GE Proficy產品在建築智能化集成管理係統中的應用
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陳克非 曹建林
江蘇望遠機電工程顧問有限公司 南京協成樓宇係統工程有限公司
內容提要:
建築智能化應用是GE Fanuc剛剛進入的嶄新領域。本文針對民用領域的建築智能化集成管理，提出基於GE Proficy產品的解決方案框架。解決方案在滿足實現樓宇設備、係統自動化運行要求的基礎上，高度集成樓宇控製自動化體係、第三方集成係統體係、綜合性安全防範體係等內容，實現整個建築的高度集成化管理應用。
解決方案在南通電視台、南通大學附屬醫院等工程中得到了很好的應用；現場運行表明，該係統能夠實現立足於更高應用目標的：樓宇控製自動化、綜合性安全防範、高效的係統集成、豐富的擴展應用等，是目前建築智能化領域領先的智能化係統。
關鍵字：樓宇自控（BA）、OPC、綜合安防、能源管理、樓宇集成管理係統（BMS）
典型項目名稱
南通大學附屬醫院 建築智能化集成管理係統
1. 項目背景
南通大學附屬醫院（三甲）從2001年開始，連續新建了門急診大樓和影像大樓，並對2處大樓實施了基於Honeywell EBI平台的樓宇自控係統。最新新建的綜合大樓麵積6萬平方米，主體由2幢分別18層、20層的大樓構成，功能設計為全院的病房樓和管理中心；大樓安裝了中央空調、給排水、冷水機組、鍋爐、恒溫恒濕空調、淨化空調、變配電、電梯等大量的樓宇自控設備和係統，以及用於安全防範的視頻監控係統、防範報警係統、消防係統、一卡通係統等等。
如何使管理中心可以快速、有效地對這些相對獨立、內容複雜、數量龐大的多樣化設備、係統進行狀態監測，以及進行有關的手/自動控製，並且執行跨係統的聯動控製等問題成為大樓設計伊始就提出的應用要求。
Proficy iFIX產品是GE Fanuc提供的基於工業控製層麵的組態軟件，其優異的穩定、安全等性能遠遠超出民用領域的主要樓控平台軟件；同時，得益於其具有的ActiveX 容器、VisiconX 數據庫訪問、高級VBA、調度等等功能，其強大的開放性和高效的整合能力，提供了高性能、高效率的跨係統集成管理界麵。
在各方專家經過多次的觀摩調研和討論分析後，最終采用基於GE Fanuc Proficy產品的建築智能化設計方案，實施本工程的樓宇自控係統（BA）和樓宇集成管理係統（BMS）。
2. 解決方案與實施
2.1設計要點
＊對各弱電子係統進行集中統一的監測、控製：
集成管理平台可以將分散的、相互獨立的弱電子係統，通過相同的軟件界麵，統一監控各子係統的當前狀態及報警/故障狀態，實現在一個平台下對各個樓宇不同弱電係統的集中監控功能。
＊實現跨係統的聯動調度，增強對突發事件的響應能力：
zaijichengguanlipingtaizhong，wulunxinxidianheshoukongdianshifouzaiyigezixitongnei，doukeyizaianshijixuyaojinxingpeizhihou，jianlikuaxitongdeliandongguanxihejihuatiaodu，dadatigaolejianzhuwudezidonghua、智能化水平。
＊提供更高層次的設備管理、能源管理等綜合應用：
集成管理平台需要在實現了弱電係統集成管理的基礎上，提供更多麵向更高層次管理需求的綜合應用；如：報警通告係統、報警回溯係統、設備管理係統、能源管理係統等等。
＊開放的數據結構，最大範圍共享和利用信息資源：
集成管理平台提供了高效的OLE_DB、ODBC、VBA等技術，突破了與其他企業管理係統（如HIS、ERP等）之間數據交換的壁壘；而係統中海量的設備運行數據和管理數據，可實現全網範圍信息共享和數據應用，以便優化管理策略。
