樓宇電梯監控系統實驗實訓裝置

㈠ 電梯試驗塔是什麼

電梯實驗塔是指電梯廠家研發出新型能源電梯的時候，會有很多不確定的因素，因此，回他們在地面上建造答一個鋼鐵框架的結構，類似於電梯井道部分，能在外面清楚的看到電梯運行的狀態~！以便發現新產品的不足之處~！一般的試驗塔有3~5層樓高！

㈡ 網路工程綜合布線實訓室的智能樓宇網路工程教學系統介紹

1、智能樓宇網路工程實踐教學系統主要與以下幾部分組成1）智能樓宇網路工程實踐平台
2）智能樓宇網路工程實踐視頻教程
3）智能樓宇網路工程實踐教材
4）綜合布線端接與測試平台
5）智能樓宇網路工程教學軟體
6）樓宇監控（自控）系統
2、智能樓宇網路工程教學系統所獲得榮譽
智能樓宇網路工程實踐平台2009年獲得「國家實用新型專利」、2010年獲得「國家發明專利」，智能樓宇網路工程實踐平台2010年被確認為「江西省科學技術成果」，2010年被評為「江西省自主創新產品」。智能樓宇網路工程實訓教材為21世紀規劃教材，智能樓宇網路工程實訓視頻教學片榮獲首屆「十一五」全國教育影視「電視教材」一等獎。 1、產品研發背景
網路工程為應用型學科，它要求學生具有很強的實際操作能力。如何提高學生的實際操作能力，使學生在學校所學的網路技能能夠直接服務於社會，提高學生的就業率與就業待遇，一直困擾各大院校。要解決以上問題就是「實習與實踐」，即將智能樓宇網路工程「搬進」學校實訓室。讓學生在學校的實驗、實習及實踐與現場環境一致。
如何將實際應用中智能化樓宇網路工程的「規劃、設計及安裝」真正搬進學校實驗室，讓學生能夠全面、直觀、完整的理解並掌握實際應用中智能化樓宇網路工程的「規劃、設計及安裝」，使學校網路實驗室變成教學與實踐應用的「橋梁」，一直困擾學校網路教師和實驗指導老師。
2、產品描述
本「實踐平台」是以我公司專利產品「建築物綜合布線系統模擬實驗平台」為基礎，將網路設備、監控設備、廣播設備、有線電視設備、程式控制電話設備與之集成，形成了網路工程實踐平台。它將實際應用中智能樓宇的網路綜合布線與系統集成、監控系統布線與集成、有線電視系統布線與集成及廣播系統布線與集成「真實」再現在本「實踐平台」上。學生在此實踐平台上所做的實驗或實習與實際智能樓宇網路工程現場環境一致。
3、產品特點
本「實踐平台」最大特點是完全「再現」了現實中智能樓宇網路工程的真實現場和安裝過程。因此，本「實踐平台」就是網路工程教學與實踐應用相結合的「橋梁」 ；本「實踐平台」全部採用積木式結構，學生可自己根據需要進行網路工程設計、安裝、調試，並可模擬目前所有實際應用中的網路工程。
1）實踐平台完全模擬建築物
◆每套實踐平台能形象直觀的表現出三層樓、牆面、樓面、走廊、走廊吊頂、弱電井、設備間（主設備間、子設備間）；
◆走廊與工作區，在牆體的兩側；
◆支持弱電井中垂直橋架安裝；
◆支持多設備間設置；
◆支持各種水平橋架安裝方式；
◆支持PVC管/槽明裝或暗裝方式；
◆支持PVC管/槽與水平橋架各種連接方式；
◆支持水平橋架與垂直橋架多種連接方式；
◆支持門禁系統、煙感探測、紅外探測、溫濕度、視頻監控的系統安裝；
2）在本實踐平台上的所有實訓過程與實際應用完全一致，因此本實踐平台不但是實訓平台而且是實習與技能的培訓平台。
3）完全滿足智能樓宇網路工程教學、實驗、實習需求。
4）將實際應用中一棟三層智能樓宇網路工程的設計、安裝、調試、測試、安裝規范安裝技巧的過程與方法完全在本實踐平台上實現。
5）實踐平台包括數據/語音系統布線、廣播系統布線、監控系統布線、有線電視系統布線、橋架及PVC管槽系統及樓宇自控系統布線。
6）數據/語音布線系統完全支持六大子系統（含出入口子系統）設計及安裝。
7）用戶根據需求可將網路設備、語音設備、監控設備、有線電視設備、廣播設備及樓宇自控系統設備等安裝在實踐平台的主設備間和子設備間，從而形成一個完整的「智能樓宇網路工程」。
8）綜合布線水平子系統支持類型：五類、超五類、六類、超六類、光纖到桌面及未來綜合布線系統發展等；為了教學需要還可混合使用。
9）主幹（垂直）子系統支持：雙絞線主幹、光纖主幹及大對數主幹等；
10）支持現實應用中智能樓宇自控系統中各種應用；
11）本平台實踐平台上的所有布線系統或設備系統集成，學生均可自己設計、安裝、調試及測試。
12）採用多套實踐平台可實現建築群或高層建築網路工程的設計、安裝、調試及測試。
13）理論教學與實際應用相結合展示平台
4、智能樓宇網路工程實踐平台正/背面圖

