楼宇自动化控制网络技术介绍

楼宇自动化掌握网络技术介绍本文介绍了楼宇自动化系统，分析了传统集散掌握系统和兴的现场总线掌握系统优缺点以及应用，并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明白以太网技术的进展以及在楼宇自控领域中的最应用状况，对现场总线掌握系统和以太网进展了比较目前日益流行的智能建筑(InteUigentBuidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物，是信息社会的需要，也是将来建筑进展的写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中，楼宇自动化系统是智能建筑中最根本和最重要的组成局部。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动掌握技术和通信技术构建的高度自动化的综合治理和掌握系统，将大楼内部各种设备连接到一个掌握网络上，通过网络对其进展综合的掌握，这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求。2现场掌握系统FCS的消灭以及在楼宇自控中的应用上个世纪七八十年月，伴随着计算机牢靠性提高，价格大幅下降，消灭了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式掌握系统(DistributedControlSystemDCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进展集中监视、操作、治理和分散掌握的一种综合掌握系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，因此它属于一种模拟数字混合掌握系统，这种系统较以前的各种掌握系统有了较大的进步。DCS在工业自动化掌握领域获得了广泛的应用，也开头应用到楼宇自动化掌握DCS存在如下一些缺点：安装费用高。承受一台仪表、一对传输线的接线方式，导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难；牢靠性差。模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差；系统封闭。各厂家的产品自成系统，系统封闭、不开放，难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。90年月以来，随着掌握技术、计算机技术、通信技术的进展，消灭了基于现场总线的掌握系统(FCS)，FCSDCS的缺点，它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的一代掌握系统。目前，现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点，备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统掌握系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检DCS(分布式掌握系统)相比，FCS具有牢靠性高、可维护性好、本钱低、实时性好、实现了掌握治理一体化的构造体系等优点。现场总线的消灭，为工业自动化带来了一场深层次的革命，从而开创了工业自动掌握的纪元，被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的很多优点，掌握专家们纷纷预言“FCSDCS2l世纪掌握系统的主流。”现在，FCS已经被应用到楼宇自动化掌握领域。2．1应用于楼字自动化领域的几种现场总线由于迷人的市场商机和不同的应用领域的存在，世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计，目前40化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线，如CAN、ModbusProfibusLonworksBACnetDeviceNetLonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs抑制了DCS的很多缺点，但还是有一些不如人意的地方，最明显的缺点：多种现场总线并存而互不兼容，导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。(1)LonWorks美国Echelon1991年推出了LON(Local0penationNetworks)Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、电力系统供配、消防监控、停车场治理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点：①网络构造敏捷、组网便利。它支持多种网络拓扑形式，包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等，这样可适应简单的现场环境，便利现场布线；②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线500m2700m。可接人的节点最32385个；③完善的珏发工具。供给完善的系统开发环境，承受开放的NEURONCANSIC语言的扩展；LonWorks设在任一节点处，并可安装多个网络治理器；⑤开发LonWorksLonWorks承受的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中，这样可以节约开发LonWorks网络节点的时间，也便利维护。LonWorksLonWorksLonWorks依靠于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全开放性也受到一些质LonWorksLonWorksFCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点，LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CENTC2051996年以来，LonWorks也开头在国内获得大量的应用。在建设部的支持下，国内一些争论所和企业开头间续开LonWorks的楼宇自动化掌握系统，并在一些建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。(2)BACnetBACnet是作为世界上第一个楼宇自动掌握网络的数据通信协议。它代表了智能建筑进展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件，也不是固件，严格地说，BAcnet并不是现场总线，而是一种网络协议，即通信规章。为不同商家产品的系统之间进展信息沟通供给平台和支持。BACnetBACnet承受了LonTalk五种网络技术进展通信。可依据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线，BACnet标准最大的优点是可以与EtherentLonWorks等网络BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相BACnetBACnet标准。BACnet10年的时间内就从一个行业学会标准快速成为楼宇自控领域中唯一的ISOWTO和ISOBACnet在我国建筑领域BACnet产品和技BACnet相关产品。(3)CANCAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控掌握系统设计提出的，现在它已经成为一种国际标准，在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点：8字节的短帧传送，故传输时间短、抗干扰性强：②具有多种错误校验方式，形成强大的过失掌握力量。而且在严峻错误的状况下，节点会自动离线，避开影响总线上其它节点；③承受无损坏的仲裁技术；4CAN芯片不但价格低而且供给商多。CAN缺点是：CAN110个节点，这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进展扩展，相对其它一些现场总线，CAN总线技术比较简洁，CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此，很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2023楼宇自控系统。(4)EIBEIB是欧洲安装总线(EuropeanInstallationBus)1990年被提出，经过十多年的进展，成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准，在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域，并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里，国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等掌握和安防系统方面获得了广泛应用，如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB工程根本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。以太网开头进入楼宇自控领域20其简洁、价廉、高带宽、维护便利以及不断进展等优点始终在局域网交换型和全双功以太网的消灭，抑制了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点，实现了站点独占传输媒体并同时收发数据，也削减了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更和扩展，目前的以太网不仅在物理层()，并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步，以太网标准系列20标准开头对以太网供电作出了规定，它消退了以太网技术进入现场掌握领域的一个严峻障碍。目前，3Com、华为、DLINK等公司开头供给符合IEEE802．3af标准的交换机产品。另外，一些现场总线的协会或组织也开头提出基于其现场总线的开放式以太网标准，即工业以太ODVA(开放DeviceNet供货商协会)CI(ContolNet国际组织)EtherNet／IP标准、FF(现场总线基金会)HSE(Hig}lSpeedEthemet，高速以太网)Profibus国际组织公布的ProfiNetMOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet／IP)辉自动化技术的AnyBus-SIO／100M(支持Ethemet／IP和2023年的ll202323％。伴随着以太网技术在工业掌握领域的成功应用，以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前，以太网多用于基于现场总开发的楼宇自控系统中，以太网直接进入了掌握层，如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2023IP智能建筑测控系统。ENC-200liP2所示。一般的空调、照明等系统通ENCRS232RS485接口的以及IP摄像机直接连接到以太网上。在楼宇自控网络中承受基于现场总线的FCS的优点是：①牢靠性、实时性好。现场总线为工业掌握设计1楼宇自控网络集成到信息网的，有屏蔽、接地与防爆等措施，同时其实时性也比承受CSMA／CD的以太网的时实性好；②用户的投资本钱低。现在，开放的现场总线技术已经比较成熟，有很多公司供给的相关产品可供选择。其缺点是：实现现场总线无缝接人以太网简单，当多种现场总线共存在一个系统中时，集成起来更简单，系统的扩展性差。(信息网)到现场设备掌握层(掌握网)议的兼容和统一；这样系统扩展起来也比较便利；与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)缺点是：首先，目前开发基于以太网的掌握系统产品的难度较大，开发费用和本钱相对还是较高，用户可以选择