艾顿楼宇自控系统设计手册

艾顿楼宇自控系统设计手册

第一章开放式建筑物自动化系统

智能大厦中建筑设备自动化系统（BAS）包容的设备和子系统愈来愈多，愈来愈复杂。建筑物自动控制中的系统集成问题一直困扰着开发商、系统集成商。各种专有系统的存在、通信协议的多样化将造成如通信速率、编码格式、同步方式、通讯规程的各不相同，因而使这些产品之间的互连、互通及互操作变得极为困难；各子系统、各家的产品难于集成或只能实现有限的集成，也使得投资成本大大的增加。同时，如果系统中各种设备及子系统不进行互连而独立运作，则不能进行一体化协调运作，将影响到安全管理、节能管理，必定造成建筑物自动化系统管理效率低下、维修困难、扩展维护费用高等弊端。所以，采用标准的、统一的开放性协议成为迫切实际的需要。开放性协议通常由学会或标准组织制定和升级，代表该领域的最新技术和发展方向，并在制定和升级时，开放协议采用公开的方式。因此开放性协议不具有垄断性，得到了绝大多数厂商的支持。建筑自动化开放系统是指建筑物自动化系统所有部件均以公认的工业标准技术制造，系统符合公认的工业标准结构。从而，开放系统各个部件能够用不同厂商的产品组合及互换，实现互相操作。开放系统对制造商和用户都是一次巨大的技术革命。它有两个特点，一是系统确定的技术规范是所有厂家共同遵守的（如：国际标准ISO16484-5 – BACnet），与各个生产厂商的制造工艺及过程无关。另一个特点是它的互用性，同样功能的部件，虽然由不同厂商生产，但可以互相替换。开放系统意味着建筑自动化系统从不同制造厂生产的独立的系统，经过用网关Gateway互相连接，进而使采用开放式通讯协议的产品实现可互相操作，直至完全可以互相代替。这种系统对用户有极大的好处，系统有更多的供应商可供选择，减少对某个特定厂家的依赖，尤其在建筑物的使用寿命中，降低了维修和管理费用，系统重新配置和技术升级换代，变得更容易。

第二章BACnet 标准协议及美国Alerton

《BACnet楼宇自动控制网络数据通讯协议》（即A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks，简称《BACnet协议》），它是美国采暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）组织20多位世界级专家经过近9年时间的研究制定的世界上第一个楼宇自动控制网络协议。它详细地阐述了楼宇自控网的功能，阐明了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通讯媒介、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。因此，它确立了不必考虑生产厂家、各种兼容系统在不依赖任何专用芯片组的情况下，相互开放通讯的基本规则。BACnet标准是楼宇自动控制领域中第一个开放性的组织标准，不属于某个公司专有，任何公司或个人均可以参加该标准的讨论和修改工作，且对该标准的开发和使用没有任何权税限制。目前，BACnet已成为国际上智能建筑发展的方向和主流通信协议，是一项极具开拓性的技术，它使不同厂商生产的设备与系统在互连和互操作的基础上实现无缝集成成为可能。充分体现了楼宇自控领域的先进技术，并代表了该领域发展的最新方向。

BACnet楼宇自动控制系统的协议体系结构，可以减少报文的长度，降低通信处理的开销，并且也满足楼宇自动控制系统的需要。这个简化的体系结构降低了楼宇自动控制工业的生产成本，同时处理器的大批量生产、局域网技术的发展，也为过程控制和办公自动化工业的发展起到了推动作用。另一方面，BACnet 可以充分利用现有的、易用的、应用广泛的局域网技术，如以太网、ARCNET和LonTalk。这样不但可以降低成本，而且也有利于提高性能，为系统集成开辟新的途径。同时，BACnet又具有良好的伸缩性及扩展性，标准中没有对BACnet网络中的设备节点数及BACnet设备数进行限制，可让使用者根据实际情况随意的组建自己的BACnet网络。

BACnet协议1995年一经颁布，即引起了各国政府、专家学者和企业的广泛关注。1995年12月由美国国家标准学院通过成为美国国家标准（ASHRAEl35-1995标准）；1998年已被欧共体标准化委员会CENTC247采纳为预备标准(pre-standard)，目前，正对其进一步进行评价，以决定是否为欧共体的正式标准；在1999年12月被韩国采纳为国家标准KSX 6909；2000年8月，日本电气安装工程师协会

