案例climatix学习polycol增通讯bacnet

1、SAPRO 培训Communication of SIEMENS Climatix controllers 通讯培训BACnet 通讯Page 2October 22BACnet 通讯 目录目录一. BACnet 简介 1. BACnet 历史 2. BACnet 协议结构 3. BACnet 网络的拓扑结构 4. BACnet 对象,服务和功能组 5. BACnet 互联网扩展 6. BACnet 设备级别二. Climatix6xx BACnet 简介 1. Climatix6xx 网络拓扑简介 2. Climatix6xx BACnet/IP 模块简介 3. Climatix6xx BA

2、Cnet MS/TP 模块简介 4. Climatix6xx BACnet 网络简介 三. Climatix6xx BACnet IP 应用 1. Climatix6xx BACnet IP 之 BACnet Server Page 3October 22BACnet 简介 BACnet 历史BACnet 历史1. 1987年1月ASHRAE(美国供热、制冷及空调工程师协会)组织了世界各地的20 名楼 宇控制工业部门,包括大学、控制器制造商、政府机构与咨询公司的志愿 者组成了一 个名为“SPC135P” （Standard Project Committee:SPC 135P）的工作组。2.

3、工作组的目标是制定一个关于楼宇能量管理与控制系统(EMCS的通讯协议。在长 达8年多制定过程中,共收到 来自12个国家741份的意见,经过3次公开评审.3. ASHRAE于1995年6月正式制定和发布了世界上第一个楼宇自动控制技术标准文件 “A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks” （楼宇自动控制网络数据通信协议，简称“BACnet协议”), 并于同年12月升为美国国家标 准,编号为 ANSI/ASHRAE135-1995,并获欧共体标准委员会的认可,成为欧共体标准草 案。中国明确表示

4、支持BACnet成为国家标准 4. 2001年发布更新的标准ANSI/ASHRAE135-2001.5. 2003年1月BACnet成为了建筑行业ISO国际标准,标准号:ISO 16484-5Page 4October 22BACnet 协议结构BACnet建立在包含四个层次的简化分层体系结构上，这四层相当于OSI模型中的物理层、数据链路层、网络层和应用层，如图所示。BACnet标准定义了自己的应用层和简单的网络层，对于其数据链路层和物理层，提供了以下五种选择方案。BACnet网络层ISO 8802-3(IEEE 802.3)ARCNETMS/TP(主从/令牌传递)PTP(点到点协议)EIA-

5、485 (RS485)EIA-232(RS232)ISO 8802-2(IEEE 802.2)类型1LonTalk BACnet应用层BACnet的协议层次应用层网络层数据链路层物理层对应的OSI层次 BACnet简化的体系结构层次图BACnet 简介 BACnet 协议结构Page 5October 221. ISO 8802-2类型1定义的逻辑链路控制协议,加上ISO 8802-3介质访问控制 （MAC）协 议和物理层协议。 2. ISO 8802-2类型1定义的逻辑链路控制协议,加上ARCNET（ATA/ANSI 878.1）。3. 主从/令牌传递（MS/TP）协议加上EIA-485协议

6、。 MS/TP协议是专门针对楼宇自动控制设备设计的,同ISO 8802-2类型1一样,它通过控制 EIA-485的物理层,向网络层提供接口。4. 点对点（PTP）协议加上EIA-232协议，为拨号串行异步通信提供了通信机制。5. LonTalk协议 这些选择支持主/从MAC、确定性令牌传递MAC、高速争用MAC以及拨号访问。拓扑结构上，支持星型和总线型拓扑。物理介质上，支持双绞线、同轴电缆、光缆。BACnet 简介 BACnet 协议结构Page 6October 223. BACnet网络拓扑结构为了适应各种应用, BACnet并没有规定严格的网络拓扑结构。在BACnet拓扑中设备之间只存在