2.2係統結構
本項目中，解決方案的主體內容包括：實施綜合大樓的樓宇自控係統、集成門急診大樓和影像大樓的Honeywell EBI樓宇自控係統、集成各類非標準第三方設備和係統、集成實施綜合性安全防範係統，以及提供包括能源管理、設備管理等功能的擴展應用。
建築智能化係統結構設計圖
此方案中，借助於Proficy iFIX產品的技術特性，可以將樓宇自控係統和集成管理係統分層架設；也可以根據項目情況，在同一個平台中同層實現；同時，設計有Proficy iFIX的冗餘方案（本典型項目中即采用後種方式）。
2.3 功能實施
2.3.1樓宇自控係統的實現
樓宇自控係統主要將現場設備通過DDC、PLC，應用Proficy iFIX產品進行組態和靈活的界麵設計，實現樓宇內各類設備的狀態監測和一係列控製等應用功能，並實現曆史運行數據的查詢與曲線分析。
樓宇姿控係統實現的功能主要包括：空調監控、冷熱源監控、樓層設備監控、閥門/水泵控製、醫用氣體監測、照明控製等。
樓宇自控係統界麵示意圖
2.3.2第三方設備/係統的集成
第三方係統集成主要實現樓宇中各類非標準協議設備和獨立係統的集成接入，以實現對設備/係統的狀態監測和相關控製功能。
本項目中，運用GE Fanuc Proficy產品的OPC開發包，首先按照通訊協議與監控對象建立實時數據通訊，然後再封裝成標準的OPC Server程序，Proficy iFIX則通過其OPC PowerTool，建立與OPC Server的數據通訊，從而實現對各類對象的狀態監測與控製。
項目中的第三方係統主要包括：離心機組、風冷熱泵機組、鍋爐、低壓配電係統、電梯係統、精密空調係統、CCU/ICU係統、手術室係統、早期工程Honeywell EBI係統等。
2.3.3綜合安防係統的實現
綜合安防是整個建築智能化集成管理的設計重點。首先，它在第三方係統集成的原理基礎上，集成實現各個安防分係統的設計功能；然後，在統一的環境平台上，利用Proficy iFIX產品的高度集成的VBA功能和靈活的調度功能，實現跨係統的連鎖控製和報警聯動。
＊ 門禁控製係統：集成門禁係統的狀態監視、開啟控製、報警聯動等功能。
＊ 安防監控係統：集成視頻監控係統與矩陣係統的視頻調用、視頻控製、矩陣切換、報警聯動等功能。
＊ 消防監控係統：監測消防係統所有報警點的狀態，並執行報警聯動功能。
＊ 報警控製係統：監測防範報警係統工作/報警狀態，執行報警聯動功能。
＊ 報警聯動配置：利用Proficy iFIX產品的高度開放性，開發設計更為友好的、可視化配置工具，可供操作人員自由設定集成係統在任意報警事件下所應執行的聯動動作。
2.3.4設備管理與能源管理的設計
設備管理：主要實現對整個建築中所有設備的資料存儲、設備檢定、維修處理、備件管理等一係列標準化設備管理流程。
＊設備基礎信息：集中管理設備基礎檔案、技術參數、資料文件等信息。
＊設備檢定管理：主要處理日常定期/不定期的設備檢查工作；包括：計劃管理、執行管理、事務提醒等功能。
＊設備維修管理：處理從製定維修計劃，到維修過程資料管理等一係列事務；包括：計劃管理、計劃審批、送修、維修驗收、資料管理、事務提醒等功能。
＊備件庫房管理：管理設備備件資料和庫存，並進行發放管理和月度盤存。
綜合安防係統、能源管理係統界麵示意圖
能源管理：主要實現對整個係統中各類能耗、能源數據的采集、存儲和多樣化分析，並在一定層麵上自動提供可執行的控製策略優化建議。
＊用電計量統計：對各節點的電量（智能儀表）進行采集，以及圖形化統計、對比。
＊能耗數據監測：采集、監測主控係統及各分支的能耗數據，並執行相關的統計和分析。
＊能效數據分析：計算主控係統及各分支的實際能效，進行對比分析；以及結合氣象條件進行策略優選。
