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艾頓樓宇自控系統設計手冊
第一章 開放式建筑物自動化系統
智能大廈中建筑設備自動化系統（BAS）包容的設備和子系統愈來愈多，愈來愈復雜。建筑物自動控制中的系統集成問題一直困擾著開發商、系統集成商。各種專有系統的存在、通信協議的多樣化將造成如通信速率、編碼格式、同步方式、通訊規程的各不相同，因而使這些產品之間的互連、互通及互操作變得極為困難；各子系統、各家的產品難于集成或只能實現有限的集成，也使得投資成本大大的增加。同時，如果系統中各種設備及子系統不進行互連而獨立運作，則不能進行一體化協調運作，將影響到安全管理、節能管理，必定造成建筑物自動化系統管理效率低下、維修困難、擴展維護費用高等弊端。所以，采用標準的、統一的開放性協議成為迫切實際的需要。開放性協議通常由學會或標準組織制定和升級，代表該領域的最新技術和發展方向，并在制定和升級時，開放協議采用公開的方式。因此開放性協議不具有壟斷性，得到了絕大多數廠商的支持。建筑自動化開放系統是指建筑物自動化系統所有部件均以公認的工業標準技術制造，系統符合公認的工業標準結構。從而，開放系統各個部件能夠用不同廠商的產品組合及互換，實現互相操作。開放系統對制造商和用戶都是一次巨大的技術革命。它有兩個特點，一是系統確定的技術規范是所有廠家共同遵守的（如：國際標準ISO16484-5 – BACnet），與各個生產廠商的制造工藝及過程無關。另一個特點是它的互用性，同樣功能的部件，雖然由不同廠商生產，但可以互相替換。開放系統意味著建筑自動化系統從不同制造廠生產的獨立的系統，經過用網關Gateway互相連接，進而使采用開放式通訊協議的產品實現可互相操作，直至完全可以互相代替。這種系統對用戶有極大的好處，系統有更多的供應商可供選擇，減少對某個特定廠家的依賴，尤其在建筑物的使用壽命中，降低了維修和管理費用，系統重新配置和技術升級換代，變得更容易。
第二章 BACnet 標準協議及美國Alerton
《BACnet樓宇自動控制網絡數據通訊協議》（即A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks，簡稱《BACnet協議》），它是美國采暖、制冷和空調工程師協會（ASHRAE）組織20多位世界級專家經過近9年時間的研究制定的世界上第一個樓宇自動控制網絡協議。它詳細地闡述了樓宇自控網的功能，闡明了系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通訊媒介、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規則。因此，它確立了不必考慮生產廠家、各種兼容系統在不依賴任何專用芯片組的情況下，相互開放通訊的基本規則。BACnet標準是樓宇自動控制領域中第一個開放性的組織標準，不屬于某個公司專有，任何公司或個人均可以參加該標準的討論和修改工作，且對該標準的開發和使用沒有任何權稅限制。目前，BACnet已成為國際上智能建筑發展的方向和主流通信協議，是一項極具開拓性的技術，它使不同廠商生產的設備與系統在互連和互操作的基礎上實現無縫集成成為可能。充分體現了樓宇自控領域的先進技術，并代表了該領域發展的最新方向。
BACnet樓宇自動控制系統的協議體系結構，可以減少報文的長度，降低通信處理的開銷，并且也滿足樓宇自動控制系統的需要。這個簡化的體系結構降低了樓宇自動控制工業的生產成本，同時處理器的大批量生產、局域網技術的發展，也為過程控制和辦公自動化工業的發展起到了推動作用。另一方面，BACnet可以充分利用現有的、易用的、應用廣泛的局域網技術，如以太網、ARCNET和LonTalk。這樣不但可以降低成本，而且也有利于提高性能，為系統集成開辟新的途徑。同時，BACnet又具有良好的伸縮性及擴展性，標準中沒有對BACnet網絡中的設備節點數及BACnet設備數進行限制，可讓使用者根據實際情況隨意的組建自己的BACnet網絡。
