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智能楼宇系统建设与应用某公司工厂主要生产电子装置连接产品，工厂楼宇管理采用自主研发的智能楼宇自控系统，该系统组成部分包括：能源管理和供配电系统，HVAC暖通空调系统，智能照明系统和智能遮阳百叶，系统气象站，监控和安防系统，500KW太阳能光伏发电系统，门禁管理系统，充电桩等。公司智能楼宇系统是一项基于IoT的楼宇自动化，可以无缝集成大量数据类型，支持多种应用程序。模块化的概念为每个应用提供了理想的解决方案。该智能楼宇系统可降低建设成本、楼宇运行成本、提高人们居住生活的舒适性。

关键词：智能楼宇；工业互联网；智能制造；

一、案例简介

目前公司新基地采用智能楼宇自控系统，智能楼宇项目包含几个主要的组成部分：能源管理和供配电系统，实现采集状态监测与报警、管理、能耗管理与数据报表，显示建筑基本情况；HVAC暖通空调系统通过采集到的温度、湿度、空气洁净度、风量等实际数据信息，开启或关闭相应的设备及装置达到理想的空气标准；智能照明系统及智能遮阳百叶窗采用数字可寻址照明接口技术（DALI）；系统气象站采用EnOcean无线传输，应用于DALI照明系统的控制，以及工厂、房间温度、计量数据的采集；监控和安防系统以网络为纽带，使用数字视频处理技术、自动控制、网络传输技术等，基于统一规范整合接入各类视频监控设备，实现跨区域视频图像信息资源的整合共享和互联互通互控，便于快速查询记录；500kW太阳能光伏发电系统将一年中每个时刻的太阳位置存储到系统中，靠计算太阳位置以实现跟踪，最大程度上发挥光伏发电系统的作用；门禁管理系统通过在楼门口、电梯处设置门禁控制器，密码键盘器或生物识别等达到管理门开启关闭的作用，确保授权人员的自由出入，限制未授权人员进入；充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。

二、案例背景介绍

楼宇管理需要面对方方面面的挑战，不仅是收集数据，还要更好地利用数据做出更好的决策，从而改进楼宇及在其中生活或工作人群的效率。传统楼宇控制系统各个系统相互独立，各自为政；设备信号多为传统的模拟量和数字量型号，不适用于目前市场流行的智能终端设备。公司智能楼宇系统是一项基于IoT的楼宇自动化，可以无缝集成大量数据类型，支持多种应用程序。模块化的概念为每个应用提供了理想的解决方案。该智能楼宇系统可降低建设成本、楼宇运行成本、提高人们居住生活的舒适性。

三、案例应用详情

1、总体应用框架

工厂楼宇采用公司自研的基于IoT的智能楼宇自控系统。该系统采用IoT模块式控制器，不管是建筑物自动化、开发新经营模式、控制联网的不动产、数据中心或基础设施管理，该控制器都能加以控制。该控制器利用Niagara 4框架进行时间优化工程设计，支持楼宇基础设施自动化中使用的所有主要通信协议，在基于Java的Niagara 4框架内规划、工程设计和施工以及可视化，借助自编程功能，轻松扩展Niagara 4框架。

2、关键技术应用详情

针对楼宇各部分关键技术应用介绍如下：

1）能源管理

系统能源管理模块实现采集状态监测与报警、管理、能耗管理与数据报表，显示建筑基本情况。分类分项能耗情况及相关能耗指标显示，形成各监测之路的以上各分类分项能耗逐时原始读数列表，历史记录与趋势分析，故障分析与设备维护管理，以及成本分析等。能源管理不仅局限于当前的监控，还需满足未来对能源数据分析和管理，二次深化开发的空间，实现记录、报表等多项功能。

2）HVAC空气调节系统

HVAC（Heating,Ventilation, Air Conditioning）空气调节系统，包含了温度、湿度、空气清净度以及空气循环的控制系统。利用冷、热水泵，风冷热泵机组，冷却塔，制冷机组，AHU新风机组，变频控制器，冷、热水系统、冰蓄冷储能系统、空压机组等设备及装置达到空气调节的目的。通过采集到的温度、湿度、空气洁净度、风量等实际数据信息，开启或关闭相应的设备及装置达到理想的空气标准。该系统包含舒适的变风量新风空调控制系统，可以设定及控制区域控件的温、湿度，根据工作时间调节区域时间计划控制，并且具有历史记录、报警功能、信息记录等功能。

