大樓樓宇自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、大樓樓宇自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于大樓建筑面積大，受控設(shè)備分布廣，所以我們本著集中管理、分散控制這種集散式監(jiān)控結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則來(lái)實(shí)現(xiàn)整體功能。從大樓樓宇設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖可知此系統(tǒng)是由中央操作站、網(wǎng)絡(luò)控制器、直接數(shù)字控制器(DDC)等組成，中央操作站及網(wǎng)絡(luò)控制器是通過(guò)Ethernet網(wǎng)(N1網(wǎng))將各節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，同時(shí)安裝在建筑物各處的直接數(shù)字控制器(DDC)，將通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)總線（N2網(wǎng)）連接到網(wǎng)絡(luò)控制器上，與其它網(wǎng)絡(luò)控制器上的直接數(shù)字控制器及中央操作站保持緊密聯(lián)系。傳感器及執(zhí)行器等連接至以上各直接數(shù)字控制器內(nèi)。系統(tǒng)的主要組件如下:通訊網(wǎng)絡(luò) N1總線 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取 RS485

2、N2總線中央操作站網(wǎng)絡(luò)控制單元（NCU）直接數(shù)字式控制器（DX-9100/XT-XP模塊）網(wǎng)絡(luò)終端以下分別就大樓樓宇自控系統(tǒng)所配置的硬件設(shè)備做詳細(xì)說(shuō)明：1、通訊網(wǎng)絡(luò)高效的信息共享 N1網(wǎng)采用了以太網(wǎng)技術(shù)，遵從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通訊協(xié)議。操作站及網(wǎng)絡(luò)控制單元之間通過(guò)N1網(wǎng)即以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，在網(wǎng)上進(jìn)行各種信息的共享，使M5系統(tǒng)的分布特性得到充分的發(fā)揮。例如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制單元在地下室負(fù)責(zé)冷凍機(jī)組的控制，而另一個(gè)則在離地下室較遠(yuǎn)的地方負(fù)責(zé)監(jiān)控冷卻塔，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制單元之間可以通過(guò)N1網(wǎng)來(lái)進(jìn)行信息共享，以達(dá)到冷凍機(jī)組、冷卻水泵與冷卻塔之間的協(xié)調(diào)控制。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取很多系統(tǒng)都只容許有限度的資料分享，M5系

3、統(tǒng)卻能容許在N1總線上每個(gè)組件與組件間的自由通訊。即無(wú)論N1網(wǎng)上任何操作站或任何一個(gè)NCU上，均可以對(duì)全部的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)或控制。這便是M5系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)特之處動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取，加快了大量訊息之速度。雙重RS485 N2總線 所有RS485 N2總線通訊模塊安裝于網(wǎng)絡(luò)控制器中的網(wǎng)絡(luò)控制模塊，使網(wǎng)絡(luò)控制模塊能與在NCU、遙控專用控制器及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展單元內(nèi)其它電子模塊通訊。N2網(wǎng)可以配置成雙重RS485 N2總線，如其中一條線發(fā)生故障（即在N2網(wǎng)上之某一點(diǎn)沒(méi)有接收訊號(hào)），NCU會(huì)發(fā)出指令以恢復(fù)正常通訊，使網(wǎng)絡(luò)通訊更安全可靠。2、操作站 根據(jù)大樓的功能要求，我們對(duì)操作站的介面，特性，功能做了一系列的改進(jìn)，增加了

4、許多更直觀的視覺(jué)顯示效果，并且通過(guò)OPC（OLE for Process Control）軟件技術(shù)使所有的設(shè)備管理系統(tǒng)均可在簡(jiǎn)單明了的圖形顯示下集中完成，目前我們稱改進(jìn)后的操作站系統(tǒng)為M5，現(xiàn)就其幾項(xiàng)主要的特征說(shuō)明如下：動(dòng)畫(huà)介面 M5操作系統(tǒng)采用全新動(dòng)畫(huà)介面，可伴有音樂(lè)和旁白，更生動(dòng)地描述現(xiàn)場(chǎng)情況，同時(shí)可將大樓受控設(shè)備的實(shí)時(shí)圖像通過(guò)集成系統(tǒng)傳到操作站，從而更準(zhǔn)確直接地指導(dǎo)操作員應(yīng)采取的動(dòng)作。采用顏色梯度的動(dòng)態(tài)信號(hào) M5 workstation 圖形技術(shù)提供完整的動(dòng)態(tài)圖形控制，包括顯示、消失、閃爍旋轉(zhuǎn)、動(dòng)畫(huà)以及彩色梯度。全部通過(guò)易于使用和理解的圖標(biāo)控制定義對(duì)話，任一標(biāo)志的功能控制都能直接相關(guān)于另

