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商品专题:
智能楼宇管理系统

 

1.1 概述

1.1.1 智能楼宇网络集成系统的概念

智能建筑的概念在20世纪80年代诞生于美国。按照IBI(Intelligent Building Institute)机构的定义,智能建筑是通过优化四个基本元素:结构、系统、服务和管理来提供有效和舒适的环境。智能建筑帮助业主和用户达到在费用、舒适度、便利、安全等方面的目标。

智能楼宇网络集成系统是以实现各专业子系统之间的信息资源的共享与管理、各子系统的互操作和快速响应与联动控制,以达到自动化监视与控制的目的。

它追求的目标是:

(1)信息资源的共享与管理。

(2)提高工作效率和提供舒适的工作环境。

(3)高效节能,节约管理费用,减少物业管理人员。

(4)适应管理工作的发展需要,具有可扩展性、可变性、能适应环境的变化的工作性质的多样化。

(5)各种系统设备使用管理方便、安全可靠。

(6)投资合理,达到短期投资长期受益的目的。

1.1.2 智能楼宇网络集成目前的发展现状

智能建筑的目标是为人们提供安全,舒适的环境和提供快捷的服务。建立先进与科学的综合管理机制达到环保和节能以及降低人工成本的目的。所设计的智能化系统从最初的各个子系统独立发展到系统集成,从建筑管理系统发展到智能建筑管理系统,而且是根据工程中实用和适用的原则客观地进行智能化系统设计,也从侧面体现了人们对智能建筑内涵的认识和提高的过程。从技术角度上看,随着计算机技术、网络技术、控制技术、通信技术等各种技术的发展为智能建筑打下了坚实的基础。

近年来国内建造了大量的高层建筑,仅在上海一地已竣工在建的高层建筑已达5000多栋,其中极大部分为商用办公楼,拥有智能化设施。另外在我国其他经济发达的地区(尤其是沿海地区),智能建筑也是比比皆是。如:珠海机场、桂林机场、深圳罗湖商业中心、北京名人广场等许多大厦都不同程度的采取智能建筑的技术。作为未来高速信息公路网一个节点智能建筑已经发挥了重大的作用。

我国在20世纪80年代编制建筑部的《民用建筑设计规范》JGJ/T6—92时也开始涉及到智能建筑的理念,并且提到了楼宇自动化和办公自动化。直到90年代初智能建筑这一概念才逐渐被越来越多的人们所认识和接受,尤其是在1993—1995年间,全国上下许多大中型城市的房地产商都将自己开发兴建的建筑标以“智能建筑”、“全智慧型建筑”、“3A型智能建筑”。“5A型智能建筑”等等,一时间智能建筑成了房地产商开发销售的热点。

       96年初,建设部在上海佘山召开了第一次“智能建筑研讨会”,至今已经过了将近12年的时间,在此期间我国通过对国际上智能建筑的了解,通过考察、工程设计配合、国际间学术交流,逐渐对智能建筑发展过程中的一些问题,对国际国内智能建筑技术的发展和趋势、从表面的现象到内涵有了更深入的了解,对智能建筑的设计也做到了更切合实际的需求。

进入21世纪之后,在2000年的上半年颁布了有信息产业部负责编制的《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000及《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000,下半年,由建设部负责编制的《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000,对智能建筑定义为:“以建筑为平台,兼备建筑自动化设备BA(Building Automation)、办公自动化OA(Office Automation)及通信网络系统CAN(Communication and NetworkAutomation),集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供了一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。结束了多年来智能建筑设计处于无章可循,无标准可依的情况,这无疑为我们智能建筑健康有序的发展奠定了基础。在2000年8月建设部颁发了《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的局部修改条文,重点就是解放在建筑中大量电子设备的安全提出了安全措施。

智能建筑已经从集成成功地发展到集成系统和网络,从基于单机应用发展到基于网络的协同应用,特别是基于Internet/Intranet网络集成的应用。从信息交互上来看,已经从简单的状态信息组合和基于监控的处理发展到基于内容的处理和融合,以及基于虚拟现实与多媒体技术的人机接口。系统集成已成为判别建筑智能化程度的重要依据。

1.2智能楼宇网络集成的意义

1.2.1智能楼宇网络集成理论意义

    本课题应用系统工程理论指导的前提下,基于INTERNET网络的平台,对计算机网络技术和自动控制技术理论的拓展,在计算机网络技术方面遵循IEEE802系列标准;同时利用目前最新的快速以太网技术,结合楼宇建设中的局域网进行星形网和总线网综合布线,拟在骨干节点间的数据传输采用ATM的PVC模式,将国内外比较知名公司(如CISCO公司、华为公司)在网络理论上研究的最新技术成果进行应用;在智能大厦楼宇自动控制方面,遵照国家建设部颁布的《建设技术政策纲要》等政策文件或有关的国家建筑标准,积极贯彻和落实绿色建筑精神。主要采用在OPC技术的基础上,充分利用OPC控制网络的诸多特点和优势,如安全性、分散性、易于扩展性、灵活性、二次开发性等。结合工作实践经验针对现场控制所出现的非常规问题,进行多方面的、深入地探索和研究,将所学到的理论知识和技术应用到对传感器、流量计、变频器等控制元件进行创新改革或拓展;通过工程实践加以证明OPC技术易于扩展性、灵活性、二次开发性等理论的先进性和科学性。进而达到改善或优化智能建筑管理系统。

1.2.2新的理念其及应用价值

    长久以来人们普遍没有意识到建筑管理的企业化属性,最重要的一点就是它不同于企业,没有生产、研发和销售环节。但是随着我国市场机制的稳步形成,越来越多的建筑管理者意识到,没有现代化经营管理理念的建筑管理者必将被市场所淘汰。

首先,建筑管理运营包括先期投资和流动资金。

其次,建筑集成管理系统是有产品的,建筑管理所提供的服务是一种无形的产品,但使用者却能切实感受到的。而这些产品的用户就是建筑或建筑群的使用者,这一点对写字楼、商用楼、酒店和体育场馆等尤为明显。建筑管理系统所提供的服务主要包括:

(1) 安全性服务;

(2) 舒适性服务;

(3) 便利性服务;

(4) 保洁服务。

提供这些服务就是产品,接受这些服务者就是客户。而产品的质量好坏,则完全依赖于智能大厦楼宇的集成管理系统,这是建筑管理的核心——商品价值。

在实际应用方面,将最新的网络技术应用在计算机网络中,从而极大地提高了网络性能,加大了网络整体抵抗外来侵袭能力,将从实际中解决瓶颈、丢包、掉线等问题,提高客户的上网速度,解决用户需求,开拓网络市场。将计算机网络技术与控制网络技术有机地结合来,使整个网域中的各个子网和控制器等部件节点实现系统高度集成和无缝连接,实现对信息资源的集成管理,从而达到实现最优化的管理目标。