进行了研究，采纳BACnet为该协会协议标准( IEIEJ/P)。同时，一些主要的自动控制设备生产商都支持BACnet，如Alerton（世界上第一家基于BACnet协议开发生产全系列产品的生产厂商，1997年推出在全部各层通信网络均符合BACnet协议的系列产品），Cimetrics，Siemens Building Technology，ABB，Hitachi Building Systems，Compliance Services Group，RNL Facilities Corp.，Carrier，York，Phoenix，JDL Business Services，Johnson Controls，Delta Controls，McQuay，Architect of the Capitol，Automated Logic，Simplex，Andover，Appin Associates等厂商。

自从BACnet协议作为美国国家标准发表以来，不但在美国本土引起巨大的反响，同时也引起了世界各国智能建筑业界的广泛注意。在发达国家，已纷纷成立了一些重要的组织，其中最重要的如在北美成立了BIG-NA(BACnet’s Interest Group-North America)，在欧洲成立了BIG-Eu(BIG-Europe)，在澳大利亚和亚洲成立了BIG-AA(BIG-AustraliaAsia)，这些组织在本地区共同推进BACnet协议的实施。

国际标准组织（ISO）投票通过了大众期待已久的一个结果：BACnet成为ISO的正式标准，标准编码是：ISO 16484-5。ISO于2003年1月18日进行了投票，总秘书于当日宣布了上述结果，并且通知了正在芝加哥举行ASHRAE年会的BACnet委员会。ISO的第205技术会（建筑环境设计委员会）于2002年春季开始进行对BACnet协议的书信评论和投票工作，最后完成了使得BACnet成为国际标准这项里程碑的工作。投票批准BACnet成为正式国际标准的国家是：澳大利亚，比利时，加拿大，中国，丹麦，埃及，芬兰，法国，德国，希腊，意大利，日本，韩国，挪威，俄罗斯，南非，西班牙，瑞典，英国，美国。没有投反对票的国家。按照ISO的工作程序，由于BACnet已经被批准成为ISO的正式标准，因此，BACnet不用经历“最后草案级的国际标准”阶段，直接从“草案级国际标准”成为正式发布的国际标准。成为ISO国际标准对于BACnet来说意味着什么? BACnet标准委员会主席Steve Bushby说："BACnet 通过ISO被采纳成为国际标准，说明国际社会对于BACnet协议在技术质量和开放的开发与维护过程的肯定。这也说明，我们一直努力促进来自全世界的专家参与BACnet协议的开发和维护工作是成功的。我认为这将对于BACnet的商业推广有重大的促进作用，特别是在欧洲和亚洲"。

ISO 16484标准共有7个部分，分别是：1、建筑自动控制系统（building automation and control system (BACS)），2、硬件（hardware），3、功能（functions），4、应用（applications），5、通信协议（BACnet），6、协议测试（protocol testing (采纳ASHRAE 135.1建议)），7、工程实施（project implementation.）。

美国艾顿（Alerton）公司位於美国西雅图Redmond区，成立於1980年，主要业务为开发、生产直接数字式DDC控制器、传感器及相关配套产品。并在业界率先生产了符合BACnet通讯协议的产品-- Envision for BACtalk，是世界上第一个使用BACnet标准通讯协议的楼宇自控系统生产厂商；是美国暖通学会ASHRAE BACnet成员，同时也是BACnet开发委员会的委员之一，参与了BACnet通讯协议标准(美国国家标准BACnet NASI/ASHRAESPC135P)的开发与编写；是北美BACnet组织的成员；BACnet生产厂商联合会的成员。美国艾顿公司是全球BACnet楼宇自动化系统领域著名的制造商，所有产品都具有BACnet国际组织的标准认证“BTL”，并且符合UL916安全等级及欧洲标准EMC Directive 89/336/EEC （CE 标示）。

美国艾顿Alerton的产品以公认的工业标准技术制造，其系统符合公认的工业标准结构。Alerton采用的工业标准为TCP/IP、BACnet（美国国家标准协会的ANSI/ASHARE Standaed135-1995标准）等。遵循该协议开发的系统非常方便集成不同厂家的自动化系统和设备，能真正实现建筑物不同系统间数据的共用和互操作。由此可见Alerton的BACtalk系统是一个真正的完全开放式的建筑物自动化系统，其系统开放能力处于业界领先的地位。由于Alerton的产品采用了BACnet工业标准技术制造，其新旧产品兼容性很

第三章Alerton BACtalk系统结构

BACtalk系统是一个集成系统，在管理信息层面，可与办公自动化系统进行联网，实现跨系统间咨询、