案例climatix學習polycol增通訊bacnet

1、SAPRO 培訓Communication of SIEMENS Climatix controllers 通訊培訓BACnet 通訊Page 2October 22BACnet 通訊 目錄目錄一. BACnet 簡介 1. BACnet 歷史 2. BACnet 協(xié)議結構 3. BACnet 網(wǎng)絡的拓撲結構 4. BACnet 對象,服務和功能組 5. BACnet 互聯(lián)網(wǎng)擴展 6. BACnet 設備級別二. Climatix6xx BACnet 簡介 1. Climatix6xx 網(wǎng)絡拓撲簡介 2. Climatix6xx BACnet/IP 模塊簡介 3. Climatix6xx BA

2、Cnet MS/TP 模塊簡介 4. Climatix6xx BACnet 網(wǎng)絡簡介 三. Climatix6xx BACnet IP 應用 1. Climatix6xx BACnet IP 之 BACnet Server Page 3October 22BACnet 簡介 BACnet 歷史BACnet 歷史1. 1987年1月ASHRAE(美國供熱、制冷及空調(diào)工程師協(xié)會)組織了世界各地的20 名樓 宇控制工業(yè)部門,包括大學、控制器制造商、政府機構與咨詢公司的志愿 者組成了一 個名為“SPC135P” （Standard Project Committee:SPC 135P）的工作組。2.

3、工作組的目標是制定一個關于樓宇能量管理與控制系統(tǒng)(EMCS的通訊協(xié)議。在長 達8年多制定過程中,共收到 來自12個國家741份的意見,經(jīng)過3次公開評審.3. ASHRAE于1995年6月正式制定和發(fā)布了世界上第一個樓宇自動控制技術標準文件 “A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks” （樓宇自動控制網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信協(xié)議，簡稱“BACnet協(xié)議”), 并于同年12月升為美國國家標 準,編號為 ANSI/ASHRAE135-1995,并獲歐共體標準委員會的認可,成為歐共體標準草 案。中國明確表示

4、支持BACnet成為國家標準 4. 2001年發(fā)布更新的標準ANSI/ASHRAE135-2001.5. 2003年1月BACnet成為了建筑行業(yè)ISO國際標準,標準號:ISO 16484-5Page 4October 22BACnet 協(xié)議結構BACnet建立在包含四個層次的簡化分層體系結構上，這四層相當于OSI模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和應用層，如圖所示。BACnet標準定義了自己的應用層和簡單的網(wǎng)絡層，對于其數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，提供了以下五種選擇方案。BACnet網(wǎng)絡層ISO 8802-3(IEEE 802.3)ARCNETMS/TP(主從/令牌傳遞)PTP(點到點協(xié)議)EIA-

5、485 (RS485)EIA-232(RS232)ISO 8802-2(IEEE 802.2)類型1LonTalk BACnet應用層BACnet的協(xié)議層次應用層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層對應的OSI層次 BACnet簡化的體系結構層次圖BACnet 簡介 BACnet 協(xié)議結構Page 5October 221. ISO 8802-2類型1定義的邏輯鏈路控制協(xié)議,加上ISO 8802-3介質(zhì)訪問控制 （MAC）協(xié) 議和物理層協(xié)議。 2. ISO 8802-2類型1定義的邏輯鏈路控制協(xié)議,加上ARCNET（ATA/ANSI 878.1）。3. 主從/令牌傳遞（MS/TP）協(xié)議加上EIA-485協(xié)議

6、。 MS/TP協(xié)議是專門針對樓宇自動控制設備設計的,同ISO 8802-2類型1一樣,它通過控制 EIA-485的物理層,向網(wǎng)絡層提供接口。4. 點對點（PTP）協(xié)議加上EIA-232協(xié)議，為撥號串行異步通信提供了通信機制。5. LonTalk協(xié)議 這些選擇支持主/從MAC、確定性令牌傳遞MAC、高速爭用MAC以及撥號訪問。拓撲結構上，支持星型和總線型拓撲。物理介質(zhì)上，支持雙絞線、同軸電纜、光纜。BACnet 簡介 BACnet 協(xié)議結構Page 6October 223. BACnet網(wǎng)絡拓撲結構為了適應各種應用, BACnet并沒有規(guī)定嚴格的網(wǎng)絡拓撲結構。在BACnet拓撲中設備之間只存在