生态建筑、绿色建筑,这是我们在智能建筑中始终贯穿的一条基本原则。节能和生态是摆在我们面前急需解决的重大问题,在发达国家他们提出节能,而在我们这种发展中国家,更应提到更高层次来重视。以Lonworks技术为基础采用变频技术、能量计量技术、弱电智能管理等多技术的、全方位的进行开源节流。以先进的技术和精良的设备促进社会效益和经济效益的提高与发展。从生态的角度出发,尽量利用可再生资源,利用自然的资源,走上一条可持续发展的良性循环轨道,有着不可低估的战略意义。

网络集成管理系统总体设计

2.1 系统的功能需求分析

2.1.1 智能楼宇网络集成管理系统总体性能要求

(1) 开放性

SmartBuilding集成系统将是一个完全开放性的系统,通过编制子系统的接口软件将解决不同系统和产品间接口协议的“标准化”,以使它们之间具备“互操作性”。所有接口均基于标准的TCP/IP数据接口协议和,而接口软件采用现今国际流行的标准接口技术—OPC技术。SmartBuilding集成系统可以通过Intranet和Internet以浏览器方式实现监控和管理操作。系统的开放性设计完全遵循国际主流标准以及相关标准。

(2) 可扩展性

SmartBuilding的应用软件严格遵循了模块化的结构方式进行开发,系统软件功能模块完全根据用户的实际需要和控制逻辑来编制。该系统的网络结构是分布式的结构模式,可为留出接口,从而满足系统的可扩展性。

(3) 互连接性

SmartBuilding完全运行于局域网(Intranet),采用TCP/IP协议,可以实现各子系统相互之间的互连。

(4) 安全性

网络系统是智能大厦信息集成系统的基础,必须在完善的网络管理和信息安全管理体系下,制定切实可行的管理措施,保证信息集成系统高效、可靠、安全运行。

(5) 先进性

完全采用目前国际上的主流技术和系统产品,保证前期所选型的系统与今后系统性能提升在技术先进性方面的可延续性。

(6) 节能性

经济成本是系统集成的重要因素之一,本项目系统研发者从系统目标和业主实际需求出发,选择具有先进性、成熟的、最经济的优质产品;并在系统合理配置和兼容性方面进行充分论证,删除不必要的设备冗余,以节省投资费用。

(7) 可靠性

SmartBuilding是一个可靠性和容错性极高的系统,使系统能不间断正常运行和有足够的延时来处理系统的故障,以确保在发生意外故障和突发事件时,系统都应该保持正常运行。

(8) 人机界面的友好性

SmartBuilding是中文界面,同时采用图形方式来显示信息点的状态

2.1.2 智能楼宇网络集成管理系统基本研发目标

(1) 综合化的智能大楼服务和管理

通过采用同一个操作系统的计算机平台和统一的监控管理界面,对大楼内的保安(门禁、防盗报警、闭路电视)、一卡通系统、楼控系统等进行监视与控制,实现大楼内各实时子系统的高度集成。同时系统将收集到的大楼内相关资料整理成具有高附加值的信息,使大楼的管理作业更趋化、智能化、自动化。

(2) 全局化的事件管理

通过对大楼内各子系统的一体化集成,可以更有效地对各类事件进行全局管理,这样既节省了人力,也提高了大楼对突发事件的响应能力,使主管人员迅速作出决策,以减少某些事故带来的危害和损失。

(3) 可靠的系统结构

系统采用统一的平台,在硬件和系统软件上可以实现双机(或多机)并行运行,具有容错和互为热备份的能力(需要额外的软硬件设备);采用统一的网络接口协议和模块化的硬件。

(4)友好、易用、统一的人-机界面

系统提供使用中文菜单、静态图形和动态图型符号相结合的监控界面,即在静态的建筑平面图上放置随信息点状态改变的动态图型符号,来实现对信息点的监控。这些界面在风格和使用上具有一致性,操作和管理人员只需要熟悉和掌握其中一种应用界面的使用,便可全面掌握整个系统的操作和功能运用,从而降低系统建设、技术培训及维修的投资和提高系统的运行使用效率。

(5) 智能化的分析和决策

可以通过编制时间响应程序和事件响应程序的方式,来实现大楼内设备的自动控制。例如空调设备的最佳启停和节能运行;照明回路和广播的时间控制;生活水箱的自动给水等,这些自动化控制与管理,省去了繁重的手动操作,同时降低了能耗,并始终大楼设备运行于最佳状态。

系统可以对楼宇中的全局性事件进行基于优先级的调度和分析处理,以及冲突预报等辅助决策。如:火灾报警的响应级别高于防盗报警;而防盗报警又高于管制门的异常报警等。

(6) 兼容性和跨平台性

系统的跨平台性是指当系统的运行负荷变大性能降低时,通过换用性能更高的计算机软硬件平台,系统能够照常运行,而同时性能得到提高。SmartBuilding系统的兼容性是系统能够实现设备的无关性,即能够连接所有支持软件连接的设备。

总之,我们的指导思想和目标原则是以系统一体化、功能一体化、网络一体化和软件界面一体化等多种集成技术为基础,运用标准化、模块化以及系列化的开放性设计,在中央监控管理级、区域监控(分层)管理级和现场信息采集与控制级的三层组成结构中,通过系统一体化的公共高速通讯网络,在整个大楼内采用统一的计算机操作系统平台,运行和操作在统一的界面环境下,以实现集中监视、控制和管理的功能。系统形成了信息和任务共享,控制相对分散独立,硬件配置灵活,软件扩充方便的并行处理分布式计算机系统的结构模式。

2.2 IMBS总体设计

2.2.1 智能楼宇网络集成管理系统网络结构

智能楼宇网络集成管理系统采用最新一代的SmartBuilding系统扩展架构,如图2.1所示:

智能楼宇网络集成管理系统三层网络结构,分别是:智能化综合管理层(管理层)、信息化数据采集处理层(数据处理层)和集成化系统应用层(监控层)。其中中央监控工作站、中央服务器、中央数据库以及Internet互联网组成管理层,负责局域网中数据采集的数据采集设备组成了数据处理层,最后由相关的各个子系统和相关的子系统设备组成了监控层。管理层网络采用100M BASE-T 以太网,以标准的OPC协议互相通信,在物理连接上利用现有的综合布线路由,通过网络设备的设置将管理层网络连通;所有控制器能通过控制层以现场总线方式通信。采用分布智能式控制系统,控制层网络总任一节点出故障时均不至于影响其他系统和总系统的正常运行和信号的传输。

