Aviva 商務大樓是德國慕尼黑的又一標志性建筑,是歐洲最大的商務辦公樓。在設計上,參照了中國傳統的“風水”觀念。同時,控制著 25,000 個 I/O 數據的開放式智能樓宇技術令人印象深刻。而所有這些正得益于 Beckhoff 的開放性、網絡兼容性極強的樓宇控制技術,整個系統包容了 Ethernet,DALI和無線控制網絡。
Aviva 商務大樓于 2003 年夏天全部竣工,辦公面積達54,000 平米,2/3 的辦公房被博世-西門子公司(BSH Bosch and Siemens Hausgerate GmbH)租賃,故 Aviva大樓也被人們習慣叫做“博西大樓”。該樓可同時容納約1500 人辦公。
Imtech Deutschland GmbH & Co,KG 是此次重要工程的總包商。“Aviva大樓服務設施(HVAC)也沒有什么特別之處,但在控制上絕對是經典的,不僅數據量大(需控制25,000 點),并且每個房間都要獨立控制,這絕非易事,可我們做到了。” Imtech 樓宇內部和電氣經理 Dieter Groβ 如是說。
兩條總線過多
fisher & fey Ingenieurgesellschaft GmbH 負責樓宇設施布線設計工作,同時也負責對每個房間的控制。所采用的總線是大家非常熟悉的 Ethernet。該開發小組的領導Thomas Leipold說:“我們不想使用 2種總線,如 EIB 總線,與 Ethernet 并行。由于 Ethernet 的控制器能在本地出色地完成控制,所以我們毫不猶豫的選擇了 Ethernet作為現場總線層。”
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300 余個 BC9000 房間控制器“隱匿”于 Aviva 辦公樓的吊頂中。[/ALIGN]
Aviva 大樓所用到 Beckhoff 的產品和數量
該大樓控制規模約 25,000 個 I/O 數據,Beckhoff的產品被廣泛運用,下面簡單列舉所用的產品型號和數量:
● 4個 C5102 工控機,作為大樓管理的計算機
● 360個 BC9000,以太網控制器
● 795個 8通道數字量輸入端子 KL1408,用于燈光和百葉窗控制
● 984個 4通道數字量輸出端子 KL2404,用于暖通控制
● 400個 4通道模擬量輸入端子 KL3204,用于連接溫度傳感器
● 1271 個 230V 電源隔離端子 KL9260
● 3302 個 2 通道繼電器輸出端子 KL2602,用于照明系統
● 2455 個雙向可控硅輸出端子,用于控制百葉窗
● 69個 KL6023無線適配器,用于控制約 140 個無線開關和 40個房間控制
● 10個 DALI 端子 KL6811,用于智能照明
對“博西大樓”來說,流暢的室內控制設計,是特別重要的因素。由于博世-西門子公司的產品領域寬廣,設計時需要考慮許多前瞻性的需求,首先,基礎平臺要與集團保持一致,其次,根據要求,系統調節必須便捷,平均一年約需修改 140 次。Thomas Leipold 說道:“根據玻璃窗的長度,我們把整個空間分成若干塊,室內控制器主要控制兩個獨立的照明回路(如門窗附近或走廊附近),百葉窗調節(一個電機控制 2至 3扇)和一個獨立的氣象傳感器,則很方便的集成到了 TCP/IP 網絡。”
流暢的室內控制盡顯專業
項目伊始,智能控制的想法源于 Beckhoff 控制技術。Beckhoff能通過總線系統,便捷地實現智能無縫連接。在Beckhoff樓宇自動化部門的支持下,運用基于以太網的網絡,實現了流暢、模塊化的控制。令 Dieter GroS 先生更加信服 Beckhoff 技術的另一理由是,于 2000 年竣工,座落于慕尼黑的微軟歐洲總部辦公大樓,使用的就是Beckhoff 產品。Beckhoff 樓宇自動化部門經理 Georg Schemmann 說道:“Aviva大樓比較特殊,它不僅需要特
別的控制,而且應用根據需要隨時可以修改,在規模上,Aviva又是微軟總部大樓的兩倍,需求更為復雜。”
“對于這種項目的通常做法是,電工安裝另一條 EIB 總線,并行于控制系統。不同的分包商獨立負責門窗和百葉窗控制,最后,想辦法把各自獨立的系統連起來。這些對使用 Beckhoff 總線端子系統來說是非常方便的。而且已經由 Imtech施工完成。”Dieter GroS 解釋。這充分體現了簡便連接和高速以太網的優點。Dieter GroS 先生又提到:“至于速度,以太網 TCP/IP 是最佳的選擇,像 LON和 EIB 總線都滿足不了這個性能,尤其是在處理模擬量上。”Thomas Leipold 先生絕對相信實時以太網,傳感器和執行器之間傳輸數據非常快,比如該項目中對最后一個百葉窗的位置控制。
室內獨立控制系統框架
原則上,Aviva 大樓在控制上并不是根據房間來分割成不同的部分,而是根據控制軸的數目來劃分的。最小的控制單元是控制 1.35 米寬的門窗,它包括用于驅動兩個百葉窗,照明和有些需要安裝氣象傳感器的控制,實現獨立接線和控制。在某些情況下,如超過 95 米的距離,就得考慮使用光纖作為傳輸介質,以避免減弱實時的性能。
