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智能樓宇系統建設與應用某公司工廠主要生產電子裝置連接產品，工廠樓宇管理採用自主研發的智能樓宇自控系統，該系統組成部分包括：能源管理和供配電系統，HVAC暖通空調系統，智能照明系統和智能遮陽百葉，系統氣象站，監控和安防系統，500KW太陽能光伏發電系統，門禁管理系統，充電樁等。公司智能樓宇系統是一項基於IoT的樓宇自動化，可以無縫集成大量數據類型，支持多種應用程序。模塊化的概念為每個應用提供了理想的解決方案。該智能樓宇系統可降低建設成本、樓宇運行成本、提高人們居住生活的舒適性。

關鍵詞：智能樓宇；工業互聯網；智能製造；

一、案例簡介

目前公司新基地採用智能樓宇自控系統，智能樓宇項目包含幾個主要的組成部分：能源管理和供配電系統，實現採集狀態監測與報警、管理、能耗管理與數據報表，顯示建築基本情況；HVAC暖通空調系統通過採集到的溫度、濕度、空氣潔淨度、風量等實際數據信息，開啟或關閉相應的設備及裝置達到理想的空氣標準；智能照明系統及智能遮陽百葉窗採用數字可尋址照明接口技術（DALI）；系統氣象站採用EnOcean無線傳輸，應用於DALI照明系統的控制，以及工廠、房間溫度、計量數據的採集；監控和安防系統以網絡為紐帶，使用數字視頻處理技術、自動控制、網絡傳輸技術等，基於統一規範整合接入各類視頻監控設備，實現跨區域視頻圖像信息資源的整合共享和互聯互通互控，便於快速查詢記錄；500kW太陽能光伏發電系統將一年中每個時刻的太陽位置存儲到系統中，靠計算太陽位置以實現跟蹤，最大程度上發揮光伏發電系統的作用；門禁管理系統通過在樓門口、電梯處設置門禁控制器，密碼鍵盤器或生物識別等達到管理門開啟關閉的作用，確保授權人員的自由出入，限制未授權人員進入；充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用於為電動汽車充電。

二、案例背景介紹

樓宇管理需要面對方方面面的挑戰，不僅是收集數據，還要更好地利用數據做出更好的決策，從而改進樓宇及在其中生活或工作人群的效率。傳統樓宇控制系統各個系統相互獨立，各自為政；設備信號多為傳統的模擬量和數字量型號，不適用於目前市場流行的智能終端設備。公司智能樓宇系統是一項基於IoT的樓宇自動化，可以無縫集成大量數據類型，支持多種應用程序。模塊化的概念為每個應用提供了理想的解決方案。該智能樓宇系統可降低建設成本、樓宇運行成本、提高人們居住生活的舒適性。

三、案例應用詳情

1、總體應用框架

工廠樓宇採用公司自研的基於IoT的智能樓宇自控系統。該系統採用IoT模塊式控制器，不管是建築物自動化、開發新經營模式、控制聯網的不動產、數據中心或基礎設施管理，該控制器都能加以控制。該控制器利用Niagara 4框架進行時間優化工程設計，支持樓宇基礎設施自動化中使用的所有主要通信協議，在基於Java的Niagara 4框架內規劃、工程設計和施工以及可視化，藉助自編程功能，輕鬆擴展Niagara 4框架。

2、關鍵技術應用詳情

針對樓宇各部分關鍵技術應用介紹如下：

1）能源管理

系統能源管理模塊實現採集狀態監測與報警、管理、能耗管理與數據報表，顯示建築基本情況。分類分項能耗情況及相關能耗指標顯示，形成各監測之路的以上各分類分項能耗逐時原始讀數列表，歷史記錄與趨勢分析，故障分析與設備維護管理，以及成本分析等。能源管理不僅局限於當前的監控，還需滿足未來對能源數據分析和管理，二次深化開發的空間，實現記錄、報表等多項功能。

2）HVAC空氣調節系統

HVAC（Heating,Ventilation, Air Conditioning）空氣調節系統，包含了溫度、濕度、空氣清淨度以及空氣循環的控制系統。利用冷、熱水泵，風冷熱泵機組，冷卻塔，制冷機組，AHU新風機組，變頻控制器，冷、熱水系統、冰蓄冷儲能系統、空壓機組等設備及裝置達到空氣調節的目的。通過採集到的溫度、濕度、空氣潔淨度、風量等實際數據信息，開啟或關閉相應的設備及裝置達到理想的空氣標準。該系統包含舒適的變風量新風空調控制系統，可以設定及控制區域控件的溫、濕度，根據工作時間調節區域時間計劃控制，並且具有歷史記錄、報警功能、信息記錄等功能。

