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开放架构与系统集成 研华iBAS-2000楼宇自控系统1前言 楼宇自动化控制系统是对大厦内的各种机电设施进行全面的计算机监控管理，如空调制冷系统、给排水系统、变配电系统、送排风系统、照明系统、电梯等；通过对各个子系统进行监视、控制、信息记录，实现分散节能控制和集中科学管理，为建筑物用户提供良好的工作环境，为建筑物的管理者提供方便的管理手段，从而减少建筑物的能耗并降低管理成本。研华凭借多年在工控领域的成功实践经验，针对建筑物自动化系统的特点，采用国际流行的二层架构和嵌入式控制技术，推出iBAS-2000 (Intelligence Building Automation system)智能楼宇自控系统，为客户提供基于web的开放式系统平台。2 iBAS一2000系统架构 研华iBAS一2000智能楼宇自动化系统采用目前国际上流行的二层网络架构体系，管理层和控制层采用TCPIP协议，开发机服务器和控制器DDC通过以太网连接，每一个现场控制器DDC都有一个独立的IP地址，内部数据均采用开放性的Modbus通讯协议。 iBAS一2000系统架构如图1所示。 研华iBAS一2000智能楼宇自动化系统由管理级设备和现场控制级设备两部分组成。管理级设备包括Web服务器、操作员站和远程登录客户端；现场控制级设备包括各种类型的现场控制器DDC和I/0扩展模块。2.1 、中央工作站 中央工作站系统由PC主机、液晶显示器、UPS电源和打印机等设备组成，是BAS系统开发平台，同时作为Web服务器以及作为数据库记录历史数据，是BAS系统的核心。中央工作站通过TCP/IP网络与现场控制器DDC直接连接。所有受 图1研华mAs_20系统架构监控的机电设备都在这里集中监视。中央工作站Pc机内置WebAccess软件，提供给操作人员全中文菜单、人机对话、动画显示等，为用户提供一个灵活的、简单易用的工程开发工具。22 WebAccess软件 WebAccess是业内首家完全基于浏览器、基于B/S架构而设计的人机界面和数据采集与控制(SCADA)软件，可运行于Windows2000xp/2003等操作系统以及winCE、XPE等嵌入式系统。软件由三部分组成，即客户端(Client)、工程节点(Project Node)和监控节点(SCADA Node)。监控节点(SCADA Node)：数据采集和本地监控连接自动化硬件设备，通过网络传输数据；提供管理、控制和数据采集功电，其中包括通讯驱动程序(Modbus、Lonworks、0PC、DDE等)；实时趋势和历史趋势记录，报警记录以及事件运行记录等。 工程节点(Project Node)：WebAccess工程开发平台，所有系统设置及前期项目开发均在此完成；作为Web服务器，提共客户端和监控节点之间的初始化连接；作为数据库服务器通过ODBC记录所有运行数据.客户端(Client)：基于浏览器的ActiveX插件程序，具有与监控节点同步的监控能力，它所显示的每张图片都是实时数据的动态图片，并且可以通过浏览器查看实史趋势图，报警记录以及报表等，而且运行更改点，确认警报和实时控制。瘦客户端(Thin Client)：运行于WindowsCE操作系统，无安装任何WebAccess插件，通过IE浏览器以位图格式显示监控界面，并以文本方式改变数据值、确认报警和实现远程控等功能。WebAccess系统支持当今世界主流的LonWorks、Modbus总线标准，控制层具备强大的网络管理功能，支持Modbus、SOAP、XML、HTTP等多种通讯协议，支持即插即用的多协议操作，从而大大降低了自动化系统集成及信息共享的构造成本，最大限度地使用了互联网技术资源。WebAccess与三方系统数据接口支持DDE、OPC、ODBC、SQL、API等方式，有优越的开放性能及良好的互操作性。WebAccess系统构适用于各种规模的控制系统，系统升级与扩展方便易行，保障了用户的长期投资收益；系统提供友好、便捷的用开发环境，方便用户对系统进行规划、设计、构建以维护等一系列管理活动。