng)時(shí)的歷史條件下,已經(jīng)把測控總線闡述得淋漓盡致。

自從HGH/TI6頒布近十年來,測控信號傳輸領(lǐng)域發(fā)生了重大的變化,這就是現(xiàn)場總線技術(shù)所帶來的深刻變革,對BAS的影響當(dāng)然也是非常深遠(yuǎn)的。只有現(xiàn)場總線技術(shù)才能符合JGJ/T1-92第26.6.1節(jié)規(guī)定的三項(xiàng)要求:最簡單的傳輸控制,最少的導(dǎo)線根數(shù),最方便的維修技術(shù);而且,最重要的是,現(xiàn)場總線帶來了工業(yè)自動化開放系統(tǒng)的新局面,減少了自控系統(tǒng)壽命周期成本LifeCycleCost。

因此,測控總線的討論,可以歸納為現(xiàn)場總線的討論。

國際電工委員會IEC定義現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。

安裝在控制室內(nèi)的BAS中央站與現(xiàn)場的分站,分站與現(xiàn)場的傳感器,它們之間的信號傳輸均適用現(xiàn)場總線技術(shù)。換言之,自動化層和現(xiàn)場層,采用現(xiàn)場總線技術(shù)是歷史發(fā)展的必然。當(dāng)有人提?quot;現(xiàn)場總線是管理控制一體化方案的催化劑"時(shí)(美國Fisher公司Martin先生),我們深刻體會這一雋語的豐富內(nèi)涵。

5.1現(xiàn)場總線發(fā)展歷史

1983年,Honeywell公司推出的差分信號驅(qū)動器,成功地在4-20mA直流信號上疊加了數(shù)字信號,隨即投入市場的智能化儀表Smart變送器,是現(xiàn)場總線產(chǎn)品的前驅(qū),這些帶有微處理器芯片的儀表,除了在原由模擬信號儀表的基礎(chǔ)上增加了復(fù)雜的計(jì)算功能外,還在4-20mA直流信號上迭加了數(shù)字信號,使現(xiàn)場與控制室之間的連接,從模擬信號過渡到了數(shù)字信號。這種工作機(jī)制,成為美國fisher-Rosemount公司著名的現(xiàn)場總線HART通信協(xié)議的基礎(chǔ)。

1984年,美國儀表協(xié)會ISA/SO50工作組,開始制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。IEC也成立現(xiàn)場總線工作組IEC/TC65/SC65C/WG6,開始研究現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。

1985年,國際電工委員會決定由ProwayWorkingGroup負(fù)責(zé)研究現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)和制定標(biāo)準(zhǔn)。

1986年,德國推出Profibus過程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。

1990年,美國Echelon公司推出LonWorks現(xiàn)場總線產(chǎn)品。

1992年,Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司聯(lián)合,成立ISP協(xié)會,著手在Profibus基礎(chǔ)上制定標(biāo)準(zhǔn)。

1993年,Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP協(xié)會,有120家公司參加,準(zhǔn)備以法國標(biāo)準(zhǔn)FIP(FactorInsrtumentationProtocol)為基礎(chǔ)制定標(biāo)準(zhǔn)。

1994年,ISP和WorldFIP北美部份合并,成立FF現(xiàn)場總線基金會(FieldbusFoundation)。推動現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)。

1996年,F(xiàn)F公布了低速總線H1標(biāo)準(zhǔn)。

2000年1月4日,IEC宣布現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)以86%贊成、12%反對通過,IEC-61158面世。

5.2現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)IEC-61158

8種現(xiàn)有的現(xiàn)場總線納入國際標(biāo)準(zhǔn),如果考慮到世界上已有30多種現(xiàn)場總線,這也還是在統(tǒng)一的路程上,前進(jìn)了一大步。

從上表可以看出,8種現(xiàn)場,有8種通信協(xié)議,互不兼容,距離統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線,還有很大距離,雖然這些現(xiàn)場總線在功能上可以互補(bǔ)。

為了解決現(xiàn)場總線統(tǒng)一問題,借鑒IT行業(yè)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn),就是第5種類型,即以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。1998年,在美國休斯敦召開的ISA展覽會期間,成正了工業(yè)自動化開放式網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟IAONA,建議把FF的H2高速現(xiàn)場總線,改成高速以太網(wǎng)HSE,有Honeywell參加的18個(gè)公司31位工程師正在Foxboro公司積極進(jìn)行開發(fā),希望HSE能成為眾望所歸的現(xiàn)場總線。

HSE的特點(diǎn)是速度高(100Mbps),數(shù)據(jù)通過量大,與計(jì)算機(jī)聯(lián)接容易,價(jià)格低。有兩類用途,一類是完成由于計(jì)算量過大而不適合在現(xiàn)場儀表中進(jìn)行的運(yùn)算,另一類是作為多條低速H1總線或其他網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

HSE是否適用干BAS,是有待研究的事情。

在IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)中,有歐洲標(biāo)準(zhǔn)建筑物自動化系統(tǒng)MBS-TC247推薦的ProfibusFMS總線和WorldFIP總線,但是沒有歐洲推薦的LonWorks總線和歐洲設(shè)備總線EIB。

5.3現(xiàn)場總線的三層結(jié)構(gòu)

從IEC61158標(biāo)準(zhǔn)中的8類總線,可以看出現(xiàn)場總線并不需要保持與ISO/OS17層結(jié)構(gòu)一致,只需物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層等三層就可以了。因?yàn)槊嫦蚩刂频男畔⒈容^簡單,但需要快速而可靠地到達(dá)目的地,七層模式使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換變慢,會滯后實(shí)時(shí)控制的時(shí)間要求,七層有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接口成本也較高,同時(shí),現(xiàn)場設(shè)備也不需要OSI地址。

