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建筑物自动化的三种总线技术.docx
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建筑物自动化的三种总线技术
摘要 中国行业标准 JGJ/T16-92
《民用建筑电气设计规范》第 26 章《建筑
物自动化系统》所规定的模拟和数字混合的
集散型系统,已面临更新为全数字系统的挑
战。就像工业自动化一样,建筑物自动化市
场在技术接受期曲线上,通常落后于商业领
域技术应用会有几年之久……
关键词建筑物 自动化 总线技术
中国行业标准 JGJ/T16-92《民用建筑
电气设计规范》第 26 章《建筑物自动化系
统》所规定的模拟和数字混合的集散型系统,
已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业
自动化一样,建筑物自动化市场在技术接受
期曲线上,通常落后于商业领域技术应用会
有几年之久,因此,在商业领域已经成功运
用多年的个人计算机和以太网通信,现在却
成为 BAS 更新途径的热门话题。PC-Based
Control 和以太网技术,已经开始全面进入
BAS 领域。2000 年 3 月,Honewell 公司推出
的全数字化闭路电视监视系统 DVM,就用
PC-Based Video Server,类似于商业领域应
用的个人计算机式视频服务器,取代了传统
的模拟和数字混合的 CCTV 闭路电视矩阵切
换器和磁带录象设备;DVM 系统中,经过信
号转换接口把所有摄像机的视频信号直接
连入以太网通信,每 20 台摄像机使用 1 台
Video Server。这种第三代保安监控电视的
全数字化 CCTV 以太网系统,已经在澳大利
亚悉尼机场使用。
PC 机技术日新月异的进步,使 BAS 的中
央站功能不断增强;PC 机的商业软件,如
ODBC、API 等等,已成为 BAS 的标准软件;
基于 PC 机技术的分站不断发展。信息领域
的以太网技术对工业自动化和建筑物自动
化各个层面的影响,从上到下。BAS 管理层
的以太网正在下植到自动化层和更低的现
场层。BAS 三层结构将会成为以太网"一网到
底"的三层网络。完成这项"通体透明网络"
革新的主要技术,就是以太网现场总线。以
太网现场总线,也可称为以太网 I/O,是控
制技术和信息技术的完美结合,性能发挥到
极致,它或许能够解决工业自动化长期争论
不休的现场总线标准化问题,是商业技术影
响工控技术的一个范例。
以总线为脉络,分析计算机总线、测控
总线和网络总线在 BAS 技术发展中分别担纲
的角色,可以加深对 BAS 未来发展的了解。
1、总线 BUS
总线一词,源于计算机技术。总线是各
种信号线的集合,是各种信息传输的通路,
有汇总的涵义。微软百科词典定义总线为:
计算机系统中各部件之间用于数据传输的
一组硬件连线。IBM 公司将其简称为用于传
输信号或功率的一根或多根导体。在建筑物
自动化中,BAS 总线可解释为用来连接中央
站分站、现场设备或者各种系统的那些具有
导电性的通路,以完成数据或信号的传输。
以应用范围来分,BAS 总线可划分为计
算机总线、测控总线和网络总线、。计算机
总线用于上位管理计算机和中央站内部部
件的连接。测控总线用于中央站与分站的连
接,分站与现场设备的连接,现场设备之间
的连接。网络总线则是将上位管理计算机和
中央站、浏览器等视为节点而共同连接在一
起的一条多分支线路,将数据置于网络总线
中,数据将会经所有的节点检测后,由其指
定地址的节点接收。BAS 管理层的以太网就
是网络总线。当以太网下植到自动化层和现
场层以后,以太网又扮演着测控总线的角色,
在这种背景下,我们借用"网络就是计算机"
的概念,不免也可以说"网络就是控制器",
因为所有传感器、执行器、分站、中央站已
经遍布以太网中,以太网被赋予完成分布式
控制兼有普通信息存取的能力,人们可以随
心所欲使用以太网,无论是进行实时控制还
是传递管理信息。
2、标准化 Standardization
作为信息传输通路的总线,追求标准化,
是各种总线的共同目标;只有标准总线,才
能够支持更多的性能不同的产品的连接,完
成更多更好的系统的集成,实现更完善的控
制和管理,因此,总经以其有汇集性能的特
点,尤其需要标准化。标准总线的形成,主
要有两种方法,一种是由非商业的或政府组
织所产生的标准,目的在于使某一种类型总
线开发和使用规范化,例如 RS232C;这种正
规的合法的技术标准,是在对已有方法、途
径及技术开发进行仔细研究的基础上起草,
并经正式批准后产生,这种标准通常包括着
一些国际标准。另外一种方法,是有某一家
公司先行开发出一种总线技术,由于成功,
得到其它公司模仿和广泛使用,以至一偏离
该总线就会产生不兼容问题,导致产品在市
场中受到限制,例如现场总线 LonTalk Bus;
这类事实上的总线技术标准,是基于市场需
求产生而形成的,无需正式批准,这种标准
通常包括大量流行的工业标准。
3、计算机总线 Computer Bus
中国行业标准 JGJ/T16-92 第 26 章 BAS,
对中央站硬件、组态、系统软件的规定非常
简单,仅是基于采用计算机作为监控中心的
一般原则,如应设置 CPU、CIU、CRT、打印
机等规定,对上位管理计算机则仅限于优化
控制与管理某些功能要求。但是,近年来计
算机技术发展很快,系统软件、应用软件、
存储系统、处理器技术、输入输出系统和计
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