EIB總線原理與實(shí)例分析

　　1 現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)總線及其在智能建筑應(yīng)用上的局限性

　　現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的協(xié)議，是新一代智能儀表的通信標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)（FF）的定義:“現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)”。 由于現(xiàn)場(chǎng)總線適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)，它一經(jīng)產(chǎn)生便成為全球工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的熱點(diǎn)，受到了全世界的普遍關(guān)注。

　　在20世紀(jì)80年代中期，德國(guó)、法國(guó)等歐洲國(guó)家的一些大公司相繼推出自己的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品，同時(shí)也制定了自己相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。自20世紀(jì)90年代以后，全世界發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)總線已達(dá)數(shù)十種。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)勝劣汰后，目前有幾種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已逐漸具有影響力并在一些特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示了自己的優(yōu)勢(shì)，比較有代表性的包括了FF，Lonworks，CAN，Profibus，WorldFIP，HART等等。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的產(chǎn)生促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，并且使現(xiàn)場(chǎng)控制的功能更加強(qiáng)大。由于采用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)而帶來(lái)了過(guò)程控制系統(tǒng)的開(kāi)放性，使得系統(tǒng)成為具有測(cè)量、控制、執(zhí)行和過(guò)程診斷等綜合能力的控制網(wǎng)絡(luò)。

　　與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用比較，智能建筑領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)控制的時(shí)效性，精確性及通訊效率等方面要求較低，而且建筑領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)控制有其固有的要求，要求易于操作，同時(shí)還要有高度的經(jīng)濟(jì)性，靈活性與安全性。同時(shí)，普通的智能家居與一棟超高層寫字樓的控制目標(biāo)和功能要求又不盡一樣。因此迫切需要在建筑領(lǐng)域有專門的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。EIB進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以前，Lonworks總線在智能建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。Lonworks通過(guò)Lonmark工作任務(wù)組，完成了行業(yè)規(guī)范，覆蓋了在建筑自動(dòng)化中的暖通空調(diào)，照明，安保，電梯，網(wǎng)絡(luò)工具等模式的定義與互操作規(guī)范，通過(guò)Lonmark認(rèn)證的Lonworks產(chǎn)品，保證了開(kāi)放互操作性。但Lonworks由于其協(xié)議是針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所制訂，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的應(yīng)用層、用戶層缺乏對(duì)家庭樓宇自動(dòng)化的統(tǒng)一描述，容易產(chǎn)生各種彼此不兼容的控制總線（如現(xiàn)場(chǎng)總線、設(shè)備總線等）和子系統(tǒng)，形成各種控制網(wǎng)絡(luò)“孤島”。各個(gè)子系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)關(guān)與總線連接，增加安裝費(fèi)用的同時(shí)不能徹底解決網(wǎng)關(guān)的“瓶頸”問(wèn)題，有其先天的局限性。[1]

　　2 EIB系統(tǒng)介紹

　　1990年5月8日，由110多個(gè)歐洲電氣制造商聯(lián)合成立了European Installation Bus Association， 總部設(shè)于比利時(shí)的布魯塞爾，并制訂了歐洲安裝總線規(guī)范European Installation Bus。EIBA會(huì)員占據(jù)了歐洲樓宇、家庭自動(dòng)化設(shè)備銷售額的80%。自EIB于1992年第一次出現(xiàn)在德國(guó)漢諾威交易會(huì)以來(lái)，一場(chǎng)翻天覆地的電氣安裝革命已經(jīng)悄悄地開(kāi)始了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在德國(guó)的商業(yè)功能建筑和大型超市中，大約30%的樓宇都不同程度地安裝了EIB系統(tǒng)，而在計(jì)劃建造的樓宇中，這一比例則達(dá)到了60%。EIB系統(tǒng)在歐洲被稱為European Installation Bus，即歐洲安裝總線。在亞洲則是指Electrical Installation Bus，即電器安裝總線。鑒于其優(yōu)秀表現(xiàn)，該協(xié)議已被美國(guó)消費(fèi)電子制造商協(xié)會(huì)（CEMA）吸收作為家庭網(wǎng)絡(luò)EIA-776標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，EIB不僅成為事實(shí)上的歐洲規(guī)范，并在2000年在IEC國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)上提名為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。

　　EIB最大的特點(diǎn)是通過(guò)單一多芯電纜替代了傳統(tǒng)分離的控制電纜和電力電纜，并確保各開(kāi)關(guān)可以互傳控制指令，因此總線電纜可以以線型、樹(shù)型或星型鋪設(shè)，方便擴(kuò)容與改裝。元件的智能化使其可以通過(guò)編程來(lái)改變功能，既可獨(dú)立完成諸如開(kāi)關(guān)、控制、監(jiān)視等工作，也可根據(jù)要求進(jìn)行不同的組合。與傳統(tǒng)安裝方式比較，EIB不增加元件數(shù)量而實(shí)現(xiàn)了功能倍增，從而具有了高度的靈活性。它的開(kāi)放性更使得不同公司基于EIB協(xié)議開(kāi)發(fā)的電氣設(shè)備可以完全兼容，并為后續(xù)公司進(jìn)入EIB市場(chǎng)提供可能。

　　EIB系統(tǒng)既是一個(gè)面向使用者、體現(xiàn)個(gè)性的系統(tǒng)又是一個(gè)面向管理者的系統(tǒng)，使用者可根據(jù)個(gè)人的喜好任意修改系統(tǒng)的功能，達(dá)到自己所需要的效果，并可通過(guò)操作探測(cè)器（如按鈕開(kāi)關(guān)等）來(lái)控制系統(tǒng)的動(dòng)作；另一方面， EIB系統(tǒng)還提供基于Windows的軟件平臺(tái)，管理者（如小區(qū)物業(yè)中心、大樓管理中心、車庫(kù)管理處等）將安裝此套軟件的計(jì)算機(jī)連接至EIB系統(tǒng)即可對(duì)EIB系統(tǒng)進(jìn)行控制并進(jìn)行管理，從而達(dá)到集中管理的功能。