宋新国
[摘 要]随着社会经济的高速发展，智能建筑的BA系统 （全称楼宇设备自控系统，Building Automation System-RTU）对于产品提出了较高的要求，产品应该具有可靠的性能和经济的性能以及安全与联网便利的性能。对于联网便利性，传统的楼宇设备自控产品大多数采用总线协议进行联网，如LonWorks、BACnet、Modbus、KNX等，由于现场距离超长造成联网困难。
Honeywell WEBs是Honeywell公司推出的一款先进的楼宇设备自控系统，有效解决了联网的问题，通过TCP/IP网络架构进行联网，极大地解决了现场设备布线、联网的困难。文章从实际的项目出发，介绍基于TCP/IP架构联网的楼宇设备自控系统在实际项目的技术应用。
[关键词]自动化控制;楼宇自控系统;技术应用
[中图分类号]TU855 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–00–02
Automatic control and its application research in building automatic control system
Song Xin-guo
[Abstract]With the rapid development of the world， the BA system of intelligent buildings （the full name of Building Automation System-RTU） puts forward higher requirements for products， and products should have reliable performance and economic performance to ensure safety and networking Convenient performance. For the convenience of networking， most of the traditional building equipment automatic control products use bus protocols for networking， such as LonWorks， BACnet， Modbus， KNX， etc. Due to the long distance between the scenes， it is difficult to connect. Honeywell WEBs is an advanced building launched by Honeywell. The equipment automatic control system effectively solves the problem of networking. The TCP/IP network architecture is used for networking， which greatly solves the difficulties of field equipment wiring and networking.
Starting from the actual project， this article introduces the technical application of the building equipment automatic control system based on the TCP/IP architecture network in the actual project.
[Keywords]automatic control;building automatic control system;technical application
智能建筑在建设和使用过程中自动化技术应用具有至关重要的作用，通过集成BAS的子系统来运行最佳的管理系统，并实现高服务性，这一点非常重要。目前，BA系统的通信联网方式较多，但各个厂家联网方式开放性不够，如LonWorks、BACnet、Modbus、KNX等的通信协议联网方式都有自己的局限性，而通过TCP/IP网络架构进行联网，增加了现场操作的简易性，对现场技术人员的要求大大降低，用WEBs界面操作对于故障的排除特别简单明了。项目的网络架构是由两级网络和三级设备构成，两级网络由管理层网络和监控层网络组成。两级网络之间通过联网控制器相联接。整体系统架构是分布式系统，在联网控制器失效时，各位于现场的DDC（Direct digital control）控制器都可以独立地继续正常工作。三级设备的第一级为中央控制工作站，设置在中央控制中心;第二级为通用网关及路由器，设置在各弱电间中;第三级为直接数字控制器以及各种信号采集传感器和驱动装置，随着被控制的机电设备就地安装。
Honeywell WEBs的技术核心是具有开创性的Niagara体系架构。用于智能建筑自动化控制系统、工业建筑自动化控制系统和能源管理市场。使用Honeywell WEBs这一款新的楼宇设备自动控制系统，可以通过一个WEB的网页界面实时和安全及有效地管理整个智能建筑的机电设备，从而降低成本，提高工作的质量及效率，提高企业在市场上的竞争力。
Honeywell WEBs这款产品是一个基于网页应用的开放式的平台，可以很容易地兼容和集成不同厂家不同系列的产品，在有扩展要求的时候可以方便地将新增加的设备添加进来，体现了产品的可扩展性能。
1 楼宇自动控制系统应用技术
