智能建筑课件2

第5章建筑设备管理系统BMS

建筑设备管理系统BMS是建筑设备自动化系统BAS、火灾启动报警系统FAS、安防自动化系统SAS的集成。它主要具有各子系统之间的协调、全局信息的管理以及全局事件的应急处理能力。

5．1BAS的自动监测与控制

自动测量、监视与控制是建筑设备自动化系统的三大技术环节和手段，通过它们可以正确掌握建筑设备的运转状态、事故状态、能耗、负荷的变动等情况，从而适时采取相应处理措施，以达到智能建筑正常运作和节能的目的。

5．1．1BAS的自动测量

1)测量的目的(1)确认日常运转是否正常，必要的话可将情况记录在日报表上。(2)设备在发生故障或异常之前，要掌握其危险性，搜寻运转中状态的动向。(3)设备已经发生故障或异常时，要抓住原因，不使发生第二次事故，查出其原因。以上这些测量与状态监视及故障、异常监视有密切的关系。

2)测量方式(1)选择测量

选择测量是在某一时刻，值班人员需要了解某一点参数值，就可带有选择地选择某点进行参数测量，并在荧光屏上用数字表示出来，或用打印机打印出来。如果测得的数值与给定值之间有偏差，就将其偏差送到中央监控装置中去。

(2)扫描测量

以选定的速度连续逐点测量，对测量点所取得的数据都规定上限值和下限值，每隔一定时间扫描一次，如果在规定值以外，由蜂鸣器报警，并在荧光屏上显示出来，对未运转的设备就跳位，自动把它除外，继续进行扫描。(3)连续测量

目前国内常用仪表进行随线测量指示。

5．1．2BAS的自动监视

建筑设备的监视控制有配电设备、空调、卫生、动力设备、火灾防范设备、照明设备、事故广播设备、电梯设备等，对它们进行监视、控制、测量、记录等。监视一般可以分为状态监视和故障、异常监视两种。

1)状态监视

状态监视和故障、异常监视两种装置并用的情况较多，其目的是监视设备和机械的起停、开关状态及切换状态。具体的状态监视有：

起停状态——空调、卫生设备的风机、泵类及冷冻机、锅炉的起动、停止的状态，电梯的运行位置等。

开关状态——配电设备的开关、油断路器等的开关状态。

切换状态——空调、卫生设备的各种阀的开关切换状态。

2)故障、异常监视

设备和机械发生异常故障时，应分别采取必要的紧急措施及紧急报警。通常，重大故障、紧急报警一发出，必须紧急停止和切断电源，轻故障时一旦发出报警，应马上紧急停止，而不切断电源。

3)火灾监视

在高层建筑中，应设有火灾监视系统，该系统由火灾探测器、区域报警器和总报警器组成。当火灾发生时，探测器能把火灾信号转换成电信号，传送给报警器，使报警器发出声、光报警信号。还可通过报警器的输出点关闭风机、风门、切断电源等。

