第十一章建筑智能化系统集成课件.ppt
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1、第11章 建筑智能化系统集成设计,2,本章主要内容,111 建筑智能化系统集成设计概述112 建筑智能化系统集成设计方案,3,11.1.1 建筑智能化系统集成的目的,智能化系统集成是把若干个相互独立、相互关联的系统如建筑设备监控系统、安全防范系统、火灾自动报警及联动系统等集成到统一的、协调运行的系统中,实现建筑管理系统(BMS,Building Management System),BMS可进一步与通信网络系统、信息网络系统实现建筑集成管理系统(IBMS),实现建筑物设备的自动检测与优化控制,实现信息资源的优化管理和共享,为使用者提供最佳的信息服务,创造安全、舒适、高效、环保的工作、生活环境。
2、,4,(1)智能化系统的集成应贯彻设计一步到位、分步实施的原则,将集成分成三个步骤进行。完成各子系统的自身功能,满足用户基本的使用、管理要求。进行有限系统间的集成,满足用户较高的使用功能、管理要求,实现建筑物管理系统(BMS)集成。对各个建筑物内的各个子系统进行集成,实现更高层次的建筑集成管理系统(IBMS,Integrated Building Management System)。,5,(2)智能化系统集成所用设备的通信协议和接口应符合现行有关标准的规定。(3)智能化系统集成应具有整体性,做到技术先进、可行,使用灵活、可扩展,管理可靠、可容错、可维护,投资合理。,6,11.1.2 建筑智能
3、化系统集成内容,系统集成的子系统包括通信网络(CNS)、信息网络系统(INS)、建筑设备监控系统(BAS)、火灾自动报警系统(FAS)、安全防范系统(SAS)。,7,1.通信网络系统(CNS)集成,(1)CNS集成系统一般是各子系统逐步建成后,才完善系统集成功能。(2)每个通信子系统都必须提供标准的接口与符合国际标准的通信协议,实现与BMS、INS的集成。(3)接收并提供IBMS集成所必须的各种信息。,8,2.信息网络系统(INS)集成,(1)INS集成系统应根据用户需求与经济条件,逐步建成与完善,首先应解决事务型办公自动化和物业管理自动化系统。(2)信息网络一般由两大部分组成:本地信息网络,
4、一般是高速主干网,主干以光纤为主,连接建筑物内其他各资源子网和计算机主机。建筑物外部的信息网络一般包括接入网以及通过接入网与本地信息网络联接。即局域网之间以及局域网与广域网之间的互连。,9,(3)INS应具备与BMS及CNS联网与集成的功能,既可实现近期工程集成的需求,又具备发展到IBMS的潜力。(4)办公楼、综合楼等建筑中至少应具有一个高速通信主干网,一般采用带冗余功能的千兆位交换式以太网,并由高速主干连接每一楼层的局域网(LAN)和计算机主机,同时通过高速主干网实现楼群之间以及外部的联网与通信。高速主干网首选技术是ATM网和以太网。,10,3.建筑管理系统(BMS)集成,(1)BMS的通信
5、接口、通信协议等必须符合国际通用标准,并具备与相关机电等设备互联。(2)BMS应提供通过电话网,实现远距离通信与控制的能力。(3)BMS应能实现广域网通信和由此而获得的资源共享与联动控制等功能。,11,(4)BMS应提供与火灾自动报警及联动系统互联所必须的标准通信接口和特殊接口协议。在BMS的平台上能观测到与火灾自动报警系统的相关实时信息。(5)BMS应提供与安全防范系统互联所必须的标准通信接口和特殊接口协议。在BMS的平台上能观测到与安全防范系统的相关实时信息。,12,4.建筑集成管理系统(IBMS),(1)应根据用户使用和管理需求,把用户软、硬件平台、网络平台、数据平台等组成一个完整协调的
