科鸣智能-pbus控制系统.doc

1科鸣智能-PBUS 控制系统一．系统简介1.1 P-bus 系统的概述P-bus 系统是基于美国 Echelon 公司开发的 Pyxos 嵌入式控制网络平台为基础的总线技术，它是一种专门扩展 I/O 总线的技术，使用该技术可以使得任何机器内部的各个组成部分之间形成智能的数字控制网络，它是一种低成本的、网络自安装的技术，而且能够和现有的基于 GB/Z 20177 的 LonWORKS 控制网络平台技术结合，构成任意规模的自动控制网络Pyxos 网 络 比 较 适 合 那 些 性 能 要 求 比 较 高 的 应 用 领 域 ， Pyxos 通 信 速 率 为 312.5 kbps， 支持可确定性操作， Pyxos FT(自由拓扑)网络可以应用于： 工业自 动化的过程控制、系统故障监测、机车和推进控制系统、电梯和楼层呼叫控制、 安防和火灾 /救生安全设施、室内 /外照明控制、办公自动化设备、锅炉控制等 领域1.2 P-bus系统的特点基于 Pyxos 技术具有以下特点：1、 自管理网络：Pyxos FT 网络不需要特殊的工具或者专业的技术人员就可以实现网络的配置，这能够降低网络的安装和维护成本，实现网络的即插即用。

2、 自由拓扑网络布线：基于 Pyxos FT 技术的设备或组件之间相连接时，使用一对双绞线，支持多种灵活的连接方式：总线、星形、环形、菊花链形和任意的拓扑结构，这样的网络安装方式，可以减少材料和安装人员成本，此外，由于只使用一对双绞线，意味着能够有效降低由于线路原因所导致的网络故障3、 链路电源技术（Link Power）: Pyxos FT 技术，支持在一对双绞线上，既传输网络数字信号，又能传输 24V 的交流或直流电，也就是说，基于 Pyxos FT 技术的设备，可以同时从通信数据线上取得工作电源这些特点，特别适合那些不能为设备提供本地供电方式的应用场合4、 无极性的网络连接：Pyxos FT 技术使用曼切斯特编码方式，采用双相 PSK 调制，载波频率与通信位速率相同，即载波频率 312.5KHZ，通信速率为 312.5kbps,另外在波形的调制成形方面，充分考虑到使通信信号实现最小的反射通信中，使用前导编码，实现通信信号无极性，从而避免由于安装错误引发的故障5、 高可靠性的通信：由于物理层通信收发器和通讯协议已经集成在一个芯片上，该芯片是采用MLF20 封装形式，大小为 5 平方毫米，能够实现高可靠性的数据通讯。

6、 强大的兼容性：不同厂家的元件、软件在 TCP/IP, RS485 等协议下可以无缝兼容，可保障系统运行、维保的稳定性P-bus 楼宇智能安装系统结构是分布总线式结构，系统内一个主设备（Pilot 节点）下的各从设备（Point 节点）是对等关系，不依赖于其他从设备27、 强大的稳定性：任何从设备的损坏不会影响到系统中其他设备和功能的运行，维护保养方便系统具有强大的可扩展性，针对于功能的增加或控制回路、电气的增加，只需增加挂接相应的主设备和从设备，系统内原有的硬件、接线无需改动便能达到要求8、 方便布线施工：整个系统只需要一条 P-bus 总线进行连接，没有大量的电缆敷设和繁杂的控制设计控制模块安装在智能控制箱内现场控制面板只需一条 P-bus 总线进行连接，采用 24V 安全电压供电的方式，安全可靠，操作方便9、 节约能源、方便管理、维护：功能和控制的修改方便灵活，只需少量的程序调整，不需要现场重新布线就可以实现此外，可节约能源，提高效率通过将时钟，光线控制设定使系统自动运行到最佳状态，合理节约能源，方便管理和维护安装使用方便：所有控制模块均为模数化产品，采用标准 35mm 导轨安装方式，安装尺寸符合普通标准照明配电箱的规格。

