建筑设备管理系统BMS.ppt

第第5章章 建筑设备管理系统建筑设备管理系统BMS 建筑设备管理系统BMS是建筑设备自动化系统BAS、火灾启动报警系统FAS、安防自动化系统SAS的集成。它主要具有各子系统之间的协调、全局信息的管理以及全局事件的应急处理能力。51 BAS的自动监测与控制 自动测量、监视与控制是建筑设备自动化系统的三大技术环节和手段，通过它们可以正确掌握建筑设备的运转状态、事故状态、能耗、负荷的变动等情况，从而适时采取相应处理措施，以达到智能建筑正常运作和节能的目的。511 BAS的自动测量 1)测量的目的测量的目的 (1)确认日常运转是否正常，必要的话可将情况记录在日报表上。(2)设备在发生故障或异常之前，要掌握其危险性，搜寻运转中状态的动向。(3)设备已经发生故障或异常时，要抓住原因，不使发生第二次事故，查出其原因。以上这些测量与状态监视及故障、异常监视有以上这些测量与状态监视及故障、异常监视有密切的关系。密切的关系。2)测量方式测量方式 (1)选择测量 选择测量是在某一时刻，值班人员需要了解某一点参数值，就可带有选择地选择某点进行参数测量，并在荧光屏上用数字表示出来，或用打印机打印出来。如果测得的数值与给定值之间有偏差，就将其偏差送到中央监控装置中去。(2)扫描测量 以选定的速度连续逐点测量，对测量点所取得的数据都规定上限值和下限值，每隔一定时间扫描一次，如果在规定值以外，由蜂鸣器报警，并在荧光屏上显示出来，对未运转的设备就跳位，自动把它除外，继续进行扫描。(3)连续测量 目前国内常用仪表进行随线测量指示。512 BAS的自动监视 建筑设备的监视控制有配电设备、空调、卫生、动力设备、火灾防范设备、照明设备、事故广播设备、电梯设备等，对它们进行监视、控制、测量、记录等。监视一般可以分为状态监视和故障、异常监视两种。1)状态监视状态监视 状态监视和故障、异常监视两种装置并用的情况较多，其目的是监视设备和机械的起停、开关状态及切换状态。具体的状态监视有：起起停停状状态态空调、卫生设备的风机、泵类及冷冻机、锅炉的起动、停止的状态，电梯的运行位置等。开开关关状状态态配电设备的开关、油断路器等的开关状态。切换状态切换状态空调、卫生设备的各种阀的开关切换状态。2)故障、异常监视故障、异常监视 设备和机械发生异常故障时，应分别采取必要的紧急措施及紧急报警。通常，重大故障、紧急报警一发出，必须紧急停止和切断电源，轻故障时一旦发出报警，应马上紧急停止，而不切断电源。3)火灾监视火灾监视 在高层建筑中，应设有火灾监视系统，该系统由火灾探测器、区域报警器和总报警器组成。当火灾发生时，探测器能把火灾信号转换成电信号，传送给报警器，使报警器发出声、光报警信号。还可通过报警器的输出点关闭风机、风门、切断电源等。4)空调系统的监视空调系统的监视 空调系统设备的监视包括：风机、阀门、水泵、冷冻机的运行状态的监视；测量点的监视；保护装置的监视；温、湿度的监视；室外空气取人量的监视。513 BAS的自动控制 1)空调系统的自动控制空调系统的自动控制 空调系统的冷却自动调节 空调系统的加热自动调节 空调系统的加湿自动调节 2)BAS的控制方式的控制方式 (1)开环控制 开环控制是一种预定程序的控制方法，它根据预先确定的控制步骤一步一步地实施控制，而被控过程的状态并不直接影响控制程序的执行。如照明系统、空调系统的起停控制等。(2)闭环控制 闭环控制则要根据被控过程的状态决定控制计算机的内容和实施控制的时机，计算机需要不断检测被控过程的实时状态，并根据这些状态及控制算法得出控制输出，对被控过程实施控制。如空调系统的温湿度自动调节等。52 BAS的组成与结构 521 控制系统的结构形式控制系统的结构形式 如果按照计算机控制系统的系统结构来分类，不外乎集中结构和分散(分布式)结构 两种。1)集中结构 所 谓 集 中 结 构(CCS：Central Control System)，是指由单一的计算机完成控制系统的所有功能和对所有被控对象实施控制的一种系统结构。这种结构对计算机的要求极高，首先它必需有足够的处理能力和极高的可靠性，以保证功能的实现和系统的安全。集中系统的好处是系统的整体性、协调性好。这种集中控制与管理的控制方式是早期的这种集中控制与管理的控制方式是早期的计算机控制系统所采用，目前智能建筑通常不计算机控制系统所采用，目前智能建筑通常不采用这种方式。采用这种方式。2)分散结构 分散结构即集散控制系统(DCS：Distributed Control System)，是20世纪70年代后随着计算机技术与数字通信技术等的发展而诞生的一种先进而有效的控制方法。