智能建筑BMS系统集成模式的探讨

智能建筑BMS系统集成模式的探讨2006-6-8 11:26:32未知来源供稿实现智能化建筑的核心技术方法是系统集成。智能建筑的系统集成包括功能集成、网络集成及软件界面集成，是将智能化系统从功能到应用进行开发及整合。从而实现对智能建筑进行全面及完善的综合管理。 智能建筑的系统集成从概念上讲，有广义系统集成和狭义系统集成两种。广义的系统集成强调的是以建筑物为基础，结合水暖电以及运营和服务等多方位的全面集成。狭义的系统集成则仅限于弱电系统的集成。也就是BMS的系统集成。 智能建筑的系统集成从集成层次上讲；可分为三个层次的集成。第一层次为子系统纵向集成，目的在于各子系统具体功能的实现。对于BA子系统，如电梯系统、生活饮水供应设备。锅炉控制系统等智能化设备需进行部分网关开发工作。第二层次为横向集成，主要体现于各子系统的联动和优化组合。在确立各子系统重要性的基础上，实现几个关键子系统的协调优化运行，报警联动控制等再生功能。尤其是BMS的横向集成较为复杂。第三层次为一体化集成。即在横向集成的基础上，建立智能集成管理系统（IBMS），即建立一个实现网络集成、功能集成、软件界面集成的高层监控管理系统。它构成智能太区或者建筑物的最高层的系统集成。目前只有很少大厦做到这一步。BMS系统是在集成方面最注重层次性的一个重要系统。当前比较迫切雳要完成的任务是把第一、二层很好地集成为完整的BMS，即实现智能建筑的弱电系统集成，从而能够为更高层次的IBMS提供信息。与其它子系统形成统一管理界面。BMS系统立足于各个维护建筑运行的自动控制系统，集成它们的信息，为建筑的管理、运营提供服务。同时它还能提供有限的硬件系统控制层功能，为集成系统的集中监控、值班提供必要的服务。BMS系统的目标是要对大厦内所有建筑设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理。确保大厦内所有设备处于高效、节能、最佳运行状态。提供一个安全、舒适、快捷的工作环境。具体可分解为如下子目标： 集中管理：可对各子系统进行集中统一式监视和管理，将各集成子系统的信息统一存储、显示和管理在同一平台上，并为其他信息系统提供数据访问接口。重点是要准确、全面地反映各子系统运行状态。并能提供建筑物关键场所的各子系统综合运行报告。 分散控制：各子系统进行分散式控制保持各子系统的相对独立性，以分离故障、分散风险、便于管理。 系统联动：以各集成子系统的状态参数为基础，实现各子系统之间的相关软件联动。 优化运行：在各集成子系统的良好运行基础之上，提供设备节能控制、节假日设定等功能。1.1 BMS集成设计一般应遵循以下原则：1.1.1 开放性集成后的BMS系统应是一个开放、通用的系统。系统集成的关键问题是解决不同子系统、不同产品间接口和协议的标准化，以使它们之间能达到互联性和互操作性。它应提供数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。系统开放性特征是： 集成接口遵循开放、通用的国际标准。如被称为工业监控软件的现场总线的、由非盈利性组织OPC基金会制定的OPC规范； 集成接口互换性好； 可维护性好。 1.1.2 先进性系统要采用符合国际技术发展潮流的技术和产品，建立一个可扩展的平台，保护前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。1.1.3 可靠性系统应提供多种方式构建一个高可靠性系统。主要方式有冗余，当然最主要的是集成软件的连续无故障运行能力。1.1.4 模块化系统要严格按照模块化结构方式开发，以满足通用性和可替换性。1.1.5 适用性系统要考虑技术和成本的适用性。应从系统目标和用户需求出发，经过充分论证，选择合适的技术和产品。BMS系统集成的本质是实现各个子系统之间的信息交换、对各子系统实行统一的管理和监控。系统集成首先应关注各子系统之间的互联性和互操作性问题，此外还应关注系统联动实现问题。各子系统之间的互联性和互操作性问题，这是一个多厂商、多协议、面向各种应用的体系结构，需要解决各类设备、子系统之间的接口、协议、系统平台、应用软件、建筑环境、运行管理等各类面向集成的问题。能否方便、灵活地接入各子系统，是BMS系统软件设计和实现时的一个重要问题。一种比较好的解决方寨是采用OPC规范。