(1) 管理层网络

       管理层的关键是通过科学的数据分析和处理,有效方便地提供给现场工作人员的最可靠的、详实的综合业务状况并提出相应的优化管理和运营方案,智能化管理的核心是通过各种信息的高效利用,并通过类似于专家系统管理或者MIS软件的友好界面使管理掌握更深层次的数据分析结果。

管理层网络除了将系统自身的管理设备连接起来之外,还将建筑物中其他相关系统和独立的智能化系统连接起来,实现各个系统之间的数据通信、信息的共享以及其他厂商设备和系统的通讯。

       同时管理层网络还将建筑设备监控系统中的所有监控信息及时地反馈到中央监控工作站系统中的数据库,发出请求给中央服务器等待响应,并且获取信息共享管理系统中的相关信息,实现相关信息的双向通信

       管理层采用TCP/IP协议,中央服务器及其他工作站,数据库管理服务器以及各个子系统终端上的监控设备和数据采集设备分布其上。网络上各个节点之间的数据交换采用点对点(peer to peer)方式,各个节点均具备动态数据访问的功能,可以在任意节点添加计算机,通过标准的WEB浏览器浏览各个子系统的工作状态。

(2) 监控层网络

       采用分布智能式控制系统实现各个控制节点之间,控制节点与中央控制中心之间,以及他们与专用控制、接口设备之间的数据通信。监控层的每个现场控制器和数据采集设备采用分散控制的原则,分布在被控制设备的附近,现场的工作人员可以通过现场控制器上显示的数据进行手动操作和检查被监控的设备。每个现场控制器都具备相应的可扩展模块,当现场被控设备的监控点需要增加时,只需要增加相应的扩展模块即可,这样不影响其他被控设备。当需要增加其他被控设备时,只需要在监控层网络上增加控制器,同样也不会影响到其他控制设备。

(3) 数据处理层网络

       数据处理层是整个智能楼宇网络集成管理系统的核心,整个建筑设备的运行信息、人员管理信息、物流信息、服务反馈信息等构成了庞大的管理信息源,如何将庞杂纷乱的信息收集、分类、整理成为有序的数据信息集合是数据处理层的主要任务。数据处理层的目的就是充分的收集各种信息为系统优化和专家经验系统提供支持,为管理者提供有效的决策依据。最重要的一点是:它是整个系统的信息中心,所有的信息都保存在此层。一般可以考虑的数据库为:SQL-SERVER、DB2 和 ORACLE,可以采用的存储硬件包括:大容量硬盘、网络存储设备和磁盘阵列,在本层收集的信息如:设备运行状况、能耗分析、人员信息、物流信息、成本分析、满意程度调查和人员管理方面等多方面综合管理信息。

 2.2.2 系统的组网方式

智能建筑中所集成的系统是通过机所连接的各类设备的子网。这些设备大致分为:机电设备、通信设备、计算机及其外围设备和各类传感器、控制器这四类。它们对通信的要求,如带宽、实时性、可靠性等都是不同的,相应硬件接口、通信协议、拓扑结构、局域网存取控制和传输媒体等往往也都各异。例如:OA的LAN和BA的LAN两者的集成不是建立在同一种类型和结构的LAN上,它必须同时能满足在建筑设备的自控和管理信息与OA的各类计算机设备和信息之间的互联通信的要求。

系统集成是一个在多层次的体系结构上所开展的工作,对设备接口、子网和通信技术的选择不仅要考虑具体的服务类型,还要考虑系统结构层次上更具体的要求。因为每一个层次上信息交换的类型和要求是各异的,因此,对应每个层次上的通信联网模式和技术的选用也是各不相同的。系统集成不但要着眼于横向的每一层,而且要考虑纵向的关系及它们之间的互联。

在整个智能楼宇管理系统中,从整体网络结构上看,可以分成四层,从机电设备→控制网络→信息网络→服务网络,每一层都有多种组网形式与数据传输协议,层与层之间有不同的接口方式和接口传输协议,其中有效地解决控制网络与信息网络之间的通信是智能楼宇管理系统的关键所在,基于智能大厦所要集成的各个子系统的初步情况,分别介绍如下:

(1) 门禁子系统

根据需要在门外设置(含房间、楼梯间、通道等)距地1.2~1.3m选型一般为感应卡式,根据重要性可选指纹型或瞌孔型门禁机,可双面门禁,也可单面门禁(室内设出门按钮)。

(2) 配电子系统

配电子系统是针对计算机与通信的配线系统而设计的,这也就表明它可满足各种不同的计算机与通信的要求。

配电子系统它包括:

① 模拟与数字的话音系统;

② 高速与低速的数据系统;

③ 传真机、图形终端、绘图仪等需要传输的图象资料

④ 电视会议与安全监视系统的视频信号;

⑤ 传输28个VHF宽带视频信号;

⑥ 建筑物的安全报警和空调控制系统的传感器信号。

PDS可满足建筑物内部及建筑物之间的所有计算机、通信以及建筑物自动化系统设备的配线需求。由于PDS是一套综合式的系统,因此它可以使用相同的电缆与配线端子板,以及相同的插头与模块化插孔以供话音与数据的传递,可不必顾虑各种设备的兼容性问题。 PDS采用模块化设计,因而最易于配线上扩充和重新组合。采用星形拓扑结构,并同电信方面以及EIA/TIA-568所遵循的建筑物配线方式相同。因为在星形结构中,工作站是由中心节点向外增设,而每条线路都与其它线路无关。因此,在更改和重新布置设备时,只是影响到与此相关的那条路线,而对其它所有线路毫无影响。另外这种结构会使系统中的故障分析工作变得非常容易。一旦系统发生故障,便可迅速地找到故障点,并加以排除。 PDS是由6个独立的子系统所组成,采用星形结构,可使任何一个子系统独立地进入PDS系统中。这6个子系统为:

① 工作区子系统(Work Location)

它是由终端设备连接到信息插座之间的设备组成,包括信息插座、插座盒(或面板)、连接软线、适配器等。

② 水平子系统(Horizontal)

它的功能是将干线子系统线路延伸到用户工作区。水平系统是布置在同一楼层上的,一端接在信息插座上,另一端接在层配间的跳线架上。水平子系统主要采用4对非屏蔽双绞线,它能支持大多数现代通信设备,在某些要求宽带传输时,可采用"光纤到桌面"的方案。当水平区面积相当大时,在这个区间内可能有一个或多个卫星接线间,水平线除了要端接到设备间之外,还要通过卫星接线间,把终端接到信息出口处。

