基于 PC 的楼宇自动化系统在弗劳恩霍夫 IAO 虚拟工程中心的应用(2)

这是一个 Michael Falkenstein能够充分运用其知识的领域：“我们之前的项目不需要将这么多不同的总线系统集成到 ZVE 大楼中。例如，必须集成用于电动控制窗户的专业总线。我们在实施这一步时使用了一个专门的 LON 网关，然后，通过 LON总线端子模块KL6401 集成到Beckhoff系统中。总之，异构自动化技术可以通过 PC 控制技术快速、灵活地实施。BeckhoffTwinCAT软件中功能强大的 System Manager 具有很多优点，包括可以简单、高效地集成总线系统，甚至我们自己复杂的 HVAC 功能库。如此复杂的项目，通常只能使用Beckhoff各种总线端子模块以合理的费用实施。”媒体技术通过为 ZVE 设计的TwinCATCrestron Server 集成，在项目早期阶段即已证明是可行的。计划将在较大的会议室实施和 3D 互动实验室实施。

Martin Balb看到系统开放性的另一个优点：“因为技术进步，不断的规划和建设过程中发生了一些变化。例如，在 2006 年规划期间，LED 照明技术不是以透明的形式提供。有了一个开放的系统 — 如 PC 控制系统，我们能够适应这些动态变化的需求。没有它，所有的总线系统很可能不得不各自运行，从而会产生巨大的安装、调试和维护成本。”

完整的基于 PC 的测量和控制技术

系统集成商 Herrmann & Co. 使用 PC 控制系统实施了 ZVE 完整的测量和控制技术，即暖通系统以及单独房间控制或照明和遮光控制。有 8 个 CX5020 嵌入式控制器用作楼层控制器，另外 4 个 CX5020用作地热能、供暖/制冷、气象站和设备控制的控制器，以及 2 个 CX9010 用于楼层DMX照明控制。总共有 56 个 Ethernet TCP/IP 总线耦合器 BK9050 用作数字量 I/O 和窗户触点以及EnOcean和 DALI 组件的数据采集器。另外有 2 个 BK9050 用于采集子电力分配系统中的信息。然后所有这些数据都存储在楼宇管理系统(BMS)的服务器上，提供给设备管理、能量测量系统以及“atvise”中基于网络的能量监测系统，每个系统都是由 Herrmann 实施的。

8 个 CX5020 嵌入式控制器用作 ZVE 的楼层控制器

所使用的通讯系统包括，实时以太网用作控制器网络，OPC UA 用于与服务器通讯并用作 MBE 网络，DALI 用于照明控制，EnOcean用于运动传感器和温度/照度测量，LON 用于窗户控制，以及 DMX 用于灯具和照明效果控制。Michael Falkenstein解释道：“ZVE 中有较大数量的控制器正在运行，它们相互之间会不断地通讯。这样会产生非常高的数据量，通过实时以太网却轻松处理。此外，我们已经使用这个通讯系统有相当一段时间了，因此非常熟悉它的优点，比如协同功能、可靠性和操作简单。为了满足规划开始时需要同时集成可视化以及能源监测等功能，因此选择了开放性非常出色的OPC UA。此外，OPC UA的另一个优点就是所有变量已经在单独房间控制的功能块中存在，大大减少了工程工作量。”

ZVE 楼层的自动化系统拓扑结构

从左至右：Herrmann 公司的楼宇自动化团队负责人 Michael Falkenstein，弗劳恩霍夫 IAO 的大楼管理人员 Heinz Kühner，来自Beckhoff德国巴林根办事处的 Oliver Heilig和弗劳恩霍夫 IAO 的大楼主管站在 ZVE 地下室 HVAC 设备的控制柜前

自动化系统能够实现舒适和节能的楼宇运营

CX5020 楼层控制器完成主要任务，确保更节能的楼宇运营，即单独房间控制，包括照明和遮阳控制，以及房间空调和初级能源供应。同时，不仅要重视能源的损耗，而且还要重视提高使用方便性。因此，房间使用移动传感器以及根据日光和工作方式进行的照明控制实现了最佳自动化解决方案。必要时，可通过升起外部遮阳帘让阳光进入，以节约能源;内部眩光保护防止在工作场所有过度的窗眩光。此外，例如，楼宇自动化系统可以根据室内温度控制所有的窗户，以便在夏季的清晨给大楼通风，从而能够在工作刚开始时就能够享受凉爽的舒适温度，而无需额外制冷。当然，在办公室中的用户拥有最高的操作优先级，然后他们就能够根据其需要手动调整工作场所的预设值。