一、 项目需求
中国音乐学院排演厅是一幢中型规模的以观演为主要功能的综合性建筑。排演厅建筑总建筑面积为一万四千平米，九层楼（地下二层、地上七层）。空间包含一千座的音乐厅，三百座的小剧场，学校图书馆以及行政办公间等。
排演厅、音乐厅或剧院是文化类公共建筑的典型代表，它们通常都处于建筑物的内区，具有高大、复杂和相对封闭的内部空间。同时，对于音乐厅、录音室控制室、排练厅、舞台和门厅及办公室等，由于其各自的功能不同，对于环境温度、湿度、新风的要求也各不相同，因此对空调的要求也不尽相同；为保证每个听(观)众、表演者的舒适性，设计一套优秀的空调装置和自控系统就显得十分重要。
本项目需要为空调系统、送排风系统、冷热源系统提供监控功能。在本项目中，Techcon系列楼控产品以高品质、高可靠性及完全面向对象的设计理念，为中国音乐学院排演厅提供全套的楼控系统。
二、 系统分析和控制原理
一）音乐厅，合唱排列厅空调系统
包括音乐厅观众席、合唱排练厅观众席、合唱排练厅舞台、合唱排练厅观众席、音乐厅控制室等服务区域。
负荷性质分析
不同上座率造成的人体显热、潜热负荷变化和演出照明灯光的变化是音乐厅内主要的空调负荷变化。与通常的空调系统不同，这种变化并不是时刻存在的，在特定时间(演出时)内负荷是相对稳定的。这种负荷性质使得自控系统对系统内的风机调控处于一种微小的、稳定的状态上。所以，尽管音乐厅是一种典型的大惯性系统，可理论上并不要求在控制环节上额外增加微分环节进行补偿。
系统控制原则
首先音乐厅空调自控系统要面对繁多的系统变量。例如：如何补偿音乐厅听众人数的变化和不同演出要求下的灯光负荷变化(即热湿负荷的变化)对空调系统风量和冷量的影响；如何减小空调系统运行时噪音对现场演出的影响；厅内大量温湿度传感器对测量可信度及装饰效果的影响；为了节能而减小新风量对厅内空气环境的影响；作为一个巨大的热惯性系统，以数小时计的时间常数对自控调节时效性的影响等等。这里我们为整个系统的稳定，尽量使变量少，系统简单，过渡期短。
预冷
音乐厅属于建筑物内区，结构决定了它既隔声又保温。在演出前经过预冷阶段后，厅内空气温度达到设计送风温度所要求。此后，自控系统再根据入场听众和灯光负荷进行调节控制，这样就避免了系统极限调节的工况，降低了对控制系统、空调设备参数的要求。在演出过程中，厅内空调系统受外界影响很小。冬季时，预冷时间酌情缩短。经过调试和试运行阶段，操控人员掌握不同季节时音乐厅所需的预冷时间。
维持风量平衡
在音乐厅的空调系统中，维持风量平衡和厅内正压是保证空调调节效果的必要条件，是控制回风机转速跟踪送风机转速变化以及控制排风机转速的基本依据。
控制原理图
二）录音室控制室、排练厅空调系统
负荷性质分析
人体显热、潜热负荷变化和照明灯光及录音设备工作时的变化是音乐厅内主要的空调负荷变化。与通常的空调系统不同，这种变化并不是时刻存在的，在特定时间(演出时)内负荷是相对稳定的。
在录音室的空调除了要满足一般的舒适性外，还要求尽量的减少噪音，同时保持一定的相对湿度，以利于保存乐器及录音设备。具体控制原理图如下;
三）门厅及办公室新风系统
在门厅及办公室采用新风加盘管的方式。控制原理图如下：
四）冷热源系统
空调冷热源系统，冷源采用2台冷水机组，设于地下室冷冻机房，提供6~
三、 基于Techcon 04控制产品的系统解决方案
一）Techcon04特点
Techcon 04系统是新加坡Technovator公司推出的楼宇控制系统，Techcon系列产品通过CE、UL国际认证，确保系统高精度及高可靠性。具体而言，Techcon 04系统得特点如下：
面向对象的设计
Techcon04系统的模块设计时充分考虑了被控对象的特性，设计的模块效率更高，模块的类型包括空调机组模块、新风机组模块、电机水泵模块、阀门模块等，这些都使得配置的系统与现场设备契合度更高，效率更高。
抗干扰能力强
无论是通讯模块还是I/O模块，设计时均有光电隔离，使得系统得抗干扰能力大增，达到工业标准。
容量大，拓扑自由灵活
系统最大6万点，最远可达
支持热插拔
Techcon04系统I/O模块可在不关机状态下插入或取出板卡，能增强系统功能或诊断系统故障而无需关闭系统，这样热插拔技术对于要求具有高可靠性和及时热插拔应用来说十分重要。
二）系统方案
针对中国音乐学院排演厅项目，楼宇自控系统采用集散型控制方式，即现场区域控制，CAN总线通讯，最后进行集中监视、管理的系统控制方式。这种控制方式保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠。
