1.P-Bus概述及設計基礎
P-Bus産品是基于埃施朗Pyxos IO總線的産品，與Lonworks總線可以無縫對接。要了解P-Bus總線産品，首先要理解P-Bus總線，下(xià)面先介紹P-Bus（Pyxos IO）總線。
1.1 P-bus系統的概述
P-bus系統是基于美國Echelon公司開(kāi)發的Pyxos嵌入式控制網絡平台爲基礎的總線技術，它是一(yī)種專門擴展I/O總線的技術，使用該技術可以使得任何機器内部的各個組成部分(fēn)之間形成智能的數字控制網絡，它是一(yī)種低成本的、網絡自安裝的技術，而且能夠和現有的基于GB/Z 20177的Lonworks控制網絡平台技術結合，構成任意規模的自動控制網絡。
1.2 P-bus系統的特點
基于Pyxos 技術的P-Bus具有以下(xià)特點：
（1）、自管理網絡：Pyxos FT網絡不需要特殊的工(gōng)具或者專業的技術人員(yuán)就可以實現網絡的配置，這能夠降低網絡的安裝和維護成本，實現網絡的即插即用。
（2）、自由拓撲網絡布線：基于Pyxos FT技術的設備或組件之間相連接時，使用一(yī)對雙絞線，支持多種靈活的連接方式：總線、星形、環形、菊花鏈形和任意的拓撲結構，這樣的網絡安裝方式，可以減少材料和安裝人員(yuán)成本，此外(wài)，由于隻使用一(yī)對雙絞線，意味着能夠有效降低由于線路原因所導緻的網絡故障。
（3）、鏈路電源技術（Link Power）: Pyxos FT技術，支持在一(yī)對雙絞線上，既傳輸網絡數字信号，又(yòu)能傳輸24V的交流或直流電，也就是說，基于Pyxos FT技術的設備，可以同時從通信數據線上取得工(gōng)作電源。這些特點，特别适合那些不能爲設備提供本地供電方式的應用場合。
（4）、無極性的網絡連接：Pyxos FT技術使用曼切斯特編碼方式，采用雙相PSK調制，載波頻(pín)率與通信位速率相同，即載波頻(pín)率312.5KHZ，通信速率爲312.5kbps,另外(wài)在波形的調制成形方面，充分(fēn)考慮到使通信信号實現最小(xiǎo)的反射。通信中(zhōng)，使用前導編碼，實現通信信号無極性，從而避免由于安裝錯誤引發的故障。
（5）、高可靠性的通信：由于物(wù)理層通信收發器和通訊協議已經集成在一(yī)個芯片上，該芯片是采用MLF20封裝形式，大(dà)小(xiǎo)爲5平方毫米，能夠實現高可靠性的數據通訊。
（6）、強大(dà)的兼容性：不同廠家的元件、軟件在TCP/IP, RS485等協議下(xià)可以無縫兼容，可保障系統運行、維保的穩定性。P-bus樓宇智能安裝系統結構是分(fēn)布總線式結構，系統内一(yī)個主設備（Pilot節點）下(xià)的各從設備（Point節點）是對等關系，不依賴于其他從設備。
（7）、強大(dà)的擴展性：任何從設備的損壞不會影響到系統中(zhōng)其他設備和功能的運行，維護保養方便。系統具有強大(dà)的可擴展性，針對于功能的增加或控制回路、電氣的增加，隻需增加挂接相應的主設備和從設備，系統内原有的硬件、接線無需改動便能達到要求。
（8）、方便布線施工(gōng)：整個系統隻需要一(yī)條P-bus總線進行連接，沒有大(dà)量的電纜敷設和繁雜(zá)的控制設計。控制模塊安裝在智能控制箱内。現場控制面闆隻需一(yī)條P-bus總線進行連接，采用24V安全電壓供電的方式，安全可靠，操作方便。
（9）、節約能源、方便管理、維護：功能和控制的修改方便靈活，隻需少量的程序調整，不需要現場重新布線就可以實現。此外(wài)，可節約能源，提高效率。通過将時鍾，光線控制設定使系統自動運行到最佳狀态，合理節約能源，方便管理和維護。
