GE Proficy产品在建筑智能化集成管理系统中的应用

内容提要:

建筑智能化应用是GE Fanuc刚刚进入的崭新领域。本文针对民用领域的建筑智能化集成管理，提出基于GE Proficy产品的解决方案框架。解决方案在满足实现楼宇设备、系统自动化运行要求的基础上，高度集成楼宇控制自动化体系、第三方集成系统体系、综合性安全防范体系等内容，实现整个建筑的高度集成化管理应用。
解决方案在南通电视台、南通大学附属医院等工程中得到了很好的应用；现场运行表明，该系统能够实现立足于更高应用目标的：楼宇控制自动化、综合性安全防范、高效的系统集成、丰富的扩展应用等，是目前建筑智能化领域领先的智能化系统。

关键字：

楼宇自控（BA）、OPC、综合安防、能源管理、楼宇集成管理系统（BMS）

典型项目名称

南通大学附属医院 建筑智能化集成管理系统

1.项目背景

南通大学附属医院（三甲）从2001年开始，连续新建了门急诊大楼和影像大楼，并对2处大楼实施了基于Honeywell EBI平台的楼宇自控系统。最新新建的综合大楼面积6万平方米，主体由2幢分别18层、20层的大楼构成，功能设计为全院的病房楼和管理中心；大楼安装了中央空调、给排水、冷水机组、锅炉、恒温恒湿空调、净化空调、变配电、电梯等大量的楼宇自控设备和系统，以及用于安全防范的视频监控系统、防范报警系统、消防系统、一卡通系统等等。

如何使管理中心可以快速、有效地对这些相对独立、内容复杂、数量庞大的多样化设备、系统进行状态监测，以及进行有关的手/自动控制，并且执行跨系统的联动控制等问题成为大楼设计伊始就提出的应用要求。

Proficy iFIX产品是GE Fanuc提供的基于工业控制层面的组态软件，其优异的稳定、安全等性能远远超出民用领域的主要楼控平台软件；同时，得益于其具有的ActiveX 容器、VisiconX 数据库访问、高级VBA、调度等等功能，其强大的开放性和高效的整合能力，提供了高性能、高效率的跨系统集成管理界面。

在各方专家经过多次的观摩调研和讨论分析后，最终采用基于GE Fanuc Proficy产品的建筑智能化设计方案，实施本工程的楼宇自控系统（BA）和楼宇集成管理系统（BMS）。

2.解决方案与实施

2.1设计要点

•对各弱电子系统进行集中统一的监测、控制：
集成管理平台可以将分散的、相互独立的弱电子系统，通过相同的软件界面，统一监控各子系统的当前状态及报警/故障状态，实现在一个平台下对各个楼宇不同弱电系统的集中监控功能。

•实现跨系统的联动调度，增强对突发事件的响应能力：
在集成管理平台中，无论信息点和受控点是否在一个子系统内，都可以在按实际需要进行配置后，建立跨系统的联动关系和计划调度，大大提高了建筑物的自动化、智能化水平。

•提供更高层次的设备管理、能源管理等综合应用：
集成管理平台需要在实现了弱电系统集成管理的基础上，提供更多面向更高层次管理需求的综合应用；如：报警通告系统、报警回溯系统、设备管理系统、能源管理系统等等。

• 开放的数据结构，最大范围共享和利用信息资源：
集成管理平台提供了高效的OLE_DB、ODBC、VBA等技术，突破了与其他企业管理系统（如HIS、ERP等）之间数据交换的壁垒；而系统中海量的设备运行数据和管理数据，可实现全网范围信息共享和数据应用，以便优化管理策略。

2.2系统结构

本项目中，解决方案的主体内容包括：实施综合大楼的楼宇自控系统、集成门急诊大楼和影像大楼的Honeywell EBI楼宇自控系统、集成各类非标准第三方设备和系统、集成实施综合性安全防范系统，以及提供包括能源管理、设备管理等功能的扩展应用。

建筑智能化系统结构设计图

此方案中，借助于Proficy iFIX产品的技术特性，可以将楼宇自控系统和集成管理系统分层架设；也可以根据项目情况，在同一个平台中同层实现；同时，设计有Proficy iFIX的冗余方案（本典型项目中即采用后种方式）。

2.3 功能实施

2.3.1楼宇自控系统的实现

楼宇自控系统主要将现场设备通过DDC、PLC，应用Proficy iFIX产品进行组态和灵活的界面设计，实现楼宇内各类设备的状态监测和一系列控制等应用功能，并实现历史运行数据的查询与曲线分析。
楼宇姿控系统实现的功能主要包括：空调监控、冷热源监控、楼层设备监控、阀门/水泵控制、医用气体监测、照明控制等。

楼宇自控系统界面示意图

2.3.2第三方设备/系统的集成

第三方系统集成主要实现楼宇中各类非标准协议设备和独立系统的集成接入，以实现对设备/系统的状态监测和相关控制功能。

本项目中，运用GE Fanuc Proficy产品的OPC开发包，首先按照通讯协议与监控对象建立实时数据通讯，然后再封装成标准的OPC Server程序，Proficy iFIX则通过其OPC PowerTool，建立与OPC Server的数据通讯，从而实现对各类对象的状态监测与控制。

