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客房控制系統(tǒng)

客房控制系統(tǒng)范文第1篇

關(guān)鍵詞RCU控制系統(tǒng) 插卡系統(tǒng) 客房空調(diào)系統(tǒng)控制

中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

通過國(guó)外星級(jí)酒店的參觀學(xué)習(xí)以及國(guó)內(nèi)酒店行業(yè)的了解，在目前的酒店行業(yè)中，隨著酒店規(guī)模的不斷擴(kuò)大和服務(wù)層次的提高，酒店業(yè)務(wù)量和復(fù)雜程度的逐漸加大，對(duì)酒店管理的要求也越來越高。由此，基于網(wǎng)絡(luò)的客房酒店智能監(jiān)控一體化平臺(tái)便應(yīng)運(yùn)而生。網(wǎng)絡(luò)型客房信息與控制系統(tǒng)集智能燈光控制、空調(diào)控制、服務(wù)控制與管理功能于一體，具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化特點(diǎn)，將科學(xué)的管理思想與先進(jìn)的管理手段的相結(jié)合，幫助酒店各級(jí)管理人員和服務(wù)人員對(duì)酒店運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量動(dòng)態(tài)的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的分析處理，從而使酒店管理真正由經(jīng)驗(yàn)管理進(jìn)入到科學(xué)管理。

客房控制管理系統(tǒng)是客房管理體系的重要組成部分，配合其他管理網(wǎng)絡(luò)可以更好利用現(xiàn)有的微型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為客人提供全面的、及時(shí)的、隱形的服務(wù)。為客房管理者提供具有定量，定性的客房狀態(tài)管理監(jiān)督制度，可以大大的提高客房管理效率。

網(wǎng)絡(luò)通訊控制程序控制各類客房狀態(tài)、服務(wù)狀態(tài)，通過系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布線，并通過網(wǎng)絡(luò)接口程序以RS-232C或TCP/IP通訊協(xié)議與各類軟件客房計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)接，以約定的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換控制。

一、系統(tǒng)組成

一個(gè)完整的酒店客房信息與控制系統(tǒng)由以下三部分構(gòu)成：

單客房系統(tǒng)（以RCU為核心構(gòu)成，可獨(dú)立運(yùn)行）；

通訊系統(tǒng)（客房、樓層、中心三級(jí)通訊，通過RS485總線或TCP/IP以太網(wǎng)構(gòu)成）；

系統(tǒng)軟件（運(yùn)行于C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）。

RCU系統(tǒng)控制原理圖：

二、需求分析

1、客房照明系統(tǒng)控制

在客房?jī)?nèi)對(duì)燈光控制由客房管理系統(tǒng)控制箱對(duì)客房?jī)?nèi)的照明燈光進(jìn)行編程邏輯控制。

目前國(guó)內(nèi)流行趨勢(shì)控制線路既要簡(jiǎn)單，還要符合人們的生活習(xí)慣。一個(gè)客房?jī)?nèi)的照明是多種多樣的，客房?jī)?nèi)有床頭燈，臺(tái)燈，落地?zé)簦篃舻取Ｐl(wèi)生間內(nèi)有鏡前燈，頂燈等。如此眾多的燈具，一地、二地、甚至三地控制要求較為復(fù)雜。

酒店客房?jī)?nèi)采用墻面控制開關(guān)對(duì)照明燈光進(jìn)行控制，只能對(duì)酒店客房?jī)?nèi)燈具進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制。通過對(duì)客房?jī)?nèi)墻面控制開關(guān)狀態(tài)判別，通過編制工程控制要求的控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)酒店客房?jī)?nèi)照明燈具的邏輯控制、場(chǎng)景控制、分時(shí)段控制和無(wú)任何約束條件的控制。可靈活配置開關(guān)控制面板，實(shí)現(xiàn)異地控制。接線簡(jiǎn)單，可靠性高。衛(wèi)生間照明可安裝遠(yuǎn)紅外探測(cè)器有人即亮，無(wú)人延時(shí)關(guān)燈。即可減少開關(guān)面板及復(fù)雜的控制線路又可節(jié)約能源。同時(shí)能顯示高檔與時(shí)尚。（如：在任何時(shí)間段推開客房門廊燈亮、在環(huán)境亮度不夠時(shí)推開客房門廊燈與指定的燈具亮，在晚18：00點(diǎn)-早8：00點(diǎn)插入鑰匙卡點(diǎn)亮左、右床頭燈30%，按動(dòng)總開關(guān)關(guān)閉所有受控?zé)艟摺⒃俅伟磩?dòng)任意開關(guān)可點(diǎn)亮任何一個(gè)指定燈具或某個(gè)組合燈具。）在系統(tǒng)控制箱內(nèi)接入應(yīng)急照明，平時(shí)與客房?jī)?nèi)其他燈具一樣正常啟閉。在火災(zāi)時(shí)切斷非消防電源的情況下能自動(dòng)開啟應(yīng)急照明。

2、客房狀態(tài)管理和服務(wù)控制

在客房?jī)?nèi)設(shè)置服務(wù)類控制開關(guān)，由客人根椐需求選擇控制。在網(wǎng)絡(luò)上顯示請(qǐng)勿打擾、、緊急呼喚、清潔客房、客人入住以及客房門、客房?jī)?nèi)保險(xiǎn)箱門的開啟與關(guān)閉狀態(tài)。并且可將客人需要服務(wù)的時(shí)間與酒店服務(wù)人員響應(yīng)的時(shí)間記錄，以便酒店對(duì)酒店服務(wù)人員的工作進(jìn)行考核。

3、網(wǎng)絡(luò)控制程序

每個(gè)客房控制箱內(nèi)的微處理器，可將客人的服務(wù)需求、客房服務(wù)人員工作狀態(tài)以及工程控制狀態(tài)，通過網(wǎng)絡(luò)通訊控制程序發(fā)送至酒店相關(guān)部門，并且可按酒店管理方的管理模式與工作流程來編制酒店客房狀態(tài)管理程序、服務(wù)功能顯示控制程序、工程狀態(tài)控制管理程序，將原酒店客房各類狀態(tài)的計(jì)劃轉(zhuǎn)化為住店客人的需求。

