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设备运行管理系统在中国人民银行 BAS中的应用

2012-04-16北京晶优宸旭科技有限公司

前些年,在中国人民银行办公大楼设备运行管理系统建设中,中国人民银行BAS(遵循“分散控制、集中监视、资源共享”的基本思想,采用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术为基础构建的集散式控制系统-----建筑设备自动化系统 Building Automation System----BAS)中已经开发应用了美国特灵空调公司的Tracer 中央空调系统和多套美国 opto22公司的 opto22 采集控制系统等自动化系统。

当前 BAS 中存在可改善的部分:

一 、由于智能建筑物内的电力、中央空调、给排水、电梯、供热等系统中大量的使用电子设备,不仅使维护工程师的人员数量增多,而且大大加重了维护工程师的劳动强度;

二、 由于各子系统控制装置相互独立地分布在建筑物的不同区域中,导致运行管理信息反馈滞后,各种设备运行数据和管理信息完全靠人工传递,不能及时提供设备运行状况资料供集中分析,使得设备管理层决策时由于不能及时获得可靠的依据,无法在第一时间内对各系统进行统一的调度和指挥。因此如果一旦出现突发事情往往贻误战机,增加补救的难度。

为了彻底解决中国人民银行 BAS 中不完善的部分,就要依靠强大的计算机监控软件支持,建立起基于B/S网络构架的计算机设备运行管理系统。在此系统中,建立各子系统检测和控制系统,通过优化控制,提供可靠的、经济的能源供给方案,及时启停各有关设备,避免不必要的运行,不仅可以减轻操作工程师的数目和劳动强度,而且可以节省能源;另外,整合建筑物内相互独立的子系统,建立一个BAS数据共享平台,远程客户端可以通过IE浏览器,访问设备运行管理系统,远程实时监视所有现场设备的运行状况,通过智能技术的运用 ,实现大楼内部多种设备高度自动化的综合管理,真正实现了“集中监控、资源共享”的设计目标,使机关物业管理水平又提高了一个新的台阶。

一 设备运行管理系统概述
设备运行管理系统是新建独立系统,由三层组成:
1) 设备运行管理层
2) 设备监控层
3) 现场设备层
设备运行管理系统网络结构示意图:



设备运行管理系统工程实施网络结构图:



(一) 设备运行管理层即设备运行信息系统是以实时数据库为平台,原理分成以下三部分:
1) 数据源:从设备监控层读取实时数据,通过OPC服务器/客户机的方式从以太网将数据送到实时数据库:如果控制系统给出API,数据库可以通过API读取数据。传输速度比较快,但要编写程序。还可以通过DDE读取数据,不过,数据量要小。否则,数据传输速度太慢。如果两个关系数据库之间传输数据, 可以采用ODBC、JDBC的方法传送数据。
2) 配置实时数据库:由关系数据库增加界面,接收来自控制系统的实时数据和历史数据:还能接收手动来的数据,如优化计算,数据库应该能接收这些数据。实时数据库实现各种功能。如能在办公自动化局域网上的各个机器上再现各个SCADA上的画面:
3) 发送网页;通过浏览器,在办公自动化局域网上监视现场设
备运行状况。
信息系统原理图如下图所示:



(二)中国人民银行的设备监控层有四种被控对象组成的控制系统,它们分别是:
1) 水电设备监控系统,并带上位机(SCADA);上位监控软件是iFIX,带MB1( 数字显示仪表)、OP2( OP22采集系统)和 MBE (PLC) 驱动软件。
2) 中央空调、冷冻机组设备监控系统,并带上位机(SCADA);上位监控软件是iFIX,带BACNET 的 OPC服务器和OP2( OP22采集系统)驱动软件。
3) 1号楼供热系统监控系统,并带上位机(SCADA);上位监控软件是iFIX,带OP2( OP22采集系统)驱动软件。
4)33号院供热系统监控系统,并带上位机(SCADA);上位监控软件是iFIX,带OP2( OP22采集系统)驱动软件。
如果上位机的监控软件带OPC服务器,实时数据库应该有客户机。通过服务器/客户机的方式,把数据送到实时数据库。如果上位机的监控软件不带OPC服务器,另外从控制系统的控制总线上取数据,建立OPC服务器。

