薩瑪拉假日酒店：基于 PC 和以太網(wǎng)的供電監(jiān)控系統(tǒng)
薩瑪拉假日酒店是一家集大型會(huì)議中心、慶典活動(dòng)中心、美食、健身中心、精致的建筑工藝和高新技術(shù)為一體的智能化商務(wù)酒店，于 2007 年夏在俄羅斯的薩瑪拉市隆重開張。住客們看不到的地方是，酒店采用了 Beckhoff 先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，用于采集和控制 20,000 多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。
四星級(jí)薩瑪拉假日酒店位于美麗的伏爾加河畔，坐落在薩瑪拉市的歷史街區(qū)。酒店的中庭結(jié)構(gòu)榮獲國際“Under the Rooftop IX”建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)大賽的“公共空間室內(nèi)設(shè)計(jì)（Public interior）”組別一等獎(jiǎng)。酒店樓高 9 層，有兩個(gè)地下室層，酒店內(nèi)設(shè)有 177 間客房，9間會(huì)議室、餐飲區(qū)及健身中心。所有的房間內(nèi)都配備了獨(dú)立空調(diào)、液晶電視或投影機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)接口。
通過 Beckhoff 技術(shù)控制所有自動(dòng)化系統(tǒng)
“智能化酒店”的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為住客帶來最大的舒適便利、降低能耗并提高適應(yīng)未來發(fā)展和改造的靈活性。所有用于空調(diào)、供暖、通風(fēng)、冷熱水供應(yīng)及廢水處理的的供電系統(tǒng)都是通過 Beckhoff 基于 PC和以太網(wǎng)的控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。“決定選用 Beckhoff 技術(shù)的重要因素包括：所有通用樓宇控制總線系統(tǒng)（如 EIB 或 LON）的便捷集成性，并集成了 TwinCAT 自動(dòng)化軟件的編程接口。”Beckhoff 莫斯科經(jīng)銷處主管 Ivan Golubtsov 如是說。工程設(shè)計(jì)、安裝和現(xiàn)場調(diào)試工作由Beckhoff 在俄羅斯的集成商 Bliss GmbH Samara 實(shí)施。
提升舒適度 － 降低能耗
Beckhoff 嵌入式 PC 和總線端子模塊控制器用于監(jiān)控供電系統(tǒng)。PC 與總線端子模塊控制器之間的數(shù)據(jù)交換通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。總線端子模塊記錄并控制分布在整個(gè)酒店的 20,000 多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。TwinCAT 自動(dòng)化軟件是控制系統(tǒng)的核心部分。它負(fù)責(zé)在薩瑪拉假日酒店中監(jiān)視并控制下列功能：
| 報(bào)警功能：故障信息、集中記錄的樓宇監(jiān)控信息可以通過 SMS 發(fā)送
| 房間控制：溫度及濕度控制
| 電力管理：測量、記錄并優(yōu)化能耗
可自由編程的 PC 控制器所具備的功能幾乎無限。功能的改造和擴(kuò)展可以通過軟件便捷地配置或修改。為了讓編程能夠更輕松地符合IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)，提供了一個(gè)可以解決各種基本功能問題的標(biāo)準(zhǔn)軟件庫。通過開放式標(biāo)準(zhǔn)（OPC），TwinCAT 支持所有通用現(xiàn)場總線的接口、PC 接口，以及數(shù)據(jù)接口。“用于可視化和監(jiān)控供電系統(tǒng)的商用 SCADA 系統(tǒng)通過 OPC 集成在薩瑪拉假日酒店的控制系統(tǒng)中。”IvanGolubtsov 解釋道。“諸如遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)等功能可以通過 TwinCAT 實(shí)現(xiàn)。例如，一旦熱水系統(tǒng)的燃?xì)馊紵骰蚺棚L(fēng)扇出現(xiàn)了故障，控制系統(tǒng)就會(huì)生成一個(gè)故障信息（說明故障類型和位置）并通過 SMS 發(fā)送給維修技術(shù)人員。
對(duì)樓宇數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便優(yōu)化控制組件，降低能耗。
從屋頂?shù)降叵率也捎媒y(tǒng)一的通訊方式，進(jìn)一步提高可靠性
基本上，酒店內(nèi)所有 11 層樓所使用的控制技術(shù)都是相同的（見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖）。每個(gè)樓層的控制系統(tǒng)都由帶 Windows CE 操作系統(tǒng)的嵌入式 PC CX1000 和從屬的 CANopen 從站構(gòu)成：17 或 30 個(gè)帶 LC5100 總
