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貝加萊智能型樓宇自控系統(tǒng)-開啟一個新的世界
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1.前言
  隨著越來越多的高層建筑,超高層建筑的拔地而起,新的時代賦予樓宇自動化更新,更高的要求。許多高層建筑物內(nèi)包含的機(jī)電設(shè)備和不同功能的子系統(tǒng)越來越多,越來越復(fù)雜。同時,建筑物業(yè)主希望整個系統(tǒng)具有更高的性能,更高的效率和相對低廉的維護(hù)擴(kuò)展費用。
  奧地利貝加萊工業(yè)電子公司作為歐洲著名的自動化產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)商,早在80年代中期,就在歐洲推出了以PCC為主導(dǎo)的B&R樓宇自控系統(tǒng). 這些系統(tǒng)最先在德國的著名汽車制造商如大眾, 奧迪以及寶馬等可靠性要求很高的工業(yè)現(xiàn)場得到了應(yīng)用。隨著時間的推移,為了更好的詮釋貝加萊BA理念,B&R公司特推出新一代X67分布式I/O系統(tǒng),不僅可以更高的實現(xiàn)樓宇自動化的根本目的:使復(fù)雜問題簡單化, 使樓宇功能多樣化, 使物業(yè)運(yùn)作安全可靠化, 使生活環(huán)境舒適化,以及系統(tǒng)高度的智能化和節(jié)能化. 同時又更好地適應(yīng)了新時期的BA要求,體現(xiàn)了樓宇自動化新的內(nèi)涵。

  2. 貝加萊智能型樓宇自控系統(tǒng)簡介
  我們知道,樓宇自動化有其自身顯著的特點;測控點較多,高層建筑一般都在千點以上;測控點分散,遍布建筑物的各個角落;被控設(shè)備種類較多。貝加萊智能型樓宇自控系統(tǒng)正是在總結(jié)了貝加萊在歐洲的樓宇自控系統(tǒng)的特點和經(jīng)驗基礎(chǔ)上而設(shè)計推出的。此系統(tǒng)從設(shè)計思想到軟硬系統(tǒng)配置都采用了全新的面向未來的概念, 充分體現(xiàn)了可靠, 智能, 節(jié)能以及舒適的基本特點.其中分布式控制的概念更是面向樓宇自控注入了嶄新的思路。當(dāng)主站或某一子站出現(xiàn)故障時不會影響系統(tǒng)其他部分的正常運(yùn)行,從而把故障降低到最小的程度。B&R X67分布式I/O系統(tǒng)的出現(xiàn)更是將一個完整的遠(yuǎn)程自動化變成了現(xiàn)實。
  一般來說,建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)(BAS)縱向采用二級(監(jiān)控級、現(xiàn)場控制級)或三級(管理級、監(jiān)控級、現(xiàn)場控制級)結(jié)構(gòu)。以供配電、照明、電梯、給排水、暖通空調(diào)、安全防范、火災(zāi)報警及聯(lián)動為代表;綜合通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CNS)以有線電視、電話為代表,F(xiàn)場控制級各子系統(tǒng)(分站)對建筑物內(nèi)各設(shè)備或?qū)ο髤?shù)實行自動檢測,自動保護(hù),自動故障報警及自動調(diào)節(jié)控制;設(shè)立監(jiān)控中心,由高性能計算機(jī)組成的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)監(jiān)控管理級對各設(shè)備運(yùn)行及其動態(tài)實時參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控。工程師站、操作員站可用普通的計算機(jī)掛接在控制器總線上。分站可與監(jiān)控計算機(jī)通信,分站之間也可通信?紤]到后續(xù)工程的接入,各控制器之間采用總線網(wǎng)絡(luò)拓樸。這樣,若監(jiān)控計算機(jī)停止工作,則既不影響分站工作,網(wǎng)絡(luò)通信也不會中斷。
  (系統(tǒng)框圖如圖一所示:)
  由于在中國對消防有特殊的規(guī)定和約束, 消防系統(tǒng)可以作為BA的一個特殊子系統(tǒng),也可以單列為消防自動化系統(tǒng)-FA.
  貝加萊IBAS系統(tǒng)基本構(gòu)成為如下幾個部分:
  A. 傳感探測元件及控制執(zhí)行元件
  傳感探測元件包括: 溫度傳感器, 相對溫度傳感器, 濕度傳感器, 壓力傳感器 流量傳感器, 液壓檢測器, 壓差開關(guān), 水流開關(guān), 以及電流互感器, 電壓互感器等.
  控制執(zhí)行元件包括: 繼電器, 電動調(diào)節(jié)器, 電動閥門, 執(zhí)行器等.
  B. PCC樓宇主控系統(tǒng)
  貝加萊的樓宇主控系統(tǒng)由B&R2000系列的PCC(Programmable Computer Controller - 可編程計算機(jī)控制器)構(gòu)成. 此系統(tǒng)主要體現(xiàn)了分布式的控制思想. 實現(xiàn)這個思想的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線配置而成.
  C. B&R X67分布式I/O系統(tǒng)
  貝加萊 X67分布式I/O系統(tǒng)真正實現(xiàn)了樓宇自控系統(tǒng)由于測控設(shè)備分散而提出的I/O控制器分布式控制的要求,從而完成了一個完整的遠(yuǎn)程自動化。系統(tǒng)無論面對多么復(fù)雜的現(xiàn)場設(shè)備分布,X67 都可以任意的配置組合,按需擴(kuò)展,直接就近安裝在傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)旁。
  D.樓宇自控軟件系統(tǒng)
  貝加萊智能型樓宇自控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要有兩個組成部分, 即主站監(jiān)控軟件和底層PCC控制軟件B&R Automation Studio -系統(tǒng).