5、智能樓宇網路工程實踐平台功能介紹
1）建築物系統組成
本實踐平台按照現實應用中建築物特點構建了「三層建築物」，將常用的建築物結構「完全的模擬」到實踐平台上，因此，通過模擬三層建築物，學生完全可掌握「工程現場中」的智能建築大廈的網路工程設計、安裝、調試及測試實踐，建築物特點如下：
◆三層樓；
◆牆體：用於工作區管/槽安裝、信息底盒和信息面板安裝、工作區「門」安裝、工作區「溫濕度」安裝等；
◆樓面：用於吊裝橋架和吊頂安裝；
◆走廊/工作區：走廊與工作區位於牆體兩側；◆走廊吊頂：用於煙感探測安裝、紅外監控探測安裝等；
◆弱電井:用於垂直橋架安裝；
◆設備間（主設備間、子設備間）。
2）管/槽、信息盒及橋架系統
在實踐平台上可進行現實應用中「各種常用」的PVC管/槽、信息底盒、信息面板、橋架及橋架與PVC管/槽連接的安裝方式, 從而使學生真正掌握「工程現場中」管、槽、信息底盒及橋架系統的設計與安裝過程，並真正掌握綜合布線系統中的管、槽、橋架及信息底盒等的設計與安裝規范。
◆PVC明管與暗管敷設；
◆PVC明槽敷設；
◆信息明盒與暗盒；
◆信息面板安裝；
◆吊裝水平橋架安裝；
◆托臂安裝水平橋架安裝；◆水平橋架通過橋架連接件（如三通、四通或灣頭）與垂直橋架連接安裝；
◆PVC管與橋架直接連接；
◆PVC管通過軟管與橋架連接。
3）綜合布線系統
各種現實中常用綜合布線系統典型拓撲結構，學生均可在實踐平台上實現設計、安裝、調試及測試，從而使學生真正掌握「工程現場中」綜合布線設計與安裝過程，並真正掌握綜合布線系統的設計與安裝規范。
◆數據/語音布線系統：工作區子系統、水平子系統、干線子系統、管理子系統、設備間子系統及建築群子系統（含出入口子系統）；
◆有線電視布線系統：有線電視分配網和接入網；
◆監控布線系統：視頻線、通信線、電源線、拾音線、監控主幹；
◆廣播布線系統：定壓式與定阻布線系統、廣播主幹；
◆門禁布線系統：讀卡器與出門按鈕布線、門禁控制器主幹；
◆樓宇自控系統布線:
◆建築設備運行管理：暖通空調系統監控（HVAC）、給排水系統監控、
供配電與照明系統監控；
◆火災報警與消防聯動控制、漏水檢測、溫濕度、新風機監測、煙感探測、紅外監測、電梯運行管制◆公共安全技術防範：視頻監控、防盜報警、出入口控制及門禁系統、巡更系統、安全廣播系統）
4）綜合布線系統測試
可按「工程現場方式」進行數據、語音及有線電視等布線系統測試，並真正掌握綜合布線系統的測試方法與測試規范。◆數據/語音系統測試
◆有線電視分配網測試
5）系統集成
根據以上綜合布線系統拓撲結構，學生均可按「真正現實應用」的需要在實踐平台上進行系統集成的實現設計、安裝、調試及測試，從而使學生真正掌握「工程現場中」系統集成設計與安裝過程，並真正掌握綜系統集成的設計、安裝及調試規范。
◆數據網路系統集成
◆語音系統集成
◆監控系統集成
◆有線電視系統集成
◆廣播系統集成
◆門禁系統集成
◆樓宇自控系統集成
6）整個網路系統調試可按「工程現場方式」進行整個網路系統的調試與測試，並真正掌握網路系統調試方法與規范。
6、智能樓宇網路工程實踐平台技術參數
1）建築物建構
◆三層樓、牆體、樓面、走廊、走廊吊頂、弱電井、設備間（主設備間、子設備間）；
◆走廊/工作區：走廊與工作區位於牆體兩側；
◆牆體：用於工作區管/槽安裝、信息底盒和信息面板安裝、工作區「門」安裝、工作區「溫濕度」安裝等；
◆樓面：用於吊裝橋架和吊頂安裝；
◆走廊吊頂：用於煙感探測安裝、紅外監控探測安裝等；
◆弱電井:用於垂直橋架安裝；
◆設備間（主設備間、子設備間）。
2）水平子系統配置（信息點配置）
◆數據信息點最大支持136個；
◆語音信息點最大支持136個；
◆光纖到桌面點最大支持136個；
◆有線電視點最大支持34個；
◆廣播點最大支持4個；
◆監控點最大支持6個；
◆強電點最大支持34個；
◆水平雙絞線：支持五類、超五類、六類、超六類；
◆水平光纖：支持單、多模光纖。
3）設備間子系統配置
