基于OPC技術(shù)的建筑智能化系統(tǒng)集成研究

鐘波達

摘要：隨著建筑逐漸朝向智能化的方向發(fā)展邁進，在目前的智能建筑當中，建筑智能化系統(tǒng)集成已經(jīng)成為廣泛熱議的焦點，包括建筑物自動化系統(tǒng)在內(nèi)的通信自動化和辦公自動化系統(tǒng)構(gòu)成了集成化的智能建筑系統(tǒng)。文章立足于OPC技術(shù)，通過分析OPC技術(shù)的內(nèi)容以及采集端、訪問端等作為根本出發(fā)點，著重分析研究基于OPC技術(shù)的建筑智能化系統(tǒng)集成。

關(guān)鍵詞：OPC技術(shù)；智能化系統(tǒng)；建筑工程

中圖分類號：TU855文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）08-0171-01

引言

建筑智能化系統(tǒng)集成，是將分散在建筑物內(nèi)的各種設備以及信息點，在計算機網(wǎng)絡的幫助下構(gòu)成一個能夠相互聯(lián)通、可進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，進而有效實現(xiàn)方便管理、提高管理效率，同時達到節(jié)省人力成本的目的，并為住戶營造一個和諧良好的生活居住環(huán)境。而隨著時間的流逝，建筑智能化系統(tǒng)集成也從原來集散的控制系統(tǒng)發(fā)展成為現(xiàn)如今的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。文章將通過引入OPC技術(shù)，著重分析基于OPC技術(shù)下的建筑智能化系統(tǒng)集成。

1.OPC技術(shù)概述

OPC是英文Object LinKing and Embedeeing for ProcessControl的縮寫，也是在過程控制當中OLE即連接與嵌入部件對象的實際應用。作為建立在OLE基礎之上的一種通信標準，在OPC當中具有一套標準完整的接口、屬性以及方法標準級，經(jīng)常被用在自動化系統(tǒng)當中。應用軟件同過程控制設備間的數(shù)據(jù)讀取、寫入、傳輸?shù)染梢酝ㄟ^OPC技術(shù)得以解決，在沿用傳統(tǒng)的CliendServer模式基礎之上，OPC將服務器定義為數(shù)據(jù)采集端，而Clicent則被定義為其他訪問端。在OPC的服務器當中主要由服務器、組以及數(shù)據(jù)項組成，其服務范圍包括規(guī)范各種存儲數(shù)據(jù)、報警、事件等。

2.OPC技術(shù)為建筑智能化系統(tǒng)集成開辟了新途徑

2.1采用統(tǒng)一通信協(xié)議，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成

建筑智能化系統(tǒng)屬于多學科范疇，它涵蓋了信息系統(tǒng)、自動控制和現(xiàn)代通信等領域。在通信協(xié)議方面，由于長時間沒有建立統(tǒng)一的、國際性的標準通信協(xié)議，這種局面嚴重阻礙了智能建筑技術(shù)的發(fā)展及向深層次推廣應用。1995年美國暖通空調(diào)工程師協(xié)會推出了樓宇自動控制領域的第一個開放式標準通信協(xié)議——BACnet。由于BACnet的誕生，為智能建筑的系統(tǒng)集成開創(chuàng)了十分有利的局面。

2.2采用協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成

具有不同協(xié)議的網(wǎng)絡互連，可以采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器。協(xié)議轉(zhuǎn)換器通常分為專用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器和標準的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。專用協(xié)議轉(zhuǎn)換器是指在兩種協(xié)議之間采用專用的轉(zhuǎn)換器進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，如果系統(tǒng)要連接多個不同類型的網(wǎng)絡，則需要多個符合協(xié)議連接的轉(zhuǎn)換器，其缺點是很明顯的。標準協(xié)議轉(zhuǎn)換器可連接到局域網(wǎng)上的任何站點，只需要使用簡單的會話/傳送協(xié)議，而所有協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間的通信，只使用同樣的傳送層協(xié)議和IP，就解決了互聯(lián)網(wǎng)的匹配問題。不過，隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，協(xié)議轉(zhuǎn)換器技術(shù)將逐步被OPC技術(shù)和ODBC技術(shù)所替代。

