1项目简介
长沙黄花机场为4E级国际机场，是湖南省规模最大、设施最齐全的航空港。其原有的楼宇自控系统采用的是某国外公司的楼宇自控产品。该系统由1台管理工作站和21个DDC组成，工作站与DDC之间采用总线方式连接。工作站下挂3条通信总线，1#总线由9个DDC组成，位置多集中在候机楼中心位置和屋顶铁皮屋附近区域；2#总线由5个DDC组成，位置多集中在候机楼B区位置；3#总线由4个DDC组成，位置主要集中在国际候机楼区域。每个DDC控制几十到几百个模拟量和开关量的输入输出点，系统通过工作站与各个DDC之间的通信，对整个候机楼内的空调系统、照明系统、盘管风机系统、冷冻水系统进行控制；对电梯运行状态、廊桥运行状态、变压器运行状态进行监测。但是，随着时间的推移，该系统的一些
监控设备和线路已经损坏、老化，存在着以下几大问题：
（1）系统使用已达到9年多，设备老化后稳定性、可靠性、安全性问题益发凸显；长期受大量脉冲信号干扰，DDC通信板接收感应电压过于频繁导致通信线路板大量损坏；雷害或倒闸断电等也导致DDC模块大量受损；至今为止已有5台DDC报废无法使用；由于该系统使用的产品系列已有部分被淘汰或者是停产，市场上已很难找到与其匹配、兼容的产品。
（2）原有系统技术已经落后，智能化和节能水平低，操作不方便；系统总线距离受其理论传输距离限制，设备连接数及控制点少，速率低，刷新慢，通讯故障率高；CPU为16位处理器，轮询速度为每秒1次，已经跟不上21世纪硬件设备每秒3～5次的速度；
（3）传输线路因使用年份过久而老化，设备故障频繁发生且得不到解决，造成数据丢失，操作员判断失误，节能措施和方案缺少参考依据，无法达到节能目标，由此而增加的电耗将比节能模式多20%～30%，浪费程度可想而知。
（4）设备的故障发生率日益提高，给操作人员、维护人员带来了极大的不便，增加了人工费、管理费。
因此，对黄花机场楼宇自控系统进行升级改造是十分紧迫和必要的。
2改造方案评估
业主根据实际情况，为长沙黄花机场楼宇自动化系统的改造拟订了三种方案，即利用现有同型产品进行改造、利用原产品品牌的新系统进行改造和利用OptiSYS PCS-300楼宇自控系统进行改造。
2.1利用现有同型产品进行改造
这种方法有以下几点好处：
◆软件和硬件的兼容性问题比较容易解决；
◆由于可以利用现有系统的程序、控制图面和控制方式，控制方式的制定、软件的编写、控制图面的绘制都能节省大量的时间；
◆改造方法最经济、最简单。
但是，该改造方法也存在以下几个方面的不足：
◆设备老化和因遭淘汰而短缺的问题仍没有解决；
◆需要设置新的总线引至每一个需要改造的控制器，这会严重影响其他弱电系统或机场信息化系统的正常运行，一旦出现问题，后果不堪设想；
◆控制性能仍停留在2000年的水平；
◆该产品控制器已经停产，现在已经找不到同型号的兼容产品。
通过以上分析，业主判断该方案不可行。
2.2利用原产品品牌的新系统进行改造
经过综合比对和分析，业主发现此方案也存在着许多问题，主要表现为以下几点：
（1）软件兼容性问题：甲方通过调研，确认原产品品牌新系统的产品系列无法保证与原系统的产品系列兼容，两个系统的数据互访和备份存在不确定性。
（2）硬件兼容性问题：甲方通过调研，确认新的控制器不能与9年前的控制器兼容，已有的软件和硬件资源无法通用，改造时须重新编制控制程序和控制界面。
（3）组网方式的问题：控制器与上位机的通信仍采用总线的形式，改造过程中，仍然需要重新设置一条新的总线至需要改造的控制器；另外，在旧楼里面重新布放新的线缆，牵涉到很多的天花板的拆卸和安装，还牵涉到有危险性的高空作业，而其施工量和施工的难度会增加改造的人工、时间和费用成本。
（4）控制箱空间问题：甲方经过测量与资料数据对比后发现，原有控制箱无法满足系统扩容及更换新产品后的安装空间需求；如更换新的更大的箱体，不但会增加成本，更会增加施工难度、延长改造的时间。通过以上分析，业主判断该方案也不可行。