BACnet協議1995年一經頒布，即引起了各國政府、專家學者和企業的廣泛關注。1995年12月由美國國家標準學院通過成為美國國家標準（ASHRAEl35-1995標準）；1998年已被歐共體標準化委員會CENTC247采納為預備標準(pre-standard)，目前，正對其進一步進行評價，以決定是否為歐共體的正式標準；在1999年12月被韓國采納為國家標準KSX 6909； 2000年8月，日本電氣安裝工程師協會進行了研究，采納BACnet為該協會協議標準( IEIEJ/P)。同時，一些主要的自動控制設備生產商都支持BACnet，如Alerton（世界上第一家基于BACnet協議開發生產全系列產品的生產廠商，1997年推出在全部各層通信網絡均符合BACnet協議的系列產品），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等廠商。
自從BACnet協議作為美國國家標準發表以來，不但在美國本土引起巨大的反響，同時也引起了世界各國智能建筑業界的廣泛注意。在發達國家，已紛紛成立了一些重要的組織，其中最重要的如在北美成立了BIG-NA(BACnet’s Interest Group-North America)，在歐洲成立了BIG-Eu(BIG-Europe)，在澳大利亞和亞洲成立了BIG-AA(BIG-AustraliaAsia)，這些組織在本地區共同推進BACnet協議的實施。
國際標準組織（ISO）投票通過了大眾期待已久的一個結果：BACnet成為ISO的正式標準，標準編碼是：ISO 16484-5。 ISO于2003年1月18日進行了投票，總秘書于當日宣布了上述結果，并且通知了正在芝加哥舉行ASHRAE年會的BACnet委員會。ISO的第205技術會（建筑環境設計委員會）于2002年春季開始進行對BACnet協議的書信評論和投票工作，最后完成了使得BACnet成為國際標準這項里程碑的工作。投票批準BACnet成為正式國際標準的國家是：澳大利亞，比利時，加拿大，中國，丹麥，埃及，芬蘭，法國，德國，希臘，意大利，日本，韓國，挪威，俄羅斯，南非，西班牙，瑞典，英國，美國。沒有投反對票的國家。按照ISO的工作程序，由于BACnet已經被批準成為ISO的正式標準，因此，BACnet不用經歷“最后草案級的國際標準”階段，直接從“草案級國際標準”成為正式發布的國際標準。成為ISO國際標準對于BACnet來說意味著什么 BACnet標準委員會主席Steve Bushby說："BACnet通過ISO被采納成為國際標準，說明國際社會對于BACnet協議在技術質量和開放的開發與維護過程的肯定。這也說明，我們一直努力促進來自全世界的專家參與BACnet協議的開發和維護工作是成功的。我認為這將對于BACnet的商業推廣有重大的促進作用，特別是在歐洲和亞洲"。
ISO 16484標準共有7個部分，分別是：1、建筑自動控制系統（building automation and control system (BACS)），2、硬件（hardware），3、功能（functions），4、應用（applications），5、通信協議（BACnet），6、協議測試（protocol testing (采納ASHRAE 135.1建議)），7、工程實施（project implementation.）。
美國艾頓（Alerton）公司位於美國西雅圖Redmond區，成立於1980年，主要業務為開發、生產直接數字式DDC控制器、傳感器及相關配套產品。并在業界率先生產了符合BACnet通訊協議的產品 -- Envision for BACtalk，是世界上第一個使用BACnet標準通訊協議的樓宇自控系統生產廠商； 是美國暖通學會ASHRAE BACnet成員，同時也是BACnet開發委員會的委員之一，參與了BACnet通訊協議標準(美國國家標準BACnet NASI/ASHRAESPC135P)的開發與編寫；是北美BACnet組織的成員；BACnet生產廠商聯合會的成員。 美國艾頓公司是全球BACnet樓宇自動化系統領域著名的制造商，所有產品都具有BACnet國際組織的標準認證“BTL”，并且符合UL916安全等級及歐洲標準EMC Directive 89/336/EEC （CE 標示）。
