[推荐]施耐德TAC楼宇自控系统应用－中关村紫金数码...

【摘要】介绍基于开放的LonWorks技术TAC Vista楼宇自控系统在商业楼宇建筑群的系统应用。LonMark认证的DDC控制器在系统控制上的配置灵活性和网络的易于扩展性，以及其它通讯协议的子系统如何集成到基于LonWorks技术的TAC楼宇自控系统。

【关键词】开放性  楼宇自控系统  LonMark认证  系统集成LonWorks RS485 BACnet

一．项目案例介绍
       中关村紫金数码园是中国科学院科技园首期启动工程，由北京中关村科学城建设股份有限公司进行开发建设。该项目位于中关村南四街以东、中关村东路（希格玛大厦）以北、财经学院东路以西，占地面积约为2.9万平方米，总建筑面积约14.1万平方米。商业建筑群包括5栋建筑楼，其中有3栋办公楼、1栋公寓和1栋服务楼。
       该项目于2006年底建成并投入使用，作为北京数字娱乐软件产业创新基地，是北京软件“三库四平台”上层应用平台的一部分，服务于北京市动漫画、手机游戏、网络游戏和益智教育软件等产业内企业。

    

二．楼宇自动化控制内容
       商业建筑群楼宇自动控制系统使用的是施耐德TAC 楼宇自控系统，控制系统是基于开放的LonWorks技术的TAC Vista系统，被监控点约4,000点，BA控制网络使用LonWorks网络, 通过LonWorks路由器把分布在不同建筑内和不同楼层的DDC控制器便捷地连接起来，体现了LonWorks网络技术在系统组网和配置的灵活性，系统可大可小，组合灵活，中关村紫金数码园五栋建筑之间通过8条网络总线，把DDC控制器连接到中央工作站，系统网络架构见如下网络结构图：

 

    该项目BA控制内容主要包括：办公楼部分有新风机组，空调机组，区域供冷/供暖控制，送/排风机，轴流风机，给/排水泵，生活水箱，水池，污水井等控制；服务楼有冷水机组、变/配电、变频控制、电梯等集成。

三．基于LonWorks网络的开放架构
       施耐德TAC Vista楼宇自控系统是完全基于LonWorks技术的开放系统，作为施耐德电气旗下子公司，提供楼宇自控系统解决方案。 施耐德TAC倡导并建立了开放式的建筑信息自动化系统，即Building IT系统。这个概念概括了公司业务的发展、制造和销售产品、服务和解决方案等，以改善室内环境并通过降低运行费用等更多的吸引力，向业主提供高附加价值的智能建筑。TAC 公司为建筑物整个寿命周期提供完整的解决方案。TAC楼宇自控系统网络结构见下图：

（1）TAC Vista工作站管理系统
       TAC Vista系统用于大楼内的机电设备的控制管理及建筑物能源消耗的智能化管理。系统适应性非常强，系统为模块化结构。可很方便地构造出不同等级的独立系统，每级都具有非常清楚的功能和权限，这就使Vista既可用于单独的楼宇管理，也可用于一个区域分散的楼群的集中管理。用户可通过中央计算机很直观地、详细地监测并控制建筑物内机电设备的运行，完全将HVAC暖通空调、照明、给排水、能源管理、时间表安排等子系统置于自己的监控之下。
       TAC Vista为服务器和工作站操作系统，将工业标准技术和易于使用的用户接口界面结合在一起，提供可靠、灵活和经济的建筑管理解决方案。软件系统不仅含有集成和环境控制功能，同时还有设备和能源管理功能。TAC Vista系统可以作为一个独立的系统运行，也可以与多个计算机一起运行，组成局域网或远程网络。系统的操作和监视既可在现场完成，也可在远程完成。TAC Vista提供了一个面向对象的图形化的用户界面，在良好的HMI人机界面下控制、监视和管理操作系统运行，用于处理系统的日常操作。操作员只需使用鼠标“指点及按动”的方法选择功能输入指令及操作软件，而不必熟记代码。彩色图象不仅能清楚地显示整个系统的布局还能显示记录图象和三维物体。可以通过图象的快速切换改变时间的设置参数值或状态值。实现动态图形的显示；现场动态实时数据的显示；控制程序、监视程序和操作程序的输入、修改与传送；显示现场DDC控制器及现场设备的运行故障报警；显示、打印、记录运行参数；根据要求定时打印有关数据报告。TAC Vista提供顺序控制程序、功能联锁程序、用电管理程序、照明控制程序、维修记录程序、统计程序、报表产生程序和历史数据与处理等程序。

