第四届中国(合肥)年货采购大会立项策划书

已经看过。2008.7.29建筑设备监控系统产品技术的进展分析同济大学社区信息化与智能建筑研究中心王琳程大章摘要本文在介绍智能建筑建筑设备监控系统的基础上，着重对其产品技术的新进展进行分析。关键词网络层次HoneywellSiemensJohnsonControlsTACTheProgressinTechnologyofproductsofBASAbstractThispaperisfocusedonanalyzingthenewprogressintechnologybasedontheBuildingAutomationSystemofIntelligentBuilding.KeyWords:NetworkLayersHoneywellSiemensJohnsonTAC1．引言建筑设备监控系统（BAS，BuildingAutomationSystem）是智能建筑的重要组成部分，它通过对冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统等的控制、管理与协调，实现机电设备管理的自动化，从而改善系统调节品质、提高管理水平、降低运行管理劳动强度、节省运行能耗。建筑设备监控系统采用基于集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统（DCS，DistributedControlSystem），它的特征是“集中管理，分散控制”，即用分布在现场的DDC装置完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性。从现场总线（Fieldbus）技术的角度上看，逐渐成熟的现场总线控制系统（FCS，FieldbusControlSystem）正在建筑设备监控领域中得到越来越多的应用。2．产品技术分析建筑设备监控系统产品的品牌在国内影响较大的公司有霍尼韦尔(Honeywell)、西门子(Siemens)、江森自控（JohnsonControl）、施奈德(TAC)等。本文从系统网络结构、现场控制器及其扩展方式、系统软件对这四家公司的新产品技术进行分析。2.1网络结构目前的建筑设备监控系统主要采用以下三种网络拓扑结构：(1)扁平结构—Deleted:楼宇自动化Deleted:楼宇自动化Deleted:楼宇自动化系统Deleted:结构Deleted:控制器系统软件Deleted:ofBASProductsandDeleted:iesDeleted:Deleted:sDeleted:wDeleted:ofDeleted:productsDeleted:bDeleted:aDeleted:sDeleted:wDeleted:BASnDeleted:wDeleted:controllerDeleted:Deleted:softwareDeleted:楼宇自动化Deleted:运行Deleted:楼宇自动化Deleted:现代控制理论的Deleted:和常规仪表控制功能单Deleted:随着Deleted:不断发展Deleted:楼宇自动化Deleted:楼宇自动化Deleted:wDeleted:就Deleted:楼宇自动化...[1]工作站直接与现场控制设备相连；(2)两层网络结构－上层网络与现场控制总线两层，两层网络之间通过通信控制器连接；(3)三层网络结构－在上层网络与现场控制总线之间增加了一层中间层控制网络，解决由于末端分布范围较广形成的复杂联动控制问题。【这种分类方法有待商榷，关于BAS的网络结构，请参看昀新国家行业标准JGJ16－2008第18章第266页】2.1.1Honeywell公司的ComfortPoint系统ComfortPoint系统是基于BACnet标准开发，在MS/TP（主从/令牌传递）网络段中采用的是对等网络结构【？MS/TP有三种通信方式，主从、令牌及混合，例如你的文章中说的“主从”就不是对等网络结构】，即使一台设备发生了故障也不影响其他设备，确保了操作的连续性【什么意思？】。ComfortPoint系统的模块化控制器数量可随被控设备数量的增加而增加。ComfortPoint系统结构如图1所示。图1ComfortPoint系统结构图ComfortPoint系统结构采用的是三层基于NativeBACnet系统框架。管理层：是EBI系统的服务器和工作站，其信息通道是以太网。控制层：由可自由编程的32位CPU的网络控制器Xl8000-IPC组成，内置BACnetIP路由器，实现与管理层的通信，还内置BACnetMS/TP路由器，可连接三个BACnet现场控制网络。XL8000－IPC带有内部扩展总线（ExpansionBus），Deleted:wDeleted:NativeDeleted:BACnetIP和Deleted:网络结构以及Deleted:的Deleted:都Deleted:着Deleted:对其进行扩展Deleted:可与Deleted:连接的人机界面，Deleted:应用Deleted:BACnetDeleted:其Deleted:Deleted:可长度可达1300米，用于连接扩展的输入输出I/O模块。除本身能够控制24个物理点外，每台XL8000－IPC通过连接扩展输入输出模块，昀多可以控制128个输入输出物理点。现场层：由专用控制器组成，内置可与网络控制器XL8000－IPC进行通信的接口，通过BACnetMS/TPRS485信道与网络控制器进行连接。2.1.2Siemens公司的Apogee系统Apogee系统把上层的操作员工作站及下层的远程DDC监控控制器通过网络方式连接，以达到监控的目的。Apogee系统的网络结构由三个层面组成，如图2所示。图2Apogee系统图管理级网络（ManagementLevel）：在管理层网络上的所有工作站都能监控控制器网络层上的控制器，编辑其数据库。管理层采用以太网连接，并以TCP/IP为其通信协议。