6、集成系统,实现优化控制和管理,创造节能、高效、舒适、安全的环境。(2)IBMS应具备与BMS(SAS、BAS、FAS)、CNS、INS联网通信的能力,实现各系统之间语言、数据、图像的资源共享。,13,(3)各子系统与建筑集成管理系统IBMS之间可有不同的通信、连接。子系统具有独立监控功能,并将运行数据送到IBMS,按照IBMS的指令改变运行状态或运行方式,实现优化控制、管理。子系统具有完全独立的监控功能。由于规范或职责的原因,不宜接受IBMS系统的统一控制,例如,视频监控(CCTV,Close Circuit Television)子系统,火灾自动报警及联动子系统。,14,子系统独立运行,基本
7、上没有运行数据传递到IBMS系统,或者仅仅只传递简单的状态信息,IBMS系统只是监视其运行状态,记录设备的位置信息。例如,电视会议子系统,综合布线子系统,有线广播子系统等。子系统本身是一个软件系统,主要实现独立运行管理功能。一般接受其他子系统传递来的信息,也可以对其他子系统作出间接的、非实时控制,并与IBMS在软件上融为一体。例如物业管理,办公管理等。,15,5.住宅(小区)集成管理系统(IHMS),(1)IHMS应具备与HMS(SAS、CMS、FAS、HC)、CNS、INS联网通信的能力,将分离的系统、设备有机地组成一整体。(2)各智能化子系统与住宅(小区)集成管理系统IHMS之间可有不同的
8、通信、连接。(3)智能化系统集成采用系统集成、功能集成、网络集成,软件界面集成等集成技术和手段,分步实施。实现的关键在于解决系统之间的互连性和操作性。,16,11.1.3 建筑智能化系统集成的步骤,1研究建筑物的功能:了解建筑物、住宅(小区)以及智能化系统的功能和构成。2确定系统集成的内容:根据智能化系统应能达到的功能指标、系统的相应时间、存储容量、容错程度和安全指标、应用软件、数据库和系统平台及业主的要求,确定对哪些智能化系统进行集成。3确定系统集成的原则:系统要求具有可靠性、先进性、开放性、容错性和可维护性。,17,11.1.4 实现建筑智能化系统集成的方式,系统集成主要是通过建筑与建筑群
9、结构化的综合布线系统和计算机网络技术,使构成智能化建筑的各个主要子系统具有开放式结构,协议和接口都标准化和规范化。(1)智能化建筑的系统集成可采用以BAS为中心,通过LonWorks或 BACnet等技术实现的集成模式。,18,(2)智能化建筑是以信息集成为核心,连接所有与之相关的对象,并根据需要综合地相互作用,以实现整体的目标。可采用OPC(OLE for Process Control)技术和ODBC(Open Data Base Connectivity)技术来实现智能化建筑的系统集成。(OLE,Object Linking and Embedding)(3)新的集成技术是将信息集成建立
10、在建筑物(群)内部网Intranet的基础上,通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。(4)实时数据的集成和管理数据的集成。,19,集成化系统的三个主要目标是:(1)统一界面下的综合管理、监控;(2)智能化各子系统相互之间的联动与响应处理;(3)提供有关智能化子系统的管理数据库平台,为更高层次的MIS系统或引入其他系统提供数据基础和可能.,20,集成化系统应提供的基本功能如下:(1)对机电设备进行集中的监视、控制和管理;(2)全局事件的管理;(3)信息集成和综合处理.,21,1)集中的监视、控制和管理集成系统处于大厦各智能化子系统的最
