BACnet标准及系统集成

一、引言

    作为Bacnet技术中国供应商,海思在迅猛增长的Bacnet市场中不断充实、壮大自己,也为客户提供了极佳的选择。深化Bacnet技术应用,将贯穿海思的未来。每个海思人都要有大格局、大视野,都要坚守智能建筑领域各大总线技术领域,为提升产业竞争力加倍努力。

    在此,向大家介绍Bacnet技术的发展与智能楼宇系统集成的应用,普及Bacnet技术的基础知识,为后来者更好地认识Bacnet总线技术及协议。

    自上世纪80年代出现第一幢智能建筑以来,智能建筑就在世界各国得到了迅猛发展。经过20多年的实践和探索,智能建筑的功能不断补充和完善,实现技术不断更新和成熟。随着现代信息技术的发展,智能建筑系统仍将不断采用最新技术进行系统集成。放眼世界,纵观全球智能建筑产业的发展趋势,在所有的智能建筑集成技术中,BACnet标准以其先进的技术、完善的体系结构和开放的理念迅速得到了广泛的推广和应用,并正式成为建筑智能化系统领域中的唯一ISO标准(ISO 16484-5)。从BACnet标准的应用趋势来看,BACnet标准必将给智能建筑产业带来深刻的革命。

二、BACnet标准的基本特点

  BACnet标准是1995年由美国采暖制冷空调学会(ASHRAE)正式公布的楼宇自控数据通信协议标准。该标准的基本目标有两个,一是在技术上定义一个开放的楼宇自控系统结构,实现不同系统间的互连(interconnect)和互操作(interoperability),二是在应用上可以使用户(业主)可以自由选择自控厂商和系统集成商,寻求具有最优竞争力的产品和服务,使系统维护和升级不局限于特定的厂商,从而保护用户的投资。

  从BACnet标准实现的目标来看,BACnet标准就是定义了一个开放的技术平台或环境,所有楼宇自控厂商不需要得到授权或委托,均可以直接进入这个开放的平台或环境,并参与竞争。在BACnet标准定义的平台或环境中,竞争是完全公平的,没有其他专有(proprietary)标准的限制,从而使促进楼宇自控产业有序地健康发展。

  BACnet标准从正式诞生到成为ISO标准,用了不到10年的时间。这充分说明了BACnet标准符合楼宇自控领域发展的规律,代表着楼宇自控领域的发展方向。归纳起来,BACnet标准具有如下基本特点。
  1)专用于楼宇自控网络,具有高效的特点。BACnet标准是专门为楼宇自控网络定制的标准,定义了许多楼宇自控系统所特有的特性和功能。与其他标准相比,BACnet标准具有高效的优点。
  2)完全开放,技术先进。BACnet标准是由非盈利学会制定的标准,具有完全的开放性和广泛的参与性,从而使BACnet标准可以博采众长,不断注入新技术,始终代表楼宇自控领域的最高技术水平。
  3)具有良好的互连特性和扩展性。BACnet标准虽然从体系结构上定义了不同的局域网络,但BACnet标准可以扩展到其他任意通信网络。例如,BACnet/IP标准可以实现与Internet的无缝互连。
  4)具有良好的伸缩性。BACnet标准没有限制BACnet系统中设备节点的数量,BACnet集成系统可以由几个设备节点构成一个极小的自控系统,也可以形成一个规模极大的超级大系统。如美国GAS集成的GEMnet系统,该系统具有11个楼宇自控系统,集成总建筑面积达180万平方米,横跨3个州。
  5)应用领域不断扩展。BACnet标准最初仅用于暖通空调设备系统。由于BACnet标准具有良好的互连性和互操作性及扩展性,在开放模式环境下,该标准的应用领域不断扩展。目前该标准已广泛应用于楼宇设备的各个领域,如给排水系统、照明系统、安保系统等。

三、我国推广和应用BACnet标准的意义

  我国是一个建筑业大国,也就必然存在着对智能建筑产品和系统的大量需求,智能建筑产品和系统集成必将形成一个超级大市场。中国加入WTO,北京2008年举办奥运会,以及上海世博会等,均使中国智能建筑市场充满极大商机和挑战。面对巨大的市场,我国楼宇自控产业只有采用国际标准并与国际接轨,才能迎接挑战。

