中央监控机制催生智能节能建筑

早在几十年前，建筑物能源管理系统(Building and Energy Management System；BEMS)便已现身，算是相当成熟的工具；如何利用最先进的BEMS，搭配图控系统与各式控制器，共构为一个中央监控机制，乃是打造智能节能建筑的关键课题。

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事实上，建筑节能管理需求，并非此刻才突然出现，如果追溯到1960年前后，其实BEMS概念就已成形；只不过，当时诉求的重点，乃在于个别设备或系统的自动化，还未进入集中化管理。

然而，上述奠基于个别监视系统、搭配模拟矩阵的监控方式，最大的盲点，乃在于无法同时兼具控制设备运转之功能，以致节能成效不彰。到了后期，肇因于个人电脑的出现，以及各项ICT技术的推陈出新(尤其以DDC数码控制技术最具突破性)，使得过去各司其职的一个个监控系统，得以被串连起来，并透过中央管理机制集中纳管，而管理者很容易藉由电脑及屏幕，藉以掌握设备运转现况，且一并将用电数据予结合，进行更大范围的控制。

1980年中期，美国开始以舒适性为诉求，逐步形成智能大楼之概念，旨在将电脑与通讯设备或技术予以结合，不仅使得建筑设备获致充分的连结，更顺势将原本独立的防灾及保全系统纳入统合式管理机制，为尔后更趋进化的BEMS系统，扎下非常稳固的根基。

随着历来多次进化，如今BEMS之定义，已与过往有所不同。根据内政部所颁布的智能建筑设计技术参考规范显示，将将耗能的各项空调设备或机电设备，透过其设备提供监控，连结于网络化之自动化控制装置，检测设备及系统之能源耗能情况，以逻辑化的运作方式及节能管制方法，达到节能的成效，即称为建筑能源管理系统或BEMS。

一般来说，基于设备集中管制需求，现今的BEMS，都以开放式网络架构进行设计，主要采取广为国际间使用的BACnet、LonWorks等通信协定，同时也支持TCP/IP通讯协定，所以可以满足线上遥测需求，俾使节能管理更加轻松省事。若以BACnet这个标准的通讯系统为例，在它现身之后，各个设备厂商即可将其设备的通讯格式，制定为BACnet这一开放式架构的通讯格式，抑或控制设备厂商藉由原本的通讯协定，直接转译成符合BACnet 通讯协定的闸道器，如此即可省却系统整合的繁复性，让建筑物内的系统整合变得更具效率。

值得一提的，因为一般高楼层大楼，多可归类为大型规模建筑，所以个中采用的BEMS系统，需要管理的事务相对繁多，往往必须分别由多台主机执行管理，也就是采取所谓的双回路或组织化设计，以期减少单一系统发生故障时，对整体管理系统所带来的不利影响。

按日本空气调和卫生工学会的定义，BEMS所应具备的机能，除了需要以统计图形画面表示、以及操作者支持功能，借此满足监视、操作与打印等管理需求外，还须具备数据管理机能、控制机能(针对共通、电器、空调、防灾与保全系统)、大楼管委会之行政功能、广泛之建筑管理、系统管理机能、可靠度机能(含当机防止之机制，及双回路之支持功能)。

看准BEMS商机　业者积极出手
综观BEMS久远的发展历程，可以肯定的是，此项需求始终存在于工商社会之中，称得上是历久不坠；尤其台湾自产能源比例甚为微小，高达98%以上能源需求皆仰赖海外进口，因此随着能源逐渐缺乏，发展零能源大楼(Zero Energy Building；ZEB)、低能源大楼(Low Energy Building；LEB)，就成了大势所趋，也为BEMS提供了绝佳的基本盘。

着眼于BEMS丰沛商机，以电子产品制造见长的诸多台厂，当然也不会错过此一盛会，除了有多不胜数的业者投入BEMS个中所需元件的产制外，也有若干擅长于自动化控制应用的业者，可提供BEMS完整解决方案，譬如工业电脑大厂研华，在累积多年自动化应用历练之余，即植基于开放式架构与一致性的通讯协定，积极就控制与传感等硬件界面进行无缝整合，佐以其他加值软件的搭配，逐步发展成为完整的BEMS方案，即是最典型的例子。

探究研华BEMS解决方案架构，最核心的元件，无非就是名为WebAccess的SCADA图控软件，其是数据采集与监控的枢纽，并提供诸如Active X、HTML报表、图形汇入、DDE、OPC、ODBC I/F或JAVA/TCL/VBscript等丰富的开放式整合元件，俾使系统整合商能轻易开发子系统界面，协助最终用户建立自动化系统，好让用户端的管理者，得以藉由网页浏览架构的人机界面(HMI)与SCADA图控软件，在线上轻松执行必要的监控与维护作业。

当然，为了实现智能节能目标，充其量能扮演大脑的SCADA软件，还需要手脚与心脏，才能形成完整机能，在此前提下，即有必要搭配采用能源数据集中器、以及可联网式数码逻辑(DDC)控制器，才能形成完整的BEMS格局。

仍以研华解决方案为例。WebAccess居中负责汇总及储存来自于能源数据集中器、DDC控制器所上传的收据，再进行后续分析，藉以演化为最佳化的控制规则，而由于WebAccess系统在整个BEMS架构中，乃是不可或缺的要角，它的运行状态正常与否，攸关各项数据是否获得保全，在不容闪失前提下，亦容许用户以两两成对方式建立备援架构。

能源数据集中器重点则在于通讯，通常都拥有多组通讯埠，可透过Modbus RTU通讯协定，蒐集来自于智能电表的数据，可想而知，在一栋装设大量智能电表的建筑物，里头所需配置的能源数据集中器，肯定不在少数。

至于DDC控制器，则可凭藉各式I/O模块，串接诸如热泵、锅炉、冰水主机、电力系统、空调系统、太阳能或风力等供电系统…等不同设备，藉以发挥监视与控制功能；举例来说，针对冷热冰饮水供应系统，其于管路切换、温度切换、水量补给、按尖离峰调配供应量等种种控制需求，皆是由DDC控制器加以满足，而DDC控制器甚至可藉由不同设备或系统的连动控制，竭尽所能符合既定控制规则。

总括而论，透过SCADA图控软件、能源数据集中器与DDC控制器等机能的整合，即可构筑基于智能节能所需之中央监控机制。