基于LongWorks协议的广州亚运会某节能楼成功案例.docx

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基于LongWorks协议的广州亚运会某节能楼成功案例

一、项目背景

广州亚运会某节能楼项目占地面积3.1万平方米，总建筑面积约45万平方米，整个工程地下4层，主塔楼地上103层。

该项目于2005年年底动工，2007年6月完成了地下室工程，转入地上工程施工阶段，预计2010年亚运前投入运营。

此节能楼全面的智能系统领先国内超高层建筑，采用了北京亚控科技发展有限公司的组态王楼宇专业版进行了智能化系统的设计，项目包含了大约二十多个子系统，（其中包括空调系统、通风系统、给排水系统、变配电及发电机、电梯系统、照明及风机盘管系统、中央制冷系统等）含括了智能化的所有系统，另外，还产生了新的系统——能源管理系统。

能源管理系统是通过能源计划，能源监控，能源统计，能源消费分析，重点能耗设备管理，能源计量设备管理等多种手段，合理计划和利用能源。

二、通讯协议

考虑到集成后的系统应是一个开放系统，应提供标准的数据通信接口协议、界面接口软件、应用软件接口，具有良好的灵活性和可扩展性。

本智能系统采用了分布式集散控制系统及先进的Lonworks通信技术，实时地对各系统设备的运作进行自动监控。

LonWorks技术为设计、创建、安装和维护设备网络方面的许多问题提供解决方案：

网络的大小可以是两个到32385个设备，并且可以适用于任何场合，从超市到加油站，从飞机到铁路客车，从熔解激光到自动贩卖机，从单个家庭到一栋摩天大楼。

今天，在几乎每种工业应用中，有一种趋势就是远离专用控制方案和集中系统。

制造商正在使用基于开放技术的产品，如现成的芯片、操作系统和功能模块产品。

这些特性可以改进可靠性、提高灵活性、改善系统性能。

LonWorks技术通过所提供的互操作性、先进的技术架构、快速地产品开发和可估算的成本节约，加速了这个趋势的发展。

三、解决方案

1完整的解决方案架构图如下：

IBMS系统必须建立在以微电脑为主体的基础上，采用分布式集散控制系统及先进的Lonworks通信技术，实时地对各系统设备的运作进行自动监控。

依据本系统的设计要求，其系统结构图如下：

依IBMS系统网络拓扑结构，IBMS集成系统服务器对整个系统起集中管理、监视和高级控制的作用，操作站分别管理其辖内监控设备即子系统，连接底层控制分站，即连接数字控制器DDC，是安装于主体设备附近的能独立完成既定监控功能的核心设备；最下层是参数/状态检测的仪器、仪表和执行控制指令的执行机构。

下面对系统各组成部分作进一步说明。

2系统各组成部分详细介绍：

2.1IBMS集成系统服务器

IBMS集成系统服务器，采用组态王6.53软件平台，是集中监视、远方控制、数据处理和中央管理的中心。

它经以太网将系统中的其它操作站联接起来，相互通信，共享网络资源，其即能监视操作站同时也能作为操作站使用。

此外，中央工作站监测来自各分站的数据和报警信息，向各分站发出各种控制指令，并进行数据处理，打印各种报表，通过图形控制设备的运行或确认报警信息等。

IBMS集成系统服务器采用组态王6.53软件平台，并且采用冗余机制，实现双机热备功能，集成楼宇自控、消防报警、视频监视、入侵报警和门禁系统的集中管理。

KingView可以采用Lonworks和下面的各个子系统连接，如果客户采用其它我公司没有的接口方式，，我公司可以提供开发接口服务。

通过楼宇总线连接实现对下面各个子系统的采集记录和控制功能。

由于IBMS系统采用冗余机制，可以有效防止由于计算机或者软件原因导致系统死机现象，冗余系统从机可以实时监视主机的运行情况，并且备份主机上的所有运行记录，如果主机出现异常情况，从机可以接替主机继续运行，防止意外发生，主机可以脱离系统进行维修或者更换！

