控制网

1 引言

随着工程技术以及多学科的发展与进步，尤其是计算机及网络技术和自控技术的发展应用日新月异，日趋成熟的现场总线技术也越来越多地渗入到智能大厦的楼宇自控系统中, 它是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络控制系统。它所具有的协议简单开放、容错能力强、安全性好、成本低等优势在楼宇自控系统规模不断扩大、控制要求越来越高的今天逐渐被人们所看好。

2 楼宇自控系统的概况及PROFIBUS现场总线简介

楼宇自控系统（BAS）是智能建筑的一个重要组成部分，是建立在4C技术（即计算机技术、控制技术、通信技术和图形显示技术）基础上的，对建筑物内的空调系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、供热系统以及电梯等机电设备进行监控管理的计算机系统。现代建筑内分布有众多的设备子系统和大量的设备，控制对象多达数千点至几万点，针对这种控制任务的复杂性及控制对象的多样性、不定性，如果采用传统分散控制的方式对它们进行控制、监视和测量，将会产生很多问题：增加开支，效率低下，响应缓慢，联动功能差，系统扩展性差，故障点多，故障率高，基本没有历史事件记录、报警记录功能等。这就要求 BAS不仅要对智能建筑中的机电设备进行集中统一的管理，而且还需要与其他的智能化子系统如安防、消防等进行通讯和必要的联动控制，其功能必须更强大、系统组织更灵活、扩展性更强，才能避免系统重复投资，从而创造高效节能、安全及高性价比的智能化建筑。基于现场总线的楼宇自控系统就能很好地解决此类问题。

目前极具代表性的现场总线主要有：Lonworks，CANbus，PROFIBUS 等。不同的现场总线有不同的应用范围，同时又具有自己独特的优势及缺点。PROFIBUS 总线是西门子公司开发的开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化，可承担现场、控制、监控三级通信。PROFIBUS 现场总线网络共有三种协议方式,分别为 FMS、DP 和 PA。其最大优势在于三种 PROFIBUS 系列网络均使用同一现场存取协议以及具有灵活的配置, 可根据不同的应用对象灵活地选取不同的总线。其中 PROFIBUS-DP 是一种高速低成本通信网络，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信，使用 PROFIBUS-DP 可取代24VDC 或4-20mA 信号传输。

3 SIMATIC PROFIBUS-DP 及 WinCC 在楼宇自控系统中的应用

为高速传输用户数据而优化的 FROFIBUS―DP 总线，特别适用于可编程序控制器 PLC 与现场分散外设间的通讯。其传输速度快，可被实时性和可靠性要求高的大型智能建筑所采用。本文结合北京朝外 MEN 财贸中心项目来具体地介绍如何用 PROFIBUS-DP 系统及 WinCC 过程监控软件来实现楼宇自控。

3.1 设计思想及系统组网

北京朝外MEN财贸中心工程位于北京东二环 CBD 的核心区域，建筑面积 12万平方米，大楼的控制内容主要包括冷冻站及换热站监控系统、给排水监控系统、送排风及新风监控系统、变配电监视系统，总监控点数1200点左右。根据这一控制内容及机电设备的具体分布，在充分考虑了工程所需的可靠性、实时性、后期的易维护性以及投资成本等方面后，系统采用了工业级的PLC作为控制器，而不是采用广泛应用于楼控系统上的 DDC，这样不仅能使系统的从站大大减少，而且还能进一步增加集成度，提高系统的可靠性。采用西门子的 SIMATIC STEP7软件包和 PROFIBUS