發布日期：2022-04-18 點擊率：75
目前智能大廈中建筑設備自動化系統（BAS）包容的設備和子系統愈來愈多，愈來愈復雜。由于不同廠商提供的不同的產品和系統，其通訊協議不同，將造成如通信速率、編碼格式、同步方式、通訊規程各不相同，因而使這些產品實現互操作和系統的互連很困難。如果系統中各種設備及子系統不進行互連而獨立運作，則不能進行一體化協調運作，將影響到安全管理、節能管理、管理效率低下、維修困難、擴展維護費用高。 1、為什么采用開放式標準 目前，智能大廈的業主和管理者迫切需要降低費用提高效率。他們要求大廈的系統集成在一起，實現系統和設備集成和互操作必須有一種有效的方法實現系統和設備間的通訊。因此就需要系統具有真正的開放性。 BAS供應商及建筑設備生產商以及業主希望實現產品互操作及子系統方便連接，由此產生了開放系統的概念。 所謂開放系統即建筑設備自動化系統的所有部件均以公認的工業標準技術制造。系統符合公認的工業結構，因而不同廠商的產品，可以組合從而實現互操作。它有兩個特點： 1）系統的技術規范是所有廠商共同遵守的； 2）同樣功能的部件雖由不同廠家生產，但可以互相替換，可以互操作。 目前國際上有兩種開放式標準：一種是LONMARK標準，另一種是BACnet標準。這兩種標準也得到我國有關的標準的推薦，如江蘇省地方標準“建筑智能化系統工程設計標準”DB32/181-1998中建筑設備自動化系統（BAS）中3·1一般規定的3·1·10明確指出對于多個供應商不同系統之間的集成宜采用美國ASHRAE學會制定的《BACnet》ANSI/ASHARE SPC 135P標準。對分布式控制系統則宜采用LONMARK標準。下面分別介紹這兩種標準。 2、LONMARK標準 LONMARK標準是以LonWorks技術為基礎的一套標準。LonWorks技術由美國Echelon公司90年代開發推出。 LONWORK技術實際上是一種測控網技術，或者更確切一點說是一種工控網技術，也叫現場總線技術。它方便地實現現場的傳感器、執行器、儀表等聯網。 這種網絡不同于局域網LAN，而是一種工控網。因為它傳輸數據量較小的檢測信息、狀態信息和控制信息。Echelon公司叫做局部操作網LON（Local Operating Network）采用LONTalk協議的LON網稱為Lonworks網。 Lonworks技術有以下特點： Lonworks技術是一套開放式技術，其通訊協議LonTalk協議也是開放的，實現遵守該協議的各家產品互聯成為可能； Lonworks技術的關鍵芯片Neuron Chip（神經元芯片）有很高的集成度，內部有3個8位CPU（CPU1， CPU2， CPU3）。 CPU1負責媒體訪問控制， CPU2、CPU3負責網絡通訊。除此之外內部還有RAM、E2PROM、ROM，以及I/O接口等； Lonworks技術支持多種通訊介質。包括雙絞線、電力線、同軸電纜、光纖、無線射頻、紅外線等，甚至多種介質能在同一網絡中混合使用； Lonworks技術產品門類齊全。有四大類50多種硬件、軟件模塊，先進的開發設備和手段為用戶開發帶來方便。 1993年在世界范圍推廣，其發展速度極快，到1995年已經有2500家生產商使用并且安裝了200多萬個節點（每個節點包括一個神經元芯片，平均可以有5個測控點）。其發展速度遠遠超過其它任何一種現場總線（如CANBUS、ProfiBus等）。其應用在智能建筑中（大型賓館、飯店、寫字樓、現代高檔住宅）的建筑設備自動化系統（BAS）、工業自動化、航空航天技術等領域。但有50%以上的節點用于建筑物自動化領域。世界各大樓宇自控公司及工業控制公司一致認為Lonworks技術是當前“最先進的”、“有非常大的潛在能力的”，“該技術將引起控制市場方向性變化”，并表示要用這新技術改造自己的產品。因而在世界各地形成了大量OEM生產商（重要的OEM約1000家以上），生產出大量Lonworks技術產品。其中多數是為樓宇自控系統配套的產品。由于不同的OEM雖然都按Lonworks技術制造產品，但由于在一些技術細節上不統一，因而不能互操作。為了解決這個問題， 180家重要的 OEM組成了LONMARK可互操作協會，編制了一系列LONMARK標準，使每個技術細節都有標準文件的嚴密規定。凡產品按該規定生產，就可以結合在一起，互相通訊和工作。同類產品，不同廠家生產，可以相互替換，總之，實現了互操作。這樣的產品飾以LONMARK標記； LoNMARK協議分有暖通空調組、家用設備組、照明組、工業組、本征安全組、網絡管理組、石油組、冷凍技術組、出入控制組。每個組都在制定一系列 LONMARK標準，稱為功能概述Functional Profile，詳細地描述了應用層接口。包括網絡變量、組態特點、缺省值以及網絡節點、加電狀態等，把產品功能標準化。 1996年3月第一次公布的暖通空調編制標準，包括有溫度檢測、二氧化碳檢測、風門執行器、屋頂單元控制、變風量控制。其后又陸續編制出溫控制器、冷凍機、單元通風器、墻掛式檢測器、閥門執行器、報警及報警管理、數據記錄及趨勢分析等。 根據LONMARK標準，美國Honeywell公司繼1995年應用了Lonworks技術生產了50000臺變風量箱控器以后，近期向市場投放了能夠互操作的暖通空調控制產品。 