原标题：EnergyPlus EMS和ExternalInterface入门学习 [第一篇——简介]

软件简介

一

EMS背景

EnergyPlus 于 1996 年开始开发，在最初的十年里，EnergyPlus 一直都是一个独立的建筑能耗模拟软件。2007 年，EnergyPlus 推出了 Energy Management System(EMS)的功能，使得用户可以在 EnergyPlus 内使用 Energy Runtime Language(erl)来自定义控制逻辑，实现一些EnergyPlus 并没有提供的控制策略。2010 年，劳伦斯伯克利实验室(LBNL)的开发团队又基于EMS推出了External Interface的功能，实现了EnergyPlus与LBNL开发的另一个软件BuildingControl Virtual Testbed(BCVTB)的实时信息交互。由于 BCVTB 是一个耦合模拟的软件平台，所以通过与 BCVTB 的连接，EnergyPlus 得以与其他模拟软件或硬件进行连接从而进行耦合模拟。例如，通过BCVTB，EnergyPlus可以与Matlab/Simulink连接进行耦合模拟；或者，EnergyPlus可以与支持 BACnet 协议的硬件连接，进行半实物模拟。这些耦合模拟方式将在随后以案例分析的方式进行详细解释。EMS 和 External Interface 的推出增加了 EnergyPlus 的开放性，使其不再是一个独立的建筑能耗模拟软件，从而让这个软件在建筑控制领域渐受欢迎。

二

EMS 简介

在 EnergyPlus 中，Energy Management System(EMS，能源管理系统)模拟的是一种高阶的、广义的、管理级别的控制方法。它可以在模拟运行过程中获得模型多个地方的运算结果，并用这些运算结果来进行控制运算，从而时时更新部分模型参数。这就好比一个真实的建筑能源管理系统，通过传感器收集时时数据，之后运行控制逻辑，最后对相关系统发出指令。但是需要特别注意的是，由于 EnergyPlus 软件本身的限制，EnergyPlus 的能源管理系统只能模拟高阶的控制方法，不能模拟建筑中一些底层的控制逻辑。例如，EnergyPlus 的能源管理系统可以按照用户预先设定好的逻辑来控制某个 VAV 末端的出风量，但是不能模拟 VAV末端空气阀门的开合度。

三

External Interface 简介

External Interface(外部接口)是 EnergyPlus 与 Building Control Virtual Test Bed(BCVTB)进行耦合的接口。这个模块同时也支持把功能模拟单元(Functional Mockup Unit)引入 EnergyPlus，或者把 EnergyPlus 模型输出为一个功能模拟单元。通过使用这个外部接口和 BCVTB，用户便可以把 EnergyPlus 同其他软件耦合进行模拟。最常见的应用便是 EnergyPlus 同 Simulink 耦合，在 EnergyPlus 中模拟建筑和空调系统，在 Simulink 中实现控制逻辑。这个模块的使用方法与之前所介绍的能源管理系统十分相似，或者说，这个模块的很多功能就是基于能源管理系统实现的。

四

EMS 使用方法

传感器(sensor)

在 EnergyPlus 能源管理系统中，传感器用来得到模型其他地方产生的信息。这些信息可以来自 output variable，也可以来自 meter。

执行器(actuator)

在 EnergyPlus 能源管理系统中，执行器用来改变模型中某个参数的值。但是，并不是所有参数都可以被执行器更改。

程序(program)

这里是 EnergyPlus 能源管理系统最主要的部分。在这里，用户可以使用 EnergyPlus Runtime Language 来定义一个控制逻辑。这个控制逻辑的输入来自传感器，控制逻辑的输出将会更改执行器的数值。

程序调用管理器(program calling manager)

程序调用管理器用来确定什么时间来运行某个控制逻辑。这个“时间”有两个层面。其一，是相对于 EnergyPlus 的其他部分，某个控制逻辑什么时候运行；其二，是相对于其他控制逻辑，某个控制逻辑什么时候运行。例如，相对于 EnergyPlus，某个控制逻辑可以在每一个运行周期的最开始来调用；相对于其他控制逻辑，某个控制逻辑需要在另一个控制逻辑结束后再调用。

五

External Interface 使用方法

外部接口的主要目的是允许其他程序在 EnergyPlus 运行中改变 EnergyPlus 模型的一些参数和设置。因此，外部接口有以下几个重要的概念：

Schedule

这个对象和 EnergyPlus 中常用到的 Schedule:Compact 非常相似。唯一不同的是，在每一个步长中，他的值将会通过外部接口接收。在模型 Warmup 期间和 Sizing 期间，他的值将会是设定的初值。

Actuator

这个对象与能源管理系统中的 Actuator 非常相似。但是，在每个步长中，他的值将会从外部接口中接收。在模型 Warmup 期间和 Sizing 期间，他的值将会是设定的初值。

Variable

这个对象与能源管理系统中的全局变量 GlobalVariable 非常相似。但是，在每个步长中，他的值将会从外部接口中接收。在模型 Warmup 期间和 Sizing 期间，他的值将会是设定的初值。这个对象用来把数据移动到 Erl 子程序中。

Functional Mock-up Unit

EnergyPlus 中的 Functional Mock-up Unit 是遵从 Functional Mockup Interface 标准的一个模型。这个功能使得一个 EnergyPlus 模型可以插入到其他应用 Functional Mockup Interface 标准的模型中去，或者允许其他应用 Functional MockupInterface 标准的模型插入到 EnergyPlus 中来。由于这个功能的应用实例较少，本文将不涉及有关这个功能的详细介绍。

下篇预告

初步了解了Energy Manage System 和 ExternalInterface之后，下篇我们将以【实例】为依据进一步学习如何应用软件。返回搜狐，查看更多

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