美國艾頓Alerton的產品以公認的工業標準技術制造，其系統符合公認的工業標準結構。Alerton采用的工業標準為TCP/IP、BACnet（美國國家標準協會的ANSI/ASHARE Standaed135-1995標準）等。遵循該協議開發的系統非常方便集成不同廠家的自動化系統和設備，能真正實現建筑物不同系統間數據的共用和互操作。由此可見Alerton的BACtalk系統是一個真正的完全開放式的建筑物自動化系統，其系統開放能力處于業界領先的地位。由于Alerton的產品采用了BACnet工業標準技術制造，其新舊產品兼容性很強，互換性好，可為使用者節省昂貴的系統升級費用，以保護使用者的投資回報。
第三章 Alerton BACtalk系統結構
BACtalk系統是一個集成系統，在管理信息層面，可與辦公自動化系統進行聯網，實現跨系統間咨詢、數據的交流與操作。在多種控制系統集中的應用場合，BACtalk能將多種控制系統聯接為一個整體，采用國際標準通訊協議BACnet實現多控制系統間數據的互通信及互操作。
BACtalk系統是一個完全開發式的系統，所有的現場控制層設備均采用國際通用的BACnet標準協議，并能與其它廠商生產的符合BACnet標準的產品進行互換。BACtalk系統數據網絡通訊協議采用全開放式的工業標準TCP/IP，網絡結構采用以太網，網絡聯接及組網簡便易行。Internet技術在BACtalk系統中的使用，使得建筑物自動化系統能與企業網及其它類型的網絡互聯互通。
管理層：從世界的任何地方，只需通過我們簡捷的圖形操作軟件您都能監視和控制您的建筑。使用三維空間動畫及真彩色圖形去訪問實時的數據和能源管理特性。如建筑圖形，樓層平面及詳細的HAVC設備圖形等都可以根據用戶需要進行定制。系統的彈性允許BACnet連接到本地網絡及互聯網絡。該層的特點是數據傳輸的速率高，10/100Mbps，采用以太網聯接（TCP/IP）。
集成層：在點對點通訊基礎上智能型BACnet可編程控制器能對整體簡單或復雜的站點執行全局控制策略。這些設備能無縫的連接第三方建筑系統如火災自動報警系統，門禁管理系統及照明系統。
艾頓的VLX及其他高性能的控制器具有以太網接口，是被設計應用于大型、綜合的 -- 設備中心，大型的空氣處理單元和其他重要的系統。并且，能通過BACnet IP以太網與其他系統集成。
現場控制層： 艾頓提供了一個全系列的集成、本地的BACnet邏輯控制器 - VLC。每個控制器可編寫程序去支持一定范圍的應用，從綜合的空氣處理單元到末端控制單元設備如VAV控制器，熱泵和空氣調節單元。我們所有的BACnet控制器都使用艾頓的直觀的、圖形化的DDC編程語言 -- VisualLogic。
現場控制總線主要用于現場控制設備間傳遞實時控制信息，完成對現場被控設備的實時控制。艾頓BACtalk系統現場控制總線為BACnet MS/TP，傳輸速率最高為76.8Kbps。
傳感器/執行層： 具有獨特的傳感器，艾頓的Microset能適應于租用控制中心和現場維修工具的應用。該系統也支持傳統的傳感器及執行器在樓宇自控系統中的使用。
BACtalk系統技術規格
1、BACtalk系統中央站配置（Envision for BACtalk服務器）：
1.1、中央站計算機配置要求：
CPU Pentium III 600或更高
RAM 128M或更高（安裝Visio/VisualLogic軟件需要256M）
硬盤 2GB或更大
網絡適配器 10/100Mbps自適應
光驅 CD-ROM