  目前,我国的城市建设正在向现代化、智能化、安全化的方向发展。楼宇智能化、安全化的水平不仅是衡量一个建筑或小区是否现代化、国际化的重要标准,而且也是衡量一个区域或一个国家科技水平的重要标准。在中国经济高速发展的基础上,当今的中国正在迎来一个“数字城市”、“数字社区”建设与发展的热潮。

  BACnet标准是楼宇自控领域唯一的ISO标准,已在北美和欧洲等先进发达国家得到了全面的推广和应用。随着BACnet标准应用广度不断的扩展,该标准必将在全球范围内得到推广和应用。这是大势所趋,同时必将在全球范围内形成一个规模巨大的产业和市场。预言近几年内亚太地区将是BACnet标准产品需求增长最快的地区。因此在我国大力推广和应用BACnet标准是完全必要的,也是急需的。

四、BACnet系统集成方法

  BACnet系统集成是BACnet标准在工程项目中的具体应用,它涉及到BACnet自控网络组成、BACnet自控产品选型和资源配置等。这些具体内容在BACnet标准没有明确规定,但定义了用于描述互连和互操作的基本概念和原理。因此,BACnet系统集成方法因不同的厂商可以不同的集成方法,尤其在自控产品选型和资源配置方面存在较大的区别。但只要掌握了BACnet标准定义的基本概念和原理,就可以较为容易地进行BACnet系统集成。为了说明BACnet系统集成方法的基本步骤,下面以加拿大可信自控公司的产品为例进行说明。

  可信自控公司开发的BACnet楼宇自控产品支持ISO8802.3(以太网)MS/TPPTPIP等多种通信网络,可以构成如图1所示的楼宇自控网络。为了组成如图1所示的楼宇自控网络,通常必须遵循如下原则。这也是所有其他BACnet楼宇自控网络均应遵循的准则。
  ·在一个物理网段上的所有设备均应支持相同类型的数据链路层
  ·不同数据链路层网络之间必须用BACnet路由器进行互连
  ·所有网络节点设备之间的路由均只有一条路径,避免形成回路
  ·所有网络节点地址分配必须唯一,必须杜绝地址重复
当按上述原则形成了楼宇自控网络后,就可以利用该公司的配置套件RC-Toolkit中的MSet工具按如下步骤进行资源配置。该配置工具简单易用,详细操作可以参阅“用户手册”。
  1) 设置网络设备节点地址、传输速率和IP网络中的IP地址
  2)对MS/TP网络,设置该网络的运行模式(主网络和子网络两种运行模式)
  3)对PTP连接,初始化连接请求
  4)对B/IP网络,设置以太网络的网络号为0,并分配B/IP网络的网络号
  5)向网络设备节点下载配置信息
  6)当下载完毕后,重启网络设备节点,使配置信息生效

五、可信自控的控制器BACnet地址码的设置方法

  可信自控的控制器(DDC)在BACnet网络中遵循以下简单的地址设置方法,来保证在多种厂商设备联网的BACnet网络中地址的唯一性。这里,Device# BACnet地址码,RCC#是可信自控的地址码。
  主网: Device# = 主网控制器RCC# 1000
  子网SubA Device# = 主网控制器RCC# 1000 SubA控制器RCC#
  子网SubB Device# = 主网控制器RCC# 1000 SubB控制器RCC# 200

  下面以图1为例说明可信自控的地址码(RCC#)与BACnet地址码(BACnet#)在一个网络系统中共存和相互之间的关系。
  在主网上,有控制器MACH1MACH-ZoneETHRT-LinkMACH-Global,其RCC#分别为1234,其Device#分别为1000200030004000。在MACH-GlobalRCC#4 
  上有2个子网SubASubBSubAMACH2MACH-Air控制器,其RCC#4A14A2,其BACnet地址码Device#40014002SubB上有MACH-AirMACH-Zone控制器,其RCC#4B14B2,其BACnet地址码Device#42014202。同理,ETHER-LinkDevice#=3)下挂一个子网,有MACH-AirMACH-Zone控制器,其RCC#3A13A2,其BACnet地址码Device#30013002

  总之,利用BACnet标准进行楼宇自控系统的集成是非常灵活的,在厂商提供的软件工具帮助下可以很容易地进行网络配置。


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