一、系统概述
楼宇自控系统(Building Automation System，简称BAS )是智能大厦的一个重要的组成部分。BAS是基于现代计算机技术、自动控制技术、通信技术及 络技术，通过 络将分布在各监控现场的系统控制器连接起来，共同完成集中操作、管理和分散控制功能的综合自动化系统。BAS对大厦内的机电设备采用现代计算机技术进行自动化监控和有效的管理，控制大厦内的温、湿度，创造舒适、安全的工作环境，并以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，以求取得最低的大厦运作成本。同时，BAS极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造了更高的经济效益。
根据设计院所做设计图纸和甲方的要求，我公司在各楼层的设备机房处设置DDC模块，对现场电气设备进行实时监控，DDC可独立完成全部的监测、控制工作。再以 线+总线的型式连接各DDC模块至中央监控中心，在中央监控中心，我们可以查看到各种电气设备运行状态、相关参数，并控制电气设备启停，并且系统预留数据外接接口供给第三方系统集成。
二、设计依据
为了保证系统既能适应今后 络技术的发展，又具有极高的可靠性，系统设计遵从以下标准和规范：
〇 楼宇自控系统文件之设计院相关专业图纸及招标文件
〇 国家有关政策要求
〇 《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
〇 《低压配电设计规范》 GB 50054－2011
〇 《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254-GB50259)-96
〇 《智能建筑评估标准》DJ/TJ08-602-2001
〇 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008
〇 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
〇 《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003
〇 《智能建筑设计标准》GB/T 50314-2015
〇 《智能建筑弱电工程设计施工图集》97X700
三、设计目标
楼宇自控系统将建筑电气设备与控制子系统（冷热源控制系统、暖通空调系统、给排水系统、供配电系统、电梯系统、照明系统等等）进行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、检测和管理，创造舒适、安全的工作环境，以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，取得最低的大厦运作成本。同时，通过优化控制提高管理水平，极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造更高的经济效益。
系统应能达到的功能：
创造舒适环境，满足各种功能分区的要求
通过对楼内冷热源系统、空调系统的最佳控制，温、湿度的自动调节，新风量的控制，以及供排水、照明等合理设计从而保证各个区域的环境和满足各个区域的功能要求，楼宇自控系统可以根据整个不同区域进行日程安排，自动设定设备控制策略，使设备运行数量与环境控制要求相匹配。
提供最佳的能源供应方案
建筑电气设备的能源消耗巨大，尤其是空调机组，如何使这些设备高效运行，是楼宇自控系统必须考虑的问题。因此，系统采取优化运行方式确保节能，从而降低运行费用。
实现物业管理现代化
楼宇自控系统的主要任务之一是管理建筑设备使其管理现代化，包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能及故障诊断功能，并使这些功能自动化，从而实现物业管理现代化，降低人工成本。
延长设备平均使用寿命
利用楼宇自控系统的软件功能，自动累计各种机电设备的运行时间，在可以利用备用设备的情况下，自动循环使用，平衡常用设备和备用设备使用时间，延长设备的使用寿命。
四、设计说明
1 系统构架
楼宇自控系统包括中央监控中心（中央站）和DDC现场控制器（分站），其 络结构分为三层： 络管理层、自动控制层和现场控制层。自动控制层采用数字控制器（DDC）。在控制器失效时，各分站的DDC均能独自继续其正常运行。现场控制层是各种传感器、执行器，接入DDC中，实现信 采集与实时控制。既可以满足系统庞大的容量要求，又可以提供高速的通讯能力，使管理人员在中央控制室就可以全面了解大厦的各种设备运行状况，并进行实时控制。使用国家标准推荐用总线拓扑结构的以太 作为局域 的干线，以实现 络资源的共享。
系统一级 络——标准以太
楼宇控制系统的一级 络是一个以太 的局域 或广域 。服务器、工作站、 络控制器之间采用标准的TCP/IP联 通讯。在本方案中，针对项目要求，一级 络是传输速度为10/100M以上的以太 ，工作站使用标准的以太 的标准设备。
系统二级 络——开放性现场总线
