厦门机场BA系统的升级应用

许少辉

（厦门兆翔智能科技有限公司，福建厦门 1361009）

1 楼宇自控的系统构成

现代智能建筑中的楼宇自动化系统，或称建筑物自动化系统(BAS，building automation sys⁃tem)是将建筑物内的电力、照明、空调、防灾、保安、广播等设备以集中监视、控制和管理为目的而构成的一个综合系统。该系统应当是一个能够在中高层、超高层以及中大型建筑完成多种设备控制、监测和管理功能的网络系统。该系统主要由中央计算机站(可有多个工作站)、直接连接在同一个通信线路上的若干个分布在所属受控对象附近的现场直接数字式控制器(DDC)以及传感器、变送器、执行器等监测、执行元件和设备所组成。BAS的主要功能是通过对智能大厦内的各种不同类型的设备子系统进行有效的监控和管理，使整个大厦运行更加可靠、扩展方便灵活、投资大大降低、收效显著增加；为生活在大厦内的人员提供一个既舒适温馨，又安全可靠的生活、工作环境[1]。厦门机场BA系统就是采用美国Honeywell的EBI系统进行升级的。

2 厦门机场现有BA系统简介

厦门高崎国际机场三号侯机楼楼宇自控系统采用HONEYWELL EXCEL5000基本型系统，系统于1996年随着三号侯机楼的启用而投入使用。系统共有4 375个点位。采用6条C-BUS总线，系统总线结构从低到高可划分为三层：现场网络层（现场总线）、自动化层（DDC分站控制总线）、管理层（中央站管理总线）。DDC分站连接传感器、执行器的输入/输出模块被设置在设备现场。系统中央站管理数据库软件采用HONEYWELL Excel Building Supervisor Version 1.4.3即XBS V1.4.3及XBS V1.4.4系统。现场控制器即DDC主要采用HONEYWELL XL100B、XL600 D，原系统共有HONEYWELL 100B型DDC 45台，XL-600型DDC 47台，后续维修少数几台DDC采用XL100C型，新增西指廊贵宾室采用XL500 DDC。DDC内程序由EXCEL Care和LIVE Care编程软件根据现场要求开发原理图、控制策略、开关逻辑和时间程序后经编译器编译源程序后传入DDC中，可单独运行，编程软件可同时生成多种控制文件及系统设备汇总表。中央站使用图形设计软件及组态软件设计图形用户界面方面用户对系统的综合管理及对DDC的远程管理和控制，并具备监测、报警、打印等功能

2.1 系统组成及监控范围

2.1.1 系统组成

系统属于EXCEL 5000系列基本型，分6条C-BUS总线，由92台现场控制器即DDC组成（其中45台100B、47台XL600D）。中央系统由2台主工作站SERVER和两台PCANYWHERE远程操作客户端PC组成。终端共有传感应器650个（含温度传感应器、湿度传感器、过滤网压差开关、气流指示开关等），共有驱动阀264个（含风阀、水阀等）。两台主工作站配置为DELL OptiPlex GX110型（PⅢ700，采用ISA扩展卡，每台插三块XPC500通讯板，每一块板负责一条C-BUS通讯），两台操作客户端分别位于行李总控室和制冷站，通过PCANYWHERE远程控制服务器。

2.1.2 监控范围

系统按控制对象类型划分为6大模块：HVAC空调系统、LIGHTING照明系统、ELECTRICAL变配电系统、CHILLER制冷系统、WEAK ELECTRI⁃CAL 弱电系统监控 (Flight、Power、CCTV、Oth⁃ers)、PLUMBING AND DRAINAGE给排水系统（Live Water、Sewrage）。HVAC空调系统控制对象包括：大型空调机组AHU&RAF、指廊空调机组、指廊底新风机、地下车库新风机、吊顶空调机、指廊风机盘管、公共空间风机盘管、屋顶排风机、送风机、空气电加热器等。制冷系统控制对象包括：冷冻机组、次级冷冻泵等。给排水系统控制对象包括：生活用水系统、污水排水系统。灯光控制照明控制系统包括：楼内照明设施、部分楼外照明设施等。功能模块如图1所示。

2.2 系统现状

图1 功能模块

厦门机场楼宇自控系统自1996年启用至今，期间为解决Y2K问题进行过软件升级。2002年为解决中央站系统处理速度慢问题，对系统进行了一次软硬件升级（操作系统从WINDOWS 98系统更换为WINNT4.0 SERVER系统，硬件更新为DELL OptiPlex GX110）。更新后的系统运行基本稳定，之后共进行过两次大的维修，主要是因为中央站计算机内负责与BUS线通讯的XPC500通讯板故障引起的单条总线在主机的失控问题。由于系统总线采用C-BUS模式，并且采用非屏蔽三类双绞线作为为控制总线，加上施工并非全部采取“手拉手”方式（部分采用T接方式），系统偶尔不可避免地会发生信号干扰引起的整条总线失控问题。

