第13章、現(xiàn)代樓宇中樓宇自控系統(tǒng)的支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境樓宇控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1．樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)根本結(jié)構(gòu)形式樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的根本設(shè)計(jì)思想就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備實(shí)施集中監(jiān)視和分散控制。許多稱之為直接數(shù)字控制器(DDC)或分散控制單元(DCU)的現(xiàn)場(chǎng)控制器以一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式連接起來(lái)，形成局域網(wǎng)。第二級(jí)網(wǎng)一般采用的是標(biāo)準(zhǔn)總線方式，如RS485總線，LonWorks總線等。第二級(jí)網(wǎng)是一種工控總線，它分布在建筑物各處的直接數(shù)宇控制器(分站)上，配以中央站所組成的集散型系統(tǒng)所構(gòu)成的控制域?？刂朴虻男畔?cè)重于控制信息，這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于完成建筑物內(nèi)各種設(shè)備的實(shí)時(shí)處理，以對(duì)建筑物的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，這些信息的總體監(jiān)控由中央站進(jìn)行，并可通過(guò)中央站進(jìn)入信息域的局域網(wǎng)?？刂瓶偩€的信息流傳播速度不需要很高，通常在1MB／s以下。一般控制域的總線最好為無(wú)屏蔽雙絞線，以利于施工和進(jìn)入綜合布線系統(tǒng)，每一個(gè)總線的區(qū)段有1000m以上的長(zhǎng)度，以便于聯(lián)絡(luò)各個(gè)分散布置的分站。

2．不同廠家網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比較以美國(guó)安德沃公司的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)為例，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)，其中第一級(jí)為Ethernet網(wǎng)，在第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上可以連接系統(tǒng)工作站、文件效勞器和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制器，可將多個(gè)局域網(wǎng)連接為一個(gè)整體，在效勞器上共享同一數(shù)據(jù)庫(kù)，并支持廣域網(wǎng)。系統(tǒng)的第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制器上，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器與第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)連接。在第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)上分別為RS485總線和LonWorks總線兩種形式，第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)的控制器遵循無(wú)主傳輸通信方式，即peertopeer方式。因此網(wǎng)絡(luò)控制器的工作與否是不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)控制器的工作，也不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)控制器之間的通信。此外，在網(wǎng)絡(luò)控制器上還包括可編程的RS232接口，用于和第三方設(shè)備的通信，如冷水機(jī)組、變配電設(shè)備、自動(dòng)消防報(bào)警系統(tǒng)、閉路監(jiān)視系統(tǒng)等。除以上所述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)外，有的系統(tǒng)把中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)直接連到控制總線上，現(xiàn)場(chǎng)控制器也連到這條總線上，即只有一級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)。如BAS一2000系統(tǒng)，它采用的是LonWorks網(wǎng)絡(luò)總線作為工作平臺(tái)，它的所有節(jié)點(diǎn)經(jīng)由通信媒體連接成分布式網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中均處于同等的地位(無(wú)主從結(jié)構(gòu))，控制微機(jī)經(jīng)由通信適配器接人控制網(wǎng)絡(luò)中，作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)MMI界面軟件執(zhí)行監(jiān)控功能，各設(shè)備傳感器、執(zhí)行器與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就近連接，節(jié)點(diǎn)故障只影響到與之相連的少數(shù)監(jiān)控點(diǎn)，不會(huì)由于單點(diǎn)故障造成系統(tǒng)或子系統(tǒng)癱瘓，大大提高了系統(tǒng)整體的可靠性。同時(shí)它提供了LonWorks網(wǎng)絡(luò)和其他總線網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)機(jī)制，其他各種總線，包括PLC均可通過(guò)網(wǎng)關(guān)(Gateway)進(jìn)入BAS網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)LonWorks網(wǎng)絡(luò)和其他總線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳送。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)BAS出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末期。由于各個(gè)生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)的都是自己專有的通信協(xié)議(ProprietaryCommunicationProtocols)，因此，不同廠家控制設(shè)備之間的通信需要“網(wǎng)關(guān)"(Gateway)來(lái)解決。這使得應(yīng)用工程師和用戶在同一個(gè)BAS系統(tǒng)中選用不同廠家的產(chǎn)品變得非常復(fù)雜和昂貴，應(yīng)用工程師、用戶的選擇范圍和靈活性受到很大限制。采用開(kāi)放的、統(tǒng)一的通信協(xié)議，亦即不同廠家的產(chǎn)品能夠采用共同的“語(yǔ)言"和“語(yǔ)法’’輕松地進(jìn)行“交談〞，最終的目標(biāo)那么是希望形成一個(gè)“即插即用’’的環(huán)境，使得BAS系統(tǒng)可以容易地進(jìn)行組態(tài)和變更。

2基于BACnet的控制網(wǎng)絡(luò)美國(guó)艾頓公司的BACtalk樓宇自控系統(tǒng)是一個(gè)完全的“集散式〞系統(tǒng)，其控制軟件及數(shù)據(jù)是存放在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，如中央操作站、網(wǎng)絡(luò)控制器和VLC控制器。中央操作站實(shí)際上起到一個(gè)人機(jī)對(duì)話和人機(jī)界面的作用。通過(guò)中央控制臺(tái)，管理人員可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編程、數(shù)據(jù)管理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制。4、控制系統(tǒng)中的DDC控制器BTIBACnet網(wǎng)絡(luò)控制器BTI-100網(wǎng)絡(luò)控制器

5、BACtalk系統(tǒng)的四個(gè)層級(jí)13.3、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分析BACnet網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)與Internet互聯(lián)BACtalk系統(tǒng)組成：BACtalkforWindows中央操作站、局域網(wǎng)控制器和路由器、VLC現(xiàn)場(chǎng)控制器、智能傳感器與執(zhí)行器、專用系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)。BACtalk系統(tǒng)的局部特點(diǎn)如下：(1)BACnet系統(tǒng)(NativeBACnetSystem)：從操作終端、網(wǎng)絡(luò)控制器、路由器到現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器均符合((BACnet標(biāo)準(zhǔn)?協(xié)議之有關(guān)規(guī)定。(2)簡(jiǎn)單、直接的兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)控制器、路由器與計(jì)算機(jī)工作站都直接裝在以太網(wǎng)上，同屬上層網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)控制器或路由器又通過(guò)MS／TP通信網(wǎng)連接現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器，可視為下層網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)控制器及路由器同時(shí)屬于上下兩層網(wǎng)絡(luò)，它們既有以太網(wǎng)上的地址又有Ms／TP網(wǎng)上的地址。(3)高速網(wǎng)絡(luò)通信：網(wǎng)絡(luò)控制器及路由器直接掛在以太網(wǎng)上，數(shù)據(jù)通信速度可達(dá)10MB／s。網(wǎng)絡(luò)控制器及路由器下的MS／TP通信網(wǎng)速度為76．8KB／s，DDC與DDC間數(shù)據(jù)通信及交換快捷可靠。多種不同通信形式：網(wǎng)絡(luò)控制器及路由器支持多種不同的通信形式，如以太網(wǎng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PTP)、MS／T