樓宇自控系統(tǒng)與冷源系統(tǒng)的集成應(yīng)用

張祖剛，項(xiàng)顥，賈琨，張振國(guó)

（中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院有限公司）

1 引言

樓宇自控系統(tǒng)主要用于制熱、通風(fēng)和空調(diào)樓宇設(shè)備管理及相關(guān)的系統(tǒng)解決方案，在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，有時(shí)需要對(duì)第三方系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通常我們通過(guò)對(duì)第三方系統(tǒng)的集成來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

樓宇自控系統(tǒng)由中央空調(diào)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、雨水回用系統(tǒng)及冷源系統(tǒng)四部分構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)通訊包括兩條C-BUS總線和三條Modbus總線，其中C-BUS總線連接控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控，Modbus總線連接雨水回用系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)和冷源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)第三方系統(tǒng)的集成（見(jiàn)圖1）。

冷源系統(tǒng)控制采用冷機(jī)群控的方式，支持Modbus TCP協(xié)議。四臺(tái)冷凍機(jī)通過(guò)RS485總線連接成總線型網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成本地冷機(jī)群控。樓宇自控系統(tǒng)使用PC機(jī)作為上位監(jiān)控主機(jī)，和冷源系統(tǒng)之間通過(guò)Modbus TCP通訊實(shí)現(xiàn)集成[2]。

3 冷源系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

冷源系統(tǒng)控制為群控，通過(guò)控制器采集冷水機(jī)組的狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)末端設(shè)備對(duì)冷量的實(shí)際需求決定冷水機(jī)組的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，實(shí)現(xiàn)冷水機(jī)組的群控管理，監(jiān)測(cè)和控制冷源系統(tǒng)的各種重要參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)冷源系統(tǒng)通過(guò)Modbus TCP協(xié)議與樓宇自控系統(tǒng)集成，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，如：系統(tǒng)的IP地址、站號(hào)等。

4 系統(tǒng)平臺(tái)組態(tài)

樓宇自控系統(tǒng)平臺(tái)組態(tài)由硬件組態(tài)和顯示界面開(kāi)發(fā)組成。其中硬件組態(tài)共包括三部分，即網(wǎng)絡(luò)通道、控制器及監(jiān)控點(diǎn)[3]。

4.1 網(wǎng)絡(luò)通道組態(tài)

本項(xiàng)目中樓宇管理系統(tǒng)通過(guò)一條Modbus總線連接冷源系統(tǒng)，首先需要對(duì)冷源系統(tǒng)定義一個(gè)Modicon類型的網(wǎng)絡(luò)通道來(lái)對(duì)應(yīng)冷源系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通道相關(guān)參數(shù)的設(shè)置需要和設(shè)備物理層的定義一致。如圖2中，我們定義了一條Modbus總線來(lái)對(duì)應(yīng)需要集成的冷源系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)通道中給這條總線命名為CHAMOD1。

圖1 樓宇自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 網(wǎng)絡(luò)通道組態(tài)

4.2 控制器組態(tài)

第二步需要定義邏輯控制器。樓宇自控系統(tǒng)集成的冷源系統(tǒng)數(shù)據(jù)位于冷源系統(tǒng)控制器的保持寄存器，我們需要定義一個(gè)邏輯控制器來(lái)對(duì)應(yīng)冷源系統(tǒng)控制器的保持寄存器。

我們定義了邏輯控制器CONMOD1對(duì)應(yīng)冷機(jī)的保持寄存器（見(jiàn)圖3）。主要參數(shù)設(shè)置說(shuō)明如下。Channel Name：CHAMOD1，指邏輯控制器CONMOD1所在的網(wǎng)絡(luò)通道。IP Address：192.168.1.31，指冷源系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的IP地址。PLC Station ID：1，指冷源系統(tǒng)中冷機(jī)的站地址。DATA Table：Holding Register，指邏輯控制器CONMOD1對(duì)應(yīng)冷源系統(tǒng)冷機(jī)控制器中的保持寄存器。

圖3 控制器組態(tài)

4.3 點(diǎn)組態(tài)

第三步需要定義邏輯控制器中的數(shù)據(jù)點(diǎn)，我們采集的冷源系統(tǒng)數(shù)據(jù)就是定義的這些數(shù)據(jù)點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)又分為數(shù)字量點(diǎn)和模擬量點(diǎn)，設(shè)置格式分別為：Controller Name Address和Controller Name Address Data Format。

點(diǎn)30LQB4_ST是第四臺(tái)冷機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)（見(jiàn)圖4）。主要參數(shù)設(shè)置如下。PV Source Address：CONMOD1 177。其中邏輯控制器CONMOD1為冷源系統(tǒng)控制器的保持寄存器名，177為點(diǎn)30LQB4_ST在該保持寄存器的地址。項(xiàng)目中所有需要采集的冷源系統(tǒng)點(diǎn)的信息，都需要通過(guò)以上步驟進(jìn)行設(shè)置采集。

圖4 點(diǎn)組態(tài)

圖5 冷源系統(tǒng)

4.4 用戶界面開(kāi)發(fā)

所有采集到的冷源系統(tǒng)信息都存儲(chǔ)在樓宇自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，我們可以通過(guò)服務(wù)器和工作站等顯示終端來(lái)展示這些采集到的數(shù)據(jù)信息。本項(xiàng)目樓宇管理系統(tǒng)與冷源系統(tǒng)通過(guò)Modbus TCP協(xié)議集成后，在樓宇自控系統(tǒng)工作站中的部分顯示界面如圖5所示。

5 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目調(diào)試過(guò)程中會(huì)遇到各種問(wèn)題，硬件系統(tǒng)接線錯(cuò)誤或者軟件系統(tǒng)設(shè)置不準(zhǔn)確都會(huì)導(dǎo)致通訊失敗，而無(wú)法完成對(duì)第三方子系統(tǒng)的信息采集。因此需要充分掌握系統(tǒng)的工作原理和控制邏輯，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成。最終實(shí)現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)與冷源系統(tǒng)的集成，完成對(duì)冷源系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)運(yùn)行良好。