C-bus总线在楼宇自控中的应用

    C-Bus系统是一个二线制的管理系统。所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出元件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为C-Bus信号在C-Bus系统总线上广播，所有的输出单元接收控制信号并作出判断，控制相应回路输出。 C-Bus系统是由计算机设定的，一旦系统设置完成后电脑即可移走。所有的系统参数被分散存储在各个单元中，即使系统断电也不会丢失。一旦电脑接入C-Bus系统中，则可实现时监控，定时控制等功能。
　　
    下面，通过原建立的一个楼宇系统工程介绍C-bus总线在楼宇自控系统工程中的应用。
　　
    1 工程概况
    粤东信息大厦位于市区龙眼南路与海滨路交界处，是飞机进入市区航空港的必经地段，地理位置重要，环境优美。总建筑面积94180平方米，包括主楼、机楼和裙楼三部分。
　　
    楼宇自控作为智能化系统的重要组成部分，其目的是对楼宇机电设备和能源进行智能化管理，来创造安全、舒适的生活与工作环境。所以BAS系统必须具备对楼宇内空调通风系统、变配电系统、给排水系统、电梯系统、照明系统、泛光照明、自动灌溉等大量机电设备进行有条不紊综合协调、科学地进行管理及维护保养工作的能力。
　　
    2 系统功能
    根据工程的技术要求，所选用的BAS系统既要具备技术先进性和经济合理性，又要能够满足大厦对设备的群控和节能的要求。故BAS系统可实现如下控制功能：
    （1）空调冷源系统
    主要对4台冷水机组、8台冷冻/冷却循环水泵、集水器、分水器、膨胀水箱、冷却塔等进行控制。
    1） 自动监测冷水机组、冷冻/冷支循环水泵的运行状态、故障状态、手自动选择状态、电动蝶阀的开关状态以及水泵的水流状态，并给出运行时间累计和维修警告。
    2） 自动监测冷冻水供回水温度、流量、压力，并计算出大厦的冷（或热）总负荷。
    3） 自动监测冷却塔进/出水的温度，并确定冷却塔冷却风扇的启动或停止要求。
    4） 根据冷冻水供回水压差，控制压差旁通阀的开度，以维持供回水压差平衡。
    5） 根据大厦的冷负荷完成对冷水机组台数控制，运行顺序的转换控制，并对相关的水阀和水泵进行联锁控制，即联动起动顺序：冷水机组电动碟阀开→判断电动蝶阀状态正确→冷却水泵开→水泵状态正确3分钟后→冷冻水泵开→水泵状态正确5分钟后→冷水机组启动；联动停止顺序：冷水机组关（5分钟后）→冷冻水泵关（5分钟后）→冷却水泵关→电动蝶阀关。
    6） 根据时间程序、各冷水机组运行时间累计等确定各机组的运行顺序。
    7） 自动监测膨胀水箱的高、低液位，并根据液位的高低产生相应的告警信号。
　　
    （2）空调机组和新风机组
    1） 自动监测新风机组的送风温度、风机的运行状态、手自动状态和故障信息。
    2） 自动监测滤网两边的压差，当两端压差加大，自动产生报警，以提醒更换滤网。
    3） 根据业主的需要或时间表控制新风机组的最优化启停，并可对设备进行远程操作。
    4） 根据回风温度的监测，自动控制机组的调节阀的开度，来维持送风温度的恒定。
    5） 根据回风二氧化碳的浓度，自动控制机组的新风补充量。
    6） 联锁控制：新风风阀与风机和水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水代，风机启动前，延时自动打开风阀。新风阀必须维持最小新风量以保持空气清新。当回风防火阀门发生动作时，自动关闭风机，并发出告警信号。
    7） 复位控制：在系统停机时或者在电网故障时，具有弹簧复位功能的执行器或通过DDC将使阀门关闭。[page]
　　
    （3）送排风系统
    主要实现自动监测送排风机运行状态、故障信息和手自动状态，并能够远程对电机进行控制，并按照业主需要，根据时间表自动控制风机的启停，以节约能源。
　　
    （4）给排水系统：主要对地下水池、楼顶水箱的水位和各类水泵的工作状态进行监控。
    1） 监视水泵的启停以及运行状态，故障报警。
    2） 监视楼顶水箱的高低液位状态，与相应的水泵进行联锁控制。即：当水位降至低限时，联锁启动相应的水泵，直到水位降至低限时，联锁停泵。
    3） 水泵发生故障时，自动启动备用泵。
　　
    （5）照明系统
    1） 对大厦中公共照明、泛光照明系统的开关状态和故障状态进行监控。
    2） 对公共区域的照明可根据时间表进行分区，分时控制，以节约能耗。
    3） 对泛光照明系统根据要求改变照明模式。