4、客房空調(diào)系統(tǒng)控制

在酒店客房空調(diào)系統(tǒng)的用電量約占整個(gè)酒店用電量約40%~50%左右，因此酒店客房空調(diào)節(jié)能有著重大的意義。

常規(guī)酒店采用當(dāng)客人離開客房時(shí)取出節(jié)電鑰匙牌后，關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到節(jié)能目的。但這種控制方式在夏季或冬季，溫度很快回升到高溫狀態(tài)或降低到寒冷狀態(tài)。住店客人再次重新進(jìn)入房間后會(huì)感到較熱或較冷而不舒適。并且由于酒店客人的流動(dòng)性非常高，使酒店客房?jī)?nèi)的溫差非常的不穩(wěn)定，導(dǎo)致酒店客房?jī)?nèi)的裝飾材料與客房?jī)?nèi)的家具提前老化，給酒店工程部加大工作量。也有酒店采用當(dāng)客人離開客房時(shí)取出節(jié)電鑰匙牌后，不關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，依然保持客人原來調(diào)節(jié)的溫度狀態(tài)，這樣以來雖然客人回到客房?jī)?nèi)感覺舒適，但客人長(zhǎng)時(shí)間外出空調(diào)系統(tǒng)一直運(yùn)行，給酒店的運(yùn)行成本造成很大的浪費(fèi)。

而高檔酒店既要考慮節(jié)能又不能降低舒適水準(zhǔn)，采用致遠(yuǎn)AM系列酒店客房管理系統(tǒng)可解決此矛盾。該系統(tǒng)可把酒店客房的空調(diào)狀態(tài)細(xì)致的區(qū)分為四種狀態(tài)模式：出租客房空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、出租客房夜間睡眠空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、待租客房空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)及空置客房空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)。及時(shí)有效的控制了酒店能源的成本。

在住店客人離開客房取出節(jié)電鑰匙牌后斷開照明燈具、電源插座供電外，空調(diào)系統(tǒng)即刻由客人設(shè)置的空調(diào)狀態(tài)轉(zhuǎn)到出租客房空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)(保持節(jié)能舒適空調(diào)溫度)。到夜間特定時(shí)間段（具體時(shí)間由酒店管理方擬定）系統(tǒng)自動(dòng)由客人設(shè)置的空調(diào)狀態(tài)轉(zhuǎn)到出租客房夜間睡眠空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)(保持節(jié)能夜間睡眠空調(diào)溫度)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)控制程序設(shè)置為待租客房狀態(tài)、退租客房狀態(tài)時(shí)，無(wú)論客房鑰匙卡盒內(nèi)是否插入服務(wù)員人員鑰匙卡、管理人員鑰匙卡。空調(diào)系統(tǒng)即刻轉(zhuǎn)為待租客房空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)(保持節(jié)能保養(yǎng)空調(diào)溫度)，將空客房空調(diào)保持保養(yǎng)溫度為冬季18度，夏季28度。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)控制程序設(shè)置為空置客房狀態(tài)時(shí)，客房?jī)?nèi)空調(diào)系統(tǒng)斷電關(guān)閉。

三、系統(tǒng)控制功能

燈具： RCU系統(tǒng)燈具最大回路為13路。其中含兩路調(diào)光回路。

調(diào)光回路最佳功率為60W。其它燈具回路在220W以內(nèi)。

服務(wù)功能：

1 請(qǐng)勿打擾 + 清潔房間 + 門鈴開關(guān) + 住客顯示 + 請(qǐng)稍候

請(qǐng)勿打擾和清潔房間具有互鎖功能。

客人離開房間后只保留清潔房間，請(qǐng)勿打擾自動(dòng)取消。

當(dāng)客人按下請(qǐng)勿打擾后，門鈴自動(dòng)鎖止。

當(dāng)客人進(jìn)入房間插卡后，門外有LED指示燈亮，服務(wù)員可依據(jù)判斷客人在房?jī)?nèi)。

當(dāng)客人按下請(qǐng)稍候時(shí)，門外自動(dòng)顯示，五分鐘后請(qǐng)稍候自動(dòng)取消。

2 插卡取電（12V弱電控制）

插卡后點(diǎn)亮歡迎模式：早8：00-18：00 白天歡迎模式（只點(diǎn)亮廊燈）

晚18：00-8：00 夜間歡迎模式（點(diǎn)亮相應(yīng)指定燈具）

插卡取電帶識(shí)別卡功能：識(shí)別客人卡和服務(wù)員卡。遠(yuǎn)程傳輸插卡信息。

3 電子叮咚門鈴（12V弱電門鈴）

安裝于RCU控制箱內(nèi)。受門外門鈴按鈕控制。在客人按下請(qǐng)勿打擾時(shí)，門鈴鎖止。

4 門磁傳感器（12V弱電傳感器）

安裝于客房門上方，距離合頁(yè)最遠(yuǎn)處。

功能：觸發(fā)歡迎模式，監(jiān)控門的狀態(tài)，客房門開啟超過三分鐘后自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)。

5 緊急呼叫開關(guān)（SOS）

安裝在浴缸和恭桶之間，高度在80厘米。外加防水罩并印有警示文字說明，客人在緊急情況下按下SOS，客房服務(wù)中心會(huì)馬上報(bào)警。

空調(diào)：四管制空調(diào)系統(tǒng)

1、有人模式：客人進(jìn)入房間插卡后，風(fēng)機(jī)受墻面溫控器控制，風(fēng)速：高中低和溫度由客人決定。

2、無(wú)人模式：客人離開房間拔卡后，風(fēng)機(jī)受RCU控制，風(fēng)速為低速，溫度受計(jì)算機(jī)設(shè)定控制。計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程調(diào)整客房溫度。

3、客房空調(diào)系統(tǒng)可依據(jù)房態(tài)的變化進(jìn)行開啟或關(guān)閉。亦可與酒店前臺(tái)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用。

4 、在RCU系統(tǒng)安裝有客房門磁傳感器時(shí)，可定義在客房門開啟超過三分鐘后自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)。此功能主要應(yīng)用于客房服務(wù)員每天清掃客房時(shí)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

電動(dòng)窗簾：RCU系統(tǒng)可控制電動(dòng)窗簾的開啟與關(guān)閉。提供開關(guān)控制信號(hào)。

衣柜燈門磁開關(guān)：門磁傳感器自動(dòng)點(diǎn)亮衣柜燈，此燈有十分鐘延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉功能。

客房控制邏輯表：

客房RCU系統(tǒng)圖：

客房控制系統(tǒng)范文第2篇

[關(guān)鍵詞] 集散控制系統(tǒng)；工程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

21世紀(jì)是信息技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高也越來越依賴于信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)、信號(hào)的檢測(cè)、分析、處理、控制和應(yīng)用等各個(gè)方面，是信息技術(shù)的重要組成部分。在新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，要堅(jiān)持走科技含量高、經(jīng)濟(jì)、能耗低、污染少、可持續(xù)發(fā)展的道路。集散控制系統(tǒng)(DCS)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和企業(yè)信息化最好的系統(tǒng)平臺(tái)，是當(dāng)今工業(yè)過程控制的主流[1]。