◆主設備間（MDF）1個；
◆子設備間（IDF）1個。
4）主幹（垂直）子系統配置
◆支持多模光纜和單模光纜、雙絞線、大對數雙絞線、同軸電纜等。
5）管理子系統配置
◆數據配線架、語音水平配線架、語音主幹配線架、光纖配線架、理線桇。
6） 工作區子系統配置
◆電話機及電話跳線二套。
7）建築群子系統
◆採用二套以上設備即可實現，採用五套設備能更好實現。
8）高層建築
◆採用四套以上設備即可實現。
9）橋架配置
◆水平橋架：一路吊裝橋架、兩路托臂安裝橋架。
◆垂直橋架：採用分隔橋架。
10）樓板及吊頂配置
◆二樓樓板、二樓吊頂；
11） PVC管、槽配置
◆暗敷PVC管、明敷PVC管、明敷PVC線槽。
12）語音設備配置
◆可擴容8口語音程式控制交換機一台。
13）支持網路系統集成設備和其他系統集成設備
◆網路設備（如：交換機、路由器、防火牆、伺服器等）、廣播設備、監控設備、有線電視系統設備、無線網路設備。
14）支持樓宇自控布線系統和系統集成。
15）產品尺寸
2800(寬)mm*1270(深)mm*2250mm（高）。
7、產品特性
1）規范性：符合國家綜合布線設計標准（GB/T 50311-2007）和安裝標准 （GB/T50312-2007），符合最新設計標准 （GB/T 50311-2008）；智能建築設計標准（ GBT5014-2006）、智能建築工程質量驗收規范（GB50339-2003）、建築電氣工程施工質量驗收規范（GB50303-2002）。
2）真實性： 學生在實踐平台上所有實訓操作與現場環境一致。
3）可用性： 本實踐平台實現了理論教學與實踐相結合的統一。學生在實訓平台上所進行的整個綜合線系統設計和此同時安裝過程與現實應用中的綜合布線工程完全一致。
4）完整性： 在現實應用中的綜合布線系統的設計、安裝及測試的全過程均可通過本實踐平台實現。由於本實踐平台移動方便，因而可形象的實現建築群和高層建築綜合布線系統工程設計與安裝。
5）可靠性：本實踐平台主體為免維護。
6）擴展性：由於本實踐平台為一棟現實中的建築物，無論今後網路技術如何發展，本平台均滿足學生實訓要求。
7）安全性：學生在實訓過程中安全可靠。
8）經濟性：本平台使學生在實訓過程中消耗材料降低到最小成本，產品配件是不需要更換。
9）可設計性和實施性：學生根據自己所學習的理論和實踐知識，可按現實中智能樓宇綜合布線系統設計規范和安裝規范，在實踐平台進行設計和安裝，從而使該實踐平台作為學生畢業實習的設計和安裝平台。 由我公司製作的並榮獲首屆「十一五」全國教育影視「電視教材」一等獎《智能樓宇網路工程視頻教程》已全面出版上市。本視頻教程將網路工程安裝全過程通過視頻方式展現出來,學生可通過視頻教程並結合實踐平台和實訓教程完全掌握實際應用中網路工程現場的安裝方法、安裝規范及安裝細節。
1、智能樓宇網路工程視頻教程特點
1）本視頻教程中示範操作完全符合國家、國際及行業標准及工程現場安裝。
2）保持綜合布線系統安裝與測試與現場環境一致。
3）對現場安裝的原理及方法進行講解，並對施工過程中的注意事項進行說明。
4）安裝與測試步驟詳細、細致，學生一看便懂。
5）整個視頻示範操作完整，涵蓋了綜合布線系統現場安裝全過程。
6）整個視頻按照工程施工順序進行編排。
2、智能樓宇網路工程視頻教程功能模塊
1）智能樓宇網路工程實踐平台功能模塊介紹
2）基礎安裝
◆管、槽及信息盒底安裝實訓
◆橋架安裝實訓
3）線纜敷設與理線
◆綜合布線系統線纜敷設實訓
◆綜合布線理線實訓
4）接續安裝
◆數據跳線製作實訓
◆超五類信息模塊安裝實訓
◆超五類數據配線架安裝實訓
◆語音水平配線架安裝實訓
◆語音主幹配線架安裝實訓
◆光纖配線架安裝及光纖接續實訓
◆監控系統安裝實訓
◆廣播系統安裝
◆有線電視分配網系統安裝實訓
◆六類信息模塊安裝實訓
◆六類數據配線架安裝實訓
5）綜合布線系統測試