 ③ 干线子系统(Backbone)

通常它是由主设备间(如计算机房、程控交换机房)至各层管理间。它采用大对数的电缆馈线或光缆,两端分别接在设备间和管理间的跳线架上。

 ④ 设备间子系统(Equipment)

它是由设备间的电缆、连续跳线架及相关支撑硬件、防雷电保护装置等构成。比较理想的设置是把计算机房、交换机房等设备间设计在同一楼层中,这样既便于管理、又节省投资。当然也可根据建筑物的具体情况设计多个设备间。

 ⑤ 管理子系统(Administration)

它是干线子系统和水平子系统的桥梁,同时又可为同层组网提供条件。其中包括双绞线跳线架、跳线(有快接式跳线和简易跳线之分)。在需要有光纤的布线系统中,还应有光纤跳线架和光纤跳线。当终端设备位置或局域网的结构变化时,只要改变跳线方式即可解决,而不需要重新布线。

 ⑥ 建筑群子系统(Campus)

它是将多个建筑物的数据通信信号连接一体的布线系统。它采用可架空安装或沿地下电缆管道(或直埋)敷设的铜缆和光缆,以及防止电缆的浪涌电压进入建筑的电气保护装置。

(3) 报警子系统

报警子系统分为防火报警和防盗两个子系统,

探测器负责探测人员的非法入侵,有异常情况发出声光报警,同时向区域报警器发送信息。

开关:开关是基本、简单、经济而有效的探测器。常用的有:微动开关、磁黄开关两种。线路连接分常开、常闭二种。开关的闭合或者开断,使电路导通启动警报。

光束遮断式探测器:目前用得较多的是红外对射式,它由红外线发射器和接受器组成。当有人跨越门窗或者其它防护区时,遮断红外线而引发报警。为确保此类探测器的准确需要配置频率和相位鉴别电路。

热感式红外线探测器:也称被动式立体红外线探测器。它是利用人体温度来进行探测的。众所周知,任何物体,因表面温度不同,会强弱不等的红外线,即辐射出的红外线的波长不同。人体所辐射波长为10μm,这个特性被用来制造热感探测器。其中焦电式具有最佳的灵敏度和响应速度。故目前用得比较普遍。其上设有7~5问n波长的带通滤波器。以屏蔽非人体红外波,确保报警准确。

微波物体移动探测器:利用微波设备对移动物体(含人)发射和发射频差的多谱效应,即可探测出人的入侵。

超声波物体移动探测器:与微波移动探测器类似,但波长有差别,超声波频率常在20Khz以上。

侦光式移动探测器:必须在有光线的环境中才能使用,其原理是利用二个光电池组成差动探测装置,能探测出周围光线的微量变化。

玻璃破碎探测器:它利用压电式拾音器,装在面对玻璃面的位置,它对玻璃高频声有效检测、报警,已广泛应用于门窗防护上。

区域报警器

通常一台区域报警器能容纳8个回路的输入信号,把处理的信号送往电视监控系统的视频矩阵切换控制器,以实现联动控制。在一般的系统中,区域报警小于等于8台,即小于等于64个回路,当多于64个回路时,需要改用微机控制器的报警系统。

报警控制中心

报警控制中心,通常和电视监控中心合设。其功能是通过控制键盘查看系统工作情况,突发事件的报警可在监视屏上自动弹出报警部位,并记录时间和地址。目前,部份产品在中心设报警输入卡,容量为128路/块,根据需要可增高至2048个点。报警插入卡与C C T V控制器的连接是RS232口。

(4)空调子系统

一个典型的智能化控制型单风管带再热盘管的变风量空调系统空调室内回风与室外新风混合,经集中式空调机组处理后,由风管送到各个空调区域。控制器根据室内负荷的大小,通过改变变风量末端风阀的开度,调节送入室内的风量;当室内需要供热时,再热盘管的热水阀打开,送风温度提高,通过改变变风量末端风阀的开度,调节送入室内的热风量。

空调房间送风量的改变,导致送风总管静压的变化,总管压力传感器测量风管系统静压后,由自控系统通过调节风机的送风量实现定静压控制。冷水盘管的三通阀调节冷水的流量使送风温度保持恒定,新风量和室内正压由送风机和回风机同时控制。系统的各个测量点可以与计算机通讯,进行实时监测、分析和调控并可以优化控制参数,实现最佳的控制方案。广义上说,凡是改变系统送风量的空调系统都是变风量空调系统。在目前的工程实际中,变风量空调系统主要有以下两种形式:单风管变风量系统和双风管变风量系统。其中单风管变风量系统又分为普通单风管变风量系统和单风管末端再热变风量系统。

(5) 监控子系统

在智能楼宇网络集成系统中越来越多的应用监控系统。它使管理人员在控制室便能看到大厦内外重要地点的情况,给系统提供视觉效果,为消防、楼内各个机电设备的运行及人员活动提供了监视手段。

(6) 巡更子系统

根据需要设置巡更管理系统。其作用是保安人员定点定时前往巡视,把“巡视到位”信号送回保安中心,以示巡更路途平安无事,若“巡视到位,,信号未按时按点返回,则巡视途中即有突发事件发生,保安中心将据此采取措施。

巡更系统就是将巡更开关安装在指定的巡更点上,通常设置门禁机来满足巡更要求。

2.3 IMBS数据库设计

SmartBuilding智能楼宇综合管理系统软件架构分两部分描述:

2.3.1软件总体功能结构

     中央数据库:存储各个子系统的和实时数据,用于后台、管理。

监控系统:对各个子系统实时的数据和状态进行监控,将终端传输来的事件信息进行分析处理并且以Web友好界面的形式反映在屏幕上,之后提交给中央系统服务器,等待处理信息。也就是说对各个子系统的设备工作情况以及引发事件的状态以图形化标识。

处理层:对各个子系统的实时和历史数据及状态进行分析处理、转化等。

2.3.2 软件界面流程图

(1) 中央监控服务器

中央监控工作站是整个SmartBuilding系统的监视控制及操作管理中心,其功能主要包括:运行支撑软件和SmartBuilding监控软件;显示大楼建筑结构楼层平面图;实时、动态地显示各子系统的设备运行状态图;监视各子系统的设备状态、故障和报警,修改运行参数,同时对相应的可控设备进行控制;对各类设备故障和异常状态进行警示和处理,完成由时间程序或者是事件触发的跨子系统之间的联动功能等等。

(2) 中央系统服务器

中央服务器用来运行SmartBuilding中央控制平台软件及存储SmartBuilding系统运行中产生的各种信息,如运行状态、故障报警、参数变化、联动程序执行响应等实时性数据和历史性数据,以支持中央控制平台的运行。中央服务器采用双机热备份,保证系统可靠的运行。