5、一點(diǎn)或由大樓用戶根據(jù)自己需要任意定義單獨(dú)的設(shè)備。靈活連接 在M5操作站圖形中的任何標(biāo)志或大樓用戶設(shè)計(jì)的區(qū)域可以定義一個(gè)靈活的圖形按鈕連接激發(fā)到另一種應(yīng)用或者直接連上另一個(gè)顯示屏幕（典型的應(yīng)用包括數(shù)據(jù)庫(kù)和文字處理）。老練的用戶可使用諸如Visual Basic, C+ 等多媒體元件編寫(xiě)他們自己特殊的程序,系統(tǒng)也同樣支持。動(dòng)作趨勢(shì) M5 workstation 提供給大樓用戶有關(guān)能源管理以及設(shè)備診斷的數(shù)據(jù)分析曲線，如此詳細(xì)的各點(diǎn)情況都有助于更好地理解相關(guān)控制功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。大樓的管理人員可根據(jù)這些曲線分析受控設(shè)備的保養(yǎng)狀況及其是否處在最佳的工作狀態(tài)。趨勢(shì)比較 M5 workstation 允許大樓

6、的操作人員選擇兩種方式比較測(cè)試點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，第一種方式是采用直觀的數(shù)字形式，顯示各點(diǎn)實(shí)際數(shù)值，另一種方式則采用曲線表現(xiàn)形式，比較容易感受到各點(diǎn)的走勢(shì)。模擬值輪廓 模擬輪廓顯示用來(lái)比較相似的有關(guān)模擬值，顯示包括一層樓或一座建筑物的某一區(qū)域的溫度。從這些直觀的圖表中，大樓的操作者不僅可以知道現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的工作情況，而且能更好地分析任何一點(diǎn)溫度變化的快慢。舒適曲線 保證舒適度是大樓設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最基本的功能，M5能夠產(chǎn)生舒適曲線圖表，用戶可以定義一個(gè)最感舒適的范圍，M5 系統(tǒng)可將被測(cè)空間的溫度值標(biāo)明在舒適曲線上，機(jī)器處理溫度的變化比人更靈敏，所以一旦所測(cè)的點(diǎn)不在用戶所定義的舒適范圍內(nèi)或在其邊緣上

7、，就可以迅速聯(lián)動(dòng)其它設(shè)備的動(dòng)作，人們未感到不舒適之前就能改變環(huán)境溫度。因此舒適曲線對(duì)于環(huán)境控制是非常有利的特性。時(shí)間河 時(shí)間河圖表可以清楚顯示大量數(shù)字狀態(tài)，包括過(guò)去的、現(xiàn)在的以及將來(lái)的狀態(tài)，過(guò)去的是一些歷史數(shù)據(jù)，將來(lái)大樓的BAS數(shù)據(jù)是由時(shí)間程序表格來(lái)設(shè)定的，同時(shí)一些不常有的小碎片也能在這比擬的時(shí)間水流中顯現(xiàn)。星形圖 星形圖讓操作員一眼就能得到復(fù)雜樓宇系統(tǒng)中的基本信息，舉個(gè)例子，每個(gè)星形圖扇區(qū)代表由一臺(tái)風(fēng)機(jī)控制的大樓的某一區(qū)域，這些扇區(qū)并沒(méi)有標(biāo)明具體的地點(diǎn)，因?yàn)樗豁氁鸩僮鲉T的注意，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)到發(fā)生問(wèn)題的扇區(qū)就能得到更進(jìn)一步的信息。星形圖的中間點(diǎn)大小代表風(fēng)機(jī)啟停，顏色代表是否報(bào)警，周邊點(diǎn)與中間

