完全自主控制的樓宇僅僅是科幻小說里才會存在的嗎？非也，它不再只是幻想，而已成為現(xiàn)實，位于比利時列日市的 ASL 集團專為私人航班運營量身定制的先進的全天候航站樓就是這一技術突破的有力見證。倍福解決方案提供商 Boolean BV 通過端到端樓宇自動化技術為這一目標的實現(xiàn)提供了強有力的支持。
寬敞明亮的休息室視野開闊，讓每一位踏入其中的旅客都能夠將機場的景色盡收眼底。
ASL 集團設施經(jīng)理 Raf Weerts 解釋道：“我們團隊目前只有一名全職員工。其他成員都是自由工作者，他們僅在飛機到達或起飛時段工作。為了確保他們無需耗費大量時間逐一啟動各個技術設備，大樓采用了智能化系統(tǒng)，能在員工進入時自動啟動所有必要設施。一旦檢測到大樓內(nèi)沒有任何人員活動，包括通風、照明、供暖等在內(nèi)的所有系統(tǒng)都會自動切換回睡眠模式，這讓我們能夠以極為節(jié)能的方式開展工作。尤其是在我們這個能源密集型行業(yè)中，只要條件允許，我們都會不遺余力地將可持續(xù)發(fā)展放在優(yōu)先地位。”
無縫集成，實現(xiàn)自主運行
這座現(xiàn)代化的航站樓乃是列日機場精心招標后的璀璨成果。該機場當時正在尋覓志同道合的合作伙伴，攜手共建并運營一座全新的多功能通用航站樓。“我們同樣也在該區(qū)域尋找一個理想的運營基地，因此，這次合作無疑是天作之合。”Weerts 回憶道。這座建筑擁有 900 平米的辦公空間和 2250 平米的飛機庫，其建筑風格也極具現(xiàn)代感。里面設有一間寬敞的大休息室，可以容納 35 人；同時還有一間小巧溫馨的私人休息室，可容納三到四人。“它確實散發(fā)著獨特的魅力。” Weerts 笑道，“然而，真正的力量深藏于其內(nèi)在。我們通過無縫集成所有技術，成功實現(xiàn)了令人矚目的自主運行系統(tǒng)。”
在這個項目中，ASL 集團并非孤軍奮戰(zhàn)。通過過往的深入合作，Raf Weerts 早已與倍福解決方案提供商 Boolean 公司所有者 Chris Briers 及其得力的合作伙伴 Thomas Nagels 結緣，并了解到他們在實施如此高標準項目方面具有豐富經(jīng)驗。“我們從項目啟動之初就站在了同一起跑線上。倍福技術無疑是整個系統(tǒng)的基石。最終，只有開放式控制技術才能實現(xiàn)各種復雜信號和協(xié)議的無縫整合。”為了實現(xiàn)這一目標，我們選用了 KL4408 和 KL6821（DALI-2）總線端子模塊、EL2809 EtherCAT 端子模塊以及 TwinCAT Modbus TCP、Modbus RTU 和 SMS/SMTP 功能。
借助 TwinCAT 3 HMI 的強大功能，基于 Web 的圖形用戶界面能夠很好地顯示所有流程，并以清晰的概覽形式呈現(xiàn)所有數(shù)據(jù)點的信息。
TwinCAT 3 控制器負責協(xié)調從照明、電力、充電站、音視頻到暖通空調的整個系統(tǒng)。“只有門禁控制權掌握在機場運營方手中。若采用其它自動化平臺，則勢必需要面對接口數(shù)量和集成工作激增的挑戰(zhàn)。然而，得益于倍福基于 PC 的控制技術，我們所需的開放性與連接性已經(jīng)融入到系統(tǒng)中。”Chris Briers 解釋道。
Boolean 團隊面臨的最大挑戰(zhàn)在于，確保能夠滿足 ASL 集團提出的嚴苛要求，實現(xiàn)并維持系統(tǒng)的高可用性。“Raf Weerts 對技術裝置的外觀以及大樓的整體功能布局有著非常清晰的構想和愿景。將其轉化為流程圖后，我們得以擁有了一份可遵循的工作指南，并據(jù)此編寫軟件。”Thomas Nagels 說道。他認為，確保系統(tǒng)具備足夠的靈活性同等重要：“我們同樣重視最終用戶的反饋意見，并將其融入系統(tǒng)之中。展望未來，我們期待能夠不斷集成新技術、勇于嘗試新事物，將這一平臺打造成為一個“活的實驗室”。對于 Raf Weerts 而言，通過 TwinCAT 3 HMI 實現(xiàn)強大的可視化監(jiān)控功能也非常重要：“若遇到計劃之外的狀況，我能夠迅速登錄系統(tǒng)，精準定位問題所在，然后通過鍵盤操作自主解決，或向現(xiàn)場人員說明需采取哪些應對措施。”
搭載工業(yè) PC 和 TwinCAT 內(nèi)核的專有平臺
正如 Thomas Nagels 所闡述的，Boolean 公司的專有平臺 Boolytics 在此項目中扮演了舉足輕重的角色：“我們可以在該平臺上實時捕捉并記錄關鍵數(shù)據(jù)。借助 TwinCAT 3 HMI 的強大功能，基于 Web 的圖形用戶界面能夠很好地顯示所有流程，并以清晰的概覽形式呈現(xiàn)所有數(shù)據(jù)點的信息。該工具憑借其卓越的靈活性，能夠精準地在客戶對高度可用性的需求與深入分析能力之間找到完美的平衡。”
一切盡在掌控之中，我往往能在現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)問題之前，就及時撥打電話進行干預。例如，一旦供暖系統(tǒng)出現(xiàn)異常，我能在大樓溫度明顯下降之前迅速察覺并立即采取措施。”
—— Raf Weerts