11、高监控管理层,它通过通信与数据网关(DG)和一体化公共通信网络将各个子系统集成到一个计算机支撑平台上,建立起整个大厦的中央监控与管理界面.,22,(1)需集中监视的信息 楼宇设备自控系统各主要机电设备的运行状态和故障报警.如:空调设备、通风设备、给排水设备、变配电设备、照明设备、电梯设备、冷热源系统等.,23,参数包括为:温度、湿度、流量、压差、电压、电流等.主要机电设备的启停运行记录.主要机电设备(如空调机组、照明控制柜等)的平面位置信息.,24,闭路电视监控系统闭路电视监控系统需集中监视的信息一般包括:摄像机位置、型号、编号信息.门禁控制系统门禁控制系统需集中监视的信息一般包括:读卡器的控
12、制状态.各管制门的开启和关闭状态.,25,防盗报警系统防盗报警系统需集中监视的信息一般包括:防盗报警探头的正常/报警状态、防区的布防与设防状态.防盗报警探头的位置信息、编码信息.,26,(2)需提供的集中控制功能 楼宇设备自控系统楼宇设备自控系统需要提供的集中控制功能一般有:主要机电设备的开关控制、启停控制.这些设备包括:空调机、风机、水泵、照明控制箱等.主要机电设备的运行参数的设定和修改.,27,闭路电视监控系统闭路电视监控系统需要提供的集中控制功能一般有:切换主机的切换控制.长延时录像机的长延多路循环录像或正常单路录像的状态控制.,28,门禁和防盗报警系统各管制门的遥控开启与关闭.防区的布
13、防与设防控制.,29,2)全局事件的管理整个智能化系统是由多个子系统组成的,每个子系统具有不同的功能、担任不同的任务.一般来说,分属不同子系统的设备由各自独立的网络连结起来,在子系统中央操作战的控制下完成预期的监控工作.,30,对这些子系统,如果不采取另外的集成措施,它们都是独立运行的.这种情况在平时还好,但在紧急事件发生时,就难免有操作不当或子系统之间不能很好协调动作的情形发生,就会带来不必要的损失.系统集成可避免这种现象的出现.,31,具体的联动响应包括:(1)火灾自动监测和消防联动系统的火灾报警与楼宇自控系统之间当发生火灾报警时,相关楼层空调机的送风设备强行关闭,可通过温度传感器监视火灾
14、区的温度变化情况;通过变配电系统监视火灾区的电流或电压的变化情况;,32,通过给排水系统监视水池和水箱的供水情况;通过电梯控制系统控制电梯的运行,选择停靠的楼层;当火警发生于楼宇底层时,停车场管理系统应将车库控制闸门打开,以便车辆尽快撤离火场.,33,(2)火灾自动监测和消防联动系统的火灾报警与闭路电视监控系统之间例如,可事先设定,有火灾报警发生时,闭路电视控制系统自动将火警相近区域的摄像机拍摄画面切向安保中心主监视屏,并重点监录这些摄像机的摄像内容,监视火灾区域人员疏散情况,帮助确认是否还有人留在火灾区,以供事后分析事故原因.,34,(3)火灾报警系统与门禁、防盗报警系统之间例如,可事先设定
15、,确认有火灾报警发生时,门禁系统中与火警区域有关的各管制门应自动处于开启状态,以便内部人员疏散和消防人员进入,同时自动将部分防区撤防,以免出现误报,增加事故现场的混乱.,35,(4)楼宇自控系统与闭路电视监控系统之间例如,可事先设定,有楼宇控制系统的异常报警或事故发生时,闭路电视监控系统自动将报警相近区域的摄像机的摄像画面切向安保中心主监视屏,并重点监录这些摄像机的摄像内容,以供事后分析事故原因等.,36,(5)门禁管理系统与楼宇自控系统之间例如,可事先设定,当门禁管理系统在非工作时间有人持卡进入时,楼宇自控系统自动将进入区域的照明控制箱打开.,37,(6)门禁防盗报警系统与闭路电视监控系统之
16、间例如,可事先设定,当门禁管理系统在非工作时间有人持卡进入或发生非法侵入时,闭路电视监控系统自动将进入管制门或报警点相近区域的摄像机的摄像画面切向安保中心主监视屏,并重点监录这些摄像机的摄像内容.,38,3)信息集成和综合处理集成化中央控制系统将建立统一的基于设备对象和事件的信息数据库,智能化各子系统的各类信息均被统一地纳入集成化中央控制系统中央数据库,这些信息包括:(1)所有设备的原始信息,如设备的编号、设备型号、设备地址编码、投入运营时间等.,39,(2)设备的运行状态变化历史信息,如启停时间、报警记录、故障记录、维修记录等.(3)流程自动化编程时间响应程序和事件响应程序.实现大夏内机电设
