楼宇自控系统架构设计 通常，一个好的架构设计可以很容易地集成各种成熟先进的技术，产品选择范围很广。性价比高；便于系统升级；能够适应未来一定时期的发展需求，具有良好的扩展性；系统运行和维护的备件很容易获得。开放性和兼容性都不错。所以。系统架构设计是系统设计的基础和灵魂。系统架构的技术水平决定了系统的关键功能能否实现，系统设备的选择和协调，以及系统投入运行后的维护、扩展和升级。以下是楼宇自控系统发展的技术现状。从网络、软件、硬件、数据等的结构和集成方案分析，希望为楼宇自控系统的架构设计提供一种系统分析方法。2、网络结构楼宇自动化系统的网络一般包括管理网络和控制网络。考虑控制网络的特性。控制网络也可以分为一到两层。形成两层或三层的网络结构。三层网络的主流结构和主要性能指标如表1所示。 第一层：管理网络或综合网络；2/3层：控制网络或现场网络，楼宇控制系统通信网络主流结构及性能指标3、软件结构3、软件结构白控系统的软件结构主要包括C/S和B/S。4、硬件结构楼宇自控系统的硬件设计一般采用模块化结构。设计时要规划好模块的控制方式、控制站规模、信号采集方式、信号处理精度和I/O密度，使硬件设备可以灵活扩展，控制可靠性、处理能力和处理精度能满足应用要求。软件结构 白控系统的软件结构主要包括C/S和B/S。4、硬件结构楼宇自控系统的硬件设计一般采用模块化结构。设计时要规划好模块的控制方式、控制站规模、信号采集方式、信号处理精度和I/O密度，使硬件设备可以灵活扩展，控制可靠性、处理能力和处理精度能满足应用要求。软件结构 白控系统的软件结构主要包括C/S和B/S。4、硬件结构楼宇自控系统的硬件设计一般采用模块化结构。设计时要规划好模块的控制方式、控制站规模、信号采集方式、信号处理精度和I/O密度，使硬件设备可以灵活扩展，控制可靠性、处理能力和处理精度能满足应用要求。

硬件结构规划建议见表3。 5、随着建筑智能化程度的提高，系统集成结构。人们对施工设备的控制和管理不再局限于简单的集中远程启停操作和控制室单机环境参数的优化控制。而是上升到系统的全局优化控制。影响施工设备联动控制的因素不再局限于楼宇自控系统内部，比如检测到火警时。需要立即停止空调设备，通风设备应立即进入防烟排风条件，启动消防广播，组织人员疏散，启动疏散指令系统，电梯必须降落在一楼等；另一个例子是检测到防盗警报时。快速启动门禁系统，控制相关出入口和停车场出入口，开启报警现场照明系统，调用闭路电视监控系统记录报警现场及过程，广播系统将启动，通知相关人员迅速进入现场处理事故等。上述看似简单的联动工作，实际上涉及到楼宇自控系统、防盗报警系统、火灾报警系统、视频监控系统等。 、门禁系统、广播系统、照明系统、停车管理系统、智能建筑中的电子公告和信息。多个弱电子系统的发布等工作协调问题。由于各个子系统独立发展，系统之间的互联互通必须进行专门的集成设计。按照一体化设计的方式。集成方式大致分为控制层集成和管理层集成。各种集成方法的特点和应用简述如表4。数据结构的设计一般包括两部分：嵌入在监控软件中的数据库处理程序和外部数据库处理程序。由于各个子系统独立发展，系统之间的互联互通必须进行专门的集成设计。按照一体化设计的方式。集成方式大致分为控制层集成和管理层集成。各种集成方法的特点和应用简述如表4。数据结构的设计一般包括两部分：嵌入在监控软件中的数据库处理程序和外部数据库处理程序。由于各个子系统独立发展，系统之间的互联互通必须进行专门的集成设计。按照一体化设计的方式。集成方式大致分为控制层集成和管理层集成。各种集成方法的特点和应用简述如表4。数据结构的设计一般包括两部分：嵌入在监控软件中的数据库处理程序和外部数据库处理程序。

