楼宇自控产品教材-Delta

19．3DeltaControls公司的ORCA系统DeltaControls公司是专业楼宇自控产品制造商，总部位于加拿大温哥华，该公司成立于1987年，主要产品包括ORCA系统及相关的外围设备，应用范围覆盖了暖通空调、照明、门禁、CCTV等领域。9．3．1ORCA系统简介ORCA的含义是开放实时控制结构(OpenReal-timeControlArchitecture)，是一个全面遵循BACnet标准的系统，其中任何控制器或软件都是标准的BACnet产品。ORCA系统结构采用分级式的设计，这样，无论应用在大型、复杂项目中还是小型、简单项目中，都可以保证通讯的简便、高效。同时，ORCA的这种结构又是十分灵活的，能够实现多种形式的配置。ORCA主要结构分三级：区域级、系统级、子网级。9．3．1．1区域级这一级的主要任务是实现跨区域的远程互连，例如实现分别位于不同城市的多栋建筑的互连，以方便统一管理。这一级采用的通讯协议是BACnetIP。应用在这一级的典型产品是系统管理器DSM-050，该产品同级互连采用BACnetIP协议，对下一级的其他协议提供路由服务。下面简单介绍该产品的特性。DSM-050是标准类型的BACnet产品，属于BACnet产品分类中的路由器一类。该产品提供BACnetEthernet、BACnetMS/TP和BACnetPTP协议与BACnetIP协议之间的路由功能。通讯端口：一个RS-485口，支持BACnetMS/TP协议通讯速率：9600、19200、38400或76800bps（默认）两个RS-232口，支持BACnetPTP协议通讯速率：9600、19200或38400bps一个10Base-T以太网口，支持BACnetEthernet和BACnet/IP协议通讯速率：10Mbps硬件技术参数：32位处理器1M字节Flash存储器256K字节SRAM存储器（可扩展到1256K字节）实时时钟，锂电池作为时钟和SRAM的后备LED状态指示，用来指示网络状态供电：24VAC29．3．1．2系统级这一级也称为管理级，主要任务是实现本地高速互连，例如建筑物内部A区、B区和设备区的互连，这一级采用的协议主要是BACnetEthernet，同时也可以采用BACnetMS/TP，以满足一些小型项目的需求。应用在这一级的典型产品为系统控制器DSC-1616E，该产品同级互连采用BACnetEthernet协议，同时对下一级的其他协议提供路由服务。下面简单介绍该产品的特性。DSC-1616E是标准类型的BACnet产品，同时属于BACnet产品分类中的楼宇控制器和路由器。该产品提供BACnetMS/TP和BACnetPTP协议与BACnetEthernet协议之间的路由功能。完全可编程，可以建立、修改BACnet多种对象来满足特定的需求。16点通用输入，12位分辨率，支持0-5v、0-10v、10K电阻、4-10mA，每点输入均有LED状态指示，16点通用输出，支持0-10v，可用软件配置为二进制或模拟输出，每点输出均有LED状态指示通讯口端口：两个RS-485口，支持BACnetMS/TP协议通讯速率：9600、19200、38400或76800bps（默认）一个RS-232口，支持BACnetPTP协议通讯速率：9600、19200或38400bps一个10Base-T以太网口，支持BACnetEthernet协议通讯速率：10Mbps硬件技术参数16位处理器1M字节Flash存储器512K字节SRAM存储器实时时钟，锂电池作为时钟和SRAM的后备LED状态指示，用来指示CPU和网络状态供电：24VAC9．3．1．3子网级这一级也称为现场控制级，主要任务是实现本地低成本互连，例如空调机组控制器、新风机组控制器和排风机控制器的互连，这一级采用的协议是BACnetMS/TP。应用在这一级的典型产品为应用控制器DAC-633。下面简单介绍该产品的特性。DAC-633是标准类型的BACnet产品，属于BACnet产品分类中的高级控制器。完全可编程，可以建立、修改多种BACnet对象来满足特定的需求。6点通用输入，12位分辨率，支持0-5v、0-10v、10K电阻、4-10mA，每点输入均有LED状态指示，3点通用输出，支持0-10v，可用软件配置为二进制或模拟输出，3点大功率开关输出，能力为3AC24V、0.5A，每点输出均有LED状态指示通讯端口：两个RS-485口，其中一个支持BACnetMS/TP协议，另一个用于输入输出扩展通讯速率：9600、19200、38400或76800bps（默认）硬件技术参数16位处理器512K字节Flash存储器64K字节SRAM存储器LED状态指示，用来指示CPU和网络状态供电：24VAC9．3．1．4工作站工作站软件产品为ORCAview，属于BACnet产品分类中的操作员工作站。该产品可以运行于WIN98、WINNT、WIN2000、WINXP等常用操作系统，支持BACnetIP、BACnetEthernet、BACnetMS/TP、BACnetPTP协议。工作站可以位于三级网络的任意一级，由于工作站数据流量较大，在实际工程中通常配置在最高级。ORCAview同样可采用BACnetPTP协议通过调制解调器连接任何一个DSC（例如DSC-1616E）进行远程控制。ORCAview是集管理、编程、调试和监控于一体的工作站软件，主要软件模块包括导航器和图形界面。其中导航器是BACnet对象的操作工具，内含对象编辑器和GCL（通用控制语言）程序编辑器，导航器的使用很象WINDOWS资源管理器的网上邻居，左边一栏为在线BACnet设备，选中一台设备，右边一栏会出现该设备的所有BACnet对象，双击对象可以打开属性对话框。图形界面提供编辑和运行两种模式，可以绘制矢量图，支持多种标准图形、图象格式及声音文件格式，把导航器中显示的对象拖放到图形界面就可以简单直观地显示数据。