7、一條邏輯通路，無需廣域網(wǎng)的最優(yōu)路由算法.BACnet設備可以直接連接到四種局域網(wǎng)（LANs）中的一種網(wǎng)絡上, 也可以通過專線或撥號異步串行線連接起來。這幾種局域網(wǎng)由可以通過BACnet路由器進一步互聯(lián).按照局域網(wǎng)拓撲的觀點，每個BACnet設備與物理介質(zhì)相連，物理介質(zhì)稱之為物理網(wǎng)段。一個或多個物理網(wǎng)段通過中繼器在物理層連接，便形成了一個BACnet網(wǎng)段。而一個BACnet網(wǎng)絡則是由一個或多個BACnet網(wǎng)段通過網(wǎng)橋互聯(lián)而成。每個BACnet網(wǎng)絡都形成一個單一的介質(zhì)訪問控制MAC地址域，這些在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層上連接各個網(wǎng)段的設備，可以利用MAC地址實現(xiàn)報文的過濾。將使用不同LAN技術的多個網(wǎng)絡

8、，用BACnet路由器互聯(lián)起來，便形成了一個BACnet互聯(lián)網(wǎng)（internetwork）。BACnet 簡介 BACnet 網(wǎng)絡拓撲結構Page 7October 221/2RT網(wǎng)段1網(wǎng)段2RT1/2RT物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段網(wǎng)段3網(wǎng)段4網(wǎng)段5BACnet互聯(lián)網(wǎng)B = 網(wǎng)橋 RT = 路由器R = 中繼器 1/2RT = 半路由器BACnet互聯(lián)網(wǎng)結構圖RRRRBRTBRRBACnet 簡介 BACnet 網(wǎng)絡拓撲結構Page 8October 22在BACnet拓撲中設備之間只存在一條邏輯通路，無需廣域網(wǎng)的最優(yōu)路由算法；其次

9、， BACnet具有單一的局部地址空間，所以BACnet參照OSI模型制定了簡化的網(wǎng)絡層協(xié)議，向應用層提供不確認無連接的數(shù)據(jù)單元傳送服務。每個BACnet設備都被一個網(wǎng)絡號碼和一個MAC地址唯一確定。網(wǎng)絡層通過“路由器”實現(xiàn)兩個或多個異類BACnet局域網(wǎng)（不同的數(shù)鏈層）的連接，并通過協(xié)議報文進行“路由器”的自動配置、路由表維護和擁塞控制。 BACnet路由器與每個網(wǎng)絡的連接處稱為一個“端口”。路由表中包含端口的下列項目：（）端口所連接網(wǎng)絡的MAC地址和網(wǎng)絡號；（）端口可到達網(wǎng)絡的網(wǎng)絡號列表及與這些網(wǎng)絡的連接狀態(tài)?！?”是半路由器，由連接形成一個完整的BACnet路由器，即網(wǎng)際網(wǎng)將廣域網(wǎng)技術向

10、應用層屏蔽。BACnet應用層即BACnet應用實體，通過API（應用編程接口）為上層應用程序服務，并與對等應用層實體通信。應用實體由兩部分組成：用戶單元和應用服務單元（ASE）。ASE是一組特定內(nèi)容的應用服務。而用戶單元支持本地API、保存事務處理上下文信息、產(chǎn)生請求ID、記錄ID對應的應用服務響應、維護超時重傳機制所需的計數(shù)器以及將設備行為要求映射為對象。BACnet應用層提供證實和非證實兩種類型的服務。 BACnet定義了四種服務原語：請求、指示、響應和證實，它們通過應用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ADPU）傳遞。由于BACnet建立在無連接的通信模式上，所以OSI模型提供端到端服務的傳輸層部分簡化

11、功能也由應用層實現(xiàn)，分別為：可靠的端到端傳輸和差錯校驗；報文分段和流量控制；報文重組和序列控制。BACnet 簡介 BACnet 網(wǎng)絡拓撲結構Page 9October 22的對象,服務和功能組BACnet采用面向?qū)ο蠹夹g，借此提供一種表示樓宇自控設備的標準。在BACnet中，對象就是在網(wǎng)絡設備之間傳輸?shù)囊唤M數(shù)據(jù)結構，網(wǎng)絡設備通過讀取、修改封裝在應用層ADPU中的對象數(shù)據(jù)結構，實現(xiàn)互操作。BACnet目前定義了個對象，如表所示，每個對象都必須有三個屬性：對象標志符（ObjectIdentifier）、對象名稱（ObjectName）和對象類型（ObjectType）。其中，對象標志符用來唯一標

12、識對象；BACnet設備可以通過廣播自身包含的某個對象的對象名稱，與包含相關對象的設備建立聯(lián)系。BACnet協(xié)議要求每個設備都要包含“設備對象”，通過對其屬性的讀取可以讓網(wǎng)絡獲得設備的全部信息。 BACnet 簡介 BACnet 對象,服務和功能組Page 10October 22對 象 名 稱應 用 舉 例1模擬輸入Analog Input模擬傳感器輸入如機械開關On/Off輸入2模擬輸出Analog Output模擬控制量輸出3模擬值Analog Value模擬控制設備參數(shù)如設備閥值4數(shù)字輸入Binary Input數(shù)字傳感器輸入如電子開關On/Off輸入5數(shù)字輸出Binary Outpu

