建筑物自动控制系统第7章楼宇自动化系统集成

建筑物自动控制系统第7章楼宇自动化系统集成7.1楼宇自动化系统集成概述系统集成是指将各自分散的、相互独立的系统，有机地集中于一个统一的环境之中，运行于同一个操作平台之下，高效率的完成规定的任务。集成后的系统不是原来各个系统的简单叠加，而是各系统的有机综合，使系统的运行机制与结构、系统服务与管理等功能产生质的提高与飞跃。楼宇自动化系统集成可简单定义为：将建筑内不同功能的自动化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享，使楼宇自动化系统的功能与性能在各个独立子系统的基础上产生质的提高。7.1.1楼宇自动化系统集成的目的1．有利于楼宇自动化系统自身设备的集中管理在楼宇自动化系统中一般都有建筑设备自动化系统、消防报警系统、安全防范系统及其他子系统。如果不进行系统集成，各子系统都要设置自己的控制室，每个控制室都有值班人员，造成值班人员重复、管理效率低下、人力和物力的大量浪费。系统集成可以把建筑物内各个子系统的操作集成于同一计算机系统中，用统一的监控和管理的界面环境，在同一监控室内进行监视和控制操作，减少管理人员的人数，提高管理效率，降低人员培训的费用，加强对事件的综合控制能力，使物业管理现代化。2．实现信息资源共享集成管理系统提供了一个开放的平台采集、传输、管理各子系统的数据，建立统一开放的数据库，使信息系统能够根据功能需要自由地选择、处理、使用所需要的数据，以提高信息利用率、发挥增值服务的功能。3．有利于系统功能的发挥和增强全局事件处理能力楼宇自动化系统不是各种产品和子系统的简单堆集，而是将各个子系统集成为一个具有高效服务、便于管理和使用的应用系统。通过系统集成实现楼宇自动化整体的联动控制功能，提高系统的整体运行效率和对全局事件的控制能力，充分发挥综合应用的优势：例如，当火灾报警发生时，除了消防系统需要对发生地点进行自动灭火外，火灾探测器向主机发出报警信息，并通过集成系统进行相关系统和设备的联动控制。如消防水泵、压风机、补风机、排烟机启动；空调机组关闭，电梯归位，消防紧急广播，电力系统控制，门禁通道紧急控制等，以保障人身及设备安全、提高消防灭火效率、减少火灾损失。当安防系统或门禁系统发现非法入侵时，除了及时发出报警信息外，可以通过门禁通道电梯控制、紧急广播、110报警、启动CCTV监视与录像等联动控制，减少损失和提高事后追查效率。4．优化楼宇自动化系统运行楼宇自动化系统由多个子系统组成，通过楼宇自动化系统的集成平台，可以在各子系统功能的基础上，实现整个系统间的联动控制与综合调度，实现系统运行的全面优化。5．提高楼宇自动化系统可靠性集成系统对系统设备状态和运行信息的实时监测和快速采集、处理，以及对系统与设备可能出现故障的预测能力，能够事先预测故障的发生而采取措施以减少损失，或缩短故障发现时间；另一方面，在集成系统辅助维护与管理功能的支持下，系统故障的原因确认和修复时间也会大为缩短，这些都会使楼宇自动化系统的可靠性提高。6．降低运行成本通过减少上岗人员数量、缩短培训时间、降低专业化要求，减少人力费用支出；通过及时、有效利用现场设备检测信息及其他信息资源，减少设备故障、降低维护费用；通过联动控制与综合调度，实现系统运行的全面优化，以降低系统能耗。以上三个方面费用的降低，从整体上降低系统运营成本。统计资料表明，通过系统集成可以节约人员20％～30％，节省维护费10％～30％，提高工作效率20％～30％，节约培训费20％～30％。7.1.2楼宇自动化系统集成设计原则与目标1．楼宇自动化集成系统设计原则(1)实用性原则由于建筑的地域、用途与功能不一样，楼宇自动化系统的总体结构和功能需求有所不同。在集成系统设计时，应根据具体情况，按照建筑的特点和实际需要，制定实用、可行的系统集成方案。(2)可实施性原则由于多种(资金、市场、技术等)因素的影响，大型建筑项目的工程有可能分阶段实施，这一点在进行楼宇自动化系统集成设计时应予以充分考虑。