通常楼宇自控网关，在HMI监控软件中嵌入了一个数据库程序模块。考虑HMI软件本身的功能定位和性能。该嵌入式数据库程序主要用于实时数据库操作、管理和归档。但是归档历史数据库的管理、查询和分析处理能力较弱，这也是目前HMI软件的报表功能不理想的主要原因。因此，如果需要对'3文件的历史数据库进行综合分析，可以提高归档历史数据库的附加值。除 HMI 软件外，还必须选择合适的数据库处理软件。可以根据以下处理原则选择两级数据库处理软件，即：根据系统应用数据库的大小。对于一般的中小型数据库，使用 等数据库，对于中大型数据库，使用 MS SQL。对于大型数据库，应该使用高性能的数据库处理软件。9、拓扑结构当网络规模较大或网络异构时。可配置路由器，扩大网络规模；连接第三方系统时，可配置集成网关，解决系统间的互联互通问题。因此，网络结构和拓扑连接有多种选择。针对DDC控制器、网络控制器、路由器、综合网关的互联互通解决方案，上位机监控系统等楼宇自控系统中的组成部分，常用的拓扑结构如下： 访问级。每个拓扑都有各种特定的连接变体。

主要特点描述：系统只有控制网络。上位机管理系统通过网卡与控制层相连。优点：简单、经济、适用、方便快捷的系统调试。缺点：可扩展性差。应用示例： (]) C-Bus 总线用于霍尼韦尔系统。（2)使用SLTA-10连接LON总线。应用：中小型项目应用（500点监控规模以下），系统无后续扩展要求。对系统处理速度和可靠性要求不高。表 5 上位 计算机系统通过网卡直接管理 DDC 控制系统架构 1 及其变形 s1-1 添加 FCN2 s1-2. 网关与 PC 连接实现系统集成 s1-3.@ > 表 6 主机系统 通过网络适配器直接管理 DDC 控制系统架构 2 及其变体。与架构1的区别在于网卡由网络控制器或适配器代替。

S2-1：添加FCN2 s2-2 网关与PC 连接楼宇自控网关，实现一体化 s2-3：网关与DDC 连接。实现集成s2-4，集成网关直接连接控制网络集成s2-5：使用网络控制器进行集成间接管理DDC控制系统的主要特点：采用管理层和控制层两层结构，管理层与网络控制器相连，上位机管理系统同时与多个网络控制器相连。优点：可以专注于设计高性价比的网络控制器，提高系统的整体性能。架构设计简单，扩展性好，性价比高。缺点：投入成本比较高。应用示例：约翰逊的 ADS，M< @3、M5系统Oles系统系统应用场合：系统规模大，或后续扩容，对外网络连接有较高要求。架构 3 及其变体 S3-1。添加FCN2 S3-2.连接管理层网关实现系统集成S3-3.@>连接控制层网关实现系统集成连接路由器S1-5.集成网关和路由器都链接到管理层7.4、上位机系统通过管理层网络直接管理DDC控制系统。主要特点：采用管理层和控制层。分层结构，管理层接DDC控制器，

优点：DDC直接与上位机管理系统相连，结构简单，控制管理指令直接下发给DDC，简化了控制过程。缺点：对DDC控制要求较高。应用示例：西门子 S600 系统。应用：系统规模大，或后续扩容，外网连接要求不高。架构 4 及其变体 S4-1。添加FCN2 S4-2.连接管理层网关实现系统集成 S4-3.@>连接控制层网关实现系统集成 S4-4.集成网关和路由器连接到管理层 S4 -5. 在控制层连接综合网关，在管理层连接路由器7.5、上位机系统不仅可以通过管理层网络直接管理DDC控制系统，还可以使用网络控制器同时间接管理DDC控制系统7.5、上位机系统不仅可以通过管理层网络直接管理DDC控制系统，还可以通过DDC控制系统间接管理DDC控制系统。网络控制器的帮助。主要特点：采用管理层和控制层两层结构；DDC控制器和网络控制器在管理层连接在同一层，上位机管理系统对DDC控制器的控制可以直接由网络控制器下发或转发。优点：系统架构完全开放，扩展性好。缺点：管理管控难度较大，对朱DDC控制器要求较高。架构 5 及其变体 S5-1。添加FCN2 S5-2.连接管理层网关实现系统集成 S5-3.@>连接控制层网关实现系统集成 S5-4.集成网关和路由器接管理层S5 -5.接控制层综合网关，接管理层路由器8、其他8.1、