系统联动实现的主要目的，是达到处理突发事件的能力。以往为达到同样功能。往往要增加许多硬件设备，如在消防和安保系统中增加输出点，接入楼宇自控系统的输入点上。以达到统一监控和联动的目的。但由于硬件接点数量的限制，往往增加了投资又不能达到很好的效果。BMS系统集成应用软件功能代替硬件设备，不仅节省了初次投资，更增加了集成的信息量和系统联动功能。BMS系统集成可以使管理人员在任何一台连接到网络的电脑上，以相同的、熟悉的界面管理各子系统，提高管理效率，降低运行成本。1.2 目前智能建筑当中。BMS系统集成的主要模式有：1.2.1 以接点方式进行系统集成这种方式是系统集成最初的手段，现在SMS集成当中应用较少。通过增加一个设备子系统的输出输入接点或传感器，接入另一个设备子系统的输出输入接点进行集成。1.2.2 以串行通讯方式进行系统集成由于系统集成的优点，吸引很多设备制造商将产品加以改进，使之具备集成的功能。常见的方式是将现场控制器加以改造，增加串行通讯接口。使之可以与其它子系统进行通讯。子系统之间的信息交换通过通讯协议的转换实现。1.2.3 以楼宇自控系统BA为平白进行系统集成随着计算机技术的发展，楼宇自控系统制造商将产品和计算机技术紧密结合起来，使楼宇自控系统可以通过计算机网络联按其它子系统，楼宇自控系统可以监测、控制和管理其它子系统。由此产生了以楼宇自控系统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进步，系统集成程度和功能明显得到提高。然而，以楼宇自控系统为平台进行系统集成的方式仍然存在明显的缺点： 楼宇自控系统是一个相对封闭的体系，缺少向上的开放能力； 楼宇自控系统与其它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； 楼宇自控系统与BMS集成系统合二为一，捆绑太紧。一旦楼宇自控系统发生故障出现停机，BMS集成系统也告瘫痪。失去正常工作能力，不能管理和监控其亲仍正常工作的子系统。 因此以楼宇自控系统为平台的系统集成方式不是真正意义上的智能建筑系统集成。1.2.4 基于子系统平等方式进行系统集成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。市场上成熟产品有SynchroBMS协同建筑自动化管理系统。这种系统集成方式的核心思想是：建立系统集成管理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OPC接口）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BMS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。基于子系统平等方式进行系统集成模式，采用符合工业标准的软、硬件技术，接口标准、规范，开放的系统结构易于扩展，可真正实现甲、乙级智能建筑对集成的各子系统实行统一的管理和监控、实现各智能化系统之间信息交换的设计要求。此外，由于采用基于子系统平等方式进行系统集成模式，系统通用性强、应用范围广，可适用于设备制造商各种不同子系统的集成，有利于降低系统集成成本，加快项目进度。目前智能建筑业中，国内外不同设备制造商拥有的产品、提出的解决方案繁多，关于BMS集成产品也如此。其实归根到底，不同的产品和解决方案之争是不同的技术标准之争。我们应特别关注BMS集成应用软件的先进性和适用性两个方面。在先进性方面。一个集成产品对先进成熟的新技术、新标准采取的技术态度，不应该是仅仅去适应和打补丁，而应是完全采用和利用新技术、新标准，以期共同推进技术进步。目前个别BMS集成应用软件宣传对下层采用开放标准，号称支持众多开放协议，如BACnet、MODBUS等。其实质是本身仍为私有协议，只是实现软件或硬件的协议转换功能。在适用性方面，BMS应充分考虑用户需求和行业业务特点。在实现上选择可靠、适用的技术和方法，不应片面追求时髦和先进，合适的、适用的才是最好的。随着Interne的飞速发展，采用Web技术的系统已比较成熟，同样，BMS系统集成产品跟随技术潮流。采用先进的Web技术也是大势所趋。因此。真正意义上的智能建筑BMS系统集成产品应是基于真正开放的标准（如OPC）、采用子系统平等方式集成。采用BS结构、Web技术的产品。