基于Vijeo XL的建筑物中央空調(diào)SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳赟飛 吳興鵬 田茂鈞 李科圻

（重慶電子工程職業(yè)學(xué)院，重慶 401331）

隨著樓宇自動(dòng)化的深入應(yīng)用，傳統(tǒng)建筑、商業(yè)體也對(duì)中央空調(diào)的數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)視控制提出了需求。

在智能建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電量通常占全樓總耗電量的1/3以上，而監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)量常常占全樓自動(dòng)化控制系統(tǒng)總點(diǎn)位數(shù)量的50%以上，因此需要通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化控制[1]。

而目前傳統(tǒng)建筑仍然采用工作人員通過(guò)空調(diào)面板對(duì)風(fēng)機(jī)盤(pán)管逐一進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制和溫度設(shè)置。在大型建筑風(fēng)機(jī)盤(pán)管數(shù)量巨大的情況下，此種控制方式效率低下，同時(shí)也不能滿(mǎn)足節(jié)能減排、降低能耗的要求。

本系統(tǒng)利用Vijeo XL過(guò)程監(jiān)視系統(tǒng)軟件、智能網(wǎng)關(guān)搭建建筑物中央空調(diào)SCADA系統(tǒng)，達(dá)到管理人員在中控室對(duì)建筑物空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中采集與控制的目的。

1 SCADA系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑物內(nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管和吊頂式空調(diào)箱的溫度控制器全部帶RS-485接口，各樓層設(shè)置集中控制器，主機(jī)和各樓層控制接入上位機(jī)系統(tǒng)，采用集中控制。對(duì)建筑物各樓層及中央空調(diào)主機(jī)設(shè)置圖形化監(jiān)控界面。具體硬件架構(gòu)圖如圖1所示：

圖1 SCADA系統(tǒng)硬件架構(gòu)

硬件設(shè)備參數(shù)如表所示：

名稱(chēng) 參數(shù)上位電腦8口交換機(jī) 工作電壓：9～36V DC；8個(gè)百兆端口；網(wǎng)關(guān)工作電壓：9～36V DC；2個(gè)RJ45，10M、100M自適應(yīng)速率，帶交換機(jī)功能；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持ETHERNET、ARP、lP、TCP、lCMP；串口數(shù)量4路RS485/RS232或者2路RS422；串行通信模式RTU模式和ASCll模式可選；開(kāi)關(guān)電源 24V 2.5A

2 網(wǎng)關(guān)的配置與網(wǎng)關(guān)地址映射

根據(jù)本項(xiàng)目風(fēng)機(jī)盤(pán)管控制器的物理接口：RS-485；通訊協(xié)議：ModBus/RTU；波特率：9600，N，8，1等參數(shù)對(duì)網(wǎng)關(guān)的各COM口進(jìn)行配置如圖2所示：

圖2 網(wǎng)關(guān)COM口配置

通過(guò)查看風(fēng)機(jī)盤(pán)管控制器通訊協(xié)議，得到需要讀取和寫(xiě)入的參數(shù)如：回風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、設(shè)置模式、設(shè)置溫度、設(shè)置開(kāi)關(guān)機(jī)等的ModBus存儲(chǔ)區(qū)地址，根據(jù)此地址利用ModBus功能碼完成網(wǎng)關(guān)COM口各ModBus從站的地址映射，如圖3所示：

圖3 網(wǎng)關(guān)地址映射

3 Vijeo XL上位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Vijeo XL是Schneider Electric公司的一款上位系統(tǒng)組態(tài)軟件，在本項(xiàng)目中用于構(gòu)建建筑物中央空調(diào)SCADA系統(tǒng)。根據(jù)建筑物平面圖以及各風(fēng)機(jī)盤(pán)管所在位置進(jìn)行上位系統(tǒng)基礎(chǔ)界面設(shè)計(jì)。接著在Vijeo XL軟件中創(chuàng)建變量，并根據(jù)網(wǎng)關(guān)映射地址完成網(wǎng)關(guān)與上位系統(tǒng)的ModBus TCP通訊連接配置。

完成整個(gè)Vijeo XL上位系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，需要與中央空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、空調(diào)面板等設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。最終完成的中央空調(diào)SCADA系統(tǒng)運(yùn)行界面。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑物中央空調(diào)的SCADA系統(tǒng)能夠有效集中監(jiān)視和控制建筑物內(nèi)各風(fēng)機(jī)盤(pán)管的運(yùn)行狀態(tài)，提升了空調(diào)系統(tǒng)的管理效率，對(duì)于設(shè)備需連續(xù)監(jiān)測(cè)與集中控制的工程項(xiàng)目有著較好的借鑒和指導(dǎo)作用。