摘要：本文结合笔者的设计和施工经验，阐述了某单元楼宇自控系统的设计。详细介绍了系统的基本结构和功能以及施工后对设计理论的验证。
关键词：楼宇自控系统 PLC 制冷站
1. 设计思维
(1）采用高性价比的分布式控制系统
(2）楼宇自动化系统支持开放协议
(3）为生产人员提供舒适的工作环境
(4）最大限度地降低机电系统的运营成本
(5）各主要控制参数的目标均达到或超过业主合同技术条款的要求。
(6）针对突发故障提供预防措施
(7）使用模块化现场控制器
(8）自控系统支持两级网络结构
(9）监控工作站应提供良好的人机界面
(10）系统支持登录控制、时间控制和数据记录。具有时间和控制功能，可以按
(11）系统具有登录控制功能，给不同级别的操作人员不同的操作权限和密码。
（12）系统具有数据记录功能，可在规定时间内采集并记录监测值，方便制作分析报告和统计记录。
(13） 为用户提供了一种简单的方法来备份和恢复系统，使用 .0 来恢复/恢复系统分区。
此外，为保证设计质量，达到项目的高标准，本项目的设计过程严格按照相关设计规范执行，并与暖通、电气等相关专业密切合作。参考的标准和规范是：
《智能建筑设计标准》（GB/－2000）
《智能建筑工程质量验收规范》（-2004）
《建筑物与建筑物综合布线工程设计规范》（GB/－2000）
《建筑物及建筑物综合布线工程验收规范》（GB/－2000）
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ93-86）
《电子机房设计规范》（－93）
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）
《通用电气设备设计规范》（-93）
《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）2001年修订）
《建筑物防雷设计规范》（－94）
《智能建筑弱电工程设计与施工图集》（上/下）
《采暖通风空调设计规范》（GBJ19-87）
2. 系统功能模块设计
2.1 BAS系统结构配置
楼宇自动化系统管理的暖通空调设备包括：
（1）制冷站，包括三台冷水机组、四台冷却水泵、四台冷冻水泵和三台冷却塔；
（2）输液车间四台组合式空调机组；
（3）实心车间四台组合式空调机组；
（4）共有 21 个屋顶排气扇。
在综合分析上述设备的分布、设备的I/O点数、各受控设备要实现的功能以及经济性考虑后，最终采用美国公司的S7-控制系统作为项目楼宇自动化系统解决方案。
本文设计的楼宇自控系统的网络配置结构包括服务器、冗余服务器和DDC控制器之间的关系。见下文：
2.2 网络设计
考虑到系统可靠性要求和规模，楼宇自控系统的网络采用现场总线网络。每个控制器都配置了总线通讯模块，以减轻CPU的通讯压力，更好地处理现场控制任务。它是世界上常用的现场总线标准之一。它以其独特的技术特性、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持以及不断开发的应用配置文件，成为最重要的现场总线标准。符合： - IEC 61158 国际标准 - JB/.3-2001（中国标准 2001）。这种结构具有以下优点：
一、网络节点少，包转发快，网络响应快；
Ⅱ.DDC控制器可选择多种类型的控制器，功能强大。控制器与被控设备可实现一对一甚至一对多更便捷的控制方式，控制程序不依赖网络生存，可靠性高；
三、系统检查和维护比分布式网络更方便。由于通信处理器和CPU相互独立，单个控制器的死机/断电对系统的影响较小。
2.3 服务器配置
系统配置两台工业级控制计算机作为管理服务器，互为冗余。在两台计算机上安装 WinCC/ 后，可以运行两个并行 WinCC 站。这种配置最明显的优势是由 WinCC 冗余系统完成的自动归档匹配保证了数据完整性。当一个服务器出现故障时楼宇自控系统规范，另一个 WinCC 客户端会自动切换到当前服务器。
2.4 DDC 控制器设计
每个受控对象的I/O点设置是根据业主提供的初步设计要求、暖通专业人士提供的工艺要求，结合《智能建筑设计规范》和作者多年经验得出的。根据I/O点的设置，结合“就地控制、集中管理”的设计理念，本项目采用5个S7控制器对暖通空调设备进行全面监控。
2.5 绘图设计
各DDC相关的图纸包括：控制对象示意图、控制器柜图、控制器模块接线图、控制器柜端子接线图、控制柜电源电路图、控制程序流程图等。
3. 结论
在确定了本文的设计和应用方法后，本文作者会同相关技术人员对楼宇自控系统进行了现场调试，并对设计结果进行了验证。
设计验证主要验证BAS对温湿度控制的效果和准确性，然后对设计的其他功能、人机界面等进行测试，以确保系统达到设计功能和设计要求。
3.1 温湿度控制结果
对于K301设计的温湿度控制，主要控制目标是保证输液生产车间的温度和相对湿度（简称湿度）。
夏季温湿度控制效果：
系统调试完成后，记录BAS系统夏季控制效果15天，每天上午10:00、下午2:00和下午6:00在主生产现场记录样品（AM10、下午2、下午6）。
在自动控制运行下，大部分温湿度测量点都在设计要求的精度范围内（温度24℃±1℃，相对湿度55%±10%）。个别记录点超出精度范围，经分析认为是由以下原因造成的：
1.因为K301的制冷/制热区域包括生产车间的各个工艺室，而K301的温控和湿度控制以这些区域的平均温度和平均湿度（即回风温度）为工艺数量。因此楼宇自控系统规范，回风温湿度控制与生产室温湿度控制存在细微差别，导致某些时刻的精度控制超过允许值。
2. 部分可能会因突发干扰而导致控制精度瞬间超过允许值。
3.2 验证结论
通过楼宇自控系统运行测试，由西门子S7-组成的楼宇自控系统满足系统设计要求，温湿度控制结果达到设计指标（温度24℃±1℃，相对湿度55%± 10%）。