樓宇自控BA系統(tǒng)解決方案如今，中國各地的大廈管理部門為了使其客戶擁有更舒適的環(huán)境而正在尋找創(chuàng)建完美室內(nèi)環(huán)境的方法，他們越來越注重于通過優(yōu)化控制提高管理水平和環(huán)境質(zhì)量的可調(diào)性。智能大廈向人們提供全面的、高質(zhì)量的、快捷的綜合服務(wù)功能，它是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，是建筑藝術(shù)與信息技術(shù)完美的結(jié)合。樓宇自控系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem，簡稱BAS)是智能大廈的一個重要的組成部分。它的監(jiān)控范圍通常包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。高新信息技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，對建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)及管理最優(yōu)化組合的要求越來越高，要求建筑物提供一個合理、高效、節(jié)能和舒適的工作環(huán)境。節(jié)能是一項基本國策，也是建筑電氣設(shè)計全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。樓宇自控系統(tǒng)正是順應(yīng)了這一潮流，它的建立，對于大廈機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行并達(dá)到最佳狀態(tài)，以及大廈的防火與保安都提供了有力的保證。同時，依靠強(qiáng)大軟件支持下的計算機(jī)進(jìn)行信息處理、數(shù)據(jù)分析、邏輯判斷和圖形處理，對整個系統(tǒng)作出集中監(jiān)測和控制；通過計算機(jī)系統(tǒng)及時啟停各有關(guān)設(shè)備，避免設(shè)備不必要的運(yùn)行，又可以節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行能耗。樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯監(jiān)測等。如下圖：樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容某大廈，總建筑面積41700m2，建筑高度為99.7m，建筑層數(shù)地上18層，地下2層，是一座集酒店、辦公、商務(wù)、娛樂、賓館為一體的綜合性智能化建筑。該系統(tǒng)能夠提高某大廈的整體管理水平，節(jié)約能源，提供更為舒適的室內(nèi)環(huán)境，將大廈內(nèi)制冷站、供熱站、空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組、公共區(qū)照明部分、給排水、送排風(fēng)等系統(tǒng)納入大廈自動化管理系統(tǒng)，APOGEE是以集散理論為基礎(chǔ)的成熟的樓宇自動化系統(tǒng)。它具有結(jié)構(gòu)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展方便、軟件優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行、操作簡單等特點。

一、樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計思想和原則

某大廈樓宇自控系統(tǒng)是一套將冷熱源、空調(diào)、通風(fēng)、給排水、變配電、照明、電梯等設(shè)備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，以安全、可靠、節(jié)能、節(jié)省人力和綜合管理為目的。為了建成一個優(yōu)良的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設(shè)計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務(wù)于設(shè)備或各個子系統(tǒng)的控制器I／O點數(shù)及點的類型，同時確認(rèn)I／O點數(shù)的接口技術(shù)處理；其二是現(xiàn)場儀器、儀表、傳感器、變送器和執(zhí)行器等元件的正確選擇與配置；其三是中央操作站和通訊網(wǎng)絡(luò)的配置。

APOGEE樓宇自控系統(tǒng)是新一代樓宇自控／系統(tǒng)集成平臺，完整的系統(tǒng)由INSIGHT監(jiān)控軟件、DDC控制器、傳感器、閥門及執(zhí)行機(jī)構(gòu)四大部分組成。根據(jù)某大廈機(jī)電設(shè)備和弱電系統(tǒng)設(shè)計方案的具體情況，著重對如下幾個問題做了細(xì)化處理：

1、根據(jù)某大廈弱電系統(tǒng)的總體要求，選用了西門子的INSIGHT監(jiān)控軟件，該系統(tǒng)采用了Client／Server系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且支持WindowsNT／Windows2000／WindowsXP操作系統(tǒng)，支持OPC等多種協(xié)議和開放接口，并且提供了豐富的功能選項，是一套運(yùn)用成熟的系統(tǒng)；

2、按受控設(shè)備的要求選用不同處理能力的DDC控制器，控制器的搭配對于系統(tǒng)的合理配置有著重要的作用，各自控廠商的控制器都有多種不同點數(shù)的產(chǎn)品可供選擇，合理的選擇控制器對于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂刂葡到y(tǒng)造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控制器盡量靠近控制對象，空間距離較遠(yuǎn)的設(shè)備不宜合用同一個DDC控制器；

3、為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，樓宇自控系統(tǒng)的控制器、傳感器、執(zhí)行器電源換熱站控制(1)監(jiān)測各熱交換器二次水出水溫度，依據(jù)出水溫度按PID調(diào)節(jié)一次熱水(或蒸汽)調(diào)節(jié)閥，保證出水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)，溫度超限時報警；

(2)測熱水循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)和故障信號，故障時報警，并累計運(yùn)行時間；

