建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解

1、 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解1 1）概述 系統(tǒng)集成，一般來說是指在一個大系統(tǒng)環(huán)境中 ，為了整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，在相同的總目標之 下，將相互之間存在一定關(guān)聯(lián)的各子系統(tǒng)，通過某 種方式或技術(shù)結(jié)合在一起。 5.1 5.1 智能建筑的系統(tǒng)集成智能建筑的系統(tǒng)集成 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解2 2）智能建筑系統(tǒng)集成的意義 通過對智能建筑各子系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成，可 以對各個子系統(tǒng)進行集中監(jiān)控，從而提高管理和服 務(wù)效率，節(jié)省成本，降低運行和維護費用； 通過綜合設(shè)計集成系統(tǒng)，可以優(yōu)化總體設(shè)計， 減少各個子系統(tǒng)中的硬件和軟件重復(fù)投資； 通過采用統(tǒng)一的

2、硬件和軟件結(jié)構(gòu)，使操作和 管理人員能更加容易地掌握其操作和維護技術(shù)； 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解3 為業(yè)主或租賃戶提供高效率高質(zhì)量的物業(yè)管 理服務(wù)，提升建筑物的檔次，使建筑物售前升值和 售后保值； 為業(yè)主或租賃戶提供一條建筑物內(nèi)外四通八 達的信息高速公路。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解4 3）智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容 從不同角度看，智能建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)容主要 包括：功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成、界面集成等。 （1）功能集成 將原來分離的各智能化子系統(tǒng)的功能進行集成 ，并形成原來子系統(tǒng)所沒有的針對所有建筑設(shè)備的 全局性監(jiān)控和管理功能。功能集成主要

3、分兩個層次 ： 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解5 IBMS中央管理層的功能集成：集中監(jiān)視、 控制和管理功能，信息綜合管理功能，全局事件管 理功能，流程自動化管理功能，公共通信網(wǎng)絡(luò)管理 功能。 各智能化子系統(tǒng)的功能集成：BAS、OAS、 CNS、BMS的功能集成。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解6 （2）網(wǎng)絡(luò)集成 網(wǎng)絡(luò)集成實質(zhì)上是通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) CNS在智能 建筑中的具體實施，是通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的結(jié)合 ，以及通信線路和網(wǎng)絡(luò)線路的結(jié)合。由綜合布線系 統(tǒng)構(gòu)成智能建筑的“高速公路”，由用戶程控交換 機和計算機局域網(wǎng)組成智能建筑“高速公路”上的 “

4、紅綠燈”和“交通指揮中心”。 網(wǎng)絡(luò)集成側(cè)重在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備這兩 個方面。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解7 （3）界面集成 智能建筑系統(tǒng)集成的最高目標是將 BMS、 OAS、CNS集成在一個計算機平臺上，在統(tǒng)一界 面環(huán)境下運行和操作，即建立智能建筑綜合管理系 統(tǒng) IBMS。一般各智能化子系統(tǒng)的運行和操作界面 是不同的，界面集成就是要實現(xiàn)在統(tǒng)一的平臺和統(tǒng) 一的界面上運行和操作系統(tǒng)。界面集成實現(xiàn)的前提 是各子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的互通交換，在技術(shù)上主要是 解決不同網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換問題。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解8 5.2 5.2

5、建筑智能化子系統(tǒng)的互連方式建筑智能化子系統(tǒng)的互連方式 智能建筑中的各種建筑設(shè)備子系統(tǒng)是由不同廠 家生產(chǎn)制造的，很難把它們直接互連起來。需要采 用某種互連方式把這些分離的由不同廠家生產(chǎn)的子 系統(tǒng)或設(shè)備互相連接起來，以實現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)部和子 系統(tǒng)之間的集成。常用的互連方式有以下幾種： 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解9 1）硬接方式 這種方式是早期系統(tǒng)集成的手段，現(xiàn)在很少應(yīng) 用。該方式是通過增加一個設(shè)備子系統(tǒng)的輸入 /輸 出節(jié)點或傳感器，接入另一個設(shè)備子系統(tǒng)的輸入 / 輸出節(jié)點進行集成。 2）串行通訊方式 常見的方式是將現(xiàn)場控制器加以改造，增加串 行通訊接口（如 RS-232

6、C、RS-485等），使之可 以與其他設(shè)備子系統(tǒng)進行通訊。設(shè)備子系統(tǒng)之間的 信息交換通過通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解10 3）基于特定 BAS平臺的內(nèi)部子系統(tǒng)互連方式 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，BAS制造商將產(chǎn)品和 計算機技術(shù)緊密結(jié)合起來，使 BAS可以通過計算機 網(wǎng)絡(luò)連接其集成子系統(tǒng)，BAS可以監(jiān)測、控制和管 理其集成子系統(tǒng)。由此產(chǎn)生了以BAS為平臺的系統(tǒng) 集成方式。這種集成方式相對于前兩種集成方式來 說是一個較大的進步，系統(tǒng)集成度和功能明顯得到 提高。然而，以特定 BAS為平臺進行系統(tǒng)集成的方 式仍然存在明顯的缺點：各廠家的 BAS是一個相對

