何晶

摘要：随着社会的进步，人们生活水平的提高，各种智能化的电子产品、电气设备、电气设施已经逐渐走入了人们的生活，智能建筑就是在这个背景下为了提高人们生活品质、生活舒适度、生活安全性诞生的。楼宇智能化主要包括楼宇照明系统、给排水系统、空调系统、电梯运行系统及供配电远程监控系统等，它是智能楼宇建筑不可或缺的重要组成部分。本文重点研究的是基于DED-BA-E7501直接数字控制器实现的远程低压供配电系统的监测控制，主要是通过对用户或工厂加装测量仪表和监控设备，来实现远程检测供配电运行状况、运行参数检测等内容，为正常运行管理提供保障和设备故障分析提供理论依据。

Abstract： With the progress of society and the improvement of living standards， intelligent building has gradually entered into people's life. Under this background， intelligent building was born in order to improve people's living quality. Intelligent building system is an important part of intelligent building. It mainly monitors the water supply and drainage， air conditioning， elevator， power supply and distribution system of the building. The research of this article is based on DED-BA-E7501 direct digital controller to realize remote monitoring control of low voltage power supply and distribution system， mainly through to the user or the factory equipped with measuring and monitoring equipment， to achieve remote detecting electrical equipment running status， running parameters， such as content， which guarantees normal operation management and provide theoretical basis for equipment failure analysis.

关键词：直接数字控制器;低压供配电系统;LonWorks总线

Key words： direct digital controller;low voltage power supply and distribution system;LonWorks fieldbus

中图分类号：TM76                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）27-0211-03

0  引言

随着科技的进步，智人工智能、大数据、互联网+等高精尖科技已经逐渐走入了人们的工作和生活。在科技的推动下，智能楼宇正在向越来越智能化、自动化、安全化、可监控化方向发展。

智能楼宇是由中央控制室（BAS）、DDC直接数字控制器和现场末端设备三级网络控制构成。顶层中央控制室（BAS）是整个智能楼宇控制的顶层管理部分，可以实现上位机与现场控制器DDC之间的实时通信控制，并能将测量数据存入计算机进行数据分析，可实现直机操作。直接數字控制器属于嵌入式计算机，具有较强的运算和控制功能。现场末端设备是由变送器、各种测量仪表和传感器构成，可将采集到的实时数据传送给DDC直接数字控制器，DDC再将传送数据进行分析处理将结果输出给执行机构实现楼宇控制的智能化。

现代化楼宇需要配智能化、高质量化的供配电系统，本供配电系统可以实现在楼宇内电气设备正常运行情况或发生故障或、负荷运行时实时检测配电系统中各种参数数据，并实现远程启、停控制，保证供电楼宇的正常运转和电力节能运行。

1  DED-BA-E7501直接数字控制器介绍

直接数字控制器通常作为中央控制室与现场末端设备的桥梁，它是一种新型的嵌入式计算机，主要安装于被控设备附近，能够及时的采集和管理被控设备的信息和数据。本系统采用的是一种具有完整组合结构的DED-BA-E7501直接数字控制器，它具有网络变量、I/O、算术逻辑运算、多输入多输出逻辑运算、PID运算、编码及时间累积功能的19个模块，用户可以通过Plug-in程序在实现不同的监控测量功能时对这些模块进行组合与配置。由于DED-BA-E7501直接数字控制器的I/O口都具有反接过压保护和较强的输出功能，所以在配线时具有很高的安全可靠性，另外在配线时具有布线简易等特点。

电路的工作原理是DED-BA-E7501DDC 控制模块以FT3150 神经元芯片为核心，扩展输入采样和输出控制电路。在低压供配电系统中直接数字控制器被安装在电流表、电压表、功率表等检测仪表附近，DDC按系统设定时间进行数据采样并与预设值进行比较，若出现较大偏差量则DDC根据预设编程算法和PID控制运算来直接调整执行器的动作。直接数字控制器采用LonWorks现场总线技术与中央控制室进行通讯，它可以实现对现场各种电压、电流等模拟量的采集并实现各种执行机构的远程控制及报警功能。DDC的运算速度快，可以替代多个模拟开关实现在短时间内控制多个回路的作用。

2  LonWorks现场总线技术

系统选用LonWorks现场总线技术的原因是支持多种通信介质并且和其他系统兼容性较好，网络拓扑结构不受总线网络拓扑单一形式的限制。Lon网络编辑界面中可以从左侧基本图形库中直接拖拉组态图形拉到右侧编辑区，对图形进行组态设置，再运用连接器将各组态正确连接。程序调试可以方便的选择软件联机调试或在DDC控制器中下好程序外部设备调试两种方法。

3  低压供配电系统硬件主电路设计

本楼宇智能化供配电系统设计以DED-BA-E7501直接数字控制器为核心，远程实现以弱电控制强电的安全控电模式，系统设计如图1所示。DED-BA-E7501直接数字控制的供电电压为24伏，它和上位机BAS进行数据传输使用的是485总线传输模式，并借助Lonwork板卡实现直接数字控制和BAS远程控制。