13、t繼電器輸出6數(shù)字值Binary Value數(shù)字控制系統(tǒng)參數(shù)7命令Command向多設備多對象寫多值如日期設置8日歷表Calender程序定義的事件執(zhí)行日期列表9時間表Schedule周期操作時間表BACnet 簡介 BACnet 對象,服務和功能組Page 11October 2210事件登記Event Enrollment描述錯誤狀態(tài)事件如輸入值超界或報警事件。通知一個設備對象，也可通過“通知類”對象通知多設備對象11文件File允許訪問（讀/寫）設備支持的數(shù)據(jù)文件12組Group提供單一操作下訪問多對象多屬性13環(huán)Loop提供訪問一個“控制環(huán)”的標準化操作14多態(tài)輸入Multi-stat

14、e Output表述多狀態(tài)處理程序的狀況，如制冷設備開、關和除霜循環(huán)15多態(tài)輸出Multi-state Output表述多狀態(tài)處理程序的期望狀態(tài)，如制冷設備開始冷卻、除霜的時間16通知類Notification Class包含一個設備列表，配合“事件登記”對象將報警報文發(fā)送給多設備17程序Program允許設備應用程序開始和停止、裝載和卸載，并報告程序當前狀態(tài)18設備Device其屬性表示設備支持的對象和服務以及設備商和固件版本等信息BACnet 簡介 BACnet 對象,服務和功能組Page 12October 22在BACnet中，把對象的方法稱為服務，對象及其屬性提供了對一個樓宇自控設備

15、“網(wǎng)絡可見信息”的抽象描述，而服務提供了如何訪問和操作這些信息的命令和方法。 BACnet設備通過在網(wǎng)絡中傳遞服務請求和服務應答報文實現(xiàn)服務。BACnet定義了種服務，并將其劃分為個類別：（）報警與事件服務（Alarm and Event Services）包含種服務處理環(huán)境狀態(tài)的變化，提供了BACnet設備預設的請求值改變通告、請求報警或事件狀態(tài)摘要、發(fā)送報警或事件通知、收到報警通知確認等方法；（）文件訪問服務（File Access Services）包含種服務，提供讀寫文件的方法，包括上下載控制程序和數(shù)據(jù)庫的能力；（）對象訪問服務（Object Access Services）包含種服務

16、，提供了讀、修改和寫屬性值以及增刪對象的方法；（）遠程設備管理服務（Remote Device Management Services）包含種服務，提供對BACnet設備進行維護和故障檢測的工具、方法；（）虛擬終端服務（ Terminal Services）包含種服務，提供了一種面向字符的數(shù)據(jù)雙向交換機制，使其他具有專有特性的樓宇自控設備成為一個BACnet虛擬終端并使BACnet網(wǎng)絡能對其進行重構；（）網(wǎng)絡安全服務（Network Security Services）包含種服務，提供對等實體驗證、數(shù)據(jù)源驗證、操作者驗證和數(shù)據(jù)加密等功能。BACnet功能組規(guī)定了實現(xiàn)特定控制功能所需的對象和服務

17、的組合。 BACnet已定義了個功能組，包括時鐘功能組、事件響應功能組、文件功能組、虛擬終端功能組、設備通信功能組等。BACnet 簡介 BACnet 對象,服務和功能組Page 13October 22BACnet的互聯(lián)網(wǎng)擴展目前，BACnet標準使用兩種技術實現(xiàn)與Internet的互聯(lián)。第一種技術附件H中稱之為“隧道”技術，并將其設備稱之為分組封裝拆裝設備，簡稱PAD。其作用就像一個網(wǎng)關路由器，兩個半路由器連接廣域網(wǎng)形成一個完全的BACnet路由器有。第二種技術附件J中稱之為Bacnet/IP，設備直接封裝IP幀包在Bacnet網(wǎng)絡和Internet上傳輸。PAD將BACnet報文數(shù)據(jù)封裝

18、在IP協(xié)議數(shù)據(jù)包內(nèi)傳輸，在目的BACnet網(wǎng)絡解封。因此每個連接Internet的BACnet網(wǎng)絡都要配置PAD網(wǎng)關路由器。它可以是一個單獨的設備，也可以是某種樓宇控制設備功能的一部分。ASHRAE于年月正式發(fā)布附件J并成為美國國家標準。它規(guī)范了支持TCP/IP的設備組建BACnet網(wǎng)絡的技術，并稱之為BACnet/IP網(wǎng)絡，簡稱B/IP，是一個或多個IP子網(wǎng)組成的集合，整體具有單獨的Bacnet網(wǎng)絡號。BACnet/IP網(wǎng)絡報文在網(wǎng)絡層是IP包，在傳輸層是UDP數(shù)據(jù)報，從而實現(xiàn)與Internet的TCP/IP協(xié)議的融合。開放、兼容、靈活、獲得廣泛支持并且專門針對智能建筑的通信協(xié)議或現(xiàn)場總線必

