樓宇控制系統(tǒng)是將建筑物（或建筑群）內(nèi)的電力,、照明,、空調(diào)、運(yùn)輸,、防災(zāi),、保安、廣播等機(jī)電設(shè)備以集中監(jiān)視,、控制和管理為目的而構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng),。它的目的是使建筑物成為安全、健康,、舒適,、溫馨的生活環(huán)境和工作環(huán)境，并保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和智能化,。
樓宇控制系統(tǒng)是將建筑物（或建筑群）內(nèi)的電力,、照明、空調(diào),、運(yùn)輸,、防災(zāi)、保安,、廣播等機(jī)電設(shè)備以集中監(jiān)視,、控制和管理為目的而構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。它的目的是使建筑物成為安全,、健康,、舒適、溫馨的生活環(huán)境和工作環(huán)境,，并保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和智能化,。
在現(xiàn)代化的大型建筑中，一般都采用中央空高調(diào)系統(tǒng),?？照{(diào)系統(tǒng)的作用就是對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行處理，使空氣的溫度,、流動(dòng)速度及新鮮度,、潔凈度等指標(biāo)符合場(chǎng)所的使用要求。為此必須對(duì)空氣進(jìn)行冷卻或加熱,、除濕或加濕,，以及過(guò)濾等處理措施。其相應(yīng)設(shè)備有制冷機(jī)組,、熱水爐,、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、風(fēng)管系統(tǒng),、水管系統(tǒng)等,。例如,，空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機(jī)組是由設(shè)備生產(chǎn)廠成套供應(yīng)的,，它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動(dòng)控制的,。冷水機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器與蒸發(fā)器組成,，壓縮機(jī)把制冷劑壓縮,，壓縮后的制冷劑進(jìn)入冷凝器，被冷卻水冷卻后,，變成液體,，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔里排入大氣,。液體制冷劑由冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)吸收,，使冷凍水降溫，然后冷凍水進(jìn)入水冷風(fēng)機(jī)盤管吸收空氣中的熱量,，如此循環(huán)不已，把房間的熱量帶出,。[1]
1,、INTERBUS總線[2][3]
INTERBUS是德國(guó)跨國(guó)集團(tuán)PHOENIX公司提供的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，是最早的總線之一?，F(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于電子工業(yè),、汽車工業(yè)、煙草工業(yè),、冶金工業(yè),、倉(cāng)儲(chǔ)及傳送技術(shù)、造紙工業(yè),、包裝工業(yè),、智能建筑業(yè)、食品工業(yè)等等,。
INTERBUS與Modbus,、Profibus等合稱為八大現(xiàn)場(chǎng)總線，它既有總線的共同特點(diǎn),，如系統(tǒng)的開放,、可靠；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊化,、智能化,；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度分散、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)強(qiáng),。同時(shí),，INTERBUS總線傳輸距離遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)達(dá)12.8km）,，遠(yuǎn)距離傳輸無(wú)需中繼，擴(kuò)充非常方便,。各種I/O模塊,、功能模塊可根據(jù)生產(chǎn)需要分布安裝，控制器與各模塊之間通過(guò)一根總線電纜相連,，擴(kuò)充時(shí)只要將模塊接到總線上,，硬件上無(wú)需更改設(shè)置，只需在控制軟件上更改一下系統(tǒng)組態(tài)（自動(dòng)識(shí)別）和添加新的功能,，總線運(yùn)行時(shí),，上位機(jī)可通過(guò)INTERBUS OPC Server讀寫過(guò)程數(shù)據(jù)和變量（寫只能對(duì)輸出變量而言），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控,，并對(duì)收集的信息進(jìn)行處理,，滿足生產(chǎn)管理信息化的需要。
2,、系統(tǒng)概述