2.3利用OptiSYS PCS-300楼宇自控系统进行改造
结合上面对方案一和方案二的分析，我们可以得出以下的结论：
◆原产品品牌新、旧系统的改造都不能满足现场实际的改造需要；
◆原产品品牌新系统硬件设备的尺寸超过了现场控制箱体的可用空间的尺寸；
◆在现有的大楼里面大面积敷设新线缆的方式是不可行的，新系统的布线方式必须简单易行，无需长距离地敷设，最好在控制器的附近就有可利用的线路或者是网络。通过实地考察发现，在每个控制箱的附近都有网络节点。因此，在改造的过程中，可以充分利用现有的局域网进行组网，这样既可以规避长距离布线带来的不确定因素，也可以节省大量敷设新线缆的时间，给施工带来极大的方便，提高项目改造的可行性。由此，业主初步决定采用方案三，即利用OptiSYS PCS-300楼宇自控系统进行改造。做出此种选择的原因有以下两点：
◆该系统控制器和模块的尺寸都能与现场控制箱可用空间的尺寸相匹配；
◆该系统采用先进的MODBUS TCP/IP协议组网，可以利用现有的局域网，而不用长距离敷设新的线缆，能够大幅提高系统改造的可行性。
随后，业主结合现场实际情况，分析了方案三，即利用OptiSYS PCS-300楼宇自控系统进行改造，通过OPTIVIEW上位机控制软件和现场PAC控制器替换原有的楼宇自动化系统软件和控制器的可行性：
（1）因为方案三使用了不同厂家的产品，所以在软件和硬件兼容性方面的优缺点与方案二一致。
（2）OptiSYS PCS-300楼宇自控系统采用MODBUS TCP/IP协议，用以太网的形式组网，结构简单，方便易行，不需要远距离地重新放置线缆，只要在箱体的附近有网络节点或者是交换机就可以近距离地放置网络双绞线进行通信。这也是业主唯一可以接受的布线方式。
（3）方案三解决了控制器尺寸与原有控制箱可用空间的兼容性问题。
（4）由于OptiSYS PCS-300楼宇自控系统所有的产品都是在国内生产，在国内已经拥有了庞大的销售和售后服务站，售后服务完全本土化，因此在成本方面相对于国外的产品有很大的优势。
通过以上分析，业主最终决定采用方案三对长沙黄花国际机场的楼宇自动化系统进行改造。
3项目目标
进行系统改造首先需要明确改造所要达到的目标。
（1）解决备件因遭淘汰而短缺的问题
利用OptiSYS PCS-300楼宇自控系统进行改造可以在一段较长的时间内彻底解决备件因遭淘汰而短缺问题，但是改造后的系统在经历了一段时间后又会面临同样的问题，因此需要在确定改造方案时就充分考虑今后的备件问题。此外，为了应对可能出现的自动化控制设备种类多、兼容性差、缺乏统一规划的问题，需要在改造中统一规划，提高兼容性。
（2）解决监控设备老化问题
对楼宇自动化系统来说，系统故障率在设备寿命期内遵循由高到低，再到高的规律。在运行初期，由于设备中存在的一些隐藏缺陷以及系统设计中未曾考虑周全的小缺陷会逐渐暴露出来，系统故障率会比较高，这一过程通常有一两年的时间；经过适当的维护及修正后，系统便会进入一段较长的相对平稳的低故障率时期(中期)，这段时期的长度与设备的寿命、质量有关，在几年至十几年左右；在此之后，随着设备及元器件逐渐老化，进入其寿命的末期，系统的故障率又会逐渐升高，使维修工作量大大增加，这时就需要考虑进行系统性的更新、改造。新的楼宇自控系统在最初设计时应引入老化管理，以应对其今后将会面临的老化问题。
（3）进一步提高楼控系统的性能
十年来，我国楼宇自动化技术得到了迅猛发展。长沙黄花国际机场改造前的楼宇自控系统在很多方面，例如传输速度、数据精度、在线参数修改、运行优化、信息共享等，难以很好地满足运行技术的要求，难以适应现代技术的发展。为了与测量、电子、计算机、软件、网络等技术的发展和应用相适应，长沙黄花机场楼宇自动化系统改造后在性能上应当较原系统有很大的提高。
（4）进一步提高楼控系统的安全性、稳定性和开放性
改造后的系统应采用以太网方式进行数据传输，以获得更快的传输速度，更好的系统稳定性和安全性，保证单个设备的损坏不会影响其他设备的正常运行；还应充分考虑系统的开放性，为系统的第三方接入及向上集成提供必要的条件。