    （6）电梯系统：主要包括垂直电梯和自动扶梯的监控。监控电梯的运行状态、故障报警，并根据消防系统和安防系统对电梯进行相应的联锁控制。
　　
    （7）变配电系统
    1） 监测高/低压的电压、电流、频率因数及有功功率、大容量开关状态、故障情况等参数。
    2） 监视变压器和应急发电机的运行状态和故障告警。
    3） 监测发电机的电压、电流和频率等参数。
    4） 监测发电机需要的柴油补充系统的工作情况。
    5） 变压器的状态、故障告警和超温告警。
　　
    3 系统组成
    针对该大厦的特点和系统功能，我们为大厦的BAS系统选用美国Honeywell公司的EXCEL5000 EBI系统。该系统以标准以太网（IEEE802.3）作为物理标准，TCP/IP为网络通讯协议，并采用Windows NT作为操作系统，是一种工业标准的基于现场总线的控制系统。
　　
    该系统由中央工作站、现场控制器和所需监控的机电设备组成。中心控制站用彩色图形显示监测参数，记录状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数。为了适用于大夏的先进的控制和管理要求，并根据大厦内机电设备分布较为分散的特点，工程共设一台工作站，三条C-BUS总线，67台直接数字控制器（DDC），其中， EXCEL500大型DDC 14台，EXCEL100中型DDC 2台，XL10盘管控制DDC 1台，EXCEL50小型DDC 50台以及5套LON子站。全系统分3条C-BUS，BUS1主要负责主楼的新风机、电梯、生活水及泛光照明等的监控，全线共515个监控点；BUS2主要负责西机楼、及西营业厅的空调机、新风机、照明及电梯、室外照明、自动灌溉等监控，全线共530个监控点；BUS3主要负责东机楼及西营业厅、地下室的空调机、新风机、照明、电梯及冷冻站等的监控，全线共575个监控点。由于部分照明、防火阀等的变更，实际总监控点为1620点。全工程受监控的设备为：新风机、组合空调机、吊装空调机共计133套，盘管空调20台，冷冻机组4套，生活水系统1套，自动喷灌系统1套，泛光照明点55组，室外照明3组，地下室照明48组。在中央工作站计算机的ISA插槽中插入三块XPC500卡，每卡提供一个C-BUSXD508通讯模块，利用C-BUS总线将中央工作站与各现场DDC串接在一起，并以9600波特的速率在DDC、设备装置和中央工作站之间进行数据传输。同时现场DDC支持LONMARK技术，通过LON-BUS总线将扩展的I/O模块直接设置在远离控制器主机而放置在监控设备旁，具有灵活配置和分布模块的特点，并可在总监控点数范围内灵活方便地进行扩充。　　

    在该系统中，由于所有的设备不可能选用同一厂商的产品，为了实现对大厦内所有机电设备统一集中进行管理，以实现真正意义上的智能化，我们采用了不同方法进行集成。如：对冷水机组、电梯、发电机组、高低压变配电系统、机房内各恒温恒湿机组等，我们针对设备厂商提供开放的BACnet智能接口和通讯协议标准，使用各通讯转换器或转换程序，将系统所要监测的参数，传送给中央工作站；同时BAS系统开发平台EBI对于ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等标准技术均可实现无缝连接。在该平台上,EBI Server提供API接口接口，安防系统（SA），提供API软件接口，这样EBI Server与SA系统工作站就可以实现资源的共享和集成；与消防系统（FA）可采用Advance DDE或OPC等方式接入，实现BA、FA、SA系统之间的通讯，从而产生相应的联动控制以及方便物业管理和系统集成；如持卡人读卡进入某个区域时，可自动打开相应区域的照明；如果发生火灾时可关闭火灾层的空调机组等。