优秀的系统集成设计，最终的集成系统功能并不会由于工程的分段建设而受到影响；同时还应兼顾系统未来的扩容和功能的提升需要。(3)开放性原则开放性原则在系统集成的过程中主要解决不同系统和产品间接口与协议的“标准化”，以便它们之间达到“互操作性”。这是当今各种产品和技术的发展趋势。系统开放性的特征表现为：系统灵活性好且具有可扩展性、系统兼容性，应用软件可移植性强、系统技术生命周期长且系统可维护性好。(4)经济性原则经济性是衡量楼宇自动化集成系统优劣的重要标志之一。这就要求系统设计者从系统目标和用户需求实际出发，进行前期建设投入与后期管理投入的综合评价，尽可能使楼宇自动化集成的建设费用和管理费用经济合理。后期的管理费用有四大项：能耗费、管理人员费、设备维修保养费和设备更新与系统升级换代费用。(5)信息与资源共享原则集成系统可实现整个楼宇自动化系统物理的硬件设备和逻辑上的软件资源的共享，利用最低限度的设备和资源来最大限度地满足用户对功能的要求。(6)运行优化原则通过系统集成，能够在子系统功能的基础上，方便地实现整个系统的联动与综合调度，优化系统运行。(7)方便管理与便于决策原则由于信息共享，楼宇自动化集成系统可以做到在一个中央监控室内对建筑内的保安、消防、各类机电设备、照明、电梯等各个子系统进行监视与控制，从而实现集中管理。这样不仅能发挥信息综合利用的作用，还能优化信息结构，提高信息使用效率。由于系统信息集中、功能集中，企业决策者便于把握全局，从而能够及时作出正确的判断和决策。(8)先进性原则采用与技术发展潮流相吻合的产品，使系统保持相对的先进性，以保证前期工程与后期工程的可衔接性和系统建设投资的保值。(9)可靠性原则必须采取多种措施保证设计出的系统具有高可靠性和高容错性，系统应能够不问断运行，对突发事件迅速响应，有足够的延时处理突发性事件。(10)服务质量原则通过楼宇自动化集成系统，便于实施全局事务处理，使物业管理更趋现代化。集成系统的集中监控管理，可以提高服务的响应时间，特别是对于那些突发性事务，可以进行迅速的响应和综合周密的全面考虑，提高事务处理质量。2．楼宇自动化集成系统的设计目标◆能够提供高度共享的信息资源；◆确保提高工作效率和舒适的工作、生活环境；◆高效节能，节约管理费用，减少物业管理人员；◆系统具有随环境变化的可适应性；◆系统设备安全，可靠，便于管理维护；◆投资合理，经济与社会效益高。3．楼宇自动化集成系统的服务功能(1)安全性服务以防盗、门禁、消防为核心的安全服务系统，运行正常、反应快速：(2)舒适性服务具备良好的空调系统、通风系统、水／电/气，热供应系统、闭路电视系统和多媒体背景音响系统。(3)可用性服务包括共享设备、信息、系统和服务设施等方便用户的使用。7.1.2楼宇自动化系统集成设计原则与目标1．楼宇自动化集成系统设计原则(1)实用性原则由于建筑的地域、用途与功能不一样，楼宇自动化系统的总体结构和功能需求有所不同。在集成系统设计时，应根据具体情况，按照建筑的特点和实际需要，制定实用、可行的系统集成方案。(2)可实施性原则由于多种(资金、市场、技术等)因素的影响，大型建筑项目的工程有可能分阶段实施，这一点在进行楼宇自动化系统集成设计时应予以充分考虑。优秀的系统集成设计，最终的集成系统功能并不会由于工程的分段建设而受到影响；同时还应兼顾系统未来的扩容和功能的提升需要。(3)开放性原则开放性原则在系统集成的过程中主要解决不同系统和产品间接口与协议的“标准化”，以便它们之间达到“互操作性”。这是当今各种产品和技术的发展趋势。系统开放性的特征表现为：系统灵活性好且具有可扩展性、系统兼容性，应用软件可移植性强、系统技术生命周期长且系统可维护性好。(4)经济性原则经济性是衡量楼宇自动化集成系统优劣的重要标志之一。这就要求系统设计者从系统目标和用户需求实际出发，进行前期建设投入与后期管理投入的综合评价，尽可能使楼宇自动化集成的建设费用和管理费用经济合理。