7、一条逻辑通路，无需广域网的最优路由算法.BACnet设备可以直接连接到四种局域网（LANs）中的一种网络上, 也可以通过专线或拨号异步串行线连接起来。这几种局域网由可以通过BACnet路由器进一步互联.按照局域网拓扑的观点，每个BACnet设备与物理介质相连，物理介质称之为物理网段。一个或多个物理网段通过中继器在物理层连接，便形成了一个BACnet网段。而一个BACnet网络则是由一个或多个BACnet网段通过网桥互联而成。每个BACnet网络都形成一个单一的介质访问控制MAC地址域，这些在物理层和数据链路层上连接各个网段的设备，可以利用MAC地址实现报文的过滤。将使用不同LAN技术的多个网络

8、，用BACnet路由器互联起来，便形成了一个BACnet互联网（internetwork）。BACnet 简介 BACnet 网络拓扑结构Page 7October 221/2RT网段1网段2RT1/2RT物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段物理网段网段3网段4网段5BACnet互联网B = 网桥 RT = 路由器R = 中继器 1/2RT = 半路由器BACnet互联网结构图RRRRBRTBRRBACnet 简介 BACnet 网络拓扑结构Page 8October 22在BACnet拓扑中设备之间只存在一条逻辑通路，无需广域网的最优路由算法；其次

9、， BACnet具有单一的局部地址空间，所以BACnet参照OSI模型制定了简化的网络层协议，向应用层提供不确认无连接的数据单元传送服务。每个BACnet设备都被一个网络号码和一个MAC地址唯一确定。网络层通过“路由器”实现两个或多个异类BACnet局域网（不同的数链层）的连接，并通过协议报文进行“路由器”的自动配置、路由表维护和拥塞控制。 BACnet路由器与每个网络的连接处称为一个“端口”。路由表中包含端口的下列项目：（）端口所连接网络的MAC地址和网络号；（）端口可到达网络的网络号列表及与这些网络的连接状态。“ ”是半路由器，由连接形成一个完整的BACnet路由器，即网际网将广域网技术向

10、应用层屏蔽。BACnet应用层即BACnet应用实体，通过API（应用编程接口）为上层应用程序服务，并与对等应用层实体通信。应用实体由两部分组成：用户单元和应用服务单元（ASE）。ASE是一组特定内容的应用服务。而用户单元支持本地API、保存事务处理上下文信息、产生请求ID、记录ID对应的应用服务响应、维护超时重传机制所需的计数器以及将设备行为要求映射为对象。BACnet应用层提供证实和非证实两种类型的服务。 BACnet定义了四种服务原语：请求、指示、响应和证实，它们通过应用层协议数据单元（ADPU）传递。由于BACnet建立在无连接的通信模式上，所以OSI模型提供端到端服务的传输层部分简化

11、功能也由应用层实现，分别为：可靠的端到端传输和差错校验；报文分段和流量控制；报文重组和序列控制。BACnet 简介 BACnet 网络拓扑结构Page 9October 22的对象,服务和功能组BACnet采用面向对象技术，借此提供一种表示楼宇自控设备的标准。在BACnet中，对象就是在网络设备之间传输的一组数据结构，网络设备通过读取、修改封装在应用层ADPU中的对象数据结构，实现互操作。BACnet目前定义了个对象，如表所示，每个对象都必须有三个属性：对象标志符（ObjectIdentifier）、对象名称（ObjectName）和对象类型（ObjectType）。其中，对象标志符用来唯一标

12、识对象；BACnet设备可以通过广播自身包含的某个对象的对象名称，与包含相关对象的设备建立联系。BACnet协议要求每个设备都要包含“设备对象”，通过对其属性的读取可以让网络获得设备的全部信息。 BACnet 简介 BACnet 对象,服务和功能组Page 10October 22对 象 名 称应 用 举 例1模拟输入Analog Input模拟传感器输入如机械开关On/Off输入2模拟输出Analog Output模拟控制量输出3模拟值Analog Value模拟控制设备参数如设备阀值4数字输入Binary Input数字传感器输入如电子开关On/Off输入5数字输出Binary Outpu