现有楼控系统采用HONWEYWELL公司的EXCEL 5000基本型系统，该系统是Honeywell公司推出适用于各种建筑规模的机电设备控制系统(其最多可支持24条中央通信总线（C-BUS），32个工作站(其中24个可组态为服务器)，254个远方终端)。厦门机场BA系统共配置6条C-BUS总线，两台主工作站，每台负责3条C-BUS总线与XBS服务器通信。系统可分为三层：管理层（中央站管理总线）、自动化层（DDC分站控制总线）和现场网络层（现场总线）。配置的两台中央站分别由两台PCANYWHERE客户端进行远程网络遥控，客户端分别位于行李总控室和制冷站值班室，4台计算机采用候机楼PDS系统，组成独立专网，与其他网络物理隔离。网络结构图如图2所示。

随着BA新技术的出现和楼控新产品的推出，以及针对目前自动化层（DDC分站控制总线层），管理层（中央站管理总线层）和现场网络层（现场总线层）等三个层面出项的问题，厦门机场BA原系统采用的部分硬件厂商已经停产，并且有些软件已经满足不了系统运行的需求，直接威胁生产。

3 EBI升级改造方案

综合上述现状分析，针对系统各个层次所存在的问题，综合适用性、可扩展性、稳定性和经济性等方面的因素，提出适合机场的解决方案。以下分别对系统各个层次所存在的问题进行分析并提供解决办法。

3.1 管理层

中央站从1996年投入使用以来，相对稳定，除了两次升级和两次更换XPC500通讯板外一直工作稳定。但存在的问题是个隐患，一旦发生故障，系统将长时间地瘫痪。中央站计算机所用的主板要求有三个ISA插槽，目前所有的主板厂家已经不再生产，一旦发生故障，将没有备件更换而使系统瘫痪。

为避免发生系统瘫痪，该方案将中央站升级到EBI系统中央站。届时，EBI系统中央站中将没有厂家的专用板件，即为一台通用的计算机硬件平台，有利于以后中央站硬件的维修维护。Hon⁃eywell公司的EXCEL5000 EBI系统完全兼容现有的DDC，避免设备的浪费。

美国Honeywell公司的EXCEL5000 EBI系统是一种基于现场总线的控制系统，同时该系统还可根据需要将大厦的消防报警系统及安保自动化系统集成在EBI平台上。EBI平台提供与其他供应商系统及OA系统的开放性接口。可支持C-BUS总线和LonWorks技术，Lon⁃Works技术具有的优点，该技术目前已得到广泛的应用，并扩展的其它各个行业。

3.2 自动化层

图2 厦门机场楼宇自控系统网络结构图

自动化层主要包括DDC分站及其通讯总线，从2005-2006年维修更换备件的情况看，更换的数量并不多。单台DDC故障只影响一部分控制点，只要备件准备够，维修及时并配合手工现场操作，对生产影响不会太大。

目前存在的以下问题将在改造中给予解决。

（1）程序设计错误问题。对于此类问题可以通过重新编程、逐个、逐点、逐台按流程严格测试来解决。同时对维修人员进行必要的编程培训。

（2）部分DDC离线问题。用于对楼内强弱电变配电系统进行监测的DDC有5台处于关机不使用的离线状态，DDC程序完整存在，若需要可根据实际情况随时恢复使用（减少总线DDC数量有利于减少C-BUS总线的通讯负荷，故对不常用的DDC予以关闭，此5台DDC已关闭多年）。另，对时常发生逻辑错误的DDC可通过更换CPU模块及重新梳理核对控制逻辑源程序予以解决。

（3）总线施工不规范抗干扰能力差问题。对于此类问题可以通过梳理总线，改进部分总线施工不规范问题，严格按厂家要求进行合理规范的接线，同时对距离较长的总线进行中继放大，提高信号强度，增强抗干扰能力来解决。系统配备9台XD509放大器（部分已安装但未使用），可在此次改造中酌情启用。

3.3 现场总线层

现场总线层主要包括传感器和执行器等，整个系统共有传感应器650个（含温度传感应器、湿度传感器等），共有驱动阀264个（含风阀、水阀等）。从2005-2006年维修更换备件情况看，更换维修的数量不多。对于存在的问题可通过改造或购买备件替换维修的方式予以解决。传感器和执行器可以使用各种品牌和不同厂家的产品，目前候机楼就有霍尼韦尔、AB公司、KeyStone、FLYGT等等厂家和品牌。存在问题的解决办法：

（1）驱动阀电机由于长年不间断使用，少数出现结合部件机械磨损及电机或电路板烧毁现象，可通过更换相关部件解决；

（2）传感器性能指标下降或部分故障，如：温度传感器故障明显增加，可通过更换故障传感器（温感器、气流量指示器、浮球阀、继电器等）予以解决并进行合理的校准；

（3）中心机械厂制冷站AB变频器风扇不间断运转近10年，部分风扇出现风力弱或故障，可维修风扇及故障部件，对到使用年限的变频器可考虑报废更新；

（4）DDC应用程序设计错误导致的部分终端不受控问题，可重新编程调试解决。

对于制冷站次级泵无法根据流量和压力自动调节问题，可依据实际需求增加部分硬件并通过DDC编程现场调试解决。

4 结束语

楼宇自控系统是智能建筑中很重要的一个子系统。其自动化程度的高低将直接关系到整个建筑物的运行的好坏，环境的舒适度。厦门机场BA系统的升级改造将给机场提供一个投资合理的、且又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷环境空间。

［1］南京工业大学智能研究所.HONEYWELL EBI培训教材［Z］.2003.