8、點(diǎn)的距離代表環(huán)境實(shí)際溫度同設(shè)定溫度的偏離。3、網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU) 網(wǎng)絡(luò)控制器NCU是一種模塊式.智能化的控制盤(pán)，為M5網(wǎng)絡(luò)的心臟。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器，即可將大樓每一個(gè)側(cè)面的管理情況緊密的連接起來(lái)，進(jìn)行全面綜合的管理。通過(guò)相互共享整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有信息，NCU能用高級(jí)控制算法提供全建筑物范圍的最優(yōu)控制。本設(shè)計(jì)方案選用的網(wǎng)絡(luò)控制器具有以下基本的功能及特點(diǎn)：多種統(tǒng)計(jì)控制功能。可配置手提終端檢測(cè)器，該檢測(cè)器完全可以代替操作站的功能，存取整個(gè)系統(tǒng)中所有信息和發(fā)出控制指令。內(nèi)置32位和4MB內(nèi)存及72小時(shí)后備電池。 根據(jù)招標(biāo)項(xiàng)目要求并結(jié)合系統(tǒng)智能控制的實(shí)際需求，本著留足余量、方便管理與維護(hù)、高性價(jià)比等原則，我

9、們?yōu)榇髽菢怯钤O(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置了2個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器，對(duì)整棟大樓的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理。4、直接數(shù)字控制器(DX-9100)直接數(shù)字控制器對(duì)于冷凍機(jī)組、空調(diào)、照明及有關(guān)電氣設(shè)備的控制來(lái)說(shuō)，都是一種理想的控制器。DX的軟硬件的功能能靈活地適應(yīng)各種不同的控制過(guò)程。除此之外，DX-9100控制器為模塊化結(jié)構(gòu)，可以在擴(kuò)展總線上連接I/O擴(kuò)展模塊，來(lái)增加它的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)的容量。DX可通過(guò)內(nèi)置的LED顯示窗來(lái)監(jiān)控這些點(diǎn)，DX控制器可將所有監(jiān)控點(diǎn)情況和各種控制信息準(zhǔn)確地提供給整個(gè)M5網(wǎng)絡(luò)或控制站。DX是M5系統(tǒng)的最前端裝置，直接與大樓內(nèi)有關(guān)的設(shè)施連接起來(lái)，再通過(guò)N2總線（RS485）與網(wǎng)絡(luò)控制器相連，網(wǎng)絡(luò)控

10、制器與中央操作站均可對(duì)其實(shí)現(xiàn)超越控制。直接數(shù)字式控制器能夠支持以下不同性質(zhì)的監(jiān)控點(diǎn)：模擬量輸入(AI) 兩態(tài)輸入(DI)模擬量輸出(AO)兩態(tài)輸出(DO)具有12個(gè)可編程控制模塊及PLC邏輯運(yùn)算模塊，除能完成各種運(yùn)算及PID回路控制功能外，還具有多種統(tǒng)計(jì)控制功能，可同時(shí)設(shè)置多達(dá)8個(gè)時(shí)間控制程序?？刂破骶哂歇?dú)立運(yùn)作的功能，當(dāng)中央操作站及網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)生問(wèn)題時(shí)，控制器不受影響，繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)作，完成原有的全部監(jiān)控功能。可通過(guò)傳輸模塊（XT）接多達(dá)8個(gè)擴(kuò)展模塊（XP），增加控制輸入輸出點(diǎn)容量，配置靈活，并可通過(guò)內(nèi)置的LED來(lái)監(jiān)控這些點(diǎn)。XP-9102為6AI/2AO，XP-9103為8DO，XP-9104為4DI/4DO，XP-9105為8DI。5、手提檢測(cè)器/網(wǎng)絡(luò)終端手提檢測(cè)器是供大樓維修人員對(duì)樓宇自控管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)控制器及直接數(shù)字式控制器進(jìn)行檢查使用。通過(guò)檢測(cè)器，維修人員可以更改設(shè)定值，并可以獲得各有關(guān)