4.各子系统平等集成方式
基于子系统平等方式进行系统集成是一种更为先进的解决方案。这种系统集成方式的核心思想是:建立系统集成管理层网络,将各子系统视为下层现场控制网,并都以平等方式集成;系统集成管理网络运行系统集成高性能实时数据库(系统集成数据库),各子系统的实时数据,通过开放的工业标准接口(如ODBC、OPC接口等)转换成统一的格式存储在系统集成数据库中;系统集成管理网络通过系统核心调度程序对各子系统实现统一管理、监控及信息交换。
基于子系统平等方式进行系统集成,采用符合工业标准的软、硬件技术,接口标准、规范。
开放的系统结构易于扩展,可真正实现甲、乙级智能建筑“对集成的各子系统实行统一的管理和监控”、“实现各智能化系统之间信息交换”的设计要求。
此外,由于采用基于子系统平等方式进行系统集成模式,系统通用性强、应用范围广,可适用于各种不同设备制造商子系统的集成,有利于降低系统集成成本,加快项目进度。
5.采用开放式标准实现互连
采用开放式标准开发的开放式系统是实现设备及子系统之间无缝连接的最好办法。
所谓开放式系统即系统所有部件均以公开的工业标准技术制造。系统符合公开的工业结构,因而不同厂商的产品,可以组合从而实现互操作,可以实现不同设备及系统无缝连接,它具有3个特点:
①系统的技术规范是所有厂商共同遵守的;
②同样功能的部件虽由不同厂家生产,但可以互相替换,可以互操作;
③符合标准的系统之间可以直接互连。
采用开放式标准实现互连是目前各建筑设备自动化子系统集成的主要方式,通常采用两种开放性国际标准。
(1)Lon Mark标准
Lon Mark标准是以Lon Works技术为基础的一套标准,Lon Works技术是一种现场总线技术,是适合现场控制层网络使用的开放式标准。通常用于HVAC、供配电、给排水系统、消防系统、保安系统等各种监控子系统的现场控制层设备的互连通信。
(2)BA Cnet标准
BA Cnet标准主要是管理层的一个开放式标准。BA Cnet比Lon Works有更强的数据通信能力,是可以实现不同厂家建筑设备自动化系统、火灾自动报警与消防联动系统、安全保卫系统产品之间互连的网络通信技术。
6.4建筑智能化子系统的集成模式
智能建筑系统集成模式一般可分为两个集成层次。第一层是对楼宇综合管理层的中央集成;第二层是各个子系统的集成,也就是说首先在建筑管理系统,办公自动化系统和通信网络系统三个子系统上集成,形成这三个独立的子系统后,然后再次集成,而这次集成是以提高效率为目标的高层次集成。第一层的集成是满足楼宇管理功能的需要,第二层集成是满足楼宇服务功能的需要。在实际使用过程中集成的方式不尽相同,一般根据工程的实际需要集成,但是性质都属于这两种集成模式。
根据智能建筑工程的具体系统环境和集成要求,建筑智能化子系统之间常采用以下几种集成模式。
1.一体化集成模式
一体化集成模式就是要建立智能建筑管理系统。智能建筑管理系统把各子系统(建筑管理系统,办公自动化系统,通信网络系统)从各个分离的设备功能和信息等集成到一个相互关联的统一协调的系统中,以便对各类信息进行综合管理。一体化集成使整个大厦内采用统一的计算机操作平台,运行和操作同一界面下的软件以实现集中监视、控制和管理功能。智能建筑管理系统是系统集成的高级阶段,但是一个真正完整的智能建筑管理系统实现较为复杂,系统造价很高。
2.以建筑设备自动化和办公自动化为主,面向物业管理的集成模式
这种集成模式是将建筑管理系统、办公自动化系统及智能一卡通系统、程控电话系统等进行集成,完成办公自动化系统及建筑管理自动化系统的紧密集成。其中,属于办公自动化系统的物业管理系统包括租赁管理、维护管理、收支管理、来访客管理及电子公告牌、电子邮件、会议室安排、多媒体信息查询等功能;建筑管理自动化系统管理建筑设备的自动监控,这些建筑设备包括电力、照明、电视监控、智能卡、火灾报警、安全防范、PABX费用计费器、电子公告牌、停车场等设备;对通信网络系统只集成了PABX的计费功能。
3.建筑管理系统集成模式
建筑管理系统实现建筑设备系统与火灾自动报警系统、安全防范系统之间的集成。这种集成一般基于建筑设备自动化系统平台,增加信息通信、协议转换、控制管理模块,主要实现对于火灾自动报警与消防联动系统、安全保卫系统的集中监视与联动。各类子系统均以建筑设备自动化系统为核心,运行在建筑设备自动化系统的中央监控计算机上,满足基本功能,实现起来相对简单,造价较低,可以很好地实现联动功能。国内目前大部分智能建筑采用的是这种集成模式。
4.子系统集成
所谓子系统集成是指对办公自动化系统、通信网络系统、建筑设备自动化系统三个子系统设备各自的集成,这也是实现更高层次集成的基础。
办公自动化系统集成实质上是把不同技术的办公设备用连网方式集成为一体:将语言、数据、音像、文字处理等功能组合成一个系统,使办公室具有处理和利用这些信息的能力,提高日常事务处理和行政管理能力,具有科学化、高效率的特点。
