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全程开放的楼宇自控系统在南通体育会展的解决方案

[日期:2008-03-07]     来源:千家楼宇自控网   [字体: ]

南通市体育会展中心位于南通市区新城区,北接南通未来的商业居住中心——中央商务区,东邻南通大学城,南看狼山风景区。该中心于200431动工兴建,占地600亩、总投资11多亿元,主要包括30000人体育场、6000人体育馆、1000人游泳馆和网球中心,江苏省十六运田径、游泳、体操等多个项目的比赛在此进行。

 

 

 

南通市体育会展中心分为体育场馆部分和会展中心部分:总建筑面积150500平方米,总投资11亿元。其中:体育场(开闭式顶)建筑面积48000平方米。建成后的体育场馆能举行正式的田径、足球、篮球、排球、乒乓球、羽毛球、手球、网球、体操、武术、柔道、摔跤、散打、拳击、击剑、蹦极、游泳、花样游泳等大型国内外赛事。会展中心有1000个标准展位,可以举办大型的展览会、发布会。

 

 

 

同方通过竞标成为该工程弱电智能化系统集成的总承包方,承接此工程的楼宇自控系统(包括HVAC、冷站、照明、给排水、变配电、能源计量、电梯等子系统设备监控)、综合布线系统(包含综合布线、体育竞赛布线、电视转播系统布线、其他布线)、计算机网络(包含有线网络、无线网络、网络安全、VOD点播、多媒体制作、多媒体触摸屏查询、UPS电源)、通讯系统与广播(包含无线对讲系统、背景音乐及应急广播)、闭路电视系统、安防系统(包含电视监控、防盗入侵报警、门禁、电子巡更)、多功能会议系统、运动会支持系统、中央系统集成、机房建设等的深化设计及施工、售后服务。

我们在此以介绍楼宇自控系统为主。

 

挑战

对于这样一个经常举办体育赛事、商贸展览和文艺演出等大型群体活动的大规模建筑群落,业主对BAS系统的选型与设计提出了非常高的要求。

开放性。对于这样一个建筑物分布广泛,用途迥异大型建筑群落,业主对于整个系统的开放性提出了严格、细致的要求。业主要求系统所用的产品都要采用国际标准开放协议,它的互可操作性要经过国际标准化组织的认证。系统的集成、扩展、修改、维护无需二次开发或依赖专用设备和工具。

高可靠性保障。业主要求BAS系统要有足够的应对意外事件的能力,确保其使其长期处于稳定的工作状态。任何一个网络节点

多重集成与富有弹性的灵活应用。在这个项目中,BAS系统内部及与其它系统间的数据交换显得尤为重要。业主要求中心所应用的BAS系统既要接收来自其它子系统的信息,又要及时地向弱电集成系统提供数据。同时,为了适应承担赛事、展览、演出的等不同活动的需要,管理系统还应做到易于增删、修改与重组。

多工程管理,界面丰富直观。业主提出:会展中心三个主体建筑:体育馆、体育场和游泳馆要求各自成为独立系统,但位于体育馆的管理系统在执行本地系统任务的同时又能监控到体育场与游泳馆的设备运行状态与报警。在此之前,国内运行的主流BAS系统都不能做到同时管理多个项目。当多个系统的信息汇聚到一处的时候,对于这些信息的甄别屏蔽、分级管理与表现形式也都提出了前所未有的要求。

方案

对于业主提出的近乎苛刻的要求Technovator提出了积极的应对方案——Techcon BAS系统。该项目20078月通过竣工验收,并在此成功举办了江苏省第十六届运动会。

什么是真正的开放性系统,Technovator有着独到的认识,提出了“全程开放”系统的概念。一个系统的开放性源与以下几个方面:

  • 可以由来自不同厂商的多种产品构建;
  • 能够由多家工程商安装;
  • 维护服务可从多家竞争的服务商中选择;
  • 有利于高层系统的集成。

很多人认为,交互性仅限于设备。然而,一个真正的开放系统而言所要求的可远远不止于此。开放涉及到系统的各个层次,它应当包括以下因素:

  • 设备
  • 架构
  • 工具
  • 用户接口
  • 企业连通性

一个理想的开放规范要求系统在以上5个环节全部开放。而某些所谓的“开放”系统,要求用户从某个单一的来源安装,随后,如果用户希望更换供货商,他们就必须将整个系统部分或其中的一部分替换掉。这样必然导致设备费用的大幅增加,还会引起系统效率和可维护性的下降。最终,高昂的成本会锁定这些服务合同,使你不愿意更新陈旧的专有系统。

如果供货商在上述系统中任何一个环节上针对竞争对手设置了障碍,这个系统就变成了被锁定的或是专有的了。

设备

系统设备如控制器、传感器和执行器都应该具有与竞争产品互操作和互换的能力。即便是某个产品具有某些独特的功能,它也不应该强制用户安装另外一些排他性的附属装置。某些用户要求他们的设备只能安装在他们专有的网关之下,这就意味着这个系统被锁定了。

基于上述原因我们在本项目中选用的控制器都是经过LonMark互操作性认证的产品,传感器、执行器采用工业标准的0-10V4-20mA输入输出。

架构

为了确保一个开放的系统,所有的网络设备都要能够安装到通用规范的介质上(比如双绞线、电力线或无线射频),设备上运行的协议也应符合通用的行业标准。系统架构当然还包括路由器,网络到计算机的接口,如以太网。所有这些都应建立在开放标准之上,而非供货商的专有产品。

在南通项目中的我们选择了开放的LonTalk通讯协议,这个协议已经成为EIA/ANSI709.1规定的美国国家标准通讯协议,2006年中国也采用其为国标GB/Z 20177。所有LonWorks网络设备采用标准的双绞线作为传输介质。网络路由与计算机接口设备则直接采用了第三方的(LonWorks原始设备制造商Echelon)的产品。

工具

网络的安装、配置与启用通常由一个运行在计算机上的软件工具来完成。有些供货商使用它们自己的或简或繁,这样那样工具来配置设备。如果这个工具不能与其它的工具在系统中共存,那么很可能在某种程度上用户就被锁定了。使用设备配置插件是解决这个问题的好办法。这些软件配置模块可以借助任何符合规范的标准网络管理工具使用。就像在本项目中,我们为用户准备的是标准的LNS工具LonMaker for Windows,它可以访问所有DDC的插件,完成这些网络设备的安装、配置和启用。当然,用户还可以选择其他的符合LonMark互操作规范所要求的LNS工具。

用户界面

用户界面通常分为两类:基于Web工具或基于客户端软件。因为能够方便的提供Internet用户的访问,近来,基于Web工具的模式渐渐流行起来。用户在任何一台计算机上打开Web浏览器,通过口令认证,就可以连接到系统。用户界面可进行控制、监视、报告、报警、时序和诊断。而带有客户端软件的用户界面则可以提供更多的功能,也有着不可动摇的地位。一个出色的开放系统应该允许多种用户界面模式共存于同一网络控制系统上。在本项目中,我们提供了Web浏览器和客户端软件两种用户界面,以便满足不同管理人员的要求。

企业连通性

显而易见,将控制系统连接到IT网络上,可以为用户提供更多便利性,并可以深化对它的利用。控制网-局域网-Intranet的理念将控制系统转化为可供企业使用的众多数据资源之一。为了提供这些连通性,需要一些企业架构层的设备,它们也应该是开放的。开放接口应当确保使用任何厂家的设备,数据都可以在控制网与局域网间无障碍通讯。

本方案中采用的,用于将LonTalk控制协议转移到以太网上的——LonMark IP852标准就是出于这个原因而开发的。根据LON-LAN路由的规定,任何用户,在任何地点无需专门定制的网关或设备就可以随意访问任何设备。