3）智能照明系統及智能遮陽百葉窗

基於電氣產品技術智能照明控制系統：DALI總線。DALI(Digital Addressable LightingInterface)數字可尋址照明接口技術，一個根據以上的因素設計及發展出來專門應用在照明的創新技術。整合至智能樓宇系統中，所有功能通過樓控系統的界面瀏覽並進行參數設置。生產廠房的照明可根據時間表進行按需調節。生產場所和辦公室的照明是基於工作時間和換班表。照明強度由DALI協議和EnOcean按鈕控制。百葉窗根據天氣預報和太陽位置進行自動調節，也可在工作區中直接控制百葉窗。生產廠房中裝有觸屏式PC機，可用於直接控制生產場所的照明和查詢天氣信息。生產員工也可單獨調節照明。

4）EnOcean系統氣象站

氣象站採集數據應用於建築遮陽系統的智能控制，HVAC中央空調系統的控制同時使用氣象站採集數據，氣象數據採用EnOcean無線傳輸，EnOcean還將應用於DALI照明系統的控制，以及工廠、房間溫度、計量數據的採集。同樣的，所有信息及數據都會存在於生態系統中。

5）監控和安防系統

視頻聯網監控管理以網絡為紐帶，綜合全面的使用數字視頻處理技術、自動控制、網絡傳輸技術等，基於統一規範整合接入各類視頻監控設備，實現跨地區、跨部門視頻圖像信息資源的整合共享和互聯互通互控，便於快速查詢記錄。選用合適的防雷保護裝置，在保證建築安全的同時，保證安防監控系統本身的安全防護。

6）500KW太陽能光伏發電系統

光伏發電系統是指無需通過熱過程直接將光能轉變為電能的發電系統。它的主要部件是太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器。其特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環境、能獨立發電又能併網運行。跟蹤系統可以使發電效率達到最佳狀態。將一年中每個時刻的太陽位置存儲到系統中，靠計算太陽位置以實現跟蹤。或通過檢測光照強度計算電池板移動的角度最終太陽位置。用最低的能耗得到最佳的效率，最大程度上發揮光伏發電系統的作用。

7）門禁管理系統

門禁管理系統控制人員出入，還可以控制人員在建築內及敏感區域的行為並準確記錄和統計管理數據。門禁系統數據信息也都將集成到生態系統中，若系統中觸發火災報警等重大報警，門禁系統需作出迅速反應，不得阻止人員迅速撤離，已減小突發事件所帶來的傷害。

8）充電樁

充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用於為電動汽車充電。人們可以使用特定充電卡在充電樁提供的交互界面上刷卡使用，進行相應的充電方式、充電時間、費用數據打印等操作。可將互聯網智能交流充電樁及直流充電樁接入能源管理系統。將電池及光伏發電結合起來，還可以進一步降低成本。

四、創新性與優勢

本項目的創新性與優勢在於以下幾個方面：

（1）工廠樓宇採用公司自研的基於IoT的智能樓宇自控系統。該系統採用專用於基礎設施、能源以及建築物自動化應用的IoT模塊式控制器，其特點是在硬件和軟件內的可升級性和應用無限制範圍。

（2）智能樓宇系統解決方案集成了DALI、Niagara框架、EnOcean通訊技術、Web Server、功能齊全的I/O模塊，軟硬件產品豐富，可輕鬆實現空調系統控制、智能照明管理、氣象數據採集、能源管理、光伏發電管理、安防門禁管理等功能。

（3）公司將整體樓宇系統設計和智能數據使用及現代化自動化技術進行了有機結合，顯著降低了樓宇使用中的運行成本。低能耗還可保護環境。此外，樓宇中的空調和百葉窗可根據環境的變化和人們的需求實現智能化按需調節，從而給人們帶來更加舒適的體驗。

五、案例應用效益分析

節能減排已是當下各個國家倡導的全球範圍內的活動，公司智能樓宇解決方案可為工廠、寫字樓提供舒適環境的公共設施系統，將辦公系統與生產環節有效結合，優化能耗，積極為樓宇的節能減排提供應對措施，以此提高整個智能工廠的可靠性和可用性，延長各個系統的生命使用周期，實現預防性維護並降低管運維成本。同時系統可實現跨地點的樓宇和能源管理，高度透明的數據和簡易編程實現了樓宇基礎設施之間的智能可持續聯網，從而確保樓宇的高效運行，為現代智能工廠帶來更多可能。