（1．中國科技大學，合肥，230026；2.中科大蘭德自動化有限公司，合肥，230026）
摘 要：本文提出了基於INTERBUS總線結構的樓宇控製係統。對於樓宇係統關鍵組成部分――變風量空調係統（VAV），采用了串級控製等過程控製方法，實現了對大空間範圍內溫度的快速調節。
關鍵詞：InterBus總線，串級控製，樓宇控製係統，變風量空調係統
Intelligent Building Control System Based on InterBus Fieldbus
Abstract : This article discussed a type of building control system based on InterBus Fieldbus. In this control system, variable air volume system(VAV) is an important part. We applied processing control theory like serial control in VAV control. And the VAV system realized quick regulation of temperature in big room.
Keywords : InterBus FieldBus , Serial Control , Building Control System , VAV
樓宇控製係統是將建築物（或建築群）內的電力、照明、空調、運輸、防災、保安、廣播等機電設備以集中監視、控製和管理為目的而構成的一個綜合係統。它的目的是使建築物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活環境和工作環境，並保證係統運行的經濟性和智能化。
在現代化的大型建築中，一般都采用中央空高調係統。空調係統的作用就是對室內空氣進行處理，使空氣的溫度、流動速度及新鮮度、潔淨度等指標符合場所的使用要求。為此必須對空氣進行冷卻或加熱、除濕或加濕，以及過濾等處理措施。其相應設備有製冷機組、熱水爐、風機盤管係統、風管係統、水(shui)管(guan)係(xi)統(tong)等(deng)。例(li)如(ru)，空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)中(zhong)，冷(leng)水(shui)機(ji)組(zu)是(shi)由(you)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)廠(chang)成(cheng)套(tao)供(gong)應(ying)的(de)，它(ta)一(yi)般(ban)是(shi)根(gen)據(ju)空(kong)氣(qi)調(tiao)節(jie)原(yuan)理(li)及(ji)規(gui)律(lv)等(deng)由(you)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)。冷(leng)水(shui)機(ji)組(zu)由(you)壓(ya)縮(suo)機(ji)、lengningqiyuzhengfaqizucheng，yasuojibazhilengjiyasuo，yasuohoudezhilengjijinrulengningqi，beilengqueshuilengquehou，bianchengyeti，xichudereliangyoulengqueshuidaizou，bingzailengquetalipairudaqi。yetizhilengjiyoulengningqijinruzhengfaqijinxingzhengfaxishou，shilengdongshuijiangwen，ranhoulengdongshuijinrushuilengfengjipanguanxishoukongqizhongdereliang，rucixunhuanbuyi，bafangjiandereliangdaichu。[1]
1、INTERBUS總線[2][3]
INTERBUS是德國跨國集團PHOENIX公司提供的工業現場總線，是最早的總線之一。現已廣泛地應用於電子工業、汽車工業、煙草工業、冶金工業、倉儲及傳送技術、造紙工業、包裝工業、智能建築業、食品工業等等。
INTERBUS與Modbus、Profibus等合稱為八大現場總線，它既有總線的共同特點，如係統的開放、可靠；現場設備模塊化、智能化；係統結構高度分散、對現場環境適應強。同時，INTERBUS總線傳輸距離遠（最遠達12.8km），遠距離傳輸無需中繼，擴充非常方便。各種I/O模塊、功gong能neng模mo塊kuai可ke根gen據ju生sheng產chan需xu要yao分fen布bu安an裝zhuang，控kong製zhi器qi與yu各ge模mo塊kuai之zhi間jian通tong過guo一yi根gen總zong線xian電dian纜lan相xiang連lian，擴kuo充chong時shi隻zhi要yao將jiang模mo塊kuai接jie到dao總zong線xian上shang，硬ying件jian上shang無wu需xu更geng改gai設she置zhi，隻zhi需xu在zai控kong製zhi軟ruan件jian上shang更geng改gai一yi下xia係xi統tong組zu態tai（自動識別）和添加新的功能，總線運行時，上位機可通過INTERBUS OPC Server讀寫過程數據和變量（寫隻能對輸出變量而言），從而實現對係統的監控，並對收集的信息進行處理，滿足生產管理信息化的需要。