4)空空调调系系统统的的监监视视空调调系系统统设设备备的的监监视视包包括括：：①①风风机机、、阀阀门门、、水水泵泵、、冷冷冻冻机机的的运运行行状状态态的的监监视视；；②②测测量量点点的的监监视视；；③③保保护护装装置置的的监监视视；；④④温温、、湿湿度度的的监监视视；；⑤⑤室室外外空空气气取取人人量量的的监监视视。。5．1．3BAS的自自动动控控制制1)空空调调系系统统的的自自动动控控制制①空空调调系系统统的的冷冷却却自自动动调调节节②空空调调系系统统的的加加热热自自动动调调节节③空空调调系系统统的的加加湿湿自自动动调调节节2)BAS的控控制制方方式式(1)开环环控控制制开环环控控制制是是一一种种预预定定程程序序的的控控制制方方法法，，它它根根据据预预先先确确定定的的控控制制步步骤骤一一步步一一步步地地实实施施控控制制，，而而被被控控过过程程的的状状态态并并不不直直接接影影响响控控制制程程序序的的执执行行。。如如照照明明系系统统、、空空调调系系统统的的起起停停控控制制等等。。(2)闭环环控控制制闭环环控控制制则则要要根根据据被被控控过过程程的的状状态态决决定定控控制制计计算算机机的的内内容容和和实实施施控控制制的的时时机机，，计计算算机机需需要要不不断断检检测测被被控控过过程程的的实实时时状状态态，，并并根根据据这这些些状状态态及及控控制制算算法法得得出出控控制制输输出出，，对对被被控控过过程程实实施施控控制制。。如如空空调调系系统统的的温温湿湿度度自自动动调调节节等等。。5．2BAS的组组成成与与结结构构5．2．1控制制系系统统的的结结构构形形式式如果果按按照照计计算算机机控控制制系系统统的的系系统统结结构构来来分分类类，，不不外外乎乎集集中中结结构构和和分分散散(分布布式式)结构构两种种。。1)集中中结结构构所谓谓集集中中结结构构(CCS：CentralControlSystem)，是指指由由单单一一的的计计算算机机完完成成控控制制系系统统的的所所有有功功能能和和对对所所有有被被控控对对象象实实施施控控制制的的一一种种系系统统结结构构。。这这种种结结构构对对计计算算机机的的要要求求极极高高，，首首先先它它必必需需有有足足够够的的处处理理能能力力和和极极高高的的可可靠靠性性，，以以保保证证功功能能的的实实现现和和系系统统的的安安全全。。集集中中系系统统的的好好处处是是系系统统的的整整体体性性、、协协调调性性好好。。这种集中中控制与与管理的的控制方方式是早早期的计计算机控控制系统统所采用用，目前前智能建建筑通常常不采用用这种方方式。2)分散结构构分散结构构即集散散控制系系统(DCS：DistributedControlSystem)，是20世纪70年代后随随着计算算机技术术与数字字通信技技术等的的发展而而诞生的的一种先先进而有有效的控控制方法法。其特特点是：：以分布布在现场场被控设设备处的的多台计计算机控控制装置置完成被被控设备备的实时时监测、、保护与与控制任任务，克克服了计计算机集集中控制制带来的的危险高高度集中中，常规规仪表控控制功能能单一的的局限性性。3)开放式结结构开放系统统对制造造商和用用户都是是一次巨巨大的技技术革命命，它有有两个特特点，一一是系统统的技术术规范是是所有厂厂家共同同遵守的的，或者者说，规规范是中中立的，，与制造造厂家无无关。另另一个特特点是同同样功能能的部件件，虽然然由不同同厂商生生产，但但可以互互相替换换。开放放系统意意味着自自动化系系统从不不同制造造厂生产产的各自自孤立的的系统，，经过用用网关Gateway互相连接接，实现现所使用用的通信信协议可可互相操操作，直直至完全全可以互互相代替替。这种种系统对对用户有有极大的的好处，，系统有有更多的的供应商商可供选选择，减减少对某某个厂家家的依赖赖，尤其其在建筑筑物的整整个生命命周期中中，可降降低维修修和管理理费用，，系统重重新配置置和技术术升级换换代变得得更容易易。