楼宇自控系统技术的BACnet标准与现有网络结构问题解析

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：使用RS-485、RS-232和RS-422控制总线时，不需要使用网络控制器，典型系统如西门子的Apogee系统，如图14-7所示。2）BLN2：楼宇层网络。3）FLN：楼层级网络。图14-8 IBS-5000系统架构图14-9 将若干个离散的控制域连通为一个连通域的网关连接法从图14-9可看出，各个不同的控制域彼此离散，当控制网络上进一步挂接不同的异构系统较多时，系统变得非常复杂，整个控制系统的连通域性能很差。

BAS较常应用的控制网络有：

（1）传统的控制总线

RS-485、RS-232和RS-422等。

（2）BACnet支持的6种控制网络

PTP网络、MS／TP网络、LonWorks网络、ARCnet、以太网和BACnet／IP网络等。

（3）部分现场总线

CAN总线、EIB、CEBus、ModBus和PROFIBUS。

（4）工业以太网和实时以太网的一部分

如Ethernet／IP、PROFINET、EtherCAT网络和ModBus／TCP网络等。

使用RS-485、RS-232和RS-422控制总线时，不需要使用网络控制器，典型系统如西门子的Apogee系统，如图14-7所示。

图14-7 Apogee系统的三层网络结构

在图14-7中，各层网络的名称和功能如下：

1）MLN：管理层网络。

2）BLN2：楼宇层网络。

3）FLN：楼层级网络。图14-7中挂接在各个不同层的控制器的功能可用其名称来描述：图14-7所示的Apogee系统的控制网络采用了RS-485总线，而且控制网络也分成了好几个分层，由于使用了多个层级的控制网络，所以现场控制器也做了分层：

① BLN上的常用DDC。

② FLN上的常用DDC。

a.PXM：点扩展模块。

b.TEC：终端设备控制器。

这里的BLN共有3种类型：RS-485 BLN、Ethernet BLN、远程（Remote）BLN。

从Apogee系统的网络结构中看到，使用RS-485总线，由于RS-485总线的标准是工作在物理层的，因此不再需要网络控制器将其与管理网络互联。

柏斯顿的IBS-5000系统架构如图14-8所示。IBS-5000系统整个系统架构在两层网络上，第一层为管理网络，控制层网络是CAN也可以是RS-485控制总线。

系统的自控网络林林总总，可以采用各种各样的控制网络，而这样层级结构的BAS有以下缺欠：

1）每一种控制网络和管理网络都必须通过网络控制器或全局控制器来实现互联，而这种网络控制器或全局控制器一般均为系统生产厂商开发生产，是厂商的专有产品，不能由多厂商提供，形成BAS开放性的重大障碍之一。

2）如果在某个特定的BAS的控制网络中加挂1种、2种或多种其他种类的控制网络，如常用的CAN总线、ModBus和PROFIBUS，那就形成一个控制域分别由若干个离散的控制域组成的控制系统，不同的离散域通过挂接网关来连通形成一个连通域，而且使用这种方式形成的连通域在控制性能方面不好；由于异构程度高，使异构系统的无缝互联情况变得较差；系统整体的复杂程度高，导致维护保养的难度和成本都很高。将若干个离散的控制域连通为一个连通域的网关连接法情况如图14-9所示。

图14-8 IBS-5000系统架构

图14-9 将若干个离散的控制域连通为一个连通域的网关连接法

从图14-9可看出，各个不同的控制域彼此离散，当控制网络上进一步挂接不同的异构系统较多时，系统变得非常复杂，整个控制系统的连通域性能很差。

如果将这样的多异构网络构成的复杂构架再通过网络控制器和管理网络（以太网）互联，整个BAS的性能就会变差，如图14-10所示。

图14-10 复杂架构控制网络通过网络控制器和管理网络互联

图14-10中，5个离散的控制域彼此通过网关互联，构成一个连通域，每一个离散的控制域代表一个使用特定控制网络技术的异构系统，再由第一个控制域即第一个控制网络与管理网络通过网络控制器互联。生产厂商在很多情况下，为了使生产开发的BAS能够将一些市场占有率较高的现有系统接入，不得不去开发一些网关，使系统变得更为复杂和难于维护，使设计和使用难度加大。

楼宇自控系统技术的BACnet标准与现有网络结构问题解析

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