BAS與FAS的通訊及其發展方向

李小杰（深圳市勝捷消防器材工程有限公司深圳518040）

BAS與FAS的通訊及其發展方向

李小杰（深圳市勝捷消防器材工程有限公司深圳518040）

闡述了現有的樓宇自動化控制系統（BAS）與消防工程的火災自動報警系統（FAS）的關系，從技術上分析了樓宇自動化控制系統與火災自動報警系統之間數據讀取的方式，并提出了兩者之間能夠無縫連接的發展方向。

樓宇自動化系統（BAS）火災自動報警系統（FAS）分布式控制系統（Distributed Control System s簡稱DCS）集散控制方式

樓宇內的動力、照明、空調、給排水、消防、安防、電梯、水池、屋頂、地庫、門禁等設備或控制信號，以集中監視、控制和管理為目的而構成的綜合系統稱為樓宇自動化系統（BAS）。

而消防工程的火災自動報警系統（FAS）是由消防控制設備、火災報警控制器、區域顯示器和火災探測器、控制模塊、顯示模塊、報警器、警鈴等組成的控制系統，它僅僅是樓宇自動化控制系統（BAS）的一個分支系統，服務于樓宇自動化系統（BAS），共同完成對樓宇的監控。

在20世紀80年代末到90年代初，我國的建筑行業飛速發展，火災自動報警系統的系列產品也得到了蓬勃發展。但由于當時國家體制與行業管理的各種原因，加之樓宇自動化系統建設又剛剛在國內起步，消防工程的火災自動報警系統（FAS）作為一個相對獨立的、受到行業法規保護的系統，不強調參與到樓宇自動化控制系統里面來。因此，本應屬于樓宇自動化系統中的消防自動化系統一直被單獨地分了出來。這樣，一方面，我國的消防火災自動報警系統產業會獲得飛速發展，各類消防電子產品系列層出不窮，前景廣闊；另一方面，由于火災自動報警系統的獨立性，對本系統外的各方面兼顧不夠，因此存在一定的封閉性，導致整個電子產品產業的不健康發展，也不利于消防電子產品與樓宇自動化系統的緊密結合，以及消防電子產品本身的更廣泛的、更具備升級性質的發展。

隨著我國近幾年樓宇的發展，樓宇自動化控制系統（BAS）與火災自動報警系統（FAS）各自不斷的完善與發展，越來越加速了這兩個系統的有機結合。

1 樓宇自動化控制系統（BAS）的控制與形成

樓宇自動化控制系統（BAS）是由管理層和自動化層組成的。管理層就是中央管理計算機；自動化層是由各個直接數字控制器（DDC）和現場設備組成的，也就是采用了集散型計算機控制系統，特征是“集中管理分散控制”，也稱為分布式控制系統（Dstributed Control Systems，簡稱DCS）。即將任務分配給系統中每個現場的直接數字控制器（DDC），避免了因系統內某個設備的損壞而影響整個系統的運行。連接于同一網絡的多臺DDC控制器能進行點對點的通信，分別執行不同的任務或同一任務的不同程序段，不需通過上一級處理器，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。

安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出以及豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后，人機聯系困難，無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行（見圖1）。近年來，在分散控制系統日臻成熟的基礎上，樓宇自動化控制系統以新的控制和管理理論為基礎運行優化軟件，使分散控制系統逐漸變成一個集安全經濟運行、控制和管理的綜合網絡。分布式控制系統（DCS）由于功能分散、負荷分散、故障分散、管理集中和易于擴展的特點，被廣泛地應用于現代工業自動化管理過程，成為當前工業控制領域最活躍的一個分支。

圖1 分散控制系統

2 火災自動報警系統（FAS）的控制與形成

改革開放30年來，我國的高層建筑不斷增多，消防規范不斷完善，人們逐漸認識到消防這一領域的重要性。由于有了國家主管部門的強力參與，火災自動報警系統（FAS）的技術規范也有了國家標準。各個消防報警系統的生產廠家的產品差別不大，結構比較統一，價格比較低廉，有的還具有兼容性。

消防系統的核心，是對報警中發生的任何火情及時感知，并根據級別給予報警或聯動控制、處理。能在火災初期或早期，將燃燒產生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號傳輸到火災報警控制器，同時顯示出火災發生的部位、時間等，使人能夠及時發現火災，并及時采取有效措施撲滅初期火災，最大限度的減少因火災造成的生命和財產的損失，是人們與火災做斗爭的有力工具。