◆綜合布線系統測試 由我公司總經理吳方國先生和具有一線教學實踐的楊曉斌副教授主編的《智能樓宇網路工程實訓》教材，被江西高校出版社列為21世紀高校規劃教材，並已全面出版上市。本書在GBT/T-50311-2007、GBT/T-50312-2007、 GBT5014-2006、GB50339-2003、GB50303-2002標准基礎上，緊密結合了教材編寫人員多年從事本課程教學的需要和智能樓宇網路實際工程的施工經驗，涵蓋了智能樓宇網路工程的全過程，通俗易懂。本實訓教材既可和我公司專利產品—「智能樓宇網路工程實踐平台」配套使用，形成較強的實訓指導功能，也可作為獨立的實踐性教材幫助網路工程專業學生進行專業實踐，相信本教材的面市能夠對社會應用型人才的培養產生巨大的促進作用。
1、智能樓宇網路工程實訓教程特點
1）實訓教程中根據國家、國際及行業標准和現場施工經驗進行編寫；
2）實訓教程涵蓋了綜合布線系統現場施工全過程；
3）整個實訓教程按照工程施工順序進行編排；
4）實訓教程是對視頻教程的詳細說明與補充；
5）對綜合布線系統現場安裝安裝規范進行了詳細的說明；
6）採用了大量的現場施工圖片和文字說明，通俗易懂，使學生非常容易學習和理解綜合布線系統現場施工過程；
7）對綜合布線系統測試原理與測試方法進行了詳細描述和說明；
8）對現場安裝的原理及方法進行講解，並對施工過程中的注意事項進行說明。
9）安裝與測試步驟詳細、細致，學生一看便懂。
2、智能樓宇網路工程實訓教程內容
1）智能樓宇網路工程實踐平台功能模塊介紹
2）基礎安裝
◆管、槽及信息盒底安裝
◆橋架安裝
3）線纜敷設與理線
◆綜合布線系統線纜敷設
◆綜合布線理線
4）接續安裝
◆數據跳線製作
◆超五類信息模塊安裝
◆超五類數據配線架安裝
◆語音水平配線架安裝
◆語音主幹配線架安裝
◆光纖配線架安裝及光纖接續
◆監控系統安裝
◆廣播系統安裝
◆有線電視分配網系統安裝
◆六類信息模塊安裝
◆六類數據配線架安裝
5）綜合布線系統測試
◆綜合布線系統測試 綜合布線系統端接與測試平台是我公司最新自主研發生產的產品，該平台主要是針對學生在綜合布線系統端接方面的專門練習以及向學生詳細講解測試的原理與測試方法。主要有以下功能特點：
1、支持EIA/TIA 568A、 568B端接與測試標准。
2、同時支持4～8人端接與測試實訓。
3、支持數據、語音配線架端接與測試實訓。
4、支持大對數雙絞線端接與測試實訓。
5、支持學生對數據、語音配線架簡單打接實驗。
6、支持數據跳線測試。
7、支持綜合布線系統測試。 在一棟現代樓宇里，為了安全管理，樓宇監控顯得越來越重要了，作為智能樓宇網路工程的一部分，現在網路人才要求懂得監控系統的原理和功能，本平台就為學生學習樓宇監控提供了一個完整的平台。本平台有以下和現實樓宇監控完全一致的功能：
1、綜合集成：提供一體化集成平台,支持智能設備監控管理（如送配電、UPS、空調、溫濕度及漏液檢測、消防、保安等）、 網路設備監控管理、視頻監控等，並且實現各種信息的無縫集成，可以定義各種設備的聯動關系。
2、專家診斷功能：實時檢測UPS、空調等智能設備的工作狀態和運行參數診斷。
3、完全Web化的遠程管理功能：用戶可以在網路連接的任意位置， 通過瀏覽器瀏覽所有實時信息；遠程站與當地監控站具有完全一致的圖形界面。
4、強大的數據管理功能：存儲一年的歷史數據，在同一個集成環境下或在瀏覽器內查閱一年內任意一天的歷史曲線。
5、完整的許可權管理功能：系統具有完整的許可權管理功能，可以規定每個用戶容許瀏覽的內容以及該用戶容許操作的設備，並且每一次連接、登錄以及對設備的操作都有詳細記錄便於核查。
6、完整的報警功能：可以設置特定設備的報警通知特定管理人員，報警可以採用電話語音、簡訊息等多種方式 。
7、支持二次開發：提供親切友好的集成開發環境、完成各種監控或模擬系統的組態工作，實現真正的客戶化。提供豐富的內部函數介面及完整的編程界面，極大地擴展系統功能。
8、支持各種設備：內置上百種智能設備通訊協議，使用相同通訊協議的設備可以直接接入。