楼宇自控系统网络结构分为二级，第一级为中央工作站，即控制中心，控制中心内设中央工作站，中央工作站系统由PC主机及打印机及UPS等组成，是楼宇控制系统的核心，整个排演厅内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，它可以直接和以太网相连，通讯方式为TCP/IP，客户端可以通过网络访问；第二级为直接式数字控制器（DDC），分散在现场控制现场设备，DDC之间及DDC与中央工作站之间以CAN总线通讯。
系统结构如下图
TECHCON系统组成包括：
整个系统以微型计算机（中央管理工作站）为核心，包括以下几部分：
² 中央管理工作站
² 分站总线（CAN总线）
² 现场控制机
² 传感器。 变送器及电动执行机构等
上述设备与被控对象及相应软件组成一套完整的控制系统。
1、 中央管理工作站
中央工作站配置：
微机处理器：为INTEL PentiumIV或以上；
内存：
硬盘：120GB或以上；
高速CD-ROM
10Mb/100Mb自适应Ethernet网卡
键盘：104键通用键盘及专用功能键盘
系统配置完成后，留有二条PCI/ISA插槽作为备用；
定位器：MICROSOFT鼠标器
打印机：HP
操作系统：WINDOWS 2000/NT WINDOWS 98等
网络通讯协议：TCP/IP；IPX/SPX
系统选用Techview-iDCS组态软件、Techview-SYS 配置编程工具。
Techview-SYS软件是网络管理机对Techcon控制器进行配置编程调试的软件。设计基于微软Windows操作系统,在IE视窗下运行，同时和Techview-iDCS软件通讯。
在大系统运行中，Techview-SYS可以实现与多个Techview-iDCS网络管理机进行通讯，非常方便的对每个输入输出点进行配置、编程、控制、监视。在对话窗口，快速的创建和绑定Techcon控制器或多个Techcon控制器之间的变量，选择下载控制算法的Techcon控制器。
Techview-SYS采用Techview-Basic编程语言，通过配置编程下载到独立的控制器。
功能:
n 创建多个目标文件进行管理。
n 友好的IE界面，方便使用。
n 管理Techcon CANBUS通讯。
n 配置Techcon控制器。
n 通过Techview-Basic语言，编辑和下载控制程序。
n 网络变量的绑定。
n 系统配置备份。
Techview-iDCS组态软件是DDC与网络管理机通讯过程中，在网络管理机运行的软件。
Techview-iDCS组态软件开发状态和运行状态中实现不同的功能。开发状态是应用程序的集成开发环境。工程技术人员在这个环境中完成画面设计、测控点的定义和动画连接的定义等。运行状态是组态软件的实时运行环境，用于显示在开发状态下建立的画面，完成数据采集、数据管理和控制设备等功能，同时完成报警、历史记录和用户管理等其他功能。
n 图形编辑：图形化配置和现实现场运行状况。
n 通讯管理：可配置多种通讯方式同时运行，协调工作。
n 用户组态：支持分级、分区域、分操作的多种用户授权方式，权限管理完善。
n 报警管理：支持用户定义的可分组的报警功能。
n 报表管理：方便灵活的定义各种历史报表，支持自动打印。
n 强大的历史数据记录功能，支持手动备份、历史运行数据、报警纪录、操作记录等。
n 方便灵活的历史曲线显示功能，无需定义、一目了然。
n 提供DDC server/OPC Client与第三方设备系统集成。
2、 CAN总线
TECHCON CAN分布式控制系统的控制器采用CAN总线通讯，CAN总线通过 Techcon809-CAN-HUB最远可达5公里。
现场控制机是TECHCON分布式控制系统的终端环节，本项目采用了Techcon509-MCU-CC及Techcon409-AIA-B等I/O模块。Techcon509-MCU-CC以CPU为核心， 配以先进的Flash存储器及I/O接口，构成可编程的直接数字控制器，所有现场控制机配有完善的控制组件，既可独立工作，也可以接受中央管理工作站的监督指导。现场控制机与其所控系统内的传感器、执行器及被控设备组成了一个相对独立的控制单元。所有控制器均可实现现场操作。
现场共有24个DDC， 模块88个。
传感器用于检测被测参数，变送器与传感器相配合具有很强的抗干扰能力，适于远距离传输。电动执行机构用于驱动被控设备。
在音乐厅内设置室内温湿度传感器；在空调的新风、送风、回风风道处设置管道温湿度传感器；在冷水机组系统水路上设置水道温度、压力、流量传感器；在空调水路设置电动调节水阀执行器，在风道设置风阀执行器。
结论
排演厅项目中，由于现场复杂，所需空调工艺种类多，空调自控方案相对繁多；对于Techcon04系统来说，面向对象的多种类型模块，很好的解决了这些问题。Techcon04系列产品为暖通自控系统提供了高品质、高可靠性的控制平台。