2.3、直接数字控制器(DDC)1、直接数字控制器直接数字控制器(Direct Digital Contror)是以微处理器为基，不借助模拟仪表而将系统中的传感器或变送器的输出信号接输入至微型计算机中，经微机预先编制的程序计算处理后接驱动执行器的控制方式，简称DDC。这种计算机称为直接字控制器，简称DDC控制器。DDC用于监视和控制系统中关的机电设备，能够独立运行，不受网络或其它控制器故障影响，具有联网功能，有的DDC带有不同数量的IO输入输点。研华为iBAS一2000楼宇自动化系统专门开发了DDC控制器BAS一2000系列，包括BAS-2620空调专用控制器和BAS-12通用控制器。 BAS-2620空调专用控制器规格如表所示。 DDC具备以下功能： (1)定时启停、自适应启停现场设备；(2)事件自动控制，扫描程序控制；BAS-2620空调专用控制器规格通道通用输入4数字量输入8数字量输出4模拟量输出4通用输入信号V.mA,PTIK,Themistor(软件设置)，干节点，湿节点数字量输入信号干节点逻辑电平1闭合逻辑电平0开路湿节点逻辑电平1+1030VDC逻辑电平03Vdc(最大)数字量输出信号继电器输出模拟量输出信号420mA,020mA,010Vdc通信主RJ45接口，连接上位机扩展主RJ45接口，连接扩展I/O(3)趋势记录，报警处理。另外，iBAS-2000系统提供WebView、WebLink系列的现场控制器DDC，其中WebView是带有触摸功能的现场控制器，使用触摸屏可以在现场直接显示和控制设备。2、部分DDC性能、参数介绍(1)BAS-3520 20路以太网直接数字控制器主要特点：l 自带20路IO输入输出通道l 完全基于以太网的楼宇自动化控制器l 强大的图形化编程软件BASProl 支持WebServer功能，允许用户直接登录DDC查看数据l 内置丰富的BA专用模块，开发方便l 以太网连接，10/100M速率保证数据快速通讯l 可扩展IO模块，支持本地扩展和远程扩展l 开放式架构，支持BACnet、Modbus等通讯协议l 可选LCM显示操作终端介绍：BAS-3520是研华开发的基于Ethernet的楼宇自动化专用控制器，提供针对HVAC、冷热源、水处理、变配电等子系统的监视与控制。该控制器采用全以太网的通讯方式，保证现场设备之间数据的快速通讯和数据交换，开放式通讯协议支持BACNet和Modbus协议。同时DDC支持WebServer功能，允许客户在远端通过普通的IE浏览器直接登录现场DDC进行数据浏览。完全基于以太网设计开发的上位机HMI/SCADA软件，保证现场设备与上位机软件之间无缝链接。(2) BAS-3050 16路通用数字量IO扩展模块 主要特点：l 通道：16l 通道类型：8DI，8DOl DI类型：干结点/计频率/计数l 计频/计数：1KHzl DO类型：最大驱动30V/1A负载l PWM输出：周期1秒，精度0.1秒l LED指示：16个l 电源：24VDC/ACl 功耗：3W24VDCl 通讯：同时支持Ethernet和RS-485两种通讯方式介绍：BAS-3050是研华楼宇自控系统的专用IO扩展模块，可以实现对大楼的水泵、风机、照明等开关量设备的监视和控制。BAS-3050除了支持对BAS-3500控制器接插件的连接方式之外，还可以通过RS-485的方式进行远程扩展连接，灵活应对现场设备较为分散的监控要求。 (3)WebLink-2170 Web-Enabled节点控制器主要特点：l 两个RS-232和两个RS-232/422/485可调线选择接口，RS-485自动流控 l 两个10/100Base-T RJ-45接口 l 两个USB接口 l 内嵌WinCE操作系统和Advantech WinCE WebAccess软件 l 支持各种常用的通讯协议，内嵌常见设备的驱动程序 l 多线程通讯，反应速度快 l 可以通过Web浏览器实现远程监视和控制 l 远程诊断和维护容易，减少维护费用 l 可以实现工程的编程下载、数据库配置、报警设定等远程组态功能 介绍：WebLink-2170是采用无风扇设计的节点通讯控制器，赛扬M 1GHz CPU，丰富的接口（串口，USB和LAN），预装WinCE操作系统和WinCE WebAccess软件。