Beckhoff自动化平台控制 60000 个数据点.docx

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1、Beckhoff自动化平台控制60000个数据点德国倍福导语：德国最高的摩天大楼之一采用楼宇自动化，以最大限度地降低能耗和运营本钱随着Tower185的开工，美因河畔法兰克福的天际如今又多了一座吸引人眼球的建筑：高达200米的50层高的办公大楼，是德国第四高楼。整个楼宇自动化根底设施的施工由HermosAG公司来施行，一家专业从事楼宇和消费工艺IT解决方案开发与施行的供给商。该公司已与其合作伙伴Beckhoff施行太多个楼宇自动化工程，他们在该项楼宇工程中再次使用了基于PC的控制平台。由Hermos开发的FIS#楼宇治理系统在治理和运行层使用和Beckhoff技术组件一起构成一个高效的楼宇自动

2、化系统，知足了Tower185运营商和业主双方的所有需求。Tower185，由法兰克福Prof.ChristophMcklerArchitekten建筑事务所设计，从一个呈马蹄形的底座所谓的东西街坊式建筑上直冲云霄。这些街区囊括了商店、饭店、办公楼和会议中心以及员工子女餐厅和日间托儿所。这栋高层办公大楼共有50层，总面积为100,000平米。Tower185的主要租户是普华永道PwC会计师事务所，他们租用的面积有71,000平米。大楼的其他租户有全球性法律效劳提供机构MayerBrownLLP以及ExcellentBusinessCentersGmbH。XXL格式的楼宇自动化平台Hermos受

3、大楼业主CAImmo委托施行整个办公大楼的楼宇自动化从治理和运行层到HVAC和房间自动化系统。办公大楼的面积有100,000平米，单独的房间控制和动态房间治理都非常复杂，在控制方面是不小的挑战：一方面，治理和运行层必须收集和分析来自办公室的需求。另一方面，必须施行全面控制功能，包括修改房间大小、灯光以及各种用户和遮阳场景。最后，必须知足暖通空调最根本的节能控制需求。在这个工程中，共使用了700套Beckhoff基于PC的控制系统来执行Tower185中的所有控制和调节任务。60,000个数据点通过Ethernet和一个TwinCATADS通讯接口与中央楼宇治理效劳器上由Hermos开发的FIS

4、#治理和运行层系统连接。FIS#连接房间自动化和楼宇治理系统，负责集中操纵、监测和控制技术楼宇设备HVAC以及动态房间治理。Hermos公司负责Tower185的工程经理ThomasSturm补充道：数据点通过标准的BeckhoffI/O、DALI、EIB/KNX和EnOcean端子模块连接。总共有170台BeckhoffCX9010系列嵌入式控制器、500台CX9001系列嵌入式控制器以及80台C6925系列工业PC负责数据处理。在每一个楼层都有一台C6925用于过滤或者限制数据，然后传输这些数据，最后构建和合并FIS#效劳器的信息。例如，它收集房间温度的实际数值和设定点数值，然后根据定义的

5、时间形式将这些数值传输到治理和运行层。楼宇自动化系统收集到的所有数据都聚集在FIS#中，构成评价和控制，例如能耗、系统可用性或者运行本钱以及集成维护治理的根底。冗余以太网网络全天候可用一个独立的基于EthernetTCP/IP的网络构成了楼宇治理系统的核心局部。楼宇网络的网络根底设施分为三个区域，即东西街坊式建筑和塔楼自身。大楼的每个区间都有一个冗余光纤环网，这样，即使在网络电缆被中断的情况下也可以继续保持数据通讯。由冗余效劳器和客户端构成整个治理和运行层的联网通过一个光纤环网和EthernetTCP/IP实现。光纤环网通过开关连接各个楼层的自动化设备，也就是讲，下位Beckhoff工业PC通

6、过铜制以太网电缆与通过光纤联网的控制层连接，构成星型拓扑构造。与工业PC相连的是总线端子模块，并依次和房间控制装置、传感器和执行器连接。ThomasMaier解释道：Tower185大楼可以使用楼宇操纵人员HochtiefSolutions通过监视器和楼宇自动化控制室内的客户端进展全面监控。当然，Hermos还可以通过一个用于远程维护的客户端访问楼宇控制系统。灵敏的设计：单独房间控制Tower185的单独房间控制包括通过DALI实现的照明控制以及通过SMI实现的百叶帘控制。采用EnOcean技术的房间控制装置用于在小型办公单元的根底上灵敏利用房间。每个房间都装备了一个人体传感器、一个房间温度选