在配置系统上，本方案充分体现集中管理、分散控制的集散式系统设计思想，所有DDC控制器就近安装于各楼层的设备间，对现场电气设备进行实时监控，DDC可独立完成全部的监测、控制工作，并与其它DDC进行双向通信，当系统通信故障时，各DDC仍能完成正常监控功能。
2 系统软件
2.1 软件开发平台
7000S系统软件是BA系统的核心监控软件。现代人体工程学特征和基于对象技术工具使得工程应用使得开发快速又高效，运行过程便捷安全可靠，具备了现代化和高度的亲和力。因为它是使用的最新工具 (如VisualC#、MFC、ActiveX? 和.Net?技术)开发成的，所以它不但符合由现行主流操作系统的所推荐的人机界面标准，而且保留主流操作系统的安全机制。软件受益于公司在工业自动化领域的丰富经验，又不断受惠于最终用户、系统集成商和原始设备制造商的宝贵建议，版本不断保持优化。
a) 系统架构
楼宇自控平台管理软件基于 Windows操作系统的面向对象图形界面的专用组态软件，纯中文的HMI界面。支持C/S开放式架构，系统软件支持Windows 7, Windows 8, Windows 8.1,Windows 10, Server 2012等操作系统。
可实现内置数据采集和历史数据的冗余优化， 警处理，归档处理，实时多任务核心，工作站间的优化数据共享，访问权限管理，使用 TCP/IP 进行多站间通讯等功能。
软件完全兼容的虚拟环境和远程桌面服务，允许完整功能的客户端远程执行任何设备，包括HTML5兼容的Web浏览器的任何终端。
软件自带硬件加密狗，作为令牌控制整个监控软件的正常运行。
b) 数据采集及数据交互
系统软件完全支持标准协议BACnet? , LonWorks?, KNX, Modbus?, SNMP, OPC等等。使用分级的变量名称结构，可与联 设备进行实时的数据交互。
软件支持数据采集通讯接口支持：
内置 LonWorks 驱动支持 LNS-TE；
内置 BACnet? 驱动，BTL 列表中最高级别的 B-AWS；
支持对 PLC，DDC控制器，Fieldbus I/O 和其它工业设备的通讯；
支持通过 SQL 请求与 DBMS 交换数据
内置支持串行和TCP/IP 协议，支持基于串口，以太 卡，特定制造商的通讯；
支持 IEC 60870-5-104 带冗余服务器/客户端驱动；
支持 DNP3 客户端驱动；
内置 IEC 61850 客户端驱动，DBV-GL 认证-支持风电场和 DER 扩展；
支持Modbus TCP/IP slave；
支持MQTT驱动；
软件支持SCADA和大数据LOT，及WEB&云部署；
自带OPC & XML 数据客户端和服务器 ；
支持现场设备级的时间戳，数据毫秒级精准的时间戳；
来自数据源的时间戳显示和记录（现场设备或 PcVue）；
开发定制协议的 SDK；
用于数据流诊断和审计的内置工具；
支持 SNMP 管理/代理的 各版本，OID 浏览和来自非请求的 Trap 信息管理。
c) 图形动画界面
的图形引擎是市场上公 认的功能最强大又最简单易用的 引擎之一。许多功能特性简化 了用户界面的生成：详细的矢 量绘画、导入图片和通过Smart Generator导入来自CAD软件 的图形对象、3D图形界面，插 入视频片断及可直接实时修改其 特性的ActiveX?控件、自由旋 转文本及绘画、透明颜色等等。
利用微软Microsoft?文档/视图构 架，既可在开发模式又可在实时
功能强大的图形引擎使得许多功能特性简化了用户界面的生成：详细的矢量绘画、导入图片和通过Generator导入来自CAD软件的图形对象、3D图形界面，插入视频片断及可直接实时修改其特性的ActiveX控件、自由旋转文本及绘画、透明颜色等等。
用户界面具有高分辨率的彩色图形显示，图像显示给出了被监视系统的图像模拟，允许用户迅速检查状态并识别异常情况。这些图像包括动画效果，例如表现风扇和泵的状态的旋转符 ，模拟水流动方向的动画条，可对全部设备的运行停止，阀门及风门开闭，液体流动，渐变、闪烁和透明的颜色效果等工艺状态。
组态软件需是面向对象的图形界面，软件包含在图形界面里的 Microsoft VBA；集成和操作 Active X 和.NET 组件；支持的图形格式：WMF, EMF, GIF (静态和动态), BMP, JPEG, PNG 和 AVI；可使用 Direct X 技术实现真 3D 嵌入对象；动画控件可以根据显示分辨率的调整自动调整；16 种设计图层，可以根据用户访问级别进行加锁；集成支持多屏应用的等。
在正常运行模式下，画面的图元的动画属性实时更新，且操作人员不能改变画面或其支持窗口中的任何图形的属性。
d) 归档数据
支持两种不同的数据归档：1、本地的（Native）它在监控软件自身的本地数据存储系统中记录并重放数据，软件自带专业数据库。2、历史数据服务器 (HDS) 可以在诸如Access或微软SQL服务器等任何业界标准数据库中记录并重放数据。
e) 警管理
警管理的主要目的是提醒用户对所监测的过程中发生的特殊情况进行关注。例如，温度可能高于特定的数值。 警可以：
支持至少5 种 警状态和 30 个 警级别；
在 警显示中按照实时列表显示，可根据状态，级别，属性进行 警筛选；
使用一些动画分别显示，根据级别和状态，可完全配置的彩色 警；