2.3采用OPC技術(shù)。實現(xiàn)系統(tǒng)的集成

對象連接與嵌入（Obiect Linking and Embed-ding），簡稱OLE技術(shù)。OLE不僅是桌面應用程序集成，而且還定義和實現(xiàn)了一種允許應用程序作為軟件“對象”（數(shù)據(jù)集合和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)）彼此進行“連接”的機制，這種連接機制和協(xié)議稱為組件對象模型（COM）。

OLE是用于應用程序之間數(shù)據(jù)交換及通信的協(xié)議，它允許應用程序鏈接到其他軟件對象中。用于過程控制的OLE，稱為OPC（OLEforPmcessControl），即用于過程控制的對象鏈接和嵌入。OPC的重要作用在于，它能使設備的軟件標準化，使不同網(wǎng)絡平臺、不同通信協(xié)議、不同廠家的產(chǎn)品實現(xiàn)互連和互操作。OPC技術(shù)的完善和推廣應用，為智能建筑系統(tǒng)在實時控制域和信息管理域之前實現(xiàn)集成創(chuàng)造了良好的軟件環(huán)境。

3.OPC技術(shù)在建筑智能化系統(tǒng)中的運用

基于OPC技術(shù)的建筑智能化系統(tǒng)集成中，管理者的角色主要由集成平臺擔任，其主要職責為對系統(tǒng)當中的全部數(shù)據(jù)信息進行收集整理，對各子系統(tǒng)之間的通信等進行處理。同時集中完成智能化系統(tǒng)的決策與控制，而在建筑智能化系統(tǒng)集成平臺當中主要有各個具體對象完成上述各項功能。通過引入OPC技術(shù)，將分別從數(shù)據(jù)通信層、分析可控層以及輔助決策層建造應用模型。（1）數(shù)據(jù)通信層。BAS、SAS、FAS、CNS以及OAS客戶端接口是構(gòu)成數(shù)據(jù)通信層的重要因素。在同各子系統(tǒng)對象交互的過程當中使用最標準的OPC接口，從而順利完成對各子系統(tǒng)當中的信息數(shù)據(jù)如日志、開關(guān)信號、狀態(tài)情況等進行采集的基本任務。（2）分析可控層。在分析可控層當中，數(shù)據(jù)庫、日志以及系統(tǒng)和系統(tǒng)狀態(tài)的管理對象是構(gòu)成分析可控層的核心要素。在該層當中，數(shù)據(jù)通信層將各子系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)傳輸至此，用于完成分析、整理以及過濾工作，從而可以形成全新的報表、日志以及控制信號等數(shù)據(jù)信息。（3）輔助決策層。聯(lián)動、用戶接口的管理對象以及輔助決策對象共同構(gòu)成了輔助決策層，通過分析可控層對數(shù)據(jù)信息的全面分析，輔助決策層將在此基礎之上完成輔助決策。基于OPC技術(shù)下的建筑智能化系統(tǒng)集成模型最為關(guān)鍵的要素就是各子系統(tǒng)的對象。

4.結(jié)束語

總而言之，通過在智能建筑系統(tǒng)當中使用OPC技術(shù)，使得原本各分散的子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)彼此相互緊密連接。而且OPC技術(shù)也為智能建筑的發(fā)展提供了許多具有可行性的指導思想和解決方案，尤其指明了智能建筑當中各子系統(tǒng)的通信發(fā)展方向。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)以及現(xiàn)代科學技術(shù)的全面深入發(fā)展，在不久的將來OPC技術(shù)還將得到進一步完善，其在智能建筑系統(tǒng)集成當中的運用也將更加深入和廣泛。