IEC61158還規(guī)定,所有2至8類現(xiàn)場總線,均需對類型1的FF總線提供接口,但2至8類總線之間,不要求提供接口。

5.4以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線的主要問題及其解決方法

由于以太網(wǎng)802.3采用隨機(jī)式的CSMA/CD信息發(fā)送方式,對事實(shí)控制來說,就帶來一?quot;不確定性"問題,不能事先預(yù)言測控信息傳送的時(shí)間,存在著"后到先服務(wù)"現(xiàn)象。而令牌式"排隊(duì)發(fā)言"信息傳送是可以預(yù)言的。要克服這個(gè)缺點(diǎn),就要提高以太網(wǎng)的傳輸能力。由于10/100BASE-T全雙工交換式以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,基本上解決了CSMA/CD隨即發(fā)送帶來的"不確定性"問題。1990年,智能交換機(jī)的出現(xiàn),基本上淘汰了信息發(fā)送時(shí)的沖突,而且,智能交換機(jī)的成本不斷下降,為工業(yè)控制實(shí)際應(yīng)用提供了可能。智能交換機(jī)(網(wǎng)絡(luò)開關(guān)EtherSwitch),能同時(shí)提供多條數(shù)據(jù)傳輸途徑,功能和電話交換機(jī)相似,使整體吞吐量顯著提高,同時(shí)智能交換機(jī)還使用一種名為"切入法"(CutThrough)的新橋接技術(shù)(常規(guī)橋接是使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)),是延遲時(shí)間又降低了一個(gè)數(shù)量級。1993全雙工技術(shù)是以太網(wǎng)可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù),理論上又可以使傳輸速度翻上一番,再加上快速以太網(wǎng)的出現(xiàn),以太網(wǎng)在處理事實(shí)控制方面,已經(jīng)可以做到測控信息的傳輸不再是"不確定"的,而是有著"良好概率GoodProbability"的表現(xiàn),能夠適應(yīng)事實(shí)控制的需要。

以太網(wǎng)傳送測控信息的另一個(gè)問題是線路"利用率",線路效率。利用率是指線路用來成功地傳輸幀的時(shí)間部分。每個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中那些不代表實(shí)際數(shù)據(jù)部分(同步、地址、字段長度、錯(cuò)誤檢驗(yàn))較大,共26個(gè)字節(jié),這種"開銷"使線路利用率下降。在測控領(lǐng)域,實(shí)際數(shù)據(jù)很短,例如,DI20個(gè)字節(jié)、DO16個(gè)字?、AIAO200個(gè)字節(jié)、通信接口500字節(jié)、PID運(yùn)算500字節(jié)、計(jì)數(shù)器4個(gè)字節(jié)等,這樣,當(dāng)使用以太網(wǎng)信息包包裝時(shí),大量信號還需要加上填充符才能滿足最小48個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)段的長度要求,如DI、DO、計(jì)數(shù)器,因此,效率較低。

但是,實(shí)際上,由于爭先式發(fā)送,會改變效率,計(jì)算指出,如果連續(xù)發(fā)送兩個(gè)64字節(jié)的以太網(wǎng)信息包,效率可以提高到54%。盡管如此,在工業(yè)自動化領(lǐng)域,仍然重視如何減少"開銷",提高通信效率,例如,在通信協(xié)議中,想已用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP來取代最常用的傳輸控制協(xié)議TCP,因?yàn)閁DP信息包的包裝比TCP簡單,只有4個(gè)字節(jié),而TCP,則是26個(gè)字節(jié)。IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線HSE高速以太網(wǎng)就考慮采用UDP/IP來代替TCP/IP。

不過,以太網(wǎng)的高速度,已經(jīng)把這些問題全部覆蓋了,就算是以最低速3Mbps有效速率運(yùn)行,一個(gè)100個(gè)字節(jié)的實(shí)時(shí)控制信息,在以太網(wǎng)的傳輸時(shí)間,只有0.336毫秒([100+26]×8/3M),對BAS,已是很理想的數(shù)據(jù)了。

5.5TCP/IP作為現(xiàn)場總線的通信協(xié)議的討論

TCP/IP協(xié)議是一組協(xié)議,采用四層結(jié)構(gòu),與現(xiàn)場總路線三層結(jié)構(gòu)很相似,因此,適用于現(xiàn)場總線。

采用TCP/IP的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線,由于數(shù)據(jù)鏈路層的CSMA/CD,使得數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間是建立?quot;概率"基礎(chǔ)上,但由于以太網(wǎng)線路的改進(jìn),情況大為改善。

