1.P-Bus概述及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

   P-Bus產(chǎn)品是基于埃施朗Pyxos IO總線的產(chǎn)品，與Lonworks總線可以無(wú)縫對(duì)接。要了解P-Bus總線產(chǎn)品，首先要理解P-Bus總線，下面先介紹P-Bus（Pyxos IO）總線。

1.1 P-bus系統(tǒng)的概述

   P-bus系統(tǒng)是基于美國(guó)Echelon公司開(kāi)發(fā)的Pyxos嵌入式控制網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ)的總線技術(shù)，它是一種專(zhuān)門(mén)擴(kuò)展I/O總線的技術(shù)，使用該技術(shù)可以使得任何機(jī)器內(nèi)部的各個(gè)組成部分之間形成智能的數(shù)字控制網(wǎng)絡(luò)，它是一種低成本的、網(wǎng)絡(luò)自安裝的技術(shù)，而且能夠和現(xiàn)有的基于GB/Z 20177的Lonworks控制網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)結(jié)合，構(gòu)成任意規(guī)模的自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)。

1.2 P-bus系統(tǒng)的特點(diǎn)

   基于Pyxos 技術(shù)的P-Bus具有以下特點(diǎn)：

（1）、自管理網(wǎng)絡(luò)：Pyxos FT網(wǎng)絡(luò)不需要特殊的工具或者專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的配置，這能夠降低網(wǎng)絡(luò)的安裝和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的即插即用。

（2）、自由拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)布線：基于Pyxos FT技術(shù)的設(shè)備或組件之間相連接時(shí)，使用一對(duì)雙絞線，支持多種靈活的連接方式：總線、星形、環(huán)形、菊花鏈形和任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這樣的網(wǎng)絡(luò)安裝方式，可以減少材料和安裝人員成本，此外，由于只使用一對(duì)雙絞線，意味著能夠有效降低由于線路原因所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)故障。

（3）、鏈路電源技術(shù)（Link Power）: Pyxos FT技術(shù)，支持在一對(duì)雙絞線上，既傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)，又能傳輸24V的交流或直流電，也就是說(shuō)，基于Pyxos FT技術(shù)的設(shè)備，可以同時(shí)從通信數(shù)據(jù)線上取得工作電源。這些特點(diǎn)，特別適合那些不能為設(shè)備提供本地供電方式的應(yīng)用場(chǎng)合。

（4）、無(wú)極性的網(wǎng)絡(luò)連接：Pyxos FT技術(shù)使用曼切斯特編碼方式，采用雙相PSK調(diào)制，載波頻率與通信位速率相同，即載波頻率312.5KHZ，通信速率為312.5kbps,另外在波形的調(diào)制成形方面，充分考慮到使通信信號(hào)實(shí)現(xiàn)最小的反射。通信中，使用前導(dǎo)編碼，實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)無(wú)極性，從而避免由于安裝錯(cuò)誤引發(fā)的故障。

（5）、高可靠性的通信：由于物理層通信收發(fā)器和通訊協(xié)議已經(jīng)集成在一個(gè)芯片上，該芯片是采用MLF20封裝形式，大小為5平方毫米，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的數(shù)據(jù)通訊。

（6）、強(qiáng)大的兼容性：不同廠家的元件、軟件在TCP/IP, RS485等協(xié)議下可以無(wú)縫兼容，可保障系統(tǒng)運(yùn)行、維保的穩(wěn)定性。P-bus樓宇智能安裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布總線式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)主設(shè)備（Pilot節(jié)點(diǎn)）下的各從設(shè)備（Point節(jié)點(diǎn)）是對(duì)等關(guān)系，不依賴(lài)于其他從設(shè)備。

（7）、強(qiáng)大的擴(kuò)展性：任何從設(shè)備的損壞不會(huì)影響到系統(tǒng)中其他設(shè)備和功能的運(yùn)行，維護(hù)保養(yǎng)方便。系統(tǒng)具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，針對(duì)于功能的增加或控制回路、電氣的增加，只需增加掛接相應(yīng)的主設(shè)備和從設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)原有的硬件、接線無(wú)需改動(dòng)便能達(dá)到要求。