  3. PCC主控系統(tǒng)
  3.1 可編程計算機(jī)控制器
  自從世界上第一臺PLC于1969年在美國DEC公司誕生以來, PLC隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展已早已擺脫了當(dāng)年"順序控制器"的雛形. 當(dāng)今傳統(tǒng)的PLC已能完成邏輯順序控制, 模擬量處理和回路調(diào)節(jié)的功能. PCC就是從這個家族里脫穎而出的最新一代的可編程控制器. 它在面向控制的前提條件下經(jīng)濟(jì)高效地集成了PLC和大型計算機(jī)的特點. 它與一般的PLC相比具有如下優(yōu)勢:
  A. 多任務(wù)分時操作系統(tǒng)(MULTI-TASKING OPERATING SYSTEM),無論是對順序控制系統(tǒng)還是過程控制系統(tǒng)都能進(jìn)行實時控制與調(diào)節(jié);
  B. 硬件軟件充分體現(xiàn)模塊式思想,且硬件模塊可帶電插拔,使系統(tǒng)得到靈活多樣的擴(kuò)展與組合
  C. 多處理器模塊(MP)和智能型I/O模塊(IP)
  D. 高級語言 (C) 可直接作為編程語言
  E. 用現(xiàn)場總線實現(xiàn)分布式控制結(jié)構(gòu), 主站與子站及子站間既相互關(guān)聯(lián)又相互獨立。
  F. 通信功能強(qiáng)大.貝加萊PCC配備創(chuàng)建特殊通信協(xié)議的工具(FRAME DRIVER)
  G. 具有兆字節(jié)級的應(yīng)用程序存儲器
  
  3.2 主站與子站網(wǎng)絡(luò)配置方式
  根據(jù)智能建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu),可以組成不同形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù),使整個系統(tǒng)的信息傳輸極為快速。利用PCC所具備的網(wǎng)絡(luò)通信能力及本地/遠(yuǎn)程輸入、輸出 (I/O)擴(kuò)展功能,為系統(tǒng)擴(kuò)展留有空間。由于系統(tǒng)已經(jīng)集成了開放式的現(xiàn)場總線CAN, CANopen, DeviceNet, Profibus DP, ETHERNET Powerlink,因此用戶可以選擇現(xiàn)場總線,ETHERNET Powerlink和B&R遠(yuǎn)程總線 (RIO)幾種途徑進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。其中X67分布式I/O系統(tǒng)可以很方便地掛接在系統(tǒng)中。下圖二示出了這幾種現(xiàn)場總線靈活的配置方式.

