楼宇自动化技术之分散式可编程控制系统的概述

　　近年来，随着社会和经济的发展，给人们带来舒适工作及生活环境的楼宇自动化系统的市场越来越大，而楼宇自动化系统本身也日趋智能化、网络化、复杂化。但是目前在这个领域中的国内厂商大都是系统集成商，核心技术和知识产权多为国外少数的楼宇自控厂商所有。为了满足市场对产品性能和价格等多方面的需求，浙江浙大中控信息技术有限公司在丰富的整体设计、系统集成和工程实施的经验基础上，依托中控集团雄厚的自动化技术、信息技术积累，自主研发出了采用LonWorks现场总线技术的可用于楼宇自动化系统的SUPCON OptiSYS PCS400分散式可编程控制系统。

　　一、BAS和LonWorks现场总线概述

　　楼宇自动化系统（Building Automation System，简称BAS），实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物（或建筑群）内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控，达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下，使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。

　　LonWorks（Local Operating Networks）现场总线是美国Echelon公司推出的局部操作网络，目前被广泛地应用在航空/航天、测量测控、能源管理、过程控制、无线通信、楼宇控制等领域。LonWorks平台是一种开放的分布式控制系统，支持设备间的无网关的对等式和/或主从式通信。与以往和当前的现场总线技术相比，LonWorks总线主要有以下突出的特点：

　　1.完整合理的网络控制技术。面向对象的LonTalk网络协议基于完整的ISO/OSI七层协议，并可在物理层使用如双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波、电力线以及红外光波等等多种通信媒介，根据媒介的不同，具有从300b/s～1.25Mb/s的数据传输率，满足了不同应用领域对通信速率的需求。另外，其通信的每帧有效字节数可从0到228个字节不等，一个LonWorks网络上的节点数可达32000个，完全可以满足不同楼宇控制网络的要求。

　　通过Echelon公司的多种智能收发器可提供包括了典型的拓扑结构系统和任意自由拓扑结构，无需服务器的对等分布网络，实现真正的点对点通讯，为楼宇控制网络的安装应用和扩展提供了极大的方便。并且只需常见的安装测试工具，就可访问所有的网络设备。

　　正是LonWorks具有的这个特点，当其应用在所控的机电设备分布非常分散的场合，LonWorks技术就优于传统的BA联网拓扑结构和组态布线方式。

　　2.总线的开放性和设备间的可操作性强。LonTalk协议的标准化实施和符合行业标准的对象使得不同供应商系统实现互操作性成为可能。众多厂商特别是行业领先的厂商的支持确保可以提供不同供应商和不同市场的解决方案。

　　3.降低楼控自动化系统开发和使用成本。有内嵌LonTalk协议和物理层收发器的集成电路可供选择，降低了开发难度，缩短了开发时间和成本；单一协议带来的开发、安装和测试工具的简化；低成本的双绞线自由拓扑；可使用低成本的组件；互操作性带来的价格竞争使用户得到更低成本优惠。

　　4.LonWorks技术核心的载体是神经元芯片（Neuron Chip），它和通信收发器（例如FT-X1）一起成为一个高效低成本的收发器基准。通常的神经元芯片采用8位总线，最高主频10MHz，当需要完成复杂的测控功能的时候，还可以采用MCU或者PC作为主机来处理测控，这样神经元芯片仅需完成总线通讯的功能。