ORCAview可以直接操作其他生产商的BACnet产品。9．3．1．5WEB服务器WEB服务器软件产品为ORCAweb，该软件可以将ORCAview中的图形界面以网页形式发布到国际互连网，供多个用户同时远程浏览操作权限范围内的设备。在用户端不需要安装专用软件，使用IE或Netscape等浏览工具就可以实现监控功能。软件不限制同时使用的用户人数。ORCAweb可以运行于WIN2000PRO或WIN2000SERVER系统。4DSC-1616EDSC-1616EDSC-1616EDAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DAC-633DSM-050ORCAview工作站ORCAweb服务器通用路由器国际互连网以太网RS-485总线图19．3．1．6典型网络结构本节仅以上面介绍的几种产品为例，构造一个典型的网络，见图1。在图1的结构中，DAC-633通常用于控制简单、分散的设备，例如各楼层的空调机组、排风机等，一个区域内的DAC-633通过RS-485总线组成一个子网，运行协议为BACnetMS/TP。DSC-1616E通常用于控制楼宇内的复杂、集中的设备，例如冷水系统、锅炉、换热器等，DSC-1616E通过以太网组成系统级网络，运行协议为BACnetEthernet。同时DSC-1616E还具有路由功能，在这里作为一个区域的子网到系统级网络的路由器。ORCAview工作站和ORCAweb服务器均设置在系统级网络，与其他BACnet产品采用BACnetEthernet协议通讯。网络中采用了一台通用路由器连接到国际互连网。为简化网络，三种协议：BACnetEthernet、BACnetIP和HTTP都共同分享本地以太网局域网。其中DSC-1616E、ORCAview工作站、ORCAweb服务器和DSM-050之间的通讯协议为BACnetEthernet，DSM-050通过通用路由器到达国际互连网的5通讯协议为BACnetIP，ORCAweb服务器通过通用路由器到达国际互连网的通讯协议为HTTP。这三种协议中，BACnetIP和HTTP协议是可以被路由的协议，可以通过国际互连网。DSM-050在这里也是一个路由器，它把BACnetEthernet协议转换为BACnetIP协议，用于通过国际互连网与其他楼宇的网络远程互连。ORCAweb服务器通过HTTP协议把图形界面以网页形式发布到国际互连网，供用户远程浏览操作。工程应用实例ORCA系统已经成功的应用在全球范围内的数千个项目中。以下针对蒙特利尔国际机场项目做进一步说明。该项目位于加拿大蒙特利尔，IO点数在15000左右，使用了近600台控制器。9．3．2．1网络结构机场项目的特点是建筑面积远远大于一般建筑物，受控设备种类多、数量大、分布复杂，因此该项目的网络主干采用光纤以太网，以满足距离和带宽的需求。主干网络首先根据功能和平面位置将机场分为若干区域，光纤由中心光纤交换机直接敷设到各个区域，然后再通过光端机和RJ-45接口的交换机提供区域内的连接。主干网的结构见图2。在主干网中运行多种协议，包括BACnetEthernet、BACnetIP和HTTP，下面对其中的典型区域做进一步分析，下面的分析中，将主干网简化为一条实线，忽略具体结构。光纤交换机主航站楼A区主航站楼B区主航站楼C区主航站楼D区主航站楼E区主航站楼F区国内航班廊桥A区国内航班廊桥B区国际航班廊桥A区国际航班廊桥B区空港区管理区交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机交换机光端机光纤图26主航站楼A区该区包括10台空调机组、22个照明箱、86个VAV箱和一套电力监视系统，采用了2个级别的控制器，10台系统级控制器用于空调机组、108台子网级控制器用于照明和VAV箱，电力监视系统采用了ModBus协议，不能直接接入BACnet网络，必须使用网关。网络结构见图3。其中子网采用RS-485总线，波特率为76.8K，运行协议BACnetMS/TP。空港区该区包括12台空调机组、4个照明箱、34个VAV箱和4台McQUAY制冷机及外围设备，采用了2个级别的控制器，12台系统级控制器用于空调机组、2台系统级控制器用于制冷机外围设备，38台子网级控制器用于照明和VAV箱，McQUAY制冷机直接支持BACnetMS/TP协议，可以直接接入网络，不需要网关。网络结构见图4。其中子网采用RS-485总线，波特率为76.8K，运行协议BACnetMS/TP。BACnet网关系统级控制器…系统级控制器电力监视器电力监视器子网级控制器子网级控制器子网级控制器子网级控制器图3（主航站楼A区）………主干网子网ModBus系统级控制器系统级控制器…系统级控制器子网级控制器子网级控制器子网级控制器子网级控制器冷水机组控制器子网级控制器图4（空港区）………主干网子网7国内航班廊桥A区该区包括7台空调机组、4个照明箱、73个VAV箱和1套SOMFY自动遮阳/防雨系统，采用了2个级别的控制器，7台系统级控制器用于空调机组、77台子网级控制器用于照明和VAV箱。SOMFY自动遮阳/防雨系统自成一套系统，设备分布于所有廊桥，采用LonWork技术组网，不能直接接入BACnet网络，需要使用网关，其网关位于国内航班廊桥A区。网络结构见图5。其中子网采用RS-485总线，波特率为76.8K，运行协议BACnetMS/TP。管理区该区包括一台BACnetIP路由器（DSM-050）、一台ORCAweb服务器、4台ORCAview工作站和一台连接广域网的通用路由器。DSM-050用于通过广域网与其他建筑互操作，ORCAweb服务器用于BACnet网关系统级控制器…系统级控制器SOMFY控制器SOMFY控制器子网级控制器