(3)数据采集处理服务器(智能接口模块)

智能接口模块用于连接各子系统与SmartBuilding系统,提供双方间协议格式的翻译和转换,起到一个网关的作用,也是各子系统监视和控制信息的汇集处。

2.3.3 系统的核心功能

核心功能是指智能楼宇网络集成管理系统所必须实现的集成功能,主要包括如下几个部分:先进的集中监控管理功能、最佳的流程自动化管理功能、可靠的全局事件管理功能、高效的信息集成和综合处理功能、先进的集中监控管理功能等。

通过统一的图形化人-机界面,可以十分方便地地对各集成子系统进行集中监视、控制和管理,如:对可控设备,如:电控锁、摄像机等设备进行控制或调节;对所有信息点的状况进行监测(如:开/关状态、运行状态等),并定期刷新数据,随时显示在监视器上;随时监视系统各设备的运行状态,发生故障或是异常报警(如:火灾及安全报警等)时,自动执行警报发生信息显示和强制画面显示(依据级别设定),如弹出该报警点所在的建筑平面图;设定、修改并储存设备的运行参数,如:启停次数、运转时间、延时设置、禁停设置、方向设置等。

(1) 最佳的流程自动化管理功能

通过编制时间响应程序和系统参数变化程序的方式,来实现大厦内机电设备的流程自动化控制,例如:能源供应设备的最佳启停和节能运行控制;电梯、公共照明的时间程序控制;发、变电设备的运行与监测管理等。以便使大厦内的机电设备始终处于高效节能的最佳工作状态。

(2) 可靠的全局事件管理功能

利用系统联动图动态地表示由楼宇事件触发的各子系统之间的综合处理,这样既节省了人力,也提高了楼宇对实发事件进行快速响应的能力。一方面系统根据事先的设定,自动联动响应程序;另一方面通过一体化的集成界面,可以更直观地全面掌握整个事件的情况,使楼宇管理人员迅速作出决策,以减少某些事故带来的危害和损失。

全局事件管理功能可以对各种报警和异常信号进行基于预设优先级的响应进行调度,如火灾报警响应级别高于盗窃报警,而盗窃报警又高于管制门的长时间开关异常报警。

全局事件的联动控制程序均通过事先的设定来完成,触发这些联动响应程序的事件不仅包括由火灾、安全等引发的突发事件,也包括由于设备故障或异常而引发的一般事件。在本方案中主要突发事件包括:防盗报警、门禁系统非法闯入报警、门禁系统非法刷卡报警、管制门长时间开异常报警、巡更时间/地点异常报警等;一般事件主要为设备故障报警等。

(3)高效的信息集成和综合管理功能

通过集成各子系统,把各自孤立的信息(如运行状态、故障报警、参数变化、联动流程执行响应、系统配置和修改等)和共享资源管理软件互连,并完成数据的优化、汇总、储存和文件报表打印等工作,实现丰富的数据库资源,以供大楼管理者随时查询,作为大楼智能化管理的依据。

任意一个联网的用户,都可以启动该Web浏览器界面,进行数据查询、综合处理和任务管理。这些信息主要包括:楼宇设备查询(包括所有设备的编码、名称/类型以及设备所处位置)、设备故障、维修信息(包括各个子系统中所有被检测设备已发生故障和维修的信息,例如:设备名称/类型、设备位置、故障类型、故障发生时间、维修时间、维修人姓名、维修内容等。)、设备的启/停信息(包括设备名称/类型、设备位置、启/停状态、启/停次数以及启/停的时间等。)、设备的控制信息(包括设备名称/类型、设备位置、对设备的控制时间、控制内容、操作员姓名。)、各类报警信息记录(包括报警设备名称、报警类别、报警时间、报警点位置、确认人姓名、确认时间等。)、消费考勤信息、联动事件信息(包括联动触发源设备名称和位置、触发时间、确认人姓名、确认时间以及被联动设备动作结果。) OPC技术应用

3.1 OPC的产生背景

OPC(OLE for Process Control),它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。其目的是为了使不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化,使它们相互之间的数据交换更加简单。它提供了一种访向工业控制中的站端数据的通用方式,是一种建立在OLE /COM和DOOM之上的专门适用于工业控制过程的标准,按照这种标准设计调度自动化系统,可使不同厂家的产品实现通用化,使系统能真正实现开放。基于OPC规范所形成的OPC服务器/客户端(C/S)程序作为自动化控制系统的中间部件,在现代工业控制领域、智能建筑领域等方面正得到日益广泛的应用。

3.2 OPC技术体系结构及其OPC服务器接口

   OPC技术的体系结构突出创新是:用户能够把任何一个可视化或控制系统与所选择的任一硬件(即PC插板)通过OPC组合在一起。OPC-标准的软件总线使多种现埸总线系统得以集成,如ROFIBUS网络、CANopen(开放式控制局域)网络、Device Net(设备网络)等。从而说明了OPC和现场总线的标准化的关系:OPC提供现场总线以外的重要的附加性能,现场总线领域标准化的主要目标是快速,可靠的数据传输。而OPC使标准通信达到这样的程度,即任何OPC服务器和应用软件能联网运行而不会产生任何问题。而PROFIBUS是国际公认的开放式的现场总线标准,是国际标准IEC61158的组成部分TypeIII。

OPC技术的实现包括两个组成部分,OPC服务器(OPC Server)及OPC客户应用(OPC Client)。

OPC服务器是一个典型的现场数据源程序,它收集现场设备数据信息,通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。OPC客户应用是一个典型的数据接收程序,如人机界面软件(HMI)、数据采集与处理软件(SCADA)等。OPC客户应用通过OPC标准接口与OPC服务器通信,获取OPC服务器的各种信息。符合OPC标准的客户应用可以访问来自任何生产厂商的OPC服务器程序。

OPC服务器通常支持两种类型的访问接口,它们分别为不同的编程语言环境提供访问机制。这两种接口是:自动化接口(Automation interface);自定义接口(Custom interface)。自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定义的标准接口,可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等编程语言开发OPC服务器的客户应用。而自定义接口是专门为C/C++等高级编程语言而制定的标准接口。OPC服务器的访问方式与

3.3 数据访问规范

在OPC数据访问规范中,一个OPC服务器中一般包括3类对象组成。服务器(Server)、组(Group)、项(Item)。OPC服务器对象用来提供关于服务器对象的相关信息,并且作为OPC组对象的容器,OPC组对象用来提供关于组对象的相关信息,并提供组织和管理项(Item)的机制。每一个数据项代表到数据源的一个连接。如图:3.2