其特点是：以分布在现场被控设备处的多台计算机控制装置完成被控设备的实时监测、保护与控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险高度集中，常规仪表控制功能单一的局限性。3)开放式结构 开放系统对制造商和用户都是一次巨大的技术革命，它有两个特点，一是系统的技术规范是所有厂家共同遵守的，或者说，规范是中立的，与制造厂家无关。另一个特点是同样功能的部件，虽然由不同厂商生产，但可以互相替换。开放系统意味着自动化系统从不同制造厂生产的各自孤立的系统，经过用网关Gateway互相连接，实现所使用的通信协议可互相操作，直至完全可以互相代替。这种系统对用户有极大的好处，系统有更多的供应商可供选择，减少对某个厂家的依赖，尤其在建筑物的整个生命周期中，可降低维修和管理费用，系统重新配置和技术升级换代变得更容易。目前BAS开放系统意味着系统采用BACnet(第一个完全开放式非专用楼宇自控网络通信协议国际标准)和现场总线的通信协议标准，现场总线中以LonWorks为应用主流。现在新建的智能建筑多采用开放式现在新建的智能建筑多采用开放式结构的结构的BAS，它是未来它是未来BAS发展和应用发展和应用的方向。的方向。522 BAS的系统结构 1)集散控制系统的系统结构集散控制系统的系统结构 集散控制系统一般分为3级。第一级第一级为现场控制级，它承担分散控制任务并与过程及操作站联系；第二级第二级为监控级，包括控制信息的集中管理；第三级第三级为企业管理级，它把建筑设备自动化系统与企业管理信息系统有机地结合了起来，其结构如图所示。2)开放型开放型BAS的系统结构的系统结构 可以把开放式的建筑设备自动化系统分成两部分考虑：一个是实时控制域，是由现场总线、传感器、执行器和控制器所构成的实时环境。另一部分是工作站及上位管理机组成的管理信息域，由以太网作为网络平台，是涉及大量数据传送和复杂算法计算的管理环境，如报警处理，命令优先安排以及动态数据交换、开放数据库连接等。53 BAS的节能 智能建筑由于安装使用了大量的OA设备、暖通空调设备以及为防止眩光必须采用间接照明方式等原因，能耗更大。空调与照明系统的能耗约占智能建筑总能耗的70以上，其中暖通空调的用电量占总用电量的40以上（冷水机组占30，空调机组占15)。所以，智能建筑更应重视节能问题。智能建筑的节能是在保证使用和舒适的前提下，以提高能源利用率和综合效益为主要途径。一般认为可以节省25，3年节能上的经济效益就可以收回在智能化系统上的投资。54 火灾自动报警与消防联动系统 参见建筑电气 55 安全防范系统 551 防盗报警系统防盗报警系统 智能建筑的防盗报警系统负责对建筑内外各个点、线、面和区域的侦测任务。它一般由探测器、区域控制器和报警控制中心三个部分组成。1)探测器探测器 (1)开关探测器 (2)光束遮断式探测器 (3)热感式红外线探测器 (4)微波物体移动探测器 (5)超声波物体移动探测器 (6)侦光式移动探测器 (7)视觉探测器 (8)接近探测器 (9)玻璃破碎探测器 (10)震动探测器 2)控制器控制器 (1)布防与撤防 (2)布防后的延时 (3)防破坏 3)监控中心监控中心 防盗报警系统的中心的主要任务是实施整个防盗系统的监控与管理。智能建筑的防盗报警系统应具备联网通信功能，以便为与其他安保系统或BAS协调工作。在小型建筑中防盗报警监控中心可以并入出入控制或其他子系统，而不一定单独设置。552 电视监控系统 电视监控系统主要由摄像、传输、控制和显示与记录四大部分所构成。1）摄像部分 包括安装在现场的摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台，其任务是对物体进行摄像并将其转换成电信号。2）传输部分 监视现场和控制中心存在一定距离，两者之间需要信号传输，一方面摄像机得到的图像要传到控制中心；另一方面控制中心的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频信号和控制信号的传输2大部分。3）显示与记录部分 显示与记录设备安装在控制室内，主要由监视器、长延时录像机或硬盘录像系统和一些视频处理设备构成。其任务是把从现场传来的电信号转换成在监视设备上显示的图像，如果必要，同时用录像机予以记录。4）控制设备 (1)视频切换器 (2)多画面分割器 (3)视频分配器 553 出入控制系统 1)系统构成系统构成 重要部位与主要通道口往往安装：门磁开关、电子门锁与读卡器等装置；出入控制典型系统由中央管理机、控制器、读卡器、执行机构等四大部分组成。