TCP/IP是非常流行的技術(shù),移植到現(xiàn)場總線是順理成章的事,問題之一是TCP/IP是為因特網(wǎng)設(shè)計(jì)的,TCP是要處理面對成千上萬的網(wǎng)站,它要處理好這么多路由的連接,只能采取在TCP層,設(shè)置發(fā)送機(jī)和接收機(jī),提供端到端的可靠的進(jìn)程間的通信,使數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過程中始終保持連接狀態(tài),只有雙向通信。TCP才去發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)(雙向通信不是指兩機(jī)器獨(dú)占式通過網(wǎng)絡(luò)對話,而是說兩臺機(jī)器間有一交互信息流),TCP發(fā)出信號后,必須等待對方應(yīng)答信號,否則會重發(fā),這種定向連接協(xié)議,使兩個(gè)端機(jī)經(jīng)常以適當(dāng)?shù)乃俣认嗷ネㄔ挘琓CP傳輸控制在兩個(gè)機(jī)器問來回發(fā)送狀態(tài)信息。而UDP用戶數(shù)據(jù)表協(xié)議卻比TCP簡單得多。對于自動控制的應(yīng)用程序來說,并不需要時(shí)時(shí)保持個(gè)連接,以節(jié)約開銷和網(wǎng)絡(luò)通信量,而UDP是一個(gè)無連接系統(tǒng),從TCP到UDP放棄了許多功能,簡單了許多,只是作為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)端機(jī)和收端機(jī)操作,而不理會二者之間的連接。幀的結(jié)構(gòu)簡化為源端口2字節(jié),目的端口2字節(jié),長度2字節(jié),校驗(yàn)2字節(jié)。UDP傳遞服務(wù)不建立通信雙方的連接,發(fā)完數(shù)據(jù)就完事大吉,所以,比較靈活,效率高,非常適合測控?cái)?shù)據(jù)的發(fā)送,因?yàn)檫@類數(shù)據(jù)非常短,還有,在控制網(wǎng)絡(luò)中,通行的站點(diǎn)比起因特網(wǎng)來,少之又少,非常強(qiáng)調(diào)二者之間的連接管理,就顯得多余,比起TCP的大文件來,測控程度只是"發(fā)出一個(gè)請求"或者"等待一個(gè)響應(yīng)",三言兩語,傳遞本身就會很可靠。此外,在實(shí)時(shí)控制中,有時(shí)強(qiáng)調(diào)一種完全控制,即使在信號傳輸過程中發(fā)生錯(cuò)誤,控制器業(yè)能夠自行處理作出決策,而不需要讓TCP一遍又一遍重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù),因?yàn)樽钥叵到y(tǒng)控制器的自制能力都極強(qiáng)。

無論TCP還是UDP,應(yīng)用程序都是駐留在通信協(xié)議頂層的應(yīng)用中,包括控制和人機(jī)接口等一系列應(yīng)用程序以及用于系統(tǒng)集成的OPC,都藉信息傳輸,獲取其中的數(shù)據(jù)。

5.6以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

美國Foxboro公司在1995年就推出了采用以太網(wǎng)10BASE-5粗同軸電纜I/AnodeBus用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),近年來,新I/A現(xiàn)場總線系統(tǒng)已經(jīng)改為雙絞線BASE-T,室內(nèi)及機(jī)柜內(nèi),都使用RJ-45接插件,對室外及振動嚴(yán)重的場所,則按防護(hù)等級IP-67生產(chǎn)了密封式RJ-45的連接器,Hirschman公司也能提供現(xiàn)場總線中作為以太網(wǎng)連接的接插件,抗震密封,適用于工業(yè)環(huán)境。

1997年,Schneider公司為其著名現(xiàn)場總線ModbusTCP通信協(xié)議產(chǎn)品,它的PLC產(chǎn)品中的I/O模塊,Momentum系列,均可以設(shè)置以太網(wǎng)端口。這些I/O模塊通過這些端口直接連入以太網(wǎng)中。Schneider公司把Modbus通信協(xié)議變址為TCP/IP通信協(xié)議,這是世界上較早的以太網(wǎng)I/O產(chǎn)品。TCP/IP和UDP/IP的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是在同一個(gè)以太網(wǎng)中,可以運(yùn)行許多不同的通信協(xié)議,它們都變址在TCP/IP或UDP/IP中。

Honeywell公司幾年前就已經(jīng)開始著手把以太網(wǎng)用于建筑物自動化系統(tǒng)自動化層總線通信的應(yīng)用工作,目前,第一步已經(jīng)實(shí)現(xiàn),即,把所有測控總線通過TCP/IP接口連入以太網(wǎng)中,通過以太網(wǎng)得數(shù)據(jù)通信,進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。以太網(wǎng)成為BA、FA、SA集成的通信平臺,進(jìn)而與管理系統(tǒng)在此平臺上完成管理控制一體化集成。

隨著以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,把以太網(wǎng)芯片內(nèi)嵌與現(xiàn)場設(shè)備的一天,也許會很快來臨,意味著因特網(wǎng)內(nèi)置與現(xiàn)場設(shè)備的時(shí)代終會來到,其意義在于因特網(wǎng)與控制網(wǎng)融為一體,因特網(wǎng)無處不在,會進(jìn)一步改變工業(yè)自動化和建筑物自動化的面貌。

5.7建筑物自動化的現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線這個(gè)技術(shù)熱點(diǎn),長期爭論不休,雖然出臺了IEC61158所推薦的8種國際標(biāo)準(zhǔn)總線,但是仍然沒有一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線能夠滿足各種行業(yè)有要求。在這紛爭的局面中,以太網(wǎng)的確受到了許多廠商的重視,在管理層(工廠級)采用以太網(wǎng)已經(jīng)成了共識,而在低層次上的應(yīng)用,還要假以時(shí)日,許多廠商正在積極研究和開發(fā)。

目前,LonWorks現(xiàn)場總線在BAS行業(yè)中的地位,是很重要的,尤其LonMark產(chǎn)品給用戶帶來產(chǎn)品互換互操的巨大利益(大幅度下降系統(tǒng)的壽命周期成本),所以受到用戶的重視。Honeywell公司在2000年6月推出了全LonWorks現(xiàn)場總線系統(tǒng),原來的C-BUS已經(jīng)可以換用LonTalk現(xiàn)場總線,所有其它生產(chǎn)廠商的LonWorks現(xiàn)場總線,可以直接聯(lián)入Honeywell中央站。

