基于DCS的控制系统产品
目前基于DCS的楼宇自动化系统的品牌和生产商很多，在国际上影响比较大的公司有美国的Honeywell、JOHNSON Control、Andover Control、德国的SIEMENS、瑞典的TAC等，国内有北京的清华同方等。下面对市场占有率高、在业内影响比较大的三个具有代表性的系统作简单的介绍。
2.7.1EXCEL5000（Honeywell）
美国霍尼韦尔（Honeywell）公司的EXCEL5000系统，是一套专门用于楼宇自动化系统的集散型控制系统，其系统结构示意图见图2.50。
图2.50EXCEL5000系统结构示意图
EXCEL5000系统管理层采用共享总线型网络拓扑结构的以太网，传输速率为10Mbps；控制层采用C-BUS（RS-485）总线，DDC控制器直接挂在总线上，总线（C-BUS）传输速率为1Mbps。
在图2.50中的现场设备可以是空调系统、供热系统、给排水系统、供电系统、照明系统、消防系统及安防系统等。传感器接收现场设备物理量变化的信号输入DDC，控制器输出控制信号控制执行器工作。各个DDC直接连到控制总线（第三方现场控制器可通过网关接入总线）上。在网络或网关上可以接上监控微机、打印机，也可以和其他系统（安防、电梯、火灾报警等）相连；通过MODEM可以用电话线路与其他系统进行远程通信。
图2.50中中央工作站（WS，Workstation）所用的系统平台和软件，一般有基本型建筑物自动化系统（XBS）和企业网建筑物设备集成系统（EBI，Enterprise Buildings Integrator）
两种类型。
1.企业网建筑物设备集成系统（EBI）
EBI系统是美国霍尼韦尔公司近年来新推出的、专门用于建筑弱电系统集成软件。EBI系统有一个充分开放的、采用客户机/服务器体系的系统网络结构。客户机、服务器和工作站都运行在Windows NT4.X（或更高版本）的环境下。中央站嵌入了Web服务器，系统在保留实时数据库的同时，增加了关系数据库。中央站有3层结构：Web服务器、数据访问层和混合数据库层，可以实现建筑物自动化系统与企业管理系统集成。
EBI包含了建筑物自动控制系统（Building Automatic Control System）、生命保障管理（Life
&Safety Management）、安防管理系统（Security Management System）。EBI同时包含了广泛的设备和协议界面，如TCP/IP协议的以太网通信、ODBC数据接口、Network API、Advance DDE客户端、BACnet客户机/服务器、OPC（OLE for Process Control）客户机、LonWorks、MS Excel数据交换等。EBI拥有当前主流系统集成平台的几乎所有先进特征，特别适用于智能建筑系统集成，实现BAS和建筑物智能化系统设备的通信连接。EBI所具有的设置、组态和编程开发功能，可以组建一整套完整的建筑物集成监控管理系统，分站或子站EBI内建的设备数据库允许第三方系统以标准的ODBC方式访问，进行数据交换。EBI系统特点可简单地归纳如下：
>专业的图形化人机交互界面；
>支持多个本地和远程的高性能工作站；
>对建筑物设备的数据进行实时监控；
>强大的报警系统；
>提供历史数据和趋势曲线分析；
>标准格式或用户自定义格式的报表；
>丰富的应用开发工具；
>支持符合工业标准的本地及远端多客户机/服务器体系；
>安防数据与人事系统集成；
>热冗余备用；
>全面支持Internet功能。
2.基本型建筑物自动化系统（XBS）基本型建筑物自动化系统（XBS）在通用的MS Windows/Windows NT操作环境下运行，采用下拉菜单、对话框和弹出视窗；XBS的开放性使它可以运行大量的Windows应用程序（如电子邮件、电子表格、文字处理、相关数据库等）；XBS有与MS Windows相同的式样显示交互对话框、列表框和进入框；XBS是基于国际通用性而设计的，用它提供的翻译工具可以进行全面的翻译。其系统程序配有双向操作员接口，不仅直观，而且只需很少的培训时间就可以方便地使用。
XBS只需通过以下3个简单步骤就可以建立用户系统：
>加载MS Windows或Windows NT操作系统软件；
>通过交互、填空式的在线对话框，定义远方现场数据；
>定义微机如何连接到系统上（例如，LAN控制器总线或MODEM）。
在图2.50中，DDC包含不同类型的控制器。它包括Excel10、Excel20微型控制器（Excel
10可用于确定风量、风机盘管、变风量空调器的控制，Excel20是分散型DDC，它专门用于空调器、新风机组、照明等的控制与编程）、Excel80B/100B控制器（一种中型DDC，具有管理建筑物的功能，分为24点和36点两种规格）和Excel500/600控制器（一种大型DDC，不仅具有管理建筑物的功能，而且还可以容纳多个插入模块，包括计算、电源、调制解调、输入输出等，控制点最多可达128点，还可以通过LonWorks技术降低系统安装成本）等。
控制器的通信组件有：XPCPC卡、Q7054A1057MPCP基板、PA732-RS-485转换模块等。
控制器通过网络和总线与中央工作站和现场设备进行通信。网络通信通过以太网：标准以太网10Base5（用直径10mm，阻抗50Q粗同轴电缆）、PC以太网10Base2（采用阻抗532细同轴电缆RG58）、双绞线以太网10BaseT（采用非屏蔽双绞线UTP）和光缆以太网等。控制器总线全部采用非屏蔽双绞线UTP。
2 METASYS（JOHNSON CONTROLS）