《集散控制系統(tǒng)》課程的教學(xué)目的，在于對(duì)學(xué)生進(jìn)行控制工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，通過課堂學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握集散控制系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)性、通用性，了解基本的集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)的一般方法。在此基礎(chǔ)上，必須通過教學(xué)和工程實(shí)踐相結(jié)合，才能真正掌握應(yīng)用，形成學(xué)生自身的能力。為此,我們?cè)凇都⒖刂葡到y(tǒng)》課程的教學(xué)改革方面做了做了一些初步的嘗試。

一、把課堂教學(xué)由單純的教師傳授過程，改為師生互動(dòng)的研究過程

針對(duì)《集散控制系統(tǒng)》課程對(duì)學(xué)生具備工程實(shí)踐能力和動(dòng)手能力培養(yǎng)的要求，首先對(duì)課程的教學(xué)學(xué)時(shí)進(jìn)行合理分配，教學(xué)過程中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)及理論實(shí)踐相結(jié)合的方法進(jìn)行理論教學(xué)和過程考核。本課程共48學(xué)時(shí)，用30學(xué)時(shí)主要進(jìn)行集散控制系統(tǒng)的概念、原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)進(jìn)行理論講解，在適當(dāng)?shù)恼鹿?jié)針對(duì)具體的工程問題給學(xué)生布置任務(wù)，如對(duì)化工生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，DCS在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，DCS在熱力發(fā)電廠機(jī)主蒸汽系統(tǒng)中的應(yīng)用等，學(xué)生分組進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)比后得出最佳技術(shù)方案。用12學(xué)時(shí)進(jìn)行過程指導(dǎo)，6學(xué)時(shí)進(jìn)行結(jié)果評(píng)估。評(píng)估的方式主要以學(xué)生匯報(bào)、作品演示為主，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)指正。因此，課堂的教學(xué)活動(dòng)，由教師單純的傳授知識(shí)的過程，改為師生互動(dòng)的研究過程。這種教學(xué)方式，對(duì)學(xué)生來講，不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、積極性和主動(dòng)性，還培養(yǎng)了學(xué)生依據(jù)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，查閱大量控制工程領(lǐng)域文獻(xiàn)資料的能力，這對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及科技創(chuàng)新能力有極大的幫助。對(duì)教師來講，針對(duì)學(xué)生任務(wù)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有針對(duì)性的講解，采用多種教學(xué)方法相結(jié)合，靈活應(yīng)用，不但幫助學(xué)生更快、更好的學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，也使教師在教學(xué)過程充滿了樂趣，對(duì)教學(xué)也越發(fā)感興趣。本課程教學(xué)方式的改革，使學(xué)生變成了學(xué)習(xí)的主體，體現(xiàn)了以人為本的教育理念。教學(xué)中突出了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立鉆研的能力。

二、將單一課程的教學(xué)化為相關(guān)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用和訓(xùn)練

傳統(tǒng)的教學(xué)方法僅限于本課程理論知識(shí)的傳授，缺乏對(duì)專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用的訓(xùn)練，學(xué)生往往體會(huì)不到所學(xué)知識(shí)的真正用途，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高，學(xué)習(xí)效果不佳。《集散控制系統(tǒng)》課程，是自動(dòng)化、熱能動(dòng)力、化學(xué)工程等專業(yè)的學(xué)生，在學(xué)完了相關(guān)的專業(yè)課之后，開設(shè)的綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課。而上述不同的專業(yè)各自又有不同的專業(yè)課，相關(guān)的生產(chǎn)過程對(duì)DCS系統(tǒng)又有不同的要求，因此，本課程的教學(xué)必須針對(duì)不同專業(yè)的生產(chǎn)過程，安排理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。我們認(rèn)為，任何一本教科書，都難以做到把不同的專業(yè)知識(shí)結(jié)合起來，而教師的課堂教學(xué)活動(dòng)卻可以把相關(guān)學(xué)科、相關(guān)課程的知識(shí)，進(jìn)行有機(jī)地交叉和滲透，把單一課程的教學(xué)過程與相關(guān)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用和訓(xùn)練相結(jié)合。這是對(duì)專業(yè)課教學(xué)更高層次的要求，也是教師在備課過程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行再創(chuàng)作的出發(fā)點(diǎn)。

例如：對(duì)熱能動(dòng)力專業(yè)，我們給定單臺(tái)鍋爐控制的工藝流程和基本參數(shù)，要求學(xué)生根據(jù)不同的參數(shù)，分別計(jì)算出鍋爐燃燒所需要的空氣量和供水量；根據(jù)計(jì)算結(jié)果選用水泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等鍋爐輔機(jī)設(shè)備，進(jìn)而選擇測(cè)控點(diǎn)，對(duì)控制儀表選型，最終確定DCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。顯然，這樣的教學(xué)活動(dòng)，已經(jīng)不再是DCS一門課程的內(nèi)容，而是熱工儀表、控制工程、機(jī)械設(shè)備、電力拖動(dòng)等相關(guān)專業(yè)課程知識(shí)的綜合運(yùn)用。我們把一個(gè)教學(xué)班分成幾個(gè)小組，每組五至七位同學(xué)。每一組同學(xué)都要獨(dú)立設(shè)計(jì)出適合本組參數(shù)的控制方案出來。在此過程，學(xué)生自己查閱資料，自己組織選擇控件，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行組態(tài)模擬。這就要求學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)際中，進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力及綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極態(tài)度，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

教學(xué)實(shí)踐證明，只有把DCS課程的教學(xué)活動(dòng)和具體的工程設(shè)計(jì)相結(jié)合、將單一課程的教學(xué)化為相關(guān)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用和訓(xùn)練；才能真正培養(yǎng)學(xué)生的能力，收到良好的教學(xué)效果。

三、把課程考核方式由對(duì)書本知識(shí)的考核改為對(duì)工程設(shè)計(jì)能力的考核

客房控制系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞：水泵房；可編程序控制器；自動(dòng)的

引言

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，在生產(chǎn)和生活質(zhì)量方面都有了很大改進(jìn)。尤其是在解放勞動(dòng)力方面有了很大改觀，比如：有些環(huán)境比較惡劣，可以將人完成的任務(wù)交給機(jī)器人來完成。還有原來由人24小時(shí)監(jiān)控來完成的任務(wù)，可以交給計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)控，這樣不僅大大減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以減少人員的使用，從而為企業(yè)減輕了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。如果將計(jì)算機(jī)直接用于一般生產(chǎn)之中，不僅成本高，而且對(duì)使用者的技術(shù)要求也比較高。見于上述二者之間的矛盾，人們研究出一種較為簡(jiǎn)單而且更能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的“計(jì)算機(jī)”，這就是可編程序控制器，即PLC。就在這些高新技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天，然而在滿足人的最基本的生存條件——供水方面，目前除了一些新建的企業(yè)和住宅樓的水泵房使用了自動(dòng)供水系統(tǒng)之外，還有很多老式水泵房依然是人工送水，24小時(shí)人工監(jiān)管。于是，我想不如讓可編程序控制器在改造供水控制系統(tǒng)中發(fā)揮重大作用。

