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樓宇自控系統(tǒng)（BAS）架構(gòu)及其智能化控制與運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)機(jī)制解析

在大型商業(yè)建筑、酒店、數(shù)據(jù)中心、辦公樓、醫(yī)院及商業(yè)綜合體建筑中，通常配備有大量的通風(fēng)、空調(diào)、冷熱源、水泵、電氣照明及電梯等設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的有效管理和控制，樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)（簡稱“BAS系統(tǒng)”或“BA系統(tǒng)”）應(yīng)運(yùn)而生。

一、BAS系統(tǒng)架構(gòu)

BAS系統(tǒng)通常構(gòu)建在一個(gè)分層的通信網(wǎng)絡(luò)之上。這一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從垂直方向看，主要分為管理層、控制層和現(xiàn)場層三個(gè)層級(jí)。

管理層級(jí)
管理層主要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）組成，這些計(jì)算機(jī)包括服務(wù)器和工作站，通常安裝在多臺(tái)PC機(jī)上，形成局域網(wǎng)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較小時(shí)，也可以整合在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。

監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用性能適配的工控機(jī)或辦公電腦，通過與現(xiàn)場控制器（DDC/PLC）通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)等設(shè)備的監(jiān)測、控制與管理。它負(fù)責(zé)記錄、存儲(chǔ)和查詢歷史數(shù)據(jù)，以及設(shè)備故障和異常參數(shù)的報(bào)警。
控制層級(jí)
控制層主要由現(xiàn)場控制器（DDC/PLC）構(gòu)成，這些控制器采用以太組網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議。在民用建筑中，DDC控制器較為常見，它與現(xiàn)場的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和變送器直接連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過通信網(wǎng)絡(luò)與上層計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

DDC控制器按設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置，增加系統(tǒng)可靠性，便于調(diào)試。同時(shí)，留有適當(dāng)?shù)妮斎胼敵鳇c(diǎn)余量以備擴(kuò)展。
現(xiàn)場層級(jí)

現(xiàn)場層由通信總線連接微控制器、智能現(xiàn)場輸入輸出模塊、智能現(xiàn)場儀表（如傳感器、執(zhí)行器、變頻器等）和普通現(xiàn)場儀表組成。通信總線可以是以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線。

微控制器是嵌入計(jì)算機(jī)硬件和軟件的專用控制器，用于建筑末端設(shè)備的控制。它獨(dú)立于DDC控制器和中央管理工作站，具有標(biāo)準(zhǔn)控制功能，符合控制應(yīng)用和數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)化需求。

智能現(xiàn)場儀表是網(wǎng)絡(luò)化現(xiàn)場設(shè)備，通過通信總線與控制器通信。而普通現(xiàn)場儀表則只能與控制器進(jìn)行端到端連接，傳送模擬量或數(shù)字量信號(hào)。

二、通信網(wǎng)絡(luò)