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1 引言

隨著工程技術(shù)以及多學(xué)科的發(fā)展與進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自控技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用日新月異，日趨成熟的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)也越來(lái)越多地滲入到智能大廈的樓宇自控系統(tǒng)中, 它是以單個(gè)分散的、數(shù)字化、智能化的測(cè)量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線相連接，實(shí)現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。它所具有的協(xié)議簡(jiǎn)單開(kāi)放、容錯(cuò)能力強(qiáng)、安全性好、成本低等優(yōu)勢(shì)在樓宇自控系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、控制要求越來(lái)越高的今天逐漸被人們所看好。

2 樓宇自控系統(tǒng)的概況及PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介

樓宇自控系統(tǒng)（BAS）是智能建筑的一個(gè)重要組成部分，是建立在4C技術(shù)（即計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)）基礎(chǔ)上的，對(duì)建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)以及電梯等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。現(xiàn)代建筑內(nèi)分布有眾多的設(shè)備子系統(tǒng)和大量的設(shè)備，控制對(duì)象多達(dá)數(shù)千點(diǎn)至幾萬(wàn)點(diǎn)，針對(duì)這種控制任務(wù)的復(fù)雜性及控制對(duì)象的多樣性、不定性，如果采用傳統(tǒng)分散控制的方式對(duì)它們進(jìn)行控制、監(jiān)視和測(cè)量，將會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題：增加開(kāi)支，效率低下，響應(yīng)緩慢，聯(lián)動(dòng)功能差，系統(tǒng)擴(kuò)展性差，故障點(diǎn)多，故障率高，基本沒(méi)有歷史事件記錄、報(bào)警記錄功能等。這就要求 BAS不僅要對(duì)智能建筑中的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理，而且還需要與其他的智能化子系統(tǒng)如安防、消防等進(jìn)行通訊和必要的聯(lián)動(dòng)控制，其功能必須更強(qiáng)大、系統(tǒng)組織更靈活、擴(kuò)展性更強(qiáng)，才能避免系統(tǒng)重復(fù)投資，從而創(chuàng)造高效節(jié)能、安全及高性價(jià)比的智能化建筑。基于現(xiàn)場(chǎng)總線的樓宇自控系統(tǒng)就能很好地解決此類(lèi)問(wèn)題。

目前極具代表性的現(xiàn)場(chǎng)總線主要有：Lonworks，CANbus，PROFIBUS 等。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線有不同的應(yīng)用范圍，同時(shí)又具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)。PROFIBUS 總線是西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的開(kāi)放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化，可承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)、控制、監(jiān)控三級(jí)通信。PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)共有三種協(xié)議方式,分別為 FMS、DP 和 PA。其最大優(yōu)勢(shì)在于三種 PROFIBUS 系列網(wǎng)絡(luò)均使用同一現(xiàn)場(chǎng)存取協(xié)議以及具有靈活的配置, 可根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象靈活地選取不同的總線。其中 PROFIBUS-DP 是一種高速低成本通信網(wǎng)絡(luò)，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信，使用 PROFIBUS-DP 可取代24VDC 或4-20mA 信號(hào)傳輸。

3 SIMATIC PROFIBUS-DP 及 WinCC 在樓宇自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

為高速傳輸用戶數(shù)據(jù)而優(yōu)化的 FROFIBUS―DP 總線，特別適用于可編程序控制器 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)分散外設(shè)間的通訊。其傳輸速度快，可被實(shí)時(shí)性和可靠性要求高的大型智能建筑所采用。本文結(jié)合北京朝外 MEN 財(cái)貿(mào)中心項(xiàng)目來(lái)具體地介紹如何用 PROFIBUS-DP 系統(tǒng)及 WinCC 過(guò)程監(jiān)控軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)樓宇自控。

3.1 設(shè)計(jì)思想及系統(tǒng)組網(wǎng)

北京朝外MEN財(cái)貿(mào)中心工程位于北京東二環(huán) CBD 的核心區(qū)域，建筑面積 12萬(wàn)平方米，大樓的控制內(nèi)容主要包括冷凍站及換熱站監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、送排風(fēng)及新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、變配電監(jiān)視系統(tǒng)，總監(jiān)控點(diǎn)數(shù)1200點(diǎn)左右。根據(jù)這一控制內(nèi)容及機(jī)電設(shè)備的具體分布，在充分考慮了工程所需的可靠性、實(shí)時(shí)性、后期的易維護(hù)性以及投資成本等方面后，系統(tǒng)采用了工業(yè)級(jí)的PLC作為控制器，而不是采用廣泛應(yīng)用于樓控系統(tǒng)上的 DDC，這樣不僅能使系統(tǒng)的從站大大減少，而且還能進(jìn)一步增加集成度，提高系統(tǒng)的可靠性。采用西門(mén)子的 SIMATIC STEP7軟件包和 PROFIBUS