关键词：分布式控制 楼宇自动化
Abstract:The article chiefly introduce a distributed computer control system designed for client service building of computer company, which adopt SIEMENS S600 building automation system
Keyword:the distributed control；the building automation
1. 引言：
建筑物的智能化正成为一个新兴的产业，已经提到了与绿色环保相当的地位。智能技术的发展和应用也因此获得了长足的推动和进步，它在智能大厦楼宇自动化系统（BAS）中的应用日趋成熟和完善。建筑智能化首先是建筑物内电气设备的智能化，建筑物内的设备特点是分散且相互关联，采用分布式控制技术对建筑设备进行全面、实时的监控，提高了设备运行质量，为建筑物的管理者提供集中的显示操作控制和强大的运行数据处理功能，减少了管理的工作量，降低了建筑设备的能源消耗，在建筑物中起着越来越重要的作用。本文介绍的是采用西门子的S600 APOGEE系统设计实现的楼宇自控系统。
2.控制系统的功能：
电脑公司大厦分为地上六层、地下一层建筑，其主要功能为科研、办公、商务和维修工厂等几部分。需本系统进行监控的子系统有：空调系统的监控、 冷热源及其水系统的监控、通风设备的监控系统、照明系统的监控、给排水系统的监控等。
2.1空调系统的监控
良好的工作环境，要求室内温度适宜，湿度恰当，空气洁净。这样就要求BA系统对大厦大量暖通空调设备进行全面的管理监控。其监控的主要内容如下：
2.1.1新风机组的监控
可实现如下功能:
检测功能：监视风机电机的运行/停止状态;监测风机出口空气温、湿度参数;监测新风过滤器两侧压差，以了解过滤器是否需要更换;监视新风阀打开/关闭状态;
控制功能：控制风机启动/停止;控制空气——热水换热器水路调节阀，使风机出口温度达到设定值;控制干蒸汽加湿器阀门，使冬季风机出口空气湿度达到设定值;控制新风阀门的开闭。
保护功能：冬季当某种原因造成热水温度降低或热水停供时，应停止风机，并关闭新风阀门，以防机组内温度过低冻裂空气——水换热器;当热水恢复正常供热时，应能启动风机，打开新风阀，恢复机组正常工作。
集中管理功能：智能大楼各机组附近的DDC控制装置通过通讯总线与中央管理机相连，于是可以显示各机组启/停状态，送风温、湿度、各阀门状态值;发出任一机组的启/停控制信号，修改送风参数设定值;任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。
2.1.2空调机组的监控
空调机组的调节对象是相应区域的温、湿度，因此送入现场控制器的输入信号还包括了被调区域内的温湿度信号。对于带有回风的空调机组而言，除了保证经过处理的空气参数满足舒适性要求外，还要考虑节能问题。由于存在回风，需增加新、回风空气参数检测点。但回风道存在较大的惯性，使得回风空气状态不完全等同于室内空气状态，因此室内空气参数信号必须由设在空调区域的传感器取得。
2.2冷热源及其水系统的监控
该大厦中的冷热源主要包括冷却水、冷冻水及热水制备（热交换器）系统 ，其监控的主要内容有
冷却水系统的监控 、冷冻水系统的监控 、热水制备系统的监控 。
2.3通风设备的监控
根据控制区域CO，CO2探测器所测参数，控制风机启停。也可在规定的时间表中安排一周内每天开机/关机时间，楼宇控制系统将存储每台风机的整个运行时间，这些数据将按需要在工作站给操作员显示。
2.4照明系统的监控
智能大厦是多功能的建筑，不同用途的区域对照明有不同的要求，因此根据使用的性质及特点，对照明设施进行不同的控制。该项目中需对大厦各层的照明配电箱进行监控，其主要内容有： 根据季节的变化，按时间程序对不同区域的照明设备分别进行开/停控制、正常照明供电出现故障时，在上位计算机上发出报警信号、监测各层所有照明回路的开关状态。
2.5给排水系统的监控
给排水监控系统是智能大厦中的一个重要系统，它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率，低能耗的最优化控制。其监控的主要内容有： 地下储水池水位、天面水池水位的检测及当高/底水平超限时的报警; 根据水池（箱）的高/低水位控制水泵的启/停，检测生活给水泵的工作状态和故障，如果当使用水泵出现故障时，备用水泵会自动投入工作;污水集水井和废水集水井水位检测及超限报警、排水泵运行状态的检测以及发生故障时报警;热水循环泵按时间程序启动/停止;热水循环泵状态检测及故障报警（当发生故障时，相应备用泵自动投入运行）。
3.系统设计：
S600 APOGEE 是以分布式控制理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。S600 APOGEE 基于WINDOWS NT 平台的系统软件包，可直接进入建筑的计算机网络集成系统，与其他进入集成系统的各子系统进行信息交换，并且是集成系统中重要的环节，这也是该系统开放性的充分表现。S600采用了多层网络结构和世界先进技术，使得S600集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。网络结构及功能如下：
高层网：报各种报警信息与表，提高了管理的水平与效率。本项目中中央图形工作站设在位于2#楼一层中央控制室中。S600的中央图形工作站（采用IBM PC），可以联入以太网进行数据管理，同时在该工作站上进行整个楼宇控制系统的操作与管理，并与打印机连接，实时打印。
中层网：PC通过Peer To Peer Network（同层总线共享无主从方式），可以连接多达100台楼宇控制器（如MBC、MEC等）。本项目采用2台MBC，即模块化楼宇控制器;用于对冷热源及给排水系统的监控。
局部区域网（LAN）：每台MBC的LAN网（最多可挂3条LAN网线）可连接多达96台独立式单元控制器（UC、DPU等）。为系统扩展及完成较大型集散系统提供了方便。本项目采用18台UC、20台DPU，设置于新风机房、空调机房或相关设备附近，用于对新风机组、空调机组、通风系统及照明系统的监控。系统总体结构示意图如图1
图1系统总体结构示意图
4.软件系统功能：
4.1控制软件
能实现比例控制、比例加积分控、比例加微积分控制及当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启 / 停时间表，对装置发出启/ 停的指令。
4.2节能软件
主要有每日的预定时间表、每年的预定日程表、假期的安排表、临时控制安排表、最佳启/ 停功能、夜间设定点自动调节控制、焓值切换功能、用电量高峰期的限制、温度设定点的重置、制冷机的组合及次序控制。
4.3报警管理：
所有报警可显示有关报警监控点的详细资料，包括发生的时间及日期。报警根据严重性最少分为三级，以便更有效及快速处理严重的报警。用户可以为不同的报警自行决定严重性的级别。
4.4监控点历史及动向趋势记录
楼宇自控系统内所有监控点的历史都自动存放在有关的网络控制器内。模拟量输入监控点每半小时取样本一次，而过去24小时的记录随时可以被用户提出来分析研究。用户可根据需要利用动向趋势软件应用在系统内任何的监控点，抽取样本的时间可从一分钟一次至两小时一次，由用户根据需要自行选择。
4.5累积记录
每个网络控制器拥有下列累积记录，若超过用户所定下的限额，系统将警告。运行累积记录——例如水泵的运行累积时间记录;模拟量及脉冲累积记录——例如用电量的累积记录。
5.结束语：
本文介绍的楼宇控制系统已成功地运用在电脑公司客户服务大厦的设计中，系统运行可靠，取得了可观的经济效益。
参考文献：
1.侯朝桢编著，分布式计算机控制系统，北京理工大学出版社出版，1997
2.《S600 顶峰系统技术手册》
3.《PPCL语言编程技术手册》
