一、引言
作為Bacnet技術中國供應商,海思在迅猛增長的Bacnet市場中不斷充實、壯大自己,也為客戶提供了極佳的選擇。深化Bacnet技術應用,將貫穿海思的未來。每個海思人都要有大格局、大視野,都要堅守智能建筑領域各大總線技術領域,為提升產(chǎn)業(yè)競爭力加倍努力。
在此,向大家介紹Bacnet技術的發(fā)展與智能樓宇系統(tǒng)集成的應用,普及Bacnet技術的基礎知識,為后來者更好地認識Bacnet總線技術及協(xié)議。
自上世紀80年代出現(xiàn)第一幢智能建筑以來,智能建筑就在世界各國得到了迅猛發(fā)展。經(jīng)過20多年的實踐和探索,智能建筑的功能不斷補充和完善,實現(xiàn)技術不斷更新和成熟。隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展,智能建筑系統(tǒng)仍將不斷采用最新技術進行系統(tǒng)集成。放眼世界,縱觀全球智能建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,在所有的智能建筑集成技術中,BACnet標準以其先進的技術、完善的體系結構和開放的理念迅速得到了廣泛的推廣和應用,并正式成為建筑智能化系統(tǒng)領域中的唯一ISO標準(ISO 16484-5)。從BACnet標準的應用趨勢來看,BACnet標準必將給智能建筑產(chǎn)業(yè)帶來深刻的革命。
二、BACnet標準的基本特點
BACnet標準是1995年由美國采暖制冷空調學會(ASHRAE)正式公布的樓宇自控數(shù)據(jù)通信協(xié)議標準。該標準的基本目標有兩個,一是在技術上定義一個開放的樓宇自控系統(tǒng)結構,實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互連(interconnect)和互操作(interoperability),二是在應用上可以使用戶(業(yè)主)可以自由選擇自控廠商和系統(tǒng)集成商,尋求具有最優(yōu)競爭力的產(chǎn)品和服務,使系統(tǒng)維護和升級不局限于特定的廠商,從而保護用戶的投資。
從BACnet標準實現(xiàn)的目標來看,BACnet標準就是定義了一個開放的技術平臺或環(huán)境,所有樓宇自控廠商不需要得到授權或委托,均可以直接進入這個開放的平臺或環(huán)境,并參與競爭。在BACnet標準定義的平臺或環(huán)境中,競爭是完全公平的,沒有其他專有(proprietary)標準的限制,從而使促進樓宇自控產(chǎn)業(yè)有序地健康發(fā)展。
BACnet標準從正式誕生到成為ISO標準,用了不到10年的時間。這充分說明了BACnet標準符合樓宇自控領域發(fā)展的規(guī)律,代表著樓宇自控領域的發(fā)展方向。歸納起來,BACnet標準具有如下基本特點。
1)專用于樓宇自控網(wǎng)絡,具有高效的特點。BACnet標準是專門為樓宇自控網(wǎng)絡定制的標準,定義了許多樓宇自控系統(tǒng)所特有的特性和功能。與其他標準相比,BACnet標準具有高效的優(yōu)點。
2)完全開放,技術先進。BACnet標準是由非盈利學會制定的標準,具有完全的開放性和廣泛的參與性,從而使BACnet標準可以博采眾長,不斷注入新技術,始終代表樓宇自控領域的最高技術水平。
3)具有良好的互連特性和擴展性。BACnet標準雖然從體系結構上定義了不同的局域網(wǎng)絡,但BACnet標準可以擴展到其他任意通信網(wǎng)絡。例如,BACnet/IP標準可以實現(xiàn)與Internet的無縫互連。
4)具有良好的伸縮性。BACnet標準沒有限制BACnet系統(tǒng)中設備節(jié)點的數(shù)量,BACnet集成系統(tǒng)可以由幾個設備節(jié)點構成一個極小的自控系統(tǒng),也可以形成一個規(guī)模極大的超級大系統(tǒng)。如美國GAS集成的GEMnet系統(tǒng),該系統(tǒng)具有11個樓宇自控系統(tǒng),集成總建筑面積達180萬平方米,橫跨3個州。
5)應用領域不斷擴展。BACnet標準最初僅用于暖通空調設備系統(tǒng)。由于BACnet標準具有良好的互連性和互操作性及擴展性,在開放模式環(huán)境下,該標準的應用領域不斷擴展。目前該標準已廣泛應用于樓宇設備的各個領域,如給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等。
三、我國推廣和應用BACnet標準的意義
我國是一個建筑業(yè)大國,也就必然存在著對智能建筑產(chǎn)品和系統(tǒng)的大量需求,智能建筑產(chǎn)品和系統(tǒng)集成必將形成一個超級大市場。中國加入WTO,北京2008年舉辦奧運會,以及上海世博會等,均使中國智能建筑市場充滿極大商機和挑戰(zhàn)。面對巨大的市場,我國樓宇自控產(chǎn)業(yè)只有采用國際標準并與國際接軌,才能迎接挑戰(zhàn)。
