許少輝

（廈門兆翔智能科技有限公司，福建廈門 1361009）

1 樓宇自控的系統(tǒng)構(gòu)成

現(xiàn)代智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)，或稱建筑物自動化系統(tǒng)(BAS，building automation sys?tem)是將建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、防災(zāi)、保安、廣播等設(shè)備以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的一個綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個能夠在中高層、超高層以及中大型建筑完成多種設(shè)備控制、監(jiān)測和管理功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由中央計算機站(可有多個工作站)、直接連接在同一個通信線路上的若干個分布在所屬受控對象附近的現(xiàn)場直接數(shù)字式控制器(DDC)以及傳感器、變送器、執(zhí)行器等監(jiān)測、執(zhí)行元件和設(shè)備所組成。BAS的主要功能是通過對智能大廈內(nèi)的各種不同類型的設(shè)備子系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控和管理，使整個大廈運行更加可靠、擴展方便靈活、投資大大降低、收效顯著增加；為生活在大廈內(nèi)的人員提供一個既舒適溫馨，又安全可靠的生活、工作環(huán)境[1]。廈門機場BA系統(tǒng)就是采用美國Honeywell的EBI系統(tǒng)進行升級的。

2 廈門機場現(xiàn)有BA系統(tǒng)簡介

廈門高崎國際機場三號侯機樓樓宇自控系統(tǒng)采用HONEYWELL EXCEL5000基本型系統(tǒng)，系統(tǒng)于1996年隨著三號侯機樓的啟用而投入使用。系統(tǒng)共有4 375個點位。采用6條C-BUS總線，系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)從低到高可劃分為三層：現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)層（現(xiàn)場總線）、自動化層（DDC分站控制總線）、管理層（中央站管理總線）。DDC分站連接傳感器、執(zhí)行器的輸入/輸出模塊被設(shè)置在設(shè)備現(xiàn)場。系統(tǒng)中央站管理數(shù)據(jù)庫軟件采用HONEYWELL Excel Building Supervisor Version 1.4.3即XBS V1.4.3及XBS V1.4.4系統(tǒng)?，F(xiàn)場控制器即DDC主要采用HONEYWELL XL100B、XL600 D，原系統(tǒng)共有HONEYWELL 100B型DDC 45臺，XL-600型DDC 47臺，后續(xù)維修少數(shù)幾臺DDC采用XL100C型，新增西指廊貴賓室采用XL500 DDC。DDC內(nèi)程序由EXCEL Care和LIVE Care編程軟件根據(jù)現(xiàn)場要求開發(fā)原理圖、控制策略、開關(guān)邏輯和時間程序后經(jīng)編譯器編譯源程序后傳入DDC中，可單獨運行，編程軟件可同時生成多種控制文件及系統(tǒng)設(shè)備匯總表。中央站使用圖形設(shè)計軟件及組態(tài)軟件設(shè)計圖形用戶界面方面用戶對系統(tǒng)的綜合管理及對DDC的遠程管理和控制，并具備監(jiān)測、報警、打印等功能

2.1 系統(tǒng)組成及監(jiān)控范圍

2.1.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)屬于EXCEL 5000系列基本型，分6條C-BUS總線，由92臺現(xiàn)場控制器即DDC組成（其中45臺100B、47臺XL600D）。中央系統(tǒng)由2臺主工作站SERVER和兩臺PCANYWHERE遠程操作客戶端PC組成。終端共有傳感應(yīng)器650個（含溫度傳感應(yīng)器、濕度傳感器、過濾網(wǎng)壓差開關(guān)、氣流指示開關(guān)等），共有驅(qū)動閥264個（含風(fēng)閥、水閥等）。兩臺主工作站配置為DELL OptiPlex GX110型（PⅢ700，采用ISA擴展卡，每臺插三塊XPC500通訊板，每一塊板負責(zé)一條C-BUS通訊），兩臺操作客戶端分別位于行李總控室和制冷站，通過PCANYWHERE遠程控制服務(wù)器。