后期的管理费用有四大项：能耗费、管理人员费、设备维修保养费和设备更新与系统升级换代费用。(5)信息与资源共享原则集成系统可实现整个楼宇自动化系统物理的硬件设备和逻辑上的软件资源的共享，利用最低限度的设备和资源来最大限度地满足用户对功能的要求。(6)运行优化原则通过系统集成，能够在子系统功能的基础上，方便地实现整个系统的联动与综合调度，优化系统运行。(7)方便管理与便于决策原则由于信息共享，楼宇自动化集成系统可以做到在一个中央监控室内对建筑内的保安、消防、各类机电设备、照明、电梯等各个子系统进行监视与控制，从而实现集中管理。这样不仅能发挥信息综合利用的作用，还能优化信息结构，提高信息使用效率。由于系统信息集中、功能集中，企业决策者便于把握全局，从而能够及时作出正确的判断和决策。(8)先进性原则采用与技术发展潮流相吻合的产品，使系统保持相对的先进性，以保证前期工程与后期工程的可衔接性和系统建设投资的保值。(9)可靠性原则必须采取多种措施保证设计出的系统具有高可靠性和高容错性，系统应能够不问断运行，对突发事件迅速响应，有足够的延时处理突发性事件。(10)服务质量原则通过楼宇自动化集成系统，便于实施全局事务处理，使物业管理更趋现代化。集成系统的集中监控管理，可以提高服务的响应时间，特别是对于那些突发性事务，可以进行迅速的响应和综合周密的全面考虑，提高事务处理质量。2．楼宇自动化集成系统的设计目标◆能够提供高度共享的信息资源；◆确保提高工作效率和舒适的工作、生活环境；◆高效节能，节约管理费用，减少物业管理人员；◆系统具有随环境变化的可适应性；◆系统设备安全，可靠，便于管理维护；◆投资合理，经济与社会效益高。3．楼宇自动化集成系统的服务功能(1)安全性服务以防盗、门禁、消防为核心的安全服务系统，运行正常、反应快速：(2)舒适性服务具备良好的空调系统、通风系统、水／电/气，热供应系统、闭路电视系统和多媒体背景音响系统。(3)可用性服务包括共享设备、信息、系统和服务设施等方便用户的使用。7.2楼宇自动化系统集成模式与集成系统集成设计7.2.1楼宇自动化系统集成模式楼宇自动化系统的集成设计是设计人员根据用户需求技术规格书，结合实际的技术条件、设备条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。主要任务是在各种技术手段和实施方法中权衡利弊，进行精心设计，尽可能提高系统的可靠性、实用性和可扩充性等。楼宇自动化系统集成的设计思路为：集成系统一子系统一设备。楼宇自动化系统的集成从建筑的角度来说是弱电系统的综合集成。在进行系统集成总体设计时，应以智能建筑的中央监控管理系统为核心，系统集成就是围绕各个子系统与核心的关系而展开，并在此基础上作进一步的接口、协议和界面等细节设计。目前楼宇自动化的系统集成主要模式有下面几种。1．网络互连模式(1)专用网关互连模式在系统集成时，采用由直接设备供应商(如楼宇自控设备供应商)与第三方互连设备供应商(如消防、保安、冷水机组)联合生产的、针对各种设备的专用网关，实现与第三方设备互连和信息共享。由于技术与产品成熟，可靠性很高，费用较低，但第三方设备选择范围仍受到限制。(2)计算机网络互连模式以这种模式进行系统集成时，系统使用通信网关实现和各子系统的通信连接，采集各类机电设备的实时参数，然后通过实时对象服务程序把它们转变为一致的数据格式向网络上发布，通过网关可以适应不同类型的接口和数据格式，也不会发生数据传输瓶颈。2．采用开放式标准实现互连模式采用开放式标准生产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，也是实现楼宇自动化系统集成模式之一。所谓开放式系统即系统所有设备均以公开的工业标准技术制造，符合公开的工业标准与通信协议。可以实现不同厂商生产的设备与系统之间的无缝连接。这种集成模式具有以下三个特点：◆所有厂商共同遵守标准的