GE Proficy產(chǎn)品在建筑智能化集成管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

江蘇望遠(yuǎn)機(jī)電工程顧問有限公司 曹建林
南京協(xié)成樓宇系統(tǒng)工程有限公司 陳克非

　　內(nèi)容提要:

　　 建筑智能化應(yīng)用是GE 剛剛進(jìn)入的嶄新領(lǐng)域。本文針對民用領(lǐng)域的建筑智能化集成管理，提出基于GE Proficy產(chǎn)品的解決方案框架。解決方案在滿足實(shí)現(xiàn)樓宇設(shè)備、系統(tǒng)自動化運(yùn)行要求的基礎(chǔ)上，高度集成樓宇控制自動化體系、第三方集成系統(tǒng)體系、綜合性安全防范體系等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑的高度集成化管理應(yīng)用。

　　 解決方案在南通電視臺、南通大學(xué)附屬醫(yī)院等工程中得到了很好的應(yīng)用；現(xiàn)場運(yùn)行表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)立足于更高應(yīng)用目標(biāo)的：樓宇控制自動化、綜合性安全防范、高效的系統(tǒng)集成、豐富的擴(kuò)展應(yīng)用等，是目前建筑智能化領(lǐng)域領(lǐng)先的智能化系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵字：樓宇自控（BA）、OPC、綜合安防、能源管理、樓宇集成管理系統(tǒng)（BMS）

　　典型項(xiàng)目名稱: 南通大學(xué)附屬醫(yī)院 建筑智能化集成管理系統(tǒng)

　　1.項(xiàng)目背景

　　 南通大學(xué)附屬醫(yī)院（三甲）從2001年開始，連續(xù)新建了門急診大樓和影像大樓，并對2處大樓實(shí)施了基于Honeywell EBI平臺的樓宇自控系統(tǒng)。最新新建的綜合大樓面積6萬平方米，主體由2幢分別18層、20層的大樓構(gòu)成，功能設(shè)計(jì)為全院的病房樓和管理中心；大樓安裝了中央空調(diào)、給排水、冷水機(jī)組、鍋爐、恒溫恒濕空調(diào)、凈化空調(diào)、變配電、電梯等大量的樓宇自控設(shè)備和系統(tǒng)，以及用于安全防范的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防范報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)等等。

　　 如何使管理中心可以快速、有效地對這些相對獨(dú)立、內(nèi)容復(fù)雜、數(shù)量龐大的多樣化設(shè)備、系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，以及進(jìn)行有關(guān)的手/自動控制，并且執(zhí)行跨系統(tǒng)的聯(lián)動控制等問題成為大樓設(shè)計(jì)伊始就提出的應(yīng)用要求。

　　 Proficy HMI/SCADA–iFIX產(chǎn)品是GE提供的基于工業(yè)控制層面的組態(tài)軟件，其優(yōu)異的穩(wěn)定、安全等性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出民用領(lǐng)域的主要樓控平臺軟件；同時(shí)，得益于其具有的ActiveX 容器、VisiconX 數(shù)據(jù)庫訪問、高級VBA、調(diào)度等等功能，其強(qiáng)大的開放性和高效的整合能力，提供了高性能、高效率的跨系統(tǒng)集成管理界面。

　　 在各方專家經(jīng)過多次的觀摩調(diào)研和討論分析后，最終采用基于GE Proficy產(chǎn)品的建筑智能化設(shè)計(jì)方案，實(shí)施本工程的樓宇自控系統(tǒng)（BA）和樓宇集成管理系統(tǒng)（BMS）。

　　2.解決方案與實(shí)施

　　 2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　·對各弱電子系統(tǒng)進(jìn)行集中統(tǒng)一的監(jiān)測、控制：

　　 集成管理平臺可以將分散的、相互獨(dú)立的弱電子系統(tǒng)，通過相同的軟件界面，統(tǒng)一監(jiān)控各子系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)及報(bào)警/故障狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺下對各個(gè)樓宇不同弱電系統(tǒng)的集中監(jiān)控功能。

　　·實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的聯(lián)動調(diào)度，增強(qiáng)對突發(fā)事件的響應(yīng)能力：