美国江森公司（JOHNSONCONTROLS）是一家专门开发和生产建筑智能化系统产品的专业公司，METASYS建筑物自动化系统是该公司为楼宇自动化推出的基于DCS的自动化系统产品，其系统结构如图2.51所示。
图2.51METASYS系统结构示意图
图2.51中各种设备模块简单说明如下。
>网络控制器（NCU，Network Control Unit）：与网络及其他控制器连接，起控制和通信作用。它可以单独起控制作用，也可通过N1网络与其他NCU联合使用，它同时也是系统操作员的输入输出接口；它采用模块化结构，由一系列电子、电气和气动模块组成。
>网络扩展器（NEU，Network Extend Unit）：用于扩展网络控制单元的输入/输出监控点，由N2总线和网络控制单元连接。
>中央工作站（WS，Workstation）：系统采用微型计算机作为中央工作站，其软件具有操作指导程序和多级密码保护。能避免不必要的操作失误和人为干扰。
>VAV（Vary Air Volume，变风量）控制器：主要是对变风量空调进行控制，也可控制采暖和照明，它有6个模拟量输入、2个模拟量输出、4个数字量输入和6个数字量输出接口。
》AHU（Air Handling Unit，空气处理机组）控制器：用于控制各个空调器，它有8个模拟量输入、6个模拟量输出和10个数字量输出接口。
>智能照明控制器（ILC，Intillengent Lighting Controller）：主要用于控制照明设备。
>智能消防控制器（IFC，Intillengent Fire Alarm Controller）：用于与BAS的消防控制子系统连接。
>智能出入门禁控制器（IAC，Intillengent Access Controller）：用于与BAS的门禁子系统连接。
近年来，该公司向市场上推出了M5 Workstation建筑物自动化系统。该产品主要提高了网络信息管理能力，增强了METASYS结构的能力和灵活性，便于设备管理，通过高性能图像接口，操作员可以进行环境舒适管理、照明控制、响应紧急状态、优化控制策略，系统还可以集成电子表格、文字处理等第三方软件。
3 SYSTEM 600APOGEE（SIEMENS Landis&Steafa）
西门子（SIEMENS Landis&Steafa）公司的SYSTEM600APOGEE楼宇自动化系统是国际上广泛采用的建筑智能化产品之一，其系统组成如图2.52所示。
图2.52 SYSTEMAPOGEE600系统网络组成示意图
图2.52中各种设备模块简单说明如下。
>MBC（Moduler Building Controller）：模块化楼宇控制器。
>RBC（Remote Building Controller）：远程楼宇控制器。
》MEC（Moduler Equipment Controller）：模块化设备控制器。
》FLNC（Floor Level Network Controller）：楼层网络控制器。
>OPCD（Open Processor Communication Driver）：开放式通信驱动器。
>IFC（Intelligent Fire Controller）：智能火灾控制器。
>UC（Unitary Controller）：单元控制器。
>DPU（Digital Point Unit）：数字控制单元。
>TBC（Terminal Box Controller）：终端盒（VAV）控制器。
>RPC（Room Pressurization Controller）：室内压力控制器。
>FHC（Variable Air Volume Fume Hood Control System）：变风量风道控制系统。
>CVC（Constant Volume Controller）：定风量控制器。
>UCC（Unit Conditioner Controller）：单元式空调机组控制器。
>UVC（Unit Vent Controller）：单元式通风控制器。
S600系统是以工作站为核心，与现场DDC共同组成的集散型控制系统（DCS），系统有各种单元控制器，用来实现暖通空调、电力、照明、电梯、安防和消防等系统的监测与控制。
系统网络分成3层结构，即
>管理级网络（MLN，Management Level Network）：该层网络由以太网组成，Insight工作站可接入网络进行数据管理。
》楼宇级网络（BLN，Building Level Network）：该层网络为点对点同层网（Peer to Peer
Network），可以连接多台模块化控制器（MBC）、远程控制器（RBC）、楼层网络控制器（FLNC）、设备控制器（MEC）；并可通过OPCD与火灾报警系统及安防系统等相连。每个Insight工作站最多可有4个独立的楼宇级网络。
>楼层级网络（FLN，Floor Level Network）：每个模块化控制器（MBC）最多可有3个独立的楼层级网络（LAN），也可以通过楼层网络控制器（FLNC）扩展楼层级网络数量。每个楼层级网络可接多台独立单元控制器（UC）、开关量扩展单元（DPU）和其他的楼层级控制器。
S600系统的中央站由微机和打印机等设备组成，软件为Imsight工作站软件，采用实时多任务的视窗操作系统，配有DESIGNER绘图软件、控制语言（PPCL，Power Process Control Language），具有时间优化控制、检测参数动态显示，六级操作权限口令等功能。模块化控制器（MBC）是一种直接数字控制器（DDC），既可以作为BAS的现场控制器连网运行，同时作为楼层级区域网（3个独立LAN）的网络控制器，也可以作为独立控制器单独运行。
