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大型商业、酒店、办公、医院及商业综合体建筑内通常设置有大量通风、空调、冷热源、水泵、电气照明、电梯等设备。要实现对这些设备的方便有效控制，通常会设置楼宇自动控制系统, 又称BAS（Building Automation System）或BA系统。
通常，BAS系统架构在某个通信网络上，该通信网络架构分层级设置。
一：BAS系统构架 通常，该网络构架在水平方向各个过程控制级间能相互协调，同时还能向垂直方向传递数据，收发指令，水平级与级之间也能数据交换。
这种控制系统一般会把控制功能尽可能分散（单个DDC/PLC控制器控制的设备数量不宜过多），管理功能尽可能集中。分散控制的最主要目的是把风险分散，使控制系统的可靠性得以提高，不会因局部控制器的故障大面积影响建筑机电设备正常运行。 1 管理层级
管理层就是监控计算机，习惯称上位机。
监控计算机包括服务器与工作站，服务器与工作站软件通常安装在多台PC机上，建立多台客户机(操作站)并行工作的局域网系统。当系统规模较小时，也可以安装在一台计算机上。
监控计算机一般采用与系统处理性能相适应的工控机或办公电脑。
中央监控主机通过与DDC现场控制器通信，完成对所有空调设备的监测、控制与管理。自动记录、存储和查询历史运行数据，对设备故障和异常参数及时报警和自动记录等。
2 控制层级
现场控制层主要是现场DDC控制器或PLC控制器，采用以太组网及TCP/IP通信协议。
在民用建筑中，一般选用DDC控制器，它跟现场的传感器、执行机构和变送器直接对接，完成对现场各设备的实时监控，通过通信网络与上层计算机完成信息交换。
DDC现场控制器习惯上被称为下位机。除了能接收上位机传送来的命令，还能传递给上位机本地的数据与状态，当无上位机干预时，DDC现场控制器可对设备进行单独控制，运用设定的参数作各种算法运算，实现输出控制。
DDC控制器按设备的系统进行设置，即同系统的测量控制点接入同一台现场DDC控制器中，以增加系统的可靠性，便于系统调试。现场DDC控制器的输入输出点应留有适当余量，以备系统调整和今后扩展，一般预留量应大于10%（有些商管公司要求不小于30%）。
控制网络层可包括并行工作的多条通信总线，每条通信总线可通过网络通信接口与管理网络层(中央管理工作站)连接，也可通过管理网络层服务器的RS485通信接口或内置通信网卡直接与服务器连接。
3 现场层级
现场网络层由通信总线连接微控制器、智能现场输入输出模块和智能现场仪表(智能传感器、智能执行器、智能变频器等)、普通现场仪表组成，通信总线可以是以太网（局域网通信协议）或现场总线。
（通常，普通现场仪表，包括传感器、电量变送器、照度变送器、执行器、水阀、风阀、变频器不能直接连接在通信总线上。） 1）微控制器
微控制器是嵌入计算机硬件和软件的对建筑末端设备使用的专用控制器，是嵌入式系统。
不同种类控制设备使用不同种类的微控制器，不同种类的微控制器可以连接在同一条通信总线上。
微控制器独立于DDC控制器和中央管理工作站完成全部控制应用操作，通常具有由某些国际行业规范决定的标准控制功能（比如空调末端常用功能的标准化控制，无需针对某个项目再编程），以符合控制应用标准化和数据通信标准化需要，使产品具有可互操作性，建立开放式系统。
暖通空调系统中的微控制器是暖通空调系统的 “大脑”，能够接收各种传感器的信号，并根据预设的程序和算法来控制空调的各个部件，如压缩机、风机、阀门等的工作状态，从而实现对室内温度、湿度、空气质量等环境参数的精确调节。
微控制器通常直接安装在被控设备的控制柜里，成为建筑设备的一部分，如空气处理机组微控制器，即安装在机组自带的控制柜里。
2）智能现场仪表
智能现场仪表是嵌入计算机硬件和软件的网络化现场设备，以微型计算机（单片机）为主体，通过通信总线与控制器、微控制器进行通信，如具有远传功能的热计量表、流量计等。
（微控制器与单片机区别在于应用场景不同，微控制器更注重对外部设备的控制能力，实现系统的自动化，价格较高；单片机更侧重于运算的集成，收集数据处理后发出，功能简单，经济性好）
3）普通现场仪表
普通的现场仪表是非智能设备，只能与控制器、微控制器、(I/O)模块进行端到端连接，它们之间直接传送模拟量、数字量信号。
4）分布式输入输出（I/O）模块
分布式输入输出模块（以下简称I/O模块）是一种用于楼宇智能化、工业自动化等众多领域的设备。它的主要功能是将现场的各种输入信号（如传感器信号，包括温度、压力、液位、流量传感器等信号，以及开关量信号，如按钮、限位开关等信号）进行采集，并将这些信号转换为数字信号，通过通信网络传输到中央控制系统（如可编程逻辑控制器 PLC、直接数字控制器DDC等）。
同时，它也能够接收中央控制系统发来的输出信号，将其转换为合适的物理量（如控制继电器、阀门、电机等执行器的动作），从而实现对现场设备的远程控制。