系统具有采集低压供配电系统的电压、电流、功率等功能，这些功能是由EDA9033E三相电参数采集模块和GDB-I36112变流器共同作用实现的。EDA9033E智能三相电参数采集模块是利用三表法准确测量出系统所需的三相电参数，在读取实时电压、电流、总有功功率、无功功率、功率因数等数据时，命令语句为： # （ADDR） A ， 响应语句为： > （DATA） 。数据（DATA）输出参数共有9个，每个参数均为 7 字节 ASCII 码值，每个参数的输出格式为一位符号位+/-，5 位十进制数据和1位小数点，数据的输出顺序为：UU、IU、UV、IV、UW、IW、P、Q、COSФ。DDC的模拟量采集在设计时选用的是I/O中的UI口输入的，其端口对模拟量的电压输入信号的要求是DC0V-DC10V，电流输入信号要求是DC0mA-DC20mA。在进行设计采集三相电路中的电压电流等交流参数时不能将三相采集模塊中的数据直接加在DDC端口上需要经过一个可以将交流信号变为合适直流电信号的GDB-I36112变流器才能实现。由于系统中选用的DDC只接受的直流电流信号较小，故在实际接线过程中注意要在DDC的UI点与其对应的GND之间并上500Ω的电阻可以起到分流的作用。

系统在硬件设计时具备检测两个变压器（一台为主变压器、一台为备用变压器可以实现主变变压故障时备用变压器立即启动的功能）温度的功能。检测温度时选择DDC的UI口作为输入端，DDC的端口内部已经通过10k？赘电阻分压后接到+5V的基准电压上。热敏传感器选用铂PT100，将其并接在UI接口上，软件程序上将UI口输入类型配置为0～5V模拟量输入。在温度检测时需要首先查询PT100热敏电阻的分度表，再根据分压公式U=（5×Rt）/（Rt+10）计算出热敏电阻与端口内10k？赘电阻串联加在5V电压下所分的电压值（其中Rt为热敏电阻对应的阻值），找到热敏电阻温度与其所对应分得电压的分度表。在Plug-in程序中正确配置温度-电压分段线性插值表即可实现检测电压就可知道变压器当前温度的目的。

4  低压供配电系统硬件控制电路设计

系统中的控制电路部分主要是依靠继电器K2、K3、K4、K5、K6、K7实现的远程启停控制，如图2所示。控制电路中SA为手自动控制切换开关，当SA闭合为远程控制模式，远程控制指示灯HL1点亮，继电器K1动作远程控制系统使能。运行在远程控制模式下3路供电系统的远程启动可以通过上位机控制DDC控制系统给K2、K3、K4继电器发送信号实现。当SA断开为就地控制模式，3路供电系统可以依靠SB2、SB4、SB6实现就地启动控制。系统具备通过K5、K6、K7实现远程停止控制和通过SB1、SB3、SB5实现就地停止控制两种控制停止模式，无论控制模式在远程还是就地，都可以实现上位画面对停止的优先控制。当3路供电系统运行电流过大时，RF1、RF2、RF3过热保护器动作切断电路。（图2）

5  上位机组态设计

智能楼宇系统供配电系统上位机控制设计采用力控软件制作，如图3所示。在上位机上可以时时监测3相的相电压、电流、有功功率及无功功率等参数。在上位机上还可以实现远程启停控制，并且可以通过上位机的指示灯观测出3路供电系统的运行状态。监控画面可以监控两路供电系统中变压器的温度状态，当温度过高发出报警信号时运用韩光双电源自动切换开关实现两个变压器间的两路电源的不断电输出切换。

当系统运行中出现报警指示时可以点击监控画面右下角的“报警画面”按钮进入报警信息查询界面，如图4所示，有助于及时了解报警设备状况，了解报警故障原因。

6  结束语

智能楼宇供配电系统质量是深受业主关注的重要指标，通过合理调整用电负荷，可以实现供配电系统的安全运行和电力节能效果。在供配电系统出现故障时也可以自动切换备用电源，保证用户电气设备正常运行。智能楼宇是现代建筑的发展趋势，也是居民生活品质提高的有效保障。

参考文献：

[1]DED-BA-E7501 DDC 通用控制模块安装使用说明书.

[2]EDA9033E 智能三相电参数数据综合采集模块使用说明书.

[3]GDB-I3三相电流变送器使用说明书.

[4]赵运婷，贾文民.智能楼宇DDC照明控制系统设计[J].电脑知识与技术，2016（4）：266-271.

[5]张扬吉，赵智聪.直接数字控制器在楼宇自控系统教学实验中的应用[J].中国电力教育，2012（32）：90-91.

[6]高桂根.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].价值工程，2014，33（36）：118-119.