摘要在分析樓宇自動化系統(tǒng)及其系統(tǒng)集成模式的基礎上，給出了其集成結構模式，并對OPC技術在多現(xiàn)場總線樓宇自動化系統(tǒng)集成中的應用進行了探討。

關鍵詞自動化控制:系統(tǒng)集成;樓宇

中圖分類號 TP273文獻標識碼A 文章編號1673-9671-(2009)111-0007-01

在樓宇自動化領域，如何將這些獨立運行、相互分離的設備和子系統(tǒng)連接起來組成相互聯(lián)系、協(xié)同工作、統(tǒng)一監(jiān)控與管理的自動化控制系統(tǒng)成為了待解決的問題。由于OPC技術采用的是軟件方式，簡化了系統(tǒng)集成環(huán)境，且易于功能擴展，較好地解決了現(xiàn)場控制器與監(jiān)控計算機、控制網(wǎng)絡與管理網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換與融合，使系統(tǒng)更加開放。

1 系統(tǒng)的組成

對辦公大樓本著集中管理、分散控制這種集散式監(jiān)控結構的設計原則來實現(xiàn)整體功能。從以上桂林農(nóng)行辦公大樓BAS結構可知此系統(tǒng)是由中央操作站、網(wǎng)絡控制器、直接數(shù)字控制器(DDC)等組成，中央操作站及網(wǎng)絡控制器是通過Ethernet網(wǎng)(N1網(wǎng))將各節(jié)點連接起來，同時安裝在建筑物各處的直接數(shù)字控制器(DDC)，將通過N2E現(xiàn)場總線(N2網(wǎng))連接到網(wǎng)絡控制器上，與其它網(wǎng)絡控制器上的直接數(shù)字控制器及中央操作站保持緊密聯(lián)系。傳感器及執(zhí)行器等連接至以上各直接數(shù)字控制器內。

1.1通訊網(wǎng)絡

操作站及網(wǎng)絡控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網(wǎng)絡。這構造采用以太網(wǎng)(ETHERNET)技術，通過一張ETHERNET卡(網(wǎng)絡介面卡)，在N1線上通訊。METASYS N1總線執(zhí)行各種通訊，包括分享監(jiān)控點訊息、數(shù)據(jù)庫的上傳和下載、對現(xiàn)場設備之指令、摘要、狀態(tài)改變訊息。N1支持METASYS系統(tǒng)之分布特性，每一個樞紐都有特定功能，其互相聯(lián)系以分享訊息。如一個在地連負責冷凍機的樞紐。N1 ETHERNET采用由傳送控制協(xié)議/協(xié)議(TCP/IP)符合工業(yè)標準的用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)。

1.2 操作站

對操作站的介面，特性，功能進行改進，增加許多更直觀的視覺顯示效果，并且通過OPC(OLE for Process Control)軟件技術使所有的設備管理系統(tǒng)均可在簡單明了的圖形顯示下集中完成。

1.3 網(wǎng)絡控制器(NCU)

網(wǎng)絡控制器(NCU)是一種模塊式.智能化的控制盤，為METASYS網(wǎng)絡的心臟。在單一網(wǎng)絡控制器中即可將辦公大樓管理情況的每一個側面進行全面綜合的管理。通過相互共享整個網(wǎng)絡中的所有信息，每個NCU能用高級控制算法提供全建筑物范圍的最優(yōu)控制。網(wǎng)絡控制器具有多種統(tǒng)計控制功能。網(wǎng)絡控制器可配置手提終端檢測器，該檢測器完全可以代替操作站的功能，存取整個系統(tǒng)中所有信息和發(fā)出控制指令。

1.4 直接數(shù)字控制器(DX-9100)

METASYS 數(shù)字式控制器對于冷凍機組、空調系統(tǒng)HVAC處理過程、工作分布照明及有關電氣設備的控制來說，都是一種理想的控制器。DX-9100控制器可以在擴展總線上連接I/O擴展模塊，來增加它的輸入點、輸出點的容量。DX可通過內置的LED來監(jiān)控這些點。當這條網(wǎng)連入完整的METASYS網(wǎng)絡時，DX控制器可將所有監(jiān)控點情況和各種控制信息準確地提供給整個METASYS網(wǎng)絡或控制站。

