利用BACnet® 技术,图森市实现了拥有一个具竞争力的开放式能源管理和控制系统的目标。多年来,图森市被一个专属的控制系统套牢,只能运行多个分离系统,不能采用其他的竞标项目。这种设置存在一系列恼人的操作和维护问题。随着这套控制系统老化,到达了使用年限,图森市开始寻求取代方案,包括使用BACnet方案的可能性。
“我们事先进行了学习,并且断定,从长远考虑,BACnet是最好的选择,”该市能源管理控制系统部门的主管Bill Parks这样说道,“行政管理部门也支持我们的建议,用BACnet解决方案予以取代。”
经过长达四年的全面替换工程,图森市实现了它的目标,所有的新建项目都可获得多个竞标选项,现在的系统可以允许多个用户无缝接入所有城市设施。
图森市原来的能源控制管理系统由美国江森自控公司(JCI) 的两个单独的专用系统组成。第一个是较老的JC/85/40,位于图森市会议中心,通过硬件连接和拨号方式实现与DSC-8500现场平台的对接。85/40系统服务会议中心,警署,消防总局,及许多图书馆和社区中心的暖通系统,同时这套系统也控制会议中心的和其他一些相关区域的消防报警系统。这两大任务使85/40达到了它的运行负荷,因此图森市又引进了一套江森的Metasys系统。
Metasys系统使用拨号连接和借用线路的方式控制暖通。连接起来的两大系统控制32个物业设施,面积为1,681,151平方英尺(约为156,179平米), 包含5,600个节点。随着原先的能源管理和控制系统升级,图森市投资构建了广域网 (WAN), 由IT部门管理。
该市聘用Palmer工程管理公司和ESS工程管理公司(Palmer/ESS0)的顾问对现有的系统进行评估, 并设计使用BACnet的解决方案。该项目组的部分成员来自该市的设施管理部门,亚利桑那州立大学和该市采购部门,并有许多IT人员参与。该方案由围绕原始BACnet说明(非网关方式)的三大块相互独立的工作构成。
第一部分包括把现有的Metasys系统与新购的原始BACnet(非网关方式)系统整合。图森市现有的Metasys系统设备还很新,运行状况良好,市里也因资金短缺而无意全部更换这套设备。项目组安装了BACnet/Metasys网关,把原来的专用设备并入新的BACnet工作站中。
第二部分需要把现有的全部85/40设备都替换成新的原始 BACnet直接数字控制器(DDC)设备。85/40设备已经达到了最大工作负荷,因此项目组替换了其中相当大的一部分。受资金限制,一部分85/40设备则仍然被保留。由于从系统中去掉了大量节点,不少内存空间被释放出来, 85/40系统的运行负担大大减轻了。 今后投入的资金将用于替换剩余的85/40设备。
第三部分主要包括BACnet工作站的构建,安装及其调试验收。这部门工作的承包商与其他承包商及图森市的IT人员协调配合,确保合适的基础设施安装到位,并能够通过图森市的广域网通信。承包商还为物业管理人员提供了能源管理控制系统(EMCS)中所有建筑物的透明入口(transparent access)。
投标规定允许对各承包商多次决标,每位承包商都可以向所有三个部分投标。也可以只投第一部分,或者针对第二和第三部分合投一份标书。图森市的采购部门负责监督招标(RFP)过程,他们根据十项标准对每份计划书进行评估,包括承包商资质、是否符合规范要求、安装计划、安装费用以及未来的维护成本等。
由物业管理、IT、采购人员及工程顾问和亚里桑那州大学成员组成的评估委员会负责审查每一份标书,并且按照公布的标准评定等级,获得最高分的承包商赢得合同。图森市最后选择Climatec/Alerton为所有三部分工作的承包商,因为他们提议的原始BACnet方案比其他标书在价格上更有竞争力,而且评估委员会认为,其他的标书对真正的BACnet开放标准体现不足。该项目需求分析、招投标直至最终确定施工合同大约用了两年的时间。
该市升级整改项目启动时,BACnet还是个全新的技术。Climatec公司面对许多竞争对手和项目外顾问工程师们的质疑——在这样一个“多供应商”设备环境中,这种“互通互动”是否可行?虽然“评估委员会在招标期间前往Honeywel引擎业务部门和德州仪器公司进行了实地考查,通过Climatec公司先前为两家公司提供的建设安装服务熟悉了Alterton的产品,但是在当时,几乎没有多少能够显示其卓越性能的例证。但Palm/ESS、Climatec公司和市政方面还是决定继续进行下去,他们对于Alterton的解决方案和BACnet的良好前景满怀信心。
第一部分工作包括安装了Metasys系统物业的系统集成,这本身就是一个巨大的挑战。市政方面要求继续使用Metasys设备以节省费用。尽管技术上比85/40硬件设备更新,Metasys仍是具有产权的,且需要增加一部N2驱动设备(尚未投向市场)到已升级的系统中。终于获得N2驱动设备后,Climatec公司又安装了一个Tridium JACE控制器,用来实现网络管理和对控制逻辑的监控,并且首次创建了在BACnet网络和该市广域网之间完全互动操作界面。
