建筑設(shè)備管理系統(tǒng)BMS分析解析

第5章 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)BMS2021/2/71建筑設(shè)備管理系統(tǒng)BMS是建筑設(shè)備

自動(dòng)化系統(tǒng)BAS、火災(zāi)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)FAS、安防自動(dòng)化系統(tǒng)SAS的集成。它主要具有各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)、全局信息的管理以及全局事件的應(yīng)急處理能力。2021/2/725．1

BAS的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制2021/2/73自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)視與控制是建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的三大技術(shù)環(huán)節(jié)和手段,通過它們可以正確掌握建筑設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、事故狀態(tài)、能耗、負(fù)荷的變動(dòng)等情況,從而適時(shí)采取相應(yīng)處理措施,以達(dá)到智能建筑正常運(yùn)作和節(jié)能的目的。5．1．1BAS的自動(dòng)測(cè)量2021/2/74測(cè)量的目的確認(rèn)日常運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,必要的話可將情況記錄在日?qǐng)?bào)表上。設(shè)備在發(fā)生故障或異常之前,要掌握其危險(xiǎn)性,搜尋運(yùn)轉(zhuǎn)中狀態(tài)的動(dòng)向。設(shè)備已經(jīng)發(fā)生故障或異常時(shí),要抓住原因,不使發(fā)生第二次事故,查出其原因。以上這些測(cè)量與狀態(tài)監(jiān)視及故障、異常監(jiān)視有密切的關(guān)系。2)測(cè)量方式

(1)選擇測(cè)量選擇測(cè)量是在某一時(shí)刻,值班人員需要了解某一點(diǎn)參數(shù)值,就可帶有選擇地選擇某點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)測(cè)量,并在熒光屏上用數(shù)字表示出來,或用打印機(jī)打印出來。如果測(cè)得的數(shù)值與給定值之間有偏差,就將其偏差送到中央監(jiān)控裝置中去。2021/2/75掃描測(cè)量以選定的速度連續(xù)逐點(diǎn)測(cè)量,對(duì)測(cè)量點(diǎn)所取得的數(shù)據(jù)都規(guī)定上限值和下限值,每隔一定時(shí)間掃描一次,如果在規(guī)定值以外,由蜂鳴器報(bào)警,并在熒光屏上顯示出來,對(duì)未運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備就跳位,自動(dòng)把它除外,繼續(xù)進(jìn)行掃描。連續(xù)測(cè)量目前國(guó)內(nèi)常用儀表進(jìn)行隨線測(cè)量指示。2021/2/765．1．2BAS的自動(dòng)監(jiān)視2021/2/77建筑設(shè)備的監(jiān)視控制有配電設(shè)備、空調(diào)、衛(wèi)生、動(dòng)力設(shè)備、火災(zāi)防范設(shè)備、

照明設(shè)備、事故廣播設(shè)備、電梯設(shè)備等,對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)視、控制、測(cè)量、記錄等。監(jiān)視一般可以分為狀態(tài)監(jiān)視和故障、異

常監(jiān)視兩種。1)狀態(tài)監(jiān)視狀態(tài)監(jiān)視和故障、異常監(jiān)視兩種裝置并用的情況較多,其目的是監(jiān)視設(shè)備和機(jī)械的起停、開關(guān)狀態(tài)及切換狀態(tài)。具體的狀態(tài)監(jiān)視有:起停狀態(tài)——空調(diào)、衛(wèi)生設(shè)備的風(fēng)機(jī)、泵類及冷凍機(jī)、鍋爐的起動(dòng)、停止的狀態(tài),電梯的運(yùn)行位置等。開關(guān)狀態(tài)——配電設(shè)備的開關(guān)、油斷路器等的開關(guān)狀態(tài)。切換狀態(tài)——空調(diào)、衛(wèi)生設(shè)備的各種閥的開關(guān)切換狀態(tài)。2021/2/782)故障、異常監(jiān)視設(shè)備和機(jī)械發(fā)生異常故障時(shí),應(yīng)分別采取必要的緊急措施及緊急報(bào)警。通常,重大故障、緊急報(bào)警一發(fā)出,必須緊急停止和切斷電源,輕故障時(shí)一旦發(fā)出報(bào)警,應(yīng)馬上緊急停止,而不切斷電源。2021/2/793)火災(zāi)監(jiān)視在高層建筑中,應(yīng)設(shè)有火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng),該系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、區(qū)域報(bào)警器和總報(bào)警器組成。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),探測(cè)器能把火災(zāi)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),傳送給報(bào)警器,使報(bào)警器發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。還可通過報(bào)警器的輸出點(diǎn)關(guān)閉風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、切斷電源等。2021/2/7104)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)視包括:①風(fēng)機(jī)、閥門、水泵、冷凍機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視;②測(cè)量

