近年來(lái)，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，給人們帶來(lái)舒適工作及生活環(huán)境的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的市場(chǎng)越來(lái)越大，而樓宇自動(dòng)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(gè)領(lǐng)域中的國(guó)內(nèi)廠商大都是系統(tǒng)集成商，核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)多為國(guó)外少數(shù)的樓宇自控廠商所有。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品性能和價(jià)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(jì)、系統(tǒng)集成和工程實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，依托中控集團(tuán)雄厚的自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)積累，自主研發(fā)出了采用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的可用于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的SUPCON OptiSYS PCS400分散式可編程控制系統(tǒng)。
　　
　　一、BAS和Lon Works現(xiàn)場(chǎng)總線概述
　　
　　樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(Building Automation System,簡(jiǎn)稱(chēng)BAS)，實(shí)際上是一套*監(jiān)控系統(tǒng)。它通過(guò)對(duì)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(jìn)行集中監(jiān)控，達(dá)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(hù)的條件下，使建筑內(nèi)的各種設(shè)備狀態(tài)及利用率均達(dá)到*的目的。
　　
　　LonWorks(Local Operating Networks)現(xiàn)場(chǎng)總線是美國(guó)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(cè)量測(cè)控、能源管理、過(guò)程控制、無(wú)線通信、樓宇控制等領(lǐng)域。LonWorks平臺(tái)是一種開(kāi)放的分布式控制系統(tǒng)，支持設(shè)備間的無(wú)網(wǎng)關(guān)的對(duì)等式和/或主從式通信。與以往和當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相比，LonWorks總線主要有以下突出的特點(diǎn)：
　　
　　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(wú)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(mǎn)足了不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)νㄐ潘俾实男枨?。另外，其通信的每幀有效字?jié)數(shù)可從0到228個(gè)字節(jié)不等，一個(gè)LonWorks網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)32000個(gè)，*可以滿(mǎn)足不同樓宇控制網(wǎng)絡(luò)的要求。
　　
　　通過(guò)Echelon公司的多種智能收發(fā)器可提供包括了典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)和任意自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)需服務(wù)器的對(duì)等分布網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)真正的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，為樓宇控制網(wǎng)絡(luò)的安裝應(yīng)用和擴(kuò)展提供了極大的方便。并且只需常見(jiàn)的安裝測(cè)試工具，就可訪問(wèn)所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
　　
　　正是LonWorks具有的這個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)其應(yīng)用在所控的機(jī)電設(shè)備分布非常分散的場(chǎng)合，LonWorks技術(shù)就優(yōu)于傳統(tǒng)的BA聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和組態(tài)布線方式。
　　
　　2.總線的開(kāi)放性和設(shè)備間的可操作性強(qiáng)。LonTalk協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施和符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象使得不同供應(yīng)商系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互操作性成為可能。眾多廠商特別是行業(yè)的廠商的支持確?？梢蕴峁┎煌?yīng)商和不同市場(chǎng)的解決方案。
　　