(三)中国人民银行的现场设备分成四大部分:
1) 电力、给排水控制系统:给排水系统是OPTO22公司的OPTO采集系统;电监控系统的设备是由数显表和PLC控制器组成,原数字显示仪表没有上位,加上上位,通过RS485连接在一起,采用RS485/RS232转换器,通过MODBUS协议,把I/O点送到监控软件的数据库,采用OPC服务器将数据送到实时数据库。
2) 中央空调、冷冻机组系统:中央空调系统是OPTO22公司的OPTO采集系统;冷冻机组是通过BACNET连接的控制系统,银行想保留原上位操作员站,不带OPC服务器。需要另外建立OPC服务器。
3) 1号楼供热系统:是OPTO22公司的OPTO采集系统。
4)33号院供热系统:是OPTO22公司的OPTO采集系统。

二 设备运行管理系统的实施
1. 水电分站系统
1.1 硬件及网络结构
中国人民银行总行水电分站计算机监控系统主要实现对水、电力设备点的监控.当设备出现不同情况报警时,在监控画面上以指示灯颜色得变化和对应图片得显示其当前状态,并可以进行开关操作.
采用ADVANTECH INDUSTRIAL COMPUTER 610 工控机作为实时数据采集机,用以存在所有水和电监测装置的生产实时数据,并接入内部网络;工控机的操作系统软件为Windows 2000 Professional 中文版,外加SP4补丁,应用软件采用的是Intellution公司的iFIX3.5中文网络版及相应的补丁,Intellution公司的iFIX系列工控软件在国际上已有近20年的历史,是比较成熟的一种工控软件,其通过OPTO 22 和ModBus Driver软件连接水和电监测装置。另外还安装了一套备份软件PowerQuest Drive Image,主要用于系统调试成功后,用该软件对整个系统做一次完整的备份,在以后系统出现崩溃是可以用该备份来恢复。
水电系统网络结构拓扑图:


系统联接与网络设计
1)设备与采集机联接:
水采集板子 OPTO22通过COM 1串口与采集机联接;
电低压仪表设备通过COM 3、COM 4、COM 5、COM 6、COM 7与采集机联接;
电高仪表设备通过PLC用以太网卡与采集机联接。
2)采集机接入网络:
采集机安装以太网卡,通过五类网线接入电话房内的以太网集线器中。
  
1.2操作界面开发
通过开发监控系统与操作人员间的交互界面,可实现对整个系统的监视、控制、调度和管理。

水电分站启动画面


低压 A


报表


2. 中央空调、冷冻机组系统
2.1 硬件及网络结构
中国人民银行总行中央空调、冷冻机组系统计算机监控系统主要实现对中央空调、冷冻机组系统设备点的监控.当设备出现不同情况报警时,在监控画面上以指示灯颜色得变化和对应图片得显示其当前状态,并可以进行开关操作.
采用ADVANTECH INDUSTRIAL COMPUTER 610 工控机作为实时数据采集机,用以存在所有水和电监测装置的生产实时数据,并接入内部网络;工控机的操作系统软件为Windows 2000 Professional 中文版,外加SP4补丁,应用软件采用的是Intellution公司的iFIX3.5中文网络版及相应的补丁,Intellution公司的iFIX系列工控软件在国际上已有近20年的历史,是比较成熟的一种工控软件,其通过OPTO 22 Driver和Bacnet OpcServer软件连接中央空调、冷冻机组监测装置。另外还安装了一套备份软件PowerQuest Drive Image,主要用于系统调试成功后,用该软件对整个系统做一次完整的备份,在以后系统出现崩溃是可以用该备份来恢复。
中央空调、冷冻机组系统网络结构拓扑图:


系统联接与网络设计
1)设备与采集机联接:
中央空调采集板 OPTO22通过COM 1串口与采集机联接;
冷冻机组设备通过以太网卡与采集机联接;
2)采集机接入网络:
采集机安装以太网卡,通过五类网线接入电话房内的以太网集线器中。
 
2.2操作界面开发
通过开发监控系统与操作人员间的交互界面,可实现对整个系统的监视、控制、调度和管理。

中央空调、冷冻机组系统分站启动画面


中央空调监控主画面


单个风机监控画面


冷冻机组监控主画面


冷冻机组监控主画面


3. 1号院供热系统
3.1 硬件及网络结构
中国人民银行总行1号院供热系统计算机监控系统主要实现对1号院供热系统设备点的监控.当设备出现不同情况报警时,在监控画面上以指示灯颜色得变化和对应图片得显示其当前状态,并可以进行开关操作.

采用ADVANTECH INDUST

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