19、將成為智能建筑領域的一個發(fā)展方向。而BACnet協(xié)議正是這樣一種具有開拓性的技術，使不同廠商的設備能夠互聯(lián)、互換和互操作，打造無縫連接（Seamless Linking）的樓宇自動化系統(tǒng)，充分滿足了業(yè)主、用戶和集成商的需求并提供了多種網(wǎng)絡互聯(lián)和接入Internet的方案，為智能建筑內(nèi)部各系統(tǒng)之間的集成提供了便利條件，使智能建筑搭乘信息高速公路變得輕而易舉。BACnet 簡介 BACnet 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展Page 14October 22BACnet設備級別Bacnet定義了個一致性類別（設備級別）。一致性類別的分級編號為，最低級別是類別。每個類別都規(guī)定了設備要實現(xiàn)的最小服務子集，且包含低級別的所有

20、服務。為了幫助用戶和工程人員確定不同BACnet設備之間的互操作性，需要廠商為每個設備提供標準格式文件以標識設備中己實現(xiàn)的BACnet標準的內(nèi)容，即文件需包括設備符合BACnet等級的說明。這個文件就是PICS（Protocol Implementation Conformance Statement），它包括：（）標識廠商和描述設備的基本信息；（）設備符合BACnet的級別；（）設備所支持的功能組；（）設備所支持的基于標準或?qū)Ｓ械姆?，設備啟動或響應服務請求的能力；（）設備所支持的基于標準或?qū)Ｓ械膶ο箢愋图捌鋵傩悦枋?；（）設備支持的數(shù)據(jù)鏈路技術；（）設備支持的分段請求和響應。BACnet 簡

21、介 BACnet 設備級別Page 15October 22支持的通訊1. IO擴展總線2.Process BUS 過程總線3.Modbus RS485 通訊4.Modbus IP 通訊5.Modem 接口6.IP service 接口7. HMI RS485接口8. 通訊集成A.BACnet IPB.BACnet MS/TPC.Adwance WebD.Remote OPCClimatix6xx BACnet 簡介 Climatix6xx 網(wǎng)絡拓撲簡介Page 16October 22硬件簡介:Climatix BACnet IP 模塊 POL 908.00/xxx此模塊擴展了Climati

22、x 系列控制器 POL6xx.xx的通訊功能,實現(xiàn)了與BACnet IP 網(wǎng)絡的連接BACnet IP 模塊 POL 908.00/xxx具有以下特性：1.必須通過通訊連接器連接在Climatix控制器左側(cè)2.通過HMI或Scope配置網(wǎng)絡參數(shù)。3.支持BACnet服務器4.支持BACnet客戶端5.支持BACnet IP(B-AAC Profile和BBMD)附：控制器上電前，要先將網(wǎng)線和PC連接才能識別通訊模塊當模塊 POL 908.00/xxx正常運行時，BSP和BUS燈常綠Climatix6xx BACnet 簡介 Climatix6xx BACnet/IP 模塊簡介Page 17Oc

23、tober 22Climatix6xx BACnet 簡介 Climatix6xx BACnet MS/TP 模塊簡介硬件簡介:Climatix BACnet MS/TP 模塊 POL 904.00/xxx此模塊擴展了Climatix 系列控制器 POL6xx.xx的通訊功能,實現(xiàn)了與BACnet MS/TP 網(wǎng)絡的連接BACnet MS/TP模塊 POL 904.00/xxx具有以下特性：1.必須通過通訊連接器連接在Climatix控制器左側(cè)2.通過HMI或Scope配置網(wǎng)絡參數(shù)。3.支持BACnet服務器4.支持BACnet客戶端5.支持不同波特率的BACnet MS/TP （B-AAC

24、Profile）附：當模塊 POL 904.00/xxx正常運行時，BSP和BUS燈常綠 MS/TP遵循EIA-485信號標準，使用屏蔽雙絞線組成LAN 速度從9.6kbit/s到76.8kbit/s.Page 18October 22Climatix6xx BACnet IPClimatix6xx BACnet 簡介 Climatix6xx BACnet 網(wǎng)絡簡介Page 19October 22Climatix6xx BACnet MS/TPClimatix6xx BACnet 簡介 Climatix6xx BACnet 網(wǎng)絡簡介Page 20October 22Climatix6xx BACnet IP 與 LonWorkClimatix6xx BACnet 簡介 Climatix6xx BACnet 網(wǎng)絡簡介Page 21October 22Climatix6xx BACnet IP 在