楼宇控制系统是将建筑物（或建筑群）内的电力、照明、空调、运输、防灾、保安、广播等机电设备以集中监视、控制和管理为目的而构成的一个综合系统。它的目的是使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活环境和工作环境CONTROL ENGINEERING China版权所有，并保证系统运行的经济性和智能化。
　　在现代化的大型建筑中，一般都采用中央空高调系统。空调系统的作用就是对室内空气进行处理，使空气的温度、湿度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。为此必须对空气进行冷却或加热、除湿或加湿，以及过滤等处理措施。其相应设备有制冷机组、锅炉、空调机组等。^[1]
　　本文着重讨论空调机组的控制。空调机组画面如图2。新风在跟回风混合后经过冷/热盘管，被制冷/加热后，送到室内。在封闭的厂房内，还需要排风机将室内空气抽出，以加速室内空气循环。通过改变各个风阀控制工程网版权所有，水阀的开度以及风机变频值可以达到调节室内温度控制工程网版权所有，二氧化碳浓度的目标。在对室内湿度有要求的空调机组，可以通过控制加湿阀的开关来达到室内湿度目标值。
　　1、InterBus总线^[2][3]
　　INTERBUS是德国PHOENIX公司1987年开发的总线标准，是最早的现场总线之一。现已广泛地应用于电子工业、汽车工业、烟草工业、冶金工业、仓储及传送技术、造纸工业、包装工业、智能建筑业、食品工业等等。
　　INTERBUS与Modbus、Profibus等合称为八大现场总线，它既有现场总线的共同特点，如系统的开放、可靠、高度分散、对现场环境适应强。同时CONTROL ENGINEERING China版权所有，总线传输距离远（最远达12.8km），无需中继，扩充非常方便。各种I/O模块、功能模块可根据生产需要分布安装，控制器与各模块之间通过一根总线电缆相连，扩充时只要将模块接到总线上，硬件上无需更改设置，控制软件更改一下系统组态（自动识别）和添加新的功能即可。运行时，上位机可通过INTERBUS OPC Server读写过程数据和变量（“写”只能对输出变量而言），从而实现对系统的监控，并对收集的信息进行处理，满足生产管理信息化的需要。
　　2、系统概述
　　本文以南京某大型厂房楼宇自动化系统为应用背景，该系统以空调控制系统为主控制工程网版权所有，包含对空调机组，冷水系统，热水系统，照明系统，排风系统以及空压机系统的控制。各个控制部分距离上跨度比较大，而且I/O节点多达2000多个。
　　针对实际系统特点，我们采用INTERBUS总线设计如下的系统结构，包括
　　BK模块：总线耦合器
　　RFC：PLC控制器，PHOENIX 生产
　　RFC控制器9针D型口连接INTERBUS总线系统，通过RFC控制器上的以太网口连接工业以太网，RFC控制器之间可通过以太网进行通讯。相邻两个子站之间的距离为400米，通过双绞线连接。根据现场安装需要，在I/O点变化情况下，通过增加INTERBUS总线耦合器BK，可灵活挂出子站。INTERBUS总线不需终端电阻,现场I/O模块及设备不需作专门的地址设置。INTERBUS总线为全双工数据传输方式,有极高的数据传输实时性。
　　现场模块采用Phoenix Contact的INLINE产品。BK模块是每个子站的总线耦合器，每个BK模块可带63个输入/输出模块，BK模块之间用Interbus总线电缆进行连接。Inline提供了所有的进行控制所需要的信息采集、传输数据的模块，本系统用到的模块种类有数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出等模块。

    图1 系统结构图

　　3、基于串级控制的变风量空调系统
　　3.1 空调机组运行画面
　　整个楼宇自动化系统，空调机组部分为控制的重点，以下是我们楼宇自动化系统的2#空调机组运行的组态画面。
　　图中“设定温度”接受从用户端输入的空间内的目标温度。系统会根据这个温度与实际室内温度（房间内各点温度的平均值）的比较来调节冷/热水阀的开度、热水泵的启停以及风阀的开度。具体调节过程见3.2节。
　　图中有三台变频的风机。从上到下分别为工艺排风机，排风机以及送风机。因为三台风机的功率不一样，图中显示的运行频率也不尽相同，系统控制目标是：送风量 > 工艺排风风量 + 排风风量，以使得车间内保持正压。具体控制过程不在本文讨论。

    图2 空调系统运行画面

　　3.2 VAV温度调节过程
　　对于像厂房这种空间比较大，而且温度控制精度要求较高的空调系统，我们结合过程控制理论，提出基于串级控制的VAV末端控制方案。控制过程如下：

    图3 空调末端控制过程

　　以空间内部温度（空间内各点的平均温度）作为主控制参数，送风温度作为副控制参数构成串级回路。主副调节器都是PID调节器。

  图4 控制系统方框图
 y1：主控制参数(空间内部温度)  &