美國Andove公司的Continue樓宇自控系統、新加坡電子科技公司的ST8200樓宇自控系統留有Lonworks總線接口。德國的ISC已經開發出LonworkS技術的產品。 Lonworks技術的通訊協議LonTalk協議1995年被美國國家標準ANSI/ASHRAE135- 1995 BACnet采納為建筑物自動化中的傳感器、執行器和控制器之間的網絡化操作奠定了基礎。LONMARK標準是在實時控制領域（簡稱控制域）中的一個開放系統標準。 3、BACnet標準 BACnet網絡通訊協議是由ASIIRAE（美國暖通空調制冷工程師學會）發起制定并得到ANSI（美國國家標準局）的批準，由樓宇自動化系統的生產商、用戶參與制定的一個開放性標準，由ASHRAE學會綜合幾個局域網LAN（注意！不是工控網）的協議而制定的，他們盡可能采用了LAN網絡不同時期成熟的技術而制定的。 我們特別要強調的這是管理信息域（簡稱信息域）方面的一個標準。 美國BACnet和德國FND為不同廠商生產的建筑物的自動化系統，集成為整體系統而提出的方法，規定了通訊協議。 1995年6月BACnet成為ASHRAE B5-90標準，并于同年12月成為美國國家標準，并得到歐共體的承認，成為歐共體的標準草案。 由于網絡及通訊技術的發展，業主對集成技術提出了更高的要求，要求建筑物自動化系統與高一級的企業管理系統加強聯系，提高管理效率。這就是說要在信息管理網一級上互連，是解決不同廠家的自動化系統如何集成。因此廠家可以按照BACnet標準開發與BACnet兼容的控制器或接口，可在這一標準協議下實現相互交換數據的目的。BACnet比LONMARK有更為量大的數據通訊，運作高級復雜的大信息量。是可以實現不同廠家的樓宇自動化系統之間互連的通訊技術。例如要使Honeywell公司的一套系統與其它公司的一套系統進行通訊交換信息，即可通過BACnet把它們連成一個整體并在一個工作站上可以實現對這兩個系統的全部監控。 BACnet和LONMARK是兩項標準，這兩個標準既有重疊的地方，又有不同的地方。兩項標準互相補充，互為依托。BACnet用于多個供應商不同系統之間的集成。LONMARK是解決真正的開放的分布式控制的一種有效的方法 BACnet一共有四層協議包括應用層、網絡層、鏈路層、物理層 該標準規定LONTALK與其他四種通訊方式并列為物理層、數據鏈路層的基本結構。BACnet采用五種網絡技術進行通訊（Ethernet、 ARcnet、MS/TP、PTP、LONTALK）.選擇多種網絡技術的原因是對于不同要求的系統采用不同的通訊速度和通訊量的網絡，采用不同的網絡技術適用于不同的要求。其中，PTP（POINTTOPOINT）是BACnet獨有的，由BACnet制定的通訊協議，它提供了通過Modem和電話線的聯網通信。采用現代Modem協議，也支持EIA-RS232標準直接用電纜連接，速度限制在9.6K-56.0K之間。 MS/TP也是BACnet獨有的，使用EIA-485標準，這是一個屏蔽雙絞線局域網，速度可達76.0Kbps。 BACnet信息數據的表示方式定義了318種標準“對象類型”，通過不同對象的組合實現DDC不同的控制功能。 這些對象類型有模擬輸入/輸出、二進制輸入/輸出、環路控制、程序等。 BACnet的服務功能則用于訪問和管理這些對象發出的信息及其他一些功能。 BACnet定義了35種服務功能分為6組。這6足足分別為：報警和事件、文件訪問、對象訪問、遠程設備管理、虛擬終端以及安全保護。 BACnet目前尚有待進一步完善。如BACnet支持傳統的暖通空調系統，但不十分適合加上其它監控系統。 ASHRAE最近組織了一個“常設標準方案委員會”-SSPC135，繼續對標準進行完善和擴充。SSPC的另一個任務是加強BACnet與國際互聯網協議的應用。 4、兩種標準之間的關系 這兩個標準均是開發性標準，兩者互相滲透，交叉實時控制域的LONTALK標準和信息管理域的BACnet標準盡管目標不盡一致，但兩套標準有重疊的地方。編寫BACnet標準中的許多成員也是編寫LoNMARK標準的成員。所以，他們正在把兩者重疊的部分想辦法理順和統一起來（見表2）。 LONMARK標準是實時控制域方面，為建筑物自控系統中傳感器與執行器之間的網絡化，實現互操作性產品制定的標準；是控制現場傳感器與執行器之間實現互操作的網絡標準。因此，適合智能型大樓中HVAC、電力供應、照明系統、消防系統、保安系統之間進行通訊、互操作，此時，LONMARK可以提供一種較為經濟的方法，因為該協議對這種類型的運用效果最佳。 BACnet標準是信息管理域方面為實現不同的系統互聯而制定的標準。 BACnet有比LONMARK更為大量的數據通訊，運作高級復雜的大信息量，有更強大的過程處理、組織處理能力。適于大型智能建筑，大型智能建筑其分為若干區域，此時很有可能幾個不同的系統（不同廠家的）存在。如果希望可以在一個用戶界面進行整個系統的操作，BACnet是最經濟、最理想的選擇。 總之，在實時控制域方面，尤其在設備級適于采用LONMARK標準，而在信息管理域方面、在上層網之間互聯適用BACnet標準，這二者之間不是競爭而是互補。
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