＊綜合圖表分析：圖表可自定義分析對象，以滿足特定工作要求、實現更個性化的圖表功能。
2.3.5平台擴展應用的設計
BMS的擴展應用立足於實現更高層麵的管理、應用和分析等智能化需求，更具實際意義的特色應用；全麵提升係統的應用效果和整體品質，更高層麵地服務於建築的管理者。主要設計功能包括以下內容：
＊設備巡檢監察組件：自動提取《智能巡檢係統》數據，檢查人員的日常巡檢情況，同時執行針對巡檢數據的統計和分析，並自動對巡檢人員的工作進行考核和評價。
＊報警短信通告係統：在發生報警事件時，自動生成報警短消息；並通過GSM網絡，即時向特定報警級別、特定通告對象發送報警短消息，並提供處理預案。
＊報警視頻管理係統：在發生報警事件時，自動切換報警點位置的視頻圖像，並進行獨立於監控係統之外的報警錄像控製和視頻存儲。
＊報警回溯應用組件：跟蹤、回hui溯su集ji成cheng係xi統tong對dui任ren意yi報bao警jing事shi件jian的de每mei一yi步bu聯lian動dong調tiao度du動dong作zuo及ji其qi動dong作zuo結jie果guo，重zhong現xian報bao警jing事shi件jian觸chu發fa的de一yi係xi列lie係xi統tong聯lian動dong過guo程cheng和he視shi頻pin錄lu像xiang，使shi管guan理li者zhe直zhi觀guan了le解jie事shi件jian發fa生sheng的de全quan過guo程cheng。
3. 實施效果
南通大學附屬醫院建築智能化集成管理係統自07年開始完善設計，08年4月yue進jin行xing該gai係xi統tong的de現xian場chang全quan麵mian實shi施shi。目mu前qian，該gai係xi統tong已yi經jing通tong過guo了le多duo方fang組zu織zhi的de聯lian合he驗yan收shou，並bing已yi正zheng式shi啟qi用yong和he服fu務wu於yu南nan通tong大da學xue附fu屬shu醫yi院yuan內nei各ge大da樓lou的de聯lian合he智zhi能neng化hua運yun行xing管guan理li。
該係統的應用，首先通過可視化的、統一的圖形界麵，生動形象地顯示所有子係統設備的運行狀態；使管理人員可以通過自己的桌麵計算機，快捷地對集成的所有子係統進行實時監視、控製。
同時，第三方係統集成和綜合安防係統的實施，實現了對突發事件的信息處理能力和自動聯動調度能力；當發生報警事件時，通過集成管理係統，可以直觀形象地查看其設備位置和報警信息，回溯和定義事件的一係列聯動動作。
此外，通過設備管理、能源管理以及擴展應用的實施，落實了對建築物內的設備進行有效管理；並在充分的能源數據對比分析的基礎上，對建築物的經濟性運行提供解決方案。
總之，通過該係統的實施，極大提高了建築物的智能化、集成化水平，提高了院內多部門的管理水平和工作效率，為建築物提供了安全、舒適、節能、高效的環境。也證實了GE Fanuc Proficy產品在民用領域的獨特技術優勢，以及基於GE Fanuc Proficy產品的建築智能化解決方案的可行性。
作者簡介：
陳克非，男，1944年生，1968年畢業於上海同濟大學機電係暖通專業。現為江蘇望遠機電工程顧問有限公司總工程師，研究領域為建築能源、建築設備自動化等，已發表學術論文9篇。
曹建林，男,1976年生,1998年於北京理工大學獲得自動控製理論與應用學士學位。現為南京協成樓宇係統工程有限公司軟件技術部經理。
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