楼宇自控系统(BAS) 在现代建筑中的应用已来越普及。BAS是对建筑物内的中央空调、消防系统、保安及门禁系统、电梯系统、配电及照明系统、通信系统、计算机网络系统等进行集中监视、控制及调度的系统。当然，并不是每一栋建筑物的BAS系统都具备上述功能，各建筑物依其用途，其BAS系统侧重点有所不同。中央空调作为现代建筑的重要设施和主要耗能设备，理应包含在任何BAS系统中；但实际上由于接口协议不一致，导致绝大多数的BAS系统无法与中央空调进行接口和通信，因而BAS系统无法监视和控制中央空调，使BAS系统功效大打折扣。为解决此问题，笔者根据多年实际工作经验，采用了以下接口技术，将中央空调主机成功地与BAS系统接口和通信。

1 干接点接口

干接点接口是采用继电器接点进行直接硬连接的接口方式，其特点是接口简单，适用范围广，但通信信息少。每一个单向通信信号都需要一个继电器接点支持，因此，对于要求与中央空调系统通信的数据量较大的BAS系统不宜采用此接口方式。中央空调与BAS 系统的干接点最基本的接口可以设置以下接点信号(见图1)：

(1) 中央空调开机信号(A1)。

(2) 中央空调停机信号(A2)。

(3) 中央空调运行/停机状态信号(B1)。

(4) 故障信号(B2)。

(5) 稀释状态信号(B3) 。

由于干接点接口方式不受具体的通信协议限制，接口简单，可适用于各类BAS 系统，因而是目前采用较多的接口方式。

2 PLC 协议

现在大多数中央空调都采用可编程控制器(PLC)作为中央控制单元。由于中央空调的自身控制已涉及了温度、压力、流量、液位等输入信号和开关量、模拟量等输出信号，有的还具备对水系统控制功能，因此中央空调所用PLC 的档次较高，都具备与外设通信的接口和通信指令。从理论上看，这类中央空调具备与BAS系统进行串行通信，实现大量的数据交换。但实际上由于多种原因，各PLC 厂商的PLC 的通信协议都不相同，各类BAS 系统通信协议也不一致，且不公开，结果两者很难实现接口通信。

我们的解决方案是向BAS 系统开放PLC 通信协议和数据地址，由BAS系统集成商开发与PLC 通信的接口软件。BAS系统的终端是以计算机系统为平台，有实力的BAS系统集成商一般有能力开发通信接口驱动程序。我们有不少用户的BAS 系统就是采用这种方式与远大中央空调实现串行通信。

3 国际常用通信协议

一些PLC厂家为了其使用者便于与其他控制系统接口连接进行通信，直接采用国际一些常用通信协议。如西门子PLC 采用欧洲较为流行的PROFIBUS 通信协议。PROFIBUS 技术于1987 年由西门子公司等13 家企业和5 家科研机构联合提出，1989年批准为德国标准，即DIN 19245；经应用完善后，于1996年6 月批准为欧洲现场总线标准EN50170 V.2。目前,根据国际IEC 标准委员会达成的关于现场总线国际标准的妥协方案，PROFIBUS标准已成为国际现场总线标准IEC 61158 的一个组成部分。

目前国际上有250多家企业，生产1600多种符合PROFIBUS标准的产品，在不同应用领域的200多万台设备上安装运行。应用涉及到工业自动化的各个主要领域,包括制造业自动化(汽车制造、装瓶系统、仓储系统)、楼宇自动化(供热、空调系统)、交通管理自动化、过程自动化(清洗工厂、化工和石化工厂、造纸和纺织工业)、电力工业和电力输送(发电厂、开关装置)。PROFIBUS 标准产品在欧洲现场总线产品市场的占有率排行第一，超过40%。PROFIBUS 用户组织已建立了质量认证程序，在德国和美国建立了测试实验室,包括硬件测试和一致性、互操作性测试。

对于采用PROFIBUS标准的BAS系统，若中央空调控制系统的PLC也采用PROFIBUS协议，则中央空调控制系统可直接与BAS 系统接口实现通信。

PROFIBUS 协议目前在欧洲用得较多。

另一种常用的协议是MODBUS 协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网) 和其它设备之间可以通信。这已经成为一通用标准协议。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

此协议定义了一个控制器能认识使用的信息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了信息域格局和内容的公共格式。

当以MODBUS协议通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用MODBUS协议发出。在其它网络上，包含了MODBUS协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

标准的MODBUS 协议使用RS-232C 串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或径由Modem 组网。

控制器通信使用主一从技术，即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备有上位机和监控计算机等。典型的从设备有中央空调的PLC等。

主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。MODBUS 协议建立了主设备查询的格式：设备(或广播) 地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。

从设备回应消息也由MODBUS 协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。

不少厂商生产的PLC 可以支持PROFIBUS 协议和MODBUS 协议，如欧姆龙、西门子的PLC 支持PROFIBUS 协议，欧姆龙、MODICON 的PLC 支持MODBUS协议。远大中央空调两种协议均支持。

4 开放协议(OpenProtocol)

由于开发商的不同和设备的不同，目前的各种自动化系统都设计了各自专用的接口。这样，不同的开发商设计生产的产品就不能实现互相通信。在目前的大多数分布式系统常用的客户/服务器结构中，没有设备接口的通用标准，各个厂家都是按照自己的标准接口来开发服务器和应用程序的。尽管各个厂家都尽量地使自己的系统具有开放的特点，但从系统集成的角度来看，不免有各自的局限性。

OPC(OLE for process control) 是建立在OLE/COM和DOCM之上的一种专门适用于工业控制过程的标准，它提供了访问工业控制设备数据的一种通用方式，并定义了一种在多数据源和多客户之间通信和交换数据的工业标准。如果硬件和软件开发商都按照这个标准来开发产品，则工业控制系统应用的软件就可以做成插件式的，在系统集成中可以实现即插即用和无缝连接。OPC 规范也定义了存取设备服务器中的指定数据项的一个标准机制，OPC服务器对其对象提供了一个接口，允许客户申请以一种通用形式来控制设备和管理设备数据，与OPC 兼容的软件能够与任何OPC 服务器进行通信。

5 其他协议

现在BAS 系统主要使用网络协议进行通信。

最常用的两类标准是BACnet 和LonTalk。BACnet 标准由美国采暖、制冷和空调工程师协会专门为BAS系统制定的一个网络标准协议。LonTalk标准是美国Echelon 公司开发的LonWorks 产品所用协议。网络通信可以利用楼宇内的局域网线，便于实现综合布线、扩展接口和共享信息,同时还可大幅提高可靠性。现在许多BAS 系统控制使用这两类网络协议进行通信，但由于PLC 一般无网络功能，故此类通信方式目前用得较少。随着PLC 技术的发展，现在已经出现了具备可接以太网的PLC，相信过不了多久，中央空调就可以通过网络直接与BAS 系统进行连接和通信。

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知识点：中央空调与楼宇自控系统的几种接口方式

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