1、系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)僅以一個(gè)有2臺(tái)上水泵工作的普通老式水泵房為例，來說明微機(jī)控制下的水泵房電氣系統(tǒng)的組成及工作過程。

該系統(tǒng)主要由微處理器，時(shí)間控制裝置，水位控制器及原來的泵房配套設(shè)備組成。

（1）微處理器：該系統(tǒng)中采用“可編程序控制器（PLC）”作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞。PLC是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。由于其充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能和習(xí)慣，而且其程序的編制不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，因此調(diào)試和編程都很方便。同時(shí)其價(jià)格便宜，非常適用于改造設(shè)備。

（2）時(shí)間控制裝置：如圖（1）所示，時(shí)間控制裝置由時(shí)間繼電器和中間繼電器組成，其中時(shí)間繼電器KT1用來控制第一臺(tái)水泵電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，KT2用來控制第一臺(tái)水泵電機(jī)的停機(jī)時(shí)間和第二臺(tái)水泵電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。

第一次起動(dòng)時(shí)間裝置時(shí)，按起動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器KA1線圈帶電，常開點(diǎn)閉合，從而使KA2、KT1線圈帶電，KA2的一對(duì)常開點(diǎn)閉合，給第一臺(tái)水泵電機(jī)的運(yùn)行輸入命令。當(dāng)延時(shí)閉合點(diǎn)KT1閉合時(shí)，KA3、KT2線圈帶電，為第一臺(tái)水泵電機(jī)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)和第二臺(tái)水泵電機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)輸入命令。當(dāng)延時(shí)閉合點(diǎn)KT2閉合時(shí)，為第一臺(tái)水泵電機(jī)進(jìn)入下一次運(yùn)行狀態(tài)做好準(zhǔn)備。常閉點(diǎn)KA1、KA2、KA3為互鎖點(diǎn)。需要停止該裝置時(shí)，按停止按鈕SB1。

通過該裝置就能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)水泵在24小時(shí)內(nèi)自動(dòng)起動(dòng)和停止的交替運(yùn)行。

（3）檢測(cè)裝置：在該系統(tǒng)中設(shè)有浮球控制器和壓力傳感器兩種控制裝置。浮球控制器用于檢測(cè)供水水箱內(nèi)的水量，該控制器是一個(gè)封閉的接點(diǎn)式開關(guān)，采用該控制器是因?yàn)槠淇煽啃暂^高，而且價(jià)格便宜，很適合于改造老式水泵房。一般情況下，在供水水箱中設(shè)置2個(gè)控制器，一個(gè)用于檢測(cè)高水位，另一個(gè)用于檢測(cè)低水位。另外，在用戶管網(wǎng)中設(shè)有2個(gè)壓力傳感器，一個(gè)用于檢測(cè)高壓力值，一個(gè)用于檢測(cè)低壓力值。

（4）其他部分：如供水水泵以及控制水泵的交流電氣控制系統(tǒng)等均為水泵房原有設(shè)備。

2、系統(tǒng)控制原理

通過鍵盤將程序輸入到可編程序控制器中，并且通過鍵盤設(shè)定水箱中的2個(gè)水位控制器和用戶管網(wǎng)中的2個(gè)壓力傳感器的值。可編程序控制器是一個(gè)紐帶，它將水泵電動(dòng)機(jī)、控制閥門開關(guān)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、水位控制器、壓力傳感器以及控制電機(jī)動(dòng)作的交流電氣控制系統(tǒng)聯(lián)系到了一起。當(dāng)一個(gè)新改造的水泵房安裝完成后，送上電，整個(gè)控制系統(tǒng)開始工作。

首先，可編程序控制器通過水位控制器檢查水箱中的水量，如果水量高于低水位時(shí)，則水泵存在起動(dòng)的條件；當(dāng)水量低于低水位時(shí)，任意一個(gè)水泵都無(wú)法起動(dòng)，此時(shí)控制水源閥門的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，打開水源閥門往水箱中貯水。當(dāng)水量達(dá)到高水位時(shí)，則控制水源閥門的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉水源閥門，此時(shí)為用戶管網(wǎng)供水做好了準(zhǔn)備。

其次，用戶管網(wǎng)中的壓力繼電器時(shí)刻監(jiān)控管網(wǎng)中的水量，當(dāng)管網(wǎng)中的壓力降到低壓力值時(shí)，則水泵自動(dòng)起動(dòng)給管網(wǎng)供水。當(dāng)管網(wǎng)中的壓力達(dá)到高壓力值時(shí)，則水泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

第三，當(dāng)水箱中的水量滿足供水要求，管網(wǎng)中也需要供水時(shí)，則水泵的運(yùn)行分為以下4種情況：

（1）時(shí)間控制裝置工作在1號(hào)水泵運(yùn)行時(shí)間范圍內(nèi)，此時(shí)1號(hào)水泵開始工作為管網(wǎng)供水，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)水量達(dá)到了設(shè)定壓力最高值，則1號(hào)水泵停止工作。

（2）時(shí)間控制裝置工作在2號(hào)水泵運(yùn)行時(shí)間范圍內(nèi)，則此時(shí)2號(hào)水泵開始工作為管網(wǎng)供水，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)水量達(dá)到了設(shè)定壓力最高值，則2號(hào)水泵停止工作。

（3）在用水高峰時(shí)段，如果1號(hào)水泵先開始工作，待1號(hào)水泵工作時(shí)間已到，此時(shí)管網(wǎng)中的水量還沒有達(dá)到所設(shè)壓力最高值，則1號(hào)水泵休息，2號(hào)水泵在時(shí)間控制裝置的控制下開始工作，繼續(xù)給管網(wǎng)貯水，如果在2號(hào)水泵工作時(shí)間范圍內(nèi)管網(wǎng)中的壓力達(dá)到設(shè)定最高值，則2號(hào)水泵停止工作，等待新一輪工作的開始；如果在2號(hào)水泵工作時(shí)間范圍內(nèi)管網(wǎng)中的壓力仍沒有達(dá)到設(shè)定最高值，則2號(hào)水泵休息，1號(hào)水泵開始工作，依次循環(huán)工作。相反，如果是2號(hào)水泵先開始工作，則依然遵循此規(guī)律。

（4）如果在夜間用水量少時(shí)，則兩臺(tái)泵可以同時(shí)休息，等待檢測(cè)命令。

3、結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際工作中，一般的水泵房都有2臺(tái)或多臺(tái)水泵，利用上述理論及設(shè)備對(duì)老式水泵房進(jìn)行改造，既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便，同時(shí)又充分利用了水泵房原有的設(shè)備。如果是多臺(tái)水泵，則在此基礎(chǔ)上增加一些開關(guān)便可以實(shí)現(xiàn)。這種自動(dòng)化模式的實(shí)現(xiàn)，既能夠保證正常供水，又能節(jié)省電能，減輕設(shè)備的磨損，還能大大減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

