建筑设备监控系统

18建筑设备监控系统18.1一般规定18.1.1本章适用于建筑物（群）所属建筑设备监控系统（BAS）的设计。BAS可对下列子系统进行设备运行和建筑节能的监测与控制：1冷冻水及冷却水系统；2热交换系统；3采暖通风及空气调节系统；4给水与排水系统；5供配电系统；6公共照明系统；7电梯和自动扶梯系统。18.1.2建筑设备监控系统设计应符合下列规定：1系统应支持开放式系统技术，宜建立分布式控制网络；2系统与产品的开放性应满足可互通信、可互操作、可互换用要求；3在主系统对第三方子系统只监不控的场所，也可选择只满足可互通信的产品；4在主系统与第三方子系统有联动要求的场合,宜选择能满足可互操作的产品；5系统集成应由硬件和软件的可集成性确定，并应符合国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314的规定；6应采取必要的防范措施，确保系统和信息的安全性；7应根据建筑的功能、重要性等确定采取冗余、容错等技术。18.1.3建筑设备监控系统设计时，应根据监控功能与管理需求合理设置监控点。18.1.4建筑设备监控系统规模，可按实时数据库的硬件点和软件点点数区分，宜符合表18.1.4的规定。表18.1.4建筑设备监控系统规模系统规模实时数据库点数小型系统999及以下中型系统1000～2999大型系统3000及以上18.1.5建筑设备监控系统，应具备系统自诊断和故障部件自动隔离、自动恢复、故障报警功能。18.1.6当有智能建筑集成要求，且主管部门允许时，BAS应提供与火灾自动报警系统（FAS）及18-1安全防范系统（SAS）的通信接口，构成建筑设备管理系统（BMS）。18.2建筑设备监控系统网络结构18.2.1建筑设备监控系统，宜采用分布式系统和多层次的网络结构。并应根据系统的规模、功能要求及选用产品的特点，采用三层、两层或单层的网络结构，但不同网络结构均应满足分布式系统集中监视操作和分散采集控制（分散危险）的原则。大型系统宜采用三层或两层的网络结构，三层网络结构由管理、控制、现场三个网络层构成，其网络结构应符合图18.2.1的规定。中、小型系统宜采用两层或单层的网络结构。各网络层应符合下列规定：1管理网络层应完成系统集中监控和各子系统的集成；2控制网络层应完成建筑设备的自动控制；3现场网络层应完成末端设备控制和现场仪表的信息采集和处理。客户机（操作站）服务器客户机（操作站）网络控制器设备控制器设备控制器设备控制器设备控制器设备控制器末端设备控制器I/O模块末端设备控制器I/O模块末端设备控制器I/O模块模拟输入（传感器）模拟输出（调节阀）开关输入（压差开关）开关输出（继电器）智能调节阀智能传感器单参数一对一线缆以太网控制网络层管理网络层现场网络层建筑机电设备控制总线现场总线控制总线现场总线现场总线图18.2.1建筑设备监控系统三层网络系统结构18.2.2用于网络互连的通信接口设备，应根据各层不同情况，以ISO/OSI开放式系统互联模型为参照体系，合理选择中继器、网桥、路由器、网关等互联通信接口设备。18.3管理网络层（中央管理工作站）18.3.1管理网络层应具有下列功能：1监控系统的运行参数；2检测可控的子系统对控制命令的响应情况；3显示和记录各种测量数据、运行状态、故障报警等信息；18-24数据报表和打印。18.3.2管理网络层设计应符合下列规定：1管理网络层由安装在计算机上的操作站和服务器、通信网络、网络设备及系统辅助设施组成，通信网络应采用符合IEEE802.3的以太网；2操作站与服务器之间宜采用客户机/服务器（Client/Server）或浏览器/服务器（Browser/Server）的体系结构。当需要远程监控时，客户机/服务器的体系结构应支持Web服务器；3应采用开放的操作系统、可互换用的即插即用的硬件结构体系；4宜采用TCP/IP通信协议；5在系统中存在异构的第三方子系统且其具有独立的监控主机时，服务器、客户机（操作站）宜配用标准OPC、BACnet、ODBC软件数据接口。