DX是Metasys系統(tǒng)的最前端裝置，直接與聯(lián)想研發(fā)中心內有關的設施連接起來，再通過N2總線與網(wǎng)絡控制器相連，網(wǎng)絡控制器與中央操作站均可對其實現(xiàn)超越控制。

直接數(shù)字式控制器能夠支持以下不同性質的監(jiān)控點:

模擬量輸入(AI) 、兩態(tài)輸入(DI)、模擬量輸出(AO)、兩態(tài)輸出(DO)

具有12個可編程控制模塊及PLC邏輯運算模塊，除能完成各種運算及PID回路控制功能外，還具有多種統(tǒng)計控制功能，可同時設置多達8個時間控制程序。

控制器具有獨立運作的功能，當中央操作站及網(wǎng)絡控制器發(fā)生問題時，控制器不受影響，繼續(xù)進行運作，完成原有的全部監(jiān)控功能。

可通過傳輸模塊(XT)接多達8個擴展模塊(XP)，增加控制輸入輸出點容量，配置靈活，并可通過內置的LED來監(jiān)控這些點。XP-9102為6AI/2AO，XP-9103為8DO，XP-9104為4DI/4DO，XP-9105為8DI。

1.5 樓宇自控系統(tǒng)DDC配置

如何合理的配置DDC就成為方案設計中最重要的問題。JOHNSON CONTROLS根據(jù)實際特點，結合多年的工程經(jīng)驗，設計中不僅保證系統(tǒng)功能全面實現(xiàn)，又減少施工中的不必要浪費，并且DDC的配置為以后的擴展留有足夠的余量?？紤]到辦公大樓機電設備的分布每一層都布置了相應的直接數(shù)字控制器，一般情況下，空調主機設備增加的可能性不大，因此對于其他設備監(jiān)控點數(shù)的增加只需采用增加擴展模塊的方式即可解決。

2 系統(tǒng)的應用

(1)視頻應用，采用SYV-75-5同軸電纜，支持衛(wèi)星電視、有線電視、天線、閉路電視和電纜調解器。

(2)通訊應用，采用五類水平電纜至每一個需要話音或數(shù)據(jù)服務的用戶插座。通過ISDN、VDSL或ADSL連上互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡電視。在無邊的信息海洋中漫游。

(3)利用安保系統(tǒng)確保室內防火、防盜的要求。在緊急情況時自動向管理處發(fā)送報警信號。通過連接到局域網(wǎng)的閉路電視系統(tǒng)觀察室外環(huán)境，及時了解住宅附近的情況。甚至還可以連接傳真的辦公設備，配合正在逐漸興起的家庭辦公的需求。

3 多總線樓宇自動化系統(tǒng)集成

在當今樓宇自動化系統(tǒng)建設中，由于資金和建設周期等諸多因素，不同廠商開發(fā)的各種控制系統(tǒng)、子系統(tǒng)往往不可避免地混雜在整個大樓的系統(tǒng)中，而這些子系統(tǒng)和設備又有著不同的網(wǎng)絡結構，遵循著不同的網(wǎng)絡協(xié)議。在實現(xiàn)智能建筑的集成時，如何實現(xiàn)各種協(xié)議或總線技術的子系統(tǒng)的集成已經(jīng)成為無法回避的問題。OPC/DA規(guī)范實現(xiàn)了應用程序對不同現(xiàn)場總線協(xié)議設備之間的數(shù)據(jù)訪問，為不同總線協(xié)議之間的互連和互操作提供了一個重要的手段。基于OPC技術的多總線系統(tǒng)集成是通過軟件實現(xiàn)的，這種方法靈活通用，同時還提供了與管理層軟件通信的接口。

參考文獻

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