第4篇

變配電系統(tǒng),顧名思義,就是保證建筑物供電與用電安全的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)建筑物正常用電運(yùn)行是變配電系統(tǒng)的主要監(jiān)控目標(biāo)。首先,變配電系統(tǒng)通過對建筑物各類型的電力開關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測,對配電柜高壓與低壓的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部電力供應(yīng)與使用的監(jiān)督與管理。其次,變配電系統(tǒng)還會對建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數(shù)這些電力關(guān)鍵參考值進(jìn)行監(jiān)測。變壓器與電纜的溫度、發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的好壞都是變配電系統(tǒng)的重要監(jiān)督。電力系統(tǒng)本身具有一定的特殊性,其可以在瞬間發(fā)生很多的變化,所以在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制之時(shí),其監(jiān)測的頻率是很高的,在監(jiān)測的同時(shí),要對這些監(jiān)測中設(shè)備開關(guān)的狀態(tài)與參數(shù)的變化進(jìn)行準(zhǔn)確且連續(xù)的記錄,只有這樣,變配電系統(tǒng)才能夠準(zhǔn)確地預(yù)測事故發(fā)生的機(jī)率,在自動狀態(tài)下對變電系統(tǒng)事故地點(diǎn)進(jìn)行分析。樓宇自動化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)對供電設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,在停電發(fā)生后,可以對開關(guān)進(jìn)行自動的順序控制。另外,變配電系統(tǒng)還可以對應(yīng)急的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測,使其在有應(yīng)急需要之時(shí)可以正常運(yùn)行,自動切斷不主要的電路回路,保證應(yīng)急發(fā)電機(jī)的負(fù)荷在合理的范圍之內(nèi)。變配電系統(tǒng)除了對建筑物進(jìn)行供電之外,還會對用電量進(jìn)行計(jì)算,對每家每戶的電費(fèi)進(jìn)行分析與計(jì)算,還可以對我國的供電政策進(jìn)行有效的落實(shí)與執(zhí)行,在供電高峰期超負(fù)荷的情況下對不主要的回路進(jìn)行切斷。

2給排水系統(tǒng)

使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運(yùn)行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運(yùn)行目標(biāo)與任務(wù),給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與管理,使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當(dāng)中。另外,給排水系統(tǒng)還會對給水系統(tǒng)的壓力進(jìn)行測量,使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi),根據(jù)水位與壓力的變化及時(shí)進(jìn)行水泵的關(guān)閉與開啟。

3照明系統(tǒng)

智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng),節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運(yùn)行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運(yùn)行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中,電能是不可缺少的,照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比,智能建筑中的自動化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能,主要利用于自動化系統(tǒng)對于停車場、走廊與對門廳等照明進(jìn)行開啟與關(guān)閉控制,對建筑物內(nèi)的照明回路進(jìn)行分組控制,使用電量過大、電路負(fù)荷過多時(shí)進(jìn)行自動切斷,對辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進(jìn)行無人熄燈的自動控制。這些控制的實(shí)現(xiàn)可以利用計(jì)算機(jī)中設(shè)定的開關(guān)開啟與關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,門鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。

4電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng),對電梯系統(tǒng)的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對于電梯而言,其本身具有全套的自動控制裝置,但是,要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統(tǒng)的一部分,要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統(tǒng)相聯(lián)系,使其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,使建筑物的管理者可以對電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握與分析,在有意外事故發(fā)生的時(shí)候,可以利用自動化系統(tǒng)對電梯進(jìn)行有效的控制。

5保安監(jiān)控系統(tǒng)

保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成。第一,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機(jī)完成的,管理人員將攝像機(jī)安放在需要進(jìn)行監(jiān)控的各個(gè)區(qū)域之間,利用電纜這一中介將圖像傳達(dá)到建筑控制中心,使建筑物的管理人員可以對大樓內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)對這些上傳的圖像進(jìn)行分析,使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認(rèn),為事故的處理提供證據(jù)。第二,出入口控制系統(tǒng)。對建筑物的出入口進(jìn)行控制,就是利用電子鎖或者是門磁開關(guān)這些設(shè)備對建筑物的人群進(jìn)行控制。將讀卡機(jī)等設(shè)備安裝在建筑物當(dāng)中,使建筑物的進(jìn)入具有一定的權(quán)限性,對進(jìn)入到建筑物的對象與建筑物的開放時(shí)間進(jìn)行控制,隨時(shí)掌握人員的出入情況。第三,防盜報(bào)警系統(tǒng)。防盜功能的實(shí)現(xiàn),是利用各種敏感軟件的安裝實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部空間的控制,比如說紅外線與震動傳感器等等,將其安裝在重要的防盜部位,如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常,報(bào)警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng),通過建筑物管理人員對異常情況進(jìn)行及時(shí)的處理。

6結(jié)束語

第5篇

1.1設(shè)備對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響

建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用必然需要各種電氣設(shè)備的參與,并且設(shè)備的質(zhì)量在整個(gè)的建筑電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)著重要的位置,一旦電氣設(shè)備存在一定的問題的話就會直接影響到整個(gè)建筑電氣自動化控制技術(shù)的實(shí)施質(zhì)量,進(jìn)而影響到后期建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用,具體來看,設(shè)備對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)設(shè)備自身的問題,電氣設(shè)備對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響一個(gè)主要的問題就是我們所應(yīng)用的設(shè)備自身存在質(zhì)量問題,這種質(zhì)量問題存在的原因有很多,比如設(shè)備在生產(chǎn)過程中可能就存在著質(zhì)量問題,一旦在建筑電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中采用這些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)設(shè)備的話就會影響到建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量,另外,設(shè)備規(guī)格不符合我們所需要的要求的話也會影響到建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量,設(shè)備在運(yùn)輸或者安裝過程中受到一定的損害的話必然也會影響到后期的正常使用;(2)環(huán)境因素的影響,電氣設(shè)備對于周圍環(huán)境的依賴性也是比較強(qiáng)的,尤其是對于電氣設(shè)備周圍空間內(nèi)的溫度和濕度的要求雖然不是特別的苛刻,但是一旦溫度或者濕度變化過大的話也會嚴(yán)重的影響設(shè)備的正常使用,最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量。

