技术解读：KNX技术应用新发展
摘要：针对目前楼宇自动化系统设计及实施中存在的问题，阐述了进行系统验证的必要性和所带来的益处。根据楼宇自动化系统实现技术的复杂性，阐述如何进行验证草案的编写及协调各草案间的关联和制约关系，才能保证整个楼宇自动化系统在软、硬件上的一致性，保证系统的性能得到充分发挥，实现各项性能指标。
1 引 言
楼宇自动化系统是由各种先进技术(如4C技术)实现的集散型控制系统，又是一个信息集成系统。整个系统通过DDC控制器、通信网络、上位机等协调工作达到预期的性能指标，为智能建筑实现综合管理、可靠运行和节约能源提供了可靠保证。楼宇系统中各种控制功能由控制器及软件实现，而各种管理及监测功能由上位机及软件实现。因此，控制器和上位机的软、硬件的一致性及软件组态设计至关重要。然而，由于下列原因造成很多的楼宇自动化系统统不能正常开通、各种控制和管理功能不完善、节能效果不好、维护及扩展困难及对原施工方依赖性大等问题。
(1)由于楼宇自动化系统技术的复杂性，用户对楼宇自动化系统及其能实现的功能了解不深，对用户需求技术指标、接收标准和试验标准阐述得不完善、不具体，完全依赖于承包方的设计和解释。
(2)各阶段没有很严格的验证和测试，单靠最后竣工时的验收是不能保证各种中间过程运行的正确性、合理性的，很多潜在的问题仅靠外特性的测试也是难以发现的。
(3)对系统控制参数选择的合理性无法正确评价，控制过程的响应性能不好。
(4)没有对系统按标准操作规程进行严格跟踪和测试，运行人员对系统的操作及处理能力不高，加上缺少对系统运行机理的了解，分析和判断问题的能力差。
(5)技术资料不完整及与实际系统不符，没有软件的源代码等，加上用户对系统的软、硬件没有很好的培训和掌握，随着系统的运行，很多问题会不断暴露出来。
这是一项技术性很强的工作，单靠用户短期内是很难完成的。因此，通过第三方专业人员运用合理的跟踪和评价体系来验证整个系统是最好的选择。
2 验证目的和内容
验证是建立备有证明文件的依据，为系统提供一种高度的保证：使生产过程完全一致地生产出满足预先确定的技术指标和质量特征的产品(含控制信息或数据)，对各种偏差做出记录和处理。
在系统生命周期中，从用户需求技术指标到设计、安装、运行等阶段涉及一系列技术问题，每一阶段的好坏均对下一阶段产生重大影响。因此，验证应贯穿楼宇系统整个生命周期之中。系统的建造顺序为：技术指标→设计→开发及试验→安装→接收试验→运行6个阶段；对应于验证过程为：验证主计划、草案编写及指标确认(SQ)→设计确认(DQ)→开发过程及源代码审核、仿真及测试软件和模块→安装确认(IQ)→运行确认和性能确认(OQ&PQ)、验证报告→投入运行(控制和过程检验)。各个阶段相互之间互为基础和制约，均需要切实可行的验证草案来保证。
对楼宇系统来说，软件实现的功能是强大的，如何以最少的硬件投入发挥最大的效率及系统的先进性、开放型、集成能力均是用户关心的问题。因此，规定的技术指标和实现的功能应明确，应指出采用的主流技术要求，防止甲、乙双方由于对问题理解不同而导致的各种纠纷，造成建造系统的较大缺陷等。
3 草案的编写及确认
(1)用户需求技术指标(URS)。
根据用户要求、技术的先进性及可行性，提出一个完善、合理的技术指标，既要保证满足现在需要，又考虑将来规模扩大和技术发展的需要。URS应尽可能地详细，不但阐述系统的结构形式、功能要求、技术指标、运行参数、验收标准，试验方法等，还应用逻辑图的形式表示出每个设备的工作流程、设备间的互连及互操作性要求等。URS应作为招标文件编写、系统设计和实现功能的依据。
(2)验证主计划(VMP)。
详细定义整个验证过程中各阶段的相互关系，每阶段达到的要求，系统的验证范围、界线，验证管理及各验证文件的要求等。
(3)技术指标确认(SQ)。