OPC组对象提供了OPC客户程序用来组织数据的一种方法。组是应用程序组织数据的一个单位,客户可进行读写,还可设置客户端的数据更新速率。当服务器缓冲区内数据发生变化时,OPC将向客户发出通知,客户得到通知后再进行相应的处理。一般客户和服务器的一对连接只需要定义一个组对象,在一个组中,可以有若干个项。

OPC项代表了OPC服务器到数据源的一个物理链接。数据项是读写数据的最小逻辑单位。项不能独立于组而存在,必需隶属于某一个组。所以项不能被OPC客户程序直接访问,因此在OPC规范中没有对应于项的COM接口,所有与项的访问需要通过包含项的OPC组对象来实现。OPC数据项是服务器端定义的对象,通常指向设备的一个寄存器单元。如它可以是PLC中的一个寄存器,也可以是PLC中寄存器中的某一位。OPC客户对设备寄存器的操作都是通过其数据项来完成的。

在一组对象中,客户可以加入多个OPC数据项。每个数据项的主要属性为:值(Value),类型为Variant、品质(Quality)代表数值的可信度,类型为Short、时间戳(Time Stamp)代表数据的存取时间。如图:3.3

3.4 OPC技术在IBMS中的应用

客户端应用程序设计是指对客户端OPC接口的设计,使其能够完成多而复杂的数据处理和显示功能。本文采用“罗克韦尔公司”的“RSLinx”软件提供的OPC接口,用VB编写了客户端应用程序。

RSLinx软件配置:

    在RSLinx软件中对OPC远程/本地服务器都需要进行COM设置,设置项目包括身份验证级别,访问权限等。并配置Topic名称指向数据源设备。

程序设计:

(1) 连接OPC服务器

在公共窗口中声明OPC对象相关变量

Option ExplicitOption Base 1

      Dim WithEvents MyServer As OPCServer

      Dim WithEvents MyGroups As OPCGroup

Dim MyItems As OPCItems

  Dim ServerHandle () As Long

      Set MyOPCServer=New OPCServer

      MyOPCServer.Connect"RSLinx OPCServer"

(2) 添加OPC组

Set MyOPCGroup= MyOPCServer. OPCGroups.Add("Group1")

      MyOPCGroup.IsSubscribed=True

      MyOPCGroup.UpdateRate=1000

(3) 添加数据项

Dim abItemIDs() As String

Dim abClientHandles() As Long

Dim abServerHandles() As Long

Dim abErrors() As Long

Dim i As Long

ItemCount=5

Dim oOPCItem As RSLinxOPCAutomation.OPCItem

For i=1 to 5

abItemIDs(i)= "[" & txtTopic & "]" & txtItem(i)

abClientHandles(i)=i

Next i

MyOPCGroup.OPCItems.AddItems ItemCount,abItemIDs,abClientHandles,abErrors

(4) 数据同步读写

    Dim Writetags As OPCItem

    Dim Index As Long

    Dim WritetagsRead As String

    Dim Write_Value As String

    Set Writetags=MyOPCGroup.OPCItems(Index)

    Writetags.Read OPCCache

    WritetagsRead=Writetags.Value

    Writetags.Write(Write_Value)

    Private Sub MyOPCGroup_DataChange(ByValTransactionId As Long, ByVal NumItems As Long, ClientHandles() As Long, ItemValues() As Variant, Qualities() As Long, TimeStamps() As Date

Dim i As Long

For i=1 to NumItems

txtValue(ClientHandles(i))=ItemValues(i)

txtTime(ClientHandles(i))=TimeStamps(i)

txtQuantity(ClientHandles(i))=GetQualityString(Qualities(i))

Next i

End Sub

(5) 断开OPC客户应用程序与服务器的连接

如若退出连接OPC服务器的OPC应用程序,则在退出前必须断开与OPC服务器的连接,否则OPC服务器使用的计算机资源不会被释放。在运行中自控系统将会出现数据错误。

Myltems.RemoveAll     

MyGroups RemoveAll   

Set Myltems=Nothing   

Set MyGroups=Nothing

Set MyGroup=Nothing

MyServer.Disconnect

Set MyOPCServer=Nothing

 

 4 数据处理系统设计

4.1并行接口

目前,计算机中的并行接口主要作为打印机端口,接口的使用是25针D形接口。所谓“并行”是指8位数据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高。但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加干扰就会增加,容易出错。

现在现有的五种常见的并行接口:4位、8位、半8位、EPP和ECP,大多数PC机配有4位或者8位的并行接口。许多利用Intel1386芯片组的便携机配有EPP口,支持全部IEEE1284并行接口规格的计算机配有ECP并行接口。

标准并行接口4位、8位、半8位。

4位口一次只能输入4位数据,但可以输出8位数据;

8位口可以一次输入和输出8位数据;

半8位也可以一次输入和输出8位数据。

ECP口(扩展并行口):由Microsoft、HP 公司开发,能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址,在多任务环境下可以使用DMA(直接存储器访问)。

EPP(增强并行口)由Intel等公司开发,允许8位双向数据传送,可以连接各种非打印机设备,如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM驱动器等。

4.2串行接口

随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要。这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换。因此,通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送数据信息,因此所用的传输线少,并且可以借助现有的电话网进行信息传送,因此,特别适合远距离传输。对于那些与计算机相距不远的人-机交换设备和串行存储设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等,采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各个CPU之间的通信一般全是串行方式。所以串行接口是微机应用系统常用的接口。

       现在的PC机一般至少有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据是一位一位的传下去。这样,虽然速度会慢些,但是传送距离比并行口更长,因此长距离的通信应使用串行接口。通常COM1使用的是9针D形连接器,而COM2有些使用的是老式的DB25针连接器。

4.3 USB接口

USB是英文 Universal Serial Bus 的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标准,而是应用在PC领域的新型接口技术。

USB使用一个4针插头作为标准插头。通过这个标准插头采用菊花链形式把所有的外部设备连接起来,并且不会损失宽带。USB标准中将USB分为五个部分:控制器、控制驱动程序、USB芯片驱动程序、USB设备以及针对不同USB设备的客户驱动程序。USB需要主机硬件、操作系统和外部设备三方面的支持才能工作。目前主板一般都采用支持USB功能的控制芯片组,而且也安装了USB插槽。Windows 98及以上版本的操作系统都内置了对USB接口的支持(Windows NT 尚不支持USB)。目前已经有数码相机、数字音箱、扫描仪、键盘、鼠标等很多USB外部设备问世。

