西门子GAMMA instabus KNX系统在北京西门子大楼中的应用

上传人:本站    上传时间:2013/7/18    浏览次数:   下载次数:

摘要:本文主要介绍了西门子家居与楼宇控制系统GAMMA instabus KNX在北京西门子大楼中的应用,并着重阐述了该系统在北京西门子大楼中的网络结构,DALI数字化照明控制,室内温度以及遮阳控制等几个方面,并对如何提高现代楼宇的运行效率提出了切实可行的解决方案。

  一、 项目介绍

  北京西门子总部大楼位于北京市朝阳区望京中环南路,地下2层,地上30层,檐高123米,建筑面积达6.6万多平方米。整个工程属于钢管砼结构与剪力墙混合结构,双层玻璃幕墙。除了设备层与管理层外,其他楼层均为敞开式办公区。

  对于这样大型的办公楼建筑的电气系统,既要考虑到使用和管理的方便,还要尽可能地节省能耗。所以大楼采用的控制系统不但具有先进的技术,可靠的运行,而且还须具备高效的能源管理。西门子楼宇控制系统GAMMA instabus KNX从实际应用的角度,给出了完整的解决方案,既满足了对所有照明、遮阳设备和部分室内温度智能控制的要求,而且在敞开式办公区域中无需手动控制面板,一切运行都由系统自动完成;室内恒照度控制和遮阳系统的阳光追踪功能,大大提高了大楼的能效;如果必要,大楼管理人员还可以在中控室对整个大楼实时监控。

  在该项目中许多KNX的最新技术都得到应用:

  KNXnet/IP 网络通讯技术

  KNX/DALI数字化照明技术

  室内恒照度控制

  遮阳系统的阳光追踪控制

  室内温度控制

  这些先进的KNX技术,让整个大楼的室内环境舒适、节能、安全而且高效。

  二、 系统概览

  西门子智能楼宇控制系统GAMMA instabus KNX是一套基于KNX技术的分布式系统, 主要应用于住宅与楼宇控制领域。KNX技术规范,起源于上世纪90年代的欧洲,现已经成为行业内通用的规范。该技术先后成为EN50090欧洲标准和ISO/IEC14543-3国际标准,并在2007年9月正式成为中国标准化指导性技术文件 GB/Z 20965-2007, 为其在中国的标准化进程和市场推广建立了坚实的技术基础。在GB/Z 20965-2007标准化技术文件中,KNX技术被定义为 HBES控制网络,即住宅与楼宇控制网络。

  西门子智能楼宇控制系统GAMMA instabus KNX最大的优点在于其控制的灵活、功能的强大及系统的可塑性。选择不同的模块化设备,通过积木式的不同组合就可以实现各种功能控制,同时挂在总线上的设备运行相互独立,系统的改造和扩展就变得非常容易了。

  西门子智能楼宇控制系统GAMMA instabus KNX主要功能为照明控制、遮阳控制、室内环境(通风、采暖等)控制、安全防范以及能源管理等,可对控制范围内的照明、遮阳和HVAC等设备分区域或集中管理,本地单独控制,遥控控制,延时控制,定时控制,感应控制以及通过IP路由器和Web Visual 的可视化远程管理,以达到方便、舒适、节能的室内环境。

  三、 系统在西门子总部大楼的应用

  1. KNXnet/IP网络通讯技术

  KNXnet/IP技术是这两年KNX技术发展中最突出的亮点。随着数字化通讯的飞速发展,现代办公楼几乎都采用了局域网作为大楼数字传输的主要通道。因此,KNX在原先总线通信技术的基础上,提出了KNXnet/IP的协议,旨在将总线系统接入高速局域网,底层采用高安全、高可靠性的总线通信,系统组网则通过高速以太网络。该技术的使用,既保留了总线层协议的优势,又通过高速以太网络将KNX拓扑中线路(line)或区域(Area)的数据传输速率提高至10Base,从而在确保数据传输准确率的前提下,突破了原先总线传输在传输速率和数据量方面的瓶颈。

  KNXnet/IP技术在西门子总部大楼得到很好的发挥。在该项目中,西门子采用基于KNX技术的GAMMA instabus KNX,并由IP路由器组网。这样每个楼层的总线通过IP路由器接入TCP/IP网络,通过高速IP网络将不同楼层连接在一起,而数据传输的速度由原来的9600bit/s提高到10Base (10Mbit/s),满足中控PC对每个设备信息的快速采集。安装有可视化软件的PC,又可通过任何一个IP端口访问大楼中任何一个设备的状态或者发送控制命令;同样的,不同楼层间的设备由IP路由器通过KNXnet/IP协议将KNX信号打包转换为IP数据报文,发送到IP网络,IP报文又通过IP路由器解析为KNX信号,在GAMMA instabus KNX网络中传递。

  由于采用了IP组网方式,GAMMA instabus KNX系统与其他BMS系统之间可通过OPC方式实现通讯,各系统中控设备只需通过IP端口接入以太网。

  

 

图1 西门子GAMMA instabus KNX 系统结构示意图

  考虑到北京西门子总部大楼系统较大,该项目中采用IP路由器N146与总线耦合器N140组合组网方式,即区域内本线路由总线耦合器N140连接,基本上每五层为一个系统区域;区域与区域之间采用IP路由器N146组网。

  

 

图2 SBC大楼GAMMA instabus KNX 系统拓扑结构图 (部分楼层)

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