分布式(I/O)模块是嵌入计算机硬件和软件的网络化现场设备，作为控制器的组成部分，通过通信总线与控制器计算机模块连接。
组建BAS时，通常需要将过程的输入和输出集成到系统中。如果(I/O)模块数据节点远离可编程控制器, 将需要铺设很长的电缆、从而不易实现，并且可能因为电磁干扰而使得可靠性降低。
分布式(I/O)模块便是这类系统的理想解决方案，即控制CPU位于中央位置，而（I/O）设备在本地分布式运行，同时通过Modbus RTU通信协议可以确保控制CPU和I/O设备稳定顺畅地进行通信。
（注：Modbus RTU：是一种简单的串行通信协议，数据格式相对简洁，主要关注数据的传输和设备之间的基本交互，其消息结构由地址域、功能码域、数据域和校验域等组成。该协议简单且开放，众多不同厂家的设备都支持该协议，在系统集成时，容易将不同品牌的设备连接在一起，实现设备之间的通信，系统集成相对较容易，成本较低。）
分布式输入输出（I/O）模块常用于小型系统和简单设备的通信，如连接传感器、执行器、变频器等设备与上位控制系统，实现基本的数据采集和控制功能，在工业自动化、能源管理、建筑智能化等领域广泛应用。
二 通信网络
监控计算机（上位机）与DDC现场控制器（下位机）分别处在不同的通信网络，前者所在的网络被称为管理网络，一般情况下是以太网；后者所在的网络被称为控制网络，控制网络也被称为控制总线。因为造价较低，目前的楼宇控制中常用的还是RS485总线。
控制网络和管理网络采用完全不同的通信协议及标准，因此不能直接互联，需使用网络控制器进行协议转换，实现两者的互联通信，一般用TCP/IP、BACnet或者Modbus协议。
RS485的通信距离可达1200m，一般只需两根连线，主控设备与多个从控设备使用手拉手的方式连接。但其存在着以下缺点:
1）RS485 采用半双工模式，同一时刻只能进行数据发送或接收，无法同时进行，导致数据传输效率相对较低。
2）RS485总线的通信容量较少，理论上每段最多仅容许接入32个设备，不适于以楼宇为结点的多用户容量要求。
3）RS485总线的通信速率低，传输速率与传输距离成反比，在100Kbps的传输速率下,才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。
4）RS485总线通常不带隔离，当网络上某一节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，而且又难以判断其故障位置。
5）RS485总线采用主机轮询方式，会造成通信的吞吐量较低，不适用于通信量要求较大(或平均通信量较低，但呈突发式)的场合，系统较大时，实时性较差。
主机不停地轮询各从机，每个从机都必须对主机的所有查询作出分析，以决定是否回应主机，当从机之间需要进行通信时，必须通过主机，增加了从机间通信的难度及主机负担。
以太网架构形式
BAS另一种网络架构是管理域网络和控制网络都使用以太网，这种以太网网络结构因具有一些独特的优势，在近些年发展很快。
当被控的暖通设备数量较多，传统的总线楼控系统难于满足其对速度、容量等技术要求，可以采用以太网结构。其优点是:
1）楼控系统可以直接使用建筑物内的综合布线系统，从而简化楼控系统的网络结构降低成本，没有传输距离的限制，系统无容量限制，方便后期的系统扩展。
所有一对一的空调DDC与DDC之间、DDC与中央站之间均采用Peertopeer(对等网络)通信方式不需采用主/从(Master/Slave)式通信方式。
2）这种以太网网络结构不仅可以简化网络结构，减少布线工作量，以太网具有传输速率较高的优势，同时也提高了DDC之间的通信速率。
接入到网络中的现场控制器DDC都能分配到一个真实有效的IP地址，这样的现场控制器DDC被又称为IP DDC控制器或者以太网DDC控制器，它相当于每个485网络的DDC控制器都内置了一个NCU网络控制器（专门用来控制和管理网络通信的设备）。
3）这种网络结构形式的以太网采用基于TCP/IP协议，除了中央站以外，现场控制器DDC也采用TCP/IP协议，从而使楼控系统能够更加顺畅地与Imternet连接，具有优良的远程监控性能。
4.楼控系统不再需要引入网络控制器作为中央管理工作站和现场控制器DDC之间的桥梁，中央管理工作站、现场控制器DDC通过具有RJ45接口的非屏蔽双绞线电缆(UTP直接接人以太网交换机中;但是，传感器和执行器仍然与场控制器DDC直接相连，与基于现场总线的楼控系统相同。
5.这种以太网网络结构解决了多种现场总线技术及标准并存，彼此之间不能互相兼容的问题，有利于楼控系统的标准化和通用化。
三 通信协议
不同类型的网络采用的通信协议常各有不同。
以太网采用的通信协议叫作传输控制/网际协议(TCP/IP，
TransferControlProtocolIntermetProtocol)。而控制网络的通信有很多种，并且跟控制设备厂家产品有关，国际标准协议有TCP/P、BACnet、LonTalk、MeterBus和ModBus。