客房控制系統(tǒng)范文第4篇

關(guān)鍵詞：石材機(jī)械繼電器控制課程設(shè)計(jì)

為充實(shí)和加強(qiáng)云浮市技工學(xué)校電氣自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)石材仿形機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)課程，提供了基于繼電器的電氣控制系統(tǒng)的教學(xué)方案。該機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)難易程度適中，很適合中級(jí)電氣自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，本土本色，大大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、石材仿形機(jī)械概述

石材仿形機(jī)械是一種石材加工行業(yè)廣泛應(yīng)用的一種機(jī)械，專門用于加工石材曲面和異形石線的自動(dòng)化機(jī)械，另外還具有切邊機(jī)的功能。學(xué)生可以通過參觀學(xué)校車間，掌握石材機(jī)械仿形加工的工藝過程。石材仿形機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式如圖1所示。

二、石材仿形機(jī)械的工藝分析

加工之前先用紙板剪出需要加工的弧線，制作出模板。石材仿形機(jī)械加工工藝，要求在石板表面加工出和模板一樣的弧面。這是一個(gè)粗加工的過程，石材加工的結(jié)

圖1 石材仿形機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式

1.立柱；2.模板；3.紅外線傳感器；4.垂直滑塊；5.水平滑塊；6.橫梁；7.主軸；8.石材板料（工件）；9.工作臺(tái)；10.底座。

果是表面帶有小臺(tái)階的弧面。刀具在石板上切下一刀就形成一個(gè)小臺(tái)階，緊密排列的小臺(tái)階就形成了和模板一樣的粗弧面，這些弧面經(jīng)手工打磨光滑，最終形成和模板一樣的弧面。但是在加工工藝中應(yīng)該怎樣控制刀路，需要學(xué)生思考。因?yàn)楣に嚪治鍪窃O(shè)計(jì)電路的根本，學(xué)生通過工藝分析才能設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)加工過程。教師可以從以下三個(gè)階段引導(dǎo)學(xué)生分析解決工藝問題。

1.提出解決問題的建議

現(xiàn)在需要根據(jù)模板加工一個(gè)弧線。要在板材上加工出這樣的弧線，需要知道加工刀具的行走路線；要找出刀具的行走路線，就需要學(xué)生拓展思路，大膽設(shè)想。這時(shí)教師要求學(xué)生不考慮可行性，只要有想法，都可以提出，從而得到各種解決問題的方法。

2.可行性評(píng)估

在以上階段，學(xué)生提出很多解決問題的方法，對(duì)此要讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)和條件分析，找出其中可行的方案。

3.實(shí)現(xiàn)

這個(gè)階段需要學(xué)生利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，從設(shè)想的方法轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)成解決問題的方案。基于繼電器的控制系統(tǒng)，這個(gè)解決方案就是用繼電器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的順序控制。也就是把電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練的順序控制與自動(dòng)循環(huán)控制的知識(shí)，有機(jī)地結(jié)合到這個(gè)石材機(jī)械加工電氣控制系統(tǒng)中。教師除了對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)外，還要提供一套標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案供學(xué)生參考。

為了加工出和模板一樣的弧面，教師先要設(shè)計(jì)刀架的運(yùn)動(dòng)順序，然后再實(shí)現(xiàn)電氣控制。開始先要得到一個(gè)典型的刀架運(yùn)動(dòng)順序，把刀架先調(diào)整到板材上方，然后下降到弧線所在的深度由工作臺(tái)帶著工件走一刀。這樣就完成了弧線的一小段（即一個(gè)小臺(tái)階）；走完這一刀，刀架上升后沿橫梁的方向橫移一小段距離（這個(gè)距離需要在加工的時(shí)候根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整），橫移完成后就可以重復(fù)第一刀的工作了。整個(gè)順序分為四個(gè)工步，見下表。

三、電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.主電路部分的設(shè)計(jì)思路

4臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別是主電動(dòng)機(jī)、垂直移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、水平移動(dòng)電動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)由變頻器調(diào)速。

2.控制電路的設(shè)計(jì)思路

（1）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的思路。教師根據(jù)電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練里面第二單元的課題四中，有關(guān)工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制線路的介紹，拋磚引玉，引導(dǎo)學(xué)生從這個(gè)課題內(nèi)容尋求解決辦法。自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)在于工作臺(tái)觸碰到行程開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)“往返”的切換。用中間繼電器控制執(zhí)行“進(jìn)態(tài)”和“退態(tài)”動(dòng)作，然后在“進(jìn)態(tài)”完成電路的工步1、2、3和4的工作臺(tái)前進(jìn)的控制。工作臺(tái)前進(jìn)到行程開關(guān)位置，觸動(dòng)行程開關(guān)使電路進(jìn)入到工作臺(tái)后退的“退態(tài)”。“退態(tài)”的控制同理。這樣，從自動(dòng)往返的“往”與“返”轉(zhuǎn)變成了現(xiàn)在的“進(jìn)態(tài)”與“退態(tài)”，不同的是，“往”與“返”只是簡(jiǎn)單地對(duì)一個(gè)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，而“進(jìn)態(tài)”與“退態(tài)”都控制著工步1～4。學(xué)生們還有一個(gè)很難解決的疑問，即工步1～4所需要的電器怎么執(zhí)行復(fù)位？這個(gè)時(shí)候教師再給學(xué)生復(fù)習(xí)一下工作臺(tái)自動(dòng)往返電路的行程開關(guān)的動(dòng)作順序，問題就迎刃而解了。下面是電路的主要部分，如圖2所示。

（2）實(shí)現(xiàn)順序控制。電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練第二單元課題五有關(guān)于順序控制線路的介紹。該電路的要求是工步1～4需要按順序啟動(dòng)，同時(shí)在KA1與KA2常開切換瞬間復(fù)位。實(shí)現(xiàn)順序控制部分的主要電路如圖3所示。

圖2

圖3

3.控制面板的設(shè)計(jì)

石材仿形機(jī)械除了仿形加工功能外，還要充當(dāng)切邊機(jī)的角色，即能手動(dòng)模式切割石板，所以要具備以下功能的按鈕：手動(dòng)自動(dòng)模式切換、上升、下降、左平移右平移切換、工作臺(tái)前進(jìn)、工作臺(tái)后退、工作臺(tái)停止、主機(jī)啟動(dòng)停止等。值得提醒學(xué)生的是，控制面板的按鈕設(shè)計(jì)將會(huì)影響控制電路的設(shè)計(jì)，而且控制面板設(shè)計(jì)的服務(wù)對(duì)象是機(jī)械的使用者，而不是電路本身，也就是面板取決于用戶的操作方便，電路必須服從于控制面板。

4.電氣線路的安裝與檢修

（1）元件明細(xì)表的填寫。在元件明細(xì)表中，應(yīng)該寫明所需要元件的名稱、型號(hào)規(guī)格、數(shù)量，甚至大概價(jià)格和采購(gòu)渠道等信息，根據(jù)電路圖和安裝的實(shí)際情況詳細(xì)列出，做到一個(gè)不漏。

（2）安裝訓(xùn)練與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。此項(xiàng)內(nèi)容可參考中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版的《電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練》（第四版）安裝訓(xùn)練和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)部分。

參考文獻(xiàn)：

[1]勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室.電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練（第三版）[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2004.