本文以PHOENIX廠房樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)為應(yīng)用背景,，該控制系統(tǒng)以空調(diào)系統(tǒng)控制為主，控制部分包含空調(diào)機(jī)組,，冷水系統(tǒng),，熱水系統(tǒng)，照明系統(tǒng),，排風(fēng)系統(tǒng),，空壓機(jī)系統(tǒng)。各個(gè)控制部分距離上跨度比較大,，而且I/O節(jié)點(diǎn)多達(dá)2000多個(gè),。
針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)特點(diǎn)，我們采用INTERBUS總線設(shè)計(jì)如下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
BK模塊：總線耦合器
RFC：PLC控制器,，PHOENIX 生產(chǎn)
RFC控制器9針D型口連接INTERBUS總線系統(tǒng),，通過(guò)RFC控制器上的以太網(wǎng)口連接工業(yè)以太網(wǎng)， RFC控制器之間可通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊,。 INTERBUS總線相鄰兩個(gè)子站之間的距離為400米,。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝需要，在I/O點(diǎn)變化情況下,，通過(guò)增加INTERBUS總線耦合器BK,，可靈活掛出子站。INTERBUS總線不需終端電阻,現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊及設(shè)備不需作專門的地址設(shè)置,。INTERBUS總線為全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式,有極高的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性,。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
現(xiàn)場(chǎng)模塊采用Phoenix Contact的INLINE產(chǎn)品。BK模塊是每個(gè)子站的總線耦合器,，每個(gè)BK模塊可帶63個(gè)輸入/輸出模塊,，BK模塊之間用總線電纜進(jìn)行連接,。Inline提供了所有的進(jìn)行控制所需要的信息采集、傳輸數(shù)據(jù)的模塊,，本系統(tǒng)用到的有數(shù)字輸入,、數(shù)字輸出、模擬輸入,、模擬輸出模塊,。
3、基于串級(jí)控制的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)
整個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng),，空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)為控制部分的重點(diǎn),，以下是PHOENIX廠房樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的1#空調(diào)機(jī)組運(yùn)行畫面。
我們選用了變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),，與定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比,，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，控制靈活而且空調(diào)品質(zhì)高,。但是系統(tǒng)一次投資有所提高,，控制相對(duì)復(fù)雜，管理水平要求較高,。
對(duì)于象PHOENIX廠房這種空間比較大,，而且溫度控制精度要求較高的空調(diào)系統(tǒng)，我們結(jié)合過(guò)程控制理論,，提出基于串級(jí)控制的VAV末端控制方案,?？刂七^(guò)程如下：
以房間各點(diǎn)的平均溫度作為主控制參數(shù),，送風(fēng)溫度作為副控制參數(shù)構(gòu)成串級(jí)回路。主副調(diào)節(jié)器都是PID調(diào)節(jié)器,。
y1：主控制參數(shù)（室內(nèi)平均溫度） y2：副控制參數(shù)（送風(fēng)溫度）
主PID調(diào)節(jié)器的輸出是送風(fēng)溫度的設(shè)定值,，副PID的輸出是閥門的開度，通過(guò)PLC的AO口輸出到風(fēng)閥執(zhí)行器,，控制閥門的開度,。
4、結(jié)語(yǔ)
這套系統(tǒng)自2006年元月份運(yùn)行以來(lái),，穩(wěn)定性非常好,，未出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障。并順利通過(guò)德方驗(yàn)收,。獲得一致好評(píng),。
本系統(tǒng)的程序開發(fā)是在PHOENIX公司PC WorX 3.03下進(jìn)行的，該編譯器功能非常強(qiáng)大,，能對(duì)語(yǔ)句,，功能塊,，梯形圖混合編譯，并支持在線調(diào)試,。上位機(jī)組態(tài)軟件我們選用Genesis-32,，這款軟件不但非常容易進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)，而且開放的VBA接口環(huán)境有利于系統(tǒng)的二次開發(fā),，我們就利用VBA 開發(fā)了短信報(bào)警模塊和整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間計(jì)劃,。