（8）、方便布線施工：整個(gè)系統(tǒng)只需要一條P-bus總線進(jìn)行連接，沒(méi)有大量的電纜敷設(shè)和繁雜的控制設(shè)計(jì)?？刂颇K安裝在智能控制箱內(nèi)?，F(xiàn)場(chǎng)控制面板只需一條P-bus總線進(jìn)行連接，采用24V安全電壓供電的方式，安全可靠，操作方便。

（9）、節(jié)約能源、方便管理、維護(hù)：功能和控制的修改方便靈活，只需少量的程序調(diào)整，不需要現(xiàn)場(chǎng)重新布線就可以實(shí)現(xiàn)。此外，可節(jié)約能源，提高效率。通過(guò)將時(shí)鐘，光線控制設(shè)定使系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行到最佳狀態(tài)，合理節(jié)約能源，方便管理和維護(hù)。

（10）、安裝使用方便：所有控制模塊均為模數(shù)化產(chǎn)品，采用標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌安裝方式，安裝尺寸符合普通標(biāo)準(zhǔn)照明配電箱的規(guī)格。所有現(xiàn)場(chǎng)控制面板及移動(dòng)感應(yīng)器均采用標(biāo)準(zhǔn)86盒嵌墻安裝方式，施工簡(jiǎn)單，并且不同的面板及idong感應(yīng)器可隨時(shí)互換、控制功能變更方便。

1.3 P-bus系統(tǒng)的通信協(xié)議

   P-bus系統(tǒng)通信協(xié)議是基于Pyxos通訊協(xié)議，是一種基于分時(shí)復(fù)用技術(shù)（TDM）的鏈路層數(shù)據(jù)通信協(xié)議，使用雙相PSK信號(hào)調(diào)制技術(shù)。所有設(shè)備都能夠周期地、可預(yù)測(cè)地取得網(wǎng)路的使用權(quán)，也就是說(shuō)，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)確定性的操作；在數(shù)據(jù)報(bào)中沒(méi)有地址信息，只有數(shù)據(jù)，沒(méi)有額外的數(shù)據(jù)開(kāi)銷(xiāo)；網(wǎng)路可以始終運(yùn)行，不需要使用長(zhǎng)的前導(dǎo)報(bào)文來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備間的同步，因而可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速通信；不需要使用心跳技術(shù)，正常的設(shè)備在每一個(gè)屬于自己的時(shí)間片都會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)的管理。Pyxos通信協(xié)議是一個(gè)嚴(yán)格遵循主/從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的協(xié)議，在一個(gè)Pyxos網(wǎng)絡(luò)中可以有一個(gè)主設(shè)備（Pilot節(jié)點(diǎn)）和最多32從設(shè)備（Point節(jié)點(diǎn)）。所有的通信均通過(guò)Pilot，在不同的從設(shè)備Point之間不支持報(bào)文路由。Pyxos通信使用短的數(shù)據(jù)包進(jìn)行通信，Pyxos網(wǎng)絡(luò)中有限的設(shè)備數(shù)目可以限制MAC延時(shí)。

1.4 P-bus系統(tǒng)的構(gòu)成

   基于Pyxos網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)備連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲С挚偩€拓?fù)浜妥杂赏負(fù)鋬煞N方式。總線拓?fù)淙鐖D一所示，自由拓?fù)淙鐖D二所示。圖中P代表Pyxos中的Point節(jié)點(diǎn)。

   使用總線拓?fù)鋾r(shí)，總線的最大長(zhǎng)度為400米，分支長(zhǎng)度可以為0.3米，在總線的兩端各是一個(gè)阻抗為105歐姆的阻容網(wǎng)絡(luò)組成的終端匹配器。

   對(duì)于自由拓?fù)浞绞剑琍yxos網(wǎng)絡(luò)所有的連線最長(zhǎng)為100米，在網(wǎng)絡(luò)的任意位置使用一個(gè)阻抗為52歐姆的阻容網(wǎng)絡(luò)作為終端匹配器。

