利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess實現(xiàn)回風空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計

空調(diào)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控是智能建筑中建筑自動化系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一?；贗nternet/ Intranet 平臺的遠程監(jiān)控，是實現(xiàn)BMS 的發(fā)展方向，也是建立建筑智能化管理系統(tǒng)（ IBMS） 的基礎。本文著重闡述利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 及可編程計算機控制器（PCC） ，實現(xiàn)基Internet/ Intranet 下的空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控與管理的方法。

1 引言

樓宇自控系統(tǒng)（BAS） 是智能建筑的重要組成部分，而空調(diào)系統(tǒng)的控制又是它的主要內(nèi)容之一，隨著現(xiàn)代化的高樓大廈的興建，對樓內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的有效管理和控制顯得越來越重要。樓宇自動控制系統(tǒng)主要是由傳感器與執(zhí)行器、DDC（直接數(shù)字控制器） 、通訊網(wǎng)絡、中央管理計算機等組成。它的應用使樓內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、防災、防盜、電梯等高效地運行成為可能。而通過互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控及維護管理是實現(xiàn)BMS（Building Management system） 的發(fā)展方向。我們在基于實驗室平臺上研究開發(fā)的“智能建筑自動化系統(tǒng)”，并利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實現(xiàn)了基于Internet/ Int ranet 的遠程監(jiān)控和維護管理，空調(diào)系統(tǒng)是該項目的一個主要子系統(tǒng)。本文主要介紹利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控的方法。

2 網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 簡介

WebAccess 是美國著名專業(yè)從事自動化HMI/ SCADA 系統(tǒng)組態(tài)軟件研發(fā)與應用的BroadWin 公司開發(fā)的一種基于IE 瀏覽器的網(wǎng)絡化組態(tài)軟件。網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 不僅具有強大的組態(tài)功能，而且突破了傳統(tǒng)組態(tài)軟件的局限性，其最大特點是：整個系統(tǒng)的運行在局域網(wǎng)內(nèi)進行監(jiān)控時，采用完全基于Web 的方式進行，在局域網(wǎng)內(nèi)的任何電腦中，只需安裝WebAcces Client ，通過使用標準的瀏覽器IE ，便可實現(xiàn)與在控制室相同的監(jiān)控效果。此系統(tǒng)在必要時還可以連接互聯(lián)網(wǎng)，接入互聯(lián)網(wǎng)后即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，并且系統(tǒng)集成商也可以實現(xiàn)在遠程的及時維護工作。

WebAccess 由三個部分組成：

（1） 工程節(jié)點：作為集中的數(shù)據(jù)庫和Web 服務器，提供客戶端和監(jiān)控節(jié)點間的初始連接，并提供“工程管理員”功能，以創(chuàng)建I/ O 數(shù)據(jù)庫、報警和圖形等;

（2） 監(jiān)控節(jié)點（Node） ：是一個遠程PC ，它使用WebAccess 支持的驅動程序與自動化設備連接并通信。WebAccess 監(jiān)控節(jié)點軟件提供管理控制和數(shù)據(jù)采集（ SCADA） 功能， 包括： 通訊驅動程序（Modbus、OPC、和其它PLC、I/ O、過程控制、自動化設備、DCS 和DDC） 、報告和趨勢記錄實時數(shù)據(jù)、報警和報警記錄、安全和事件記錄;

（3） 客戶端（Client） ：它是一個插件程序，運行與瀏覽器有關。Client 實際上是一種人機界面（HMI） 軟件，它提供實時的數(shù)據(jù)顯示、動畫、趨勢、報警和報告等功能。WebAccess 客戶端使用TCP/IP 協(xié)議通過因特網(wǎng)或局域網(wǎng)和監(jiān)控節(jié)點連接。

此外WebAccess 除了具有一般組態(tài)軟件所具有的常用的繪圖、建點、動畫、數(shù)據(jù)顯示、趨勢圖、事件報警、記錄和報表等功能外，還具有以下特點：

①通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程建構、修改圖形及數(shù)據(jù)庫;

②先進的數(shù)據(jù)庫架構使用戶既可以先設定硬件，亦可以先繪圖形，高效、靈活、方便;

③多工非同步建構功能，允許多用戶同時建構數(shù)據(jù)庫，完全具備網(wǎng)絡多用戶功能;

④多疊式網(wǎng)絡安全結構（防火墻+ 內(nèi)建安全系統(tǒng)） ，保護用戶數(shù)據(jù)安全;

⑤與AutoCAD 相容的矢量繪圖方式，易于掌握應用，并且可直接導人AutoCAD 的DXF 文件;

⑥強大的動畫功能，可以任意設定動畫的移動路徑和轉動中心，而且動畫設定具有層的概念;獨具特色的圖庫;簡易的TCL 腳本，在不同的瀏覽器上都能發(fā)揮功能。

3 空調(diào)系統(tǒng)簡介

本課題中的暖通空調(diào)系統(tǒng)是把工程中常用的系統(tǒng)形式與我院智能建筑實驗室的實際系統(tǒng)相結合，由全空氣一次回風系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)、風冷熱泵機組系統(tǒng)和排風兼排煙系統(tǒng)4 個子系統(tǒng)組成，其中風冷熱泵機組為一次回風系統(tǒng)，風機盤管系統(tǒng)提供冷熱源;排風排煙系統(tǒng)平時用于換氣，火災時兼做排煙系統(tǒng)。本文著重介紹一次回風系統(tǒng)，其組成及原理見圖1 。

4 空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控的主要內(nèi)容及要求

一次回風空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控的主要內(nèi)容為：

①機組啟?？刂?