2、係統概述
本文以PHOENIXchangfanglouyuzidonghuaxitongweiyingyongbeijing，gaikongzhixitongyikongtiaoxitongkongzhiweizhu，kongzhibufenbaohankongtiaojizu，lengshuixitong，reshuixitong，zhaomingxitong，paifengxitong，kongyajixitong。gegekongzhibufenjulishangkuadubijiaoda，erqieI/O節點多達2000多個。
針對實際係統特點，我們采用INTERBUS總線設計如下的係統結構
BK模塊：總線耦合器
RFC：PLC控製器，PHOENIX 生產
RFC控製器9針D型口連接INTERBUS總線係統，通過RFC控製器上的以太網口連接工業以太網， RFC控製器之間可通過以太網進行通訊。INTERBUS總線相鄰兩個子站之間的距離為400米。根據現場安裝需要，在I/O點變化情況下，通過增加INTERBUS總線耦合器BK，可靈活掛出子站。INTERBUS總線不需終端電阻,現場I/O模塊及設備不需作專門的地址設置。INTERBUS總線為全雙工數據傳輸方式,有極高的數據傳輸實時性。
圖1 係統結構圖
現場模塊采用Phoenix Contact的INLINE產品。BK模塊是每個子站的總線耦合器，每個BK模塊可帶63個輸入/輸出模塊，BK模塊之間用總線電纜進行連接。Inline提供了所有的進行控製所需要的信息采集、傳輸數據的模塊，本係統用到的有數字輸入、數字輸出、模擬輸入、模擬輸出模塊。
3、基於串級控製的變風量空調係統
整個樓宇自動化係統，空調機組係統為控製部分的重點，以下是PHOENIX廠房樓宇自動化係統的1#空調機組運行畫麵。
我(wo)們(men)選(xuan)用(yong)了(le)變(bian)風(feng)量(liang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)，與(yu)定(ding)風(feng)量(liang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)相(xiang)比(bi)，變(bian)風(feng)量(liang)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian)，控(kong)製(zhi)靈(ling)活(huo)而(er)且(qie)空(kong)調(tiao)品(pin)質(zhi)高(gao)。但(dan)是(shi)係(xi)統(tong)一(yi)次(ci)投(tou)資(zi)有(you)所(suo)提(ti)高(gao)，控(kong)製(zhi)相(xiang)對(dui)複(fu)雜(za)，管(guan)理(li)水(shui)平(ping)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)。
圖2 空調係統運行畫麵
對於象PHOENIX廠房這種空間比較大，而且溫度控製精度要求較高的空調係統，我們結合過程控製理論，提出基於串級控製的VAV末端控製方案。控製過程如下：
圖3 空調末端控製過程
以房間各點的平均溫度作為主控製參數，送風溫度作為副控製參數構成串級回路。主副調節器都是PID調節器。
圖4 控製係統方框圖
y1：主控製參數(室內平均溫度) y2：副控製參數(送風溫度)
主PID調節器的輸出是送風溫度的設定值，副PID的輸出是閥門的開度，通過PLC的AO口輸出到風閥執行器，控製閥門的開度。
4、結語
這套係統自2006年元月份運行以來，穩定性非常好，未出現網絡故障。並順利通過德方驗收。獲得一致好評。
本係統的程序開發是在PHOENIX公司PC WorX 3.03下進行的，該編譯器功能非常強大，能對語句，功能塊，梯形圖混合編譯，並支持在線調試。上位機組態軟件我們選用Genesis-32，這款軟件不但非常容易進行組態設計，而且開放的VBA接口環境有利於係統的二次開發，我們就利用VBA開發了短信報警模塊和整個係統運行的時間計劃。
參考 文 獻
[1] 宋 靜等. 變風量空調係統末端調節控製法. 智能建築. 2006.8:20-23
[2] 王 原. Interbus-S總線及應用. 儀器儀表用戶雜誌. 1998.5:19-22
[3] 黃劭剛,江 昊,晏小平. Interbus 現場總線技術在汽車生產物流中的應用. 東南大學學報. 2003.9:Vol.33
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