EIB總線(xiàn)原理與實(shí)例分析

　　1 現有現場(chǎng)總線(xiàn)及其在智能建筑應用上的局限性

　　現場(chǎng)總線(xiàn)是應用在生產(chǎn)現場(chǎng)、在微機化測量控制設備之間實(shí)現雙向串行多節點(diǎn)數字通信的協(xié)議，是新一代智能儀表的通信標準。根據國際電工委員會(huì )（IEC）的標準和現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )（FF）的定義:“現場(chǎng)總線(xiàn)是連接智能現場(chǎng)設備和自動(dòng)化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡(luò )”。 由于現場(chǎng)總線(xiàn)適應了工業(yè)控制系統向分散化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化的發(fā)展趨勢，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80年代中期，德國、法國等歐洲國家的一些大公司相繼推出自己的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品，同時(shí)也制定了自己相應的標準。自20世紀90年代以后，全世界發(fā)展起來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)已達數十種。通過(guò)實(shí)際應用的優(yōu)勝劣汰后，目前有幾種現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已逐漸具有影響力并在一些特定的應用領(lǐng)域顯示了自己的優(yōu)勢，比較有代表性的包括了FF，Lonworks，CAN，Profibus，WorldFIP，HART等等?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)生促進(jìn)了現場(chǎng)設備的數字化和網(wǎng)絡(luò )化，并且使現場(chǎng)控制的功能更加強大。由于采用了現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)而帶來(lái)了過(guò)程控制系統的開(kāi)放性，使得系統成為具有測量、控制、執行和過(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)域的應用比較，智能建筑領(lǐng)域對實(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(xiě)字樓的控制目標和功能要求又不盡一樣。因此迫切需要在建筑領(lǐng)域有專(zhuān)門(mén)的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)標準。EIB進(jìn)入中國市場(chǎng)以前，Lonworks總線(xiàn)在智能建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應用。Lonworks通過(guò)Lonmark工作任務(wù)組，完成了行業(yè)規范，覆蓋了在建筑自動(dòng)化中的暖通空調，照明，安保，電梯，網(wǎng)絡(luò )工具等模式的定義與互操作規范，通過(guò)Lonmark認證的Lonworks產(chǎn)品，保證了開(kāi)放互操作性。但Lonworks由于其協(xié)議是針對工業(yè)現場(chǎng)所制訂，網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的應用層、用戶(hù)層缺乏對家庭樓宇自動(dòng)化的統一描述，容易產(chǎn)生各種彼此不兼容的控制總線(xiàn)（如現場(chǎng)總線(xiàn)、設備總線(xiàn)等）和子系統，形成各種控制網(wǎng)絡(luò )“孤島”。各個(gè)子系統之間通過(guò)網(wǎng)關(guān)與總線(xiàn)連接，增加安裝費用的同時(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， 總部設于比利時(shí)的布魯塞爾，并制訂了歐洲安裝總線(xiàn)規范European Installation Bus。EIBA會(huì )員占據了歐洲樓宇、家庭自動(dòng)化設備銷(xiāo)售額的80%。自EIB于1992年第一次出現在德國漢諾威交易會(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。據統計，在德國的商業(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，而在計劃建造的樓宇中，這一比例則達到了60%。EIB系統在歐洲被稱(chēng)為European Installation Bus，即歐洲安裝總線(xiàn)。在亞洲則是指Electrical Installation Bus，即電器安裝總線(xiàn)。鑒于其優(yōu)秀表現，該協(xié)議已被美國消費電子制造商協(xié)會(huì )（CEMA）吸收作為家庭網(wǎng)絡(luò )EIA-776標準。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，EIB不僅成為事實(shí)上的歐洲規范，并在2000年在IEC國際現場(chǎng)總線(xiàn)標準大會(huì )上提名為國際標準之一。

　　EIB最大的特點(diǎn)是通過(guò)單一多芯電纜替代了傳統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(xiàn)電纜可以以線(xiàn)型、樹(shù)型或星型鋪設，方便擴容與改裝。元件的智能化使其可以通過(guò)編程來(lái)改變功能，既可獨立完成諸如開(kāi)關(guān)、控制、監視等工作，也可根據要求進(jìn)行不同的組合。與傳統安裝方式比較，EIB不增加元件數量而實(shí)現了功能倍增，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)的電氣設備可以完全兼容，并為后續公司進(jìn)入EIB市場(chǎng)提供可能。

　　EIB系統既是一個(gè)面向使用者、體現個(gè)性的系統又是一個(gè)面向管理者的系統，使用者可根據個(gè)人的喜好任意修改系統的功能，達到自己所需要的效果，并可通過(guò)操作探測器（如按鈕開(kāi)關(guān)等）來(lái)控制系統的動(dòng)作；另一方面， EIB系統還提供基于Windows的軟件平臺，管理者（如小區物業(yè)中心、大樓管理中心、車(chē)庫管理處等）將安裝此套軟件的計算機連接至EIB系統即可對EIB系統進(jìn)行控制并進(jìn)行管理，從而達到集中管理的功能。