   在Pyxos網(wǎng)絡(luò)中，Pilot和Point節(jié)點(diǎn)均使用一個(gè)Pyxos芯片。

1.5 基于 P-bus系統(tǒng)的設(shè)備

   P-bus總線技術(shù)基于Pyxos嵌入式控制網(wǎng)絡(luò)，Pilot作為主設(shè)備，Point作為從設(shè)備，一個(gè)Pilot節(jié)點(diǎn)最多可以管理32個(gè)Point節(jié)點(diǎn)。Pilot節(jié)點(diǎn)必須使用一個(gè)主處理器，一個(gè)典型的Pilot設(shè)計(jì)如圖3所示。

   說(shuō)明：對(duì)于上面的描述，其中Pilot就是P-Bus產(chǎn)品的主節(jié)點(diǎn)，相當(dāng)于樓宇自動(dòng)化中的DDC，也就是現(xiàn)場(chǎng)智能控制器，對(duì)于P-Bus產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，也就是智能控制器，而P（Point）代表的是子節(jié)點(diǎn)，也就是P-Bus產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)模塊，如：開(kāi)閉模塊、調(diào)光模塊、智能面板、溫濕度模塊、DI模塊等等，相當(dāng)于樓宇自動(dòng)化中的各個(gè)擴(kuò)展模塊或輸入輸出模塊。主節(jié)點(diǎn)（智能控制器）與子節(jié)點(diǎn)（現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出控制模塊）通過(guò)P-Bus總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，可以是總線手拉手接線方式，也可以是樹(shù)葉類(lèi)型的自由拓?fù)涞慕泳€方式，兩種不同的接線方式主要是總線距離會(huì)有所區(qū)別，總線手拉手方式下，距離為400米，自由拓?fù)浞绞较?，距離為100米。

      另外需要注意的是，P-Bus在一個(gè)Pilot（主節(jié)點(diǎn)）下面，目前只允許有32個(gè)Point從節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)在一個(gè)P-Bus智能控制器下面，目前最多允許掛接現(xiàn)場(chǎng)模塊32個(gè)，如果大于這個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，需要增加P-Bus智能控制器，在P-Bus智能控制器上面構(gòu)建更大的網(wǎng)絡(luò)。

P-Bus因?yàn)槠涮匦裕瑸楣こ烫峁┝藰O大的便利性：

  （1）接線方式靈活，可以手拉手接，也可以隨便的樹(shù)形接法-意即自由拓?fù)洌?/span>

  （2）接線不要擔(dān)心接錯(cuò)，總線采用兩芯雙腳線，沒(méi)有正負(fù)之類(lèi)的極性或者RS485之類(lèi)的A、B之分，正接、反接都一樣；

  （3）高速率，在最大距離模式下，比KNX、RS485等任何一種總線都快；

  （4）高可靠，與RS485采用電平信號(hào)傳輸不一樣，P-Bus采用的是調(diào)制解調(diào)的專(zhuān)業(yè)通信方式進(jìn)行通信，其可靠性與RS485的不是一種級(jí)別的技術(shù)。

1.6.P-Bus產(chǎn)品典型的系統(tǒng)架構(gòu)

   說(shuō)明：對(duì)于上面的描述，其中Pilot就是P-Bus產(chǎn)品的主節(jié)點(diǎn)，相當(dāng)于樓宇自動(dòng)化中的DDC，也就是現(xiàn)場(chǎng)智能控制器，對(duì)于P-Bus產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，也就是智能控制器，而P（Point）代表的是子節(jié)點(diǎn)，也就是P-Bus產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)模塊，如：開(kāi)閉模塊、調(diào)光模塊、智能面板、溫濕度模塊、DI模塊等等，相當(dāng)于樓宇自動(dòng)化中的各個(gè)擴(kuò)展模塊或輸入輸出模塊。主節(jié)點(diǎn)（智能控制器）與子節(jié)點(diǎn)（現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出控制模塊）通過(guò)P-Bus總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，可以是總線手拉手接線方式，也可以是樹(shù)葉類(lèi)型的自由拓?fù)涞慕泳€方式，兩種不同的接線方式主要是總線距離會(huì)有所區(qū)別，總線手拉手方式下，距離為400米，自由拓?fù)浞绞较?，距離為100米。

