空調(diào)系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控是智能建筑中樓宇自控系統(tǒng)(BAS) 的重要組成部分之一。而通過互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)管理, 是實(shí)現(xiàn)BMS (Building management system ) 的發(fā)展方向[ 1, 2 ]。在基于實(shí)驗(yàn)室平臺上研究開發(fā)的智能建筑自動化系統(tǒng), 利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 實(shí)現(xiàn)了基于Internet/Intranet 的遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)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(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方法。

1　網(wǎng)際組態(tài)軟件
          WebAccess 是一種基于IE 瀏覽器的網(wǎng)絡(luò)化組態(tài)軟件, 網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess 不僅具有強(qiáng)大的組態(tài)功能, 而且突破了傳統(tǒng)組態(tài)軟件開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)瓶頸。其最大特點(diǎn)是全部的工程制作、數(shù)據(jù)庫設(shè)置、圖面建立和軟件管理都可以通過一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁瀏覽器完成, 提供遠(yuǎn)程診斷維護(hù)功能和免費(fèi)無限客戶端[3]。WebAccess 主要由3 部分組成。
1. 1　工程節(jié)點(diǎn)
          作為集中的數(shù)據(jù)庫和Web 服務(wù)器, 提供客戶端和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)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。
1. 2　監(jiān)控節(jié)點(diǎn)(Node)
          它是一個遠(yuǎn)程PC, 使用WebAccess 支持的驅(qū)動程序與自動化設(shè)備連接并通信。WebAccess 監(jiān)控節(jié)點(diǎn)軟件提供管理控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA ) 功能, 包括通訊驅(qū)動程序(Modbus、OPC、其它PLC、I/O、過程控制、自動化設(shè)備、DCS 和DDC)、報告和趨勢記錄實(shí)時數(shù)據(jù)、報警和報警記錄及安全和事件記錄。
1. 3　客戶端(Client)
          它是一個插件程序, 運(yùn)行與瀏覽器有關(guān)。Client 實(shí)際上是一種人機(jī)界面(HMI) 軟件, 它提供實(shí)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(diǎn)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(diǎn)、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(diǎn): ① 通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程建構(gòu)、修改圖形及數(shù)據(jù)庫; ② 先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫架構(gòu), 使用戶既可以先設(shè)定硬件, 亦可以先繪圖形, 高效、靈活、方便; ③ 多工非同步建構(gòu)功能, 允許多用戶同時建構(gòu)數(shù)據(jù)庫, 完全具備網(wǎng)絡(luò)多用戶功能; ④ 多疊式網(wǎng)絡(luò)安全結(jié)構(gòu)(防火墻+ 內(nèi)建安全系統(tǒng)) , 保護(hù)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(yīng)用, 并且可直接導(dǎo)人AutoCAD 的DXF 文件; ⑥ 強(qiáng)大的動畫功能, 可以任意設(shè)定動畫的移動路徑和轉(zhuǎn)動中心, 而且動畫設(shè)定具有層概念、特色圖庫及簡易TCL 腳本, 在不同的瀏覽器上都能發(fā)揮功能。

2　空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要內(nèi)容及要求
         本文中的暖通空調(diào)系統(tǒng)是把工程中常用的系統(tǒng)形式與智能建筑實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合, 由全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、風(fēng)冷熱泵機(jī)組系統(tǒng)和排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)4 個子系統(tǒng)組成。其中, 風(fēng)冷熱泵機(jī)組為一次回風(fēng)系統(tǒng); 風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)提供冷熱源; 排風(fēng)排煙系統(tǒng)平時用于換氣, 火災(zāi)時兼做排煙系統(tǒng)。一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)程監(jiān)控的主要內(nèi)容有: ① 機(jī)組啟停控制; ② 冷熱工況轉(zhuǎn)換; ③ 室內(nèi)溫度設(shè)定、顯示,設(shè)定空調(diào)房間的設(shè)計溫度及顯示空調(diào)房間的實(shí)際溫度; ④ 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視, 主要顯示空調(diào)機(jī)組(風(fēng)機(jī))、過濾網(wǎng)及二通閥工作狀態(tài); ⑤ 空調(diào)機(jī)組(風(fēng)機(jī))、過濾網(wǎng)及二通閥故障時發(fā)出故障報警信息[4,5]。
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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控, 其中, 控制內(nèi)容部分非授權(quán)用戶不允許控制。

3　遠(yuǎn)程監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及實(shí)現(xiàn)方法
3. 1　空調(diào)系統(tǒng)的控制方法
          智能建筑自動化系統(tǒng)采用可編程計算機(jī)控制器, 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(kuò)展模式) , 一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由其中的一個叢站控制[6]。各分站及叢站之間采用CAN 網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)物理接口, 控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1 所示。