7、择开关、一个温度传感器和一个百叶帘操纵按钮。所有来自房间控制装置的信号，如实际和设定点温度数值，通过EnOcean无线技术发送给KL6583EnOcean总线端子模块并传输给嵌入式控制器。动态房间治理的一个前提条件是遵守预定义的控制变量。ThomasMaier阐释道：在使用场景方面，我们进展了准确的规定，同时也将租户的需求考虑进去了。在房间自动化方面，我要求遵守最大允许的偏向。相应地，我们还为办公区域定义了三个运行形式：日间、夜间和周末以及舒适形式。对于夜间和周末形式，我们必须遵守3KKelvin的限值，以正确调节房间。日间形式通过定时器定义；这表示从早上7点到晚上7点，房间一直保持这样一种状

8、态：只要占位传感器被激活，就可以快速切换到舒适形式。除了标准的办公区域之外，Tower185的48层和49层还设立了一些特殊型和舒适型房间。在这里，房间控制使用的是采用EIB/KNX技术的操纵面板实现。面板包含用于各个房间功能的按钮，如百叶帘和照明控制，以及设定温度值的数字标准。在这里，租户可以，例如，调用存储的照明场景并通过FIS#客户端进展修改。此外，操纵面板提供有关各种房间参数的状态信息，如温度或者空气质量等。一台PWM控制器用于显示外部温度、显示五个气候元素且控制流量。一个露点传感器用于指示屋顶是否可能会结露。控制功能通过使用一个TwinCAT软件模块实现。无需修改硬件即可实现动态房间

9、治理由于每个标准的办公室都装备一个采用了EnOcean技术的房间控制装置，在房间用处发生变化时，可以灵敏改变房间布局。假如标准房间连接起来变成一个开放式办公室，那么属于根本单元的组件会被分配给主控制器。为此，房间控制装置会被移走。所需的重组例如照明和供暖元件或者百叶帘在FIS#系统中通过我们的动态房间治理系统或者通过适宜的任务分配定义。不需要修改布线或者重新安装。Hermos公司的软件专家ThomasTrger解释讲道。在专用房间里有可挪动的隔断墙，墙壁的位置通过信号触点检测，以控制房间空调。假如两个房间连起来，操纵也要相应调整，且控制经过通过这两个控制面板对齐。对于其它房间的修改，租户必须向

10、大楼运营商HochtiefSolutions申请，然后他们会根据修改后的平面图调整治理和运行层或者房间控制的可视化系统。集中百叶帘控制显著进步能效Tower185使用所谓的整体百叶帘控制，它集中在治理和现场层执行。为此，大楼和街坊式建筑的整个幕墙的百叶帘被划分为几个局部。它们根据日光、灯光方向和温度级别控制。东部街区6楼安装的气象站不仅可以测量温度，还可以测量风速、风向、雨量和照度。为了计算四周高楼对Tower185控制参数的影响，第53楼还安装了更多气象传感器，用于测量无障碍物时的光照度。ThomasTrger在解释遮阳控制方案时讲道：为此在FIS#中创立了一个输入掩码，在这里操纵人员可以输

11、入数值。然后根据这些标准全局启用日光防护。很可能的一个场景就是：当清晨东面太阳被遮住的时候，南面的窗户仍然是翻开的。假如在一天当中情况有所变化，全局控制器也会相应改变百叶帘段。尽管如此，每个房间用户仍然可以通过房间控制装置分别操纵每个窗户的百叶帘。在将要起大风或者下雨的时候，中央控制器会自动再次发出命令。用户友好的操纵界面用于总结与操纵人员相关的所有信息的FIS#的操纵界面被布置为两大局部。系统树反映了整个工程构造并再细分为房间治理和技术系统。房间治理包括单独的楼层，从底楼到第50层。技术系统被分为单独的子系统，包括透风和制冷系统。例如，透风系统可以再细分为供气和排气系统以及空音调系统。因此，

12、操纵人员可以通过操纵界面访问各个系统。高度灵敏从治理和运行层到自动化平台对于使用面积为100,000平米的Tower185这样一个大型楼宇工程来讲，理所当然，它的租期会非常长。因此，需要楼宇自动化系统具有高度灵敏性且所使用的所有系统和组件都可以无故障地进展交互。Hermos治理和运行层与Beckhoff自动化平台都具有良好的开放性。他们为其它通讯和技术方案提供了大量接口。Hermos为连接控制系统和TwinCAT开发了自己的ADS驱动程序，使得系统的通用访问成为可能。Beckhoff纽伦堡办事处销售代表WolfgangNegele如此讲道。更多信息：tower185caimmo-deutschlandhermosbeckhoff/building楼层控制计算机：Tower185总共使用了80台C6925型控制柜式工业PC。每个楼层都安装了一台C6925用于过滤或者限制数据数据处理通过670台CX9001或者CX9010型嵌入式控制器完成。在CX9000系列的标准配置中，带有两个集成交换机功能的RJ45接口，这样可显著简化线性拓扑构造中的布线工作