智能化系統工程設計中的若干技術問題
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1 自動化控制系統的結構
1.1 自動化控制系統的總體結構的基本框架
1.1.1 系統基本結構分析
分級分布式自動化控制系統的基本結構為二層總線型，即上層的信息網絡的通信總線（采用TCP/IP協議），下層的控制網絡通信總線（采用RS485標準或LonTalk協議）。
信息網絡（以太網）的通信總線承擔管理信息與合成的控制信息的交換，是建筑物的信息主干網，在這級網絡中，采用TCP/IP（傳輸控制協議/互聯網協議），易于同下層控制網絡實現網絡間的集成。控制網絡通信總線構建了以完成實時控制數據傳遞而實現對機電設備控制的自動化管理網絡，該網絡實時性強，網絡數據信息共享，系統體系組合靈活，便于擴展及維護。其中RS485是被機電設備廠商廣為采用的控制總線接口標準，采用普通非屏蔽雙絞線為傳輸介質，具有傳輸距離長，傳輸速率高，控制點多，聯結方便，易于擴充等優點；另一種為LonTalk協議，是LonTalk技術使用的測控合一雙向通信的控制總線所采用的協議，現場傳感器可直接聯入控制總線，簡化了現場控制設備和方便了網絡的聯結，它已被列為美國標準ANSI135BACnet，作為控制總線的通信標準，絕大多數機電設備廠商已接受LonTalk技術，生產的產品均能互換。
上層的信息網絡通信總線和下層的控制網絡的通信總線，是構成自動化控制系統總體結構的基本方式。
1.1.2 自動化控制系統應至少有以下基本的配置（本文僅列出中央控制級部分）
a.硬件：計算機系統，72小時備用電池等。
b.軟件：系統軟件（含網絡協議、網絡操作系統），語言處理軟件，數據通信控制與管理軟件，數據庫及數據庫管理軟件，操作員接口軟件，CRT顯示格式及標準報告軟件，中央日程表軟件，時間/事件誘發程序軟件，能量管理軟件，與各相關單項專業控制系統聯網的軟件系統，其它必要的軟件系統等。
1.2 自動化控制系統技術發展
1.2.1 單項設備系統專業控制技術的發展
建筑物智能化系統工程中的設備監控系統主要包括：冷水機、空調機、鍋爐、電梯、配電柜、發電機、照明、消防報警、安全等設備系統，均由不同類型的專業廠商提供，由于這些類別各異的設備專業獨立性強，對監控的工藝技術要求復雜，控制信息的通信方式很不統一。因此，各專業廠商所近年來相繼對設備機組的自控系統進行開發，已先后擁有了智能化程度不同的設備自控體系（部分已形成較完整的系列化），并在網絡接口和與相關系統的通信技術方面，也有較大的進展，先后推出了能以標準網絡接口與其它系統間實現雙向通信的功能。采用單項設備專業化自控包，從設備優化制度、提高可靠性、完善使用功能、降低經
濟成本等方面考慮，有很好的發展前景，同時，在與建筑物智能化系統總體的組合上，也具有重要的實際使用意義。
1.2.2 自動化控制系統與網絡技術
自動化控制系統構成的內涵已被人們越來越具體地認識并接受，而支持其發展完善的基礎技術也以它不斷的進步，不時地起著啟蒙和先導作用，同時，商家和用戶也彼此交流，供需之間互相促進，也推動了控制技術的不斷發展與完善。現代網絡技術的發展及深層次介入，使基于電腦和通信技術的建筑物自動化系統，能從單一平臺的運作，走向跨平臺的聯網，便系統的總體構成產生了新的飛躍。在積極推行“國際標準”和先進“工業標準”的條件下，自動化系統在控制網絡中實現產品的互換及互操作、在信息網絡中實現互通及互聯成為可能，系統具有良好的開放性，能容納更多更新的產品。同時，網絡系統實時互聯（采用Internet/Intranet網絡軟件），為建筑物的智能化管理，提供了更為廣闊的空間。
因此，建立建筑物自動化系統信息資源共享的網絡化體系，是順應時代要求的發展方向。
1.3 自動化控制系統的結構
a.控制層總線采用RS485標準，控制功能強，監控點多，傳輸效率高，它采取并行聯網的方式，互相獨立，點對點通信，系統簡潔，組網靈活，聯結方便，有益于長距離傳輸及系統的發展擴充，該方式是集散型控制網絡的基本形式。