项目中的第三方系统主要包括：离心机组、风冷热泵机组、锅炉、低压配电系统、电梯系统、精密空调系统、CCU/ICU系统、手术室系统、早期工程Honeywell EBI系统等。

2.3.3综合安防系统的实现

综合安防是整个建筑智能化集成管理的设计重点。首先，它在第三方系统集成的原理基础上，集成实现各个安防分系统的设计功能；然后，在统一的环境平台上，利用Proficy iFIX产品的高度集成的VBA功能和灵活的调度功能，实现跨系统的连锁控制和报警联动。

•门禁控制系统：集成门禁系统的状态监视、开启控制、报警联动等功能。

•安防监控系统：集成视频监控系统与矩阵系统的视频调用、视频控制、矩阵切换、报警联动等功能。

•消防监控系统：监测消防系统所有报警点的状态，并执行报警联动功能。

•报警控制系统：监测防范报警系统工作/报警状态，执行报警联动功能。

•报警联动配置：利用Proficy iFIX产品的高度开放性，开发设计更为友好的、可视化配置工具，可供操作人员自由设定集成系统在任意报警事件下所应执行的联动动作。

2.3.4设备管理与能源管理的设计

设备管理：主要实现对整个建筑中所有设备的资料存储、设备检定、维修处理、备件管理等一系列标准化设备管理流程。

•设备基础信息：集中管理设备基础档案、技术参数、资料文件等信息。

•设备检定管理：主要处理日常定期/不定期的设备检查工作；包括：计划管理、执行管理、事务提醒等功能。

•设备维修管理：处理从制定维修计划，到维修过程资料管理等一系列事务；包括：计划管理、计划审批、送修、维修验收、资料管理、事务提醒等功能。

•备件库房管理：管理设备备件资料和库存，并进行发放管理和月度盘存。

综合安防系统、能源管理系统界面示意图

能源管理：主要实现对整个系统中各类能耗、能源数据的采集、存储和多样化分析，并在一定层面上自动提供可执行的控制策略优化建议。

•用电计量统计：对各节点的电量（智能仪表）进行采集，以及图形化统计、对比。

•能耗数据监测：采集、监测主控系统及各分支的能耗数据，并执行相关的统计和分析。

•能效数据分析：计算主控系统及各分支的实际能效，进行对比分析；以及结合气象条件进行策略优选。

•综合图表分析：图表可自定义分析对象，以满足特定工作要求、实现更个性化的图表功能。

2.3.5平台扩展应用的设计

BMS的扩展应用立足于实现更高层面的管理、应用和分析等智能化需求，更具实际意义的特色应用；全面提升系统的应用效果和整体品质，更高层面地服务于建筑的管理者。主要设计功能包括以下内容：

•设备巡检监察组件：自动提取《智能巡检系统》数据，检查人员的日常巡检情况，同时执行针对巡检数据的统计和分析，并自动对巡检人员的工作进行考核和评价。

•报警短信通告系统：在发生报警事件时，自动生成报警短消息；并通过GSM网络，即时向特定报警级别、特定通告对象发送报警短消息，并提供处理预案。

•报警视频管理系统：在发生报警事件时，自动切换报警点位置的视频图像，并进行独立于监控系统之外的报警录像控制和视频存储。

•报警回溯应用组件：跟踪、回溯集成系统对任意报警事件的每一步联动调度动作及其动作结果，重现报警事件触发的一系列系统联动过程和视频录像，使管理者直观了解事件发生的全过程。

3.实施效果

南通大学附属医院建筑智能化集成管理系统自07年开始完善设计，08年4月进行该系统的现场全面实施。目前，该系统已经通过了多方组织的联合验收，并已正式启用和服务于南通大学附属医院内各大楼的联合智能化运行管理。

该系统的应用，首先通过可视化的、统一的图形界面，生动形象地显示所有子系统设备的运行状态；使管理人员可以通过自己的桌面计算机，快捷地对集成的所有子系统进行实时监视、控制。

同时，第三方系统集成和综合安防系统的实施，实现了对突发事件的信息处理能力和自动联动调度能力；当发生报警事件时，通过集成管理系统，可以直观形象地查看其设备位置和报警信息，回溯和定义事件的一系列联动动作。

此外，通过设备管理、能源管理以及扩展应用的实施，落实了对建筑物内的设备进行有效管理；并在充分的能源数据对比分析的基础上，对建筑物的经济性运行提供解决方案。

总之，通过该系统的实施，极大提高了建筑物的智能化、集成化水平，提高了院内多部门的管理水平和工作效率，为建筑物提供了安全、舒适、节能、高效的环境。也证实了GE Fanuc Proficy产品在民用领域的独特技术优势，以及基于GE Fanuc Proficy产品的建筑智能化解决方案的可行性。