（10）、安裝使用方便：所有控制模塊均爲模數化産品，采用标準35mm導軌安裝方式，安裝尺寸符合普通标準照明配電箱的規格。所有現場控制面闆及移動感應器均采用标準86盒嵌牆安裝方式，施工(gōng)簡單，并且不同的面闆及idong感應器可随時互換、控制功能變更方便。
1.3 P-bus系統的通信協議
P-bus系統通信協議是基于Pyxos通訊協議，是一(yī)種基于分(fēn)時複用技術（TDM）的鏈路層數據通信協議，使用雙相PSK信号調制技術。所有設備都能夠周期地、可預測地取得網路的使用權，也就是說，設備可以實現确定性的操作；在數據報中(zhōng)沒有地址信息，隻有數據，沒有額外(wài)的數據開(kāi)銷；網路可以始終運行，不需要使用長的前導報文來進行網絡中(zhōng)設備間的同步，因而可以實現數據的高速通信；不需要使用心跳技術，正常的設備在每一(yī)個屬于自己的時間片都會發送數據，這樣能夠實現網絡的持續的管理。Pyxos通信協議是一(yī)個嚴格遵循主/從網絡結構的協議，在一(yī)個Pyxos網絡中(zhōng)可以有一(yī)個主設備（Pilot節點）和最多32從設備（Point節點）。所有的通信均通過Pilot，在不同的從設備Point之間不支持報文路由。Pyxos通信使用短的數據包進行通信，Pyxos網絡中(zhōng)有限的設備數目可以限制MAC延時。
1.4 P-bus系統的構成
基于Pyxos網絡技術的設備連接構成網絡時，網絡拓撲支持總線拓撲和自由拓撲兩種方式。總線拓撲如圖一(yī)所示，自由拓撲如圖二所示。圖中(zhōng)P代表Pyxos中(zhōng)的Point節點。
使用總線拓撲時，總線的最大(dà)長度爲400米，分(fēn)支長度可以爲0.3米，在總線的兩端各是一(yī)個阻抗爲105歐姆的阻容網絡組成的終端匹配器。
對于自由拓撲方式，Pyxos網絡所有的連線最長爲100米，在網絡的任意位置使用一(yī)個阻抗爲52歐姆的阻容網絡作爲終端匹配器。
在Pyxos網絡中(zhōng)，Pilot和Point節點均使用一(yī)個Pyxos芯片。
1.5 基于 P-bus系統的設備
P-bus總線技術基于Pyxos嵌入式控制網絡，Pilot作爲主設備，Point作爲從設備，一(yī)個Pilot節點最多可以管理32個Point節點。Pilot節點必須使用一(yī)個主處理器，一(yī)個典型的Pilot設計如圖3所示。
說明：對于上面的描述，其中(zhōng)Pilot就是P-Bus産品的主節點，相當于樓宇自動化中(zhōng)的DDC，也就是現場智能控制器，對于P-Bus産品來說，也就是智能控制器，而P（Point）代表的是子節點，也就是P-Bus産品的現場模塊，如：開(kāi)閉模塊、調光模塊、智能面闆、溫濕度模塊、DI模塊等等，相當于樓宇自動化中(zhōng)的各個擴展模塊或輸入輸出模塊。主節點（智能控制器）與子節點（現場輸入輸出控制模塊）通過P-Bus總線構成網絡，可以是總線手拉手接線方式，也可以是樹(shù)葉類型的自由拓撲的接線方式，兩種不同的接線方式主要是總線距離(lí)會有所區别，總線手拉手方式下(xià)，距離(lí)爲400米，自由拓撲方式下(xià)，距離(lí)爲100米。
另外(wài)需要注意的是，P-Bus在一(yī)個Pilot（主節點）下(xià)面，目前隻允許有32個Point從節點，也就是說在一(yī)個P-Bus智能控制器下(xià)面，目前最多允許挂接現場模塊32個，如果大(dà)于這個節點數量，需要增加P-Bus智能控制器，在P-Bus智能控制器上面構建更大(dà)的網絡。
P-Bus因爲其特性，爲工(gōng)程提供了極大(dà)的便利性：
（1）接線方式靈活，可以手拉手接，也可以随便的樹(shù)形接法-意即自由拓撲；
（2）接線不要擔心接錯，總線采用兩芯雙腳線，沒有正負之類的極性或者RS485之類的A、B之分(fēn)，正接、反接都一(yī)樣；
