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空調系統的遠程監控是智能建筑中建筑自動(dòng)化系統的重要內容之一�；贗nternet/ Intranet 平臺的遠程監控,是實(shí)現BMS 的發(fā)展方向,也是建立建筑智能化管理系統（ IBMS） 的基礎。本文著(zhù)重闡述利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 及可編程計算機控制器（PCC） ,實(shí)現基Internet/ Intranet 下的空調系統遠程監控與管理的方法。 1 引言 樓宇自控系統（BAS） 是智能建筑的重要組成部分,而空調系統的控制又是它的主要內容之一,隨著(zhù)現代化的高樓大廈的興建,對樓內空調系統的有效管理和控制顯得越來(lái)越重要。樓宇自動(dòng)控制系統主要是由傳感器與執行器、DDC（直接數字控制器） 、通訊網(wǎng)絡(luò )、中央管理計算機等組成。它的應用使樓內的電力、照明、空調、防災、防盜、電梯等高效地運行成為可能。而通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)實(shí)現對空調系統遠程監控及維護管理是實(shí)現BMS（Building Management system） 的發(fā)展方向。我們在基于實(shí)驗室平臺上研究開(kāi)發(fā)的“智能建筑自動(dòng)化系統”,并利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實(shí)現了基于Internet/ Int ranet 的遠程監控和維護管理,空調系統是該項目的一個(gè)主要子系統。本文主要介紹利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實(shí)現空調系統遠程監控的方法。 2 網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 簡(jiǎn)介 WebAccess 是美國著(zhù)名專(zhuān)業(yè)從事自動(dòng)化HMI/ SCADA 系統組態(tài)軟件研發(fā)與應用的BroadWin 公司開(kāi)發(fā)的一種基于IE 瀏覽器的網(wǎng)絡(luò )化組態(tài)軟件。網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 不僅具有強大的組態(tài)功能,而且突破了傳統組態(tài)軟件的局限性,其最大特點(diǎn)是:整個(gè)系統的運行在局域網(wǎng)內進(jìn)行監控時(shí),采用完全基于Web 的方式進(jìn)行,在局域網(wǎng)內的任何電腦中,只需安裝WebAcces Client ,通過(guò)使用標準的瀏覽器IE ,便可實(shí)現與在控制室相同的監控效果。此系統在必要時(shí)還可以連接互聯(lián)網(wǎng),接入互聯(lián)網(wǎng)后即可實(shí)現遠程監控,并且系統集成商也可以實(shí)現在遠程的及時(shí)維護工作。 WebAccess 由三個(gè)部分組成: （1） 工程節點(diǎn):作為集中的數據庫和Web 服務(wù)器,提供客戶(hù)端和監控節點(diǎn)間的初始連接,并提供“工程管理員”功能,以創(chuàng )建I/ O 數據庫、報警和圖形等; （2） 監控節點(diǎn)（Node） :是一個(gè)遠程PC ,它使用WebAccess 支持的驅動(dòng)程序與自動(dòng)化設備連接并通信。WebAccess 監控節點(diǎn)軟件提供管理控制和數據采集（ SCADA） 功能, 包括: 通訊驅動(dòng)程序（Modbus、OPC、和其它PLC、I/ O、過(guò)程控制、自動(dòng)化設備、DCS 和DDC） 、報告和趨勢記錄實(shí)時(shí)數據、報警和報警記錄、安全和事件記錄; （3） 客戶(hù)端（Client） :它是一個(gè)插件程序,運行與瀏覽器有關(guān)。Client 實(shí)際上是一種人機界面（HMI） 軟件,它提供實(shí)時(shí)的數據顯示、動(dòng)畫(huà)、趨勢、報警和報告等功能。