(3)中央站彩色動態(tài)圖形顯示、打印、記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運(yùn)行時間及其他歷史數(shù)據(jù)等。

3、新風(fēng)／空調(diào)機(jī)組的監(jiān)控

監(jiān)控設(shè)備包括：新風(fēng)／空調(diào)機(jī)組。

如下圖：

(1)時間程序自動啟／停送風(fēng)機(jī)，具有任意周期的實時時間控制功能；

(2)監(jiān)測送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)、故障報警、累計運(yùn)行時間；

(3)防凍保護(hù)：在冬季，當(dāng)溫度過低時，開啟熱水閥，關(guān)新風(fēng)門、停風(fēng)機(jī)、報警提示；

(4)由風(fēng)壓差開關(guān)測量空氣過濾器兩側(cè)壓差，超過設(shè)定值時報警；

(5)風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、冷水閥狀態(tài)連鎖程序；

①啟動順序：開冷水閥、開風(fēng)閥、啟風(fēng)機(jī)、調(diào)冷水閥；

②停機(jī)順序：停風(fēng)機(jī)、關(guān)風(fēng)閥、關(guān)水閥；

(6)對于新風(fēng)機(jī)組，測量新風(fēng)溫度和送風(fēng)溫度，并根據(jù)送風(fēng)溫度PID調(diào)節(jié)二通水閥的開度，維持送風(fēng)溫度為設(shè)定值；對于空調(diào)機(jī)組，測量新風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度，并根據(jù)回風(fēng)溫度PID調(diào)節(jié)二通水閥的開度，維持回風(fēng)溫度為設(shè)定值；

(7)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等；

如下圖：空調(diào)機(jī)組

4、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控

監(jiān)控設(shè)備包括：給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。

(1)監(jiān)測生活水泵、污水泵的運(yùn)行狀態(tài)，手／自動狀態(tài)和故障信號，故障時報警，并累計運(yùn)行時間；

(2)實現(xiàn)就地控制和遠(yuǎn)程控制的轉(zhuǎn)換；

(3)監(jiān)測生活水池液位，對超限水位報警，防止溢流，對超低液位也進(jìn)行報警；

(4)根據(jù)生活水箱液位，啟停生活水泵，并進(jìn)行超限報警；

(5)根據(jù)污水池、集水坑液位，啟停污水泵，并對超高液位進(jìn)行超限報警；

(6)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。

5、給排風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控

監(jiān)控設(shè)備包括：送／排風(fēng)機(jī)。

(1)監(jiān)測各風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、手／自動狀態(tài)；

(2)在自動狀態(tài)下按時間程序自動啟／停風(fēng)機(jī)；

(3)監(jiān)測送／排風(fēng)機(jī)的故障信號，故障時報警，并累計運(yùn)行時間；

(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。

6、照明系統(tǒng)的監(jiān)控

監(jiān)控設(shè)備包括：公共照明配電箱。

(1)對于各照明回路，根據(jù)時間程序自動開／關(guān)各照明回路；

(2)對于各照明回路，監(jiān)控各回路的開關(guān)狀態(tài)、故障報警、手／自動狀態(tài)；

(3)以上時間，程序可根據(jù)用戶需要任意修改，可自定義節(jié)假日工作模式，降低大廈運(yùn)行中的電能消耗；

(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄累計運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。

7、變配電系統(tǒng)的監(jiān)控

對變配電系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發(fā)電機(jī)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視，本樓宇控制系統(tǒng)對變配電系統(tǒng)只監(jiān)視不控制。由供配電設(shè)備廠商預(yù)留連接供配電系統(tǒng)的監(jiān)測接口，通過高級接口采集下列信號：

(1)高壓進(jìn)線柜：三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度；

(2)所有高壓開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)、故障跳閘狀態(tài)；

(3)變壓器溫度；

(4)低壓進(jìn)線柜：三相電壓、三相電流；

(5)所有低壓進(jìn)出線開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)及故障跳閘狀態(tài)；

(6)低壓主要配電回路電能計量；

(7)測量柴油發(fā)電機(jī)三相電壓、三相電流、頻率及運(yùn)行或故障信號；

(8)監(jiān)測變壓器室、高／低壓配電室、發(fā)電機(jī)房內(nèi)溫度。

(9)為無縫集成，本項目均要求廠家提供國際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議：MODBUS、OPC。

如下圖：

變配電電梯系統(tǒng)的監(jiān)控

本項目樓宇自控系統(tǒng)對電梯系統(tǒng)實行只監(jiān)不控的方式，電梯系統(tǒng)提供高級接口給樓宇自控系統(tǒng)集成，樓宇自控對電梯的運(yùn)行狀態(tài)、故障報警、電梯的上升、下降進(jìn)行監(jiān)視；對自動扶梯的運(yùn)行狀態(tài)、故障報警進(jìn)行監(jiān)視，并對電梯系統(tǒng)的運(yùn)行時間進(jìn)行累積記錄。