目前BAS开放系统统意味着着系统采采用BACnet(第一个完完全开放放式非专专用楼宇宇自控网网络通信信协议国国际标准准)和现场总总线的通通信协议议标准，，现场总总线中以以LonWorks为应用主主流。现在新建建的智能能建筑多多采用开开放式结结构的BAS，，它是未来来BAS发展和应应用的方方向。5．2．2BAS的系统结结构1)集散散控制系系统的系系统结构构集散控制制系统一一般分为为3级。第一级为现场控控制级，，它承担担分散控控制任务务并与过过程及操操作站联联系；第二级为监控级级，包括括控制信信息的集集中管理理；第三级为企业管管理级，，它把建建筑设备备自动化化系统与与企业管管理信息息系统有有机地结结合了起起来，其其结构如如图所示示。2)开放放型BAS的系统结结构可以把开开放式的的建筑设设备自动动化系统统分成两两部分考考虑：一一个是实实时控制制域，是是由现场场总线、、传感器器、执行行器和控控制器所所构成的的实时环环境。另另一部分分是工作作站及上上位管理理机组成成的管理理信息域域，由以以太网作作为网络络平台，，是涉及及大量数数据传送送和复杂杂算法计计算的管管理环境境，如报报警处理理，命令令优先安安排以及及动态数数据交换换、开放放数据库库连接等等。5．3BAS的节能智能建筑筑由于安安装使用用了大量量的OA设备、暖暖通空调调设备以以及为防防止眩光光必须采采用间接接照明方方式等原原因，能能耗更大大。空调调与照明明系统的的能耗约约占智能能建筑总总能耗的的70％以上，，其中暖暖通空调调的用电电量占总总用电量量的40％以上（（冷水机机组占30％，空调调机组占占15％)。所以，，智能建建筑更应应重视节节能问题题。智能能建筑的的节能是是在保证证使用和和舒适的的前提下下，以提提高能源源利用率率和综合合效益为为主要途途径。一般认为为可以节节省25％，3年节能上上的经济济效益就就可以收收回在智智能化系系统上的的投资。。5．4火灾自动动报警与与消防联联动系统统参见《建建筑电气气》5．5安全防范范系统5．5．1防盗报警警系统智能建筑筑的防盗盗报警系系统负责责对建筑筑内外各各个点、、线、面面和区域域的侦测测任务。。它一般般由探测测器、区区域控制制器和报报警控制制中心三三个部分分组成。。1)探测测器(1)开关探测测器(2)光束遮断断式探测测器(3)热感式红红外线探探测器(4)微波物体体移动探探测器(5)超声波物物体移动动探测器器(6)侦光式移移动探测测器(7)视觉探测测器(8)接近探测测器(9)玻璃破碎碎探测器器(10)震动探测测器2)控制制器(1)布防与撤撤防(2)布防后的的延时(3)防破坏3)监控控中心防盗报警警系统的的中心的的主要任任务是实实施整个个防盗系系统的监监控与管管理。智智能建筑筑的防盗盗报警系系统应具具备联网网通信功功能，以以便为与与其他安安保系统统或BAS协调工作作。在小小型建筑筑中防盗盗报警监监控中心心可以并并入出入入控制或或其他子子系统，，而不一一定单独独设置。。5．5．2电视监控控系统电视监控控系统主主要由摄摄像、传传输、控控制和显显示与记记录四大大部分所所构成。。1）摄像部部分包括安装装在现场场的摄像像机、镜镜头、防防护罩、、支架和和电动云云台，其其任务是是对物体体进行摄摄像并将将其转换换成电信信号。2）传输部部分监视现场场和控制制中心存存在一定定距离，，两者之之间需要要信号传传输，一一方面摄摄像机得得到的图图像要传传到控制制中心；；另一方方面控制制中心的的控制信信号要传传送到现现场，所所以传输输系统包包括视频频信号和和控制信信号的传传输2大部分。。3）显示与与记录部部分显示与记记录设备备安装在在控制室室内，主主要由监监视器、、长延时时录像机机或硬盘盘录像系系统和一一些视频频处理设设备构成成。其任任务是把把从现场场传来的的电信号号转换成成在监视视设备上上显示的的图像，，如果必必要，同同时用录录像机予予以记录录。4）控制设设备(1)视频切换换器(2)多画面分分割器(3)视频分配配器5．5．