目前,我國的城市建設正在向現(xiàn)代化、智能化、安全化的方向發(fā)展。樓宇智能化、安全化的水平不僅是衡量一個建筑或小區(qū)是否現(xiàn)代化、國際化的重要標準,而且也是衡量一個區(qū)域或一個國家科技水平的重要標準。在中國經(jīng)濟高速發(fā)展的基礎上,當今的中國正在迎來一個“數(shù)字城市”、“數(shù)字社區(qū)”建設與發(fā)展的熱潮。
BACnet標準是樓宇自控領域唯一的ISO標準,已在北美和歐洲等先進發(fā)達國家得到了全面的推廣和應用。隨著BACnet標準應用廣度不斷的擴展,該標準必將在全球范圍內(nèi)得到推廣和應用。這是大勢所趨,同時必將在全球范圍內(nèi)形成一個規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)和市場。預言近幾年內(nèi)亞太地區(qū)將是BACnet標準產(chǎn)品需求增長最快的地區(qū)。因此在我國大力推廣和應用BACnet標準是完全必要的,也是急需的。
四、BACnet系統(tǒng)集成方法
BACnet系統(tǒng)集成是BACnet標準在工程項目中的具體應用,它涉及到BACnet自控網(wǎng)絡組成、BACnet自控產(chǎn)品選型和資源配置等。這些具體內(nèi)容在BACnet標準沒有明確規(guī)定,但定義了用于描述互連和互操作的基本概念和原理。因此,BACnet系統(tǒng)集成方法因不同的廠商可以不同的集成方法,尤其在自控產(chǎn)品選型和資源配置方面存在較大的區(qū)別。但只要掌握了BACnet標準定義的基本概念和原理,就可以較為容易地進行BACnet系統(tǒng)集成。為了說明BACnet系統(tǒng)集成方法的基本步驟,下面以加拿大可信自控公司的產(chǎn)品為例進行說明。
可信自控公司開發(fā)的BACnet樓宇自控產(chǎn)品支持ISO8802.3(以太網(wǎng))、MS/TP、PTP和IP等多種通信網(wǎng)絡,可以構成如圖1所示的樓宇自控網(wǎng)絡。為了組成如圖1所示的樓宇自控網(wǎng)絡,通常必須遵循如下原則。這也是所有其他BACnet樓宇自控網(wǎng)絡均應遵循的準則。
·在一個物理網(wǎng)段上的所有設備均應支持相同類型的數(shù)據(jù)鏈路層
·不同數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡之間必須用BACnet路由器進行互連
·所有網(wǎng)絡節(jié)點設備之間的路由均只有一條路徑,避免形成回路
·所有網(wǎng)絡節(jié)點地址分配必須唯一,必須杜絕地址重復
當按上述原則形成了樓宇自控網(wǎng)絡后,就可以利用該公司的配置套件RC-Toolkit中的MSet工具按如下步驟進行資源配置。該配置工具簡單易用,詳細操作可以參閱“用戶手冊”。
1) 設置網(wǎng)絡設備節(jié)點地址、傳輸速率和IP網(wǎng)絡中的IP地址
2)對MS/TP網(wǎng)絡,設置該網(wǎng)絡的運行模式(主網(wǎng)絡和子網(wǎng)絡兩種運行模式)
3)對PTP連接,初始化連接請求
4)對B/IP網(wǎng)絡,設置以太網(wǎng)絡的網(wǎng)絡號為0,并分配B/IP網(wǎng)絡的網(wǎng)絡號
5)向網(wǎng)絡設備節(jié)點下載配置信息
6)當下載完畢后,重啟網(wǎng)絡設備節(jié)點,使配置信息生效
五、可信自控的控制器BACnet地址碼的設置方法
可信自控的控制器(DDC)在BACnet網(wǎng)絡中遵循以下簡單的地址設置方法,來保證在多種廠商設備聯(lián)網(wǎng)的BACnet網(wǎng)絡中地址的唯一性。這里,Device# 是BACnet地址碼,RCC#是可信自控的地址碼。
主網(wǎng): Device# = 主網(wǎng)控制器RCC# *1000
子網(wǎng)SubA: Device# = 主網(wǎng)控制器RCC# *1000 + SubA控制器RCC#
子網(wǎng)SubB: Device# = 主網(wǎng)控制器RCC# *1000 + SubB控制器RCC# + 200
下面以圖1為例說明可信自控的地址碼(RCC#)與BACnet地址碼(BACnet#)在一個網(wǎng)絡系統(tǒng)中共存和相互之間的關系。
在主網(wǎng)上,有控制器MACH1、MACH-Zone、ETHRT-Link和MACH-Global,其RCC#分別為1、2、3和4,其Device#分別為1000,2000,3000,4000。在MACH-Global(RCC#=4)
上有2個子網(wǎng)SubA和SubB。SubA上MACH2和MACH-Air控制器,其RCC#為4A1和4A2,其BACnet地址碼Device#為4001和4002。SubB上有MACH-Air和MACH-Zone控制器,其RCC#為4B1和4B2,其BACnet地址碼Device#為4201和4202。同理,ETHER-Link(Device#=3)下掛一個子網(wǎng),有MACH-Air和MACH-Zone控制器,其RCC#為3A1和3A2,其BACnet地址碼Device#為3001和3002。