b.現場控制層中運用LonWorks技術的測控合一的雙向通信控制總線，采用該方式的現場受控裝置能直接納入控制總線的層面，系統較簡潔，組網較靈活，越來越多的國家以此為產品生產的通信標準。因此，凡有LonMark標記的產品，均能在系統中互操互換，現代網絡技術也為LonMark產品創造了無限良好的空間，由此看來，它的開放性方面在未來應用的發展上，顯然比前者有更大的吸引力。業內專家曾預測，建筑物自動化控制系統的集散型控制網絡，將會以現場總線控制網絡為發展趨勢。
c.單項設備系統納入建筑物自動化控制系統控制網絡層，從建筑物宏觀的角度而言，能使該類控制系統更合理安全地工作，由于單項系統的基本控制功能已由自身獨立完成，中央站僅為有序地進行管理，因此，它不占用中央數據庫的容量，簡化了系統網絡的 信息傳輸與交換，使系統的自動化管理的整體效果和單項控制功能更優化了。該系統在單項系統工作環境復雜、自控要求高時，更 能顯示它的優勢，同時，也越來越受到工程設計者的歡迎。
d.綜合以上對建筑物自動化控制系統控制網絡層的分析，在現階段的技術發展變革時期，各種技術方式在相當長時間內還會 存在。工程設計者應全面地分析、理智權衡，在工程技術上，工程設計者沒有必要固執地堅持某一種技術方式，更沒有必要見異思 遷地做新潮技術的追隨者。
2 自動化控制系統的“開放性”
“開放性”是體現系統主要技術我的狀態之一。是自動化系統技術發展的必然趨勢，但應用于建筑物的特定環境里，對系 統提出“開放性”的要求，使之實現更合理，對此有必要進行全面的認識。
2.1 “開放性”含義的全面認識
a.自動化系統“開放性”，即是在不同供應商之間任意選擇具有最佳性能價格比的各種產品，使之靈活地組合為符合使用 要求的完整的自動化系統。因此，“開放性”就是系統外聯的廣泛性，系統互聯的任意性。
b.提供“開放性”的前提條件，須建立公認的通信協議，它定義了數據發送的接收工作的過程，規定了網絡中使用的格式、 定時的方式、順序檢錯等，它使不同商家的機電設備的聯網接口，都符合統一的通信技術標準。目前，在建筑物智能化系統領域里， 適用于聯網方面的有美國標準（建筑物自動化控制網絡BACnet(ANSI-135)，適用于通信方面的有美國Echelon公司開發的通信協議 （LonTalk），它們已被國際上眾多的廠商認可，并形成了發展的趨勢。
c.正如在本文“自動化控制系統的結構”中所分析的那樣，在建筑物智能化系統中，以大量樓宇機電設備為主要監控對象的 運行環境里，以RS485為集散型分布式系統，在適合控制網絡方面較之在“開放性”方面具有領先地位的現場總線有無可比擬的優 點，同時，由于各供應商自行開發的RS485產品有很大的生產能力和應用市場，并具有不可忽視的商業性的優勢。因此，它的準“開 放性”效果在現階段應予以正視。
2.2 “開放性”的實際應用情況
a.采用BACnet和LonTalk協議，能實現互換互操作的LonMark標記產品，目前主要有兩種類型：一類為傳感器、執行器、繼 電器，即被稱為單點分站；另一類，是終端設備控制器（VAV、FCU、I/O等），被稱為終端設備分站，這兩種類型的實際運用都在系 統適用性方面受到限制。
b.在樓宇設備自動化控制系統中，對大型機電設備或其它類似設備的監控點數量多，并需在同一個監控站實行監控管理， 由于LonWorks技術對輸入、輸出點有限制，因此，在應用中采用LonTalk協議方式還不盡適宜。
c.由于“開放性”互換互操作的要求，因此采用LonkTalk通信協議LonMar通信協議的LonMark標記產品的類別及系
1.2.2 自動化控制系統與網絡技術
自動化控制系統構成的內涵已被人們越來越具體地認識并接受，而支持其發展完善的基礎技術也以它不斷的進步，不時地起著啟蒙和先導作用，同時，商家和用戶也彼此交流，供需之間互相促進，也推動了控制技術的不斷發展與完善。現代網絡技術的發展及深層次介入，使基于電腦和通信技術的建筑物自動化系統，能從單一平臺的運作，走向跨平臺的聯網，便系統的總體構成產生了新的飛躍。在積極推行“國際標準”和先進“工業標準”的條件下，自動化系統在控制網絡中實現產品的互換及互操作、在信息網絡中實現互通及互聯成為可能，系統具有良好的開放性，能容納更多更新的產品。同時，網絡系統實時互聯（采用Internet/Intranet網絡軟件），為建筑物的智能化管理，提供了更為廣闊的空間。