         將空調(diào)控制系統(tǒng)中各檢測點(diǎn)和控制點(diǎn)及管理站相互連接的方式稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種。
         通過綜合分析空調(diào)控制系統(tǒng)對通訊網(wǎng)絡(luò)的要求和各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn), 本文中的暖通空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)為智能建筑中空調(diào)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu), 它采用了樹形和總線形混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有層次清楚、可靠性高及成本低的優(yōu)點(diǎn), 在通用軟件平臺下, 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)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(yùn)行數(shù)據(jù), 預(yù)測空調(diào)負(fù)荷等。不僅提高了空調(diào)系統(tǒng)的管理水平, 還通過新的控制技術(shù)改變傳統(tǒng)的運(yùn)行方式, 使系統(tǒng)節(jié)約大量的電能, 具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
3. 2　監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)架
        本文利用網(wǎng)際組態(tài)軟件W ebA ccess 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控, 其一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架, 如圖2 所示。

3. 3　WebA ccess 實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法
(1) 建立智能建筑自動化系統(tǒng)工程項目(包括用戶名、密碼、工程名及IP 地址等)。
(2) 定義暖通空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn), 對于PCC 控制器應(yīng)為OPC; 設(shè)置通訊端口參數(shù), 對PCC, 通訊參數(shù)可選擇250 Kbit/s。
(3) 定義一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)單元, 對于OPC 和API, 單元數(shù)可以是用戶任意指定的號碼。一次回風(fēng)系統(tǒng)控制原理, 如圖3 所示。

1. 電動風(fēng)門　2. 過濾器　3. 表冷器　4. 風(fēng)機(jī) 5. 風(fēng)壓差開關(guān)　6. 電動二通閥　7. 溫度傳感器
圖3　一次回風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖

(4) 設(shè)計工作畫面, 包括與現(xiàn)場系統(tǒng)相對應(yīng)的動畫, 動畫制作中的實(shí)時控制部分將占用WebA- ccess提供的I/O 點(diǎn), 如果僅僅是做沒有現(xiàn)場設(shè)備的演示動畫, 則動畫中使用的點(diǎn)就是WebAccess 提供的本地點(diǎn)。在WebAccess 提供的點(diǎn)中, I/O 點(diǎn)的數(shù)量和本地點(diǎn)的數(shù)量是相同的。
(5) 由于W ebAccess 提供的I/O 點(diǎn)是有限的, 所以在實(shí)時控制的動畫中, 對應(yīng)I/O 點(diǎn)的控制點(diǎn)需要合理分配使用。考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)充, 通常系統(tǒng)中的點(diǎn)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(diǎn), 在不加限定時均可讀可寫, 容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場和遠(yuǎn)程控制的對等控制關(guān)系, 并且可以節(jié)約寶貴的點(diǎn)數(shù)。
(6) 實(shí)現(xiàn)各個點(diǎn)的動畫連接和添加腳本語句, 將完成的動畫畫面與對應(yīng)的IöO 點(diǎn)或本地點(diǎn)連接起來。在動畫的實(shí)現(xiàn)方面,WebAccess 提供最基本的動畫程序, 如果實(shí)現(xiàn)的動畫比較復(fù)雜, 那么WebAccess 還支持TCL 腳本, 并提供強(qiáng)大的函數(shù)庫供用戶自行編程。
(7) 將做好的畫面保存到磁盤后(DRW 和BGR 2 種文件格式) , 通過網(wǎng)絡(luò)下載到Node 節(jié)點(diǎn)并啟動該節(jié)點(diǎn), 然后進(jìn)入實(shí)時監(jiān)控界面, 在成功登錄后即可通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)調(diào)試、修改程序, 直到實(shí)現(xiàn)整個動畫與現(xiàn)場設(shè)備協(xié)調(diào)工作為止。
3. 4　一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的具體實(shí)現(xiàn)
        根據(jù)以上方法, 建立暖通空調(diào)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)[7] , 定義一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)單元等內(nèi)容, 從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控, 如圖4 所示。

4　結(jié)束語
        基于Internet/Intranet 的空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控[8]、維護(hù)及管理, 作為智能建筑自動化系統(tǒng)課題內(nèi)容之一, 已經(jīng)完成調(diào)試工作, 利用網(wǎng)際組態(tài)軟件W ebA ccess 實(shí)現(xiàn)了即定目標(biāo)。作為優(yōu)秀的網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess, 以其優(yōu)異、強(qiáng)大的功能發(fā)揮重要作用, 是實(shí)現(xiàn)BMS 的未來方向。本課題所完成的系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)方法不僅對智能建筑教學(xué)起到積極的指導(dǎo)作用, 同時也對工程實(shí)踐有著一定的借鑒意義。