在第三方子系统不能与主系统网络直接相连的情况下，主系统生产厂家宜提供与第三方子系统配套的专门的硬件连接平台；6服务器应为客户机（操作站）提供数据库访问，并宜采集设备控制器、末端设备控制器、传感器、执行器、阀门、风阀、变频器数据，采集过程历史数据，提供服务器配置数据，存储用户定义数据的应用信息结构，生成报警和事件记录、趋势图、报表，提供系统状态信息；7实时数据库的监控点数（包括软件点），应留有裕量，裕量不宜少于10%；8客户机（操作站）软件根据需要可安装在多台PC机上，宜建立多台客户机（操作站）并行工作的局域网系统；9客户机（操作站）软件可以和服务器安装在同一台PC机上；10管理网络层应具有与因特网联网能力，提供因特网用户通信接口技术。用户可通过Web浏览器，远程查看建筑设备监控系统的各种数据或进行远程操作；11当管理网络层的服务器和（或）操作站发生故障或停止工作时，不应影响设备控制器、末端设备控制器和现场仪表运行，控制网络层、现场网络层通信也不应因此而中断。18.3.3当通信网络与因特网连接时，管理网络层或接入的信息网络系统必须安装防火墙和防病毒系统；18.3.4当不同地理位置上分布有多组相同种类的建筑设备监控系统时，宜采用分布式服务器结构。每个建筑设备监控系统服务器管理的数据库应互相透明，从不同的建筑设备监控系统的客户机（操作站）均可访问其它建筑设备监控系统的服务器，与该系统的数据库进行数据交换，使这些独立的服务器连接成为逻辑上的一个整体系统。18.3.5管理网络层的配置应符合下列规定：1宜采用100BASE-T的星型拓扑结构，选用双绞线作为传输介质，在管理网络层布线借用建筑物本身的综合布线系统的情况下，也可采用环形、总线拓扑结构；2服务器与客户机（操作站）之间的连接宜选用交换式集线器；3管理网络层的服务器和至少一个客户机（操作站）应位于监控中心内；18-34在BAS某些子系统有自己独立的监控室，且这些监控室位于建筑物不同地点时，管理网络层通信网络宜借用建筑物本身的综合布线系统组成；5在BAS的设备控制器带有以太网接口的场合，管理网络层通信网络及控制网络层通信总线宜统一借用建筑物本身的综合布线系统组成；6如果管理网络层的服务器、客户机（操作站）均处于同一监控中心内，宜由一台交换式集线器(HUB)和网线自行组成管理网络层；7在系统较小的情况下，可将客户机（操作站）软件和服务器安装在同一台PC机上，组成无管理网络层的单层网络架构；8在管理体制允许，建筑设备监控系统（BAS）、火灾自动报警系统（FAS）和安全防范系统（SAS）共用一个监控中心或各监控中心相距不远的情况下，BAS、SAS、FAS可共用同一个管理网络层，构成建筑设备管理系统（BMS），但应使三者其余部分的网络各自保持相对独立。18.4控制网络层18.4.1控制网络层应完成对主控项目的开环控制和闭环控制、监控点逻辑开关表控制和监控点时间表控制。18.4.2控制网络层应由设备控制器和通信总线组成。当设备控制器需处理复杂控制任务时，通信总线宜采用Ethernet组网方式，并借用建筑物本身的综合布线系统组网。其他场合宜采用控制网络层自行布线的总线拓扑结构。18.4.3通信总线通常采用双绞线作为传输介质，在布线困难的场所，也可采用无线传输。通信总线的通信协议宜采用TCP/IP、BACnet、LonTalk、MeterBus和ModBus等国际标准。18.4.4控制网络层的设备控制器可采用直接数字控制器(DDC)、可编程逻辑控制器(PLC)或兼有DDC、PLC特性的混合型控制器HC（HybridController）。18.4.5在民用建筑中，除有特殊要求外，设备控制器应选用DDC控制器。