點(diǎn)的監(jiān)視;③保護(hù)裝置的監(jiān)視;④溫、濕度的監(jiān)視;⑤室外空氣取人量的監(jiān)視。2021/2/7115．1．3BAS的自動(dòng)控制2021/2/7121)空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制①空調(diào)系統(tǒng)的冷卻自動(dòng)調(diào)節(jié)②空調(diào)系統(tǒng)的加熱自動(dòng)調(diào)節(jié)③空調(diào)系統(tǒng)的加濕自動(dòng)調(diào)節(jié)2)BAS的控制方式

(1)開環(huán)控制開環(huán)控制是一種預(yù)定程序的控制方法,它根據(jù)預(yù)先確定的控制步驟一步一步地

實(shí)施控制,而被控過程的狀態(tài)并不直接影響控制程序的執(zhí)行。如照明系統(tǒng)、空調(diào)

系統(tǒng)的起?？刂频?。2021/2/713(2)閉環(huán)控制閉環(huán)控制則要根據(jù)被控過程的狀態(tài)決定控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)容和實(shí)施控制的時(shí)機(jī),計(jì)算機(jī)需要不斷檢測(cè)被控過程的實(shí)時(shí)狀態(tài),并根據(jù)這些狀態(tài)及控制算法得出控制輸出,對(duì)被控過程實(shí)施控制。如空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)等。2021/2/7145．2

BAS的組成與結(jié)構(gòu)2021/2/7155．2．1

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如果按照計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來分類,不外乎集中結(jié)構(gòu)和分散(分布式)結(jié)構(gòu)兩種。1)集中結(jié)構(gòu)所謂集中結(jié)構(gòu)(CCS:Central

ControlSystem),是指由單一的計(jì)算機(jī)完成控制系統(tǒng)的所有功能和對(duì)所有被控對(duì)象實(shí)施控制的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)的要求極高,首先它必需有足夠的處理能力和極高的可靠性,以保證功能的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的安全。集中系統(tǒng)的好處是系統(tǒng)的整體性、協(xié)調(diào)性好。這種集中控制與管理的控制方式是早期的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所采用,目前智能建筑通常不采用這種方式。2021/2/7162)分散結(jié)構(gòu)分散結(jié)構(gòu)即集散控制系統(tǒng)

(DCS:Distributed

Control

System),是20世紀(jì)70年代后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)等的發(fā)展而誕生的一種先進(jìn)而有效的控制方法。其特點(diǎn)是:以分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的多臺(tái)計(jì)算機(jī)控制裝置完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、保護(hù)與控制任務(wù),克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來的危險(xiǎn)高度集中,常規(guī)儀表控制功能單一的局限性。2021/2/7173)開放式結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)對(duì)制造商和用戶都是一次巨大的技

術(shù)革命,它有兩個(gè)特點(diǎn),一是系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范是所有廠家共同遵守的,或者說,規(guī)范是中立的,與制

造廠家無關(guān)。另一個(gè)特點(diǎn)是同樣功能的部件,雖

然由不同廠商生產(chǎn),但可以互相替換。開放系統(tǒng)

意味著自動(dòng)化系統(tǒng)從不同制造廠生產(chǎn)的各自孤立的系統(tǒng),經(jīng)過用網(wǎng)關(guān)Gateway互相連接,實(shí)現(xiàn)所使

用的通信協(xié)議可互相操作,直至完全可以互相代

替。這種系統(tǒng)對(duì)用戶有極大的好處,系統(tǒng)有更多

的供應(yīng)商可供選擇,減少對(duì)某個(gè)廠家的依賴,尤其在建筑物的整個(gè)生命周期中,可降低維修和管理

費(fèi)用,系統(tǒng)重新配置和技術(shù)升級(jí)換代變得更容易。2021/2/718目前BAS開放系統(tǒng)意味著系統(tǒng)采用

BACnet(第一個(gè)完全開放式非專用樓宇自控網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))和現(xiàn)場(chǎng)總線的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)總線中以LonWorks為應(yīng)用主流?，F(xiàn)在新建的智能建筑多采用開放式結(jié)構(gòu)的BAS,它是未來BAS發(fā)展和應(yīng)用的方向。2021/2/7195．2．2BAS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2021/2/7201)集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集散控制系統(tǒng)一般分為3級(jí)。第一級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí),它承擔(dān)分散控制任務(wù)并與過程及操作站聯(lián)系;第二級(jí)為監(jiān)控級(jí),包括控制信息的集中管理;第三級(jí)為企業(yè)管理級(jí),它把建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)與企業(yè)管理信息系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合了起來,其結(jié)構(gòu)如圖所示。2021/2/7212)開放型BAS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以把開放式的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)分成兩部分考慮:一個(gè)是實(shí)時(shí)控制域,是由現(xiàn)場(chǎng)總線、傳感器、執(zhí)行器和控制器所構(gòu)成的實(shí)時(shí)環(huán)境。另一部分是工作站及上位管理機(jī)組成的管理信息域,由以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),是涉及大量數(shù)據(jù)傳送和復(fù)雜算法計(jì)算的管理環(huán)境,如報(bào)警處理,命令優(yōu)先安排以及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換、開放數(shù)據(jù)庫(kù)連接等。2021/2/7225．3