第二部分涉及到的大楼使用85/40硬件设备,这里的改装相对直接。Climatec公司尽量采用现有的电缆、电线和导管,只更换了一些不配套的温度传感器、继电器和与Alterton的产品相配套的电源设备。这些设备通过Alterton全球控制器和BACtalk 整合器(BTIS)将大楼连接到城市的以太广域网中。
第三部分,Climatec公司建立了两个台式电脑工作站和两个手提电脑工作站,都通过城市的广域网来运行BACnet网络/以太网。物业管理人员可在任一点接入广域网对整个系统实施监控。每一台电脑都装有一套完整的、带有平面分布和系统图示的图形显示程序包。另外,新系统还提供呼叫功能,以支持物业管理人员运行和维护HVAC系统。如果HVAC系统的运行状况超出了预设参数范围,系统会呼叫能源管理和控制系统(EMCS)操作人员,向他们发出警告。操作人员可在任一点登录广域网(WAN),进行远程操作查故排障。
据帕克斯(Parks)所说,该市的EMCS基础设施结构使操作员可以提供高水准的服务。“我们经常在网络设施的用户尚未发现之前,就已经回应并解决了操作运行上出现的问题。我们同样通过现场问题勘察与我们的客户保持更直接的接触,而不是只呆在一个中心监控工作站里…因为我们可以进行现场工作,我们不用委托承包商而是自己亲自理多种事务,这大大减少了我们的综合服务成本。”
从签订合同到完成安装调试,图森市用了两年的时间完成了能源管理和控制系统(EMCS)建设。完成了该项目的安装后,还为该市未来的类似建设项目提供了一套技术大纲。该大纲从新的EMCS的现有配置和状况出发,要求使用BACnet控制产品,以确保今后的控制系统可有效地集成并实现互动操作。该市目前有三家高品质的地方承包商参与类似建设项目的招投标,三家公司都可提供卓越的服务,并可根据上述技术大纲实施native BACnet解决方案。其他的承包商纷纷要求获准使用BACnet产品参与市政项目竞标, 但该市满意于目前的市场供应状况,表示会在获得更多的多供应商运行调试经验后考虑扩张系统。
目前该市在对新建的帕得力克.哈德斯第(Patrick Hardesty)多功能服务中心进行调试。该物业中有警署,水资源管理局,财务部门,和公共会务中心。该物业使用的自动化逻辑系统可以嵌入现有艾顿BACnet操作工作站。自新EMCS系统完工以来,市政部门已加入或通过整改加入了7幢大楼。这些项目中的控制系统的安装测试都遵Palmer/ESS提供技术大纲。市政部门通过与Climate公司签订的维护合同中的单位记价方式,将新项目中的一些大楼独立地连接到Alerton界面。
新EMCS的互联互动性,使该市可以集中、统一地监控其所有物业设施。基于BACnet网络的移动电脑工作站使物业管理人员可以根据需要从任何地点连接到城市的广域网(WAN),并对操作系统加以监控。BACtalk的图文界面使物业管理人员一眼就可看清整个系统及其各构成部分运行情况。无需亲临现场,而是可以通过监视频看到各个设备的情况,系统这种从单个工作站监控并更新系统某些功能的能力使维护和培训都大大地简化了。BACtalk的图文程序使市政物业管理人员不再需要掌握运行专用系统所必需编程技能。
“ 新的EMCS系统在很多方面使图森市的能源管理体系大为受益…尤其是使我们可以通过桌面来监查趋势,时间表,以及整个大楼的运行。”图森市能源部门主管Vinnnie Hunt, P.E. 如是说,“由于EMCS操作员可以更频繁地监视现场,我们可以更好地教会住户使用温控器,这样可以减少抱怨,让我们可以更大胆地实施节能计划。”
该市花费了约四年时间整合EMCS系统,其工程涵盖了30个建设工程,包括约3,900个节点, 面积为1,100,000平方英尺(合102,190平米)。项目的总成本(包括设计、施工和管理)约为140万美元。利用现有的城市广域网(WAN)设施,就在通信基础结构设备方面节约了超过100万美元,同时也确保了稳定有效的通信平台。项目完工及时,合乎预算,原始BACnet网络解决方案与其它“非BACnet网络”的方案相比,在成本上更有竞争力。
“这不是一个资金和时间不受限制的展示性项目,”帕克斯(Parks)说。“它是很现实的,当地政府从其有限的发展基金拨款,并规定了完工期限,这也是因为我们的系统正在日渐老化。我们不得不与所有其它的融资项目展开竞争——如警察与消防等方面——并证明了我们可以按时在预算范围内完成项目。那会儿需要有充分的信念,才能为BACnet这样超前领先的边缘技术做出承诺。当地政府在这一问题上也相当开明。这对我们而言是正确的决策。如今不需要单凭信念了。BACnet不再是边缘技术;它近在眼前,真切地存在,并被证明切实可行。我们的投资终获回报。”
( 注: Nancy I. Robbers就职于美国艾顿市场部;Vern Baker是Tucson市能源管理局局长。他们都是ASHRAE会员。)