项目由一栋3星级酒店改造成一个高端的养老机构。项目建筑现状为6层3星级酒店，项目用地面积约2 800m2，总建筑面积约4 000m2。周边老旧住宅较多，区位和配套适合打造为中高端养老机构。本项目的BA系统点表共752个点位，设置23个现场控制器和23个扩展控制器及3个联网控制器，采用Honeywell WEBs系列产品。综合管理平台使用WEBStation-N4軟件中央控制管理平台，使用的管理层设备包括WEBStation-N4软件平台和WEB-8000联网控制器;现场设备控制使用BACnet协议的Spyder类型的控制器与Spyder VAV控制器。现场设备（包括传感器、执行器、阀门等）使用利旧的设备或新增加的Honeywell公司的相关设备。图1为此项目自动化控制系统系统图。
现场的监控和控制的机电设备主要类型有：①发电机、排风机的运行状态、故障报警、手自动状态和设备启停控制;②现场空气PM2.5传感器、空气净化器控制启停与新风电动阀联动;
③空调机组的送回风温湿度、冷热水供回水温度、风机压差报警、新风阀回风阀的启停控制、热水阀冷水阀启停控制;④电梯系统接口、变配电系统接口等，用于以后的系统升级。
2 自动化技术在楼宇自控系统中的应用研究
2.1 Niagara Framework系统平台软件的应用技术
项目上配置了一套Niagara平台软件，Niagara框架平台是自动化控制系统中通过软件技术把BACnet、Modbus、LonWorks，和多种协议标准集成到通用对象模型的应用程序环境之中并嵌入到控制器层级;并且支持标准的网页浏览界面。Niagara框架平台兼容现行的常用现场标准总线协议（例如BACnet、Modbus、LonWorks等），同时还能为非标准的总线协议的联接提供工具软件，能给已有的系统提供全面的软件技术支持。这样进行的集成实现了某种意义上的多系统不同设备之间无缝连接。
项目属于改造项目，有一些机电设备属于利旧设备，老的设备如何接入到新建的楼宇自控系统中，平台的开放性和兼容性是少不了的，市面上流行的传输协议Niagara都可以接受，如项目的发电机组是Modbus接入协议，通过此系统，可以很好地实现现场机电设备的自动控制，现场的4个污水井的溢水报警、现场设备启停通过BACnnet协议接入等都可以很好地实现功能要求。
2.2 网络控制器和现场控制器的应用技术
根据BA系统点表，共计752个数据点，项目采用的是WEB–8000控制器，采用了1台WEB–8005-U的联网控制器，每台可以支持5个现场控制器且数据点不大于250个点，2台WEB-8010-U的联网控制器，每台可以支持10个现场控制器且数据点不大于500个点。3台联网控制器通过TCP/IP的网络传至中央控制中心，由工程管理人员24h监控。
一个单独的WEB-8000控制器就可以通过2个板载的RS-485接口来控制不同设备，也可以通过配合总线扩展模块来连接控制232、LONWORKS、Modbus等设备。WEB-8000内置了BACnet、Modbus、LONWORKS、KNX、SNMP等常用驱动，还可用相应的可选驱动集成其他非标准协议的设备。尤其特殊的方面是，还可以很方便地连接本地化I/O模块，通过这些I/O模块直接控制现场的机电设备。
现场使用的Spyder是Honeywell新一款的功能强大应用广泛的控制器产品，以前在其他的价格昂贵的控制器上才能拥有的各种功能，现在Spyder这款产品都能很容易的实现。此设备将大大地节省安装、编程及维护的成本，是一款非常经济的现场控制器和I/O模块设备。
一个单独的Spyder控制器可以独立编程，具有了21个I/O点，包括6个通用IN、4个数字IN、三个模拟OUT、8个数字OUT。由于其性能价格比极为优良，可以通过独立编程，作为一款高品质I/O模块使用。
Sylk I/O扩展模块是Spyder家族系列的产品。这种模块扩展了单个Spyder的功能，满足了更多I/O点的需求。通过Niagara Framework?软件，运用相同的编程工具，Sylk I/O扩展模块和Spyder控制器成为一体，和Spyder控制器一样可进行自由编程。当Spyder控制器点数不够时，可以灵活方便地使用Sylk I/O扩展模块进行输入输出的点数扩充，每个模块为可单个Spyder控制器扩充8～12个I/O点。
本养老机构项目中就用到这一扩展模块，降低了成本，并且满足了现场的要求。
点表配置计算：23个（Spyder控制器）×21个（I/O点）=483个（I/O点）。23个（Sylk I/O扩展模块）×12个（I/O点）=276个（I/O点）。
二者合计483+276=759个（I/O点）。当然这是计算出来的最低配置，满足BA系统点表中的752个点位的要求，在实际配置时可以有适当的冗余。
2.3 联网技术应用
现场的温度、湿度传感器，PM2.5空气质量传感器等现场的传感器以及现场的冷水、热水的阀门的反馈信号，通过现场控制器把信号传到联网控制器WEB-8000，联网控制器通过以太网传至中央控制中心的服务器上，接入此网上的任意一台操作终端都可以在授权的情况下控制和监控此系统。这么方便的操作得益于这种便利的联网方式。WEB-8000的联网控制器，通信方式有2个10/100 MB Ethernet Port，RJ-45接口。如果现场的管理方式有变化，终端的操作PC可方便地移到任何有网络的地方，包括可以用无线WIFI网的笔记本电脑， 联到规划好的网络上，方便接入系统。
3 结语
在竞争激烈的时代，在项目上如何选择好产品，解决好成本高的问题日益突出，无论从安装到调试再到维护，WEBs的产品架构以及兼容性都得到很好的应用，并且产品WEB的页面对于使用及调试维护人员要求不高，这对于节省人力资源成本做出了贡献。在此养老机构的项目中由于配备了此楼宇设备自控系统，各种能耗大大降低，社会效益得到了发挥，机电设备也可以在无人值守的情况下自动的运转，发生故障及时排除，为在养老机构的人员提供了一个舒适、安全的环境。
参考文献
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