3出入控制制系统1)系统统构成重要部位位与主要要通道口口往往安安装：门门磁开关关、电子子门锁与与读卡器器等装置置；出入控制制典型系系统由中中央管理理机、控控制器、、读卡器器、执行行机构等等四大部部分组成成。(1)中央管理理机作为出入入控制系系统神经经中枢的的中央管管理机(PC机)，根据业业主要求求确定授授权形式式与内容容，担负负发卡与与写卡任任务。(2)控制器根据读卡卡器的信信息，向向能控制制门开启启或关闭闭的执行行机构发发出操作作命令，，是控制制器的主主要任务务。智能能建筑中中使用的的出入控控制器除除上述功功能外，，尚应将将出入事事件信息息发送至至中央管管理器，，还可连连接多个个报警输输入与报报警输出出。(3)卡与读卡卡器被授权权允许许进出出的人人员，，利用用卡表表明其其身份份与资资格。。读卡卡器的的任务务是识识别持持卡人人的出出入区区域授权；；当允允许进进人该该读卡卡器控控制区区时，，发出出开门门指令令，否否则不不授权权开门门，还还可以以联动动电视视监控控系统统等设设备，，通过过集成成实现现更多多的功功能。。(4)执行器执行机构是是实现门禁禁功能的最最后一个关关键部位，，多利用电电信号控制制电子门锁锁来实现门门的开闭动动作。在出出入控制系系统中，电电子门锁接接受并执行行读卡器的的输出信号号，完成开开门或关门门动作。2)系统功功能(1)出入控制系系统的控制制器已存入入读卡器的的程序，故故可记录磁磁卡持有人人的活动，，即使与中中央管理机机失去联络络，仍可独独立工作。。(2)读卡器接口口内含处理理器和通信信卡，可与与出入控制制器通信，，用来控制制门的开关关，并可接接受8个或更多个个诸如开关关探测器、、振动报警警等输入。。(3)支持接触式式磁卡、非非接触式磁磁卡等多种种磁卡技术术。(4)在出入控制制工作站上上，采用性性能优异的的图形界面面。(5)由于在出入入控制工作作站上可以以获得所有有磁卡的出出入记录，，操作员可可以根据上上述人员信信息合理设设定下班后后的设备运运行状态，，以达到节节能的目的的。(6)可以设定多多种控制方方式。(7)一般系统读读卡后，门门上的电磁磁锁持续打打开一段时时间，约为为15s。为防止跟人人现象，可可将延时减减5s，超时将报警警。(8)信息中心、、计算机主主机房、财财务部等属属于重点的的保安和监监视对象，，在这些地地区的出入入口及在各各楼层的紧紧急通道处处设置双重重双侧磁卡卡阅读器，，员工凭磁磁卡及个人人密码，才才能开门，，进出该地地区，并作作为事件记记录下来；；同时，电电视监控系系统还可把把该图像信信息记录下下来。(9)当选用非接接触式感应应卡时，感感应卡与读读卡器之间间的距离只只要在70mm内，便可将将感应卡上上的信息读读到读卡器器内。3)出入控控制系统的的发展出入控制在在智能建筑筑中的作用用受到了愈愈来愈多的的重视，特特殊重要场场合提出更更高的智能能化要求，，高新技术术相继应用用。生物辨识系系统不再利利用卡，而而是利用人人所具有的的生物特征征的惟一性性。当今，，市场上已已出现利用用个人指纹纹差别做对对比辨识的的指纹机；；利用人的的掌型和掌掌纹图形对对比的掌纹纹机；利用用视网膜血血管分布图图像辨识的的视网膜辨辨识机；利利用每个人人语音差异异实现人员员辨识的声声音辨识等等。生物辨识技技术安全性性极高，对对视网膜图图像的复制制几乎是不不可能的。。5．5．4巡更系统1）息管理理子系统①保证巡更更值班人员员能够按巡巡更程序所所规定的路路线与时间间到达指定定的巡更点点，进行巡巡视，不能能迟到，更更不能绕道道。②对巡更人人员自身的的安全要充充分保护。。2）系统构构成①巡更开关关：可以是是带锁开关关；也可以以是巡更棒棒、磁卡、、IC卡等其他形形式的产品品。②控制器：：可以独立立设置，也也可以与安安全防范系系统或建筑筑设备自动动化系统共共用。③传输通道道：一般多多采用价格格低廉的双双绞线传输输，特殊情情况下采用用无线传输输等方式。。④中央操作作站：多由由PC机、网络