倍福的 C6030 超緊湊型工業(yè) PC 構成整個控制系統(tǒng)的核心。它通過先進的總線系統(tǒng)或 IP 通信接收大部分數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)收集到 TwinCAT 軟件中進行處理，然后傳輸至 Boolytics 平臺。“雙方之間的高透明度是我們選擇倍福成為技術合作伙伴的關鍵因素。”Chris Briers 總結道。這不僅僅局限于列日一地，設施經(jīng)理 Raf Weerts 正積極推動所有樓宇都配備倍福技術：“盡管每棟建筑在技術應用上存在差異，但我們依然能夠實現(xiàn)標準化的操作流程，并始終采用相同的系統(tǒng)結構。對于最終用戶而言，這種標準化的操作模式無疑帶來了極大的便利性，同時也極大地拓寬了他們的選擇范圍，例如，在共享能源方面。通過實現(xiàn)跨地域 PLC 之間的無縫通信，我們能夠精準掌握并優(yōu)化啟動高能耗設備的最佳時機。”
C6030 超緊湊型工業(yè) PC 是樓宇自動化的核心。
當前實施的系統(tǒng)已達到 2030 年建筑標準
在整體能源績效方面，這座建筑無疑已經(jīng)邁入了時代的前沿。Raf Weerts 解釋道：“在隔熱材料與玻璃的選擇等方面，我們都嚴格遵循了 2030 年的標準。畢竟，隔熱工程只能做一次。因此，我們必須確保每一步都精準無誤。現(xiàn)在，一臺輸出功率高達 32 千瓦的 VRF（變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)）熱泵可以使整棟辦公樓保持宜人溫度。我們并不追求恒定的 23°C 室溫，而是注重于提供舒適的體感環(huán)境。例如，對于短暫停留的訪客，如僅需在樓內(nèi)逗留五至十分鐘的客人，他們甚至無需脫下外套。當然，我們也充分考慮到員工的舒適度體驗，為此，我們特別設置了升溫按鈕，以便在需要時能夠迅速而便捷地提升室內(nèi)溫度。”
現(xiàn)場專家（從左到右）：Philip Neyens（倍福比利時分公司技術支持工程師）、Thomas Nagels（Boolean 合作伙伴）、Bert Cuypers（倍福比利時分公司客戶經(jīng)理）、Chris Briers（Boolean 公司所有者）和 Raf Weerts（ASL 集團設施經(jīng)理）
正如 Chris Briers 所述，Boolean 的編程工作已經(jīng)在實際應用中取得了一些顯著的成果，尤其是在能效方面：“我們對這個問題進行了深入而細致的探究。制造商的原始配置已經(jīng)歷了全面的優(yōu)化與調整。所有設置與參數(shù)化工作都由我們自主完成。”Thomas Nagels 補充道：“通過這座大樓的落成，我們得以清晰地展示，我們的運營更加經(jīng)濟合理。這要得益于我們部署了極為全面的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)融入了倍福控制面板。我們甚至還對運營過程中的每一個中間環(huán)節(jié)進行了監(jiān)控，從而讓我們能夠精準地識別出工藝流程中的哪些環(huán)節(jié)存在優(yōu)化空間。”我們已經(jīng)對加熱曲線的設置進行了實驗，旨在探究參數(shù)調整會給加熱過程及最終結果帶來什么樣的影響，以及這些改變的實際價值。
作為倍福解決方案提供商，Boolean 展現(xiàn)出了極高的專業(yè)能力與自主性，因此在項目實施過程中僅需極少量的外部支持。盡管如此，Chris Briers 仍然特別強調了自動化專家在項目實施期間所提供的寶貴支持。“倍福比利時分公司專家們的響應速度非常快，無論何時需要，都能迅速聯(lián)系到他們提供協(xié)助。基于 PC 的控制技術使用時間越長，積累的經(jīng)驗就越豐富，對外部支持的支持也就越少。然而，倍福的支持團隊會隨時待命，如果客戶有任何需求或疑問，他們都會以最快的速度提供幫助，如有需要，他們也會推薦最新的技術和產(chǎn)品。其中我們認為尤為關鍵的一點是，即便在日新月異的創(chuàng)新浪潮中，倍福技術依然能夠保持其出色的穩(wěn)定性。即便是十多年前安裝的解決方案，我們依然能夠確保提供充足的備件支持。這無疑是一種堅固耐用、專為工業(yè)環(huán)境設計的先進技術，比如高性能的工業(yè) PC，其應用領域遠遠超出了樓宇管理范疇，能夠成功駕馭復雜的生產(chǎn)流程控制。因此，得益于充沛的算力支持，我們在這棟大樓上所追求的長期發(fā)展目標將不再受到任何技術瓶頸的制約。”
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅動產(chǎn)品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業(yè)務遍及 70 多個國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應用于風力發(fā)電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術、互聯(lián)網(wǎng)和自動化技術完美融合在一起，為實現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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