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自动化控制协议的研究及展望

作者: 发布时间:2020-01-20 13:28:16 阅读: 51 次

摘要:

本文主要介绍目前常用的自控通信协议,分别阐述它们的优点以及缺点,以及它们现在的定位情况。希望通过本文使读者对自控通信协议有一定的了解,为日后的相关工作打下基础。

关键词:

BACnetLonWrokModbusOPC,楼宇自控,通信协议

引言

随着计算机信息通讯技术、网络控制技术、能源管理系统的综合发展,涌现出了众多的开放性通讯标准协议,并获得了巨大发展。越来越多企业都希望能够通过楼宇自动化控制系统和企业现有的设备集成起来,使其成为企业级信息系统的一部分。

 

一.协议介绍:

信息技术及整个信息产业的不断发展,让楼宇自动化也正向集成化、智能化和网络化方向迈进。系统集成的基础就是通信网络,其技术核心体现系统集成及相关通信协议上。确保信息正常传送,必须有关信息传输顺序、信息格式和信息内容等方面有一组约定或规则,这组约定或规则就是网络协议。简单说,网络协议好像各设备间通信时使用语言。

 

二. 协议的分类:

Modbus RTUModbus RTU 是一个用于过程控制的简单的通信协议,不过它在楼宇自控中使用的也很多。Modbus RTU 通常不是一个楼宇自控项目中的通信协议,因为它的简便性限制了它,对于楼宇自控系统略有不足。不过,它在控制器到控制器,系统到系统的通信过程中拥有较强的交互性。即使在多个不同厂家的设备之间,信息通过这个协议也能进行传播。Modus RTU同时也支持监控功能。

目前Modbus RTU的常用方案有2种,一种是做Modbus RTU master,主服务器,来接受也采用Modbus RTU的第三方的监控数据。第二种是做Modbus RTU Slave,从服务器,通过Modbus协议向也使用Modbus的第三方服务器发送信息。

目前以下设备的系统正在成熟的使用Modbus RTU协议: PLC,电量监视系统,发电站,空气处理机组,照明控制系统,及其他类似系统。

 

OPCOPC 是一个比较新的标准通信协议,是由微软和西门子共同开发完成的。它的主要优势有以下几点:1.使用TCP/IP通信方法;2. 可用于Win NTWin 2000系统上,并配合服务器一起使用;3. 通过协议在IT系统,楼宇自控系统以及过程控制系统之间搭起一座通信的桥梁。

目前的OPC协议主要用于OPC服务器,它可以向第三方服务器发送信息并接受它的反馈。然后将有用的信息统一存储起来,便于日后调阅以及查验。

 

BACnetBACnet1987年,美国暖通空调工程师协会组织(ASHARE)的标准项目委员会调集了全球20多位业内专家,经过8年半时间,在19956月,ASHARE正式通过全球楼宇自控行业通讯标准--BACnet,同年12月成为美国标准,并且还得到欧盟委员会的承认,成为欧盟标准草案。

BASCnet采用了EtherentARCNETMSTPPTPLonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,BACnet标准更大的优点是可以与EtherentLonWorks等网络进行无缝集成。

BACnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中的ISO标准。

 

LonWorksLonWorks1993年推出,它具有统一性、开放性和互操作性。LonWorks现场总线网络简称为LON网络,其核心为Neuron芯片,它既能管理通信,又具有输入、输出功能,芯片内部含有三个CPU,分别管理网络、介质访问和应用。

 LON网络采用通信协议称为Lontalk协议,该协议对用户完全开放,支持多种通信媒介,可以实现不同设备之间互操作。LonWorks作为局域网络技术控制领域应用,LON网络是将控制系统按局域网络(LAN)方式进行构造,用网络节点代替LAN中工作站,并将其安装监控现场,直接与各种传感器、控制器相连。LonWorks网中每个节点间可以实现点到点信息传送,具有很好互操作性。LonWorks支持各种智能节点(如温度、湿度、压力、二氧化碳检测,执行器、控制器、数据记录及趋势分析等),能使传感器、变送器与执行器本身带有数据处理和数据通信功能,它们十分有效支持了楼宇自动化系统构建,所有匹配智能节点、输入输出模块楼宇设备系统,都能方便组成真正分布式监控网络。

 

三. 回顾及展望

  目前,楼宇自控界承认的行业标准的传输协议是BACnet协议。其用处最广,最多,是现有项目中最常用的一种通信协议。Modbus RTU多用于小型项目,因其对通信要求不高,Modbus RTU可以胜任,满足其通信要求。 Lonwork用处也比较广泛,但是由于是LonWork不是通用协议,使用厂商较少,所以其产品在价格方面不具优势,推广不如BACnetOPC主要用于大型项目的信息采集,目前使用不多。

  因此,采用先进开放的楼宇自控协议,符合国际的最新潮流,有效控制运行成本,保护现有投资,发挥更大的作用。同时采取综合管理的方法,楼宇自动化的作用将会充分地发挥,有利于整个系统的管理、节能。楼宇自控的前景才会越来越广,越来越好。  

 

参考文献:

1. 千家网《楼宇自控系统主流通讯协议介绍》2012-06-29

2.  Chris Hollinge Standard Protocol Integration Support2001 1-2

3.  Siemens BACnet Client & Server---Getting Started Manual2002 9-10

4. 李春梅 《基于TCP/IP通讯协议的ASI楼宇自动化系统研究》2006