要保证一个系统的开放,一定要确保以上五个方面的完全开放。我们强烈推荐要在以上各个环节都能实现互操作,此外,在培训与维修等环节也要考虑开放。只有这样,才可能一个系统构建尽可能开放,产生最好的投资回报和最低的系统生命周期成本。

Techcon BAS系统采用开放的通讯协议,将多个厂家的产品无缝地集成在一起。构建了一个全分布式对等网,并将“分布”的概念由DDC扩展到了IO模块级别,所有的IO模块都有独立的CPU与存储器。不仅易于扩展配置,而且有效的降低了单点故障的风险。而标准配置的冗余热备功能则保证了即便是遭受意外事件的影响系统仍可保持稳定运行。

Techcon BAS系统在数据交换方面的能力甚至超过了业主的预期,它所采用的监控软件——PcVue来自法国ARC Information。作为基本的功能,PcVue同时提供OPC ServerClient 服务,可很方便地满足业主集成的需要,此外,它还支持OLEDDE.NET等标准数据接口 爱06-7 PcVue得奖理类方面的能力甚至超过的业主的预期                                        赢得了欧洲“Mesures”杂志第11届技术奖——工业数据处理类产品一等奖。获奖原因之一就在于其强大的数据交互能力,当然,还包括它对于3D界面及PLC应用的支持等方面的创新。

对于多个项目的并行管理恰恰是Techcon BAS系统的又一特长。在此,管理者可同时监控多个独立的项目,再不用担心遗漏重要的信息。随着众多大型公共设施陆续投入使用以及业主、物业公司的管理水平提高,类似需求可能越来越多。

建筑

体育场馆群落,主要包括:

32244座席体育场,建筑面积48000平方米

6338座席体育馆,建筑面积84000平方米

1000座席游泳馆和网球中心,建筑面积18500平方米

总占地面积40万平方米,

建筑面积150500平方米

多供货商产品构成的系统

Ÿ  Techcon LON 控制器——Technovator

Ÿ  TechVue SCADA软件系统——ARC Information

Ÿ  iLON600网络服务器——Echelon

Ÿ  系列传感器与电动阀门——Technovator

Ÿ  智能电力变动器(LonWorks)——Algodue elettronica

Ÿ  LonMaker for Windows LNS工具——Echelon

共计1600控制点

共计85Techcon LonWorks控制器

南通体育会展中心系统结构

 

 


如上图所示:在本项目中我们分别为游泳、体育场和体育馆设计了3个相互独立的控制系统。控制系统分为管理层、控制层两层,控制层采用LonTalk通讯协议,由TechnovatorLonMark认证DDC构成,通过EcheloniLON600路由器将LonTalk协议转换到TCP/IP网上,连接管理层。管理层采用PcVue SCADA系统,分别设置三个服务器,通过LNS接口接受各自控制网络的变量,完成本区域内的控制管理功能。PcVue还具备OPC Server功能,向上一层集成系统提供数据。

考虑到业主还要在体育馆内集中管理整个建筑群落的特殊要求,我们在管理层将三台独立的服务器构成一个群组。这样,设在体育馆的服务器除了完成本区域的设备管理,还能通过游泳馆和体育场的服务器监测到这两个区域的控制状况,必要的时候还可以接管它们的工作。

 

效益

总投资11亿元的南通体育会展中心是南通首家民营资本介入的大型公共设施。作为南通市当前最大规模的社会事业建设项目,将集体育健身、商贸展览以及科技、文艺等大型活动为一体的标志性建筑。由同方承接的楼宇自控系统将多家行业领先企业的产品无缝地集成为一个高效的BAS系统,保证了建筑设备的高效管理,并有效节省能耗。

值得特别说明的是,正是由于采用了开放的LonWorks通讯协议和经过LonMark互操作认证的产品,我们才有可能提供这样一个简洁、平坦的对等网络架构,也有可能让用户自由地选择他们最喜欢的供货商和产品。

 


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