1.2技術(shù)對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響

建筑電氣自動化控制技術(shù)作為一種最為新型的技術(shù)手段自然也離不開技術(shù)的支持,因此,反過來說,技術(shù)必然也會對建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響,技術(shù)水平的高低也就直接決定著建筑電氣自動化控制技術(shù)運(yùn)用水平的高低,但是就當(dāng)前我國的建筑電氣自動化控制技術(shù)中的技術(shù)水平現(xiàn)狀來看,仍然存在著一些問題,這些問題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)技術(shù)升級不及時(shí),雖然建筑電氣自動化控制技術(shù)就當(dāng)前來看算是一種較為新型的技術(shù)手段,但是就建筑電氣自動化控制技術(shù)本身來說仍然需要不斷地進(jìn)行技術(shù)升級才能更好地適應(yīng)當(dāng)前人們對于建筑電氣不斷提高的要求,一旦建筑電氣自動化控制技術(shù)升級不及時(shí)導(dǎo)致電氣自動化技術(shù)落后于人們?nèi)找嫣岣叩囊蟮脑捑蜁?yán)重的影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值,也不利于建筑電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展;(2)在技術(shù)管理方面存在一定的缺陷,技術(shù)管理對于整個(gè)建筑電氣自動化控制技術(shù)的重要性不言而喻,一個(gè)完善的技術(shù)管理體系能夠使得建筑電氣自動化控制技術(shù)最大程度的發(fā)揮自身的優(yōu)勢,甚至能夠最為及時(shí)的針對自身的不足進(jìn)行更新?lián)Q代,而當(dāng)前我國建筑電氣自動化控制技術(shù)不存在完善的技術(shù)管理制度和體系,進(jìn)而就極有可能導(dǎo)致建筑電氣自動化控制技術(shù)在具體運(yùn)用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1.3人員對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響

建筑電氣自動化控制技術(shù)的施工和具體應(yīng)用都離不開具體人員的操作,因此,人員也會對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。就建筑電氣自動化控制技術(shù)本身而言,其應(yīng)用的最根本的目的就是發(fā)揮自動化功能來減少建筑電氣工程使用中對于人員的依賴,但是這并不代表著在實(shí)施中就可以減少人員的使用,或者是降低施工人員的素質(zhì),就當(dāng)前我國建筑電氣自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀來看,人員的影響主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn):(1)專業(yè)素質(zhì)不高,建筑電氣自動化控制技術(shù)作為一種新型的科學(xué)技術(shù)手段,其科技水平相對傳統(tǒng)電氣工程來說更高,因此,就對具體的工作人員提出了更高的要求,尤其是在專業(yè)性上更是要求人員具備較高的素質(zhì),一旦工作人員專業(yè)水平不夠的話就會在很大程度上影響實(shí)施的質(zhì)量,最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用效果;(2)缺乏對工作人員的監(jiān)督,工作質(zhì)量的高低和監(jiān)督存在著密切的聯(lián)系,如果我們對工作人員的施工質(zhì)量進(jìn)行密切監(jiān)督的話就會在一定程度上提高工作人員施工的質(zhì)量,進(jìn)而提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的水平,而如果監(jiān)督不到位的話,那么就會很容易使工作人員產(chǎn)生懈怠,甚至?xí)霈F(xiàn)工作失誤,最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量。

2建筑電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展方向

2.1在建筑電氣自動化控制技術(shù)中融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的另一種科學(xué)技術(shù)也應(yīng)該使其在建筑電氣自動化控制技術(shù)中發(fā)揮一定的作用,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運(yùn)用能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的更新速率,擴(kuò)展建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍;并且除此之外,在建筑電氣自動化控制技術(shù)中合理的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的管理水平,促進(jìn)建筑電氣自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展。

2.2加強(qiáng)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)

建筑電氣自動化控制技術(shù)在實(shí)施和具體應(yīng)用過程中離不開系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)過程,并且建筑電氣自動化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)極為關(guān)鍵,加強(qiáng)對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)管理能夠提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的運(yùn)用水平,確保建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性。

2.3提高系統(tǒng)更新頻率

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來越快,電氣自動化控制技術(shù)的更新也應(yīng)該緊隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐提高自身系統(tǒng)更新的速率,以滿足當(dāng)前人們對于建筑電氣自動化控制技術(shù)不斷提高的要求。

3結(jié)語

第6篇

1智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)建框架

1.1智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖(圖1)

1.2智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)

簡要介紹上圖為智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖,在智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對六個(gè)子系統(tǒng)(照明、供配電、冷熱源、空調(diào)、給排水、電梯)的監(jiān)控,并可控制其運(yùn)行。由中央控制器統(tǒng)一全分布式控制運(yùn)行,但由于每個(gè)子系統(tǒng)都由路由器分開,所以也可獨(dú)立運(yùn)行,控制系統(tǒng)涉及智能建筑各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備自動化控制,可實(shí)現(xiàn)高檢測功能。

1.3各設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能

1.3.1供配電系統(tǒng)

主要功能為智能建筑提供電力。樓層配電設(shè)備分布在各樓層,電設(shè)備一般放置在建筑底層。監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對配電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、配電電源、每個(gè)電源蓄電池的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)對各樓層電設(shè)備電源運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,若發(fā)生故障會產(chǎn)生警報(bào)并記錄故障數(shù)據(jù)。

1.3.2照明系統(tǒng)

