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精彩案例 | 阜外醫院:倍?;?PC 的樓宇控制系統助力實現云南醫院的網絡自動化

發布時間:2020-11-26 14:08   類型:案例分享   人瀏覽

云南阜外醫院,樓宇自動化系統,倍福, PC 的控制系統

南阜外醫院是一所立足云南,面向西南,輻射南亞、東南亞的三級甲等心血管病??漆t院。醫院內樓宇建筑多,設備種類復雜,對自動化控制要求高。而根據中國國家三甲醫院的配套標準,醫院必須配備節能、降耗的設施。要達到這一標準,需要采用一整套的樓宇自動化系統來對風機、水泵、燈光等進行控制。云南阜外醫院通過倍福先進的基于 PC 的控制系統,整合了 200 多個控制站。


云南阜外醫院由云南省人民政府與中國醫學科學院共同經營,醫院于 2014 年落成,總建筑面積為 22.95 萬平方米(約 250 萬平方英尺),總投資概算為 32.73 億元(約合 4.7 億美元)。

云南阜外醫院,樓宇自動化系統,倍福, PC 的控制系統




醫院分為云南省阜外心血管病醫院和云阜國際心血管病醫院兩部分,設計日門診量為 1200 人次/日,年病人門診量 30 萬人次,總床位數為 1000 張。云南阜外醫院包括一棟 4 層的急診樓、一棟 5 層的醫技樓、兩棟住院樓(分別為 11 層和 15 層)以及一棟國家心臟病研究中心西南分中心樓(4 層),并設有 12 間手術室。云阜國際心血管病醫院設在一棟集門診、醫技、住院以及 3 間手術室的 20 層多功能綜合樓內。

開放的系統架構使實施更加容易

由于整個項目建筑較多,使用的設備種類復雜,因此需要一個開放的、可擴展性強的控制系統才能實現整個設施的自動化。倍福一直堅持基于 PC 的控制理念,其系統具有良好的開放性,并集成多種現場總線接口,以及倍福在全球樓宇行業的成功案例最終讓投資方決定采用這一品牌。


整個項目的特點是建筑多(共有 6 棟樓),被控對象較為分散,為了降低布線和維護成本,系統采用獨立分散控制方式,最終采用倍福的 CX8090 嵌入式控制器和 BC9050 總線端子模塊對各個區域的設備進行控制。該系統還配備了 200 多臺 CP6606 面板型 PC 來實現可視化和操作。醫院的中央監控中心使用的是安裝 Windows 10 操作系統的工作站,TwinCAT OPC 服務軟件用于與各個 控制站通信。監控軟件與倍福系統之間通過 OPC 數據交互??刂普疚挥诟鳁潣歉鱾€樓層的強/弱電井中,主要用于監控新風機組、空調機組、制冷機組、熱水泵房、公共照明、給排水、供配電、醫氣系統和熱水系統。


整個樓宇控制系統使用了 200 多個控制器和 1200 多個總線端子模塊,包括 30 多個通信模塊,可處理 20000 多個 OPC 變量。TwinCAT OPC Server 高效的 ADS 通信和多線并發機制能夠輕松管理這些海量數據。

云南阜外醫院,樓宇自動化系統,倍福, PC 的控制系統

*控制中心用于對整個醫院設施的樓宇自動化系統進行監控


倍??刂破餍∏删?,使用靈活,功能強大

阜外醫院采用倍福的 CX8090 控制器,能夠滿足分布式控制器及通信網關的控制能力要求。醫院的運營商認為,CX8090 是倍福近幾年才推出的小型嵌入式控制器,功耗低功能強大,CPU 采用 32 位的 ARM 處理器,主頻達到 400 MHz,是實現這一用途的理想選擇。TwinCAT 2 自動化軟件用于根據 IEC 61131-3 國際標準進行編程組態。

云南阜外醫院,樓宇自動化系統,倍福, PC 的控制系統


系統自帶 3 個以太網口,支持 TCP/IP、 MODBUS-TCP、ADS 等通信協議,使得 CX8090 的應用特別靈活。模塊化 I/O 系統能夠根據現場實際的設備點數自由搭配。倍福的總線端子模塊支持串口自由協議、Modbus RTU、M-Bus、MP-Bus、DALI、EIB/KNX 和 EnOcean 等 20 多種現場總線協議,方便第三方傳感器和執行器的集成接入。例如,水表采用 RS485 自由協議,電表采用 Modbus RTU 協議,精密空調系統采用 BACnet 協議。據阜外醫院介紹,這些器件及系統都很好地與倍福系統集成在一起,從而降低了整體實施成本。倍福提供了廣泛的 I/O 模塊,從簡單的開關量模塊到調光模塊、電力測量模塊、通信模塊,應有盡有,有密度從 1 通道、2 通道、4 通道到最大 16 通道的模塊可供選擇。一個控制站既可用于設備的狀態采集,又可用于電力數據通信的采集,還可以作為通信網關與第三方系統通信。

精確的對象控制滿足舒適環境的需求

新風機組、空調機組水閥控制采用 PID 閉環控制方式,并使用了倍福的 TwinCAT PID 控制功能塊,把溫度波動范圍控制在 0.2 ℃(約 0.4 華氏度)以內。由于每臺機組的特性多少有點差異,同一套 PID 參數不能滿足所有機組的使用需求。阜外醫院認為,直觀的倍福 TwinCAT Scope View 能夠以最佳方式顯示目標值和反饋值的變化,大大簡化了參數設置。



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