基于BACnet的樓宇自控系統工程設計

桂仁才 /李江山 /鐘鐵軍 /胡曉怡(中廣電廣播電影電視設計研究院，北京100045)

基于BACnet的樓宇自控系統工程設計

桂仁才 /李江山 /鐘鐵軍 /胡曉怡(中廣電廣播電影電視設計研究院，北京100045)

1 選用符合BACnet協議的產品對樓宇自控產生的影響

當前，國內外知名BAS廠家都擁有自己公司所開發的網絡通訊協議，導致國內外主流BAS的網絡架構型式有所不同，包括各種類型的現場總線和工業以太網等，如SIEMENS PROFIBUS現場總線，BECKHOFF EtherCAT實時以太網，HONEYWELL C-BUS協議等。因各種私有協議的存在，在一定程度上限制了BAS的發展，但經過長時間的努力，特別是BACnet協議的誕生和發展，促進了BAS的開放性和集成性發展。

BACnet協議由美國暖通空調和制冷工程師協會 (ASHREA)頒布，其使不同廠商生產的BAS核心設備能夠彼此互換互用、互聯互通。圖1是基于BACnet 的BAS系統架構圖。

目前BACnet已成為建筑智能化、信息化發展的主流協議，為用戶和廠商帶來了更多的便利:1)利于樓控廠商提高產品技術和質量，降低產品成本；2)樓控產品可以由不同廠商的產品組成，利于市場競爭，使較為先進的BAS產品占有市場；3)樓控產品可由眾多的供應商提供服務和維護，降低運營費用；4)BACnet產品具有很好的可擴展性，利于后期的系統擴容，提供靈活組網方式。

圖1 基于BACnet的BAS系統架構圖

2 Alerton的BACtalk樓宇自控系統

Alerton支持TCP/IP、BACnet等標準。Visual-Logic編程軟件有別于其他開發環境，如圖2所示，它是一套圖形模塊化編程軟件，且面向對象。BACtalk系統采用BACnet，可以實現各廠商生產的DDC之間的互操作。

1)BACtalk控制器產品

BACtalk控制器產品包括全局控制器 (如BTI、BCM-PWS、BCM-ETH、BCM-MS/TP)，現場 DDC控制器 (如VLC-1188、VLC-853、VLC-660R)，網絡路由器 (如RTR-200)，集成器 (如BTP-MODBUS、BTP-HOTEL)，傳感器 (CO/CO2傳感器、溫/濕度傳感器、壓力傳感器等)。

2)現場控制總線及應用

BACtalk采用了BACnet MS/TP總線方式對現場設備進行監控和管理，以保證網絡數據的正常通訊，通訊方式采用RS485。將DDC、協議轉換器及其他BACnet產品通過 “手拉手”的方式進行無縫連接。

3)DDC編程環境VisualLogic

管理員在使用VisualLogic時，無需具備諸如C語言這樣的編程語言知識，只需把圖塊進行簡單地拖拽、連線，并設置相應的參數，即可編制出DDC控制策略。

VisualLogic軟件的主要作用是創建DDC控制策略，由現場DDC的數字輸入/出點、模擬輸入/出點及內部軟件點完成。管理員可選定和命名VisualLogic軟件中提供的功能模塊。VisualLogic軟件提供了數學運算、邏輯運算、時間表控制及開關邏輯等功能模塊。

4)Envision for BACtalk系統軟件

Alerton Envision for BACtalk是基于BACnet的一個強大的操作處理中心。系統有強大的3D圖形庫，畫面可以是CAD程序圖形，也可以是掃描的照片。管理員通過電腦、掌上電腦、智能手機等設備即可監控和管理整個樓宇設備。該軟件也具備實時顯示能源消耗等功能。

圖2 VisualLogic開發環境

3 BACtalk樓宇自控系統設計、施工、調試流程

遵循各種智能建筑、強電、弱電設計規范的同時，結合業主 (甲方)、代甲方和設計院的特殊要求，按照圖3、4所示對BACnet BAS進行設計、施工及調試。

圖3 編制設計方案流程圖

圖4 編制系統施工、調試流程圖

4 北京某造紙廠BAS設計工程實例

本工程為北京某大型造紙廠項目，用地為東西兩地，1＃、2＃樓位于西地塊，3＃、4＃樓位于東地塊。經點表統計，造紙廠內含各類機電設備管理系統共計682個物理點。樓控設計師考慮到BACnet協議開放性的優點及BAS系統與其他功能子系統的集成性，本工程采用基于BACnet協議的樓控產品作為該系統的核心技術平臺。樓宇自控系統選用了美國霍尼韋爾的Alerton BACtalk系統。管理員可以通過在地下一層核心機房中央監控室對監控軟件進行相應操作，實現樓宇各種機電設備的集中監視和控制。該工程BAS網絡架構分為3條控制線。造紙廠項目在東區、西區的地下一層分別設置單獨的中控室，東區中控室控制3＃、4＃樓的BAS設備，全局控制器ETH引出3條BACnet-MS/TP通信總線，分別引向3＃樓、4＃樓、3-4地下室；西區中控室控制1＃、2＃樓的BAS設備，全局控制器 ETH引出3條 BACnet-MS/TP通信總線，分別引向1＃樓、2＃樓、1-2地下室。相應的DDC都以 “手拉手”的方式掛接在每一條BACnet-MS/TP通信總線上，該BAS系統結構圖如圖5、6所示。

圖5 造紙廠項目BAS系統結構圖 (1)

圖6 造紙廠項目BAS系統結構圖 (2)

5 結束語

作為全球第一個BAS領域標準，BACnet協議解決了各廠家產品之間互操作的難題。本文結合某造紙廠工程實例，根據業主和甲方的需求，提出了基于BACnet的BAS解決方案，實現了BAS中各廠商的BACnet產品間的互聯互通。基于BACnet 的BAS有較好的可擴展性，可以分期添加相關功能到控制網絡中。該設計可以最大限度地為客戶控制成本，節約能源。

[1] 張少軍.建筑智能化系統技術 [M].北京:中國電力出版社，2006.

[2] 董春橋.BACnet原理與應用 (第一版) [M].北京:電子工業出版社，2003.

[3] 桂仁才，張少軍.Honeywell艾頓樓控系統DDC程序的編寫實踐 [J].電氣應用，2012(14).

[4] 桂仁才，張少軍.卓靈樓控系統中的控制編程及通訊網絡研究 [J].北京建筑工程學院學報，2012(3).

Design ofBuilding Automation System based on BACnet

Gui Rencai/Li Jiangshan/Zhong Tiejun/Hu Xiaoyi

針對樓宇自控系統 (BAS)中子系統眾多、協議不開放、無法互操作等現狀，介紹了選用符合BACnet協議產品對樓宇自控系統產生的影響及優勢。以某造紙廠項目為例，詳細闡述了基于BACnet的Alerton BACtalk樓宇自控系統設計方案，該設計降低了系統的投入和運行成本，節約能源。

樓宇自控系統 BACnet協議 Alerton BACtalk 設計

Based on the current situation of BAS，such as too many subsystems，protocol unopened，Interoperability unabled and so on，the impact and benefits on the BAS that caused by selecting BACnet-compliant products are introduced.Taking the project of a paper mill as an example，the Alerton BACtalk BAS design based on BACnet is elaborated，the design reduces the investment and operational cost of the system，and saves energy.

BAS，BACnet protocol，Alerton BACtalk，design