　　3.降低樓控自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)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(kāi)發(fā)難度，縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本;單一協(xié)議帶來(lái)的開(kāi)發(fā)、安裝和測(cè)試工具的簡(jiǎn)化;低成本的雙絞線自由拓?fù)?可使用低成本的組件;互操作性帶來(lái)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)使用戶(hù)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(gè)低成本的收發(fā)器基準(zhǔn)。通常的神經(jīng)元芯片采用8位總線，zui高主頻10MHz，當(dāng)需要完成復(fù)雜的測(cè)控功能的時(shí)候，還可以采用MCU或者PC作為主機(jī)來(lái)處理測(cè)控，這樣神經(jīng)元芯片僅需完成總線通訊的功能。
　　
　　借助開(kāi)放并且基于標(biāo)準(zhǔn)的LonWorks平臺(tái)，可以使廠商、繼承商和用戶(hù)三方都得到更多的好處，所以，盡管目前受到各種條件限制使得LonWorks技術(shù)優(yōu)勢(shì)還不能*發(fā)揮出來(lái)，但是它確實(shí)給樓宇自控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)配置提供了一個(gè)很好的選擇，目前，LonWorks己經(jīng)發(fā)展成為應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的居于的現(xiàn)場(chǎng)總線。并且，中國(guó)建設(shè)部智能建筑推廣中心也已把LonWorks技術(shù)作為推薦采用的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑中推廣應(yīng)用。
　　
　　二、SUPCON OptiSYS PCS400系列分散式可編程控制系統(tǒng)的概述
　　
　　浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司成立于1999年，是中控科技集團(tuán)下屬子公司，致力于智能樓宇、智能交通、水務(wù)工程、校園網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)領(lǐng)域，是一家集開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和工程技術(shù)服務(wù)為一體的*。依托浙江大學(xué)多學(xué)科的綜合優(yōu)勢(shì)，多年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)化國(guó)家工程研究中心的支持下，加快信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的步伐，以SUPCON為主品牌的系列產(chǎn)品已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化行業(yè)中確立了的地位。
　　
　　中控信息自主開(kāi)發(fā)的SUPCON OptiSYS PCS400系列分散式可編程控制系統(tǒng)主要包括基于LONWORKS總線的PCS400系列可編程控制器以及AdvBMS監(jiān)控系統(tǒng)軟件、AdvOPC系列OPC數(shù)據(jù)集成服務(wù)器軟件。它面向以分散型數(shù)據(jù)采集與控制為主的公用工程自動(dòng)化項(xiàng)目，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯控制、順序控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集等控制任務(wù)，可廣泛應(yīng)用于智能樓宇、智能交通、給排水、水文水利、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。SUPCON是主品牌，OptiSYS是Optimization和System的合成，表示*化的系統(tǒng)，PCS是Programmable ControlSystem的縮寫(xiě)。

        除了前面所述LonWorks總線共有的特點(diǎn)之外，PCS400系列還具有以下技術(shù)特征：
　　
　　(1)符合LonMark標(biāo)準(zhǔn)，提供標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量和功能塊，采用SUPCONLonWorks協(xié)議Slave功能，16個(gè)地址可選;
　　
　　(2)目前由浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的PCS400系列產(chǎn)品線完備。比如電源模塊分為20W、36W和48W不等，控制器模塊也有不同用戶(hù)程序空間和數(shù)據(jù)空間的選擇。數(shù)字量及模擬量輸入輸出模塊除點(diǎn)數(shù)不同的之外，其余區(qū)分可見(jiàn)表1;
　　
　　(3)控制器模塊CPU采用32位ARM7處理器，并且模塊除了1個(gè)FT3150LonWorks總線接口之外，還有1個(gè)RS232接口，1個(gè)可選的RS485接口和1個(gè)10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口;
　　
　　(4)隨系統(tǒng)可提供的編程開(kāi)發(fā)軟件和OPCSERVER軟件;控制器模塊全面支持TCP/IP協(xié)議，可以直接接入以太網(wǎng)。
　　
　　另外，PCS400系列沿用SUPCONJX系列集散控制系統(tǒng)的高可靠性、模塊化設(shè)計(jì)和完善的制造工藝，具有*的可靠性和完善的系統(tǒng)功能;22.5mm/45mm的統(tǒng)一厚度，所有模塊均能通過(guò)總線連接器直接安裝在DIN導(dǎo)軌上面，接線端子可以直接連接外部線纜(0.2～2.5mm2)，無(wú)需增加轉(zhuǎn)接端子，節(jié)省安裝空間;監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用純B/S模式設(shè)計(jì)，既可本地監(jiān)控，又能實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)和瀏覽器的遠(yuǎn)程監(jiān)控;具有OPC、DDE等開(kāi)放性數(shù)據(jù)接口，內(nèi)置VBA語(yǔ)言，集成能力強(qiáng)、擴(kuò)展方便。