主要功能是為智能建筑照明。其設(shè)備建設(shè)于建筑物的各個(gè)平面上,方便實(shí)現(xiàn)各角度全方位照明。照明監(jiān)控分為室內(nèi)和室外兩部分,室外照明分為公共照明部分,通過監(jiān)控可根據(jù)室外照度值設(shè)定開關(guān)時(shí)間,也可通過更改程序?qū)崿F(xiàn)不同照明燈具的啟動時(shí)間。室內(nèi)照明監(jiān)控可通過監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),采用總線控制方式,設(shè)定程序?qū)Σ煌瑘鼍伴_啟不同的照度。

1.3.3冷熱源系統(tǒng)

為智能建筑供給冷源和熱源,其噪音較大,設(shè)備一般置于建筑底層地下室內(nèi)。通過對冷熱源系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和冷熱源供給量的監(jiān)控和分析,可通過程序控制實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)冷熱源供給量和供給時(shí)間。

1.3.4空調(diào)系統(tǒng)

保障智能建筑的環(huán)境溫度處于適宜狀態(tài),空調(diào)設(shè)備一般置于各樓層高處位置,地下室也可以配置。控制子系統(tǒng)主要對空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管的工作參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,控制和設(shè)定主機(jī)房的溫度、濕度和運(yùn)行時(shí)間。同時(shí)監(jiān)測子系統(tǒng)還具備空調(diào)漏水監(jiān)視功能,可有效實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的漏水監(jiān)測和控制。

1.3.5給排水系統(tǒng)

既能為智能建筑提供水源,又能排除建筑產(chǎn)生的污水,排水設(shè)備一般置于建筑物的地下室或建筑頂層,也可設(shè)置在樓宇?yuàn)A層位置。監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控水泵的工作狀態(tài),并對水池的液位隨時(shí)檢測,當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者水池液位異常時(shí),子監(jiān)控系統(tǒng)就會向中央控制器發(fā)出報(bào)警信號,并將故障數(shù)據(jù)記錄反饋,自動顯示故障發(fā)生區(qū)域和故障詳細(xì)情況。1.3.6電梯系統(tǒng)是為高層建筑提供上下交通的便利系統(tǒng),設(shè)備一般置于建筑的垂直豎井內(nèi)。電梯監(jiān)控子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對電梯設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),監(jiān)視電梯啟動、停止、方向等,動態(tài)顯示出電梯實(shí)時(shí)狀況,一旦發(fā)生故障,監(jiān)控系統(tǒng)會對電梯設(shè)備電動機(jī)、電磁制動器等進(jìn)行檢測,自動報(bào)警并顯示故障地點(diǎn)、狀態(tài)、時(shí)間等信息,并將故障記錄記憶并反饋給中央控制器。

2建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素

2.1各監(jiān)控子系統(tǒng)控制功能參數(shù)明細(xì)

將上文中所述設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯總,確認(rèn)各子系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的分布位置和分布數(shù)量,將子系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置類型、數(shù)量、相關(guān)設(shè)備、安裝需求、使用地點(diǎn)等詳細(xì)列出,并備份保留。依據(jù)各子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)備實(shí)際特點(diǎn),以系統(tǒng)高效性、可靠性、實(shí)用性為前提,以滿足子系統(tǒng)功能需求為標(biāo)準(zhǔn),以建筑設(shè)備自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保為核心,以建筑設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)便捷性和低成本性為主要指標(biāo),詳細(xì)將設(shè)備子系統(tǒng)的各種功能參數(shù)、控制參數(shù)、技術(shù)參數(shù)列出并進(jìn)行歸檔,為日后整體系統(tǒng)搭建安裝提供依據(jù)。

2.2監(jiān)控系統(tǒng)控制器、傳感器和執(zhí)行器的確定

按照監(jiān)控系統(tǒng)被控設(shè)備的控制標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量,結(jié)合安裝現(xiàn)場實(shí)際情況,對現(xiàn)場控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置和篩選,設(shè)計(jì)出被控設(shè)備安裝現(xiàn)場控制器控制區(qū)域內(nèi)部的監(jiān)控點(diǎn)分布圖,并根據(jù)實(shí)際要求確定選擇現(xiàn)場控制器。除了現(xiàn)場控制器,還要確定現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器使用標(biāo)準(zhǔn),傳感器和執(zhí)行器是對被監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的基本組成部分,傳感器可監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化,執(zhí)行器對此進(jìn)行分析和反饋,可以說兩者在自動監(jiān)控系統(tǒng)中屬于核心構(gòu)件。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備特性,對關(guān)鍵設(shè)備要采用高精度和高可靠性的智能型傳感器和執(zhí)行器,以提高整個(gè)自動化系統(tǒng)的控制質(zhì)量。非關(guān)鍵設(shè)備上可以采用傳統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器,如此可減少成本,降低整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)。

2.3建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建智能建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建如上圖2所示,建筑設(shè)備LON現(xiàn)場總線設(shè)備自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)實(shí)意義上實(shí)現(xiàn)了分布式監(jiān)控。此系統(tǒng)不同類型的控制器節(jié)點(diǎn)都具備高智能化特性和網(wǎng)絡(luò)通訊能力。由于控制器各節(jié)點(diǎn)具備通訊能力,能夠使節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)相互通訊功能,構(gòu)成完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)中的控制機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)可以通過總線現(xiàn)場連接為一個(gè)整體,彼此之間可以相互協(xié)作,共同完成自動化監(jiān)控任務(wù),兩者可實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)和信息的共享。