(1)中央管理机中央管理机 作为出入控制系统神经中枢的中央管理机(PC机)，根据业主要求确定授权形式与内容，担负发卡与写卡任务。(2)控制器控制器 根据读卡器的信息，向能控制门开启或关闭的执行机构发出操作命令，是控制器的主要任务。智能建筑中使用的出入控制器除上述功能外，尚应将出入事件信息发送至中央管理器，还可连接多个报警输入与报警输出。(3)卡与读卡器卡与读卡器 被授权允许进出的人员，利用卡表明其身份与资格。读卡器的任务是识别持卡人的出入区域 授权；当允许进人该读卡器控制区时，发出开门指令，否则不授权开门，还可以联动电视监控系统等设备，通过集成实现更多的功能。(4)执行器执行器 执行机构是实现门禁功能的最后一个关键部位，多利用电信号控制电子门锁来实现门的开闭动作。在出入控制系统中，电子门锁接受并执行读卡器的输出信号，完成开门或关门动作。2)系统功能系统功能 (1)出入控制系统的控制器已存入读卡器的程序，故可记录磁卡持有人的活动，即使与中央管理机失去联络，仍可独立工作。(2)读卡器接口内含处理器和通信卡，可与出入控制器通信，用来控制门的开关，并可接受8个或更多个诸如开关探测器、振动报警等输入。(3)支持接触式磁卡、非接触式磁卡等多种磁卡技术。(4)在出入控制工作站上，采用性能优异的图形界面。(5)由于在出入控制工作站上可以获得所有磁卡的出入记录，操作员可以根据上述人员信息合理设定下班后的设备运行状态，以达到节能的目的。(6)可以设定多种控制方式。(7)一般系统读卡后，门上的电磁锁持续打开一段时间，约为15s。为防止跟人现象，可将延时减5s，超时将报警。(8)信息中心、计算机主机房、财务部等属于重点的保安和监视对象，在这些地区的出入口及在各楼层的紧急通道处设置双重双侧磁卡阅读器，员工凭磁卡及个人密码，才能开门，进出该地区，并作为事件记录下来；同时，电视监控系统还可把该图像信息记录下来。(9)当选用非接触式感应卡时，感应卡与读卡器之间的距离只要在70mm内，便可将感应卡上的信息读到读卡器内。3)出入控制系统的发展出入控制系统的发展 出入控制在智能建筑中的作用受到了愈来愈多的重视，特殊重要场合提出更高的智能化要求，高新技术相继应用。生物辨识系统不再利用卡，而是利用人所具有的生物特征的惟一性。当今，市场上已出现利用个人指纹差别做对比辨识的指纹机；利用人的掌型和掌纹图形对比的掌纹机；利用视网膜血管分布图像辨识的视网膜辨识机；利用每个人语音差异实现人员辨识的声音辨识等。生物辨识技术安全性极高，对视网膜图像的复制几乎是不可能的。554 巡更系统 1）息管理子系统）息管理子系统 保证巡更值班人员能够按巡更程序所规定的路线与时间到达指定的巡更点，进行巡视，不能迟到，更不能绕道。对巡更人员自身的安全要充分保护。2）系统构成）系统构成 巡更开关：可以是带锁开关；也可以是巡更棒、磁卡、IC卡等其他形式的产品。控制器：可以独立设置，也可以与安全防范系统或建筑设备自动化系统共用。传输通道：一般多采用价格低廉的双绞线传输，特殊情况下采用无线传输等方式。中央操作站：多由PC机、网络通信接口、打印机与UPS电源等组成，可以独立设置，也可以与其他系统共用。555 停车库管理系统 停车库自动管理系统的组成包括：车辆自动识别子系统、收费子系统、保安监控子系统组成。通常包括中央控制计算机、自动识别装置、临时车票发放及检验装置、挡车器、车辆探测器、监控摄像机、车位提示脾等设备。1）中央控制计算机 负责整个系统的协调与管理，包括软硬件参数控制，信息交流与分析，命令发布等。可以独立工作构成停车库管理系统，也可以与其他计算机网相联，组成一个更大的自控装置。2）车辆自动识别装置 停车库自动管理的核心技术是车辆自动识别。车辆自动识别装置一般采用磁卡、条码卡、IC卡、远距离RF射频识别卡等。3）临时车票发放及检验装置 此装置放在停车库出入口处，对临时停放的车辆自动发放临时车票。4）挡车器 在每个停车库的出入口处都安装电动挡车器，它受系统的控制升起或落下，只对合法车辆放行，防止非法车辆进出停车库。5）车辆探测器和车位提示牌 车辆探测器一般设在出入口处，对进出车库的每辆车进行检测、统计。将车辆进出车库数量传送给中央控制计算机，通过车位提示牌显示车库中车位状况，并在车辆通过检测器时控制挡车栏杆落下。6）监控摄像机 在车库进出口等处设置电视监视摄像机，将进入车库的车辆输入计算机。当车辆驶出出口处时，验车装置将车卡与该车进入时的照片同时调出，检查无误后放行，以避免车辆的丢失。