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EIB系統(tǒng)基本原理及應(yīng)用論文
摘要：文章從EIB系統(tǒng)基本原理的介紹出發(fā)，體現(xiàn)出EIB系統(tǒng)在應(yīng)用中的獨(dú)特優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：EIB系統(tǒng)原理應(yīng)用
1EIB系統(tǒng)的由來(lái)
20世紀(jì)80年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)底層設(shè)備之間的通訊和控制提出了越來(lái)越高的要求，促使了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的誕生。比較有代表性的有Profibus、FF、CAN、HART等，它們?cè)谌澜绲玫搅藦V泛的應(yīng)用。
相對(duì)于對(duì)實(shí)時(shí)性、精確性及通訊效率等要求極高的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域而言，建筑自動(dòng)化領(lǐng)域的要求要低一些，從經(jīng)濟(jì)成本角度考慮，上面那些造價(jià)昂貴的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)也并不非常適合于建筑領(lǐng)域。但是作為建筑本身的發(fā)展而言，隨著用戶對(duì)建筑提出的功能要求越來(lái)越高，滿足這些功能而使用的現(xiàn)代化技術(shù)也日益復(fù)雜，在所謂的智能建筑中就集成了現(xiàn)代的通訊技術(shù)、微電子技術(shù)等多項(xiàng)尖端技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅給建筑帶來(lái)了較重的建設(shè)成本壓力，其運(yùn)行和維護(hù)的管理成本也越來(lái)越高，正是建筑對(duì)安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、應(yīng)變性等各方面的不斷提高的要求成為建筑領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——?dú)W洲安裝總線(EuropeanlnstallationBus)技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。
1990年，由7家德國(guó)著名的電氣產(chǎn)品制造商組成聯(lián)盟，制定了EIB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并成立了中立的非商業(yè)性組織EIBA(EIBAssociate，歐洲安裝總線協(xié)會(huì))。EIBA協(xié)會(huì)的成立極大地推動(dòng)了EIB標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，迄今為止，已有100多家制造廠商成為了EIBA的會(huì)員。按照開放的EIB標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能夠相互兼容和交互操作的各種元器件，各類產(chǎn)品品種多達(dá)4000多種，幾乎覆蓋了建筑中各個(gè)行業(yè)和各種用途的需要。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，EIB不僅成為事實(shí)上的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，也被成功地引人世界各地。2001年，EIB技術(shù)開始被引人中國(guó)，在短短的幾年內(nèi)，以其優(yōu)越的性能和質(zhì)量獲得了很大的成功。
2EIB系統(tǒng)基本原理
EIB技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)電氣安裝技術(shù)而言是一次突破性的革命，它具有現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的核心優(yōu)點(diǎn)，如全分散控制；設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)方便等，是當(dāng)今建筑技術(shù)領(lǐng)域非常優(yōu)秀的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。
(1)總線傳輸介質(zhì)
EIB總線以雙絞線(TwistPair)為通訊介質(zhì)。它采用2x2x0.8的標(biāo)準(zhǔn)EIB總線，具有良好的抗干擾性。
(2)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
EIB系統(tǒng)非常靈活，可以適用于不同大小的電氣安裝系統(tǒng)：小到普通的一個(gè)房間，大至一棟摩天大樓，都可以在拓?fù)渖戏謱哟卧O(shè)計(jì)安裝。EIB的最小安裝單元是線路(line)，每條線路上最多可連接64個(gè)總線元件；通過(guò)線路路由器(linecoupler)可以將多達(dá)15個(gè)線路連接組合成一個(gè)更大的拓?fù)鋯卧�，它稱之為域(Area)；通過(guò)主干路由器(BackboneLineCoupler)更可將15個(gè)域相互連接和組合起來(lái)。這樣，EIB系統(tǒng)最多可連接14400個(gè)總線元件，可控制的用電設(shè)備點(diǎn)數(shù)更是數(shù)量驚人。根據(jù)EIB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每條線路的總線最大長(zhǎng)度為1000m。通過(guò)中繼器(雙絞線線路中繼器、光纖中繼器、以太網(wǎng)絡(luò)中繼器)的使用，我們可以用EIB來(lái)實(shí)現(xiàn)一些大距離跨度項(xiàng)目如會(huì)展中心、橋梁、廣場(chǎng)等的電氣照明控制。
(3)信號(hào)傳輸
作為一個(gè)全分布式的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，EIB系統(tǒng)中的每一個(gè)總線元件都是一個(gè)智能控制單元，元件之間通過(guò)廣播的電信號(hào)(Telegram)交換信息，從而實(shí)現(xiàn)控制和被控制的操作。