用户可根据相关性自动屏蔽和用户行为的手动屏蔽 警管理，用户进行确认、抑制和设置到维护；
警时间需记录在归档文件中并通过记录显示进行回放；
根据 警状态、 警值、区域和特性，在特殊的记录变量中计数；
在发生 警时可进行打印；可用来动作外部感觉 警，例如声音等，从而引起用户的注意。
f) 事件管理
事件管理用于显示历史事件，通过选择不同的日志列表显示不同日志列表中的历史日志信息，但同一时刻，只能显示一个日志列表中的信息。一个画面控件窗口中可以插入任意个日志窗口，只受物理设备限制，如内存。
通过选择配置事件窗口的 警信息列表、事件列表或用户操作事件列表，可以显示不同的日志信息记录 警值，例如：用户登入/登出，程序运行， 警屏蔽，变量状态改变等。事件日志可配置历史记录格式，方便导出到第三方软件。
g) 趋势管理
趋势窗口用于显示模拟量或开关量针对时间的实时或历史曲线，每个趋势窗口最多同时可以显示8条曲线，只要电脑和内存够大，每个画面中可以插入无数个趋势窗口。
在设计和运行模式下，可动态配置趋势视窗外观，并可选择性锁定使用特定的颜色区别阈值的高限和底限，最小值或最大值等。
h) 操作管理
系统软件自带时间表功能，软件需自带时间表功能，允许用户定义设备运行的日期和时间，例如设备的启动和停止，并改变设置点。用户可以为一周内的一天或几天的活动安排时间表；
变量和 警改变的事件触发驱动行为；
根据事件按模板，自动填写发送邮件和短信。
i) 用户权限管理
灵活的用户权限管理,完善的安全保障机制，提供多级权限管理，多级别 / 组别的密码为发包人及管理操作人员提供有效的保护工具，可管理及限制不同部门人员使用并防止系统被无权限人员使用。具体要求包括：
不限用户数量；
支持单点登录技术支持：更简单的用户权限管理；
通过配置文件进行管理，实现最大的灵活性；
支持至少30 级用户组；
可以实现锁定访问特定动画控件，命令变量，日志变量， 警确认和屏蔽，WebVue 等；
可实现在多站架构中，根据用户组来限制工作站的访问。
j) 更高的可用性、安全性
软件必须能够支持第三方应用系统的集成，同时能够被第三方系统集成软件需自带标准的OPC服务器及客户端软件；
可支持使用针对GIS决策的GEO地图控件；
支持工作站间的冗余通讯 络；
可选冗余现场通信 络；
在单主站的通信 络支持冗余的数据采集站；
支持 Microsoft SQL Server 的冗余历史数据服务器。
k) WEB 访问服务管理
是可通过 WEB 浏览器访问的轻监控客户端，具体要求包括：
基于 Sun JAVA 技术，在 Microsoft Windows, Linux, Unix, Macintosh 等平台上可用；
可显示实时数据和访问历史数据，趋势和事件；
根据用户权限的远程命令和 警确认设备；
远程工作站无需安装软件；
实时性的数据交换以实现动画控件的更新；
加密数据交换，阻止黑客进攻；
多个用户可以同时连接到由 WEB 服务器工作站管理的监控应用。
l) 云端交互数据管理
支持大数据及物联 （LOT），软件可发布数据到云端第三方平台，同时可从从云端获取数据。软件中涉及到产品插件：MQTT、SDK开发包，万能数据连接器，Web APIs。
3 系统硬件
3.1 DDC控制器性能
本方案楼宇自控系统现场直接数字控制器采用6000系列控制器，DDC的硬件及软件配置均能保证分站按独立方式运行，真正实现危险分散的集散型控制。
DDC内含神经元芯片，包含微处理器（CPU）；存储器（RAM）；存储器（EPROM）；备用电池（锂电池）可维持MEC RAM 内存中的程序和数据信息可时间保存不丢失，不需要因电源故障而需费时的重新输入数据的工作。
（1）DDC性能
DDC作为智能型设备，具有直接数字控制和程序逻辑控制功能，并具有联 协同工作的功能。
DDC具有下述基本软件功能：比例、比例+积分、比例+积分+微分、开/关、时间加权、顺序、算术、逻辑比较、计数器等，对于复杂控制要求的应用场所，还应提供高级控制算法。DDC单元应为可接扩展模块，其输入/输出点应能灵活配置，满足不同的控制需要，每个DDC监控单元点数预留有10～15％的余量。当DDC本身故障时，能自动旁路脱离 络，并在主控/分控计算机上及时 警并显示，不至影响整个 络的正常工作，故障排除后能自动投入运行。
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自身具有掉电、通讯中断、误操作等保护功能。DDC的平均无故障时间MTBF 要求达到10万小时以上。
（2）DDC控制器配置
DDC配备微处理器、I/O模块、电源模块、通信模块、和保护继电器，并配有通讯管理、控制、故障诊断、用户在线编程等软件，并具有密码保护功能。DDC单元应按受控设备的监控点数、设备分布和工况合理配置。
主机和现场DDC的通信速度应符合传输实时要求，DDC之间为对等 络，任何DDC失效不会使整个 络瘫痪。DDC的所有输入输出点都有现场LED状态指示。DDC具备显示、监控及参数设定功能，通过现场的便携式笔记本电脑可以实现修改参数或编程。
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！