   另外需要注意的是，P-Bus在一個(gè)Pilot（主節(jié)點(diǎn)）下面，目前只允許有32個(gè)Point從節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)在一個(gè)P-Bus智能控制器下面，目前最多允許掛接現(xiàn)場(chǎng)模塊32個(gè)，如果大于這個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，需要增加P-Bus智能控制器，在P-Bus智能控制器上面構(gòu)建更大的網(wǎng)絡(luò)。

P-Bus因?yàn)槠涮匦?，為工程提供了極大的便利性：

  （1）接線方式靈活，可以手拉手接，也可以隨便的樹(shù)形接法-意即自由拓?fù)洌?/span>

  （2）接線不要擔(dān)心接錯(cuò)，總線采用兩芯雙腳線，沒(méi)有正負(fù)之類(lèi)的極性或者RS485之類(lèi)的A、B之分，正接、反接都一樣；

  （3）高速率，在最大距離模式下，比KNX、RS485等任何一種總線都快；

  （4）高可靠，與RS485采用電平信號(hào)傳輸不一樣，P-Bus采用的是調(diào)制解調(diào)的專(zhuān)業(yè)通信方式進(jìn)行通信，其可靠性與RS485的不是一種級(jí)別的技術(shù)。

1.6.P-Bus產(chǎn)品典型的系統(tǒng)架構(gòu)

   從上圖可以看出，P-Bus產(chǎn)品分為三層，（1）最下層為基于P-Bus總線的現(xiàn)場(chǎng)輸入、輸出模塊，如：開(kāi)閉、繼電器輸出、調(diào)光、開(kāi)關(guān)量輸入、模擬量輸入、模擬量輸出、溫濕度模塊、溫度控制器、無(wú)線接入等，這些模塊作為P-Bus總線的子節(jié)點(diǎn)；（2）中間為P-Bus總線的主節(jié)點(diǎn)，也就是智能控制器，它是可編程的，支持樓宇自動(dòng)化（BA）、建筑環(huán)境與節(jié)能、智能照明、家庭智能化、機(jī)房智能化、客房控制及工業(yè)控制的編程邏輯，如：延時(shí)、調(diào)節(jié)、PID、開(kāi)關(guān)、加減乘除運(yùn)算、與或非邏輯運(yùn)算、場(chǎng)景控制等等，是完全開(kāi)放性的圖形化編程設(shè)計(jì)，相比于國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)品，該控制器是編程最為靈活，支持功能最多的照明、建筑環(huán)境、智能家居控制器；（3）最上層為中控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)層，在實(shí)際應(yīng)用中，有的場(chǎng)所不配置，是作為可選的部分。

   注意：如果下層P-Bus從節(jié)點(diǎn)（各個(gè)輸入輸出、控制模塊）大于一個(gè)智能控制所容納的數(shù)量，則需要增加智能控制器，各個(gè)智能控制器在同一層次構(gòu)建上層網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)可以選擇RS485、TCP/IP以太網(wǎng)、Lonworks等；作為第三方接口，如：KNX、Bacnet及其它第三方產(chǎn)品將在智能控制器這邊接入。

   主節(jié)點(diǎn)（智能控制器）是開(kāi)放性的，支持Modbus、Lonworks等協(xié)議。

1.7 P-Bus產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域

   由于P-Bus產(chǎn)品是可編程的系統(tǒng)，并且把信號(hào)模塊分為了數(shù)字量、模擬量和多媒體，對(duì)應(yīng)提供了相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)模塊及集成解決方案，這就使得P-Bus產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域非常寬廣，幾乎涵蓋所有的機(jī)電監(jiān)控領(lǐng)域，它采用了DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是工業(yè)級(jí)的解決方案，在樓宇智能化領(lǐng)域，主要適應(yīng)以下應(yīng)用：

-智能照明控制          -建筑環(huán)境與節(jié)能控制     -智能家居

-酒店照明及客房控制      -機(jī)房環(huán)境監(jiān)控         -能源管理

-辦公樓智能控制系統(tǒng)      -會(huì)議室智能控制

   系統(tǒng)既可以在公共建筑中，如：寫(xiě)字樓、辦公樓、酒店、商場(chǎng)、圖書(shū)館、博物館、體育館、廣場(chǎng)、城市綜合體等使用，也可以用于家庭，如：別墅、普通住宅等。