線耦合器的 I/O 站點(diǎn)，監(jiān)控防火擋板以及排煙系統(tǒng)的排氣扇。每個(gè)樓層都有一個(gè)用于手動(dòng)激活排煙系統(tǒng)的手動(dòng)開關(guān)。手動(dòng)開關(guān)經(jīng)由 EIB總線系統(tǒng)通過 KL6301 與上位以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連。
用于空調(diào)、供暖、通風(fēng)、冷熱水供應(yīng)及廢水處理的供電系統(tǒng)由 40 個(gè)帶 BC9100 以太網(wǎng)控制器的 I/O 站點(diǎn)控制。“該控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，所有安全相關(guān)的功能都能繼續(xù)保持。”
Ivan Golubtsov 解釋道。I/O 站點(diǎn)分布在上層、地下室層及供暖設(shè)備室。每個(gè)樓層都有一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)嵌入式 PC CX1000 和總線端子模塊控制器 BC9100 之間數(shù)據(jù)交換的交換機(jī)。交換機(jī)通過光纖電纜實(shí)現(xiàn)冗余連接，這樣可確保整個(gè)樓層 PC 間的通訊正常。
建筑師“Samogorov 和Pastuschenko”（薩瑪拉）設(shè)計(jì)的酒店中庭結(jié)構(gòu)榮獲國際“Under the Rooftop IX”建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)大賽的“公共空間室內(nèi)設(shè)計(jì)（Publicinterior）”組別一等獎(jiǎng)
共有 22 臺(tái) CX1000 嵌入式 PC、40 個(gè) BC9100總線端子模塊及 200個(gè)“低成本型”總線耦合器對(duì)分布在整個(gè)酒店 20,000 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行控制和監(jiān)視
以太網(wǎng)技術(shù)與 IT 及自動(dòng)化技術(shù)的完美融合
以太網(wǎng)作為集成式通訊系統(tǒng)，可將辦公數(shù)據(jù)庫和樓宇服務(wù)連在一起。除了用于樓宇控制的數(shù)據(jù)通訊之外，具有高傳輸速率的高性能以太網(wǎng)還可為圖像和聲音數(shù)據(jù)或多媒體功能提供足夠的儲(chǔ)備能力。因此，薩瑪拉假日酒店將數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)用于 IT 網(wǎng)絡(luò)和樓宇管理。通用型基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)涵蓋了傳感器 / 執(zhí)行器、PC 和管理層。這表示，傳感器和執(zhí)行器（如溫度傳感器、用于通風(fēng)的電機(jī)和排氣扇）能夠與上位控制系統(tǒng)通訊，不再需要雙重?cái)?shù)據(jù)管理。
集成了20,000 多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)
Beckhoff 總線端子模塊集成了供電系統(tǒng)的所有 20,000 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并支持它們的監(jiān)視和控制功能。例如，它們可根據(jù)每個(gè)用戶的要求控制房間溫度。它們記錄空氣質(zhì)量傳感器讀數(shù)，將這些讀數(shù)傳輸至總線系統(tǒng)，然后將控制值傳送給排風(fēng)扇。LON 和 EIB 總線端子模塊將相應(yīng)組件（如用于激活排煙系統(tǒng)的按鈕）集成入上位以太網(wǎng)或CANopen 總線系統(tǒng)。無線適配器 KL6023 從基于 EnOcean 的煙霧探測器接收無線電信號(hào)，然后將這些它們轉(zhuǎn)換為 RS485 信號(hào)，這些信號(hào)通過串行總線端子模塊 KL6021 加以處理，用于控制排煙系統(tǒng)。EnOcean 支持 TwinCAT 串 行通訊功能庫。諸如用于遠(yuǎn)程維護(hù)或診斷的調(diào)制解調(diào)器等串行設(shè)備 也可通過串行總線端子模塊連接。
令人嘆服的技術(shù)
Bliss GmbH 通過創(chuàng)新、智能化控制系統(tǒng)成功滿足了客戶對(duì)“智能化”酒店極為嚴(yán)苛的要求。鑒于此次項(xiàng)目所獲得的積極體驗(yàn)，Bliss 還打算采用 Beckhoff 技術(shù)來幫助薩瑪拉市目前在建的癌癥研究中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