17、备的流程自动化控制,如空调机和冷热源设备的最佳启停和节能运行控制,照明回路的程序控制,生活水箱的自动补水等.,40,11.2 建筑智能化系统集成设计方案,11.2.1 安全防范系统集成方式示例 安全防范集成系统包括下列子系统:CCTV 门禁系统 防盗报警系统 巡更系统 消防报警系统 设备控制系统,41,根据工程的要求,各工作站可接打印机等辅助设备。工作站至门禁控制器、防盗报警控制器之间可采用RS485总线。数字硬盘录像机集多画面处理器、视频切换器、录象机、对云台旋转和镜头伸缩的控制全部功能于一体,可以通过网络传输图像信号和控制信号。在网络上的任意一台计算机,只要赋予了权限就可以通过网络访问某个
18、数字硬盘录像机,并通过该数字硬盘录像机看到某地方现场情况,还可以对摄像机进行控制。,总控室,CCTV,门禁系统,巡更系统,消防报警,防盗报警,设备控制,42,图11-1 安全防范系统集成方式示例,43,11.2.2 表具远传系统的集成方式示例,图11-2所示表具远传系统的集成方式以6层、每单元每层2户为例。该图采用总线技术.适用于水、电、气、热力专业公司分别管理。,44,图11-2 表具远传系统集成方式示例,HM,Heat meter;GM,Gas meter;WM,Water meter;Wh,Watt hour,45,实例一:广东安居宝智能有限公司的HY-311/HY-321/HY-331
19、四表抄送系统。该系统由抄表接口、抄表平台组成。户内水、电、煤气、暖气表采用脉冲式表,利用抄表接口和抄表平台与系统总线相连,采集的数据存在抄表接口的永久存储器中,可以通过管理中心计算机十分方便地抄集每户四表数据,并可打印出来。,46,47,功能说明:,系统中采用总线结构、分层管理,每层一个抄表平台,每栋楼一个主抄表平台。层间抄表平台可接39户,主抄表平台可接99个层间抄表平台,管理中心可管理99栋楼的主抄表平台。系统供电采用不间断电源,停电后仍能使用。系统自带巡检功能,发现线路故障能向管理处报警。完善的软件支持,小区智能管理系统软件能对用户四表进行自动抄表、计算、统计、存储、打印等。,48,实例
20、二:基于以太网星形的四表自动计费计量系统,系统由网络数据终端(NDT,Network Data Terminal)和抄表单元RIU(Remote Interface Unit)构成。NDT具有多个数字、开关、脉冲量I/O端口,可用于住户室内外的安全防盗报警系统、煤气泄漏检测、紧急呼救和服务请求、水电气表的数据记录等;具有键盘,可用于布防、撤防的控制;具有液晶显示屏,可用于发布公告作息,提请住户注意;也可以控制用户室内的门锁及其他的电气开关。,49,NDT/RIU组成的抄表系统示意图,50,11.2.3 车库自动管理系统集成方式示例,1、车库自动管理系统集成方式示例见图11-3。2、设计说明本系
21、统为具有车位引导功能的车库自动管理系统集成方式。车位探测器可选用超声波、红外线、感应线圈或压电橡胶等类型的探测器。,51,图11-3 车库自动管理系统集成方式示例,52,实例一:海湾公司小区车辆出入/停车读卡控制系统,车库读卡控制器安装在车库的进出口处,一般和挡车器的间距为一个车身长.一个典型的车库出入口读卡控制系统示意图如下页所示.,53,54,该系统采用先进的非接触式识别技术,对小区的进出车辆进行识别、管理、收费。该系统可实时记录车辆进出情况,司机无需摇下车窗交涉,通过非接触刷卡确认即可直接通行。将每一出入口的读卡控制器联网,可在小区物业管理中心查询车辆进出资料、收费记录等信息。,55,车
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