客房控制系統(tǒng)范文第5篇

摘要：在設(shè)計(jì)階段對(duì)汽車防滑控制系統(tǒng)進(jìn)行可調(diào)度性分析是一難題。用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)語(yǔ)言AADL為系統(tǒng)建模。根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)度理論的調(diào)度可行性條件和任務(wù)調(diào)度與線程、計(jì)算時(shí)間、處理器性能之間的關(guān)系，在任務(wù)數(shù)不變的情況下選取不同性能的處理器，通過工具軟件OSATE對(duì)該系統(tǒng)模型進(jìn)行分析，結(jié)果表明可有效解決這一問題。該建模方法為系統(tǒng)的可調(diào)度性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一條新的途徑。

關(guān)鍵詞：汽車防滑控制系統(tǒng)；AADL；可調(diào)度性；OSATE；模型分析

中圖法分類號(hào): TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

Schedulability Analysis of Automobile Anti-Skid Control

System Based on AADL

YU Huang-jing1,2，LI Ren-fa1，HUANG Li-da1

(1.School of Computer and Communication, Hunan University, Changsha 410082,China ;

2. Department of Mathematics and Computer ,Sanming College ,Sanming 365004 ,China ;)

Abstract：Automotive anti-skid control system schedulability analysis is a difficult issue in the design stage. In this paper the Structural Analysis and Design Language AADL techniques are used for ABS and ASR control system modelling. According to the feasibility conditions of scheduling real-time scheduling theory and task scheduling with thread, computation time, the relationship between processor performance, by selecting different performance processor without change in the tasks number, by using tools OSATE to analyse of the system model，a method to solve the problem effectively has been demonstrated. This modelling method provides of a new approach for the system schedulability analysis and optimal design in the area.

Key words: automobile anti-skid control system；AADL；schedulability；OSATE；model analysis

汽車防滑控制系統(tǒng)由制動(dòng)防抱死系統(tǒng)ABS（Anti-Lock Brake System）及驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR(acceleration slip regulation)兩部分組成，是典型的嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。電子控制單元ECU（Electronic Control Unit）是控制系統(tǒng)的核心，所有信號(hào)采集、分析、處理及信號(hào)輸出都由ECU調(diào)度完成。對(duì)于汽車防滑控制系統(tǒng)，任務(wù)調(diào)度不當(dāng)，輕則影響產(chǎn)品性能，重則會(huì)帶來災(zāi)難后果[1]。如何在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就能對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性、可調(diào)度性等關(guān)鍵性能進(jìn)行分析和驗(yàn)證，并有效控制開發(fā)時(shí)間和成本，是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同面臨的難題。

傳統(tǒng)的汽車電子設(shè)計(jì)方法嚴(yán)格遵循從需求、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)再到測(cè)試的過程，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成本高。模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法MDD（Model-Driven Development）能在早期階段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和驗(yàn)證，保證系統(tǒng)的質(zhì)量屬性，控制開發(fā)時(shí)間和成本。統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML[2] (unified model language)是其中主要代表。但是UML側(cè)重描述系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)，難以對(duì)系統(tǒng)中的硬件及實(shí)時(shí)性、可調(diào)度性和安全性等性能關(guān)鍵特性進(jìn)行描述。2004年11月美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)SAE在模型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基礎(chǔ)上,提出嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)語(yǔ)言 AADL(architecture analysis & design language),并為 SAE AS5506 標(biāo)準(zhǔn)。AADL是一個(gè)專門用于設(shè)計(jì)與分析復(fù)雜嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)的建模語(yǔ)言。這個(gè)語(yǔ)言支持在設(shè)計(jì)階段對(duì)系統(tǒng)性能關(guān)鍵特性（如，實(shí)時(shí)性、安全性及可調(diào)度性等）進(jìn)行分析與驗(yàn)證,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)潛在問題，確保最終的產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的要求[3，4]。目前，已廣泛用于航空電子、機(jī)器人、汽車電子等領(lǐng)域。

本文首先介紹AADL，然后描述汽車防滑控制系統(tǒng)功能，用AADL對(duì)汽車防滑控制系統(tǒng)建模，并論述了實(shí)時(shí)調(diào)度算法理論，利用任務(wù)調(diào)度與進(jìn)程、線程、計(jì)算時(shí)間和處理器性能之間的關(guān)系，選取不同性能的處理器，在任務(wù)數(shù)不變情況下選取不同性能的處理器，用支持AADL的分析工具OSATE[5] (open source AADL tool environment)對(duì)系統(tǒng)模型的可調(diào)度性進(jìn)行分析。

1 AADL概述

AADL建模語(yǔ)言具有精確的語(yǔ)義和嚴(yán)格的語(yǔ)法規(guī)范，可用于描述嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)，并能分析系統(tǒng)的功能及非功能屬性。AADL使用單一模型支持多種分析方式，可將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證、自動(dòng)代碼生成集成在一個(gè)框架中。AADL在國(guó)外已逐漸成為主流的體系結(jié)構(gòu)建模方式，在國(guó)內(nèi)還屬于研究起步階段。

構(gòu)件是AADL中最重要的概念。構(gòu)件分為軟件構(gòu)件、執(zhí)行平臺(tái)構(gòu)件以及系統(tǒng)構(gòu)件三類：軟件構(gòu)件包括進(jìn)程、線程、線程組、子程序和數(shù)據(jù)五種用于軟件體系結(jié)構(gòu)建模；執(zhí)行平臺(tái)構(gòu)件包括設(shè)備、處理器、存儲(chǔ)器和總線四種用于硬件體系結(jié)構(gòu)建模；系統(tǒng)構(gòu)件是軟件、執(zhí)行平臺(tái)、或者系統(tǒng)構(gòu)件的組合[3]。在AADL中，構(gòu)件通過類型（Type）和實(shí)現(xiàn)(Implementation)聲明來定義，構(gòu)件類型描述對(duì)外的功能接口（端口、子程序等）。構(gòu)件實(shí)現(xiàn)則描述構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(子構(gòu)件、屬性、連接等)。端口是構(gòu)件之間交換數(shù)據(jù)和事件的接口，是構(gòu)件之間的邏輯關(guān)聯(lián)點(diǎn)。端口種類主要有數(shù)據(jù)端口、事件端口和事件數(shù)據(jù)端口。屬性用于描述體系結(jié)構(gòu)中的約束條件,即非功能屬性約束，如截止時(shí)限、周期、時(shí)延、主頻等，進(jìn)而支持驗(yàn)證與分析系統(tǒng)的可靠性、可調(diào)度性等性質(zhì)。