为了使不同厂家的设备可以实现相互通信并在相互通信的基础上实现相互操作，一个由美国供暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)专为楼宇自动化和控制网络制定的通信协议BACnet(ADataCommunicationProtocolForBuildingAutmationandControlNetwork)，已被业界广为接受目前已成为国际上智能建筑的主流通信协议。
四 某商业综合体项目BAS系统实例
1、概况
本项目在商业设置一套楼宇自动控制系统，系统接入智能化专网。
2、监控范围
暖通空调:空调系统、新风系统，空气幕，供暖系统、送排风系统等，由BAS对其进行控制。
给水:生活水泵房内的交频给水泵、生活水箱等，给水设备自成一套系统，BAS只监不控。
排水:主要为地下室的集水坑、排污泵等,排水设备自成一套系统，BAS只监不控。
冷机，变配电、电梯、直燃机组、燃气锅炉系统、多联机系统、风冷热泵系统均由设备厂家提供标准通讯接口，通过网关的形式接入BAS。
3、各主要设备具体监控内容
1）空调机组监控内容
监测送风机的运行状态、跳闸报警、手自动状态，控制启停及变频器的故障报警、调节和反馈；新风温湿度、送风温湿度、回风温湿度；送风压力；防冻报警；冷热水阀控制；加湿阀控制；过滤器过阻报警，用以提醒运行管理人员及时清洗过滤器；根据新风、送风、回风温湿度与设定值的比较以及回风二氧化碳浓度和PM2.5浓度，调节风阀、水阀和加湿阀，以满足室内环境要求；风阀与送风机连锁，风机停止时自动关闭；通过软件进行时间的累计计量，启动次数、运行时间显示，并自动定期提示检修设备；中央站用彩色图形显示并且记录新风机组的状态、报警信息、运行时间，以及历史参数信息，且可通过打印机输出。
2)新风机组监测内容
新风温湿度、送风温湿度；送风机运行状态、故障报警；送风机手/自动转换；送风机启/停控制；变频器的故障报警、调节和反馈；防冻报警；过滤网堵塞报警；冷热水阀控制；
加湿阀控制；风阀开关控制控制内容送风机启停及根据新风温湿度、送风温湿度控制电动调节水阀、风阀以及加湿阀的开度，以满足室内环境及节能的最佳平衡； 3）送排风系统监控内容
对送排风系统的运行进行监控；监控内容；风机运行状态；风机故障报警；风机手自动状态；风机启停控制；
4)污水系统监控内容
对污水系统的运行进行监控；监控内容；污水泵运行状态；污水泵故障报警；集水坑液位监测。
3）系统架构
本项目楼宇自控系统采用网络结构模式应采用集中管理、分散控制的集散式系统，采用分层式拓扑的三层网络架构。
管理层：由楼宇自控系统服务器和工作站组成，系统服务器与网络控制器通过TCP/IP网络协议进行通信，同时管理层设备也可以通过其他网络接口与第三方设备独立的监控子系统集成。
监控层：由设置在各层的直接数字控制器（DDC）组成，现场控制器间通过通信总线进行通讯，并经过网络控制器与管理层相连；同时，直接数字控制器可独立运行，即使局部网络连接发生中断，也可以根据事先编制的程序自动进行操作。
现场设备层：由安装在受控机电设备上的各类传感器和执行机构组成，通过直接现场数字控制器的输入输出监控点，实现对机电设备的监控功能。
每个空调机房设置独立的DDC控制箱，每台空调机组应有独立的DDC控制器控制。每台网络控制器所带的节点数量至少预留30%的余量。
4、中心配置
BAS自控设备设置在商业消防控制室,通过在消防控制中心设置楼宇自控系统软件和工作站完成本项目机电设备的自动控制,系统预留软件平台接口,对接商管公司管理平台。
5、能耗监测系统
主要对商场内各独立区城的智能电表、水表远程抄收计量建设。
本系统的数据采集主要包括信号采集器:信号采集器用于对末端智能表具进行分组采集管理通信的装置,并为末端表具提供工作电源。
系统工作站通过信号采集器收集末端智能水表、智能电表和智能冷热量表的各种数据，实现计费数据实时检测、系统设备状态枪测等功能、并将数据保存在本地系统数据库中，可随时进行数据的统计、分析、处理和报表打印工作，能耗蓝测系统后期能够接入商管公司管理平台。
五 总结
对于机电专业（暖通，电气，给排水）专业来说，楼宇自控系统不只是智能化专业的事情，而是相关专业紧密联系的。
在工程设计中，暖通、给排水及电气专业的空调、水泵、电梯等设备如果需要接入BAS系统，应根据智能化专业的要求，对设备需要自带的通信接口及支持的通信协议提出要求。
比如，要求设备带RS485通讯接口，并支持BACnet或者Modbus通讯协议等。
亦比如，每一台空调设备，每一套空调系统的控制均与暖通专业都需要在设计过程中对各种控制要求、控制原理或者控制逻辑及要达到的控制目的想清楚并提明白，智能化专业才能“照餐单做菜”，最终实现建筑BAS系统的安全高效运行，达到建筑空调等机电系统运行安全、高效、节能的目