18.4.6设备控制器的技术要求，应符合下列规定：1大型设备控制器的CPU不宜低于32位；2RAM不宜低于1MB；3EPROM和（或）Flash-EPROM不宜低于4MB；4RAM数据应有72h以上的断电保护；5系统软件应存储在ROM中、应用程序软件应存储在EPROM或Flash-EPROM中；6硬件和软件宜采用模块化结构；7控制器的I/O模块应包括AI、AO、DI、DO、PI等类型；8控制器的I/O模块宜包括集中安装在控制器箱体及其扩展箱体内的I/O模块和可远程分散安装的分布式智能I/O模块两大类；18-49带有以太网接口的设备控制器可具备服务器和网络控制器的部分功能；10应提供与控制网络层通信总线的通信接口，便于设备控制器与通信总线连接并与连接其上的其它设备控制器通信；11宜提供与现场网络层现场总线的通信接口，便于设备控制器与现场网络层现场总线连接并与连接其上的末端设备控制器、分布式智能I/O模块、智能传感器、智能调节阀等现场设备通信；12应提供至少一个RS232通信接口与便携式计算机在现场连接；13设备控制器宜提供基于单参数单向一对一传输电缆的数字量和模拟量输入输出以及高速计数脉冲输入并应满足控制任务优先级别管理和实时性要求；14设备控制器规模以监控点（硬件点）数量区分，每台不宜超过256点；15设备控制器宜通过中文可视图形化编程工程软件进行配置和选择控制应用；16设备控制器宜选用挂墙的箱式结构或小型落地柜式结构。分布式智能I/O模块宜采用可直接安装在建筑设备的控制柜中的导轨式模块结构；17应提供设备控制器典型配置时的平均无故障工作时间（MTBF）；18每个设备控制器在管理网络层故障时应能继续独立工作。18.4.7每台设备控制器的监控点数(硬件点)应留有裕量，点数裕量不宜小于20%。18.4.8控制网络层的配置应符合下列规定：1控制网络层通信总线借用建筑物本身的综合布线系统时，应确保其满足控制网络对确定性及实时性的要求，并由网络管理人员为建筑设备监控系统建立独立的虚拟局域网；2控制网络层通信总线使用自行布线的总线拓扑结构时，控制网络层可包括并行工作的多条通信总线，每条通信总线可通过网络控制器（通信接口）与管理网络层（中央管理工作站）连接，也可通过管理网络层服务器的RS232通信接口或内置通信网卡直接与服务器连接；3当设备控制器带有以太网接口而与管理网络层处于同一通信级别时，可采用交换式集线器连接，与中央管理工作站进行通信，设备控制器与楼层交换式集线器之间的水平连接馈线应选择屏蔽双绞线，并穿金属管明敷或暗敷，馈线屏蔽层应在设备控制器一侧单端接地；4在控制网络层使用总线拓扑结构的通信总线连接各设备控制器时，通信总线应采用屏蔽双绞电缆并应单独敷设，同时应保证屏蔽线的屏蔽层有良好的单端接地，电缆敷设方式应以沿金属桥架或金属线槽明敷为主，出桥架后穿金属管保护；5设备控制器之间通信，均应为对等式（peertopeer）直接数据通信；6在控制网络层宜选用支持BACnet协议的设备控制器，以方便主系统与采用这种标准协议的第三方子系统和设备的集成；7设备控制器可与现场网络层的智能现场仪表、末端设备控制器和分布式智能I/O模块进行通信；8设备控制器的电源宜采用中央控制室集中供电方式，以放射式供给各设备控制器，为缩18-5短供电距离，供电线可与通信线按不同路径敷设。如采用就地供电方式，可由就近的保安电源供给；9选择设备控制器时，应保证每台新风机组或空调机组的监控任务均由同一台设备控制器完成，与该台新风机组或空调机组相关的风机盘管或变风量箱的末端设备控制器，均应连接在从该台设备控制器引出的现场总线上；10选择设备控制器型号时，若能减少用户购买设备控制器备用品的数量，可以允许相邻的两台以上的新风机组或空调机组的监控任务由一台设备控制器完成；11在冷冻站、热交换站、变配电所等设备台数集中的场所，应选择大型设备控制器；12设备控制器应按建筑机电设备的楼层平面布置进行划分，其位置应设在冷冻站、热交换站、空调机房、新风机房等控制参数较为集中之处，也可设置在最靠近上述建筑机电设备机房的弱电竖井电信间中；13当设备控制器设置在建筑机电设备机房内，宜采用单参数单向的一对一传输电缆将配置在建筑机电设备上的就地仪表、电控柜与控制器箱体内的I/O模块连接起来，一对一