三、系統(tǒng)構(gòu)架

關(guān)于西門子APOGEE系統(tǒng)，簡要說明如下：

1、中央工作站

中央工作站系統(tǒng)由PC主機(jī)、彩色液晶顯示器及打印機(jī)組成，是BAS系統(tǒng)的核心，它直接可以和以太網(wǎng)相連。整個大廈內(nèi)所受監(jiān)控的機(jī)電設(shè)備都在這里進(jìn)行集中管理和顯示，內(nèi)裝中／英文Insight工作軟件，提供給操作人員下拉式菜單、人機(jī)對話、動態(tài)顯示圖形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學(xué)的界面。操作者無需專業(yè)軟件知識，即可通過鼠標(biāo)和鍵盤操作管理整個控制系統(tǒng)。

2、操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)為樓宇自控系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的工作平臺，通過系統(tǒng)程序操作員可以在樓宇自控系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行各項資料的存取及監(jiān)控。

(1)指令輸入及菜單選擇的方式

操作員除了可以通過常規(guī)的鍵盤進(jìn)行操作外，亦可以通過“鼠標(biāo)”進(jìn)行操作，包括啟停、更改設(shè)定點、選擇菜單等各項操作。

(2)圖形及文字顯示

操作員可以將樓宇自控系統(tǒng)內(nèi)的每一個監(jiān)控點用圖形或文字方式顯示出來。

(3)多方面資料的顯示

操作系統(tǒng)有能力在同一時間內(nèi)以“窗口”式的方法顯示多方面的資料，以便容易對不同表現(xiàn)進(jìn)行分析，真正做到了實時和多任務(wù)。

(4)密碼的保護(hù)

多級別的密碼將為業(yè)主及管理人員提供一個有效的保護(hù)工具。它可以管理及限制不同部門人員使用樓宇自控系統(tǒng)，同時防止系統(tǒng)被非有關(guān)人員使用，提高系統(tǒng)的安全性。

(5)彩色動態(tài)圖形顯示

為使系統(tǒng)內(nèi)的報警被更快地確定及更容易分析系統(tǒng)的表現(xiàn)，系統(tǒng)提供彩色動態(tài)圖形顯示，包括樓層的平面圖及機(jī)電裝置的系統(tǒng)示意圖。

(6)系統(tǒng)的架構(gòu)及界定

所有溫度及裝置的控制策略及節(jié)能程序可以由用戶決定，在做出界定或修正的程序時不會影響樓宇自控系統(tǒng)正常的運(yùn)作。

3、Insight軟件功能

西門子公司提供的所有軟件均支持本方案所闡明的操作及監(jiān)控系統(tǒng)。這些軟件可在每個現(xiàn)場控制器中運(yùn)行，而不僅限于最高級的計算機(jī)工作方式。其核心功能包括控制軟件、報警管理兩方面。

(1)控制軟件完善且人性化的操作界面，提供設(shè)定點的修改和日程計劃的設(shè)定和執(zhí)行等豐富功能；

(2)報警管理包括監(jiān)察、緩沖、儲存及將報警顯示在操作站上。

①所有報警應(yīng)顯示有關(guān)報警監(jiān)控點的詳細(xì)資料，包括發(fā)生的時間及日期；

②報警根據(jù)嚴(yán)重性可分級報警，以便更有效、快速地處理嚴(yán)重的報警。用戶可以為不同級別的報警自行決定嚴(yán)重性的級別；

③監(jiān)控點歷史及動向趨勢記錄；

④累積記錄，每個網(wǎng)絡(luò)控制器擁有下列的累積記錄，若累積記錄超過用戶所定下的限額，系統(tǒng)將自動把用戶指定的警告信息發(fā)放出來。

4、直接數(shù)字控制(DDC)

DDC是用于監(jiān)視和控制系統(tǒng)中有關(guān)機(jī)電設(shè)備的控制器，它是一個完整的控制器，它包含軟硬件，能完成獨立運(yùn)行，不受到網(wǎng)絡(luò)或其他控制器故障的影響。

控制器構(gòu)成主要是32位或16位微處理器和不同類型點的點終端模塊，具有可脫離中央控制主機(jī)獨立運(yùn)行或聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行能力。同時，當(dāng)外電斷電時，DDC的后備電池可保證RAM中數(shù)據(jù)在60天不丟失。簡單來說，DDC具備以下功能：

(1)定時啟停、自適應(yīng)啟／停；

(2)自動幅度控制、需求量預(yù)測控制；

(3)事件自動控制、掃描程序控制與警報處理；

(4)趨勢記錄、全面通信能力。

四、系統(tǒng)交付及使用效果評價

安裝調(diào)試后的樓宇自控系統(tǒng)自投入運(yùn)營以來系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能夠自動控制建筑物內(nèi)的機(jī)電設(shè)備，