（5）提高系统性价比及运营经济效益
系统设计应结合建筑实际情况，尽可能地为业主提高系统性价比，保证业主在今后的运营中获得良好的经济效益。
4改造的步骤
（1）熟悉图纸和现场，内容包括每个设备的安装位置、系统的架构、感测器与模块的接线方式、DDC控制器与模块的连接方式、DDC控制器之间的连接方式。
（2）熟悉现有系统，内容涉及硬件和软件两方面，对现有控制系统的操作、控制要求、控制方式、上位机软件的使用都应非常熟悉。
（3）了解每个DDC箱体控制的点位，深入了解每个DDC箱体的设计原理和接线方式。同步进行OptiSYS PCS-300楼宇自控系统的设计和设备采购，设计的内容主要包括材料清单的核实，软件界面的绘制，控制程序的编写、检查和调试。
（4）更换DDC控制器，根据实际情况，先更换影响较小、点位较少、控制回路较少并且布线方便的DDC控制器；同步记录存在的问题和施工流程，以便进行比较和改正；更换完毕后进行相应的调试和观察。更换DDC的原则为：更换一个DDC调试一个DDC，以保证不影响其他控制器的正常运行。
（5）已经安装的DDC调试成功，试运行合格，并进行了施工总结后（以便改进方案，提高效率），再进行下一个DDC的更换。
5新系统的功能特点
新系统的特点如下：
（1）针对楼宇自动化、智能交通、给排水、环境保护等公用工程自动化的特点设计开发，性价比高；
（2）沿用SUPCON JX系列集散控制系统电源冗余、热插拔、光电隔离等高可靠性设计和完善的制造工艺，具有极高的可靠性；
（3）采用以工业以太网、CAN等现场总线为核心的分布式设计，技术先进、配置灵活、易于扩展；
（4）采用以太网形式，节省了大量的布线，从而节省了投资，并且降低了施工的复杂程度，从而降低了施工的费用和管理的成本，符合业主的要求；
（5）采用符合IEC 61131-3国际标准的中文图形化编程软件，提供指令表（IL）、梯形图（LD）、结构化文本（ST）、功能块图（FBD/CFC）、顺序功能块图（SFC）五种编程语言，控制功能完善。
（6）采用开放化、标准化通信接口及协议，具有OPC等开放的数据接口，集成方便；
（7）采用MODBUS TCP协议进行数据传输，组网灵活，数据传输稳定而且传输速度快；
（8）CPU采用32位处理器，完全能满足现有系统的控制需求以及今后一段时期内的升级需求；
（9）采用CPU加扩展I/O模块的形式进行数据的采集，可扩充性强，最多可扩充32个模块，可监控点位多（数字量可达512点，模拟量可达256点）；
（10）采用成熟的PLC控制方式，控制方式灵活，稳定性好；
（11）上位机软件采用全中文操作界面，更直观，更便于操作，不需要操作人员有很高的英语水平；界面的链接使得多图面的切换变得快速而且方便；
（12）采用自适应控制与模糊控制等高级控制软件，控制精度高；在设置PID控制模块的各个参数时，为了避免温度变化很小时动作缓慢或温度变化很大时积分饱和，采用积分压制，即在PID输出量低于25%或高于85%时，禁用积分，从而进一步扩大了温度允许控制范围，达到了优化节能的目的。
（13）采用DIN导轨直接安装的模块化紧凑设计和免外部配线的可脱卸端子设计，安装方便、维护简单。
新系统上位机软件的功能包括：
◆可使用指令输入及下拉菜单选择的方式；
◆图形及文字显示；
◆多方面资料的显示；
◆多级密码保护及离开密码自动撤消功能；
◆操作员的指令操作；
◆楼宇自控系统日常操作可通过人手或
自动形成记录及摘要，存放于硬盘内；
◆彩色动态图形显示；
◆所有温度及装置的控制策略及节能程序可以由用户决定，在做出界定或修正程序时不会影响楼宇自控系统的正常运作。
新系统下位机软件的功能包括：系统控制软件；系统节能软件；系统报警管理；系统监控点历史及动向趋势记录；系统累积记录。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