自动化级网络（AutomationLevel）：该层为RS485标准网络，且以对等方式通信（PeertoPeer）。在这一层网络上可以支持其他系统（如与LonWorks、Modbus等）的集成。现场级网络（FieldLevel）：此网络支持一些专用控制器通讯，控制器在该网Deleted:可编程现场Deleted:和可编程区域控制器Deleted:。可编程区域控制器Deleted:可Deleted:的设计是Deleted:终端Deleted:完全Deleted:层Deleted:LNDeleted:系统终端Deleted:监控点和Deleted:设备Deleted:以及Deleted:，DDC也可以直接挂在以太网上Deleted:NDeleted:高速率的Deleted:同层Deleted:网络Deleted:为主要结构Deleted:wDeleted:楼层Deleted:NDeleted:通讯Deleted:特殊应用的络上可传输共享信息。2.1.3Johnson公司的MSEA系统MSEA（MetasysExtendedArchitecture）系统在原有Metasys系统两层网络结构（N1和N2）的基础上又拓展出两条二级总线构成：其一是基于BACnetMS/TP的总线；其二是基于LonWorks的总线。其中，ADS（应用数据服务器软件）和NAE（网络控制引擎）是该系统的两个昀重要的部分。系统可以与任一符合其通信协议的产品进行联网，其开放性和灵活性也因此有了大幅度的提高。MSEA系统结构如图3所示。图3－1MSEA系统结构总图图3－2MSEA系统结构分图－N2系统Deleted:重要的DDC控制器（如PXCMODULAR系列）能支持昀多3条楼层级网络。Deleted:w图3－3MSEA系统结构分图－LonWorks系统图3－4MSEA系统结构分图－BACnet系统MSEA系统属于两层网络系统结构。上层网络：系统通过采用互联网协议（IP）的以太网络进行BACnet信息交换，网上各节点之间【这些节点是指那些设备？N2是点对点吗？】的数据交换采用点对点（peertopeer）方式，各节点均具备动态数据访问（DynamicDataAccess）功能。下层网络：连接控制器及接口模块至网络控制引擎（NAE）。其中，N2总线是以Optomax协议为基础的，该协议昀初是为工业应用而设计的，现已证明是一种可靠的通信网络；LonWorks总线是采用LonTalk协议；BACnet体系采用的是BACnetMS/TP通信协议。不同的总线对应着不同的控制器和扩展模块。2.1.4TAC公司的Vista系统Deleted:wDeleted:wTACVista系统通过数据通讯、数据采集、信息共享，建立一个可互操作的网络系统，可与其他基于开放系统框架的产品相结合。TACVista系统构架如图4所示。图4TACVista系统构架图TACVista系统采用两层网络结构。上层：TACVistaServer、Workstation、Webstation和ScreenMate使用TCP/IP协议在以太网上通讯。现场层：现场总线通讯基于开放的LonWorks技术，TACXenta控制器提供标准LonWorks总线接入。TCP/IP与LonWorks的网络通讯可以通过TACXenta911（以太网通讯接口）来完成。2.1.5小结综上对各家产品网络结构的分析，可得出以下结论：①上层网络：基本上都是采用以太网技术进行组网的，通信速率为10M/100Mbit/s。②主控网络：HoneywellComfortPoint主控网络由XL8000－IPC组成，XL8000－IPC之间的通信是在以太网上进行,通信速率10M/100Mbit/s。XL8000－IPC可通过内部扩展总线ExpansionBus对其监控点进行扩展；Apogee主控网络ALN采用的是RS485标准网络，其通信速率昀大可达到115.2Kbit/s，使用令Deleted:专一的、Deleted:并Deleted:WDeleted:WDeleted:和标准网络设备Deleted:wDeleted:对Deleted:wDeleted:访问Deleted:wDeleted:装置Deleted:wDeleted:XL8000牌控制方式；MSEA系统控制网络由三条支持不同协议的信息通道组成；Vista系统控制网络采用LonWorks协议，通信速率是78Kbit/s。③二级控制网络：HoneywellComfortPoint采用BACnetMS/TPRS485，其通信速率为76.8Kbit/s；ApogeeFLN采用RS485，也支持LonWorks或者BACnetMS/TP协议，其通信速率昀大可达到38.4Kbit/s，采用主从控制方式。2.2控制器2.2.1网络型控制器(1)Honeywell公司ComfortPoint系统的XL8000－IPC图5XL8000－IPCXL8000－IPC是可自由编程的NativeBACnet控制器，32位CPU，32M内部RAM，32MFlash，24个输入输出接口，可通过XL8000－EXPIO模块扩展到128个输入输出接口。XL8000－IPC主要应用于复杂的机电设备控制，用户通过ComfortPointStudio对其进行编程，向上可接一个BACnetIP网络，向下可接三条独立的MS/TP通道。此外，它还可以与HoneywellEBI系统进行通信(2)Siemens公司Apogee系统的PXC系列控制器图6PXC系列控制器PXC系列可编程控制器带有16MRAM，8MFlash，输入输出接口有16和24两种，其中通用的输入输出点还可以通过软件设定信号的类型。PXC控制器采用点对点（peertopeer）的通讯方式在自动化级网络ALN上彼此访问或与上位机通讯，支持以太网或RS－485网络。Deleted:wDeleted:6.Deleted:，使用预测的P坚持CSMA控制方式Deleted:wDeleted:XL8000Deleted:wDeleted:wDeleted:nDeleted:I/ODeleted