在集成管理平臺中，無論信息點(diǎn)和受控點(diǎn)是否在一個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)，都可以在按實(shí)際需要進(jìn)行配置后，建立跨系統(tǒng)的聯(lián)動關(guān)系和計(jì)劃調(diào)度，大大提高了建筑物的自動化、智能化水平。

　　·提供更高層次的設(shè)備管理、能源管理等綜合應(yīng)用：

　　 集成管理平臺需要在實(shí)現(xiàn)了弱電系統(tǒng)集成管理的基礎(chǔ)上，提供更多面向更高層次管理需求的綜合應(yīng)用；如：報(bào)警通告系統(tǒng)、報(bào)警回溯系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等等。

　　·開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最大范圍共享和利用信息資源：

　　 集成管理平臺提供了高效的OLE_DB、ODBC、VBA等技術(shù)，突破了與其他企業(yè)管理系統(tǒng)（如HIS、ERP等）之間數(shù)據(jù)交換的壁壘；而系統(tǒng)中海量的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)范圍信息共享和數(shù)據(jù)應(yīng)用，以便優(yōu)化管理策略。

　　 2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目中，解決方案的主體內(nèi)容包括：實(shí)施綜合大樓的樓宇自控系統(tǒng)、集成門急診大樓和影像大樓的Honeywell EBI樓宇自控系統(tǒng)、集成各類非標(biāo)準(zhǔn)第三方設(shè)備和系統(tǒng)、集成實(shí)施綜合性安全防范系統(tǒng)，以及提供包括能源管理、設(shè)備管理等功能的擴(kuò)展應(yīng)用。

建筑智能化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

此方案中，借助于Proficy HMI/SCADA–iFIX產(chǎn)品的技術(shù)特性，可以將樓宇自控系統(tǒng)和集成管理系統(tǒng)分層架設(shè)；也可以根據(jù)項(xiàng)目情況，在同一個(gè)平臺中同層實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，設(shè)計(jì)有Proficy HMI/SCADA–iFIX的冗余方案（本典型項(xiàng)目中即采用后種方式）。

2.3 功能實(shí)施

2.3.1樓宇自控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

樓宇自控系統(tǒng)主要將現(xiàn)場設(shè)備通過DDC、PLC，應(yīng)用Proficy HMI/SCADA–iFIX產(chǎn)品進(jìn)行組態(tài)和靈活的界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)樓宇內(nèi)各類設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和一系列控制等應(yīng)用功能，并實(shí)現(xiàn)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的查詢與曲線分析。

樓宇姿控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要包括：空調(diào)監(jiān)控、冷熱源監(jiān)控、樓層設(shè)備監(jiān)控、閥門/水泵控制、醫(yī)用氣體監(jiān)測、照明控制等。

樓宇自控系統(tǒng)界面示意圖

　　 2.3.2第三方設(shè)備/系統(tǒng)的集成

　　 第三方系統(tǒng)集成主要實(shí)現(xiàn)樓宇中各類非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議設(shè)備和獨(dú)立系統(tǒng)的集成接入，以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備/系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和相關(guān)控制功能。

　　 本項(xiàng)目中，運(yùn)用GE Proficy產(chǎn)品的OPC開發(fā)包，首先按照通訊協(xié)議與監(jiān)控對象建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊，然后再封裝成標(biāo)準(zhǔn)的OPC Server程序，Proficy HMI/SCADA–iFIX則通過其OPC PowerTool，建立與OPC Server的數(shù)據(jù)通訊，從而實(shí)現(xiàn)對各類對象的狀態(tài)監(jiān)測與控制。

　　 項(xiàng)目中的第三方系統(tǒng)主要包括：離心機(jī)組、風(fēng)冷熱泵機(jī)組、鍋爐、低壓配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、精密空調(diào)系統(tǒng)、CCU/ICU系統(tǒng)、手術(shù)室系統(tǒng)、早期工程Honeywell EBI系統(tǒng)等。