当新的主机安装完毕以后，从机可以把所有的数据再次发送给主机，实现主从机的数据一致。

中央服务器的软件功能如下：

•监视操作站的运行状态

•采用最新技术的视窗图形用户界面，形象地监控机电设备。

有关的图形是动态显示，将采集到的模拟量/数字量等数据在图形相应位置中实时显示运行工况。

•采用多任务、多用户实时操作系统方式，操作员可在屏幕上观察不同的任务视窗信息，并在视窗之间进行切换。

•收集和分析采样数据，系统自动生成图表，包括历史数据、动态趋势、设备诊断、报警综述等。

•具备完善的丰富的报警管理程序，包括报警优先级处理、报警信息及其正确处理方法提示，报警存贮、报警报表等。

•WINDOWS操作平台，中文界面显示。

•具有通讯故障自诊断和自恢复功能。

•IBMS系统将各个系统的数据转换成中文环境下的各种图表，显示在屏幕上或由打印机打印出来，使用户可迅速直接地掌握系统的运行工况。

•具备图形化编程软件、节能软件及调试软件。

•具备完善的用户管理机制，采用等级和区域划分是管理，对不同的用户拥有的不同的权限和管理区域做明确划分。

另外采用登入超时机制，当用户登入到设定时间，系统会自动注销用户，使机器继续处于保护状态，防止用户忘记注销导致其他人误操作。

•在视窗环境中，用户可根据需要选择各种控制系统因素，用图形化的操作方法，修改或设计出符合用户要求的应用程序。

2.2报警服务器

由于楼宇的特殊情况报警服务器采用单独的机制，即单独使用一台计算机处理报警系统，采用组态王6.53软件平台。

报警服务器的软件功能如下：

•实时监视所有子系统的运行状况，如果子系统有报警产生，把报警信息记录到报警服务器的数据库当中，并且通过报警服务器上面链接的相应设备实现短信，电话和电子邮件的功能。

•环节主服务器的压力，有效保证报警信息的快速反应。

2.3Web服务器

该服务器采用组态王6.53软件平台的web技术，可以实现更便捷的监控功能，通过该技术，客户可以实现在网络上的任何位置通过计算机的InternetExplorer浏览器来实现对IBMS系统的画面的监视，并且其他的计算机不需要安装组态王的相关软件，只需要安装相应的java插件就可以实现该功能，方便实用，如果观看的人员的权限够大，还可以实现一些相应的控制功能，方便想个的操作人员及时处理想个问题，并且方便维护人员做设备维护。

Web服务器的软件功能如下：

•Web服务器，通过组态王6.53软件平台实现Web技术，主要是可以实现在整个楼宇局域网络中，通过计算机的InternetExplorer浏览器实现无软件式操作，即用户可以在局域网的任何一个位置，通过InternetExplorer浏览器，直接观看到整个IBMS系统的运行情况，并且在有足够权限的情况下实现对IBMS系统的控制功能，有利于高级管理人员实现对系统的管理。

•如果给Web服务器配置固定的公网IP地址，就可以实现在公网上对IBMS系统的控制，当系统发生报警时，恰又当操作人员不在本楼附近，也可以通过InternetExplorer浏览器，利用公网实现对IBMS系统的监视和设置。