所有现场控制面板及移动感应器均采用标准 86 盒嵌墙安装方式，施工简单，并且不同的面板及 idong 感应器可随时互换、控制功能变更方便1.3 P-bus 系统的通信协议P-bus 系统通信协议是基于 Pyxos 通讯协议，是一种基于分时复用技术（TDM）的链路层数据通信协议，使用双相 PSK 信号调制技术所有设备都能够周期地、可预测地取得网路的使用权，也就是说，设备可以实现确定性的操作；在数据报中没有地址信息，只有数据，没有额外的数据开销；网路可以始终运行，不需要使用长的前导报文来进行网络中设备间的同步，因而可以实现数据的高速通信；不需要使用心跳技术，正常的设备在每一个属于自己的时间片都会发送数据，这样能够实现网络的持续的管理Pyxos 通信协议是一个严格遵循主/从网络结构的协议，在一个 Pyxos 网络中可以有一个主设备（Pilot 节点）和最多 32 从设备（Point 节点）所有的通信均通过 Pilot，在不同的从设备 Point之间不支持报文路由Pyxos 通信使用短的数据包进行通信，Pyxos 网络中有限的设备数目可以限制MAC 延时1.4 P-BUS 智能控制拓扑图基于 Pyxos 网络技术的设备连接构成网络时， 网络拓扑支持总线拓扑和自由 拓扑两种方式。

总线拓扑如图一所示， 自由拓扑如图二所示 图中P 代表Pyxos 中的Point 节点使用总线拓扑时， 总线的最大长度为 400 米， 分支长度可以为 0.3 米， 在总 线的两端各是一个阻抗为 105 欧姆的阻容网络组成的终端匹配器对于自由拓 扑方式，P yxos 网络所有的连线最长为 100 米，在网络的任意位置使用一个阻 抗为52 欧姆的阻容网络作为终端匹配器31.5 P-bus 系统的优势1、 经济高效自动化提供了实现节能运行与管理的必要条件，同时大量减少管理与维护人员，降低管理费用，提高劳动效率，并提高管理水平；2、 舒适实现各种常规电气设备的智能互联，通过合理的设计，打造非同一般的舒适家居和办公环境2、 集成控制可对灯光、窗帘、环境温湿度、安防报警、新风系统控制等进行集成控制；3、 灵活满足多种用户对不同环境功能的要求，电气安装总线是开放式，大跨度框架结构，允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划使用区域虚拟化各个控制对象，可灵活分组分区，实现设备间联动操作4、 安全现代化建筑中有多种报警措施及安防措施，各系统相互配合，并以计算机网络的形式实现综合管理，在各种紧急突发事件中，能作出迅速果断的处理，为建筑的安全提供了可靠的保障。

强电弱电分离，弱电智能设备控制常规强电电气设备，维护保养更安全5、 节能4现代化楼宇应在满足使用者对环境要求的前提下，根据人员的活动状况、工作规律、自然光状况来调节室内环境，以最大限度地减少能量消耗创造了安全、健康、宜人、便利的工作及生活环境；二． 产品一览主控制器 产品型号： SMC-GCETH-16R  CPU： ARM7 处理器  通讯协议：上层 LonWorks 标准，自由拓朴双绞线，通讯速率 78.8Kbps  下层 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps，最大 I/O 接点数为 32 个  辅助端口： 1 个隔离的 R485 端口，用来集成第三方通讯协议 1 个 RS232 连接其他 PC等设备 ；一个 Ethernet 用于主控设备连入以太网络 输入电源：24VAC/DC±10% 50Hz ，消耗电流小于 65mA继电器输出模块 产品型号： SMC-MO-OUT8R-1  通讯端口： 1 个分离的 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps  输出端口： 8 路继电器输出，容量为 240VAC，16A （有定制 4 路，16 路输出） 输入端口： 1 路开关量输入  输入电源： 通过 P-BUS I/O 总线输入 24VAC±10% 50Hz，消耗电流全负载时小于 75mA54 路调光模块 产品型号： SMC-MO-OUT4T  通讯端口： 1 个分离的 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps  输出端口： 4 路调光输出，容量为 240VAC，10A，用作开关时支持灯泡的渐亮渐暗启闭  输入端口： 1 路开关量输入  输入电源： 通过 P-BUS I/O 总线输入 24VAC±10% 50Hz，消耗电流小于 15mA数字量输入模块 产品型号： SMC-MO-IN5  通讯端口： 1 个分离的 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps  输入端口： 5 路干接点数字量输入  外形尺寸： 阻燃 ABS 工程塑料，尺寸 60*60*14.5(mm)，可直接放入标准 86 盒内 触摸控制面板 产品型号： SMC-OP-V1 与继电器模块 SMC-MO-OUT8R-1 配套使用  主要功能： 室内内温度采集与显示，设定温度显示和调节，控制模式（制冷/制热）显示和设定， 风机三档调速显示与设定，定时关机时间与睡眠功能的显示与设定，系统接管显示。