7、 封閉的體系，缺少向上的開放能力。BAS系統(tǒng)與其 他設(shè)備子系統(tǒng)的接口設(shè)備和接口軟件局限于特定產(chǎn) 品、特定型號，因此系統(tǒng)集成能力有限，且維護、 升級成本高。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解11 4）各子系統(tǒng)平等集成方式 基于子系統(tǒng)平等方式進行系統(tǒng)集成是一種更為 先進的解決方案（見圖 5.1）。這種系統(tǒng)集成方式 的核心思想是：建立系統(tǒng)集成管理層網(wǎng)絡(luò)，將各子 系統(tǒng)視為下層現(xiàn)場控制網(wǎng)，并都以平等方式集成； 系統(tǒng)集成管理網(wǎng)絡(luò)運行系統(tǒng)集成高性能實時數(shù)據(jù)庫 （系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)庫），各子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，通過 開放的工業(yè)標準接口（如 ODBC、OPC 接口等） 轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式存儲在系統(tǒng)

8、集成數(shù)據(jù)庫中；系統(tǒng) 集成管理網(wǎng)絡(luò)通過系統(tǒng)核心調(diào)度程序?qū)Ω髯酉到y(tǒng)實 現(xiàn)統(tǒng)一管理、監(jiān)控及信息交換。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解12圖 5.1 子系統(tǒng)平等集成方式 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解13 5）采用開放式標準實現(xiàn)互連 采用開放式標準開發(fā)的開放式系統(tǒng)是實現(xiàn)設(shè)備 及子系統(tǒng)之間無縫連接的最好辦法。所謂開放式系 統(tǒng)即系統(tǒng)所有部件均以公開的工業(yè)標準技術(shù)制造。 系統(tǒng)符合公開的工業(yè)結(jié)構(gòu)，因而不同廠商的產(chǎn)品， 可以組合從而實現(xiàn)互操作，可以實現(xiàn)不同設(shè)備及系 統(tǒng)無縫連接，它具有 3個特點： 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解1

9、4 系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范是所有廠商共同遵守的； 同樣功能的部件雖由不同廠家生產(chǎn)，但可以 互相替換，可以互操作； 符合標準的系統(tǒng)之間可以直接互連。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解15 （1）LonMark標準 LonMark標準是以 LonW orks技術(shù)為基礎(chǔ)的一 套標準，LonW orks技術(shù)是一種現(xiàn)場總線技術(shù)，是 適合現(xiàn)場控制層網(wǎng)絡(luò)使用的開放式標準。通常用于 HVAC、供配電、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保安系 統(tǒng)等各種監(jiān)控子系統(tǒng)的現(xiàn)場控制層設(shè)備的互連通訊。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解16 （2）BACnet標準 BACnet標準主要是管理層

10、的一個開放式標準。 BACnet比 LonW arks有更強的數(shù)據(jù)通信能力，是 可以實現(xiàn)不同廠家 BAS、FAS、SAS產(chǎn)品之間互連 的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解17 5.3 5.3 建筑智能化子系統(tǒng)的集成模式建筑智能化子系統(tǒng)的集成模式 根據(jù)智能建筑工程的具體系統(tǒng)環(huán)境和集成要求 ，建筑智能化子系統(tǒng)之間常采用以下幾種集成模式 ： 1）一體化集成模式 一體化集成模式就是要建立智能建筑綜合管理 系統(tǒng) IBMS，如圖 5.2所示。IBMS把各子系統(tǒng) BMS 、OAS、CNS從各個分離的設(shè)備功能和信息等集成 到一個相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)中，以便對各類 信

11、息進行綜合管理。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解18 圖 5.2 智能建筑綜合管理系統(tǒng) IBM S示意圖 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解19 2）以 BA 和 OA 為主，面向物業(yè)管理的集成模 式 這種集成模式是將 BMS、OAS以及智能一卡 通系統(tǒng)、程控電話系統(tǒng)等進行集成，完成 OAS及 BMS的緊密集成。其中屬于 OAS的物業(yè)管理系統(tǒng) （FMS）包括租賃管理、維護管理、收支管理、訪 客管理及電子公告牌、電子郵件、會議室安排、多 媒體信息查詢等功能；BMS管理建筑設(shè)備的自動監(jiān) 控，這些建筑設(shè)備包括電力、照明、電視監(jiān)控、智 能卡、火災(zāi)報警

