LonWorks控制网络技术在楼宇自控中的典型应用-------BAS-K3000楼宇自动化系统.doc

摘要：LonWorks是新一代控制网络技术，以其开放、灵活等特点成为楼宇自控系统的最佳选择。本文以广东发展银行佛山分行广发大厦楼宇自动化系统工程所采用的BAS-K3000作为实例，阐述LonWorks控制网络技术在楼宇自控系统中的典型应用及设计时应注意的几个问题。自90年代初美国Echelon公司开发出第一片Neuron芯片以来，LonWorks控制网络技术已经渗透到了控制领域的每一个角落。在摆脱独享控制方案和中心控制系统的队伍中，LonWorks控制网络技术走在最前列。作为一项革命性的控制系统，LonWorks控制网络技术以其开放性、灵活性、低成本、开发迅速的特点在楼宇自动化、工业自动化和家庭自动化等方面取得了令人瞩目的成绩。国际上著名的自控公司都已经或准备推出基于LonWorks控制网络技术的产品。国内最早应用LonWorks控制网络技术的工程单位之一的康联智能自动化工程公司，根据近年来在楼宇自动化方面取得的成功经验开发的BASK3000楼宇自动化系统，是LonWorks控制网络技术在楼宇自控中的典型应用。一、为什么采用LonWorks控制网络技术传统的集中控制系统中，远端传感器向中心控制器提供反馈信号，每个系统都有自己的I/O及处理过程，这样造成开发、安装、调试复杂、成本高、扩展性差。系统设计师大量的精力用在传递线路和通讯方面。LonWorks控制网络技术拥有诸多优点，集中体现在：1、系统具有开放性和互操作性。LonWorks网络由节点（即智能控制器通过固化在内部的符合OSI七层参考模型的LONTALK网络通讯协议互联，组成“PeertoPeer”对等网络，开发人员只需将主要精力花在系统应用设计方面，而不需要专门去实现和测试传输线路和通讯系统。2、分布式无中心控制。网络节点靠近现场传感器和执行机构，每个节点都能完成控制和通讯功能，部分节点故障不会造成系统瘫痪，可多至九个监控站可随意安装在网络的任何位置，并且位置也可以随时变换，监控站之间功能完全对等，也可以定义成不同级别。这些特点对系统的调试、维护和稳定性都有着重要的意义。3、系统组态灵活、开发周期短、应用媒体范围广泛。采用不同类型的收发器，系统可利用双绞线、光缆、同轴电缆、电力线、无线、红外线等多种媒体进行信号传输；根据传输距离的远近、传输速度和现场设备等具体要求组成自由拓扑结构或总线型等结构，这些都给系统设计和维护升级改造带来极大的方便。二、BASK3000系统构成综述BAS-K3000楼宇自动化系统完全遵守LonWorks控制网络标准通讯协议-LONTALK,充分利用了LonWorks技术的控制和通讯功能，其网络组成包括：智能节点网络接口及连接设备远程通讯设备人机界面操作站1智能节点智能节点是最靠近现场设备的控制器，可与传感器、执行机构相连，通过数字量、模拟量的输入/输出，可以进行数据采集、接收、发送指令。由Echelon公司提供的收发器包括:TP/XF-78、TP/XF-1250双绞线总线型，TP/FTT-10A自由拓扑结构双绞线型，PLC-10动力线型等可组成相应的网络拓扑结构。智能节点提供的监控功能包括数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出以及标准系统时钟等。系统底层应用程序写入节点的存储器中，每个节点不但可以独立完成采集与控制指令，还可以与其他节点进行对等网络通讯。2网络接口及连接设备网络接口适配器是操作站与网络之间的通讯设备，采用LONTALK通讯协议进行通讯。PCLTA(PCLonTalkAdapter)是一种ISA插卡，插入PC机后即可与LonWorks网络进行通讯。SLTA/2和SLTA-10A(SerialLonTalkAdapter)是EIA-232串口适配器，通过标准串口与网络交换数据。