BA系统结构3——三层网络
操作员站 中央管理服务器 以太网等上层网络
通信控制器
中间层控制网络
通信控制器
。。。。。。
大型通用 现场控制设备 大型通用 现场控制总线 现场控制设备 大型通用 现场控制设备
现场控制总线
智能传感器
智能执行机构
小型专用 现场控制控制器
智能传感器
智能执行机构
小型专用 现场控制控制器
Honeywell EBI——系统结构1
RS232
Ethernet TCP/IP NXN
C-BUS RS232 RS232 C-BUS
NXN
XL10 Modules
LON Bus
DDC DDC 。 。 。 远程拨号控制 RS232-RS485 转换器 RS232-RS485 转换器
远程拨号控制
Zone Manager
三层网络的必要
在末端分布范围较广，而联动控制复杂的系统监 控中，无论单独采用小点数DDC还是大点数DDC都存 在许多问题： • 如单独采用一些小点数的 DDC，一方面要求每个 DDC都具有较强的运算、处理能力，工程成本较高； 另一方面，为实现复杂的联动功能，DDC之间的通信 速率要求也较高； • 如单独采用一些大点数的DDC，一方面由于末端设 备分布范围较广，导致末端传感器、执行机构到DDC 的布线距离较长，布线复杂，干扰大；另一方面，如 DDC的点数过大，实际上又成为一种小集中控制系统， 这台DDC的故障可能引起较大范围的系统瘫痪。
三层网络结构特性
• 这种解决方案在各末端现场安装一些小点数、简单 功能的现场控制设备，完成末端设备的基本监控功 能； • 这些小点数现场控制设备通过现场控制总线相连， 接入一个功能较强的控制设备，大量的联动运算在 此控制设备内部完成，由这个设备完成整个系统的 联动控制； • 这些功能较强的控制设备也可以带一些输入、输出 模块直接监控现场设备； • 功能较强的控制设备之间的通信通过上一层网络实 现。
TAC Vista——系统结构3
• LON总线通过i.LON接入10M以太网（每个工 作站最多支持255个i.LON，不同总线间的通讯 不依赖于工作站，需要LonMaker进行网络变 量梆定）。 • 通过modem，Vista工作站可与240个远程DDC （Xenta300/410）或路由器（xenta901)建立 通讯（不同总线间的通讯依赖工作站）。 • 此外，Vista还支持LON路由器和WEB发布（可 由工作站发布或Xenta511）
Siemens APOGEE——系统结构1
Siemens APOGEE——系统结构2
• 管理级网络MLN （Client/Server结构 、TCP/IP 协议 、最多25台工作站 ） • 楼宇级网络BLN （每个工作站最多支持4条楼 宇级网络、速率115Kbps、最长距离1200米、 每条BLN最多99个DDC控制器 ） • 楼层级网络FLN （ 每条楼层级网络最多可连接 32个扩展点模块PXM或终端设备控制器TEC、 楼层级网络最快支持38.4Kbps的通信速率、最 长距离1200米）
• 在系统的软件平台上使用面向Internet 或 Intranet的技术 ，让楼宇设备的监视及控 制可在Internet 或Intranet的通讯网路中。 • 在系统控制器间的通讯协议标准上使用 开放的 BACnet协议，而把这协议落实到 每一控制器上，使之达到完完全全的开 放，称之为 Native BACnet。
Siemens APOGEE——系统结构3
• PC机串口通过 TI-II 与楼宇级网络直接连 接。 • 使用AEM100（APOGEE Ethernet Microserver 100）将楼宇级网络与以太 网连接。 • Insight 工作站通过MODEM与远程带有 MODEM模块的MBC进行通信
典型楼宇自控系统简介
同济大学社区信息化与智能建筑研究中心 孙靖
典型楼宇自控系统简介
• BA系统结构
–单层结构 –两层结构 –三层结构 –发展趋势
• 典型BA系统举例 (Honeywell、Siemens、 Johnson、TAC、Automated Logic )
BA系统结构1——单层网络
工作站
Siemens APOGEE——系统结构4
Siemens APOGEE——系统结构5
Siemens APOGEE——控制器
• 模块化楼宇控制器MBC（24/40槽位、 可带扩展箱、3条FLN、MODEM*） • 模块式设备控制器MEC（ 32点固定、3 条FLN、1条EXP、MODEM*） • 点扩展模块 PXM • 末端设备控制器TEC
Honeywell EBI——控制器
• Excel 500/600大型控制器 （最多可容纳 18块插入式模块） • XFL521,522,523和524扩充式I/O模块 • Excel 80B(12UI、12UO)和100B (12DI、 12UI、12UO)中型控制器 • Excel 20 / 50 (8AI、4AO、4DI、6DO) 小型控制器 • Excel 10控制器
