可编程DDC控制器的实现 （1）

要实现一个可编程DDC控制器需要怎么做？
首先，

什么是可编程DDC控制器？ 和PLC有什么区别？

比较详细的解释如下

1. 应用领域：PLC最初的设计目标只是替代复杂的继电器电路，DDC最初只用于工业自动化仪表；PLC强调通用性，DDC强调专用性；PLC应用在工业控制领域，DDC应用在专业楼宇系统。
2. 结构差别：DDC是一种“分散式控制系统”，组成的系统是分层的结构，可以实现点对点的通讯，而PLC只是一种控制“装置”，常用于生产线上某个部位的控制，组成的系统通过特有协议的现场总线连接，PLC通过上位机与其他PLC通讯；两者是“系统”与“装置”的区别。
3. 协议差别：DDC系统一般支持多种协议标准，集成接口丰富，集成第三方设备的能力很强，系统自身的扩展性与开放性更好；而PLC因为基本上都为个体工作，其在与别的PLC或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构，网络协议一般是专有的现场总线标准，与第三方设备的集成能力相对较差。
4. 软件特性：DDC系统的上位机软件多为专用软件；PLC系统的上位机软件多为通用组态软件。具体到楼宇自控领域，使用专用的DDC比较方便，特别是上位机的工作量较小；使用PLC则无论是下位机编程还是上位机组态都比较麻烦，需要从基础作起，对设计编程人员和使用人员的技术水平和英语要求高。
5. 专业性：PLC(如常用的西门子S7200和S7300)是通用的工控产品，没有内置经过严格实验的能源管理及节能程序；需要非常专业的设计人员做大量的现场调试工作，调试周期长。DDC固化专业版软件，有标准应用程序和经过严格实验的PID算法及能源管理程序等特殊的功能，DDC通常有：峰值负载控制、优化启停控制、优化设备调度、节约能源周期控制、多种空调运行模式、临时计划更换、节假日时间表、基础日历时间表、事件时间表，趋势记录和报表等功能。
6. 扩展性：DDCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口，外接系统或扩展系统都十分方便，PLC所搭接的整个系统完成后，想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。
7. 安全性：DDC出现故障时，可在线更换，不影响本网络上其他DDC的网络通讯，DDC自身可以独立工作，中央操作站可以在不需要时停机，保证整个系统的安全可靠。PLC单元模块发生故障时，不得不将整个系统停下来，才能进行更换维护并需重新编程，PLC依靠上位机工作。所以DDC系统要比PLC系统在安全可靠性上高一个等级。
8. 模块化： PLC还分大、中、小、微PLC，如S7-200属于西门子微型PLC，S7300属于西门子较低性能系列，可以带的点数很有限，组成的网络规模有限，不易扩展。DDC有多种模块化系列可以选择，适合不同的空调工艺，IO点数配比合理，有适当冗余。

那么，

DDC是如何编程的？

这里所谓的编程不是代码编程，而是逻辑编程来实现“输入-逻辑-输出”的控制。如上4中解释的，DDC系统的上位机软件多为专用软件。

这些编程大多都是图形化的编程。如下图为江森自控的metasys的一个编程实例。

在Tool上编程的逻辑通常会以文件的形式（某种文件格式，比如json, xml或者binary)下载到控制器。当然也有些控制器以webserver的形式支持在线编程。控制器解析并执行逻辑，从而实现，“输入-逻辑-输出”的控制。

• 这里的输入是指控制器上所接的一些传感器（也可以是其他控制器连接并通过总线共享的），比如温度传感器。它们通常表现为0-10V电压，4-20mA电流，xxKohm的电阻。控制器所要做的便是对这些信号的采样及处理。
• 输出是指所要控制的设备，比如电机，执行器，水阀，等。它们通常表现为继电器的开关，0-10V电压，4-20mA电流。控制器所要做的便是控制继电器的开合，或者是输出相应大小的电压、电流。

楼宇控制是分布式系统，除了内部的控制逻辑，控制器还需要实现总线协议。前文介绍过常见的总线协议， 有KNX，CAN （在汽车更常见），DALI （照明系统），lonworks (欧洲常用），M-bus (电表），以及 BACnet, Modbus。 BACnet是专门为楼控而定义的总线协议。在BACnet协议中，输入、输出被抽象为“点”（point). BACnet定义的一系列"服务"“service"和“点”构成了协议应用层的基本元素。

“点”（point)在协议中称为BACnet Object。这里列举一些基本的“点”

• Analog Input （模拟输入）
• Analog Output （模拟输出）
• Binary Input （数字输入）
• Binary Output （数字输出）

BACnet Service即服务提供了操作这些点的命令。这里列举一些基本的服务。
Read Property （读取点的属性）
Write Property （写点的属性）
Who Is （你是谁）
I Am （是我）
Confirmed Event Notification （报警）

如何实现DDC控制器？

简单分为下面一些步骤

• 硬件设计
• 硬件开发
• 软件设计
• 软件开发
• 产品测试
• 系统测试

待续