樓宇自動化技術(shù)之分散式可編程控制系統(tǒng)的概述

　　近年來，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，給人們帶來舒適工作及生活環(huán)境的樓宇自動化系統(tǒng)的市場越來越大，而樓宇自動化系統(tǒng)本身也日趨智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)雜化。但是目前在這個領(lǐng)域中的國內(nèi)廠商大都是系統(tǒng)集成商，核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)多為國外少數(shù)的樓宇自控廠商所有。為了滿足市場對產(chǎn)品性能和價格等多方面的需求，浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司在豐富的整體設(shè)計、系統(tǒng)集成和工程實施的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，依托中控集團雄厚的自動化技術(shù)、信息技術(shù)積累，自主研發(fā)出了采用LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)的可用于樓宇自動化系統(tǒng)的SUPCON OptiSYS PCS400分散式可編程控制系統(tǒng)。

　　一、BAS和LonWorks現(xiàn)場總線概述

　　樓宇自動化系統(tǒng)（Building Automation System，簡稱BAS），實際上是一套中央監(jiān)控系統(tǒng)。它通過對建筑物（或建筑群）內(nèi)的各種電力設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、冷熱源設(shè)備、防火、防盜設(shè)備等進行集中監(jiān)控，達到在確保建筑內(nèi)環(huán)境舒適、充分考慮能源節(jié)約和環(huán)境保護的條件下，使建筑內(nèi)的各種設(shè)備狀態(tài)及利用率均達到最佳的目的。

　　LonWorks（Local Operating Networks）現(xiàn)場總線是美國Echelon公司推出的局部操作網(wǎng)絡(luò)，目前被廣泛地應(yīng)用在航空/航天、測量測控、能源管理、過程控制、無線通信、樓宇控制等領(lǐng)域。LonWorks平臺是一種開放的分布式控制系統(tǒng)，支持設(shè)備間的無網(wǎng)關(guān)的對等式和/或主從式通信。與以往和當前的現(xiàn)場總線技術(shù)相比，LonWorks總線主要有以下突出的特點：

　　1.完整合理的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。面向?qū)ο蟮腖onTalk網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基于完整的ISO/OSI七層協(xié)議，并可在物理層使用如雙絞線、同軸電纜、光纖、無線電波、電力線以及紅外光波等等多種通信媒介，根據(jù)媒介的不同，具有從300b/s～1.25Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸率，滿足了不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)νㄐ潘俾实男枨蟆Ａ硗?，其通信的每幀有效字?jié)數(shù)可從0到228個字節(jié)不等，一個LonWorks網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點數(shù)可達32000個，完全可以滿足不同樓宇控制網(wǎng)絡(luò)的要求。

　　通過Echelon公司的多種智能收發(fā)器可提供包括了典型的拓撲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和任意自由拓撲結(jié)構(gòu)，無需服務(wù)器的對等分布網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)真正的點對點通訊，為樓宇控制網(wǎng)絡(luò)的安裝應(yīng)用和擴展提供了極大的方便。并且只需常見的安裝測試工具，就可訪問所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

　　正是LonWorks具有的這個特點，當其應(yīng)用在所控的機電設(shè)備分布非常分散的場合，LonWorks技術(shù)就優(yōu)于傳統(tǒng)的BA聯(lián)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和組態(tài)布線方式。

　　2.總線的開放性和設(shè)備間的可操作性強。LonTalk協(xié)議的標準化實施和符合行業(yè)標準的對象使得不同供應(yīng)商系統(tǒng)實現(xiàn)互操作性成為可能。眾多廠商特別是行業(yè)領(lǐng)先的廠商的支持確?？梢蕴峁┎煌?yīng)商和不同市場的解決方案。

　　3.降低樓控自動化系統(tǒng)開發(fā)和使用成本。有內(nèi)嵌LonTalk協(xié)議和物理層收發(fā)器的集成電路可供選擇，降低了開發(fā)難度，縮短了開發(fā)時間和成本；單一協(xié)議帶來的開發(fā)、安裝和測試工具的簡化；低成本的雙絞線自由拓撲；可使用低成本的組件；互操作性帶來的價格競爭使用戶得到更低成本優(yōu)惠。

　　4.LonWorks技術(shù)核心的載體是神經(jīng)元芯片（Neuron Chip），它和通信收發(fā)器（例如FT-X1）一起成為一個高效低成本的收發(fā)器基準。通常的神經(jīng)元芯片采用8位總線，最高主頻10MHz，當需要完成復(fù)雜的測控功能的時候，還可以采用MCU或者PC作為主機來處理測控，這樣神經(jīng)元芯片僅需完成總線通訊的功能。