2.1.2 監(jiān)控范圍

系統(tǒng)按控制對象類型劃分為6大模塊：HVAC空調(diào)系統(tǒng)、LIGHTING照明系統(tǒng)、ELECTRICAL變配電系統(tǒng)、CHILLER制冷系統(tǒng)、WEAK ELECTRI?CAL 弱電系統(tǒng)監(jiān)控 (Flight、Power、CCTV、Oth?ers)、PLUMBING AND DRAINAGE給排水系統(tǒng)（Live Water、Sewrage）。HVAC空調(diào)系統(tǒng)控制對象包括：大型空調(diào)機組AHU&RAF、指廊空調(diào)機組、指廊底新風(fēng)機、地下車庫新風(fēng)機、吊頂空調(diào)機、指廊風(fēng)機盤管、公共空間風(fēng)機盤管、屋頂排風(fēng)機、送風(fēng)機、空氣電加熱器等。制冷系統(tǒng)控制對象包括：冷凍機組、次級冷凍泵等。給排水系統(tǒng)控制對象包括：生活用水系統(tǒng)、污水排水系統(tǒng)。燈光控制照明控制系統(tǒng)包括：樓內(nèi)照明設(shè)施、部分樓外照明設(shè)施等。功能模塊如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)現(xiàn)狀

圖1 功能模塊

廈門機場樓宇自控系統(tǒng)自1996年啟用至今，期間為解決Y2K問題進行過軟件升級。2002年為解決中央站系統(tǒng)處理速度慢問題，對系統(tǒng)進行了一次軟硬件升級（操作系統(tǒng)從WINDOWS 98系統(tǒng)更換為WINNT4.0 SERVER系統(tǒng)，硬件更新為DELL OptiPlex GX110）。更新后的系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定，之后共進行過兩次大的維修，主要是因為中央站計算機內(nèi)負責(zé)與BUS線通訊的XPC500通訊板故障引起的單條總線在主機的失控問題。由于系統(tǒng)總線采用C-BUS模式，并且采用非屏蔽三類雙絞線作為為控制總線，加上施工并非全部采取“手拉手”方式（部分采用T接方式），系統(tǒng)偶爾不可避免地會發(fā)生信號干擾引起的整條總線失控問題。

現(xiàn)有樓控系統(tǒng)采用HONWEYWELL公司的EXCEL 5000基本型系統(tǒng)，該系統(tǒng)是Honeywell公司推出適用于各種建筑規(guī)模的機電設(shè)備控制系統(tǒng)(其最多可支持24條中央通信總線（C-BUS），32個工作站(其中24個可組態(tài)為服務(wù)器)，254個遠方終端)。廈門機場BA系統(tǒng)共配置6條C-BUS總線，兩臺主工作站，每臺負責(zé)3條C-BUS總線與XBS服務(wù)器通信。系統(tǒng)可分為三層：管理層（中央站管理總線）、自動化層（DDC分站控制總線）和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)層（現(xiàn)場總線）。配置的兩臺中央站分別由兩臺PCANYWHERE客戶端進行遠程網(wǎng)絡(luò)遙控，客戶端分別位于行李總控室和制冷站值班室，4臺計算機采用候機樓PDS系統(tǒng)，組成獨立專網(wǎng)，與其他網(wǎng)絡(luò)物理隔離。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

隨著BA新技術(shù)的出現(xiàn)和樓控新產(chǎn)品的推出，以及針對目前自動化層（DDC分站控制總線層），管理層（中央站管理總線層）和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)層（現(xiàn)場總線層）等三個層面出項的問題，廈門機場BA原系統(tǒng)采用的部分硬件廠商已經(jīng)停產(chǎn)，并且有些軟件已經(jīng)滿足不了系統(tǒng)運行的需求，直接威脅生產(chǎn)。

3 EBI升級改造方案

綜合上述現(xiàn)狀分析，針對系統(tǒng)各個層次所存在的問題，綜合適用性、可擴展性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性等方面的因素，提出適合機場的解決方案。以下分別對系統(tǒng)各個層次所存在的問題進行分析并提供解決辦法。

3.1 管理層

中央站從1996年投入使用以來，相對穩(wěn)定，除了兩次升級和兩次更換XPC500通訊板外一直工作穩(wěn)定。但存在的問題是個隱患，一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)將長時間地癱瘓。中央站計算機所用的主板要求有三個ISA插槽，目前所有的主板廠家已經(jīng)不再生產(chǎn)，一旦發(fā)生故障，將沒有備件更換而使系統(tǒng)癱瘓。

為避免發(fā)生系統(tǒng)癱瘓，該方案將中央站升級到EBI系統(tǒng)中央站。屆時，EBI系統(tǒng)中央站中將沒有廠家的專用板件，即為一臺通用的計算機硬件平臺，有利于以后中央站硬件的維修維護。Hon?eywell公司的EXCEL5000 EBI系統(tǒng)完全兼容現(xiàn)有的DDC，避免設(shè)備的浪費。

