1、基于 OPC 的建筑智能化系统研究 葛长存 江苏省设备成套有限公司 摘 要： 为了满足人们对建筑在信息交换、安全性、舒适性、便利性和节能性等方面的更高要求, 智能建筑应运而生。现从智能建筑的概述入手, 以某大厦集成系统作为研究对象, 对基于 OPC 的建筑智能化系统进行了全面而深入的研究。关键词： OPC; 建筑智能化; 系统集成; 设计; 作者简介：葛长存 (1979) , 男, 江苏海安人, 工程师, 研究方向:招标采购咨询。收稿日期：2017-09-18Received： 2017-09-180 引言随着我国自动化控制技术、通信技术、互联网与物联网技术、计算机技术、网络技术的快速发展,
2、人们的生产生活方式发生了巨大变化。在此背景下, 智能建筑的概念应运而生, 从理论到实践, 逐步发展和完善。通过 OPC (Object Lin King and Embedeeing for Process Control) 集成智能建筑系统, 最为明显的优势是在楼控产品和机电设备的选择上不再受到限制, 有着更为广阔的选择空间, 使得用户可以根据产品价格、功能需求和产品性能采取最优化选择。同时, 应用 OPC 技术还能简化系统集成环境, 且易于实现功能扩展, 使控制系统进一步开放。1 智能建筑概述1.1 智能建筑的概念所谓智能建筑, 可以理解为:以网络技术、计算机控制技术、楼宇自动化技术、信息
3、技术为基础, 最大限度地利用人工智能、通信、控制、建筑等先进技术, 将建筑物打造成为高度集成的、拥有较强自恢复能力及自适应能力的智能化平台, 为用户营造出节能、安全、便捷、舒适、高效的建筑环境。1.2 智能建筑的特征较之传统建筑来说, 智能建筑的特征主要包括:便捷、安全、舒适的环境;节省人工费用;降低能耗;系统高度集成。1.3 建筑智能化系统集成的主要模式建筑智能化系统集成的主要模式包括:子系统平等方式实现系统集成、BMS 系统集成、串行通讯方式实现系统集成、硬节点连接方式实现系统集成、基于 OPC技术的组件化系统集成。2 OPC 技术规范概述OPC 将分布式 COM 技术、组件对象模型技术和
4、 OLE 技术作为基础, 定义了标准接口, 从而实现了通信链接和数据交换功能。而 OPC 服务器为自定义接口及自动化接口提供了支持, 以满足不同访问机制的需要。OPC 技术提供了更为先进的数据交换标准接口以及规程, 最大程度地减少和降低了由于服务数据和采集数据两种应用程序之间的差异性, 为智能建筑系统中各相关子系统进行数据交换提供了标准、通用的接口。基于 OPC 技术实现建筑智能系统集成, 一方面能够实现不同子系统之间的互联、互操作, 另一方面还有利于在同一管理平台之上开展管理、控制和监视活动, 其主要特点包括:OPC 的广泛性、产业化、高效性、开放性、互联性。3 基于 OPC 的建筑智能化系
5、统集成设计某大厦建筑面积 132 100 m, 地上地下共计 25 层, 主体高度 95.65 m, 归属于一类公共建筑, 是集餐饮、休闲、停车、办公、商场为一体的综合性服务型建筑。基于 OPC 的建筑智能化系统的集成设计, 需遵循以下三点要求:(1) 有效利用人力资源, 提高建筑的智能化水平。(2) 为密集的信息流、物流和人流提供顺畅流通的渠道, 选用更为现代化的设备来增强处理现实问题的能力, 大幅减少能耗支出, 实现对能耗实时、科学的管理。(3) 营造高效、便捷、安全、舒适的休闲、购物和办公环境。该大厦的子系统主要包括:中央空调监控系统、门禁系统、闭路电视监控系统、入侵防盗系统、消防报警系
6、统等。为此, 大厦集成系统设计的主要目标包括:(1) 人机界面。便于管理人员通过文字与图形相结合的方式来进行操作。(2) 权限管理。针对不同的人员设置不同的操作权限, 提高系统信息的安全性。(3) 联动控制。将原先独立运行的子系统有机地联系起来, 一个子系统的信号可以触发另一个子系统的动作。(4) 实时报警。在出现故障或异常情况下, 可以采取多样化的方式来完成报警。(5) 集中控制。利用同一管理平台对所有子系统中的设备进行控制, 减小控制操作的复杂程度, 提高工作效率, 降低人为误操作的影响。(6) 集中监视。通过 OPC 集成平台实时采集各系统的运行情况, 并以语音、文字或图形的形式进行展示
7、。4 集成管理系统的设计该集成管理系统需要实时记录、监测和控制的设备包括:电梯系统、热力系统设备、给排水系统设备、公共照明系统设备、供配电系统设备、通风系统设备、新风系统等。4.1 新风系统如果新风机组过滤器两侧的压差超过预先设定的数值, 则立即产生告警。就新风系统的送风来说, 如果使用层数超过了总共层数的 50%, 启动风机高速档;如果使用层数占总共层数的 20%50%, 启动风机低速档;如果使用层数不足 20%, 启动常闭的电动风阀。根据风机的实际状态, 由管理主机完成故障报警、运行状态显示、启停控制等操作。4.2 消防子系统由于该大厦建设规模大、楼层多, 安装了数量众多、形式多样的智能设
8、备, 因此, 消防子系统采用集中火灾报警方式。4.3 入侵防范子系统主要是在该大厦的围墙和各出入口布置了为数众多的红外对射探测器, 从而构建起具有较高安全性的入侵防范子系统。如果有非法闯入的人或物, 原先正常的红外射束将被遮断, 大厦的安防控制中心将在第一时间受到报警信号。为杜绝误报现象的出现, 采用了四光束的红外对射, 从而有效避免了因为暴风雨、小动物、小鸟、杂物和树叶对于探测器的干扰, 提高了监控报警的准确性。入侵防范子系统采用的是 BOSCH 的 CM-7000, 并选用了该公司的 DS740XI 作为报警/控制主机。因为该大厦拥有超过 200 个以上的防区, 为满足现实需要, 配置了两
9、台 DS740XI, 一台负责 8 层以下的 125 个防区, 另外一台负责 8 层到 25层的 120 个防区。4.4 门禁子系统该大厦对员工出入口、设备机房、接待室、会议室、档案管理室、办公区等场所均采用门禁管理方式。4.5 基于 OPC 接口的中央集成管理系统不同的子系统, 采用了不同的通信协议, 所处的通信子网也不尽相同, 因此, 必须首先确定统一的接口才能实现数据信息的共享和传输。为达到这一目标, 本文所采用的基于 OPC 接口的建筑智能化管理系统如图 1 所示。5 结语本文以某大厦集成系统作为研究对象, 对各子系统进行了智能化设计, 并在此基础上, 实现了系统的集成, 满足了集中管理、统一监视的需要, 在极大地提高大厦的管理效率的同时, 有效地降低了成本费用的支出。图 1 大厦集成管理系统网络示意图 下载原图参考文献1马龙华, 刘俊, 钱积新.OPC 数据存取规范的研究和应用J.化工自动化及仪表, 2002, 29 (1) :43-45. 2李国厚.OPC 技术与控制系统集成J.计算机自动测量与控制, 2001, 9 (2) :52-53.
