用于楼宇自动化的涣散式可编程控制系统

　　近年来，跟着社会和经济的开展，给人们带来舒适作业及生活环境的楼宇自动化体系的商场越来越大，而楼宇自动化体系自身也日趋智能化、网络化、杂乱化。可是现在在这个范畴中的国内厂商大都是体系集成商，中心技能和知识产权多为国外少量的楼宇自控厂商一切。为了满意商场对产品功用和价格等多方面的需求，浙江浙大中控信息技能有限公司在丰厚的全体规划、体系集成和工程施行的经历基础上，依托中控集团雄厚的自动化技能、信息技能堆集，自主研制出了选用LonWorks现场总线技能的可用于楼宇自动化体系的SUPCON OptiSYS PCS400涣散式可编程操控体系。
　　
　　 一、BAS和LonWorks现场总线概述
　　
　　 楼宇自动化体系（Building Automation System,简称BAS），实际上是一套中心监控体系。它经过对修建物（或修建群）内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行会集监控，到达在保证修建内环境舒适、充分考虑动力节约和环境保护的条件下，使修建内的各种设备状况及利用率均到达最佳的意图。
　　
　　 LonWorks（Local Operating Networks）现场总线是美国Echelon公司推出的部分操作网络，现在被广泛地运用在航空/航天、丈量测控、动力办理、进程操控、无线通讯、楼宇操控等范畴。LonWorks渠道是一种敞开的散布式操控体系，支撑设备间的无网关的对等式和/或主从式通讯。与以往和当时的现场总线技能比较，LonWorks总线首要有以下杰出的特色：
　　 1.完好合理的网络操控技能。面向目标的LonTalk网络协议依据完好的ISO/OSI七层协议，并可在物理层运用如双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波、电力线以及红外光波等等多种通讯前言，依据前言的不同，具有从300b/s～1.25Mb/s的数据传输率，满意了不同运用范畴对通讯速率的需求。别的，其通讯的每帧有用字节数可从0到228个字节不等，一个LonWorks网络上的节点数可达32000个，彻底能够满意不同楼宇操控网络的要求。
　　 经过Echelon公司的多种智能收发器可供给包含了典型的拓扑结构体系和恣意自在拓扑结构，无需服务器的对等散布网络，完结真实的点对点通讯，为楼宇操控网络的装置运用和扩展供给了极大的便利。而且只需常见的装置测验东西，就可拜访一切的网络设备。
　　 正是LonWorks具有的这个特色，当其运用在所控的机电设备散布十分涣散的场合，LonWorks技能就优于传统的BA联网拓扑结构和组态布线方法。
　　 2.总线的敞开性和设备间的可操作性强。LonTalk协议的规范化施行和契合职业规范的目标使得不同供货商体系完结互操作性成为可能。很多厂商特别是职业抢先的厂商的支撑保证能够供给不同供货商和不同商场的解决方案。
　　 3.下降楼控自动化体系开发和运用本钱。有内嵌LonTalk协议和物理层收发器的集成电路可供挑选，下降了开发难度，缩短了开发时刻和本钱；单一协议带来的开发、装置和测验东西的简化；低本钱的双绞线自在拓扑；可运用低本钱的组件；互操作性带来的价格竞争运用户得到更低本钱优惠。
　　 4.LonWorks技能中心的载体是神经元芯片（Neuron Chip），它和通讯收发器（例如FT-X1）一同成为一个高效低本钱的收发器基准。一般的神经元芯片选用8位总线，最高主频10MHz，当需求完结杂乱的测控功用的时分，还能够选用MCU或许PC作为主机来处理测控，这样神经元芯片仅需完结总线通讯的功用。
　　 凭借敞开而且依据规范的LonWorks渠道，能够使厂商、承继商和用户三方都得到更多的优点，所以，虽然现在遭到各种条件约束使得LonWorks技能优势还不能彻底发挥出来，可是它的确给楼宇自控体系的开发装备供给了一个很好的挑选，现在，LonWorks己经开展成为运用于楼宇自动化体系中的居于领导位置的现场总线。而且，我国建设部智能修建推行中心也已把LonWorks技能作为引荐选用的操控网络技能在智能修建中推行运用。
　　
　　 二、SUPCON OptiSYS PCS400系列涣散式可编程操控体系的概述
　　
　　 浙江浙大中控信息技能有限公司成立于1999年，是中控科技集团部属子公司，致力于智能楼宇、智能交通、水务工程、学校网络等信息技能范畴，是一家集开发、规划和工程技能服务为一体的高新技能企业。依托浙江大学多学科的归纳优势，多年来在工业自动化国家工程研究中心的支撑下，加速信息技能产业化的脚步，以SUPCON为主品牌的系列产品已经在国内的自动化职业中确立了抢先的位置。
　　