 通讯端口： 1 个分离的 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps  外形尺寸： 86*86*17(mm)， 阻燃 ABS 工程塑料，水晶玻璃面，3 英寸大屏幕液晶显示屏  轻触按钮方便设定温度、控制模式、风速、延迟关机时间及睡眠状态等，并与照明和门窗状态进行联6动  输入电源： 通过 P-BUS I/O 总线输入 24VAC±10% 50Hz，输入电流小于 33mA  温度测量： 0-135℃，温度设定：0-50℃，控制精度±1℃  定时设定：1-6 小时总线控制面板（九键） 产品型号： SMC-MO-IN9Key  通讯端口： 1 个分离的 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps  控制按键： 9 个数字量控制按键  外形尺寸： 阻燃 ABS 工程塑料，尺寸 70*70*15(mm)，可直接嵌入标准 86 盒内模拟量输入模块 产品型号： SMC-MO-IN-4A  通讯端口： 1 个分离的 P-BUS I/O 端口，通讯速率312.5kbps  输入端口： 4 路模拟量输入，可连接各类传感器，整合实现更多智能功能（如温度湿度传感器，光照度传感器，红外等）7三． 案例应用上港集团-外高桥港区六期工程上海港外高桥港区六期工程是实施国家战略，加快上海国际航运中心建设的重要组成部分；是服务上海城市功能定位和黄浦江两岸地块综合开发，充分利用上海有限的岸线资源，加快上海港口发展的上海市重大基础设施工程项目；是为积极应对国际金融危机影响，作为上海市扩内需、保增长，促进经济平稳较快发展的重点推进项目；也是上港集团在“十一五”期间，整合港口物流资源，促进经济增长方式的转变，进一步提升国内和国际两个市场竞争力的重大工程项目。

其中对于实现楼宇智能化控制中有关灯光控制，部分电气设备用电控制和空调集控的工程需求，如下，1.实现楼宇内照明本地+远程集中控制2.实现公共照明区域由光照度和红外感应自动控制3.实现所有大用电量电器（如热水器等）定时控制4.实现所有房间空调集控管理，远程监控运行状态，定时设置计划任务5.所有控制对象集成到一个终端软件，可实现远程监控和计划任务设定等操作系统部署概况该工程有两栋独立办公大楼（一号楼和三号楼）各需要部署一套 P-BUS 智能控制系统，监控系统则需部署在距离这两栋大楼 200 到 300 米的四号楼系统监控中心处，又业主希望除了监控中心设置监控终端外，还需在两栋办公大楼本楼也要设置监控终端，供大楼综合管理部本地管理之用，另外需为系统保留 web 访问能力，为此系统将来支持跨区域管理甚至 internet 管理提供条件1 整体布局根据以上工程基本情况，以及我们这套 P-BUS 系统的特点，满足到客户需求，做如下整体规划（如图 1-1）：1） 本地 P-BUS 子控制系统做总线拓扑，各 P-BUS 子系统之间由主控制器的 ethernet 端口连接汇总至楼层交换机。