•缓解主服务器的压力。

2.4监控操作站

监控操作站独立地监控IBMS系统中的受控子系统，减轻中央服务器监控压力同时又受控于中央服务器，是IBMS系统分区控制的主要管理者。

它对分区子系统集中监视、远方控制、数据处理和管理的中心。

它经以太网和中央服务器以及系统中的其它操作站联接起来，相互通信，共享网络资源，可以互为备份。

在本IBMS系统中，设有4台操作站，分别为空调、消防、门禁、视频系统。

操作站的软件功能如下：

•采用最新技术的视窗图形用户界面，形象地监控机电设备。

有关的图形是动态显示，将采集到的模拟量/数字量等数据在图形相应位置中实时显示运行工况。

•采用多任务、多用户实时操作系统方式，操作员可在屏幕上观察不同的任务视窗信息，并在视窗之间进行切换。

•收集和分析采样数据，系统自动生成图表，包括历史数据、动态趋势、设备诊断、报警综述等。

•具备完善的丰富的报警管理程序，包括报警优先级处理、报警信息及其正确处理方法提示，报警存贮、报警报表等。

•WINDOWS操作平台，中文界面显示。

•具有通讯故障自诊断和自恢复功能。

•IBMS系统将各个子系统的数据转换成中文环境下的各种图表，显示在屏幕上或由打印机打印出来，使用户可迅速直接地掌握系统的运行工况。

•具备图形化编程软件、节能软件及调试软件。

•具备完善的用户管理机制，采用等级和区域划分是管理，对不同的用户拥有的不同的权限和管理区域做明确划分。

另外采用登入超时机制，当用户登入到设定时间，系统会自动注销用户，使机器继续处于保护状态，防止用户忘记注销导致其他人误操作。

•在视窗环境中，用户可根据需要选择各种控制系统因素，用图形化的操作方法，修改或设计出符合用户要求的应用程序。

•中央工作站之操作电脑停止工作时，不影响分站（现场控制器）及现场设备的正常运行。

2.5直接数字控制器（DDC分站）

直接数字控制器与被监控的设备直接相连，独立地完成对现场机电设备的数据采集和控制，同时它与中央工作站通过网络介质相连，进行数据传输。

DDC具备的功能：

•DDC为智能型设备，具有直接数字控制和程序逻辑控制功能，并具有联网协同工作的功能，在完成初始化、控制程序下载后，具有独立的工作能力，可脱离中央操作站或网络控制器而独立执行控制任务；

•要求楼宇监控系统控制命令的发出，使一组相关设备动作，不会影响控制设备供电系统的正常供电；

•DDC具有基本软件功能：

比例、比例+积分、比例+积分+微分、开关、时间加权、顺序、算术、逻辑比例、计数器等；

•DC为模块化结构，其输入/输出点能灵活配置，每个DDC监控点留有15%的余量，I/O模块允许带电热插拔；

•当DDC本身故障时，能自动旁路脱离网络，不至影响整个网络正常工作，故障排除后能自动投入运行，并在主控机上及时报警并显示；

•当通讯网络发生故障，控制器在网络通信恢复后，能即时自动连接上通信网络；

•DDC具有带液晶显示操作面板或标准终端接口（RS232接口），以使现场编程或修改其控制参数，同时不影响DDC和整个网络的正常运行；

•DDC除能与主控计算机进行通讯外，还可以根据需要通过总线与其它DDC进行点对点的通信，不需要通过上一级处理器；

•DDC可根据主控计算机发来的命令和数据或自带的控制程序（EPROM），再根据现场各种执行器和传感器反馈的数据和状态对受控设备进行监控；

•DDC自身应具有掉电、通讯中断、误操作的保护功能，所有DDC附带显示屏，对DDC的工作状态、通信线路等能用LCD或LED显示；

•DDC可接受实时同步时钟信号，时间设定准确度可达至秒，并有四数位的年份设定；

•DDC的平均无故障时间MTBF达10万小时以上，并附上算法过程。

2.6通讯网络

系统由两级总线即现场总线和标准局域网总线组成。

现场总线为屏蔽双绞线，它将各分站（现场控制器）通过Lonworks总线与服务器连接起来，以数字的形式进行传输，该总线具备联接第三方设备的能力。

标准局域网总线为基于以太网总线，它能将其它系统的工作站（如消防报警系统、闭路电视监控系统、门禁管理系统）联接起来，构成局域网，从而实现网络资源共享和各工作站间的信息传输。

四、项目运行界面展示

图1系统运行菜单-平面图

图2空调机组运行画面

图3平面楼层状态运行画面

图4变风量空调机组设备管理

图5变风量空调机组运行状态图

图6网络结构运行状态图

图7事件报表