㈢ 樓宇自控的常用設備

感測器是自控系統中的首要設備，它直接與被測對象發生聯系。它的作用使感受被測參數的變化，並發出與之相適應的信號。在選擇感測器時一般有三個要求：高准確性、高穩定性、高靈敏度。
1. 溫度感測器：
樓宇工程中應用的主要接觸式溫度感測器，如熱電阻、熱電偶、PTC硅感應器等，由於測溫元件與被測介質需要進行充分的熱交換，測量常伴有時間上的滯後。如Pt1000其在0℃時電阻為1000Ω，隨著溫度的升高電阻減小，靈敏度一般在3~4Ω/K，響應速度一般在15~30秒。
2. 壓力感測器：常用的有電氣式壓力感測器，將被測壓力的變化轉換為電阻、電感等各種電氣量的變化，從而實現壓力的間接測量。常用的有壓差開關、表壓感測器、靜壓感測器等。
3. 流量感測器：常用的是電磁流量計，由法拉第電磁感應定律知，在磁場中運動並切割磁力線的導體中會有感應電動勢產生，此感應電動勢與流體的體積流量呈線性關系。如果是改造還可以採用超聲波流量計，方便安裝和維護。
4. 濕度感測器：用於測量室內空氣相對濕度。
5. 液位感測器：用於控制水箱、水池等的上限、下限液位。
在自動控制系統中，它接受控制器輸出的控制信號，並轉換成直線位移或角位移，來改變調節閥的流通截面積，以控制流入或流出被控過程的物料或能量，從而實現過程參數的自動控制。
6. 風閥執行器：用於控制安裝於新風、回風口的風閥，既可進行開關控制，也可進行開度控制。執行器設有萬能夾具，可直接夾持在風閥的驅動軸上，設有手動復位鈕，在故障時可手動調節。根據風管橫截面的大小可選擇不同鈕矩的執行器。
7. 水管閥門執行器：與閥門配套使用，有開關式和調節式兩種，開關式一般口徑大，在冷熱站中用於控制各系統工藝管道的開啟和關閉、各種工況間的切換等；調節式主要用於控制流量，在空調機組中，根據控制器的溫濕度設定值控制回水流量和蒸汽加濕的流量，使溫濕度維持在設定值。 DDC是用於監視和控制系統中有關機電設備的控制器，它是一個完整的控制器，有應有的軟硬體，能完成獨立運行，不受到網路或其它控制器故障的影響。根據不同類型的監控點數提供符合控制要求和數量的控制器。每處DDC 具有10-15%點數的擴充或餘量。
（1）控制器構成符合以下要求：
A) 以32位或16位微處理器的可編程DDC
B) 具有可脫離中央控制主機獨立運行或聯網運行能力
C) 具有電源模塊
D) 具有通信模塊
E) DDC 有在模板LED顯示每個數字輸入，輸出點的實時變化狀態。當外電斷電時，DDC的後備電池可保證RAM中數據在60天不掉失。
F) 當外電重新供應時，在無需人工干預的情況下，DDC能自動恢復正常工作。
G) 當DDC存儲的數據非正常丟失時，用戶可通過現場標准串列數據介面和通過網路操作將數據重新寫入DDC控制器。
H) DDC的操作程序與應用程序皆採用PPCL高級語言編寫。
I) DDC程序的編寫，修改既可在中央站上進行，也可通過便攜機進行。
J) DDC在外電斷時，同時後備電池丟失時，能存儲其應有程序。
K) DDC的採集精度與感測器的精度相匹配。
L) 工作環境：溫度0度到50度，相對濕度0-90%
M) 電源：AC220V, ±10%,50HZ。
2）DDC具備以下功能：
定時啟停自適應啟/停
自動幅度控制需求量預測控制
事件自動控制掃描程序控制與警報處理
趨勢記錄全面通信能力 最近幾年，未來的樓宇被人們認為 將會是充滿了各種各樣的智能設備。樓宇控制網路中的感測器、執行器、閥門等都是智能的，樓宇 的基礎設施能無縫隙的將數據網和控制網連接起來，形成整體的樓宇網路。 整體的樓宇網路將成為未來樓宇控制的典範。在九十年代中，人們逐漸對樓宇自控中信息的傳 遞形成了新的概念： 智能設備-感測器、執行器形成能自主的控制環境即智能的溫度感測器、 電燈開關、窗簾、電梯按鈕、讀卡機等能混如一體的工作。 網路-新一代的智能設備能無縫隙的將各種網路如國際互聯網、企業網 或樓宇的廣域網、區域網等連接起來。 全球聯網-隨著網路、設備和系統的發展,用戶能在世界上任何地方,任 何時間對智能樓宇網路上住何一點進行遠程訪問。 整體的樓宇網路概念已不再是一個對將來的期望,今天它正在發生中。提供智能設備、子系 統和系統的廠家正在如指數般的成長。這種推動力主要來自於業主們,他們對樓宇物業集成度的要 求越提越高,這也是合理的。因為在今天,樓宇自控子系統如門禁、閉路電視、電梯、空調暖通、保 安和消防中的智能產品都已問世了。 雖然這許許多多的智能產品正在導致樓宇子系統的逐漸更新,但真正的整體的樓宇網路系統 仍然少見。生產廠商們一方面表示他們全面向開放性系統靠攏,但另一方面又限制互操作性產品的 發展,因為他們懼怕一個標准網路通信協議和真正的開放性結構所帶來的市場變化。大公司願意維持現狀是因為他們是既得利益者。許多大廠商們在他們的底層設備申採用了L0NWORKS技術,是因為 他們發現使用L0N WORKS平台這一經濟有效的技術可以實現他們的封閉系統中的設備互通信息,但他們也只願意做到這 個地步而已。在六十年代和七十年 代,計雋機行業中,的巨人們如：IBM，Burroughs，Control Data，Sperry，NCR，Honeywell壟斷了計算機市場，他們的設備又大又封閉,價錢也非常昂貴。在七十和八十年代，出來了一批新的計算機公司如：DEC，Data Geheral，Tande和王安電腦,這些公司的電腦產品是比較分布的但他們仍然是昂貴的封閉式的主從系統。