WebLink-2170作为网络控制器，允许用户通过Internet对系统进行远程组态和维护。内置大量的设备驱动程序，WebLink-2170可以与现场设备进行连接与通讯，获取现场数据。同时WebLink-2170通过以太网络与上位机绘图软件进行数据交换，保证了现场数据的快速交换。（4）Powerview 视频监控软件 主要特点：l 通过 IE 浏览器实现有效的远程控制功能 l 按照日历和时间段 l 先进的日程安排 l 全备份功能 l 全面的日志查看功能 l 灵活的录制模式 l 智能电子地图功能 l 实时状态显示和提示介绍：Powerview是功能强大的视频监控系统，全数字化、高级别的系统监视与控制，满足现代社会的安全需求。高压缩率、高画面质量、实时视频画面、集成声音效果以及硬盘录像与存储功能，使得Powerview成为专业级视频监控系统的首选。Powerview一体化解决方案，满足大型网络系统不间断工作要求，提供24小时连续操作，并通过中央控制室集中监控。 图5 WebLink 研华WebLink-2170 网关控制器规格：CPU：Celeron-M 1GHz，集成256/512MB DDR（默认256MB DDR）电池备份RAM：512KB RAMVGA/键盘/鼠标：DB-15VGA接口，PS/2键盘和鼠标串口：2*RS-232和2*RS232/422/485，DB-9接口- RS-485 数据流自动控制- RS-485 隔离1500VRMS- RS-232 最大传输距离： 15m- RS-485 最大传输距离： 1.2km串口速度： RS-232 50 115.2kbps RS-422/485 50 921.6kbps以太网接口：2个10/100BASE-T RJ-45端口USB接口：2个USB端口，符合USB UHC1 Rev. 1.1 规格LED指示灯：电源、IDE、RAM电池备份报警PC/104：2个PC/104扩展硬盘：内置硬盘托架，安装2.5寸硬盘电源：9 36VDC （建议24 VDC）功耗：22W（典型）电源要求：最小48W，+24V2A工作温度：-1050（14122） 585%相对湿度相对湿度：95%40机箱尺寸（WDH）：25515250mm（10 6.0 2.0）3、iBAS一2000系统的特点31基于Web浏览器的全功能客户端。既可监视又可控制 通过标准的Web浏览器(推荐IE6.0)远程登陆，具有100与监控中心同等的效果，通过浏览器客户端可以实现数据的实时更新与报警显示及确认；实时曲线的同步显示及历史曲线的网络查询与打印；日报表、月报表、值班报表的远程查看及打印；基于宏指令或页面的脚本程序的远程执行；基于浏览器的Video画面同步显示。32高效率的系统操作及维护 研华iBAS一2000系统透过以太网连接至公用网络。由于BAS一2000强大的客户端功能。用户可以在远端对现场工程进行监视、修改及维护，大大降低了用户开发和后期维护的费用。33开放式系统架构 研华iBAS-2000系统除支持研华BAS-2000和WebLink控制器模块外，还支持BACnet、Modbus、LonWorks等国际主流标准通讯协议，为系统集成提供多种解决方案。34高可靠性 系统采用多层网络、分散式系统架构，将控制核心分散于各现场控制器中，各个控制单元独立运作，离线程序自动运行，既提高了处理效能，又将系统的风险降到最低，保障现场设备完好、可靠地运行。35优异的系统稳定性和对超大系统的支持 冗余SCADA节点和通讯端口保证WebAccess持续、稳定地与现场自动化设备通讯。超过12万个IO点(不包括内部点)的应用实例，冗余SCADA节点和通讯端口保证系统持续、稳定地与现场自动化设备通讯。36 集成视频设备-网络摄像机 WebAccess以开放的BrowserServer架构，内置