在建筑中，各個(gè)電氣設(shè)備的動(dòng)作完全是個(gè)隨機(jī)事件，如在某一個(gè)時(shí)刻，某個(gè)房間要打開燈光而另一個(gè)房間要關(guān)閉窗簾，這就意味著在總線上的電信號(hào)是隨機(jī)出現(xiàn)的。EIB系統(tǒng)采用串行異步的傳輸方式，應(yīng)用了CSMA／CA(載波偵聽多路訪問(wèn)／沖突避免)技術(shù)，它使得多個(gè)元件同
時(shí)發(fā)送總線信號(hào)時(shí)幾乎不會(huì)發(fā)生信號(hào)丟失現(xiàn)象。
(4)尋址
在EIB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中，定義了兩種類型的地址：物理地址(PhysicalAddress)和邏輯地址(Groupaddress)。
物理地址是用來(lái)標(biāo)識(shí)每一個(gè)總線元件，用于程序下載和設(shè)備維護(hù)。每個(gè)總線元件都有一個(gè)唯一的物理地址。物理地址需按照該元件在整個(gè)拓?fù)渲械奈恢脕?lái)設(shè)定。
邏輯地址代表著“一種控制條件”，每個(gè)傳感元件可以被編程為發(fā)出一個(gè)或多個(gè)邏輯地址，同時(shí)每個(gè)執(zhí)行元件可以被編程為接收到一個(gè)或多個(gè)邏輯地址后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。邏輯地址是用來(lái)進(jìn)行通訊用的，利用邏輯地址，可以輕易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電氣安裝技術(shù)中很難實(shí)現(xiàn)的“一控多”和“多控一”任務(wù)。
3ElB系統(tǒng)的特點(diǎn)
從EIB的技術(shù)角度上，EIB系統(tǒng)最大的特色體現(xiàn)在其兼容性和開放性方面。
在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上，所有EIB產(chǎn)品按照統(tǒng)一的通訊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊，不同廠商的產(chǎn)品可以完全兼容，這極大地保護(hù)了用戶的利益。用戶不必?fù)?dān)心今后的升級(jí)維護(hù)問(wèn)題，同時(shí)多家產(chǎn)品制造商也可以使用戶得到最好的價(jià)格和服務(wù)。
和其他現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)相比，EIB系統(tǒng)有一個(gè)很大的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：EIB系統(tǒng)有一個(gè)統(tǒng)一的進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試的工具軟件ETS(EIBToolSoftware)，各個(gè)廠商按照標(biāo)準(zhǔn)的格式開發(fā)每個(gè)元件的數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)一的ETS編程軟件是EIB系統(tǒng)成功的奧秘。
4EIB系統(tǒng)的應(yīng)用
EIB歐洲安裝總線系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、遮陽(yáng)控制、空調(diào)控制等功能。其既可在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)智能面板控制，也可在中央控制室通過(guò)可視化軟件控制。在一個(gè)需要使用多種功能的房間內(nèi)，EIB系統(tǒng)有著巨大的優(yōu)勢(shì)。以一個(gè)中型會(huì)議室為例，理想的功能涉及多類型照明(燈光開關(guān)、普通光源調(diào)光、日光燈調(diào)光)、電動(dòng)投影機(jī)的升降、電動(dòng)幕簾的升降、電動(dòng)窗簾的升降或百葉簾的升降和調(diào)角度、空調(diào)室內(nèi)風(fēng)機(jī)的開關(guān)和調(diào)速等多項(xiàng)電氣設(shè)備，采用EIB系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)集成的控制。
EIB系統(tǒng)主要適用于以下場(chǎng)所：
(1)整體公共建筑的燈光、遮陽(yáng)控制；
(2)公用建筑中的部分單體建筑，如會(huì)議室、大堂、領(lǐng)導(dǎo)辦公室等；
(3)大空間的單體建筑，如體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、廣場(chǎng)等；
(4)橋梁、道路等遠(yuǎn)距離照明控制；
(5)高檔別墅等。
2001年，EIB歐洲安裝總線系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，至今這套系統(tǒng)已被眾多項(xiàng)目所采用。深圳萬(wàn)科建筑研究中心、深圳中國(guó)集裝箱集團(tuán)大樓、東莞大寶公寓、上海同濟(jì)大學(xué)橋梁館、大連維多利亞莊園、大連醫(yī)科大學(xué)、大連世界貿(mào)易大廈、廈門國(guó)際會(huì)展中心、昆明郵政辦公樓、北京萬(wàn)泉新新家園等建筑都已經(jīng)應(yīng)用了EIB歐洲安裝總線系統(tǒng)，體現(xiàn)出其強(qiáng)大獨(dú)特的優(yōu)越性。
5EIB系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)和展望
21世紀(jì)的到來(lái)，人們對(duì)舒適和節(jié)能提出了更高的要求，智能燈光、智能遮陽(yáng)控制將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，用戶對(duì)系統(tǒng)集成和維護(hù)升級(jí)的要求也愈趨嚴(yán)格化和專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品將逐步體現(xiàn)其綜合優(yōu)勢(shì)。
作為開放和集成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，EIB系統(tǒng)在中國(guó)有著良好的應(yīng)用前景，將為中國(guó)的智能建筑領(lǐng)域同國(guó)際接軌起到推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
1(德)GunterG．Seip．胡明忠譯《建筑系統(tǒng)工程與EIB》．中國(guó)電力出版社，2002
2SIEMENS公司EIB產(chǎn)品資料
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