楼宇自动化系统是如何分类的？
楼宇自控系统厂商越来越多，可供我们选择的楼宇自控系统产品也越来越多。我们应该如何选择楼宇自控系统？首先，我们应该了解楼宇自控系统的分类。楼宇自动化系统可以根据不同的建筑物分为两类。
1.综合楼宇自动化系统
一个综合的楼宇自动化控制系统是在基本的楼宇自动化控制系统的基础上建立起来的。综合型可以监控来自系统的数据，包括同层总线、消防和安全总线、S总线设备等，可以将多个工作站连接到局域网，提供与其他分支机构的接口，进行维护和管理。3、开放楼宇自动化监控系统
开放式楼宇自动化系统基于 Unix。监控空调自动控制、消防、安防等各种分布式子系统，并可将其他公司的产品集成到一个网络系统中。采用行业标准操作系统、局域网通信、关系数据库和图形系统。它为楼宇自动化系统生成一个同质的“单一窗口”楼宇自控系统管理层的定义，并且在设计时考虑到了技术的未来。
2. 基础楼宇自动化控制系统
基于NT的基本楼宇自控系统的工作站可以配置为文本显示中央操作站，也可以配置为全功能图形终端。它运行在NT环境下，LAN可以是或Token Ring。在多建筑园区中，可以配置多个分布式工作站。基本的楼宇自动化控制系统是一个独特的“即插即用”系统。系统可快速在线投入工作，减少安装工时，节省系统启动成本。由于其极大的灵活性，它不仅可以满足用户当前的需求，还可以作为未来增强和创新的平台。基本楼宇自控系统的每个PC工作站都体现了行业标准、NT操作系统的特点。
(1)结构可大可小，从单台PC到基于网络技术的局域网。
(2)工作环境简单。支持各种PC机，支持高速控制器总线，支持MS-或NT。
(3) 有满足用户需要的多种连接方式。方便用户与控制总线、局域网或广域网连接；方便用户使用调制解调器和“拨号控制”；方便用户直接与控制器端口连接。
(4)具有开放的体系结构。支持Open link、DDE接口和多种网络通讯协议。
(5) 适应主流网络工作环境，如支持NT、TCP/IP、DDE等。
(6) 适应主流计算机结构，如适应环境；适应，IBM或局域网；适应和支持硬件和外围设备的灵活性；支持第三方软件的应用。
(7)具有通用的BMS功能。支持点位显示和命令、历史数据采集、图形、报表，易于安装、学习、使用和维护。
智能工厂的重点不仅仅是生产线上的机电设备，还有暖通空调、照明、配电、压缩空气等系统的公共设施，为工厂和办公室提供舒适的环境。目前，这些系统往往是独立的，但消耗了大量的能源。如何有效结合不同系统和生产环节，优化能源消耗，同时提高整个智能工厂的可靠性和可用性，实现预防性维护，延长各系统机电设备的生命周期，降低管理、控制和维护成本。它将成为现代智能工厂不可或缺的一部分。
图1 基于物联网的ILC 2050 BI楼宇控制器和智能楼宇能效管理系统
菲尼克斯电气智能楼宇能效管理系统（以下简称系统）&ILC 2050 BI智能楼宇控制器是一套完整的新型智能厂房系统解决方案，基于最新的物联网技术（如OPC UA通信、MQTT通信等） 、室内导航、AR虚拟现实技术、边缘计算技术等），将为现代智能工厂带来更多可能。在菲尼克斯电气最新的智能工厂中，每年帮助其节省高达900万元的运营成本。
菲尼克斯电气智能工厂
菲尼克斯电气最新智能工厂（以下简称新智能工厂）位于德国西北部巴德，总建筑面积53,440㎡，其中生产区占67.3%，办公区占32.7%研发区。整个智能工厂包括以下重要组成部分：
图 2 位于巴德的菲尼克斯电气智能工厂
这些系统与生产环境和能源供应密切相关。控制系统的可靠性保证了整个工厂的有序运行，环境温湿度的精确控制保证了所生产的电子产品质量稳定。因此采用了39组ILC 2050 BI楼宇控制器，全部采用工业级模块化设计，满足工业级稳定性和大规模系统应用的要求。