　　 2.3.3綜合安防系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　 綜合安防是整個(gè)建筑智能化集成管理的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。首先，它在第三方系統(tǒng)集成的原理基礎(chǔ)上，集成實(shí)現(xiàn)各個(gè)安防分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能；然后，在統(tǒng)一的環(huán)境平臺上，利用Proficy HMI/SCADA–iFIX產(chǎn)品的高度集成的VBA功能和靈活的調(diào)度功能，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的連鎖控制和報(bào)警聯(lián)動。

　　·門禁控制系統(tǒng)：集成門禁系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視、開啟控制、報(bào)警聯(lián)動等功能。

　　·安防監(jiān)控系統(tǒng)：集成視頻監(jiān)控系統(tǒng)與矩陣系統(tǒng)的視頻調(diào)用、視頻控制、矩陣切換、報(bào)警聯(lián)動等功能。

　　·消防監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)測消防系統(tǒng)所有報(bào)警點(diǎn)的狀態(tài)，并執(zhí)行報(bào)警聯(lián)動功能。

　　·報(bào)警控制系統(tǒng)：監(jiān)測防范報(bào)警系統(tǒng)工作/報(bào)警狀態(tài)，執(zhí)行報(bào)警聯(lián)動功能。

　　報(bào)警聯(lián)動配置：利用Proficy HMI/SCADA–iFIX產(chǎn)品的高度開放性，開發(fā)設(shè)計(jì)更為友好的、可視化配置工具，可供操作人員自由設(shè)定集成系統(tǒng)在任意報(bào)警事件下所應(yīng)執(zhí)行的聯(lián)動動作。

　　 2.3.4設(shè)備管理與能源管理的設(shè)計(jì)

　　 設(shè)備管理：主要實(shí)現(xiàn)對整個(gè)建筑中所有設(shè)備的資料存儲、設(shè)備檢定、維修處理、備件管理等一系列標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備管理流程。

　　·設(shè)備基礎(chǔ)信息：集中管理設(shè)備基礎(chǔ)檔案、技術(shù)參數(shù)、資料文件等信息。

　　·設(shè)備檢定管理：主要處理日常定期/不定期的設(shè)備檢查工作；包括：計(jì)劃管理、執(zhí)行管理、事務(wù)提醒等功能。

　　·設(shè)備維修管理：處理從制定維修計(jì)劃，到維修過程資料管理等一系列事務(wù)；包括：計(jì)劃管理、計(jì)劃審批、送修、維修驗(yàn)收、資料管理、事務(wù)提醒等功能。

　　·備件庫房管理：管理設(shè)備備件資料和庫存，并進(jìn)行發(fā)放管理和月度盤存。

綜合安防系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)界面示意圖

　　 能源管理：主要實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)中各類能耗、能源數(shù)據(jù)的采集、存儲和多樣化分析，并在一定層面上自動提供可執(zhí)行的控制策略優(yōu)化建議。

　　·用電計(jì)量統(tǒng)計(jì)：對各節(jié)點(diǎn)的電量（智能儀表）進(jìn)行采集，以及圖形化統(tǒng)計(jì)、對比。

　　·能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測：采集、監(jiān)測主控系統(tǒng)及各分支的能耗數(shù)據(jù)，并執(zhí)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)和分析。

　　·能效數(shù)據(jù)分析：計(jì)算主控系統(tǒng)及各分支的實(shí)際能效，進(jìn)行對比分析；以及結(jié)合氣象條件進(jìn)行策略優(yōu)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(shí)現(xiàn)更個(gè)性化的圖表功能。

　　 2.3.5平臺擴(kuò)展應(yīng)用的設(shè)計(jì)

　　 BMS的擴(kuò)展應(yīng)用立足于實(shí)現(xiàn)更高層面的管理、應(yīng)用和分析等智能化需求，更具實(shí)際意義的特色應(yīng)用；全面提升系統(tǒng)的應(yīng)用效果和整體品質(zhì)，更高層面地服務(wù)于建筑的管理者。主要設(shè)計(jì)功能包括以下內(nèi)容：

　　·設(shè)備巡檢監(jiān)察組件：自動提取《智能巡檢系統(tǒng)》數(shù)據(jù)，檢查人員的日常巡檢情況，同時(shí)執(zhí)行針對巡檢數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，并自動對巡檢人員的工作進(jìn)行考核和評價(jià)。