　　
　　以上借予LonWorks總線以及自身?yè)碛械募夹g(shù)特點(diǎn)，使得PCS400*可適應(yīng)在BAS等公用工程中的應(yīng)用。
　　　　
　　三、應(yīng)用PCS400的BAS的結(jié)構(gòu)和解決方案
　　
　　BAS有其自身顯著的特點(diǎn)，其一般測(cè)控點(diǎn)較多，高層建筑一般都在1000點(diǎn)以上，樓群控制多達(dá)幾千點(diǎn);測(cè)控點(diǎn)分散，遍布建筑物的各個(gè)角落;被控設(shè)備種類(lèi)較多，包括新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、冷源及冷卻系統(tǒng)、熱源及熱交換系統(tǒng)、給排水設(shè)備、照明及配電、安全防范和火災(zāi)報(bào)警等，而且這些設(shè)備和系統(tǒng)中有些本身又帶有了控制系統(tǒng)，這就需要一種低成本的、具有高度分散控制功能的、可以實(shí)現(xiàn)互操作的測(cè)控系統(tǒng)，對(duì)建筑物內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)視控制。
　　
　　常見(jiàn)的應(yīng)用PCS400系列分散式控制系統(tǒng)
　　
　　這個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用開(kāi)放分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要由大量分散在智能建筑物內(nèi)部的各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備子系統(tǒng)以及對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視、控制、管理和協(xié)調(diào)的LonWorks智能節(jié)點(diǎn)(合成在分散式控制器和分散式模塊中)構(gòu)成。在BAS的LonWorks網(wǎng)絡(luò)的智能節(jié)點(diǎn)中，通常包含溫度檢測(cè)、相對(duì)濕度檢測(cè)、二氧化碳檢測(cè)、風(fēng)門(mén)執(zhí)行器、變風(fēng)量控制、風(fēng)機(jī)盤(pán)管控制以及恒溫控制器、冷凍機(jī)、單元通風(fēng)器、墻掛式檢測(cè)器、閥門(mén)執(zhí)行器、報(bào)警及報(bào)警管理、數(shù)據(jù)記錄及趨勢(shì)分析等。
　　
　　不同于以往的集中控制系統(tǒng)中心，PCS監(jiān)控站并不是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的中心，而只是操作人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)視與控制的界面，主要完成系統(tǒng)監(jiān)控的功能，包括監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)視系統(tǒng)故障報(bào)警、控制設(shè)備啟停或閥門(mén)開(kāi)啟度等。由于系統(tǒng)為無(wú)中心控制方式，PCS監(jiān)控站可隨時(shí)變換位置。而網(wǎng)絡(luò)管理功能則由PCS工作站來(lái)完成，包括配置設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)、選擇監(jiān)控方式、定義和更換節(jié)點(diǎn)等。
　　
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　基于LonWorks總線技術(shù)的SUPCONOptiSYSPCS400系列分散式可編程控制系統(tǒng)在應(yīng)用中*實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放分布式的無(wú)主系統(tǒng)過(guò)渡;大大節(jié)省了電線布線費(fèi)用和時(shí)間;提高了傳輸?shù)目煽啃?，并且降低了系統(tǒng)配置、調(diào)試和維護(hù)的難度;現(xiàn)場(chǎng)采集的物理信號(hào)以數(shù)字量傳輸，控制信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)處理，提高了系統(tǒng)的抗*力。因此，*可以勝任智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用要求。同時(shí)也可廣泛地應(yīng)用于智能交通、水務(wù)工程、環(huán)境保護(hù)、工廠監(jiān)控等領(lǐng)域。
　　
　　隨著信息通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化、智能化浪潮向我們襲來(lái)，樓宇可視與非可視對(duì)講系統(tǒng)進(jìn)入住宅，它正地改變?nèi)祟?lèi)的社會(huì)生活，是人們生活發(fā)生海邊。隨之而來(lái)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)趨于殘酷，一些廠家在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中退出樓宇對(duì)講市場(chǎng)，只有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品技術(shù)全面、價(jià)格更加有競(jìng)爭(zhēng)力、服務(wù)更加完善的廠家才能夠在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地通覽智能樓宇對(duì)講系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展歷程，我們不得不在發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷其局限性、時(shí)限性及不成熟性?？上驳氖墙?jīng)過(guò)幾年的競(jìng)爭(zhēng)，近年樓宇市場(chǎng)有明顯的上升趨勢(shì)。