12、、安全防范、PABX費用計費器、 電子公告牌、停車場等設(shè)備；對 CNS 只集成了 PABX 的計費功能。如圖 5.3所示。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解20 3）BMS集成模式 BMS實現(xiàn) BAS與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、安全防 范系統(tǒng)之間的集成。這種集成一般基于 BAS平臺， 增加信息通信、協(xié)議轉(zhuǎn)換、控制管理模塊，主要實 現(xiàn)對于 FAS、SAS的集中監(jiān)視與聯(lián)動。各類子系統(tǒng) 均以 BAS為核心，運行在 BAS的中央監(jiān)控計算機 上，滿足基本功能，實現(xiàn)起來相對簡單，造價較低， 可以很好的實現(xiàn)聯(lián)動功能。國內(nèi)目前大部分智能建 筑采用的是這種集成模式，如圖 5.4所示。 出版社

13、科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解21圖 5.3 以 BA 和 OA 為主的集成模式示意 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解22 圖 5.4 BM S集成模式示意 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解23 4）子系統(tǒng)集成 所謂子系統(tǒng)集成是指對 OAS、CNS、BAS三 個子系統(tǒng)設(shè)備各自的集成，這也是實現(xiàn)更高層次集 成的基礎(chǔ)。 OAS集成 辦公自動化系統(tǒng)集成實質(zhì)上是把 不同技術(shù)的辦公設(shè)備用聯(lián)網(wǎng)方式集成為一體，將語 言、數(shù)據(jù)、音像、文字處理等功能組合成一個系統(tǒng) ，使辦公室具有處理和利用這些信息的能力來提高 日常事務(wù)處理和行政管理科學(xué)化、

14、高效率。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解24 CNS集成 將程控電話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與計 算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、音像系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等以 PABX 為核心進行集成。 BAS集成 采用集散控制系統(tǒng)或現(xiàn)場總線控制 系統(tǒng)，上層由中央監(jiān)控計算機進行監(jiān)視管理，下層 由 DDC 進行現(xiàn)場控制，需要集成的供配電、照明、 暖通空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)可通過DDC 直接集成 到系統(tǒng)內(nèi)。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解25 5.4 5.4 基于基于 BACnetBACnet和和 LonW orksLonW orks的的 BMSBMS系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成 建筑設(shè)備管理系統(tǒng) B

15、MS對大廈內(nèi)所有實時監(jiān) 控系統(tǒng)進行集成監(jiān)控、聯(lián)動和管理。這些實時監(jiān)控 子系統(tǒng)包括建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BAS）、安防自 動化系統(tǒng)（SAS）、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)（FAS）。 BMS的特點主要體現(xiàn)在綜合監(jiān)控信號處理和快速的 響應(yīng)能力，以及監(jiān)控參數(shù)的統(tǒng)計、匯總、整理等管 理的能力上。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解26 1）管理層網(wǎng)絡(luò) 管理層網(wǎng)絡(luò)通常采用以太（Ethernet）局域網(wǎng) ，把所有 BMS監(jiān)管工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、設(shè)備 監(jiān)控子系統(tǒng)接口設(shè)備等連接在這一層網(wǎng)絡(luò)上，并把 所采集的監(jiān)控信息及時地反映到 BMS系統(tǒng)上來， 而 BMS系統(tǒng)也可通過這一層網(wǎng)絡(luò)傳輸程序、指令 等信

16、息到有關(guān)的子系統(tǒng)和相關(guān)現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解27 2）控制層網(wǎng)絡(luò) 控制層網(wǎng)絡(luò)主要是在控制網(wǎng)與信息網(wǎng)之間的協(xié) 議轉(zhuǎn)化器與各現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備之間建立網(wǎng)絡(luò)連接，實 現(xiàn)監(jiān)控信息的采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和控制。 控制層網(wǎng)絡(luò)根據(jù)廠家的不同，多采用 ARCNET 令牌總線網(wǎng)、RS-485串行總線網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)和 LonW orks現(xiàn)場總線網(wǎng)等。 基于 BACnet、LonW orks的 BMS集成應(yīng)用方 案如下所示： 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解28 （1）LonW orks方案 一種基于 LonW orks的 BMS集成方案見圖 5.

17、5。 LonW orks現(xiàn)場總線技術(shù) LonW orks網(wǎng)以具 有智能控制功能的智能節(jié)點組成平等的一級全分布 式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)點之間定義相互的關(guān)聯(lián)關(guān)系，將系 統(tǒng)的龐大控制關(guān)系轉(zhuǎn)變成節(jié)點之間的互動關(guān)系，能 真正實現(xiàn)全分布式控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 LonW orks現(xiàn)場總線網(wǎng)與管理層以太網(wǎng)的連 接 LonW orks現(xiàn)場總線網(wǎng)與管理層以太網(wǎng)之間通過 專用的 LNS網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)連接。 出版社 科技分社建筑設(shè)備自動化 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)集成理解29 （2）BACnet方案 一種基于 BACnet的 BMS集成方案見圖 5.6。 BACnet是一種用于多種物理網(wǎng)（ARCNET、 LonW orks、RS-485、RS-232C