电动汽车、绿色能源、消费电子产品 - 这三种应用（以及许多其他应用）正在被新技术彻底改变。相比之下，建筑世界（住宅、工厂、办公室、企业等）就落后了一点。本文探讨 Analog Devices 基于 10BASE-T1L 的楼宇控制器如何开始帮助运营商实现新的可持续性和效率目标。
建筑运营商正在寻找能够利用运营数据优化供暖、通风、空调 (HVAC) 和照明等系统，从而实现可持续发展和能效目标的技术。为充分利用这些数据的价值，先进的连接和控制系统至关重要。本文强调了在楼宇管理系统 (BMS) 中使用以太网直接数字控制器 (DDC) 的优势，并解释了 10BASE-T1L 协议如何适用于典型的 BMS 架构。
10BASE-T1L 具有 10 Mbps 数据速率，支持各种拓扑结构，以及通过单双绞线电缆供电，可在点对点、环形和线路网络配置中为 DDC 控制器和边缘节点提供无缝以太网连接。它提供实时控制并突破以前协议的限制，同时支持几乎无限数量的边缘节点。其长距离传输数据的能力可达 1 公里，是现有楼宇管理系统的理想改造解决方案，因为它可以重复使用现有的单双绞线电缆。其功能消除了对高功耗网关的需求，实现了边缘到云的无缝连接。对于那些对最新 BMS 技术感兴趣的人来说，这是一个宝贵的资源，可以帮助他们获取关于建筑运营的新见解以及优化能效的潜力。
系统、智能边缘传感器和执行器正在提高运营效率，从而实现建筑管理的长期可持续改善。这些切实可行的见解降低了能耗，创造了更安全的环境，提高了入住舒适度，从而提高了工作效率，创造了更绿色的未来。
支持 T1L 的 DDC
DDC 系统对于现代建筑管理至关重要，可以实时监控和控制各种建筑系统。随着技术的进步，以太网连接的 DDC 系统将变得更加普遍，从而进一步提高建筑物的效率和安全性。Analog Devices 的 ADIN1100 PHY、ADIN1110 MAC PHY 和 ADIN2111 双端口开关是向 DDC 系统添加 10BASE-T1L 的理想解决方案。该技术能够传输过程值、配置信息、软件更新和诊断信息，使管理和维护建筑系统变得更加容易。10BASE-T1L 的电缆长度长达 1 公里，配备了诊断功能，可快速有效地解决系统中的任何故障。
10BASE-T1L 与 Modbus IP 和 BACnet IP 等软件堆栈的集成为工业自动化系统提供了全面的解决方案，有助于高效的数据收集、设备控制和系统监控。图 1 突出显示了如何将 10BASE-T1L 产品集成到 HVAC 控制器和房间控制器中，以便与环形或线路拓扑结构中的多个房间或楼宇控制器进行通信。
要全面了解和深入探索以太网连接楼宇控制器和 ADI 技术，我们建议观看此教育视频。该视频为该领域的最新进展和发展提供了宝贵的信息和见解。
应用：支持 T1L 的 VAV 控制器在暖通空调系统中的应用
VAV 定义
变风量 (VAV) 系统是现代办公楼中常用的暖通空调设备/控制器，通常在不同区域安装多个系统以保持舒适的温度水平。该系统允许不同的区域使用相同的通风系统在不同的温度下运行，方法是在保持温度恒定的同时改变空气供应量。为确保足够的通风，变风量系统使用 DDC 编程，该编程计算并命令必要的风门调节。
现代可编程变风量区域控制器包括一个内置致动器，通过运行末端风扇和调节进入空间的空调气流来维持区域温度。它们为单导管、并联风扇盒终端和带调节热量的串联风扇盒终端提供专用控制功能。控制器由两个主要模块组成：风门执行器和集成的可编程 DDC。它还支持在 VAV 应用中正确调节风量和监控空气质量所需的不同传感器的接口。可编程变风量区域控制器可以测量和显示区域温度、检测占用情况、测量管道温度、测量排气温度、测量区域湿度和露点、检测 CO2 水平以及控制 AV 盒风扇速度。在机场等大型建筑中使用 10BASE-T1L 控制器可提供最佳的能效和室内空气质量，同时还可以降低维护和运营成本。
图 1：支持 T1L 的楼宇控制器。
大型建筑中的用例示例
在此应用中，我们将重点关注机场中的特定区域，如图 2 所示。然而，务必要注意，这里描述的 VAV 系统和控制算法也可以应用于其他大型建筑。该区域有两个房间，VAV 系统使用五个传感器和致动器，它们位于同一区域管道系统的不同位置。在第一个房间里，使用了两个执行器（D1 和 D2）、一个温度传感器 (S1) 和一个压力传感器 (S2)。S1 和 S2 位于靠近终端的送风管道中，使用 D2 作为排气风门，D1 作为新风风门来控制房间的气流。
同样，在第二个房间中，使用了相同数量的传感器和执行器（D3、D4、S3、S4），但是由于房间的额外负荷，在回风管中增加了一个 CO2 传感器 (S5) 和一个额外的执行器 (D5)，以更好地控制气流和质量。VAV 控制单元使用控制回路算法来监测和控制传感器和致动器。它根据温度和压力传感器的读数调节风门位置，然后根据其编程方式采取行动。例如，如果一号房间的温度发生变化，变风量装置将开始打开和关闭 D1 和 D2 风门，导致送风管道中的压力发生变化，这可以通过 S2 进行检测。如果压力增加，变风量装置会注意到这一变化，并减慢位于空气处理装置 (AHU) 中的风扇的速度。
所有传感器都以线性拓扑结构连接在一起，位于管道系统的不同位置。每个风门通过点对点拓扑结构直接与变风量装置相连。基于电缆长度、阻抗、厚度以及最重要的系统 DC 环路电阻的限制，现有基础设施受到严重限制。然而，为解决这些问题，可以使用 10BASE-T1L DDC 控制器，仅使用一对单绞电缆，对 1 公里范围内的传感器和执行器网络进行实时控制。
此外，10BASE-T1L 调节装置致动器可远程配置，将运行时间和风门位置微调至最小设定值。它还可以用来评估阻尼器的故障情况。VAV 系统是在机场等大型建筑中保持舒适环境的强大工具。通过使用位于不同位置的传感器和执行器，变风量装置可以调节气流和质量，以保持一致的温度和压力。在 10BASE-T1L DDC 控制器等先进技术的帮助下，可以控制和维护 HVAC 系统，同时节省宝贵的能源以提高效率。
图 2：支持 T1L 的 VAV 控制器。
结论
将 10BASE-T1L 添加到楼宇控制器后，就不再需要复杂的高功耗网关，并通过使用单双绞线电缆远距离实时控制传感器和执行器来增强楼宇管理系统。根据网络性能和要求，楼宇控制器能够通过几乎无限数量的边缘设备实现更长的覆盖范围。支持 10BASE-T1L 的楼宇控制器还能够监控网络故障，并使用故障检测和电缆诊断功能确定布线问题。
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