在九十年代另一批計算機公司取代了行業的領導地位,他們是：Compaq，Dell，Gateway和 惠普。這些新公司能有如此成績是因為他們的產品是全開放性的,性能價格比高,靈活性大。隨著銷 路的增加,廠家更能消減成本擴大市場從而獲得更多的利潤。 走向開發性 今天的樓宇自控行業與昨日的計算機行業有許多的相同之處。傳統的樓宇控制系統也是封 閉式的,通常從一家公司購買並由他們安裝。由於這種系統是主從式的控制結構,安裝和維修成本都 較高且將來的增減、改造和維修都有一定的局限性。任何在子系統層上的集成都需要有昂貴的網 關硬體和專業人員專用的編輯程序來完成。 不幸的是不少的控制系統生產商並不願意提供真正的開放平台。最終用戶們要的是對等式的開放系統，不含那些昂貴的、獨家的、封閉式的模板和中央控制器及相應的復雜布線、控製程序和維護。今天的控制設備廠商們希望用他們的昂貴的網關來做集成(達到互操作性),雖然這些網關可 以使子系統達到某一程度的互操作性,但網關限制了終端設備之間的通訊,並使整個系統復雜化了。 智能化的路由器可以解決上述弊病。路由器使通道之間透明，可從任何地方訪問某通道上的某個終 端設備。路由器提高了系統的可靠性,為升級、改變和更換提供了足夠的靈活性。這種路由器的工 作方式只是在網路中進行邏輯的隔離而非物理隔離。當我們這個控制行業採納了真正的開放性系統時,業主和物業管理人員們才能享受到從不同 廠家產品中集成出一個樓宇管理系統的真正好處:自由選擇最高性能價格比的產品、技術和服務;成 本也可以在產品的真正生命期中攤銷完畢。開發、安裝開放性的控制網路相關公司提供了開放性LONWORKS控制網路的系統級基本組成模塊,這些系統模塊主要是面 向OEM廠家的。產品是：開發工具、Lon Talk(通信協議) 、神經元晶元 、收發器 、網路介面 、網路操作系統 、網路管理軟體 ，這些系列產品可以使OEM廠商直接獲得LONWORKS網路的利益而無需重新開發開放性控制網路的技術核心,他們可以將他們寶貴的人力物力資源集中在開發控制設備和系統上,提高他們產品的附加值從而減低開發和生產的成本。提供給系統集成商的產品在完成一項高度分布、互操作性的控制方案時,系統集成商起了關鍵性的作用。為此,Eche 公司相應的對系統集成商們提供了一套Lon Point系統產品。這些產品使系統集成商們可以將不同生產商提供的L0NMARK產品集成在一起,完成 一個完整的控制解決方案。這種解決方案可以取代上面所說的中央控制器,將控制演算法直接分布到 I/O設備上。
Echelon的Lon Point介面模塊不但可以取代這些中央控制器，系統集成商們也可以用Lon Point將不具備神經元晶元和收發器的傳統老設備連接到Lon Works網路上。LonPoint模塊中的神 經元晶元可對感測器、執行器的信號進行直接處理。這些安裝容易、編程簡單的LonPoint模塊與復 雜的中央控制器相比起來，無論在價格上或是接線工作和維修過程中都有很大的價格優勢。Echelon的預見相關公司在樓宇自控領域的總之就是將市場推向基於LONMARK互才做性，開放式的全分 布網路控制系統。要做到這一步,就要求生產商們取締那些獨家性的中央控制器和網關,降低設備、 安裝及生命周期的成本從而降低系統成本。有不少的生產商對「開放系統仍抱著懷疑態度。他們關心開放後,市場是否真能快速 成長。其實,他們多慮了。控制領域開放後,市場肯定會迅速擴張，那時生產者們才能真正達到薄利 多銷的程度。LONWORK互操作協會和他的240多名成員們正致力於推廣真正開放的樓宇自控市場。協會的成員們來自生產商、集成商和業主及最終用戶們。協會的工作包括制定互操作性標准,對產品進行 認證，同時對市場做宣傳和推廣工作。企業的全面連網在建築業中,隨著企業的數據網和國際互聯網的迅速發展,把企業的控制網連接上TCP/IP已 越來越迫切了。用路由器取代網關而將不同的通道連接起來,這種「隧道」路由器的工作原理將L0N WORKS信息打包在TCP/IP信息包內,送上TCP/IP網路。由於此類結構的系統是一個集成的網路,所有 的點都是透明連接的,使系統在安裝、監測、診斷、維修都非常方便。也就是說:一個網路工具可以 在網上任何地點對網上的其他節點進行工作。
新一代的路由器可將四NW0RKS網路上的通道透明的、無縫隙的連接到乙太網主幹線的網路 上,也可直接連到有乙太網插卡的計算機上。其結果是一個強有力而連貫如一的LONWORKS的樓宇自控系統，將樓宇物業管理軟體系統與所有的智能節點連接起來。這種一體的網路結構大大減低系 統生命周期成本,更可以完成許多現在認為不可能的解決方案。為了實現這種IP(網際網路協議)相連 方式的應用,相關公司正與CISCO公司緊密合作著,開發並推出適應這類市場需要的產品。 現在新一代的樓宇自控產品已經問市了，SIEMENS、Honeywell、Johnson、Hysine等公司也是在不斷尋求技術的創新和突破。樓宇系統是真正開放的,需要業主、 設計師、集成商們共同向廠家們要求真正的開放又帶互操作性的新產品。如果沒有這種推動力的話 ,生產控制器的廠家們仍然會繼續提供老產品。行業需要樹立新的規范,制定 LONMARK互操作性,設計對等式平面的系統結構,使用不含網關和基於LNS平台的網路工具。