通过构造一系列文件，将URS和投标方的方案及产品性能进行审核，找出最优的实现方案，确定投标方，使投标方的产品、质量管理体系等能完全满足用户要求，为设计确认提供基础保证。
(4)设计确认(DQ)。
对中标单位的具体设计和施工方案(含图纸)进行审核，包括技术的可行性、合理性，是否符合规范要求，软、硬件设计有无错误，各种操作规程、文档资料是否与设计相符，运行和控制参数是否正确。同时，对软件流程图、源代码、上位机界面等进行审核，确保设计完善、合理，完全满足URS的要求。把设计中的细节以文件的形式提供给用户，保证设计资料的完整性，给以后的运行、维护、扩展、升级提供技术上的保证。
(5)安装确认(IQ)。
对安装质量、竣工文件等提出规范化的要求，针对设计图纸及要求，对照实际安装软、硬件等逐一核对。对所出现的与设计的偏差进行列表，并分析产生偏差的原因，进行偏差的处理记录。对单台设备进行测试，保证满足运行和精度要求，确保安装和竣工图纸、文档、软件的一致性。安装中的每个细节均以文件的形式表述，为以后的元件更换、保养提供可靠的保证。
(6)运行确认(OQ)。
对运行测试过程提出规范化的要求，按照接收标准进行各种运行试验及参数测试，包括：通信速率、报警时间、界面响应、控制精度、响应时间、不合理数据的反应等。使运行中的每个细节无论是功能性、逻辑性的还是控制精度、标准操作规程等都得到严格的测试和分析，对出现的偏离给予合理的处理和记录。
(7)性能确认(PQ)。
对照产品的性能指标，试验各种运行工况，找出影响质量的关键因素，优化系统运行参数，确保产品的质量和性能满足要求。
4 验证的实施
每个验证步骤都是按照相应的验证草案进行的，下面以安装确认和运行确认草案简要阐述草案应包括的内容，可用于所有自动化系统，通过一个完整的文件证明自动化功能和能力的安装和运行。
(1)IQ草案
①计算机硬件。
CPU，磁盘、带，打印机、显示器，各种连接电缆，序列号，插件板的DIP(I／0)开 关设置和跳线设置IRQ，RAM数据保护的电池等。
②软件。
操作系统软件，配置软件，应用软件等。
③使用环境。
HVAC设备，电源和接地，安全等级，电磁屏蔽，环境参数等。
④对过程设备的连接。
现场设备接线表，端子排和标签，卡片等。
⑤网络。
诊断，通信电缆，硬件序列号等。
⑥文件。
工程图纸，安装图，仪表和传感器校正记录，用户手册，维修手册，安装、测试、试运行、SOPs，证明文件，备份和恢复过程，维护过程 (包括运行调节过程、仪器校正过程、预防性维护过程、备件表、特殊试验设备、改变控制、试验记录)。 [Page]
(2)OQ草案
①运行检查。报警试验(声、光)，互锁、联动试验，非正常进入／条件试验，正常运行范围内的极端试验，正常运行。
②运行参数。温度、速度、流量、阀门位置等。
③系统的自动化运行。am软件：软件功能和能力，现场器件调试，传感器校正；pm接口：与其他系统通信，打印机；胀网络通信：软件功能和能力，信息通路，冗余等；PH系统安全：维护时计算机系统的登录，运行时计算机系统的登录，计算机室人员进入；PR系统功能：资料传送，暂停／恢复／中断运行，手动运行，紧急停止，互锁，报警(声、光)；删控制过程试验：证实生产过程的动态特性和相关的计算机系统的配合性能的正确性及控制过程工作程序的一致性。
(3)验证的连续性。验证不是一次性的，应根据系统的重要程度重复进行，一般每年进行一次，对一些重要的系统，应半年进行一次，确保系统中的每个细节均能得到测试和调整。
5 结 语
实践证明系统验证是非常必要的，它可以保证系统软、硬件资料的正确性、完整性、一致性，并通过各阶段的严格验证，保证系统的各中间环节和整体功能均被测试并能达到预期的性能指标，同时，促进用户的技术和运行人员加深对系统各环节的理解和掌握。
摘自:中国自动化网
Related posts