2.4建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)硬件支持

智能建筑自動化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建必須有硬件支持,在硬件方面,主要選用以下器件:中央監(jiān)控器(計(jì)算機(jī),監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分,處理子系統(tǒng)反饋的綜合數(shù)據(jù)下達(dá)控制指令);監(jiān)控顯示屏(將監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)顯示,便于觀察和分析故障狀況);鍵盤(更改程序或設(shè)定程序,典型的輸入設(shè)備);鼠標(biāo)(輸入設(shè)備);不間斷電源(為監(jiān)控中央系統(tǒng)和子系統(tǒng)供電,保障監(jiān)控系統(tǒng)不間斷運(yùn)行,保證整體系統(tǒng)的可靠性);網(wǎng)絡(luò)路由器(中繼器、橋接器、配置型路由器等聯(lián)合使用,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布);控制總線(無屏蔽雙絞線、控制總線LON);控制節(jié)點(diǎn)(視具體情況而定)。

2.5建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持

建筑設(shè)備自動化中央監(jiān)控器軟件功能具備操作級別和身份識別管理功能。軟件系統(tǒng)采用8位通行字進(jìn)行鑒別和管理,對操作人員實(shí)現(xiàn)權(quán)限設(shè)置,只允許有權(quán)限操作人員在一定范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽,并對訪問者身份信息、訪問時(shí)間、訪問內(nèi)容進(jìn)行識別和記錄,且具備交互式菜單,為操作人員提供清晰的數(shù)據(jù)目錄,節(jié)省操作時(shí)間,便于高效作業(yè);中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)還具備邏輯格式數(shù)據(jù)顯示功能,可描述短語、數(shù)值、單位等數(shù)據(jù),對不正常數(shù)據(jù)報(bào)警顯示;具有高效數(shù)據(jù)分離終端,控制特定數(shù)據(jù)在特定端口運(yùn)行,只允許一個(gè)操作人員或打印機(jī)進(jìn)行處理;具備特殊指令操作功能,響應(yīng)命令,邏輯顯示并進(jìn)行標(biāo)識。

3結(jié)束語

第7篇

關(guān)鍵詞:建筑工程;電氣自動化;自動化;施工管理

電氣自動化作為自動化技術(shù)領(lǐng)域中的一大重點(diǎn)分支,包含著較為繁瑣的工作內(nèi)容以及較為龐大的施工運(yùn)行體制。實(shí)際電氣自動化施工工程的建設(shè)工作也包含著較為廣泛的實(shí)際內(nèi)容,主要包含配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、防雷接地六大系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)工作。就此而言,如此龐大的系統(tǒng)性工程施工如若想要保證其施工工程中工作運(yùn)行的穩(wěn)定性以及科學(xué)性,對其進(jìn)行施工管理工作就存在著相應(yīng)的價(jià)值。但現(xiàn)如今,我國在建筑工程電氣自動化的相關(guān)施工工作中施工管理工作的建設(shè)現(xiàn)狀并不十分完善,在實(shí)際施工過程中依舊存在著施工管理的缺失以及施工管理體系建設(shè)不完善的現(xiàn)狀,就此來看在建筑工程電氣自動化相關(guān)施工工作中進(jìn)行工程管理有效性的相關(guān)研究就具有著一定的積極價(jià)值。

一、我國建筑施工中電氣自動化施工管理現(xiàn)狀分析

就我國當(dāng)前多數(shù)建筑工程的實(shí)際施工現(xiàn)狀來看,實(shí)際工程管理工作中存在著普遍性的缺失。其中,管理體制建設(shè)以及管理工作內(nèi)涵缺失作為我國建筑工程中的實(shí)際現(xiàn)狀,具有著較高的研究價(jià)值。就其缺失現(xiàn)狀來看,我國建筑工程中存在的相關(guān)缺失現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。現(xiàn)就其實(shí)際缺失內(nèi)容,淺析我國建筑工程電氣自動化施工管理建設(shè)工作的主要重點(diǎn)內(nèi)容。1.缺乏完善健全的管理體制。由于電氣自動化相關(guān)施工工程在我國建筑施工單位中具有著工作強(qiáng)度大、工作內(nèi)容豐富以及實(shí)際施工工作覆蓋面較廣的特點(diǎn),在電氣自動化相關(guān)施工工程中進(jìn)行施工管理就需要對電氣自動化相關(guān)工程施工領(lǐng)域的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行覆蓋。這一施工方式就與傳統(tǒng)的建筑工程施工方式存在著較大的區(qū)別,管理工作的實(shí)際職能也與傳統(tǒng)建筑工程施工管理的職能存在著較大的差異性。就此看來,傳統(tǒng)的工程施工管理工作在管理內(nèi)容上以及管理機(jī)制的構(gòu)建方面都需要得到相應(yīng)的加強(qiáng)。然而就我國建筑工程電氣自動化工程施工管理的現(xiàn)狀來看,多數(shù)施工工程的管理者都沒有對管理體制的構(gòu)建做到較為深化的認(rèn)識,實(shí)際管理機(jī)制的構(gòu)建依舊進(jìn)行著與傳統(tǒng)管理體制的構(gòu)建模式完全相同的方式進(jìn)行。這就使得我國建筑工程在電氣自動化相關(guān)施工工作中表現(xiàn)出了較為不完善的實(shí)際管理體制,管理工作的實(shí)際內(nèi)涵出現(xiàn)了目的與實(shí)際不符的現(xiàn)狀。管理體制的完善性對管理工作的實(shí)際進(jìn)行具有著較為高度的促進(jìn)作用,進(jìn)行較為完善的實(shí)際管理體制建設(shè)也能直接提升我國電氣自動化相關(guān)建筑施工工程的質(zhì)量提升,并直接提高電氣自動化相關(guān)建筑工程的品質(zhì)以及效率。就此看來,缺乏健全的電氣工程自動化相關(guān)建筑工程管理體制作為我國建筑施工工程中較為嚴(yán)重的缺失,需要得到相關(guān)革新。2.缺乏正確的管理方法。由于電氣自動化相關(guān)建筑工程在管理機(jī)制以及管理模式上均與傳統(tǒng)的建筑施工工程存在著較為明顯的差異性,因而在實(shí)際管理方法上也存在著相應(yīng)的差異性。因建筑工程電氣自動化工程的工程量較多,且涉及面廣等特點(diǎn),這使得電氣自動化工程施工管理需要負(fù)責(zé)的內(nèi)容較多。為了保證施工管理充分發(fā)揮作用,通常在具體執(zhí)行施工管理之前根據(jù)建筑工程實(shí)際情況及電氣自動化施工特點(diǎn)及要求,合理規(guī)劃設(shè)計(jì)施工管理方案,選用適合的管理方法,以便在電氣自動化施工中有計(jì)劃的、有序的執(zhí)行施工管理。但就我國建筑工程電氣自動化相關(guān)施工工程的管理現(xiàn)狀來看,管理的方法以及實(shí)際內(nèi)容與傳統(tǒng)建筑工程依舊存在著較大的相似度。這在提升了實(shí)際管理機(jī)制的效率同時(shí)卻忽視了電氣自動化相關(guān)建筑工程與傳統(tǒng)建筑工程之間的體制差異,進(jìn)而在實(shí)際管理工作上存在著重點(diǎn)管理方向缺失的問題。相關(guān)管理者在實(shí)際管理工作進(jìn)行之前,往往忽視了對實(shí)際管理機(jī)制覆蓋面的實(shí)際考察,在實(shí)際管理方法上也一味采用著較為固定的管理內(nèi)容與管理手段,這在電氣自動化相關(guān)施工工程的實(shí)際進(jìn)行中往往只能降低施工工程的有效性,并降低管理機(jī)制發(fā)揮的實(shí)際效力,進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)電氣自動化施工中按照方案所實(shí)施的施工管理方法不盡人意,使施工管理效果不佳,不利于保證電氣自動化工程質(zhì)量。

