建筑设备自动化的系统集成(理解)

1）概述系统集成，一般来说是指在一个大系统环境中，为了整个系统的协调和优化，在相同的总目标之下，将相互之间存在一定关联的各子系统，通过某种方式或技术结合在一起。第5章建筑设备自动化的系统集成5.1智能建筑的系统集成12）智能建筑系统集成的意义①通过对智能建筑各子系统进行系统集成，可以对各个子系统进行集中监控，从而提高管理和服务效率，节省成本，降低运行和维护费用；②通过综合设计集成系统，可以优化总体设计，减少各个子系统中的硬件和软件重复投资；③通过采用统一的硬件和软件结构，使操作和管理人员能更加容易地掌握其操作和维护技术；2④为业主或租赁户提供高效率高质量的物业管理服务，提升建筑物的档次，使建筑物售前升值和售后保值；⑤为业主或租赁户提供一条建筑物内外四通八达的信息高速公路。33）智能建筑系统集成的内容从不同角度看，智能建筑系统集成的内容主要包括：功能集成、网络集成、界面集成等。（1）功能集成将原来分离的各智能化子系统的功能进行集成，并形成原来子系统所没有的针对所有建筑设备的全局性监控和管理功能。功能集成主要分两个层次：4①IBMS中央管理层的功能集成：集中监视、控制和管理功能，信息综合管理功能，全局事件管理功能，流程自动化管理功能，公共通信网络管理功能。②各智能化子系统的功能集成：BAS、OAS、CNS、BMS的功能集成。5（2）网络集成网络集成实质上是通信网络系统CNS在智能建筑中的具体实施，是通信设备与网络设备的结合，以及通信线路和网络线路的结合。由综合布线系统构成智能建筑的“高速公路”，由用户程控交换机和计算机局域网组成智能建筑“高速公路”上的“红绿灯”和“交通指挥中心”。网络集成侧重在网络协议、网络互连设备这两个方面。6（3）界面集成智能建筑系统集成的最高目标是将BMS、OAS、CNS集成在一个计算机平台上，在统一界

面环境下运行和操作，即建立智能建筑综合管理系统IBMS。一般各智能化子系统的运行和操作界面是不同的，界面集成就是要实现在统一的平台和统一的界面上运行和操作系统。界面集成实现的前提是各子系统之间数据的互通交换，在技术上主要是解决不同网络通信协议之间的转换问题。75.2建筑智能化子系统的互连方式智能建筑中的各种建筑设备子系统是由不同厂家生产制造的，很难把它们直接互连起来。需要采用某种互连方式把这些分离的由不同厂家生产的子系统或设备互相连接起来，以实现子系统内部和子系统之间的集成。常用的互连方式有以下几种：81）硬接方式这种方式是早期系统集成的手段，现在很少应用。该方式是通过增加一个设备子系统的输入/输出节点或传感器，接入另一个设备子系统的输入/输出节点进行集成。2）串行通讯方式常见的方式是将现场控制器加以改造，增加串行通讯接口（如RS-232C、RS-485等），使之可以与其他设备子系统进行通讯。设备子系统之间的信息交换通过通讯协议的转换实现。93）基于特定BAS平台的内部子系统互连方式随着计算机技术的发展，BAS制造商将产品和计算机技术紧密结合起来，使BAS可以通过计算机网络连接其集成子系统，BAS可以监测、控制和管理其集成子系统。由此产生了以BAS为平台的系统集成方式。这种集成方式相对于前两种集成方式来说是一个较大的进步，系统集成度和功能明显得到提高。然而，以特定BAS为平台进行系统集成的方式仍然存在明显的缺点：各厂家的BAS是一个相对封闭的体系，缺少向上的开放能力。BAS系统与其他设备子系统的接口设备和接口软件局限于特定产品、特定型号，因此系统集成能力有限，且维护、

升级成本高。104）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（见图5.1）。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。11图5.1子系统平等集成方式125）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：13①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。14（1）LonMark标准LonMark标准是以LonWorks技术为基础的一套标准，LonWorks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讯。15（2）BACnet标准BACnet标准主要是管理层的一个开放式标准。BACnet比LonWarks有更强的数据通信能力，是可以实现不同厂家BAS、FAS、SAS产品之间互连的网络通信技术。165.3建筑智能化子系统的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综合管理系统IBMS，如图5.2所示。IBMS把各子系统BMS、OAS、CNS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。17图5.2智能建筑综合管理系统IBMS示意图182）以BA和OA为主，面向物业管理的集成模式这种集成模式是将BMS、OAS以及智能一卡通系统、程控电话系统等进行集成，完成OAS及BMS的紧密集成。其中属于OAS的物业管理系统（FMS）包括租赁管理、维护管理、收支管理、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；BMS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CNS只集成了PABX的计费功能。如图5.3所示。193）BMS集成模式BMS实现BAS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BAS平台，增加信息通信、协议转换、控制管理模块，主要实现对于FAS、SAS的集中监视与联动。各类子系统均以BAS为核心，运行在BAS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，可以很好的实现联动功能。国内目前大部分智能建筑采用的是这种集成模式，如图5.4所示。20图5.3以BA和OA为主的集成模式示意21图5.4BMS集成模式示意224）子系统集成所谓子系统集成是指对OAS、CNS、BAS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。①OAS集成办公自动化系统集成实质上是把不同技术的办公设备用联网方式集成为一体，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来提高日常事务处理和行政管理科学化、高效率。23②CNS集成将程控电话系统、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。③BAS集成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DDC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DDC直接集成到系统内。245.4基于BACnet和LonWorks的BMS系统集成建筑设备管理系统BMS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（BAS）、安防自动化系统（SAS）、火灾自动报警系统（FAS）。BMS的特点主要体现在综合监控信号处理和快速的响应能力，以及监控参数的统计、汇总、整理等管理的能力上。251）管理层网络管理层网络通常采用以太（Ethernet）局域网，把所有BMS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BMS系统上来，而BMS系统也可通过这一层网络传输程序、指令等信息到有关的子系统和相关现场监控设备。262）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LonWorks现场总线网等。基于BACnet、LonWorks的BMS集成应用方案如下所示：27图5.5一种基于LonWorks的BMS集成方案示意28（1）LonWorks方案一种基于LonWorks的BMS集成方案见图5.5。①LonWorks现场总线技术LonWorks网以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。②LonWorks现场总线网与管理层以太网的连接LonWorks现场总线网与管理层以太网之间通过专用的LNS网关实现连接。29（2）BACnet方案一种基于BACnet的BMS集成方案见图5.6。BACnet是一种用于多种物理网（ARCNET、LonW

orks、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。