接口 并行接口、串行接口
操作系統軟件： Windows 2000專業版/ Windows XP
1.2、網絡性能：
BACtalk系統能按照下面6種不同的方式組網通訊
BACnet Ethernet
BACnet ARCnet
BACnet MS/TP
BACnet PTP
BACnet LonTalk
BACnet Virtual LANs
1.3、監控點數：
BACtalk系統最大可連接4,194,303獨立的設備；
BACnet Ethernet網絡最大可連接1~65,534獨立的BACtalk系統或設備；
每臺BCM或BTI全局控制器的BACnet MS/TP現場控制網絡最大可連接0～255個BACnet現場控制器及協議轉換器等設備；
每臺BCM全局控制器最大支持7條MS/TP現場總線；
每臺BTI全局控制器最大支持4條MS/TP現場總線；
每條BACnet MS/TP現場控制總線最大可連接64個BACnet現場控制器及協議轉換器等設備；
系統服務器最大可達 1~65,534臺
系統操作終端最大可達 1~65,534臺
系統遠程操作終端 無限制
第四章 BACtalk 控制器產品
全局控制器：
- LTBT-BCM
- LTBT-BCMPWS
- LTBT-BCMETHLTBT-BCMETH
- LTBT-BCMMSTP
- LTBT-BCMMDM
- BTI
- BTI100
現場控制器：
- VLC-VLX
- EXP
- VLC-16160C
- VLC-1188
- VLC-853
- VLC-660R
- VLC-651R
- VLC-550
- VLC-VAV-SD
- VLC-VAV-SD2A
- VLC-VAVi-SD
- VLC-VAV-DD
- VLC-VAV-DD7
- LT-LCCNTRL
- MSET
- MSET2
- MTOUCH
網路路由器：
集成器：
- LTBT-FLGMDBS
- LTBT-BTPMODBUS
- LTBT-BTPSIMPLEX
- LTBT-BTP-HOTEL
控制器參數配置表：
- BTI_Config_Form
- Router200_Config_Form
- VLX_Config_form
- VLC_Config_Form
第五章 傳感器
- CO傳感器
- COg_d
- CO2傳感器
- C02_dC02_d
- 溫度傳感器
- LT-TS
- ta_d
- td_d
- te_d
- to_d
- tw_d
- 濕度傳感器
- LT-RH
- hd_d
- 壓力傳感器：
- LT-PS10
- LT-PS25
- LT-PS30
- LT-PS1520
- LT-PS3540
- LTBT-STNLS
第六章 現場控制總線及應用
BACtalk系統對機電設備的控制，采用了BACnet MS/TP現場控制總線，它可以將DDC控制器、協議轉換器及符合BACnet標準協議的其他廠商的設備連接在一起。BACnet MS/TP網絡連接時有正負極性之區別。
1、MS/TP LAN 技術規格
傳輸速度：
9.6, 19.2, 38.4, 或76.8Kbps
網絡結構：
總線結構，當使用網絡轉發器時可成為星型結構
網絡線纜：
雙絞屏蔽線，阻抗匹配為100～120Ω 分布式電容小于100Pf/m，屏蔽分布式電容小于200pF/m。屏蔽采用鉑紙或網狀屏蔽。
艾頓推薦使用W221P-2254或W221P-1502，等同于美國線纜標準AWG22~AWG24。
網絡連接長度：
最大1071m。不包含枝干部分的長度。
最大連接的設備：
按照設備的主或從的分類，網絡最大可連接主設備128個，或者最大可連接255個主和從設備。
每段網絡可連接的最大設備：
根據設備的單位負載的計算，最大可連接32個單位負載的設備。
網絡轉發器：
當超過1071m的距離時，可使用網絡轉發器。在兩個設備之間最大可使用3個網絡轉發器。
終端電阻：