　　·報(bào)警短信通告系統(tǒng)：在發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，自動生成報(bào)警短消息；并通過GSM網(wǎng)絡(luò)，即時(shí)向特定報(bào)警級別、特定通告對象發(fā)送報(bào)警短消息，并提供處理預(yù)案。

　　·報(bào)警視頻管理系統(tǒng)：在發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，自動切換報(bào)警點(diǎn)位置的視頻圖像，并進(jìn)行獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)之外的報(bào)警錄像控制和視頻存儲。

　　·報(bào)警回溯應(yīng)用組件：跟蹤、回溯集成系統(tǒng)對任意報(bào)警事件的每一步聯(lián)動調(diào)度動作及其動作結(jié)果，重現(xiàn)報(bào)警事件觸發(fā)的一系列系統(tǒng)聯(lián)動過程和視頻錄像，使管理者直觀了解事件發(fā)生的全過程。

　　 3.實(shí)施效果

　　 南通大學(xué)附屬醫(yī)院建筑智能化集成管理系統(tǒng)自07年開始完善設(shè)計(jì)，08年4月進(jìn)行該系統(tǒng)的現(xiàn)場全面實(shí)施。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)通過了多方組織的聯(lián)合驗(yàn)收，并已正式啟用和服務(wù)于南通大學(xué)附屬醫(yī)院內(nèi)各大樓的聯(lián)合智能化運(yùn)行管理。

　　 該系統(tǒng)的應(yīng)用，首先通過可視化的、統(tǒng)一的圖形界面，生動形象地顯示所有子系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；使管理人員可以通過自己的桌面計(jì)算機(jī)，快捷地對集成的所有子系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制。

　　 同時(shí)，第三方系統(tǒng)集成和綜合安防系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了對突發(fā)事件的信息處理能力和自動聯(lián)動調(diào)度能力；當(dāng)發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，通過集成管理系統(tǒng)，可以直觀形象地查看其設(shè)備位置和報(bào)警信息，回溯和定義事件的一系列聯(lián)動動作。

　　 此外，通過設(shè)備管理、能源管理以及擴(kuò)展應(yīng)用的實(shí)施，落實(shí)了對建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行有效管理；并在充分的能源數(shù)據(jù)對比分析的基礎(chǔ)上，對建筑物的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行提供解決方案。

　　 總之，通過該系統(tǒng)的實(shí)施，極大提高了建筑物的智能化、集成化水平，提高了院內(nèi)多部門的管理水平和工作效率，為建筑物提供了安全、舒適、節(jié)能、高效的環(huán)境。也證實(shí)了GE Proficy產(chǎn)品在民用領(lǐng)域的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢，以及基于GE Proficy產(chǎn)品的建筑智能化解決方案的可行性。

　　關(guān)于GE智能平臺

　　GE智能平臺是一個(gè)提供高新技術(shù)的企業(yè)，它為世界各地的用戶提供用于自動化控制和嵌入式領(lǐng)域的軟硬件產(chǎn)品、服務(wù)以及專業(yè)技術(shù)。我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€(gè)獨(dú)特的、靈活的、超可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，使得他們在包括能源、水處理、消費(fèi)品、國防以及通訊等領(lǐng)域，獲得持續(xù)的競爭優(yōu)勢。GE智能平臺總部設(shè)在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾，是GE企業(yè)解決方案業(yè)務(wù)集團(tuán)的一員。需獲取更多詳情，請?jiān)L問www.ge-ip.com。

　　關(guān)于GE企業(yè)解決方案

　　GE企業(yè)解決方案通過提供集成的解決方案幫助客戶提升生產(chǎn)力和收益，這些解決方案涵蓋了傳感器和無損檢測、安防和生命安全技術(shù)、電力系統(tǒng)保護(hù)和控制以及工廠自動化和Embedded計(jì)算系統(tǒng)。企業(yè)解決方案的高科技、高增長的業(yè)務(wù)包括傳感與檢測技術(shù)，安防，數(shù)字能源和智能平臺。世界各地60多個(gè)國家的17000多名員工為客戶解決各種問題。