二、優(yōu)化建筑工程電氣自動化的施工管理相關(guān)有效措施分析

由于現(xiàn)階段我國在建筑工程相關(guān)電氣自動化施工工程中依舊存在著較多方面的缺失,既制約了我國建筑施工領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展,同時(shí)對我國電氣自動化相關(guān)領(lǐng)域的施工工程存在著管理工作相關(guān)的實(shí)際制約性,因而就我國建筑工程領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展前景而言,對建筑工程相關(guān)電氣自動化施工管理進(jìn)行優(yōu)化革新具有著較大的積極意義與研究價(jià)值。為保證我國建筑工程相關(guān)電氣自動化施工工作的高效性,筆者建議從以下方面開展相關(guān)優(yōu)化工作。1.做好電氣自動化相關(guān)施工工作的準(zhǔn)備工作。良好的準(zhǔn)備工作在一定意義上來講能夠?yàn)楹罄m(xù)施工工作提供有效的管理工作的相關(guān)幫助。因此為提升我國建筑工程相關(guān)電氣自動化施工管理,對電氣自動化相關(guān)施工工程進(jìn)行施工工作準(zhǔn)備階段的監(jiān)督提升具有著良好的應(yīng)用價(jià)值。首先,應(yīng)當(dāng)做好施工工程的前期準(zhǔn)備。由于電氣自動化相關(guān)施工工程能夠有效在后續(xù)施工工作中對管理的實(shí)際內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與簡化。電氣自動化相關(guān)施工工作由于其存在著較為廣泛的涉及內(nèi)容,因而在準(zhǔn)備階段如果沒有對實(shí)際設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行較為良好的優(yōu)化,實(shí)際施工工作沒有了相應(yīng)依據(jù)則會導(dǎo)致因設(shè)計(jì)施工不合理而返工或施工工作不達(dá)標(biāo)而引發(fā)建筑施工的質(zhì)量問題。而相應(yīng)質(zhì)量問題的變數(shù)一旦產(chǎn)生,就會對傳統(tǒng)的建筑施工電氣自動化相關(guān)工作的管理問題造成影響。其次,應(yīng)保證設(shè)備選型的科學(xué)性。由于建筑工程中電氣自動化相關(guān)施工工程的實(shí)際內(nèi)容較為豐富,在設(shè)備的使用方面也存在著相應(yīng)的廣泛需求,因而就建筑施工的實(shí)際內(nèi)涵來看,想要保證工程管理工作的科學(xué)性,在設(shè)備選型方面同樣應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)重視型號、規(guī)格不同的電氣設(shè)備的性能和標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而對采購的電氣設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢查、功能測試、使用分析,進(jìn)而根據(jù)不同設(shè)備的相應(yīng)質(zhì)量來滿足對于施工工作的具體要求。2.電氣工程自動化施工管理。在實(shí)際施工管理的直接提升方面,需要管理者對以下兩方面進(jìn)行管理工作的革新加強(qiáng)。首先,需要監(jiān)督工作人員加強(qiáng)做好日常的監(jiān)督檢查工作。在工程施工過程中就需要結(jié)合建筑工程實(shí)際情況及電氣自動化施工要求,規(guī)范化、合理化地實(shí)施施工質(zhì)量管理,可以有效控制電氣自動化施工工藝,避免質(zhì)量隱患遺留。加強(qiáng)施工管理的實(shí)際規(guī)范性,不僅能夠促進(jìn)工程施工相關(guān)工作人員提升自我防范意識,在實(shí)際施工管理工作中加強(qiáng)對管理工作的重視程度,且就其施工管理的工作內(nèi)容來看需要使施工人員端正態(tài)度,并就實(shí)際管理職能來完善其管理的相關(guān)體系,做到建筑工程電氣自動化相關(guān)施工的科學(xué)性與完善性。

作者:黃炎 單位:中國二十二冶集團(tuán)有限公司

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