　　 中控信息自主开发的SUPCON OptiSYS PCS400系列涣散式可编程操控体系首要包含依据LONWORKS总线的PCS400系列可编程操控器以及AdvBMS监控体系软件、AdvOPC系列OPC数据集成服务器软件。它面向以涣散型数据收集与操控为主的共用工程自动化项目，能够完结逻辑操控、次序操控、进程操控、数据收集等操控使命，可广泛运用于智能楼宇、智能交通、给排水、水文水利、环境保护、工业自动化、农业自动化等范畴。SUPCON是主品牌，OptiSYS是Optimization和System的组成，表明最优化的体系，PCS是Programmable Control System的缩写。
　　 除了前面所述LonWorks总线共有的特色之外， PCS400系列还具有以下技能特征：
　　 （1） 契合LonMark规范，供给规范网络变量和功用块，选用SUPCON LonWorks专用协议Slave功用，16个地址可选；
　　 （2） 现在由浙江浙大中控信息技能有限公司研制出产的PCS400系列产品线齐备。比方电源模块分为20W、36W和48W不等，操控器模块也有不同用户程序空间和数据空间的挑选。数字量及模拟量输入输出模块除点数不同的之外，其他区别可见表1；
　　 （3） 操控器模块CPU选用32位ARM7处理器，而且模块除了1个FT3150 LonWorks总线接口之外，还有1个RS232接口，1个可选的RS485接口和1个10M/100M自适应以太网接口；
　　 （4） 随体系可供给的编程开发软件和OPC SERVER软件；操控器模块全面支撑TCP/IP协议，能够直接接入以太网。
　　
　　 别的，PCS400系列沿袭SUPCON JX系列集散操控体系的高可靠性、模块化规划和完善的制作工艺，具有极高的可靠性和完善的体系功用；22.5mm/45mm的一致厚度，一切模块均能经过总线衔接器直接装置在DIN导轨上面，接线端子能够直接衔接外部线缆（0.2～2.5mm2），无需添加转接端子，节约装置空间；监控体系软件选用纯B/S形式规划，既可本地监控，又能完结依据互联网和浏览器的长途监控；具有OPC、DDE等敞开性数据接口，内置VBA言语，集成才能强、扩展便利。
　　 以上借予LonWorks总线以及自身具有的技能特色，使得PCS400彻底可适应在BAS等共用工程中的运用。
　　 表1：
　　 数字量输入模块 开关量输入（支撑有源和无源2种）
　　 AC220V开关量输入
　　 数字量输出模块 24VDC输出，200mA，内配电
　　 继电器输出（触点容量：AC220V或DC24V，2A）
　　 24VDC输出，500mA，外配电
　　 模拟量输入模块 模拟量全能输入(Pt100、Pt1000、0～20mA、0～10VDC)
　　 惯例模拟量（0～20mA、0～10VDC）输入
　　 热电阻（Pt100、Pt1000）输入
　　 热敏电阻（NTC5K、10K、20K）输入
　　 热电偶输入
　　 模拟量输出模块 模拟量电压输出（0～10VDC）
　　 模拟量电流输出(0～20mA)
　　 模拟量电压/电流输出（0～10VDC、0～20mA）
　　
　　 三、运用PCS400的BAS的结构和解决方案
　　
　　 BAS有其自身明显的特色，其一般测控点较多，高层修建一般都在1000点以上，楼群操控多达几千点；测控点涣散，遍及修建物的各个旮旯；被控设备品种较多，包含新风机组、空调机组、冷源及冷却体系、热源及热交换体系、给排水设备、照明及配电、安全防备和火灾报警等，而且这些设备和体系中有些自身又带有了操控体系，这就需求一种低本钱的、具有高度涣散操控功用的、能够完结互操作的测控体系，对修建物内一切机电设备进行全面监督操控。
　　
　　 常见的运用PCS400系列涣散式操控体系。
　　
　　 这个网络选用敞开散布式操控体系的结构，首要由很多涣散在智能修建物内部的各现场设备子体系以及对它们进行丈量、监督、操控、办理和协调的LonWorks智能节点（组成在涣散式操控器和涣散式模块中）构成。在BAS的LonWorks网络的智能节点中，一般包含温度检测、相对湿度检测、二氧化碳检测、风门执行器、变风量操控、风机盘管操控以及恒温操控器、冷冻机、单元通风器、墙挂式检测器、阀门执行器、报警及报警办理、数据记载及趋势剖析等。
　　 不同于以往的会集操控体系中心，PCS监控站并不是网络数据交换的中心，而仅仅操作人员对网络进行监督与操控的界面，首要完结体系监控的功用，包含监督体系运转状况、监督体系故障报警、操控设备启停或阀门敞开度等。因为体系为无中心操控方法，PCS监控站可随时变换位置。而网络办理功用则由PCS作业站来完结，包含装备设定体系参数、挑选监控方法、界说和替换节点等。
　　
　　 四、结束语
　　
　　 依据LonWorks总线技能的SUPCON OptiSYS PCS400系列涣散式可编程操控体系在运用中彻底完结了敞开散布式的无主体系过渡；大大节约了电线布线费用和时刻；提高了传输的可靠性，而且下降了体系装备、调试和保护的难度；现场收集的物理信号以数字量传输，操控信号现场处理，提高了体系的抗干扰才能。因而，彻底能够担任智能修建范畴的运用要求。一起也可广泛地运用于智能交通、水务工程、环境保护、工厂监控等范畴。