通過樓宇自動化控制器的更多集成創(chuàng)造價值

樓宇自動化系統(tǒng) （BAS） 將照明、能源、暖通空調、安全和安保集成到一個直觀的系統(tǒng)中，在建筑運營的最佳效率與居住者的生產(chǎn)力和舒適度之間取得平衡。雖然樓宇自動化市場非常保守，但它已經(jīng)看到了相當大的增長，這主要是由于能源價格上漲，節(jié)能意識的提高以及政府在消防安全和安保領域的舉措越來越多。新的標準和法規(guī)，如UL 217煙霧報警器標準，已經(jīng)生效，使建筑物更安全，更高效，更舒適。這樣的趨勢刺激了新的樓宇自動化產(chǎn)品和解決方案的開發(fā)，推動制造商在更短的開發(fā)周期內(nèi)提供新技術。這種節(jié)奏的變化為BAS公司創(chuàng)造了機會，通過平臺化的靈活系統(tǒng)解決方案來滿足這些需求，提供更低的功耗和更小的尺寸。

樓宇自動化控制器是一個典型的例子，該產(chǎn)品往往缺乏在當今瞬息萬變的市場中如此重視的創(chuàng)新敏捷性?？刂破魇荁AS的大腦。它們從部署在整個建筑物中的傳感器獲取數(shù)據(jù)，并執(zhí)行系統(tǒng)的響應。這意味著控制器需要有一定數(shù)量的輸入和輸出通道。某些控制器僅提供固定通道功能，導致架構具有未使用的通道。這些額外的未使用渠道具有無法從客戶那里收回的相關成本;但是，啟用每個通道的完全可重配置性可確?？梢允褂盟型ǖ馈Ｔ诶硐肭闆r下，BAS 應具有有限數(shù)量的備用未使用通道，以便客戶無需為未使用的功能付費。啟用通道功能的完全可配置性為BAS的設計和部署提供了最大的靈活性。

傳統(tǒng)上，樓宇自動化控制器對固定通道和可配置通道都使用分立式實現(xiàn)。但是，離散實現(xiàn)的可配置通道控制器的物料清單 （BOM） 可以包含數(shù)百個組件。經(jīng)過多年的發(fā)展，分立式解決方案已經(jīng)變得非常高效和優(yōu)化，以降低BOM成本，以滿足這個成本敏感市場的期望。盡管如此，新趨勢和對敏捷開發(fā)的更多需求突顯了這種方法的一些主要缺點，例如樓宇自動化控制器中太多產(chǎn)品變體的規(guī)劃、設計、生產(chǎn)和物流的復雜性。因此，必須根據(jù)總擁有成本而不是簡化的BOM成本角度來評估BAS解決方案。

集成與分立

根據(jù)需要重新配置通道的能力是消除未使用通道的正確方法，但僅憑這一點并不能解決控制器設計的其他缺點。關鍵概念是集成，使通道設計得以簡化，占用空間更小，性能更好。通過集成解決方案，可以使用軟件命令輕松配置任何通道的功能。軟件可配置的輸入/輸出 （I/O） 技術為輕松設計重用和平臺化提供了可能性，最終降低了 BAS 解決方案的總擁有成本，并在樓宇自動化控制器的整個產(chǎn)品生命周期中創(chuàng)造價值（見圖 1）。

圖1.利用AD74412R提高每個開發(fā)階段的投資回報率。

控制器開發(fā)的第一階段是系統(tǒng)架構。此時，將考慮所有客戶要求并定義新產(chǎn)品。即使在開發(fā)的早期階段，分立解決方案的不靈活性也是一個明顯的缺點?？蛻舻母鞣N需求（例如，輸入和輸出通道的比率或數(shù)量）可能導致多種設計，從而增加成本并阻礙對市場需求的敏捷響應。集成的、軟件可配置的I/O使經(jīng)過驗證的設計在不同應用中實現(xiàn)平臺化和可重用性?？芍赜眯詫τ诮档驮O計和生產(chǎn)成本至關重要，如本文后面所述。

在產(chǎn)品定義之后，設計開始。在這個階段，設計重用充分揭示了它的重要性。與離散實現(xiàn)不同，集成和可配置的 I/O 可實現(xiàn)快速迭代、縮短時間并釋放寶貴的資源。在硬件和軟件設計中，從資源密集型、冗長、多產(chǎn)品變體開發(fā)向滿足眾多要求的單一設計轉變，減少了研發(fā)時間和成本，同時保持了經(jīng)過驗證的架構的高可靠性和魯棒性。采用集成式可重配置設計的“任何引腳上的任何功能”方法，可以更輕松地滿足不同應用的需求（見圖2）。

圖2.任何引腳上的任何功能，具有軟件可配置的 I/O。

從業(yè)務發(fā)展的角度來看，傳統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略的緩慢響應會產(chǎn)生不必要的風險，例如失去機會或錯過客戶最后期限。集成、可配置的 I/O 的靈活性和易用性有助于最大限度地提高投資回報 （ROI），同時盡可能縮短上市時間和收入時間。

從設計階段開始，生產(chǎn)階段是下一步。從 BOM 的采購和管理開始，集成解決方案很快就顯示出其優(yōu)勢。離散實施的通用控制器通常包括數(shù)百個組件，必須購買這些組件，存儲在倉庫中，然后運輸?shù)缴a(chǎn)設施。管理如此大量的不同組件自然會增加總體成本。借助單芯片解決方案和可重復使用的設計，簡化了 BOM 物流 — 采購部門處理的供應商更少，所需的存儲空間也更少。

由于組件數(shù)量較少，PCB可以縮小40%，并且生產(chǎn)中的拾取和放置成本也顯著降低。此外，由于軟件可配置的I/O可實現(xiàn)設計重用，因此控制器制造商將需要更多相同類型的PCB。因此，電路板上的批量折扣也有助于節(jié)省成本。圖3總結了分立和集成通道功能實現(xiàn)的比較。

圖3.分立和集成通道功能實現(xiàn)的比較。

圖4.集成式、完全軟件可配置的I/O—AD74412R。

最后但并非最不重要的一點是，與多種變體、離散實施相比，生產(chǎn)中的測試遵循統(tǒng)一的程序，并且設置時間更少。增加設計復雜性甚至可能增加測試失敗的風險。認證只是集成的、可重復使用的解決方案可以節(jié)省成本和其他資源的另一個例子，在成品物流、安裝和技術支持方面，這個清單還在繼續(xù)。當許多不同的設計基于多個平臺時，銷售、技術支持團隊和安裝技術人員的培訓要廣泛得多，而不是基于集成的軟件可配置 I/O 的通用、可重用的解決方案。

結論

軟件可配置的I/O為樓宇自動化市場帶來了創(chuàng)新，雖然傳統(tǒng)上是保守的，但現(xiàn)在正被推動變得更加敏捷，并更快地響應不斷變化的客戶需求。集成和設計可重用性是實現(xiàn)這種轉變的關鍵功能。有些人可能將集成解決方案視為簡單的BOM替代品，實際上可能會增加成本，但實際上，當從更大的角度來看，并考慮整個產(chǎn)品生命周期中創(chuàng)造的整體價值時，集成解決方案很快就會超過任何疑慮。

審核編輯：郭婷