必需在網絡總線（枝干不需要）的開始與結束端分別跨接120Ω1/4W±5%的電阻。
屏蔽接地：
網絡線屏蔽接地采用單點接地的方式。
2、MS/TP總線上連接的設備采用手拉手的菊花鏈連接，在接入網絡轉發器后可采用星型連接，并且在特殊情況下也可采用T型連接（不推薦使用）。通訊方式采用RS485。
3、BACtalk系統的組成一個星型的網絡拓撲結構。并達4300米。
4、BACtalk系統的MS/TP現方式，以保證網絡數據的正常通訊。用戶使用該編程工具時，不需要具備在編程語言方面的知識，只需簡單的拖放圖形功能塊、簡單的連線及參數設置等操作即可方便快捷的編制出專業的DDC應用程序。
工程設計人員在編制完成DDC程序同時可自動生成程序說明文件及監控象的程序模板儲存在程序庫內，它可以被調用，或復制給其它控制器和設備，這種特性就避免用戶許多重復的工作，提高了工作效率。
VisualLogic 編程環境的特點：
1、 完全圖形化DDC編程環境：
2、 編程就是畫圖： 在繪制完成圖形程序后，編制程序注釋文檔，簡單打印VisualLogic圖形，保存輸出產生一個順序自動操作。
3、 管理硬盤和現場控制器上DDC文件： 你能通過點擊鼠標，下載DDC程序文件到現場控制器。同時，你也可以從現場控制程序文件到VisualLogic軟件中，并且DDC程序文件被轉換為圖形方式，便于整理和修改。
4、幫助您測試和核對程序。
序庫: 用戶可通過輸入關鍵字中心等。
DDC程序編譯檢查工具： 可以幫助您檢查程序、自動指派I/O點、檢查內存使供錯誤提示，確保您的設計的程序準確無誤。
VisualLogic編程軟件對計算機的要求：
CPU Pentium III 600或更高
RAM 安裝Visio/VisualLogic軟件需要256M
硬盤 2GB或更大
網絡適配器 10/100Mbps自適應
光驅 CD-ROM
接口 并行接口、串行接口
操作系統軟件： Windows 2000專業版/ Windows XP
必需軟件： Visio 5.0/Visio 2000 或更高
第八章 Envision for BACtalk. 系統軟件
美國艾頓Envision for BACtalk是BACnet系統強大的操作站。通過一臺個人計算機，就能靈活地管理和控制整個樓宇的機電設備。
Envision for BACtalk 操作站與符合BACnet協議的設備通過以太網LAN或通過點到點（PTP）串行或調制調解器（MODEM）進行通訊。
3D動畫和彩色圖形響應實時數據并且提供方便的“點擊”控制。顯示的畫面可以是CAD程序圖形，也可以是掃描的照片。系統有強大的3D圖形庫。
Envision for BACtalk能為每一個站點定制監控界面，如：創建圖形，樓層設備監控圖形和特定HVAC設備的監控圖形等。
在多建筑物的校園內，BACnet以太網LAN和IP網絡能內聯所有的建筑物。對于大集團的多個分散的建筑物，Envision for BACtalk支持BACnet/IP通過Internet互聯網和廣域網（WANs）對建筑物訪問和集中管理。Envision for BACtalk也可以連接到其他遠端站點，經過Modem（調制調解器）或安裝了直連系統的便攜式計算機。從一個站點監測和控制多個建筑物或現場。連接與BACnet兼容的任何設備。
這些靈活的、集中的控制功能選擇，能為用戶節省無數的時間和資源。工程技術人員能通過單一的、中央操作終端進行操控，同時還具有一定數量的移動系統訪問選擇權。
系統功能：
強大的能源管理
在確保效率需求的前提下，具有最佳的設備啟動時間。限制設備長時間負載運行，使設備運行達到最佳化。
能源消耗情況記錄，以便于您對設備進行監視、處理和記錄保存。
租用收費管理
自動計量和記錄租用設備的使用情況，同時將生成租用用戶租用設備的使用帳單。
實時顯示能源消耗趨勢記錄 定制監控圖形界面 具有定制3維真彩色動畫數據顯示的功能，適用于任何顯示的需求，并能根據用戶需求輕松實現升級，如：設備的增加、移動及改變等。