因此，建立建筑物自動化系統信息資源共享的網絡化體系，是順應時代要求的發展方向。
1.3 自動化控制系統的結構
a.控制層總線采用RS485標準，控制功能強，監控點多，傳輸效率高，它采取并行聯網的方式，互相獨立，點對點通信，系統簡潔，組網靈活，聯結方便，有益于長距離傳輸及系統的發展擴充，該方式是集散型控制網絡的基本形式。
b.現場控制層中運用LonWorks技術的測控合一的雙向通信控制總線，采用該方式的現場受控裝置能直接納入控制總線的層面，系統較簡潔，組網較靈活，越來越多的國家以此為產品生產的通信標準。因此，凡有LonMark標記的產品，均能在系統中互操互換，現代網絡技術也為LonMark產品創造了無限良好的空間，由此看來，它的開放性方面在未來應用的發展上，顯然比前者有更大的吸引力。業內專家曾預測，建筑物自動化控制系統的集散型控制網絡，將會以現場總線控制網絡為發展趨勢。
c.單項設備系統納入建筑物自動化控制系統控制網絡層，從建筑物宏觀的角度而言，能使該類控制系統更合理安全地工作，由于單項系統的基本控制功能已由自身獨立完成，中央站僅為有序地進行管理，因此，它不占用中央數據庫的容量，簡化了系統網絡的 信息傳輸與交換，使系統的自動化管理的整體效果和單項控制功能更優化了。該系統在單項系統工作環境復雜、自控要求高時，更 能顯示它的優勢，同時，也越來越受到工程設計者的歡迎。
d.綜合以上對建筑物自動化控制系統控制網絡層的分析，在現階段的技術發展變革時期，各種技術方式在相當長時間內還會 存在。工程設計者應全面地分析、理智權衡，在工程技術上，工程設計者沒有必要固執地堅持某一種技術方式，更沒有必要見異思 遷地做新潮技術的追隨者。
2 自動化控制系統的“開放性”
“開放性”是體現系統主要技術我的狀態之一。是自動化系統技術發展的必然趨勢，但應用于建筑物的特定環境里，對系 統提出“開放性”的要求，使之實現更合理，對此有必要進行全面的認識。
2.1 “開放性”含義的全面認識
a.自動化系統“開放性”，即是在不同供應商之間任意選擇具有最佳性能價格比的各種產品，使之靈活地組合為符合使用 要求的完整的自動化系統。因此，“開放性”就是系統外聯的廣泛性，系統互聯的任意性。
b.提供“開放性”的前提條件，須建立公認的通信協議，它定義了數據發送的接收工作的過程，規定了網絡中使用的格式、 定時的方式、順序檢錯等，它使不同商家的機電設備的聯網接口，都符合統一的通信技術標準。目前，在建筑物智能化系統領域里， 適用于聯網方面的有美國標準（建筑物自動化控制網絡BACnet(ANSI-135)，適用于通信方面的有美國Echelon公司開發的通信協議 （LonTalk），它們已被國際上眾多的廠商認可，并形成了發展的趨勢。
c.正如在本文“自動化控制系統的結構”中所分析的那樣，在建筑物智能化系統中，以大量樓宇機電設備為主要監控對象的 運行環境里，以RS485為集散型分布式系統，在適合控制網絡方面較之在“開放性”方面具有領先地位的現場總線有無可比擬的優 點，同時，由于各供應商自行開發的RS485產品有很大的生產能力和應用市場，并具有不可忽視的商業性的優勢。因此，它的準“開 放性”效果在現階段應予以正視。
2.2 “開放性”的實際應用情況
a.采用BACnet和LonTalk協議，能實現互換互操作的LonMark標記產品，目前主要有兩種類型：一類為傳感器、執行器、繼 電器，即被稱為單點分站；另一類，是終端設備控制器（VAV、FCU、I/O等），被稱為終端設備分站，這兩種類型的實際運用都在系 統適用性方面受到限制。
b.在樓宇設備自動化控制系統中，對大型機電設備或其它類似設備的監控點數量多，并需在同一個監控站實行監控管理， 由于LonWorks技術對輸入、輸出點有限制，因此，在應用中采用LonTalk協議方式還不盡適宜。
c.由于“開放性”互換互操作的要求，因此采用LonkTalk通信協議LonMar通信協議的LonMark標記產品的類別及系
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