工控機使用的是 Beckhoff 的 19 英寸 C5102 工控機,安裝 Windows XP和 TwinCAT 軟件,總共有 4臺,負責管理不同的區域。如有需要,可以在不同的地方進行獨立控制。另外,還使用了一臺標準的 PC作為服務器,能夠控制特定的軸。例如,在畫面上使其移動,然后通過 Beckhoff軟件使室內控制器自行復位。
無線遙控技術使室內控制更加簡單
該樓宇控制上的又一新亮點是采用了先進的無線遙控開關技術,該無線產品選擇的是 EnOcean 生產的產品。尤為重要的是,這些產品無需電源。Beckhoff 的KL6023 適配器端子,就是用來控制這些無線開關,使其融入Beckhoff的總線端子系統。
尤其需要強調的是,該技術是安裝在具有連接門的行政辦公區和內部工作區。租賃客戶常常需要不同大小的房間,因此,隔斷墻需要不停地變換,所以在隔斷墻上不能安裝任何樓宇設施,而采用這種無線開關,可以輕松將設備粘貼在墻上,而不會破壞任何樓宇結構。考慮到需要每年140 次的修改頻率,這個優點帶來的優勢是顯而易見的。
同樣是無線技術,采用紅外線操作系統,則需要花費很大的安裝成本,該系統必需安裝在可視區,完全沒有優勢。而其它的無線產品,則需要額外的電源,維護成本高。相比較而言,EnOcean 使用原始能源,可在范圍為 30米(室內)或者 300 米(室外)進行控制。它的開關集成了一個壓力單元,由一個很小的太陽能電池提供能量。總而言之,如此小的能量也減少了電磁輻射,也遵循了中國傳統的“風水”觀念。
EnOcean 公司的產品也能保證數據傳輸的安全性:每個傳感器有唯一的 ID 號,對每一次的命令,至少傳 3 次,以避免數據碰撞沖突。此外,還使用自有波段,如808.35MHz,這也非常重要,避免了與其它無線傳輸的IT 系統互相干擾。
通過 DALI 總線實現智能照明控制
與獨立的房間一樣,無線技術也同樣在商務休息廳、會議室和大型宴會廳里使用。這些區域還安裝了可調的“燈光窗簾”——這就是 DALI 技術,“數字尋址照明接口”(DALI)標準是用于電子整流器的控制。
由此,Beckhoff 也提供了KL6811 DALI 總線端子,包含DALI 主站和電源。在多媒體區域,該樓宇共使用了約 10個 KL6811,每個模塊能控制 64 個 DALI 從站。至此,Georg Schemmann 又總結出了以太網的優點:“DALI 協議能在耦合器里就能完成,能便捷地集成到 TCP/IP 中。DALI 也可用于獨立的房間控制。作為一個獨立的子系統,我們還可以把它用來控制幾個房間,甚至整個樓層。” Thomas Leipold先生補充道:“與其它多媒體控制技術一樣,燈光強度也需要由控制平臺控制,這樣就得需要與獨立控制器有一個接口。燈光設計者開發這種軟件,用于燈光控制。反過來,又使室內控制器的設計者提供這種接口。Beckhoff開發了這種產品,顯然,我們現在使用順利。”
從理論到實際
Thomas Leipold 先生對過去幾個月付出的艱辛勞動之成果非常滿意:“我們也負責日常的維護,如更改房間的布置或布局。目前系統達到了我們預期目標,簡單的修改可通過軟件來輕松準確地完成。至于網絡方面,系統運行順利,前景相當看好。我們的技術服務人員可以自行完成軟件的修改。由于 Beckhoff 總線端子是模塊化結構,可輕松實現功能變換。” Dieter GroS 先生也得出了樂觀的結論,他說,Imtech 公司將繼續推廣 Beckhoff PC 控制技術在樓宇上的應用,目前正有幾個項目在合作中。
BSH 簡介
博世和西門子家用電器集團(BSH Bosch und Siemens Hausgerate GmbH),由羅伯特博世有限公司(Robert Bosch GmbH Stuttgart)和西門子股份公司(Siemens AG Munich)聯合組建而成,全球年銷售額逾 60億歐元。博世和西門子主導品牌是歐洲最暢銷品牌。在其 5 個專業品牌中,博世致力于客制化產品與服務。此外,6個地區品牌則鞏固了品牌形象及本土的高市場份額。通過全球性生產與發展網絡,博世的產品能適應于個性化的特殊需求。其產品線涵概了從大型到小型,包括國際互聯網絡的應用場合。
Imtech 簡介
Imtech Deutschland GmbH & Co. KG 是荷蘭 Imtech集團下一公司。擁有超過 14,000 名員工,年銷售額約20億歐元。Imtech公司致力于樓宇、工廠、基礎設施及船舶工程的設計、項目實施和系統集成,同時也包含信息通訊技術。Imtech 集團下屬有 50 多家技術公司,分布于比利時、德國、英國、盧森堡和西班牙。分支機構遍布波蘭、捷克、美國、加拿大、巴西和新加坡。
Aviva Munich
● 樓宇業主:Atrion Immobilien GmbH,房地產咨詢及項目發展商,www.accumulata.de
● 項目總承包:Imtech Deutschland GmbH & Co. KG
● 控制設計:fischer & fey Ingenieurgesellschaft mbH,www.fischer-fey.de
● 承租:BSH Bosch und Siemens Hausgerate GmbH
● 建筑:Denk, Mauder, Wisiol and Altenbehrend, Munich