線程和處理器是同可調(diào)度性有關(guān)的AADL中兩個(gè)重要構(gòu)件。線程根據(jù)任務(wù)性質(zhì)的不同可分為周期(periodic)、非周期(aperiodic)、偶發(fā) (sporadic)及后臺(tái)(background)四種。處理器構(gòu)件是執(zhí)行平臺(tái)上可計(jì)算資源，是操作系統(tǒng)的抽象。AADL通過映射關(guān)系使軟件構(gòu)件綁定到硬件執(zhí)行平臺(tái)上；通過定義構(gòu)件的屬性，用于描述系統(tǒng)的關(guān)鍵性能。

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目前基于AADL模型進(jìn)行分析與驗(yàn)證的工具很多，其中大部分是開源的。典型工具有OSATE、Cheddar和AdeS 。本文中使用的AADL建模工具OSATE,是作為Eclipse平臺(tái)上的一套插件,用于AADL建模、編譯和分析。OSATE支持可調(diào)度性、端到端的流延遲、安全性、系統(tǒng)資源與能耗等分析[5]。

2 汽車防滑控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

汽車防滑控制系統(tǒng)由ABS和ASR這兩個(gè)子系統(tǒng)組成。ABS的作用是防止汽車在急剎過程中車輪過快抱死；ASR的作用是防止汽車在起步、加速過程中驅(qū)動(dòng)輪打滑。ABS通過調(diào)節(jié)制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力來控制制動(dòng)力矩，進(jìn)而達(dá)到在制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死的目的。而ASR則主要通過改變節(jié)氣門的開度去改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，同時(shí)也通過ABS調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力，防止在加速時(shí)產(chǎn)生車輪滑轉(zhuǎn)[6]。兩個(gè)子系統(tǒng)即有區(qū)別又有聯(lián)系。防滑控制系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三個(gè)部分組成。汽車防滑控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示[7]。圖1 汽車防滑控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

Fig.1 The Anti-slip control system function block diagram

防滑控制系統(tǒng)定時(shí)采集車輛傳感器上的輪速信號(hào)、剎車踏板信號(hào)、油門踏板位置信號(hào)，接收汽車巡航控制系統(tǒng)ACC(Adaptive Cruise Control)通過CAN總線傳來的車速信號(hào)、節(jié)氣門開度信號(hào)以及CAN總線上其它控制信息。這些信號(hào)與數(shù)據(jù)經(jīng)不同的ECU處理后得到汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)與輪速狀態(tài)。

汽車防滑控制系統(tǒng)是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，為保證ECU控制的實(shí)時(shí)性，必須使信號(hào)采集、計(jì)算、控制等任務(wù)協(xié)調(diào)工作、及時(shí)完成。因此任務(wù)的可調(diào)度及調(diào)度優(yōu)化是汽車防滑控制系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。

3汽車防滑控制系統(tǒng)的AADL建模

AADL使用文本、圖形方式建模，兩者之間可以互相轉(zhuǎn)化。AADL采用分層建模逐步精化的建模方法，先對(duì)底層的設(shè)備構(gòu)件與線程構(gòu)件建模，聲明構(gòu)件類型與構(gòu)件實(shí)現(xiàn)，定義構(gòu)件的特征、屬性、連接等；然后是執(zhí)行平臺(tái)建模，通過映射關(guān)系將軟件構(gòu)件綁定到硬件執(zhí)行平臺(tái)上；最后是頂層集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將各子系統(tǒng)作為頂層系統(tǒng)的子構(gòu)件建模。汽車防滑控制系統(tǒng)的AADL模型如圖2所示。在圖中進(jìn)程Abs_process有三個(gè)線程：線程Brake_status用于采集剎車踏板傳感器的剎車信號(hào)，線程Compute_velocity將輪速傳感器的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為輪速數(shù)據(jù)。線程Abs_decision_making根據(jù)收到的剎車信號(hào)、車速、輪速進(jìn)行綜合分析決策。三個(gè)線程具有相同地址空間，它們被綁定到處理器CPU1上；在進(jìn)程Asr_process中有兩個(gè)線程：線程Acclerator_status負(fù)責(zé)采集油門踏板傳感器傳送的油門狀態(tài)信號(hào)。線程Asr_decision_making根據(jù)收到的節(jié)氣門開度信號(hào)、車速和油門狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行綜合分析決策。這兩個(gè)線程具有相同地址空間，它們被綁定到處理器CPU2上。兩個(gè)處理器之間使用CAN總線連接。根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)的特性及需要，這五個(gè)任務(wù)都被建模為周期線程。汽車防滑控制系統(tǒng)在OSATE中的模型圖如圖3所示。

構(gòu)件的屬性及其屬性值是AADL分析與驗(yàn)證的依據(jù)。與線程有關(guān)的屬性主要有Dispatch Protocol屬性、Period屬性、Compute_Execution_Time屬性和Deadline屬性。 Dispatch Protocol 屬性的屬性值是四種任務(wù)類型；Period屬性的屬性值是周期任務(wù)的周期；Compute_Execution_Time屬性的屬性值是任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間；Deadline屬性的屬性值是任務(wù)的截止時(shí)限。處理器是硬件執(zhí)行平臺(tái)上可計(jì)算構(gòu)件。通過設(shè)置cycle_time屬性規(guī)定處理器的主頻；通過設(shè)置屬性Scheduling_Protocol來關(guān)聯(lián)任務(wù)的調(diào)度算法。

AADL支持單處理器與多處理器實(shí)時(shí)調(diào)度，支持搶占與非搶占式調(diào)度策略及多種固定優(yōu)先級(jí)、動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法,如單調(diào)速率RM(rate monotonic), 截止期單調(diào)DM(deadline monotonic), 最早截止期優(yōu)先EDF(earliest deadline first)等[8]。

表1是五個(gè)線程構(gòu)件的屬性及屬性參考值，參考值是根據(jù)文獻(xiàn)[9]和文獻(xiàn)[10]中給出的例子而得到的。表中T、C、D分別代表周期、計(jì)算時(shí)間和截止時(shí)限，時(shí)間單位為毫秒（ms）。