㈣ plc電梯實訓小結

基於DSP&IPM的電梯用變頻調速電機優化控制

摘 要: 在分析考慮鐵損時電梯用非同步電機在同步旋轉坐標系統下數學模型的基礎上，通過研究不同運行條件下電機損耗與轉子磁通的關系，實現矢量控制變頻調速非同步電機的優化控制。為了進一步提高電機的調速性能，根據電機矢量控制的基本原理，利用數字信號處理器和智能功率模塊，給出了矢量控制硬體實現，並闡述了系統的軟體實現方法。實驗表明，電梯用非同步電機矢量控制變頻調速系統能平穩運行，具有較好的靜、動態特性，可以廣泛地應用於電梯用電機拖動的電氣傳動系統中。

關鍵詞: 電梯用非同步電機;矢量控制;鐵損;優化控制

Optimal Control of VVVF Speed Regulation Motor for Elevator
based on DSP&IPM

0 引言

隨著城市建築業的發展，對高層建築電梯的電機調速系統要求越來越高。由於受到數位分析方法和工具的限制，現在建立電梯用非同步電機電動機動態數學模型和模擬模型時通常忽略鐵損。而電梯用非同步電機電機中的鐵損是確實存在的，這就會使得輸出轉矩發生偏差，影響控制精度[1]。同時因矢量控制的實現需要實時地完成坐標變換、電流及轉速檢測、磁鏈估計、PWM信號產生及故障保護等多種功能，因此控制演算法涉及大量的實時計算。過去這種高性能的交流電梯用非同步電機電機控制系統的實現結構相當復雜[2]。近年來，由於微電子和計算機技術的進步，尤其是具有較強計算能力的數字信號處理器（DSP）和智能功率模塊（1PM）的出現，使得設計出結構簡單的矢量系統成為可能。本文詳細闡述了矢量控制系統的硬體組成和優化演算法的軟體設計方法。實驗結果表明，該矢量控制系統的實現具有優良的動、靜態調速性能，是目前實時性較強、性能較為優異的一種調速系統，變頻調速電梯具有節能、提升速度快、平層准確、舒適感好等優點提供了動力保障。

1 控制原理

1.1考慮鐵損時電梯用非同步電機電動機在同步旋轉坐標系dq軸的數學模型

根據交流電機理論，電梯用非同步電動機可通過坐標變換等效成同步旋轉坐標系dq軸下的兩相電機模型，相比常規採用的dq軸電機模型，定子上增加了兩個鐵損等效繞組，由此可以得到如圖1所示的考慮鐵損時同步旋轉坐標系下非同步電機在dq軸等效電路[3]。

圖1 考慮鐵損時同步旋轉坐標系下非同步電動機在dq軸等效電路

取dq軸的旋轉速度等於定子的同步角速度ω1，轉子的角轉速為ωr,dq軸相對於轉子的角速度為ωs=ω1-ωr，即轉差。則根據上述等效電路，推導出非同步電機在任意兩相同步旋轉坐標系下的數學模型:

式（a）～（e） 構成了考慮鐵損時非同步電機在任意同步旋轉坐標系下的動態數學模型。

1.2磁鏈優化模塊

因電機的總損耗等於輸入功率與輸出功率的差值，即

由上式可以知，假設電動機參數不變，在一定的轉子角頻率和一定的負載轉矩Te條件下，非同步電動機的可控損耗與轉子磁鏈的大小有關。忽略機械損耗和雜散損耗，非同步電動機在輸出功率一定的情況下，非同步電動機在損耗最小時其效率最高[4]。

損耗的凸函數，因此對上式求導令其等於零，即可得到損耗最小時的最優磁通;其中

2 基於DSP&IPM的系統硬體設計

電梯用非同步電機矢量控制系統硬體結構如圖2。整個系統主要由三大模塊組成：以智能功率模塊PS21867為核心的主電路功率變換模塊;以DSP為主要元件的運算控制模塊;以增量式光電編碼器、霍爾感測器等組成的信號檢測模塊。

圖2電梯用非同步電機矢控制系統硬體結構圖

2.1功率變換模塊

系統主電路採用交-直-交電壓源變頻變壓電路。選用的逆變功率器件是三菱公司的小型雙列直插封裝格式的IPM（PS21867）。其這種新型DIP-IPM利用了最新的第5代IGBT技術，使其靜態性能和動態性能較過去都有了很大提高。並且由於採用了最先進的亞微米電源晶元設計技術和優化的模塊設計技術及封裝工藝，使其不僅可以直接與控制MCU端子相連及採用單一電源自舉供電，還使其輸入邏輯由低電平有效轉變成了高電平有效。從而大大簡化了介面電路設計，提高了逆變系統的性價比。

2.2運算控制單元

控制系統由數字信號處理器TMS320F2407A實現對電梯用非同步電機的控制。TMS320F240是專為電機控制設計而推出的新一代微控制器，其具有高性能的C2xLP內核，最高運算能力達40MIPS，採用改進的哈佛結構，四級流水線操作;片內集成的事件管理器包括3個獨立的雙向定時器，每一個都有單獨的比較寄存器，支持產生可編程死區的PWM輸出;4個捕獲口中的兩個可直接連接來自光電編碼器的正交編碼脈沖;兩個獨立的10位16路A/ D轉換器可同時並行地完成兩個模擬輸入的轉換;片內集成的串列通訊介面（SCI）及串列外設介面（SPI）可用於與上位機、外設及多處理器之間的通訊。TMS320F240的這些卓越特性為高性能的電機控制提供了理想的解決方案[2]。

