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)絡化、復雜化。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計、系統(tǒng)集成和工程實施的經(jīng)驗基礎上，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Lon Works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*監(jiān)控系統(tǒng)。它通過對建筑物(或建筑群)內(nèi)的各種電力設備、空調(diào)設備、冷熱源設備、防火、防盜設備等進行集中監(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)的各種設備狀態(tài)及利用率均達到*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，目前被廣泛地應用在航空/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)絡控制技術(shù)。面向?qū)ο蟮腖onTalk網(wǎng)絡協(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個字節(jié)不等，一個LonWorks網(wǎng)絡上的節(jié)點數(shù)可達32000個，*可以滿足不同樓宇控制網(wǎng)絡的要求。
　　
　　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)，無需服務器的對等分布網(wǎng)絡，實現(xiàn)真正的點對點通訊，為樓宇控制網(wǎng)絡的安裝應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)絡設備。
　　
　　正是LonWorks具有的這個特點，當其應用在所控的機電設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)的廠商的支持確保可以提供不同供應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，zui高主頻10MHz，當需要完成復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。
　　
　　借助開放并且基于標準的LonWorks平臺，可以使廠商、繼承商和用戶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)勢還不能*發(fā)揮出來，但是它確實給樓宇自控系統(tǒng)的開發(fā)配置提供了一個很好的選擇，目前，LonWorks己經(jīng)發(fā)展成為應用于樓宇自動化系統(tǒng)中的居于的現(xiàn)場總線。并且，中國建設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)絡技術(shù)在智能建筑中推廣應用。
　　
　　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，是中控科技集團下屬子公司，致力于智能樓宇、智能交通、水務工程、校園網(wǎng)絡等信息技術(shù)領(lǐng)域，是一家集開發(fā)、設計和工程技術(shù)服務為一體的*。依托浙江大學多學科的綜合優(yōu)勢，多年來在工業(yè)自動化國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)在國內(nèi)的自動化行業(yè)中確立了的地位。
　　
　　中控信息自主開發(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化項目，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯控制、順序控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集等控制任務，可廣泛應用于智能樓宇、智能交通、給排水、水文水利、環(huán)境保護、工業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)自動化等領(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。

        除了前面所述LonWorks總線共有的特點之外，PCS400系列還具有以下技術(shù)特征：
　　
　　(1)符合LonMark標準，提供標準網(wǎng)絡變量和功能塊，采用SUPCONLonWorks協(xié)議Slave功能，16個地址可選;
　　
　　(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數(shù)不同的之外，其余區(qū)分可見表1;
　　
　　(3)控制器模塊CPU采用32位ARM7處理器，并且模塊除了1個FT3150LonWorks總線接口之外，還有1個RS232接口，1個可選的RS485接口和1個10M/100M自適應以太網(wǎng)接口;
　　
　　(4)隨系統(tǒng)可提供的編程開發(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、模塊化設計和完善的制造工藝，具有*的可靠性和完善的系統(tǒng)功能;22.5mm/45mm的統(tǒng)一厚度，所有模塊均能通過總線連接器直接安裝在DIN導軌上面，接線端子可以直接連接外部線纜(0.2～2.5mm2)，無需增加轉(zhuǎn)接端子，節(jié)省安裝空間;監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用純B/S模式設計，既可本地監(jiān)控，又能實現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)和瀏覽器的遠程監(jiān)控;具有OPC、DDE等開放性數(shù)據(jù)接口，內(nèi)置VBA語言，集成能力強、擴展方便。
　　
　　以上借予LonWorks總線以及自身擁有的技術(shù)特點，使得PCS400*可適應在BAS等公用工程中的應用。
　　　　
　　三、應用PCS400的BAS的結(jié)構(gòu)和解決方案
　　
　　BAS有其自身顯著的特點，其一般測控點較多，高層建筑一般都在1000點以上，樓群控制多達幾千點;測控點分散，遍布建筑物的各個角落;被控設備種類較多，包括新風機組、空調(diào)機組、冷源及冷卻系統(tǒng)、熱源及熱交換系統(tǒng)、給排水設備、照明及配電、安全防范和火災報警等，而且這些設備和系統(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、可以實現(xiàn)互操作的測控系統(tǒng)，對建筑物內(nèi)所有機電設備進行全面監(jiān)視控制。
　　
　　常見的應用PCS400系列分散式控制系統(tǒng)
　　
　　這個網(wǎng)絡采用開放分布式控制系統(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)場設備子系統(tǒng)以及對它們進行測量、監(jiān)視、控制、管理和協(xié)調(diào)的LonWorks智能節(jié)點(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)絡的智能節(jié)點中，通常包含溫度檢測、相對濕度檢測、二氧化碳檢測、風門執(zhí)行器、變風量控制、風機盤管控制以及恒溫控制器、冷凍機、單元通風器、墻掛式檢測器、閥門執(zhí)行器、報警及報警管理、數(shù)據(jù)記錄及趨勢分析等。
　　
　　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)絡數(shù)據(jù)交換的中心，而只是操作人員對網(wǎng)絡進行監(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)運行狀態(tài)、監(jiān)視系統(tǒng)故障報警、控制設備啟停或閥門開啟度等。由于系統(tǒng)為無中心控制方式，PCS監(jiān)控站可隨時變換位置。而網(wǎng)絡管理功能則由PCS工作站來完成，包括配置設定系統(tǒng)參數(shù)、選擇監(jiān)控方式、定義和更換節(jié)點等。
　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　基于LonWorks總線技術(shù)的SUPCONOptiSYSPCS400系列分散式可編程控制系統(tǒng)在應用中*實現(xiàn)了開放分布式的無主系統(tǒng)過渡;大大節(jié)省了電線布線費用和時間;提高了傳輸?shù)目煽啃裕⑶医档土讼到y(tǒng)配置、調(diào)試和維護的難度;現(xiàn)場采集的物理信號以數(shù)字量傳輸，控制信號現(xiàn)場處理，提高了系統(tǒng)的抗*力。因此，*可以勝任智能建筑領(lǐng)域的應用要求。同時也可廣泛地應用于智能交通、水務工程、環(huán)境保護、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，樓宇可視與非可視對講系統(tǒng)進入住宅，它正地改變?nèi)祟惖纳鐣睿侨藗兩畎l(fā)生海邊。隨之而來市場的競爭趨于殘酷，一些廠家在激烈的競爭中退出樓宇對講市場，只有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品技術(shù)全面、價格更加有競爭力、服務更加完善的廠家才能夠在激烈的競爭中立于不敗之地通覽智能樓宇對講系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展歷程，我們不得不在發(fā)展過程中經(jīng)歷其局限性、時限性及不成熟性?？上驳氖墙?jīng)過幾年的競爭，近年樓宇市場有明顯的上升趨勢。