美國Honeywell公司的EXCEL5000 EBI系統(tǒng)是一種基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)，同時該系統(tǒng)還可根據(jù)需要將大廈的消防報警系統(tǒng)及安保自動化系統(tǒng)集成在EBI平臺上。EBI平臺提供與其他供應(yīng)商系統(tǒng)及OA系統(tǒng)的開放性接口?？芍С諧-BUS總線和LonWorks技術(shù)，Lon?Works技術(shù)具有的優(yōu)點，該技術(shù)目前已得到廣泛的應(yīng)用，并擴展的其它各個行業(yè)。

3.2 自動化層

圖2 廈門機場樓宇自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

自動化層主要包括DDC分站及其通訊總線，從2005-2006年維修更換備件的情況看，更換的數(shù)量并不多。單臺DDC故障只影響一部分控制點，只要備件準(zhǔn)備夠，維修及時并配合手工現(xiàn)場操作，對生產(chǎn)影響不會太大。

目前存在的以下問題將在改造中給予解決。

（1）程序設(shè)計錯誤問題。對于此類問題可以通過重新編程、逐個、逐點、逐臺按流程嚴(yán)格測試來解決。同時對維修人員進行必要的編程培訓(xùn)。

（2）部分DDC離線問題。用于對樓內(nèi)強弱電變配電系統(tǒng)進行監(jiān)測的DDC有5臺處于關(guān)機不使用的離線狀態(tài)，DDC程序完整存在，若需要可根據(jù)實際情況隨時恢復(fù)使用（減少總線DDC數(shù)量有利于減少C-BUS總線的通訊負荷，故對不常用的DDC予以關(guān)閉，此5臺DDC已關(guān)閉多年）。另，對時常發(fā)生邏輯錯誤的DDC可通過更換CPU模塊及重新梳理核對控制邏輯源程序予以解決。

（3）總線施工不規(guī)范抗干擾能力差問題。對于此類問題可以通過梳理總線，改進部分總線施工不規(guī)范問題，嚴(yán)格按廠家要求進行合理規(guī)范的接線，同時對距離較長的總線進行中繼放大，提高信號強度，增強抗干擾能力來解決。系統(tǒng)配備9臺XD509放大器（部分已安裝但未使用），可在此次改造中酌情啟用。

3.3 現(xiàn)場總線層

現(xiàn)場總線層主要包括傳感器和執(zhí)行器等，整個系統(tǒng)共有傳感應(yīng)器650個（含溫度傳感應(yīng)器、濕度傳感器等），共有驅(qū)動閥264個（含風(fēng)閥、水閥等）。從2005-2006年維修更換備件情況看，更換維修的數(shù)量不多。對于存在的問題可通過改造或購買備件替換維修的方式予以解決。傳感器和執(zhí)行器可以使用各種品牌和不同廠家的產(chǎn)品，目前候機樓就有霍尼韋爾、AB公司、KeyStone、FLYGT等等廠家和品牌。存在問題的解決辦法：

（1）驅(qū)動閥電機由于長年不間斷使用，少數(shù)出現(xiàn)結(jié)合部件機械磨損及電機或電路板燒毀現(xiàn)象，可通過更換相關(guān)部件解決；

（2）傳感器性能指標(biāo)下降或部分故障，如：溫度傳感器故障明顯增加，可通過更換故障傳感器（溫感器、氣流量指示器、浮球閥、繼電器等）予以解決并進行合理的校準(zhǔn)；

（3）中心機械廠制冷站AB變頻器風(fēng)扇不間斷運轉(zhuǎn)近10年，部分風(fēng)扇出現(xiàn)風(fēng)力弱或故障，可維修風(fēng)扇及故障部件，對到使用年限的變頻器可考慮報廢更新；

（4）DDC應(yīng)用程序設(shè)計錯誤導(dǎo)致的部分終端不受控問題，可重新編程調(diào)試解決。

對于制冷站次級泵無法根據(jù)流量和壓力自動調(diào)節(jié)問題，可依據(jù)實際需求增加部分硬件并通過DDC編程現(xiàn)場調(diào)試解決。

4 結(jié)束語

樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑中很重要的一個子系統(tǒng)。其自動化程度的高低將直接關(guān)系到整個建筑物的運行的好壞，環(huán)境的舒適度。廈門機場BA系統(tǒng)的升級改造將給機場提供一個投資合理的、且又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷環(huán)境空間。

［1］南京工業(yè)大學(xué)智能研究所.HONEYWELL EBI培訓(xùn)教材［Z］.2003.