新智能工厂建成后，菲尼克斯电气邀请德国设施管理协会等专业机构进行综合评估，包括能耗、技术建筑管理（TBM）等方面。新工厂运营成本仅为28.08€/㎡，是德国通常标准（49.59€/㎡）的56%，53,440㎡厂房共可节省115万欧元（折合约900万欧元）元）每年。这一惊人的成就来自于数十年的工艺经验与最新物联网技术的完美结合。
图3 第三方权威机构对菲尼克斯电气智能工厂的评价结果
特殊工艺算法降低系统能耗
运营成本的降低主要来自两个方面，首先是优化能源消耗。预计新厂区每年可节约电能0.7kW·h。按照国内平均工业电价0.85元/kW·h计算，年节约成本超过100万元。
图4 菲尼克斯电气智能工厂能源管控一体化平台
智能工厂中使用的系统提供了许多特殊的节能过程算法。例如系统特有的Free Night（夜间系统节能）模式，在凉爽的夏季根据室内外温湿度自动判断系统启动条件，让室外温度更低的新鲜空气为室内环境降温，从而为冷水机系统启动节省能源。
图5 Free Night（夜间系统节能）模式
系统中还有过程功能包，将空调机组的制热单元、制冷单元、回风阀单元、热回收轮组成一个过程功能块，进行链式控制，使尽可能冷冬季或炎热的夏季从室内回风中回收热能或冷能，有效降低锅炉或冷水机系统的能耗。
图6 空调机组（AHU）智能联锁调节过程功能块
在新的智能工厂中，有大量的注塑机等生产设备，它们的运行状态和能耗也被纳入系统，这样不仅可以了解生产设备的运行状态和能耗。监测，但也可以和热量产生，预处理 HVAC 系统并优化热回收。
图7 智能建筑能效管理系统与生产设备结合实现物联网功能
在新厂房的楼宇照明系统中楼宇自控管理系统，室内灯光可以根据照度和人体感应探头自动调节灯光开关和亮度。同时，办公区的灯光可以根据时间自动调节色温，在早上和下午使用冷白光来刺激室内环境。人们工作；中午和下班后使用暖光，使身体感到放松。这些灯光调节通过DALI灯光总线直接连接到ILC 2050 BI控制系统，不仅布线方便，还可以实现灯光调节，还可以直接监控上万个LED灯的状态，这大大降低了维护成本。
图8 舒适节能智能照明系统及相关流程算法功能块
实现设备预防性维护
降低运营成本的另一个方面是由于降低了技术建筑管理 (TBM) 成本。现代大型智能工厂和楼宇中的机电设备复杂，大大增加了管理、控制和维护成本。传统的控制方式是通过开关量和模拟量来控制设备的运行，不关注设备的状态，不易维护。在新型智能工厂中，大量采用总线通讯的智能设备，不仅降低了施工布线成本，而且智能设备的工作状态、运行参数和故障信息都可以传送到控制系统。
图9 物联网控制系统连接智能现场设备
ILC 2050 BI支持多种协议：BAC net/IP、TCP、RTU、LON、KNX/IP、SNMP、DALI等，可轻松集成各种智能设备。同时，软件系统针对不同的设备配备了多种软件模型，能够完整展示设备信息。如图10所示，变频风机的功能块可以完整的显示风机的状态和各种可能出现的故障信息。
在一体化平台中，不仅可以监控各个智能设备的运行状态和能耗数据，而且各个设备的状态和诊断信息一应俱全。对于一些重要参数（如工作温度、振动、扭矩、运行时间等）的值）将进行比较和记录。如果发现某个设备有连续的限值，它会做出智能判断并上报警告。
图10 预防性维护基于智能设备信息模型的海量数据分析
当发生报警时，系统不仅会在综合平台上显示，还会根据报警级别自动向维护人员的智能终端发送邮件或短信。这样就实现了预防性维护，当出现故障时，系统会直接提示故障信息，避免了没有故障就靠巡检，不知道如何处理故障的情况。
物联网能力带来无限可能
基于物联网的系统还支持OPC UA、MQTT等通信协议，可以实现更多的物联网功能。
菲尼克斯电气智能厂房控制系统拥有经典的工业级模块化设计，支持众多行业通信协议，将独特的算法流程包与德国工匠数十年的经验相结合，将帮助用户的智能工厂和楼宇实现真正的能源。优化和预防性维护，从而大大节省运营成本，基于物联网的众多功能将为各行业用户的智能工厂创造无限可能。
本文节选自《自动化博览会》2020年1月号