3）智能照明系统及智能遮阳百叶窗

基于电气产品技术智能照明控制系统：DALI总线。DALI(Digital Addressable LightingInterface)数字可寻址照明接口技术，一个根据以上的因素设计及发展出来专门应用在照明的创新技术。整合至智能楼宇系统中，所有功能通过楼控系统的界面浏览并进行参数设置。生产厂房的照明可根据时间表进行按需调节。生产场所和办公室的照明是基于工作时间和换班表。照明强度由DALI协议和EnOcean按钮控制。百叶窗根据天气预报和太阳位置进行自动调节，也可在工作区中直接控制百叶窗。生产厂房中装有触屏式PC机，可用于直接控制生产场所的照明和查询天气信息。生产员工也可单独调节照明。

4）EnOcean系统气象站

气象站采集数据应用于建筑遮阳系统的智能控制，HVAC中央空调系统的控制同时使用气象站采集数据，气象数据采用EnOcean无线传输，EnOcean还将应用于DALI照明系统的控制，以及工厂、房间温度、计量数据的采集。同样的，所有信息及数据都会存在于生态系统中。

5）监控和安防系统

视频联网监控管理以网络为纽带，综合全面的使用数字视频处理技术、自动控制、网络传输技术等，基于统一规范整合接入各类视频监控设备，实现跨地区、跨部门视频图像信息资源的整合共享和互联互通互控，便于快速查询记录。选用合适的防雷保护装置，在保证建筑安全的同时，保证安防监控系统本身的安全防护。

6）500KW太阳能光伏发电系统

光伏发电系统是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。跟踪系统可以使发电效率达到最佳状态。将一年中每个时刻的太阳位置存储到系统中，靠计算太阳位置以实现跟踪。或通过检测光照强度计算电池板移动的角度最终太阳位置。用最低的能耗得到最佳的效率，最大程度上发挥光伏发电系统的作用。

7）门禁管理系统

门禁管理系统控制人员出入，还可以控制人员在建筑内及敏感区域的行为并准确记录和统计管理数据。门禁系统数据信息也都将集成到生态系统中，若系统中触发火灾报警等重大报警，门禁系统需作出迅速反应，不得阻止人员迅速撤离，已减小突发事件所带来的伤害。

8）充电桩

充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。人们可以使用特定充电卡在充电桩提供的交互界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作。可将互联网智能交流充电桩及直流充电桩接入能源管理系统。将电池及光伏发电结合起来，还可以进一步降低成本。

四、创新性与优势

本项目的创新性与优势在于以下几个方面：

（1）工厂楼宇采用公司自研的基于IoT的智能楼宇自控系统。该系统采用专用于基础设施、能源以及建筑物自动化应用的IoT模块式控制器，其特点是在硬件和软件内的可升级性和应用无限制范围。

（2）智能楼宇系统解决方案集成了DALI、Niagara框架、EnOcean通讯技术、Web Server、功能齐全的I/O模块，软硬件产品丰富，可轻松实现空调系统控制、智能照明管理、气象数据采集、能源管理、光伏发电管理、安防门禁管理等功能。

（3）公司将整体楼宇系统设计和智能数据使用及现代化自动化技术进行了有机结合，显著降低了楼宇使用中的运行成本。低能耗还可保护环境。此外，楼宇中的空调和百叶窗可根据环境的变化和人们的需求实现智能化按需调节，从而给人们带来更加舒适的体验。

五、案例应用效益分析

节能减排已是当下各个国家倡导的全球范围内的活动，公司智能楼宇解决方案可为工厂、写字楼提供舒适环境的公共设施系统，将办公系统与生产环节有效结合，优化能耗，积极为楼宇的节能减排提供应对措施，以此提高整个智能工厂的可靠性和可用性，延长各个系统的生命使用周期，实现预防性维护并降低管运维成本。同时系统可实现跨地点的楼宇和能源管理，高度透明的数据和简易编程实现了楼宇基础设施之间的智能可持续联网，从而确保楼宇的高效运行，为现代智能工厂带来更多可能。