网络连接设备主要是指路由器，用于连接不同拓扑结构或不同通讯媒体的子网或信道，LonWorks路由器由两个模块组成，分别连接两个通讯信道，有了LonWorks路由器就可以将成千上万的节点安装到网络上。3.远程通讯设备系统可实现通过电话线、无线扩频或通过INTERNET进行远距离监控，使控制网络延伸到世界各地。4.人机界面操作站不同于以往的集中控制系统中心，本操作站并不是网络数据交换的中心，而只是操作人员对网络进行监视与控制的界面，主要完成系统监控及网络管理功能。网络管理功能包括设定系统参数、选择监控方式、定义和更换节点等，监控功能包括监视系统运行状态、监视系统故障报警、控制设备启停或阀门开启度等。三、BAS-K3000楼宇自动化系统监控对象及功能BAS-K3000楼宇自动化系统能够对现代化建筑进行全面、灵活、可靠的监控，主要包括对中央空调系统、冷量计费系统、锅炉/热交换系统、给排水系统、变配电系统、照明灯光系统、电梯系统、防盗保安系统等的监控。各子系统既可独立运作又可统一协调管理，使整个建筑物内的机电设备能高效、安全、可靠地运行。1中央空调系统*监视冷水机组运行状态*按照规定的顺序远程/自动控制机组启停开机顺序为：冷却塔阀门-冷却水蝶阀-冷却水泵-冷冻水蝶阀-冷冻水泵-冷水机组（冷却塔风机随温度调节）关机顺序相反*冷冻/冷却电动蝶阀开启、闭合控制及阀位状态显示。*冷冻/冷却水泵启停控制及故障报警。*冷冻/冷却水进出水流量、温度、压力等参数的采集和记录。*根据实际冷负荷实时调节冷水机组开启台数及对冷冻水泵进行变频调速控制以节约能源。*新风及环境温度、湿度监测。*对新风机、空气处理机、送/排风机启停控制，比例调节阀开度控制和阀位状态显示。*与消防系统配合，发生火灾时开启送/排风机。*对以上设备可按预先制订的时间表自动启停。*根据冷却塔出水温度实时控制冷却塔风机启停。2.冷量计费系统*记录风机盘管电磁阀累计开启时间。*记录空气处理机比例调节阀流过冷冻水的累计流量。*统计、打印中央空调冷量收费单。3锅炉/热交换系统*锅炉蒸汽温度、压力监测。*减压后锅炉蒸汽温度、压力监测。*热交换器工作状态监测。*热交换器供回水温度、流量、压力监测。*控制供热水泵启停和状态监测。4.变配电系统*变压器温度监测及报警。*配电柜内电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等监测及报警。*开关柜各支路的开关状态监测、继电器保护状态监测。*发电机组工作状态监测、油温超温报警等。5给排水系统*给水泵自动轮换启动、状态监测和故障报警。*系统压力、液位、流量监测。6照明系统*根据功能要求的不同进行区域照明开关及照度控制*根据预订的时间表分区控制照明灯启停。*根据环境照度调节照明系统照度。7电梯系统*监视电梯运行状态。*监视电梯所在楼层。*与消防系统联动强行控制电梯启停8防盗保安系统*通过网络接口与其他子系统互联。*对报警信号进行电子地图快速定位，BAS-K3000系统操作界面软件基于MICROSOFTWINDOWS3.X/9X操作系统的全中文动态图形化操作界面，操作非常容易，按照界面上的中文提示，几乎不需要培训就可完成大部分的操作工作。其主要功能有：1对各子系统设备进行全面的监测和控制系统应用程序和基本参数保存在智能节点的存储器内，节点掉电也不会丢失，智能节点能独立完成数据采集和设备控制功能。操作界面则可让操作者直接进行控制。1）在图形操作界面上可进入各子系统界面。2）在图形操作界面上动态实时显示设备工作状态、系统参数（包括冷冻/冷却水供/回水温度、压力、流量、阀门开启度、一氧化碳含量等）。其中，中央空调子系统的冷源系统界面将全部相关设备在一屏内同时显示，使操作者能纵观全局，防止错误操作，避免了频繁转换菜单。3）利用图形化按钮对设备进行控制。4）利用图形和声音报警方式报告