13、t继电器输出6数字值Binary Value数字控制系统参数7命令Command向多设备多对象写多值如日期设置8日历表Calender程序定义的事件执行日期列表9时间表Schedule周期操作时间表BACnet 简介 BACnet 对象,服务和功能组Page 11October 2210事件登记Event Enrollment描述错误状态事件如输入值超界或报警事件。通知一个设备对象，也可通过“通知类”对象通知多设备对象11文件File允许访问（读/写）设备支持的数据文件12组Group提供单一操作下访问多对象多属性13环Loop提供访问一个“控制环”的标准化操作14多态输入Multi-stat

14、e Output表述多状态处理程序的状况，如制冷设备开、关和除霜循环15多态输出Multi-state Output表述多状态处理程序的期望状态，如制冷设备开始冷却、除霜的时间16通知类Notification Class包含一个设备列表，配合“事件登记”对象将报警报文发送给多设备17程序Program允许设备应用程序开始和停止、装载和卸载，并报告程序当前状态18设备Device其属性表示设备支持的对象和服务以及设备商和固件版本等信息BACnet 简介 BACnet 对象,服务和功能组Page 12October 22在BACnet中，把对象的方法称为服务，对象及其属性提供了对一个楼宇自控设备

15、“网络可见信息”的抽象描述，而服务提供了如何访问和操作这些信息的命令和方法。 BACnet设备通过在网络中传递服务请求和服务应答报文实现服务。BACnet定义了种服务，并将其划分为个类别：（）报警与事件服务（Alarm and Event Services）包含种服务处理环境状态的变化，提供了BACnet设备预设的请求值改变通告、请求报警或事件状态摘要、发送报警或事件通知、收到报警通知确认等方法；（）文件访问服务（File Access Services）包含种服务，提供读写文件的方法，包括上下载控制程序和数据库的能力；（）对象访问服务（Object Access Services）包含种服务

16、，提供了读、修改和写属性值以及增删对象的方法；（）远程设备管理服务（Remote Device Management Services）包含种服务，提供对BACnet设备进行维护和故障检测的工具、方法；（）虚拟终端服务（ Terminal Services）包含种服务，提供了一种面向字符的数据双向交换机制，使其他具有专有特性的楼宇自控设备成为一个BACnet虚拟终端并使BACnet网络能对其进行重构；（）网络安全服务（Network Security Services）包含种服务，提供对等实体验证、数据源验证、操作者验证和数据加密等功能。BACnet功能组规定了实现特定控制功能所需的对象和服务

17、的组合。 BACnet已定义了个功能组，包括时钟功能组、事件响应功能组、文件功能组、虚拟终端功能组、设备通信功能组等。BACnet 简介 BACnet 对象,服务和功能组Page 13October 22BACnet的互联网扩展目前，BACnet标准使用两种技术实现与Internet的互联。第一种技术附件H中称之为“隧道”技术，并将其设备称之为分组封装拆装设备，简称PAD。其作用就像一个网关路由器，两个半路由器连接广域网形成一个完全的BACnet路由器有。第二种技术附件J中称之为Bacnet/IP，设备直接封装IP帧包在Bacnet网络和Internet上传输。PAD将BACnet报文数据封装

18、在IP协议数据包内传输，在目的BACnet网络解封。因此每个连接Internet的BACnet网络都要配置PAD网关路由器。它可以是一个单独的设备，也可以是某种楼宇控制设备功能的一部分。ASHRAE于年月正式发布附件J并成为美国国家标准。它规范了支持TCP/IP的设备组建BACnet网络的技术，并称之为BACnet/IP网络，简称B/IP，是一个或多个IP子网组成的集合，整体具有单独的Bacnet网络号。BACnet/IP网络报文在网络层是IP包，在传输层是UDP数据报，从而实现与Internet的TCP/IP协议的融合。开放、兼容、灵活、获得广泛支持并且专门针对智能建筑的通信协议或现场总线必