4 模型可調(diào)度性分析

4．1實(shí)時(shí)調(diào)度算法理論

可調(diào)度性是指系統(tǒng)中的各任務(wù)都能在其截止時(shí)限內(nèi)完成。任務(wù)調(diào)度是實(shí)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)核的關(guān)鍵部分。由于汽車防滑控制系統(tǒng)中的任務(wù)被建模為周期任務(wù)，因此本部分主要論述周期性任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度算法理論。

在任務(wù)間可搶占的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境中，對(duì)于硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)周期任務(wù)的調(diào)度已經(jīng)有一些很成熟的調(diào)度算法，比較出名的有單調(diào)速率優(yōu)先RM算法和截止期最早優(yōu)先EDF算法。同時(shí)這些算法也是AADL所支持的。

為便于問題描述，首先建立周期任務(wù)集TS = ({ti},{Ti},{Ci},{Di})模型。集合中的ti為周期任務(wù), Ti為任務(wù)周期, Ci為任務(wù)計(jì)算時(shí)間，Di為截止時(shí)限且為周期終點(diǎn)。任務(wù)在周期起點(diǎn)釋放，任務(wù)可搶占。

定理1給出RM算法可調(diào)度判定條件。

定理1：TS由n個(gè)獨(dú)立的周期任務(wù)組成且每個(gè)任務(wù)的截止時(shí)限等于周期，則TS可以被RM調(diào)度，如果（1）

當(dāng)任務(wù)數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)有（2）

RMS已被證明是靜態(tài)最優(yōu)調(diào)度算法, 開銷小, 靈活性好。缺點(diǎn)是當(dāng)某些任務(wù)的截止時(shí)限不等于周期時(shí)，RM算法不是最優(yōu)算法，另外,當(dāng)n∞時(shí), 處理器利用率不超過0.69。

最早截止時(shí)間優(yōu)先算法（EDF）是一種動(dòng)態(tài)調(diào)度算法。任務(wù)模型與RM 調(diào)度算法相同，優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)分配，截止時(shí)限越短，優(yōu)先級(jí)越高。定理2給出EDF算法可調(diào)度判定條件。

定理2：如果一個(gè)任務(wù)集按EDF算法調(diào)度，當(dāng)且僅當(dāng) （3）

EDF 調(diào)度算法已被證明是動(dòng)態(tài)最優(yōu)調(diào)度算法。用EDF調(diào)度算法，處理器利用率最大可達(dá)100% 。缺點(diǎn)是在系統(tǒng)超載時(shí),為了能讓其它作業(yè)能夠及時(shí)完成，一些作業(yè)會(huì)被拋棄，導(dǎo)致系統(tǒng)行為不可預(yù)測(cè)。另外, 它的在線調(diào)度開銷比RM大。

4．2模型可調(diào)度性分析

對(duì)于安全關(guān)鍵的汽車電子系統(tǒng)而言，時(shí)間的正確性就等于功能的正確性。為了支持系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行可調(diào)度分析，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。

模型的可調(diào)度性分析有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在問題：如任務(wù)時(shí)限、周期安排是否合理，調(diào)度策略選擇是否正確；處理器選型是否妥當(dāng)?shù)取Ｈ绻治鼋Y(jié)果超過設(shè)計(jì)要求很多，應(yīng)重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)[7]。針對(duì)系統(tǒng)特點(diǎn)選擇一種合適的算法是實(shí)時(shí)系統(tǒng)重要問題。因?yàn)槠嚪阑刂葡到y(tǒng)建模時(shí)將ABS子系統(tǒng)和ASR子系統(tǒng)中的任務(wù)靜態(tài)的分配并綁定到不同的處理器上，不存在一個(gè)任務(wù)被搶占后在另一個(gè)處理器上執(zhí)行情況，因此系統(tǒng)是單處理實(shí)時(shí)調(diào)度。根據(jù)4.1節(jié)實(shí)時(shí)調(diào)度算法特點(diǎn)，并結(jié)合系統(tǒng)安全關(guān)鍵的特性，選擇RMS算法與處理器關(guān)聯(lián)是最佳選擇。

ABS子系統(tǒng)有三個(gè)線程，根據(jù)4.1節(jié)中公式1可得CPU1利用率應(yīng)小于78%;ASR子系統(tǒng)有兩個(gè)線程，同理可得CPU2的利用率應(yīng)小于82.8%。

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2 汽車防滑控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

Fig.1 The Anti-slip control system function block diagram

3汽車防滑控制系統(tǒng)的AADL建模

4 模型可調(diào)度性分析

4．1實(shí)時(shí)調(diào)度算法理論

定理1給出RM算法可調(diào)度判定條件。

定理1：TS由n個(gè)獨(dú)立的周期任務(wù)組成且每個(gè)任務(wù)的截止時(shí)限等于周期，則TS可以被RM調(diào)度，如果（1）

當(dāng)任務(wù)數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)有（2）

定理2：如果一個(gè)任務(wù)集按EDF算法調(diào)度，當(dāng)且僅當(dāng) （3）

4．2模型可調(diào)度性分析

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在AADL中可調(diào)度性分析不僅與調(diào)度算法有關(guān)且與線程構(gòu)件中的線程處理時(shí)間、周期、截止時(shí)間和處理器構(gòu)件中的處理器主頻高低等屬性有關(guān)，借助OSATE的線程綁定與調(diào)度分析插件可對(duì)實(shí)例化后的系統(tǒng)模型進(jìn)行驗(yàn)證分析，得到處理器1和處理器2的性能與處理器利用率之間對(duì)應(yīng)表，結(jié)果如圖4、圖5所示。

Fig.5The processor 2 performance and load diagram

由圖4和圖5可以看出,處理器性能與負(fù)載成線性關(guān)系,處理器CPU1利用率是78%時(shí),處理器的主頻為550ps；CPU2的利用率是82.8%.處理器的主頻為900ps。由于實(shí)時(shí)系統(tǒng)處理器需要一定冗余,故在實(shí)際選擇處理器時(shí), 應(yīng)選擇主頻更快一些的處理器。通過分析驗(yàn)證可以使設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)性能、軟硬件實(shí)現(xiàn)成本之間進(jìn)行優(yōu)化。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文主要論述了汽車防滑控制系統(tǒng)AADL建模過程以及根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)度理論利用工具軟件QSATE對(duì)模型進(jìn)行可調(diào)度性分析過程。通過分析可以有效地對(duì)系統(tǒng)的可調(diào)度性進(jìn)行早期預(yù)測(cè),能使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期階段就能對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行分析與驗(yàn)證，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中潛在的問題,以便重新調(diào)整設(shè)計(jì)方案,以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。該方法對(duì)降低系統(tǒng)開發(fā)成本和縮短系統(tǒng)開發(fā)周期具有積極的意義。下一步工作是對(duì)車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESP（Electronic Stability Program）進(jìn)行分布式系統(tǒng)建模，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步提高汽車行駛安全性與舒適性。

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客房控制系統(tǒng)

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