網絡與互聯性
建構于Internet和廣域網絡（WAN）上，通過調制調解器和直連串口連接，能兼容BACnet/IP遠端遙控站點和互聯網用戶的訪問。
軟件特性:
時間程序：對每周，節假日等進行時間排程，每個排程可通過圖形日歷進行編輯。
報警：報警顯示優先于當前運行的應用程序。通過Modem撥出報警到遠端站點。根據報警類型可制定報警處理。
趨勢曲線：將被監視點的多個數據記錄以曲線圖或文本的形式顯示，并存檔于數據庫內，其數據庫可被辦公應用軟件兼容。
能源消耗記錄：以曲線圖或文本的形式，顯示以小時或天為單位的能源使用與需求情況。并存檔于數據庫內，其數據庫可被辦公應用軟件兼容。
負載限制： 靈活的負載測量，依照負載的優先權減載裝置或恢復數字和模擬負載裝置。負載限制策略是根據每天的時間或季節。在時鐘內可觀察到結果。
最佳啟動：可根據環境因素自調節運算法則，以調節設備啟動時間。達到最佳啟動時間的目的。
租用管理： 班后快速設置及生成租用帳單。能通過Email發送或打印帳單。在生成前可查看和調整事件。
時區：為時間排程建立時區，按時間表直觀的對建筑物進行控制。
報表及打印：具有較大報表容量，能根據系統運行的實時狀態，產生連續的報表。
開放性：BACtalk系統支持OPC服務器技術，并完全符合BACnet開放式標準，利用OPC技術或BACnet實施整個系統的開放，使第三方系統對BACtalk系統的集成變得更為標準和方便。另外，BACtalk系統還具有ODBC數據接口、DDE等數據接口。
技術參數：
網絡與互聯性:
BACnet以太網，MS/TP，PTP，Annex J BACnet/IP, Modem, 串行電纜。
綜合與互用性:
符合BACnet。支持ActiveX界面的其他Windows應用。
顯示容量:
沒有限制圖形數量及分辨率，只取決于硬盤的空間和計算機的圖形顯示卡。
安全性:
最多100個用戶，每個用戶都有唯一的訪問權限。無人職守的終端可自動注
銷登錄用戶的保護。
對計算機的配置要求：
CPU奔騰PIII 600MHZ或更高。
128M 內存或更高（安裝Visio / VisualLogic.. 軟件需要256M 內存）。
2GB硬盤或更大（較大的項目可能需要10GB或更大）。
高性能的圖形適配器。
10/100Mbps網卡。
并行口和串行口。
安裝Visio 2002（可選）。
鍵盤、鼠標、顯示器、3.5 英寸軟驅、CD-ROM。
WINDOWS 2000專業版或WINDOWS XP。
訂購信息:
型號 可連接控制器 操作站
ENV-BT-UNL 無限 無限
ENV-BT-MED 150 3
ENV-BT-SM 50 1
第九章 BACtalk系統的擴展應用
單個建筑物內的系統應用：
該系統網絡結構主要應用于單一建筑物內的監控點數較多，DDC數量大或是比較密集的建筑群實施樓宇自控系統。可支持多個BACtalk系統操作站，方便用戶對系統的管理。
系統遠程訪問：
用戶可通過點對點撥號的方式遠程連接和操作遠端的BACtalk系統。為用戶
提供靈活組網監控方式。
BACtalk系統在不同地域的應用：
對于處于不同地域，不同國家的BACtalk系統，艾頓BACtalk系統為我們提供了強大的組網方式，通過
Internet/WAN可以將不同地域的系統組成一個即龐大又靈活BAS控制網絡。
第十章 BACtalk系統設計調試流程
根據中國建設部智能建筑弱電工程設計施工圖集97X700-2、《民用建筑電氣設計規范》(JGJ／T16-92)、《智能建筑設計標準》(GB/T50314-2000)、《中國采暖通風與空氣調節設計規范》(JGJ/T16-92)等規范標準所規定的內容，結合艾頓(Alerton) BACtalk系統產品的性能及甲方或設計院的要求，按照編制系統設計方案、系統監控點表、系統設備配置表、系統施工調試等工作流程進行實施。
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