（2）TAC Xenta系列LonMark认证DDC控制器
       TAC Xenta系列可自由编程控制器均具有LonMark认证，具有LonMark认证的DDC控制器可实现不同厂家设备之间的互连互通，使系统集成变得容易起来。DDC控制器采用国际LonTalk通讯协议，即该系统的通讯协议对其它用户是透明的，为用户的系统集成和未来的系统升级、扩展和改造留下很大的余地。TAC提供的TAC Xenta 280和TAC Xenta 300系列控制器是LonMark认证的可编程控制器，设计用于小型至中型的HVAC暖通空调系统；TAC Xenta 400系列控制器是通过LonMark认证的可编程控制器，可作为开放式控制和管理系统中的集成单元，用于大型HVAC暖通空调系统控制。
       TAC Xenta系列LonMark认证DDC控制器既可作为智能控制器独立运行，控制现场设备，监视现场环境，也可接入LON总线，从而成为控制网络的一部分，与其它系统实现智能集成。每一TAC Xenta控制单元都受TAC Vista中央系统的监视和控制，能和其它厂商的LonWorksTM产品实现互连，与LonWorksTM产品实现互操作。
       在中关村数码园项目中考虑到大量使用新风机组和空调机组，为了充分体验集散控制的系统优势，使用小点数控制器TAC Xenta 280系列控制器，实现DDC控制器和新风机组或空调机组一对一的控制，这种设计考虑系统的故障冗余，在一台DDC控制器出现故障时，系统控制的影响只是一台新风机组或空调机组，减少了在一台DDC控制器连接多台新风机组或空调机组时，因为在一台DDC控制器出现故障，而影响多台新风机组或空调机组控制。

       TAC Xenta 280控制器是LonMark认证的可编程控制器，配置灵活，易于安装。LonWorks网络通讯使用3120神经元芯片，中央处理器是32位、10MHz主频的CPU。提供HVAC暖通空调及建筑物内其它子系统的全部控制功能，包括循环控制、控制曲线、时间控制、报警管理等等，使用图形编程工具TAC Menta，使编程和操作非常简便。
       TAC Xenta 280控制器联网采用非屏蔽双绞线连接在LonWork TP/FT-10网络上，网络通信速率为78Kbps。控制器由安装在一起的端子部分和电子部分组成，终端设备的线缆仅与端子部分连接，因此可根据需要移去电子部分，而不影响端子连接。TAC Xenta 280可以连接到中央管理系统TAC Vista。现场使用的TAC Xenta OP手操器可以连接至TAC Xenta。TAC Xenta OP手操器盘带有显示器和按键，用于现场读取控制器数据或改变参数设置。TAC Xenta OP手操器可以搭扣在TAC Xenta控制器上，也可安装在控制柜前面或作为便携式终端使用。由于控制器采用非易失（快闪）存储器，在电源故障后控制单元仍保存用户的设定值，确保电源恢复后就能正常工作。

四．系统集成
       中关村数码园多个弱电系统在联动和管理上需要系统集成，和BA系统的集成主要有服务楼有冷水机组、变/配电、变频控制、电梯等，这些子系统有的可提供LonWorks通讯接口，比如变频控制可提供LonWorks通讯接口，这种情况下子系统可以方便地、通讯透明地连接到TAC Vista系统，不需要任何外部网关设备，轻松实现系统集成。但现实工程实施时大部分情况下建筑楼宇内多个子系统不具备提供LonWorks通讯接口，它们可提供BACnet或Modbus其它一些国际或工业主流标准协议。此时针对系统集成的实际应用，施耐德TAC提供LonWorks网关的集成方案，通过TAC Xenta 913可实现把其它BACnet、Modbus或RS232、RS485集成TAC Vista系统。

       该项目使用的冷水机组提供BACnet通讯协议，变/配电子系统提供Modbus通讯协议，基于现场情况，方案配置选择了TAC Xenta 913 LonWorks网关，通过协议转换把其它国际或工业主流标准协议集成到基于LonWorks的TAC Vista系统。和冷水机组集成，提供高级的负载控制和顺序控制，提供连续的性能监视和远程报警；和电力配电集成，提供能源监视和报告，以及在正常和断电两种模式之间集成现场设备和柴油发电机、UPS机组的能源策略应用。

五．总结
       通过开放的、互联的、互操作的基于LonWorks网络技术的TAC Vista楼宇自控系统，在使商业建筑群实现楼宇自控化控制，给用户带来舒适环境体验同时，减少维护人员和节约能源。在不同子系统集成时整个网络集成变得容易起来，使智能建筑各系统实现无缝集成，通过LonWorks网络技术应用，为整个系统今后的维护和升级留有很大的预留空间，无论在设备维护或系统扩展时，都不必受制于专一系统供应商，在开放环境下给用户带来很大的选择余地。