（3）高速率，在最大(dà)距離(lí)模式下(xià)，比KNX、RS485等任何一(yī)種總線都快；
（4）高可靠，與RS485采用電平信号傳輸不一(yī)樣，P-Bus采用的是調制解調的專業通信方式進行通信，其可靠性與RS485的不是一(yī)種級别的技術。
1.6.P-Bus産品典型的系統架構
說明：對于上面的描述，其中(zhōng)Pilot就是P-Bus産品的主節點，相當于樓宇自動化中(zhōng)的DDC，也就是現場智能控制器，對于P-Bus産品來說，也就是智能控制器，而P（Point）代表的是子節點，也就是P-Bus産品的現場模塊，如：開(kāi)閉模塊、調光模塊、智能面闆、溫濕度模塊、DI模塊等等，相當于樓宇自動化中(zhōng)的各個擴展模塊或輸入輸出模塊。主節點（智能控制器）與子節點（現場輸入輸出控制模塊）通過P-Bus總線構成網絡，可以是總線手拉手接線方式，也可以是樹(shù)葉類型的自由拓撲的接線方式，兩種不同的接線方式主要是總線距離(lí)會有所區别，總線手拉手方式下(xià)，距離(lí)爲400米，自由拓撲方式下(xià)，距離(lí)爲100米。
另外(wài)需要注意的是，P-Bus在一(yī)個Pilot（主節點）下(xià)面，目前隻允許有32個Point從節點，也就是說在一(yī)個P-Bus智能控制器下(xià)面，目前最多允許挂接現場模塊32個，如果大(dà)于這個節點數量，需要增加P-Bus智能控制器，在P-Bus智能控制器上面構建更大(dà)的網絡。
P-Bus因爲其特性，爲工(gōng)程提供了極大(dà)的便利性：
（1）接線方式靈活，可以手拉手接，也可以随便的樹(shù)形接法-意即自由拓撲；
（2）接線不要擔心接錯，總線采用兩芯雙腳線，沒有正負之類的極性或者RS485之類的A、B之分(fēn)，正接、反接都一(yī)樣；
（3）高速率，在最大(dà)距離(lí)模式下(xià)，比KNX、RS485等任何一(yī)種總線都快；
（4）高可靠，與RS485采用電平信号傳輸不一(yī)樣，P-Bus采用的是調制解調的專業通信方式進行通信，其可靠性與RS485的不是一(yī)種級别的技術。
1.6.P-Bus産品典型的系統架構
從上圖可以看出，P-Bus産品分(fēn)爲三層，（1）最下(xià)層爲基于P-Bus總線的現場輸入、輸出模塊，如：開(kāi)閉、繼電器輸出、調光、開(kāi)關量輸入、模拟量輸入、模拟量輸出、溫濕度模塊、溫度控制器、無線接入等，這些模塊作爲P-Bus總線的子節點；（2）中(zhōng)間爲P-Bus總線的主節點，也就是智能控制器，它是可編程的，支持樓宇自動化（BA）、建築環境與節能、智能照明、家庭智能化、機房智能化、客房控制及工(gōng)業控制的編程邏輯，如：延時、調節、PID、開(kāi)關、加減乘除運算、與或非邏輯運算、場景控制等等，是完全開(kāi)放(fàng)性的圖形化編程設計，相比于國内其他産品，該控制器是編程最爲靈活，支持功能最多的照明、建築環境、智能家居控制器；（3）最上層爲中(zhōng)控系統、計算機控制系統層，在實際應用中(zhōng)，有的場所不配置，是作爲可選的部分(fēn)。
注意：如果下(xià)層P-Bus從節點（各個輸入輸出、控制模塊）大(dà)于一(yī)個智能控制所容納的數量，則需要增加智能控制器，各個智能控制器在同一(yī)層次構建上層網絡，網絡可以選擇RS485、TCP/IP以太網、Lonworks等；作爲第三方接口，如：KNX、Bacnet及其它第三方産品将在智能控制器這邊接入。
主節點（智能控制器）是開(kāi)放(fàng)性的，支持Modbus、Lonworks等協議。
1.7 P-Bus産品的應用領域