在设计不同厂家的监控软件时，要考虑系统的监控规模。8.2、操作系统平台选择操作系统平台是指监控软件必须基于的软件环境。几乎所有厂商的产品都是基于该平台开发的。如无特殊要求，默认选择平台。（如果对可靠性有特殊要求）也可以选择Unix或Linux平台。因为支持跨平台的产品并不多。产品选择有一定的限制。目前支持跨平台的产品包括 Oles的系统。8. 3 软件系统升级 软件系统升级是指软件功能升级或软件版本升级。在基于c/s架构的系统中，软件系统升级时要考虑客户端和服务器的同时升级，同时也会涉及到所有硬件配置的调整，通常会造成很大的麻烦。在基于B/S架构的系统中，软件升级时只需要升级服务器部分，对系统功能改进的适应性较好。9、总结上面已经讨论了楼宇自动化系统的架构设计中要考虑的几个主要问题。由于具体的架构设计非常灵活，最后对架构设计进行总结，为架构设计的系统思考提供方法。具体说明如下： 第一步：网络结构设计。主要评估各厂商产品目前的技术指标、各厂商产品对协议的支持程度、系统规模、预计投资等。设计网络结构。

例如，优先考虑当前通用性好、可扩展性好、产品选择范围广的协议架构，管理层采用以太网，控制层采用MS/TP网络的双层网络结构。第二步：一体化结构设计。主要评估系统集成中系统集成对象要实现的功能、交互信息量、支持的协议类型等，并结合厂商产品的性价比进行集成结构设计。例如，优先考虑开放性好、协议支持类型多、联动控制效果好、与集成信息交互能力强的控制层集成方案，并通过专用网关集成在管理层网络中。第三步：拓扑设计。主要评估系统与之前系统的兼容性和未来的可扩展性，综合考虑网络结构和集成方案等，设计拓扑结构。例如，上述拓扑中的架构 S5-2/$5-4 优先。第四步：数据结构设计。主要评估系统实时数据库的规模、实时数据库的备案要求和实时数据库的综合利用情况，结合厂家的HMI软件设计数据库软件的嵌入情况。例如，最好使用嵌入式 SQL 数据库模块和外部配置的 SQL 数据库软件。第五步：硬件结构设计。主要评价系统监测信息点分布、监测信息处理精度要求、联动控制时监测信息之间的相关程度、预计投资成本等。结合厂家产品的技术指标和性价比。硬件结构设计在网络结构、集成结构和拓扑结构设计之前。监控信息的处理精度要求，联动控制时监控信息的相关程度，预计投资成本。结合厂家产品的技术指标和性价比。硬件结构设计在网络结构、集成结构和拓扑结构设计之前。监控信息的处理精度要求，联动控制时监控信息的相关程度，预计投资成本。结合厂家产品的技术指标和性价比。硬件结构设计在网络结构、集成结构和拓扑结构设计之前。

例如，优先考虑集中t/o和分布式I/O共存的分布式控制结构，将关联度高的监控信息尽可能由一个控制器管理，以降低故障率。联动控制，优化网络数据流。第六步：软件结构设计。主要评价系统监控信息的综合利用情况（如信息控制需求、分析处理需求、信息发布需求等）、业务业务需求的变化、监控系统运行所涉及人员的素质，以及系统的未来升级和扩展。， 来设计。例如，具有较强实时监控和处理能力的c/s架构优先用于楼宇自控系统的监控和管理。当信息发布要求高时，增加WEB服务器的c/s进行转换。B/S结构并存的方案。第 7 步：考虑其他因素。主要评估系统的监控规模，选择合适的HMI软件控制点容量。应用实例：(1）加拿大可信系统(2）加拿大Delta系统(3)Ayton系统(4）Zolin系统应用：系统规模大，或用于后续扩容)同时系统的开放性非常高。 * * 1、概览6、数据结构7. 1、