②冷熱工況轉換;

③室內(nèi)溫度設定、顯示：設定空調(diào)房間的設計溫度及顯示空調(diào)房間的實際溫度;

④系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視：主要顯示空調(diào)機組（風機） 、過濾網(wǎng)、二通閥工作狀態(tài);

⑤故障報警：空調(diào)機組（風機） 、過濾網(wǎng)、二通閥故障時發(fā)出故障報警信息;

以上內(nèi)容均要求能夠通過互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)的客戶端PC 實現(xiàn)遠程監(jiān)控，其中，控制內(nèi)容部分非授權用戶不允許控制。

5 遠程監(jiān)控的網(wǎng)絡構架及實現(xiàn)方法

5. 1 空調(diào)系統(tǒng)的控制方法

我院的“智能建筑自動化系統(tǒng)”采用可編程計算機控制器（ Programmable Computer Cont roller -PCC） ，其中暖通空調(diào)子系統(tǒng)采用一個PCC 分站帶4 個子系統(tǒng)叢站（擴展模式） ，一次回風空調(diào)系統(tǒng)由其中的一個叢站控制。各分站、叢站之間采用CAN 網(wǎng)標準物理接口，控制網(wǎng)絡拓撲圖見圖2 。

將空調(diào)控制系統(tǒng)中各檢測點和控制點及管理站相互連接的方式稱為拓撲結構。在計算機網(wǎng)絡技術中常用的拓撲結構有多種。通過綜合分析空調(diào)控制系統(tǒng)對通訊網(wǎng)絡的要求和各種網(wǎng)絡拓撲結構的特點，本課題中的暖通空調(diào)系統(tǒng)構為如圖2 所示的智能建筑中空調(diào)控制系統(tǒng)的基本結構。它采用了樹形和總線形混合拓撲結構。該結構具有層次清楚、可靠性高、成本低的優(yōu)點。在通用的軟件平臺下，可以實現(xiàn)各種復雜的控制規(guī)律和高級能量調(diào)配控制管理，記錄、分析歷史運行數(shù)據(jù)，預測空調(diào)負荷等。它的使用不僅提高了空調(diào)系統(tǒng)的管理水平，還通過利用新的控制技術改變傳統(tǒng)的運行方式，使系統(tǒng)節(jié)約大量的電能，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

5. 2 監(jiān)控網(wǎng)絡基本構架

本課題利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess實現(xiàn)遠程監(jiān)控，一次回風空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控的網(wǎng)絡構架見圖3 。

5. 3 WebAccess 實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控的方法

（1） 建立智能建筑自動化系統(tǒng)工程項目（包括用戶名、密碼、工程名、IP 地址等） 。

（2） 定義暖通空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)點，對于PCC控制器應為OPC;設置通訊端口參數(shù)，對PCC ，通訊參數(shù)可選擇250k bit/ s。

（3） 定義一次回風空調(diào)系統(tǒng)單元。

（4） 設計工作畫面。工作畫面中包括與現(xiàn)場系統(tǒng)相對應的動畫，動畫制作中的實時控制部分將占用WebAccess 提供的I/ O 點，如果僅僅是做沒有現(xiàn)場設備的演示動畫，則動畫中使用的點就是We-bAccess 提供的本地點。在WebAccess 提供的點中， I/ O 點的數(shù)量和本地點的數(shù)量是相同的。

（5） 工作畫面所需要的控制點的分配。由于WebAccess 提供的I/ O 點是有限的，所以在實時控制的動畫中，對應I/ O 點的控制點需要合理分配使用?？紤]到系統(tǒng)的擴充，通常系統(tǒng)中的點數(shù)需要留出一定的余量。值得注意的是，WebAccess 中所提供的所有I/ O 點，在不加限定時均是可讀可寫的，這樣就很容易實現(xiàn)現(xiàn)場和遠程控制的對等控制關系，并且可以節(jié)約寶貴的點數(shù)。

（6） 實現(xiàn)各個點的動畫連接和添加腳本語句。將完成的動畫畫面與對應的I/ O 點或本地點連接起來，在動畫的實現(xiàn)方面，WebAccess 提供有最基本的動畫程序，如果實現(xiàn)的動畫比較復雜，那么WebAccess 還支持TCL 腳本并提供強大的函數(shù)庫供用戶自行編程。

（7） 動畫的保存和下載。將做好的畫面保存到磁盤后（DRW 和BGR 兩種文件格式） ，通過網(wǎng)絡下載到Node 節(jié)點并啟動該節(jié)點，然后進入實時監(jiān)控界面，在成功登錄后即可通過計算機網(wǎng)絡對系統(tǒng)進行調(diào)試并修改程序，直到實現(xiàn)整個動畫與現(xiàn)場設備協(xié)調(diào)工作為止。

6 結束語

基于Internet/ Int ranet 的空調(diào)系統(tǒng)遠程監(jiān)控、維護及管理，作為“智能建筑自動化系統(tǒng)”課題重要內(nèi)容之一，已經(jīng)完成調(diào)試工作，利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實現(xiàn)了即定目標。作為優(yōu)秀的網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess ，以其優(yōu)異、強大的功能發(fā)揮了重要作用，是實現(xiàn)BMS 的未來方向。本課題所完成的系統(tǒng)和實現(xiàn)方法不僅對智能建筑教學起到積極的指導作用，同時也對工程實踐有著一定的借鑒。

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