通信网络系统将程控电话系统、数据通信与计算机网络系统、音像系统、卫星通信系统等以PABX为核心进行集成。
建筑设备自动化系统采用集散控制系统或现场总线控制系统,上层由中央监控计算机进行监视管理,下层由现场控制器进行现场控制,需要集成的供配电、照明、暖通空调系统、给排水系统可通过现场控制器直接集成到系统内。
6.5基于BA Cnet和Lon Works的建筑管理系统
建筑管理系统对大厦内所有实时监控系统进行集成监控、联动和管理。这些实时监控子系统包括建筑设备自动化系统、安防自动化系统、火灾自动报警系统。建筑管理系统的特点主要体现在综合监控信号处理和快速的响应能力,及监控参数的统计、汇总、整理等管理的能力上。
建筑管理系统一般采用两层网络结构,上层为主要用于集中监视、信息管理的管理层网络;下层为主要用于现场设备监控的控制层网络。建筑管理系统网络连接所有的设备监控子系统和监控信息点。
1.管理层网络
管理层网络通常采用以太(Ethernet)局域网,把所有建筑管理系统监管工作站、数据库服务器、设备监控子系统接口设备等连接在这一层网络上,并把所采集的监控信息及时地反映到建筑管理系统上来,而建筑管理系统也可通过这一层网络将程序、指令等信息传输到有关的子系统和相关现场监控设备。
管理层网络可连接多个管理子系统。用户不但在监控中心可监视和管理整个建筑管理系统,也可在网络的范围内设立多个监控中心,按部门更方便地管理建筑管理系统的各子系统。
连接多个管理分中心,可作为建筑管理系统的热备份,如其中任何一个主机出现故障,其他分中心设备可作为备份立刻取代之。
2.控制层网络
控制层网络主要是在控制网与信息网之间的协议转化器与各现场监控设备之间建立网络连接,实现监控信息的采集、转换、传输和控制。
控制层网络根据厂家的不同,多采用ARCNET令牌总线网、RS-485串行总线网、工业以太网和Lon Works现场总线网等。
基于BA Cnet、Lon Works的建筑管理系统集成应用方案如下所述。
(1)Lon Works方案
Lon Works现场总线技术具有智能控制功能的智能节点组成平等的一级全分布式网络结构,节点之间定义相互的关联关系,将系统的庞大控制关系转变成节点之间的互动关系,能真正实现全分布式控制网络系统。
Lon Works现场总线网与管理层以太网的连接是通过专用的LNS网关实现连接。
(2)BA Cnet方案
一种基于BA Cnet的建筑管理自动化系统集成方案。
BA Cnet是一种用于多种物理网(ARCNET、Lon Works、RS-485、RS-232C及以太网)互连的网络通信协议,定义了4层协议:物理层、数据链路层、网络层和应用层。在物理层和数据链路层上,除定义了数据链路层MS/TP主从令牌协议外,其他都是采纳现有物理网的相应协议。BA Cnet定义了自己的网络层和应用层协议。BA Cnet许可的异种物理网络之间可通过BA Cnet路由器实现互连。
BA Cnet标准为应用广泛的分布控制和监控提供了解决方案。它管理所有建筑物设备的通信,如采暖、通风、制冷、火灾报警、保安、照明、动力等。它包含表示监控设备的配置和操作的模型,在设备间交换信息,是应用局域网和广域网技术传递BA Cnet信息的规范。BA Cnet服务(信息)包括报警和事件服务、文件访问服务、对象访问服务、远程设备管理服务和虚拟终端服务。因此BA Cnet特别适合于智能建筑中不同设备监控子系统之间的互连集成,即建筑管理自动化系统系统集成。
小结
系统集成是将智能建筑内不同功能的智能化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起,以实现信息综合、资源共享。本章内容旨在让读者建立起建筑设备自动化系统集成的理念,重点介绍了系统集成的概念、智能楼宇监控中心的职能、基于建筑设备自动化系统的布线技术、系统集成的模式等内容。
习题6
1.简述系统集成的概念。
2.对于系统集成的解决方案,北美国家提出了以建筑设备自动化系统为核心的,新加坡等国提出对建筑物中所有的弱电系统进行综合信息管理,推行和_______。
3.简述智能化系统集成的功能。
4.简述监控中心的功能用途。
5.智能楼宇对监控中心的位置、环境有哪些要求?
6.综合布线是一个模块化、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道,是智能建筑的“_______”。
7.综合布线系统由6个部分组成,可以概括为“一间、二区、三个子系统”,分别为:_______、_______、_______、_______、_______、_______。
8.思考智能建筑与综合布线的关系。
9.列举综合布线拓扑结构形式。
10.建筑智能化子系统有哪些互连方式?
11.列举建筑智能化子系统的集成模式。
12.绘制基于Lon Works和BA Cnet的建筑管理系统集成方案示意图。