2.3信號檢測模塊

因為被控制的電機採用星形接法，所以只需對兩相電流進行檢測（）[2]。考慮到轉換速度和精確度，系統採用霍爾感測器來測量電機的定子電流ia和ib ，將ia和ib 轉換成電壓信號，再送入電平偏移電路，把雙極性的電流信號轉換成0—3.3 V單極性電平送入TMS320LF2407A的A/D轉換口ADCIN2、ADCIN3進行采樣，把模擬量轉換成數字量，再進行數據處理。檢測電路採用兩級運算放大器LM358。速度采樣系統中採用精確度為1024p/r增量碼盤來檢測轉子位置，光電編碼器輸出的兩路正交脈沖信號經差動放大後直接接到DSP的QEP1,QEP2上。

3 系統的軟體實現

系統的主電路採用智能功率模塊以後顯得比較簡單，所有控制演算法可在TMS320LF2407A DSP中實時完成的。本系統LF2407A DSP控制部分的軟體採用匯編語言在DSP集成開發環境CCS下編寫，整個軟體主要包括初始化程序與下溢中斷服務子程序部分。其軟體結構如圖5、6所示。其中初始化程序完成DSP硬體及軟體變數的初始化及使能中斷的功能。中斷服務程序由電流及轉速檢測信號處理、轉速和磁鏈調節、磁鏈估計、坐標變換、PWM信號產生等多個功能模塊構成。各功能模塊依照一定的順序關系，在固定的時間周期內執行，由T1CNT的下溢中斷來啟動程序的運行。

圖3 初始化程序流程圖

圖4 下溢中斷服務子程序流程圖

3.1 PI調節器設計

PI調節是電機控制系統中最常用的一種控制器。調節器的目的是消除輸出與輸入的偏差，其數字實現離散化後演算法為：

式中KP為比例增益，KI為積分增益， T為采樣時間。其原理如圖5所示。

圖5 防積分飽和PI調節器

3.2 優化控制器設計

優化控制器的輸出為，由於涉及到除法、開方等運算，為了提高程序效率，採用了C和匯編混合編程，除法及開方子程序用匯編語言編寫。首先由得到最優磁通，然後根據穩態時得到最優勵磁電流。

3.3 轉子磁鏈位置計算

矢量控制系統的控制性能很大程度上決定於磁場定向的精度。系統中採用轉子磁鏈坐標系下的電流轉速模型來估計轉子磁鏈位置角，從而實現正確的磁場定向。磁鏈觀測模型方程為：式中為轉子時間常數，Fs為轉子磁鏈角頻率與額定角頻率之比，ωn為電額定角頻率，n為轉子實際轉速與額定轉速之比。

3.4 SVPWM模塊

TMS320LF2407A的每個事件管理器都有3個全比較單元輸出6路帶有可編程死區的PWM波形。當定子相電壓矢量的分量和所在的扇區數已知，就可通過電壓空間矢量SVPWM技術，產生PWM控制信號來控制逆變器。

4 實驗結果與分析

該實驗樣機為一台2.2KW的矢量控制變頻驅動電梯用非同步電動機調速系統，並在其上採用效率優化控制策略進行了穩態運行實驗研究。

該實驗中，電機空載運行，初始轉速設定為1600 r/min，穩定運行後1.4s設定為1400 r/min。圖6和圖7分別為輸出線電流和輸出線電壓的實驗波形。

圖6 輸出線電流

圖7 輸出線電壓

從圖6和圖7實驗結果可以看出，輸出電流為良好的正弦波形，輸出電壓為經過脈寬調制的正弦波，基波占絕對主要成分，諧波成分較少。證明了本文中提出的控制方法的有效性和可行性。

5 結論

在分析考慮鐵損時非同步電機數學模型與磁鏈優化演算法的基礎上，以DSP和IPM為核心組成的矢量控制變頻調速系統，可以有效地解決實際矢量控制實現時運算量太大而引起的實時性問題。控制系統的硬體結構簡單、穩定可靠，且具有動態響應快，控制精確度高的優點，是一種理想的矢量控制實現方案，可廣泛應用於以電梯電機為驅動裝置的電氣傳動中，從而獲得高精確度的調速控制性能，為電梯節能、提升速度快、平層准確、舒適感好等提供了動力保障。

參考文獻

[1]Kouki Matsuse，Taniguchi S，Yoshizumi T. A speed-sensorless vector control of inction motor operating at high efficiency taking core loss into account. IEEE Trans.on Ind. Appl, 2001 37（2）：548-557.

[2]王曉明，王玲.電動機的DSP控制[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

[3]黎英，時維國.變頻調速電機的運行效率及節能控制研究[J].電氣傳動自動化，1999，21（1） ：21-25.

[4]崔納新.變頻驅動非同步電動機最小損耗快速響應控制研究[D].[博士論文].山東：山東大學控制科學與工程學院，2005.