BAS的節(jié)能2021/2/723智能建筑由于安裝使用了大量的OA設(shè)備、暖通空調(diào)設(shè)備以及為防止眩光必須采用間接照明方式等原因,能耗更大。空調(diào)與照明系統(tǒng)的能耗約占智能建筑總能耗的70％以上,其中暖通空調(diào)的用電量占總用電量的40％以上（冷水機(jī)組占30％,空調(diào)機(jī)組占15％)。所以,智能建筑更應(yīng)重視節(jié)能問題。智能建筑的節(jié)能是在保證使用和舒適的前提下,以提高能源利用率和綜合效益為主要途徑。一般認(rèn)為可以節(jié)省25％,3年節(jié)能上的經(jīng)濟(jì)效益就可以收回在智能化系統(tǒng)上的投資。5．4火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)參見《建筑電氣》2021/2/7245．5安全防范系統(tǒng)2021/2/7255．5．1防盜報(bào)警系統(tǒng)智能建筑的防盜報(bào)警系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)建筑內(nèi)外各個(gè)點(diǎn)、線、面和區(qū)域的偵測(cè)任務(wù)。它一般由探測(cè)器、區(qū)域控制器和報(bào)警控

制中心三個(gè)部分組成。探測(cè)器開關(guān)探測(cè)器(2)光束遮斷式探測(cè)器

(3)熱感式紅外線探測(cè)器

(4)微波物體移動(dòng)探測(cè)器(5)超聲波物體移動(dòng)探測(cè)器

(6)偵光式移動(dòng)探測(cè)器(7)視覺探測(cè)器

(8)接近探測(cè)器(9)玻璃破碎探測(cè)器

(10)震動(dòng)探測(cè)器2021/2/7262)控制器(1)布防與撤防

(2)布防后的延時(shí)

(3)防破壞2021/2/7273)監(jiān)控中心防盜報(bào)警系統(tǒng)的中心的主要任務(wù)是實(shí)施整個(gè)防盜系統(tǒng)的監(jiān)控與管理。智能建筑的防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具備聯(lián)網(wǎng)通信功能,以便為與其他安保系統(tǒng)或BAS協(xié)調(diào)

工作。在小型建筑中防盜報(bào)警監(jiān)控中心可以并入出入控制或其他子系統(tǒng),而不一定單獨(dú)設(shè)置。2021/2/7285．5．2電視監(jiān)控系統(tǒng)2021/2/729電視監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像、傳輸、控制和顯示與記錄四大部分所構(gòu)成。1）攝像部分包括安裝在現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架和電動(dòng)云臺(tái),其任務(wù)是對(duì)物體進(jìn)行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。2021/2/7302）傳輸部分監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)和控制中心存在一定距離,兩者之間需要信號(hào)傳輸,一方面攝像機(jī)得到的圖像要傳到控制中心;另一方面控制中心的控制信號(hào)要傳送到現(xiàn)場(chǎng),所以傳輸系統(tǒng)包括視頻信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸2大部分。2021/2/7313）顯示與記錄部分顯示與記錄設(shè)備安裝在控制室內(nèi),主要由監(jiān)視器、長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)或硬盤錄像系統(tǒng)和一些視頻處理設(shè)備構(gòu)成。其任務(wù)是把從現(xiàn)場(chǎng)傳來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成在監(jiān)視設(shè)備上顯示的圖像,如果必要,同時(shí)用錄像機(jī)予以記錄。2021/2/7324）控制設(shè)備(1)視頻切換器

(2)多畫面分割器

(3)視頻分配器2021/2/7332021/2/7345．5．3出入控制系統(tǒng)2021/2/7351)系統(tǒng)構(gòu)成重要部位與主要通道口往往安裝:門磁開關(guān)、電子門鎖與讀卡器等裝置;出入控制典型系統(tǒng)由中央管理機(jī)、控制器、讀卡器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等四大部分組成。中央管理機(jī)作為出入控制系統(tǒng)神經(jīng)中樞的中央管理機(jī)