1.8 P-bus系統(tǒng)結(jié)構(gòu)注意事項(xiàng)

   上述中提到P-Bus基于Pyxos FT技術(shù)，支持在一對(duì)雙絞線上，既傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)，又能傳輸24V的交流或直流電，也就是說(shuō)，基于Pyxos FT技術(shù)的設(shè)備，可以同時(shí)從通信數(shù)據(jù)線上取得工作電源。這些特點(diǎn)，只適合一定負(fù)載范圍內(nèi)使用，一旦一條P-bus總線上的Point節(jié)點(diǎn)負(fù)載總電流超過(guò)240A時(shí)，此時(shí)，P-bus總線上的電流已經(jīng)不能夠驅(qū)動(dòng)該總線上智能模塊正常工作，而應(yīng)當(dāng)給該總線上的智能輸出模塊單獨(dú)本地供電，供電電源仍為24V的交流或直流電。

   P-bus總線上的智能繼電器輸出模塊所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載有容性負(fù)載，阻性負(fù)載，感性負(fù)載之分。設(shè)計(jì)使用過(guò)程中應(yīng)充分考慮在不同負(fù)載情況下的啟動(dòng)電流及實(shí)際工作電流。以免超負(fù)荷造成設(shè)備損壞。

   通常情況下，一般把負(fù)載帶電感參數(shù)的負(fù)載，即符合和電源相比負(fù)載電流滯后負(fù)載電壓一個(gè)相位差的特性的負(fù)載為感性(如負(fù)載為電動(dòng)機(jī);變壓器;)。通俗地說(shuō)，即應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制作的大功率電器產(chǎn)品，如電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、繼電器、日光燈等等。

這類(lèi)產(chǎn)品在啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)比維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需電流大得多（大約在3-7倍）的啟動(dòng)電流。

   感性負(fù)載、阻性負(fù)載：對(duì)于燈具來(lái)講，靠氣體導(dǎo)通發(fā)光的燈具就是感性負(fù)載，靠電阻絲發(fā)光的屬于阻性負(fù)載，感性負(fù)載如：日光燈、高壓鈉燈、汞燈、金屬鹵化物燈等。

   阻性負(fù)載如：碘鎢燈、白熾燈、電阻爐、烤箱、電熱水器、熱油汀等。電機(jī)也屬于感性負(fù)載。

   幾種常用燈光的實(shí)際工作電流：（在電網(wǎng)電壓220V情況下）

1、400W高壓鈉燈單只燈，工作電流為3.1～3.3A。

2、250W高壓鈉燈單只燈，工作電流為2.0～2.3A。

3、400W金屬鹵化物燈單只燈，工作電流為2.0～2.2A。

4、250W金屬鹵化物燈單只燈，工作電流為1.4～1.6A。

5、電感式鎮(zhèn)流器40W日光燈單只燈，工作電流為0.28～0.30A。

6、電子式鎮(zhèn)流器40W日光燈單只燈，工作電流為0.14～0.16A。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，燈光耗電除燈光本身外，鎮(zhèn)流器也消耗電能。

   由于編程軟件內(nèi)供一個(gè)Pilot節(jié)點(diǎn)（智能控制器）及其附屬Point節(jié)點(diǎn)（從設(shè)備）使用的I/O節(jié)點(diǎn)數(shù)共255個(gè)，在設(shè)計(jì)回路時(shí)，需要根據(jù)IO變量的數(shù)量確定P-Bus總線上掛接現(xiàn)場(chǎng)模塊的數(shù)量，在一個(gè)智能控制器（P-Bus主節(jié)點(diǎn)）下面，所有模塊的輸入輸出回路的最大數(shù)量最多為255個(gè)。

2. P-Bus系統(tǒng)的組成

   P-Bus系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含了現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩大部分，其中現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)由安裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能控制器（P-Bus主節(jié)點(diǎn)）和現(xiàn)場(chǎng)控制模塊（P-Bus從節(jié)點(diǎn)）及相關(guān)的傳感器或受控設(shè)備組成?，F(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)是不依賴(lài)計(jì)算機(jī)的獨(dú)立系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是以軟件為基礎(chǔ)的圖形化監(jiān)控系統(tǒng)，在需要中央監(jiān)控時(shí)需要配置。