19、将成为智能建筑领域的一个发展方向。而BACnet协议正是这样一种具有开拓性的技术，使不同厂商的设备能够互联、互换和互操作，打造无缝连接（Seamless Linking）的楼宇自动化系统，充分满足了业主、用户和集成商的需求并提供了多种网络互联和接入Internet的方案，为智能建筑内部各系统之间的集成提供了便利条件，使智能建筑搭乘信息高速公路变得轻而易举。BACnet 简介 BACnet 互联网发展Page 14October 22BACnet设备级别Bacnet定义了个一致性类别（设备级别）。一致性类别的分级编号为，最低级别是类别。每个类别都规定了设备要实现的最小服务子集，且包含低级别的所有

20、服务。为了帮助用户和工程人员确定不同BACnet设备之间的互操作性，需要厂商为每个设备提供标准格式文件以标识设备中己实现的BACnet标准的内容，即文件需包括设备符合BACnet等级的说明。这个文件就是PICS（Protocol Implementation Conformance Statement），它包括：（）标识厂商和描述设备的基本信息；（）设备符合BACnet的级别；（）设备所支持的功能组；（）设备所支持的基于标准或专有的服务，设备启动或响应服务请求的能力；（）设备所支持的基于标准或专有的对象类型及其属性描述；（）设备支持的数据链路技术；（）设备支持的分段请求和响应。BACnet 简

21、介 BACnet 设备级别Page 15October 22支持的通讯1. IO扩展总线2.Process BUS 过程总线3.Modbus RS485 通讯4.Modbus IP 通讯5.Modem 接口6.IP service 接口7. HMI RS485接口8. 通讯集成A.BACnet IPB.BACnet MS/TPC.Adwance WebD.Remote OPCClimatix6xx BACnet 简介 Climatix6xx 网络拓扑简介Page 16October 22硬件简介:Climatix BACnet IP 模块 POL 908.00/xxx此模块扩展了Climati

22、x 系列控制器 POL6xx.xx的通讯功能,实现了与BACnet IP 网络的连接BACnet IP 模块 POL 908.00/xxx具有以下特性：1.必须通过通讯连接器连接在Climatix控制器左侧2.通过HMI或Scope配置网络参数。3.支持BACnet服务器4.支持BACnet客户端5.支持BACnet IP(B-AAC Profile和BBMD)附：控制器上电前，要先将网线和PC连接才能识别通讯模块当模块 POL 908.00/xxx正常运行时，BSP和BUS灯常绿Climatix6xx BACnet 简介 Climatix6xx BACnet/IP 模块简介Page 17Oc

23、tober 22Climatix6xx BACnet 简介 Climatix6xx BACnet MS/TP 模块简介硬件简介:Climatix BACnet MS/TP 模块 POL 904.00/xxx此模块扩展了Climatix 系列控制器 POL6xx.xx的通讯功能,实现了与BACnet MS/TP 网络的连接BACnet MS/TP模块 POL 904.00/xxx具有以下特性：1.必须通过通讯连接器连接在Climatix控制器左侧2.通过HMI或Scope配置网络参数。3.支持BACnet服务器4.支持BACnet客户端5.支持不同波特率的BACnet MS/TP （B-AAC

24、Profile）附：当模块 POL 904.00/xxx正常运行时，BSP和BUS灯常绿 MS/TP遵循EIA-485信号标准，使用屏蔽双绞线组成LAN 速度从9.6kbit/s到76.8kbit/s.Page 18October 22Climatix6xx BACnet IPClimatix6xx BACnet 简介 Climatix6xx BACnet 网络简介Page 19October 22Climatix6xx BACnet MS/TPClimatix6xx BACnet 简介 Climatix6xx BACnet 网络简介Page 20October 22Climatix6xx BACnet IP 与 LonWorkClimatix6xx BACnet 简介 Climatix6xx BACnet 网络简介Page 21October 22Climatix6xx BACnet IP 在