(PC機(jī)),根據(jù)業(yè)主要求確定授權(quán)形式與內(nèi)容,擔(dān)負(fù)發(fā)卡與寫卡任務(wù)。控制器根據(jù)讀卡器的信息,向能控制門開啟或關(guān)閉的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出操作命令,是控制器的主要任務(wù)。智能建筑中使用的出入控制器除上述功能外,尚應(yīng)將出入事件信息發(fā)送至中央管理器,還可連接多個(gè)報(bào)警輸入與報(bào)警輸出。2021/2/736卡與讀卡器被授權(quán)允許進(jìn)出的人員,利用卡表明其身份與資格。讀卡器的任務(wù)是識(shí)別持卡人的出入?yún)^(qū)域授權(quán);當(dāng)允許進(jìn)人該讀卡器控制區(qū)時(shí),發(fā)出開門指令,否則不授權(quán)開門,還可以聯(lián)動(dòng)電視監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備,通過集成實(shí)現(xiàn)更多的功能。執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)門禁功能的最后一個(gè)關(guān)鍵部位,多利用電信號(hào)控制電子門鎖來實(shí)現(xiàn)門的開閉動(dòng)作。在出入控制系統(tǒng)中,電子門鎖接受并執(zhí)行讀卡器的輸出信號(hào),完成開門或關(guān)門動(dòng)作。2021/2/7372)系統(tǒng)功能出入控制系統(tǒng)的控制器已存入讀卡器的程序,故可記錄磁卡持有人的活動(dòng),即使與中央管理機(jī)失去聯(lián)絡(luò),仍可獨(dú)立工作。讀卡器接口內(nèi)含處理器和通信卡,可與出入控制器通信,用來控制門的開關(guān),并可接受8個(gè)或更多個(gè)諸如開關(guān)探測(cè)器、振動(dòng)報(bào)警等輸入。支持接觸式磁卡、非接觸式磁卡等多種磁卡技術(shù)。在出入控制工作站上,采用性能優(yōu)異的圖形界面。2021/2/738由于在出入控制工作站上可以獲得所有磁卡的出入記錄,操作員可以根據(jù)上述人員信息合理設(shè)定下班后的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),以達(dá)到節(jié)能的目的?？梢栽O(shè)定多種控制方式。一般系統(tǒng)讀卡后,門上的電磁鎖持續(xù)打開一段時(shí)間,約為15s。為防止跟人現(xiàn)象,可將延時(shí)減5s,超時(shí)將報(bào)警。2021/2/739信息中心、計(jì)算機(jī)主機(jī)房、財(cái)務(wù)部等屬于重點(diǎn)的保安和監(jiān)視對(duì)象,在這些地區(qū)的出入口及在各樓層的緊急通道處設(shè)置雙重雙側(cè)磁卡閱讀器,員工憑磁卡及個(gè)人密碼,才能開門,進(jìn)出該地區(qū),并作為事件記錄下來;同時(shí),電視監(jiān)控系統(tǒng)還可把該圖像信息記錄下來。當(dāng)選用非接觸式感應(yīng)卡時(shí),感應(yīng)卡與讀卡器之間的距離只要在70mm內(nèi),便可將感應(yīng)卡上的信息讀到讀卡器內(nèi)。2021/2/7403)出入控制系統(tǒng)的發(fā)展出入控制在智能建筑中的作用受到了愈來愈多的重視,特殊重要場(chǎng)合提出更高的智能化要求,高新技術(shù)相繼應(yīng)用。生物辨識(shí)系統(tǒng)不再利用卡,而是利用人所具有的生物特征的惟一性。當(dāng)今,市場(chǎng)上已出現(xiàn)利用個(gè)人指紋差別做對(duì)比辨識(shí)的指紋機(jī);利用人的掌型和掌紋圖形對(duì)比的掌紋機(jī);利用視網(wǎng)膜血管分布圖像辨識(shí)的視網(wǎng)膜辨識(shí)機(jī);利用每個(gè)人語(yǔ)音差異實(shí)現(xiàn)人員辨識(shí)的聲音辨識(shí)等。生物辨識(shí)技術(shù)安全性極高,對(duì)視網(wǎng)膜圖像的復(fù)制幾乎是不可能的。2021/2/7415．5．4巡更系統(tǒng)2021/2/7421）息管理子系統(tǒng)①保證巡更值班人員能夠按巡更程序所規(guī)定的路線與時(shí)間到達(dá)指定的巡更點(diǎn),進(jìn)行巡視,不能遲到,更不能繞道。②對(duì)巡更人員自身的安全要充分保護(hù)。2）系統(tǒng)構(gòu)成①巡更開關(guān):可以是帶鎖開關(guān);也可以是巡更棒、磁卡、IC卡等其他形式的產(chǎn)品。②控制器:可以獨(dú)立設(shè)置,也可以與安全防范系統(tǒng)或建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)共用。③傳輸通道:一般多采用價(jià)格低廉的雙絞線傳輸,特殊情況下采用無線傳輸?shù)确绞?。④中央操作?多由PC機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信接口、打印機(jī)與UPS電源等組成,可以獨(dú)立設(shè)置,也可以與其他系統(tǒng)共用。2021/2/7435．5．5