智能建筑控制网络的特点与自动化系统

控制网络与一般的信息网络有很多的共同点，但又有不同之处和独自的特点。控制系统特别强调可靠性和实时性，它主要应用于对象的测量和控制的数据通信，允许对实时响应事件进行驱动通信；具有很高的数据完整性；在电磁干扰和有地电位差的情况下能正常工作；多使用专用的通信网。具体而言，控制网络具有如下特点：

1）控制网络中数据传输的及时性和系统响应的实时性是控制系统最基本的要求。一般地说，过程控制系统的响应时间要求为0.01～0.5s，信息网络的响应时间要求为2.0～6.0s。然而对于信息网络，大部分情况下实时性是可以忽略的。

2）控制网络强调在恶劣环境下数据传输的完整性、可靠性。控制网络应具有在高温、潮湿、振动、腐蚀，特别是电磁干扰等工业环境中长时间、连续、可靠、完整地传送数据的能力，并能抵抗工业电网的浪涌、跌落和尖峰等干扰。在可燃和易爆场合，控制网络还应具有本质安全性能。

3）在控制系统中，由于分散的单一用户要借助控制网络进入某个系统，通信方式多使用广播或组播方式；然而在信息网络中，某个自主系统与另一个自主系统却一般都建立一对一通信方式。

4）控制系统必须解决多家厂商产品和系统在同一网络中相互兼容、相互操作性的问题。

5）控制网络的技术特点如下：要求有高实时性与良好的时间确定性；传送信息多为短帧信息，且信息交换频繁；容错能力强，可靠性、安全性好；控制网络协议简单实用，工作效率高；控制网络结构具有高度分散性；控制设备的智能化与控制功能的自治性；与信息网络之间保持高效率的通信，易于实现与信息网络的集成。

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图6-2 FCS的体系结构

如果将楼宇自控网络看作智能建筑中各种楼宇自控设备进行“交流”的“桥梁”或“纽带”，那么楼宇自控网络数据通信协议则是智能建筑各种楼宇自控设备“交流和协作的行为准则”，智能建筑各种楼宇自控设备只有在这个“准则”的规范下，才能实现最优化运行。

在智能建筑中，各种为建筑功能服务的楼宇自控设备（如空调设备、给排水设备、供配电设备、消防设备以及安全防范设备等）分布地安装在建筑的不同位置。要使分布的楼宇自控设备协调运行，达到最大节能和降耗的目的，就必须在各种楼宇自控设备之间建立数据通信网络，制定通信“语言”和规则。这就是楼宇自控网络数据通信协议的基本作用和内容。

当现代信息技术以不同的方式在智能建筑中应用时，就形成了不同体系结构的楼宇自控网络数据通信协议标准，在智能建筑20余年的发展过程中，曾经出现过的楼宇自控网络数据通信协议标准不下10余种。在优胜劣汰的竞争下，至今只有BACnet和LonWorks两种基于总线技术的标准成为智能建筑的主流数据通信开放标准。

进入20世纪90年代以后，随着网络与通信技术的发展，现场总线技术逐渐成熟与发展起来。它是现代计算机、通信和控制技术的集成。它的出现代表了一种有突破意义的新的控制思想，开辟了一个新的时代，使得智能建筑领域掀起了一股现场总线技术的热潮。