WebAccess 客戶(hù)端使用TCP/IP 協(xié)議通過(guò)因特網(wǎng)或局域網(wǎng)和監控節點(diǎn)連接。 此外WebAccess 除了具有一般組態(tài)軟件所具有的常用的繪圖、建點(diǎn)、動(dòng)畫(huà)、數據顯示、趨勢圖、事件報警、記錄和報表等功能外,還具有以下特點(diǎn): ①通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程建構、修改圖形及數據庫; ②先進(jìn)的數據庫架構使用戶(hù)既可以先設定硬件,亦可以先繪圖形,高效、靈活、方便; ③多工非同步建構功能,允許多用戶(hù)同時(shí)建構數據庫,完全具備網(wǎng)絡(luò )多用戶(hù)功能; ④多疊式網(wǎng)絡(luò )安全結構（防火墻+ 內建安全系統） ,保護用戶(hù)數據安全; ⑤與AutoCAD 相容的矢量繪圖方式,易于掌握應用,并且可直接導人AutoCAD 的DXF 文件; ⑥強大的動(dòng)畫(huà)功能,可以任意設定動(dòng)畫(huà)的移動(dòng)路徑和轉動(dòng)中心,而且動(dòng)畫(huà)設定具有層的概念;獨具特色的圖庫;簡(jiǎn)易的TCL 腳本,在不同的瀏覽器上都能發(fā)揮功能。 3 空調系統簡(jiǎn)介 本課題中的暖通空調系統是把工程中常用的系統形式與我院智能建筑實(shí)驗室的實(shí)際系統相結合,由全空氣一次回風(fēng)系統、風(fēng)機盤(pán)管系統、風(fēng)冷熱泵機組系統和排風(fēng)兼排煙系統4 個(gè)子系統組成,其中風(fēng)冷熱泵機組為一次回風(fēng)系統,風(fēng)機盤(pán)管系統提供冷熱源;排風(fēng)排煙系統平時(shí)用于換氣,火災時(shí)兼做排煙系統。本文著(zhù)重介紹一次回風(fēng)系統,其組成及原理見(jiàn)圖1 。 圖1 一次回風(fēng)系統組成及原理 4 空調系統遠程監控的主要內容及要求 一次回風(fēng)空調系統遠程監控的主要內容為: ①機組啟�？刂�; ②冷熱工況轉換; ③室內溫度設定、顯示:設定空調房間的設計溫度及顯示空調房間的實(shí)際溫度; ④系統運行狀態(tài)監視:主要顯示空調機組（風(fēng)機） 、過(guò)濾網(wǎng)、二通閥工作狀態(tài); ⑤故障報警:空調機組（風(fēng)機） 、過(guò)濾網(wǎng)、二通閥故障時(shí)發(fā)出故障報警信息; 以上內容均要求能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)的客戶(hù)端PC 實(shí)現遠程監控,其中,控制內容部分非授權用戶(hù)不允許控制。 5 遠程監控的網(wǎng)絡(luò )構架及實(shí)現方法 5. 1 空調系統的控制方法 我院的“智能建筑自動(dòng)化系統”采用可編程計算機控制器（ Programmable Computer Cont roller -PCC） ,其中暖通空調子系統采用一個(gè)PCC 分站帶4 個(gè)子系統叢站（擴展模式） ,一次回風(fēng)空調系統由其中的一個(gè)叢站控制。各分站、叢站之間采用CAN 網(wǎng)標準物理接口,控制網(wǎng)絡(luò )拓撲圖見(jiàn)圖2 。 圖2 暖通空調系統控制網(wǎng)絡(luò )拓撲圖 將空調控制系統中各檢測點(diǎn)和控制點(diǎn)及管理站相互連接的方式稱(chēng)為拓撲結構。在計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)中常用的拓撲結構有多種。通過(guò)綜合分析空調控制系統對通訊網(wǎng)絡(luò )的要求和各種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的特點(diǎn),本課題中的暖通空調系統構為如圖2 所示的智能建筑中空調控制系統的基本結構。它采用了樹(shù)形和總線(xiàn)形混合拓撲結構。該結構具有層次清楚、可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。在通用的軟件平臺下,可以實(shí)現各種復雜的控制規律和高級能量調配控制管理,記錄、分析歷史運行數據,預測空調負荷等。