由于P-Bus産品是可編程的系統，并且把信号模塊分(fēn)爲了數字量、模拟量和多媒體(tǐ)，對應提供了相應的現場模塊及集成解決方案，這就使得P-Bus産品的應用領域非常寬廣，幾乎涵蓋所有的機電監控領域，它采用了DCS系統設計，是工(gōng)業級的解決方案，在樓宇智能化領域，主要适應以下(xià)應用：
-智能照明控制 -建築環境與節能控制 -智能家居
-酒店(diàn)照明及客房控制 -機房環境監控 -能源管理
-辦公樓智能控制系統 -會議室智能控制
系統既可以在公共建築中(zhōng)，如：寫字樓、辦公樓、酒店(diàn)、商(shāng)場、圖書(shū)館、博物(wù)館、體(tǐ)育館、廣場、城市綜合體(tǐ)等使用，也可以用于家庭，如：别墅、普通住宅等。
1.8 P-bus系統結構注意事項
上述中(zhōng)提到P-Bus基于Pyxos FT技術，支持在一(yī)對雙絞線上，既傳輸網絡數字信号，又(yòu)能傳輸24V的交流或直流電，也就是說，基于Pyxos FT技術的設備，可以同時從通信數據線上取得工(gōng)作電源。這些特點，隻适合一(yī)定負載範圍内使用，一(yī)旦一(yī)條P-bus總線上的Point節點負載總電流超過240A時，此時，P-bus總線上的電流已經不能夠驅動該總線上智能模塊正常工(gōng)作，而應當給該總線上的智能輸出模塊單獨本地供電，供電電源仍爲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動的負載有容性負載，阻性負載，感性負載之分(fēn)。設計使用過程中(zhōng)應充分(fēn)考慮在不同負載情況下(xià)的啓動電流及實際工(gōng)作電流。以免超負荷造成設備損壞。
通常情況下(xià)，一(yī)般把負載帶電感參數的負載，即符合和電源相比負載電流滞後負載電壓一(yī)個相位差的特性的負載爲感性(如負載爲電動機;變壓器;)。通俗地說，即應用電磁感應原理制作的大(dà)功率電器産品，如電動機、壓縮機、繼電器、日光燈等等。
這類産品在啓動時需要一(yī)個比維持正常運轉所需電流大(dà)得多（大(dà)約在3-7倍）的啓動電流。
感性負載、阻性負載：對于燈具來講，靠氣體(tǐ)導通發光的燈具就是感性負載，靠電阻絲發光的屬于阻性負載，感性負載如：日光燈、高壓鈉燈、汞燈、金屬鹵化物(wù)燈等。
阻性負載如：碘鎢燈、白(bái)熾燈、電阻爐、烤箱、電熱水器、熱油汀等。電機也屬于感性負載。
幾種常用燈光的實際工(gōng)作電流：（在電網電壓220V情況下(xià)）
1、400W高壓鈉燈單隻燈，工(gōng)作電流爲3.1～3.3A。
2、250W高壓鈉燈單隻燈，工(gōng)作電流爲2.0～2.3A。
3、400W金屬鹵化物(wù)燈單隻燈，工(gōng)作電流爲2.0～2.2A。
4、250W金屬鹵化物(wù)燈單隻燈，工(gōng)作電流爲1.4～1.6A。
5、電感式鎮流器40W日光燈單隻燈，工(gōng)作電流爲0.28～0.30A。
6、電子式鎮流器40W日光燈單隻燈，工(gōng)作電流爲0.14～0.16A。
根據以上數據可知(zhī)，燈光耗電除燈光本身外(wài)，鎮流器也消耗電能。
由于編程軟件内供一(yī)個Pilot節點（智能控制器）及其附屬Point節點（從設備）使用的I/O節點數共255個，在設計回路時，需要根據IO變量的數量确定P-Bus總線上挂接現場模塊的數量，在一(yī)個智能控制器（P-Bus主節點）下(xià)面，所有模塊的輸入輸出回路的最大(dà)數量最多爲255個。
2. P-Bus系統的組成
P-Bus系統設計包含了現場控制系統、計算機控制系統兩大(dà)部分(fēn)，其中(zhōng)現場控制系統由安裝在現場的智能控制器（P-Bus主節點）和現場控制模塊（P-Bus從節點）及相關的傳感器或受控設備組成。現場系統是不依賴計算機的獨立系統。計算機控制系統是以軟件爲基礎的圖形化監控系統，在需要中(zhōng)央監控時需要配置。