随着大量支持USB的个人电脑的普及,USB逐步成为PC机的标准接口已经是大势所趋。最新推出PC机几乎100%支持USB,另一方面使用USB接口的设备也在以惊人的速度发展。目前我们使用的是USB1.1标准的接口,传输速度为12Mbps。

5.1与报警系统的通讯

温度烟雾信号采集模块

火灾判断与报警程序

为了降低误报率,系统采用了多次采集、多次判断的方法。每次数据采集后根据得到的数据对现场情况进行判断:00H表示正常、01H表示异常、02H表示火灾;然后综合多次判断结果做出最终的火情判断。数据在内部RAM存储单元中。具体判断方法如下:

(1) 对温度和烟雾进行了两次数据采集与判断温度≥100℃,温度异常,置标志位为1,否则为0;烟雾(CO,CO2)浓度≥0.06%,烟雾浓度异常,置标志位为1,否则为0。

(2)根据温度和烟雾的异常标志位判断现场情况 2个标志位均为0,表示情况正常,给53H或56H单元送00H;2个中仅有1个为1,表示情况异常,送01H;2个均为1,表示有火灾发生,送02H。

(3) 综合两次情况做最后判断,并予以报警若53H和56H中数据不相同,说明是误报,调故障报警子程序;否则按该单元中的数据调相应的报警子程序。 00H为情况正常,返回。 01H为情况异常,调异常报警子程序。 02H为现场有火灾,调火灾报警子程序,并向消防中心报告火情。

5.2 与ABB配电系统的通讯

现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高,使智能化低压电器元件得到快速发展,智能化低压电气管理系统应运而生。相对于6kV及以上中高压系统的综合保护及系统监控(SCADA系统)的发展及其在电力系统中的应用,作为直接面向终端用户的低压开关设备,其智能化研究与应用起步较晚。现有不少应用于低压的智能化监控系统基本上是在SCADA系统基础上进行修改,可以满足基本的监控功能,但不能充分体现低压电气系统的特点及要求。因此,开发并推出符合工业控制要求及具有高可靠性的智能化低压电器及其管理系统,成了低压电器产品制造商们持续提高其竞争力的迫切任务。
  智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端,设备多、分布广,而且现场条件复杂,系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点,智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式,具有强抗干扰能力,主要控制功能由设备层智能化元件完成,形成网络集成式全分布控制系统,以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。系统中的低压智能化元件就其功能而言总体上可分为:电能质量监测、开关保护与控制及电动机控制等。由于现场总线技术的应用,系统中智能化元件可不依赖计算机网络而独立运行,极大地提高系统运行的实时性和可靠性,满足低压电器设备运行管理的需要及工厂生产过程控制的要求。
    现场总线技术的应用
  现场总线是应用在生产现场、在微处理器测控设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字式多点通信的底层网络。20世纪80年代中期,随着微处理器技术和网络技术的发展,DCS系统4~20mA的模拟量传输方式逐渐被数字网络传输方式所取代,现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS),迅速发展并在自动化领域得到广泛应用。

FCS既是一个开放式通信网络,又是一种全分布式控制系统。它作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本的控制、计算、参数设置、报警、显示、监控及系统管理等综合自动化功能。在FCS中,各种部件用通信网络连接起来,数据传输采用总线方式,系统信号的传输完全数字化。系统内不存在严格意义上的主控部件,资源共享,各智能化部件可以不依赖计算机而独立运行。

FCS完全淘汰了4~20mA的模拟量传输方式,减少了大量的现场敷线;FCS的控制调节过程在现场部件,有效地提高了系统控制的实时性和可靠性,并避免了系统因主机故障而陷入瘫痪。

ISO国际标准化组织在ISO IEC7498标准中的OSI参考模型定义了网络互联的7层框架,详细规定了每一层的功能,以实现开放性系统环境中的互联性、互操作性与应用的可移植性。

考虑到工业生产现场大量的智能化装置零散地分布在一个较大的范围内,而单个节点面向控制的信息量不大,但实时性、快速性要求较高,为减少中间环节,满足实时性要求及降低工业网络的成本,现场总线采用的通信模型大都在OSI参考模型的基础上进行了不同程度的简化。它采用OSI模型中的3个典型层:物理层、数据链路层和应用层,省去了3~6层,具有结构简单、执行协作简单、成本低等优点,同时满足工业现场应用的性能要求。通过一致性与互操作性测试,满足现场总线技术要求的不同制造商的产品即可实现在同一总线上的互联,为用户的系统集成带来极大的好处。

6.1 设计依据

《电子设备雷击保护原则》        (GB7405-87)

《建筑物防雷接地设计规范》      (GB50057-94)

6.2 机房防雷接地应满足条件

终端设备残余浪涌电压值小于1000V;

机房内绝缘体的静电电位不大于200V;

    计算机逻辑接地电阻小于或等于1Ω;

    计算机配电柜零地间电位小于1Vac;

6.3 机房低压配电系统

采用频率50Hz、电压220/380V  TN — S系统。TN — S系统是指整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。见下图:6.1

图:6.1 TN—S系统

单相负荷应均匀的分配在三相线路上,并应使三相负荷不平衡度小于20% 。

机房电源进线应按现行国家标准《建筑防雷设计规范》GB50057—94采取防雷措施。

6.4 防雷接地系统

6.4.1 电源防雷

    随着现代电子技术的发展,大量精密电子设备的使用及联网,使避雷针等传统避雷方式不能防止感应雷击过电压,操作过电压等浪涌过电压破坏计算机设备。现代防雷工程特别重视对建筑物内部的易受过压破坏的设备(计算机、UPS等)的保护,在设备受到过电压侵袭时,保护装置能迅速将能量泄放,从而保护设备不受损坏。

为防止闪电雷击及操作过电压对配电设备造成的危害,我们设计了三级防雷:

第一级防雷的目的:防止直接的传导雷进入机房配电区,将上万至数十万付的浪涌电压限制到2500-3000伏,设计在UPS输入输出柜主进开关加装专用避雷器为一级防雷。

第二级防雷的目的:进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压或限制到1500-2000伏,设计在各UPS输出柜各支路加装专用避雷器为二级防雷。

第三级防雷的目的:最终保护设备的手段,将残余浪涌电压的值降低到1000伏以内,使浪涌的能量不致损坏设备。设计在各UPS配电柜主进开关加装专用避雷器作为三级防雷。

结合实际情况。我们推荐使用法国CITEL(赛特)公司生产的模块式浪涌电压保护器DS74R避雷器,其特点如下:

    高容通量:100KA. 响应时间快,响应时间少于25ns。

    可拼装的模块,导轨式安装。

    内部终端保护,在有严重损伤(遭受超限浪涌电压)时可自动断开,可视窗口显示红色。

    每相单元模块中有辅助继电器,以供遥信检测。

    可提供三相十中性线保护。

    由于在机房供电系统中,不管是市电供电还是UPS供电,均采用三线五相供电方式,也就是说在每个用电设备的供电线缆中,均包含了火线、零线和地线,零线和地线又汇集于配电柜中接零、接地铜排上,再通过接地引线至大地,形成一个完整的接地网络。

根据以上理论,结合计算机房的实际情况,为进一步保证计算机设备电源的可靠性,在UPS输入柜、计算机设备配电柜及动力配电柜内加装电源防雷器(法国 CITEL DS74R),将三路相线及一路零线接入防雷器,同时为防止设备间相互的干扰我们采用防尖峰脉冲源转换器与计算机相连。通过以上做法,我们达到了机房电源的防雷要求。

三级防雷的作用

由于雷击的能量是非常巨大的,需要通过分级泄放的方法,将雷击能量逐步泄放到大地。

    第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放,对于有可能发生直接雷击可能的地方,必须要进行第一级的防雷。

    第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,对于前级发生较大雷击能量吸收时,会有一部分对设备或第三级防雷器而言仍然是相当巨大的能量会传导过来,需要第二级防雷器进一步吸收。同时,经过了第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP,当线路足够长时(超过15米)感应雷的能量就变的足够大,需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。

     同样,经过了第二级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP,当线路足够长时感应雷的能量就变的足够大,第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。

6.4.2 信号防雷

    随着计算机系统设备的高度集成化,用于系统控制的计算机及模块控制CPU单元的大量使用,计算机及控制单元与接口的连接,使得控制终端与设备之间具有大量的数据线、控制线路。由于它们传输的电平低、速率高,因此,特别设计有效的保护系统是必要的。

(1) 计算机外设防雷

电子机房的讯号线、LAN设备接入线采用信号防雷器(D280)、(BNC180、MJ8 2DEH等网络传输保护器)引入。

(2) 计算机网络系统防雷

主机及服务器的以太网接口卡经过信号防雷器(MJ8 2D-2ETH)再与网络连接,如需集中监控,控制信号经过信号防雷器(MJ8 2ETH)再与网络连接

 7 系统测试与性能分析

7.1 系统测试

7.1.1 现场测试条件

    供电测试

由供电所单独提供交流电压220V,10A 两路电源,一用一备,自动切换。并保证三相五线制作为系统调试电源。

接地保护

保护地线采用联合接地方式,可以连接在低压电器设备的保护接地网上。施工完毕对接地电阻测试,接地电阻应小于4欧姆。

电源指标

系统投运前对供电电源进行测试,电源的指标应满足:电压波动不大于正负10%,频率变化不大于正负1Hz。

供电时间

在系统设备试运行与各个子系统调试开始之前,要求现场电源箱安装到位并能正常供电。

被控设备

要求各种被控机电设备及子系统设备安装到位,在手动控制方式下,各部件工作正常,设备整体运行正常。

6.1.2 测试内容

系统网络

(1) 网络布置是否符合设计要求。

(2)网络传输介质设计是否充分考虑可靠性。

(3) 网络的自检功能。

(4) 网络测试误码率正负10%。

中央监控站硬件及组态

(1)中央监控站服务器和监视器配置是否符合设计要求。

(2)打印机的配置是否方便报警、报表信息的输出。

系统软件

下位控制软件

(1)模块化,工艺流程与图形编程相结合的组态方式。

(2)通用模拟量输入类型应由软件设置。

(3) I/O点数据库建立是否符合设计要求。

(4)控制管理功能是否达到设计效果。

(5) 设备的逻辑控制。

(6) 终端调节。

(7) 设备运行累计功能。

(8) 间歇运行。

(9) 优化启动时间。

上位控制软件

在功能方面的完备性,通过值班人员和管理人员填写系统试运行日登记表,记录系统在试运行期间的工作情况,该表可以作为系统工程验收时的技术文件资料。

硬件及其组态

(1)中央监控站服务器和监视器配置是否符合设计要求

(2)打印机的配置是否方便报警、报表信息的输出。

(3)中央监控站硬件及其组态容量是否便于以后的功能扩展。

6.2 系统性能分析

建筑智能化的目的是为大厦提供一个方便、舒适、高效和节能的工作环境,而节能是智能大厦的重要的目标之一。据统计,在发达国家中,建筑物的耗能占全国总耗能的30%---40%左右,而在建筑物的能耗中,通风设备,空调和照明等设备的能耗占65%左右,因此,对智能大厦的空调系统,通风设备和照明等设备进行智能控制,实际上就为正个大厦的运行和维护节省了大量的费用,并且由于该大厦的高度集成化和智能化,系统的操作和管理也相对集中,这样人员安排会更合理,也就降低了人工成本和操作、管理人员,从而也会带来经济效益。

6.3 课题的局限性

本系统是一个不完善的系统,从各个子系统上来说子系统还是不完善的,比如说停车场管理系统,照明系统和给排水系统等相关的子系统。

从技术和设备上讲本系统的设备是引用当今世界上比较先进的设备;从技术上讲在数据的采集和处理上采用的是当今世界上的OPC技术。但是和当今世界先进的智能楼宇的网络集成技术相比还有一段距离,系统中还有地方需要我们改进。

 8 结束语

8.1 工作总结

通过这个阶段的工作实习使我认识到计算机网络在集成方面尤其在建筑领域的重要性,使我在大学期间学到的计算机网络基础知识通过实践得到了充分的发挥和灵活的运用。我设计的智能楼宇网络集成系统与防雷技术相对于真正的IBMS来说是一个比较小的网络集成系统以及防雷,但是所涉及的知识结构是很完整的,也可以说是一个比较小的完整的IBMS,在本系统的基础之上进行扩展就可以得到一个大的完整的IBMS。我的设计的突破性创意在于在充分利用先进的OPC技术基础之上在系统中嵌入了防雷技术,使得在保障绿色建筑环保建筑的同时能够保护系统的正常运行。

8.2 展望

    2l世纪的建筑将是智能化的建筑,智能化实现的前提便是楼宇各系统的集成。TCP/IP网络互联通信协议是Internet/Internat通讯协议,可以有效的传输数据、声音和图像等各种信号。未来智能建筑中所有的子系统将通过相应的无线设备进行系统网络集成,在除去网络上的物理布线上提高了系统的灵活度容易添加站点减少资源上的开销提高了系统的运作。现在世界上比较先进的无线技术包括:BlueSocket技术以学术,技术的进一步提高和较高的建设投入作保证,在智能建筑建设的过程中要根据建筑的用途和用户的需求来集成,避免不必要的投入和过多的浪费。

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