Automated Logic WebCTRL——控制器
• M系列现场控制器 （包括可扩展和不可 扩展两种，可扩展的最多可组态成192个 控制点 ） • S系列现场控制器（适合于单设备控制场 合、能适应恶劣的现场环境） • U系列现场控制器（由UNI和一些专用控 制器组成） • 其它设备（还包括互联网络路由器、以 太网络路由器、各种集成网关产品等）
BA系统结构2——两层网络
操作员站
中央管理服务器 以太网等上层网络
通信控制器
现场控制总线
通信控制器
现场控制总线
智能传感器
智能执行机构
现场控制器
智能传感器
智能执行机构
现场控制器
两层网络结构特性
底层控制总线具有实时性、靠干扰能力强等特 点； 上层网络多采用局域网络中比较成熟的以太网 等技术构建； 两层网络之间进行通信需要经过通信控制器实 现协议转换、路由选择等功能。不同楼宇自控 厂商产品在通信控制器上功能的强弱有很大差 别； 绝大多数楼宇自控产品厂商在底层控制总线上 都有一些支持某种开放式现场总线技术的产品。
BA系统结构的发展趋势
• • • • • Internet远程接入 开放性（底层、整体） 工业以太网 集成性（OPC） B/S
典型BA系统举例
• • • • • • Honeywell Siemens Building Technology JOHNSON Controls TAC Invensys Automated Logic
Local log Real Time clock yes yes yes yes yes yes yes yes yes yes
TACNVs(SNVTs) 15+30=45 15+30=45 15+30=45 15+30=45 125+125=250
TAC Vista——控制器2
Xenta 411 412 421 422 451 452 471 491 492
通信适配器 现场控制网络
智能传感器

智能执行机构
现场控制器
单层网络结构特性
• 整个系统的网络配置、集中操作、管理及决策 等全部由工作站承担； • 控制功能分散在各类现场控制器及智能传感器、 智能执行机构之中； • 如果现场设备的数量超出了一条现场控制总线 的最大设备接入数，可以在工作站上再增加一 个通信适配器以增加一条总线； • 同一条现场控制总线上所挂接的现场控制设备 之间可以通过点对点或主从的方式直接进行通 信，而不同总线的设备直接通信必须进过工作 站的中转。
TAC Vista——控制器1
Xenta 281 282 301 302 401
DI 2 2 4 4 0
TI 0 2 4 4 0
UI 4 4 4 4 0
DO 3 4 6 4 0
AO 3 4 2 4 0
IO Modules 0 0 up to 2 up to 2 up to 10
Modem no no yes yes yes
DI TI UI AI AO Indication and Manual Override 10 0 0 0 no 10 0 0 0 yes 4 0 0 0 no 4 0 0 0 yes 0 4 4 2 no 0 4 4 2 yes 0 0 0 8 0 no 0 0 0 8 no 0 0 0 8 yes
TAC Vista——控制器3
• Xenta100系列（固化应用程序、无实时 时钟、只支持SNVT/SCPT, 不支持 TACNV） • Xenta500系列路由设备 • Xenta900系列路由设备
Automate d Logic WebCTRL —— 系统结构1
Automated Logic WebCTRL——系统结构2
Automated Logic WebCTRL——系统结构3
• 区域网 (BACnet/IP) ：支持BACnet/IP协 议具RJ45通讯口及10Mbyte速度。 • 主控制器网 (ARCNET)：速度为156K bps， 可支持最多98台控制器。 • 末端单元控制器网 (MS/TP):速度为38.4K bps，可连结最多32台控制器。
Johnson METASYS——系统结构1
Johnson METASYS——系统结构2
• 第一级为管理级网络N1，采用工业标准 ARCnet（2.5M bps）或Ethernet网 （10M bps） • 第二级 为现场控制级网络N2。采用工业 标准的OPTPMUX（9600bps）或LON （78K bps)
参考网站

问题？
Johnson METASYS——控制器
• 网络控制器NCU • 扩展式数字控制器DX-9100（8AI，8DI， 2AO、6DO） • LonWorks数字控制器DX-9120，DX9200 • 点扩展模块