它的使用不僅提高了空調系統的管理水平,還通過(guò)利用新的控制技術(shù)改變傳統的運行方式,使系統節約大量的電能,具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。 5. 2 監控網(wǎng)絡(luò )基本構架 本課題利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實(shí)現遠程監控,一次回風(fēng)空調系統遠程監控的網(wǎng)絡(luò )構架見(jiàn)圖3 。 圖3 基于WebAccess 的遠程監控系統網(wǎng)絡(luò )構架 5. 3 WebAccess 實(shí)現空調系統遠程監控的方法 （1） 建立智能建筑自動(dòng)化系統工程項目（包括用戶(hù)名、密碼、工程名、IP 地址等） 。 （2） 定義暖通空調系統監控節點(diǎn),對于PCC控制器應為OPC;設置通訊端口參數,對PCC ,通訊參數可選擇250k bit/ s。 （3） 定義一次回風(fēng)空調系統單元。 （4） 設計工作畫(huà)面。工作畫(huà)面中包括與現場(chǎng)系統相對應的動(dòng)畫(huà),動(dòng)畫(huà)制作中的實(shí)時(shí)控制部分將占用WebAccess 提供的I/ O 點(diǎn),如果僅僅是做沒(méi)有現場(chǎng)設備的演示動(dòng)畫(huà),則動(dòng)畫(huà)中使用的點(diǎn)就是We-bAccess 提供的本地點(diǎn)。在WebAccess 提供的點(diǎn)中, I/ O 點(diǎn)的數量和本地點(diǎn)的數量是相同的。 （5） 工作畫(huà)面所需要的控制點(diǎn)的分配。由于WebAccess 提供的I/ O 點(diǎn)是有限的,所以在實(shí)時(shí)控制的動(dòng)畫(huà)中,對應I/ O 點(diǎn)的控制點(diǎn)需要合理分配使用�？紤]到系統的擴充,通常系統中的點(diǎn)數需要留出一定的余量。值得注意的是,WebAccess 中所提供的所有I/ O 點(diǎn),在不加限定時(shí)均是可讀可寫(xiě)的,這樣就很容易實(shí)現現場(chǎng)和遠程控制的對等控制關(guān)系,并且可以節約寶貴的點(diǎn)數。 （6） 實(shí)現各個(gè)點(diǎn)的動(dòng)畫(huà)連接和添加腳本語(yǔ)句。將完成的動(dòng)畫(huà)畫(huà)面與對應的I/ O 點(diǎn)或本地點(diǎn)連接起來(lái),在動(dòng)畫(huà)的實(shí)現方面,WebAccess 提供有最基本的動(dòng)畫(huà)程序,如果實(shí)現的動(dòng)畫(huà)比較復雜,那么WebAccess 還支持TCL 腳本并提供強大的函數庫供用戶(hù)自行編程。 （7） 動(dòng)畫(huà)的保存和下載。將做好的畫(huà)面保存到磁盤(pán)后（DRW 和BGR 兩種文件格式） ,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )下載到Node 節點(diǎn)并啟動(dòng)該節點(diǎn),然后進(jìn)入實(shí)時(shí)監控界面,在成功登錄后即可通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )對系統進(jìn)行調試并修改程序,直到實(shí)現整個(gè)動(dòng)畫(huà)與現場(chǎng)設備協(xié)調工作為止。 6 結束語(yǔ) 基于Internet/ Int ranet 的空調系統遠程監控、維護及管理,作為“智能建筑自動(dòng)化系統”課題重要內容之一,已經(jīng)完成調試工作,利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實(shí)現了即定目標。作為優(yōu)秀的網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess ,以其優(yōu)異、強大的功能發(fā)揮了重要作用,是實(shí)現BMS 的未來(lái)方向。本課題所完成的系統和實(shí)現方法不僅對智能建筑教學(xué)起到積極的指導作用,同時(shí)也對工程實(shí)踐有著(zhù)一定的借鑒。 |