  4. B&R X67分布式I/O系統(tǒng)
  B&R X67分布式I/O系統(tǒng)具有如下特點:
  A.系統(tǒng)不需要常規(guī)接線和控制柜
  X67可直接安裝在設(shè)備中,擴(kuò)展連接使用預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)電纜并減少至兩根:總線和電源線。安裝過程相當(dāng)簡便快捷,發(fā)生錯誤的可能也被降至最低,充分保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩。這不僅節(jié)省了人力,降低了接線成本,還提高了工作效率,也十分便于維護(hù)。
  B.即插即用
  用戶使用X67所需做的工作就是安裝以及與設(shè)備連通。X67的狀態(tài)LED燈迅速顯示出詳細(xì)的功能狀態(tài)信息-模塊的自動辨識和高速的系統(tǒng)分析。同時啟動時間也大大縮短至最小。
  C.與傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接連接
  X67可直接安裝在傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)旁,這使得簡單而低成本的升級及后繼的擴(kuò)展成為可能。并且對來自于現(xiàn)場設(shè)備的傳感器件、執(zhí)行器件無特殊的要求,只要滿足X67 I/O接點條件即可,這不僅降低了系統(tǒng)造價,也使項目的實施成為可能
  D.足夠長的擴(kuò)展距離
  系統(tǒng)最多可以擴(kuò)展253個I/O站,彼此間最大間隔100m,這樣系統(tǒng)最遠(yuǎn)距離將達(dá)到25公里。同時由于IP67防護(hù)的設(shè)計,使得X67模塊能夠根據(jù)被控設(shè)備和被監(jiān)測對象的物理位置就近安裝在系統(tǒng)的任何角落,從而很好地解決了樓宇自動化中測控點分散的問題。
  E.遠(yuǎn)程電源
  一個設(shè)計周到的遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)應(yīng)該提供一個帶有IP67保護(hù)的電源。在這方面,B&R更領(lǐng)先一步,電源能夠向總線發(fā)送電隔離的電壓信號,其意義在于即使發(fā)生了短路,系統(tǒng)仍然可以進(jìn)行狀態(tài)分析和錯誤診斷。
  F.EMC原則
  X67從電纜屏蔽一直到安裝螺絲都有連續(xù)的接地措施。而且這一措施同時應(yīng)用在總線接口以及模擬量通道中。只要模塊正確安裝就能自動確保優(yōu)化的接地保護(hù)。
  G. X67提供點數(shù)經(jīng)濟(jì)的I/O模塊
  針對樓宇自控系統(tǒng)測控點分散的特點,B&R推出了8點數(shù)字I/O模塊和4通道模擬量模塊,大大提高了I/O口的利用率,節(jié)約了系統(tǒng)成本。

  5.系統(tǒng)的簡潔與可靠性
  貝加萊新型的樓宇自控系統(tǒng)從三個方面保證了系統(tǒng)的簡潔性:
  A. 對變配電監(jiān)控子系統(tǒng)使用交流采樣手段.
  貝加萊的智能型I/O模塊使得I/O模塊不但具備高速采樣能力,而且還具備分析運(yùn)算能力. 這一技術(shù)的采用可以省掉大量的電量變送器使得電流電壓信號直接通過CT/PT環(huán)送到系統(tǒng)同等采用模塊. 此采樣速度基本為32點-200點/周期.電量的測量精度達(dá)到0.5級以上.
  B. 現(xiàn)場總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
  現(xiàn)場總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得I/O子站可以緊靠傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu),大樓的布線也變得簡單,整齊。
  系統(tǒng)的簡潔不僅提高了系統(tǒng)的可靠性, 而且還給系統(tǒng)的造價帶來了經(jīng)濟(jì)性.

  6. 與消防子系統(tǒng)的接口
  在中國可以找到多家消防產(chǎn)品供應(yīng)商, 其先進(jìn)性和可靠性主要表現(xiàn)在報警方面. 但自控方式不全符合中國消防規(guī)范. 貝加萊系統(tǒng)成功地解決了與消防自控的專用接口問題. 無論從軟件還是硬件角度而言,都使樓宇自控和消防設(shè)備達(dá)到了統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一施工、 統(tǒng)一編程,真正解決了樓宇自控管理安全消防問題.

  7. 結(jié)論
  綜上所述,貝加萊智能型樓宇自控系統(tǒng)具備了如下特點:
  A. 硬件先進(jìn)性. 貝加萊公司的持續(xù)創(chuàng)新能力保證了未來的新系統(tǒng)與現(xiàn)系統(tǒng)的兼容
  B. 采用具有生命力的軟件系統(tǒng)平臺, 以保證將來軟件的升級。由于提供了多任務(wù)分時的高級語言編程界面, 二次開發(fā)的工作實施起來易如反掌。
  C. 系統(tǒng)具備開放性;
  D. 良好的擴(kuò)展性。

  一座大廈往往既是工作環(huán)境又是生活環(huán)境。 因此BA系統(tǒng)必須從可靠實用的角度出發(fā),踏踏實實地在項目實施過程中做好二次開發(fā)。貝加萊公司數(shù)十年來專注于工業(yè)自動化領(lǐng)域,其豐富的經(jīng)驗,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,周到的服務(wù),都是良好合作的可靠保證。


 

狀 態(tài): 離線

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公司名稱: 貝加萊工業(yè)自動化(上海)有限公司
聯(lián) 系 人: 銷售部
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