消防聯動控制器通過控制網絡，還可以對大廈所有相關的設備和儀器進行聯動控制，如：對防火卷簾、電動門、電梯、消防水泵、風機、固定滅火系統等等，下達啟動或關閉的指令，并接收它們啟動后的動作信號，使火災得到及時控制，使損失減到最低程度。

消防聯動控制器是整個消防自動控制系統的核心，它監測整合控制網絡上的各種設備，并根據具體情況對各方面取得的數據加以匯總、分析、顯示。

3 目前樓宇自動化控制系統（BAS）與火災自動報警3系統（FAS）之間的通訊狀況

樓宇自動化控制系統（BAS）的集成是指在樓控系統中有多個子系統，通過標準的通信接口，選擇合適的操作系統和應用軟件將各個子系統連成一個可流暢通信和協調工作的大系統。在樓宇自動化系統控制的系統集成中，消防系統的信號與數據通過第三方網關接入樓控系統的中央管理工作站，目前有兩種連接方式可以與第三方設備通訊：一種是第三方的設備（消防設備）提供標準的通訊協議（如：Modbus或BACnet），通過高接接口與樓宇自動化系統連接；另一種是通過消防設備的上位機讀取。而消防系統由于控制器對外開放能力差，而且許多廠家也給不出標準的通訊協議，所以大多數的做法是通過上位機讀取消防自動報警系統的監控數據來實現聯動功能。其讀取的內容有：火災報警系統主機運行狀態、故障報警、火災報警探測器工作狀態、探測器地址信息、發生火情時在集成工作站上自動顯示相關的報警信息（包括火警位置及相關聯動設備的狀態）。

火災自動報警系統（FAS）有很多的監測點、控制點。各消防廠家生產的火災自動報警控制器的結構比較統一，容易形成產品重復化，傳輸數據也比較小，數據協議較為簡捷，可以用一條網絡連接較多的監測控制設備。但是，從消防體系的整體分析來看，其開放性非常狹窄，與外部連接是相當不匹配的。雖然消防系統是基于他的控制網絡的能力，也具有分布式系統的一些特點，增加數據的傳輸能力，具備了一定的與樓宇自動化系統相互聯動的能力，但是與樓宇自控系統飛速的發展是相當不匹配的。

首先，樓宇自控系統已經采用分布式控制方式設計，而消防系統基本上還是基于骨干控制網絡的能力，即使已經具備了一定的與外部交互的能力，但卻往往比較簡單，數據傳輸的能力較弱，存在著痛苦的“瓶頸”問題。其次，消防系統的智能控制不具備向上組網的能力，容易形成閉環性，這其實不利于火災自動報警系統與樓宇自動化控制系統的對接，也不利于消防系統以后的自身技術改革和升級換代，更不利消防系統本身的發展壯大。

4 樓宇自動化控制系統（BAS）與火災自動報警系統4（FAS）的發展方向

為了更好的繼承消防工程的火災自動報警系統（FAS）已經具備的優良體系，又能使其與樓宇自動化控制系統（BAS）更緊密的聯系，也便于消防工程的火災自動報警系統今后更容易革新和升級換代，本人認為可以采取以下幾個步驟：①進一步增強消防系統向上組網的能力，使其具備能夠匯入其他骨干控制網絡的能力；②增加分布式控制方式的能力，使FAS與BAS的關系更加密切；③增加數據的傳輸能力，作為整個樓宇的自控系統有機的一部分完成整個樓宇的智能控制。

目前的一些政策規范尚未將消防系統與其他系統建立較為緊密的聯系。但是，消防系統是樓宇自控系統不可缺少的一個部分。前些年，由于消防系統的發展較快，各方面一度認為消防系統是一個獨立系統。其實不然。進入20世紀90年代，其他系統（如：中央空調系統、保安系統、變配電系統、網絡PB禁等）已經取得了長足的發展，這就使得FAS與BAS必須更加緊密的聯系，以獲得共同發展。

事實上，目前國外許多國家實施的樓宇自動化控制系統，已經不再把消防系統看作一個特殊的分系統，而是采用分布式控制方式，把整個大廈的自動化控制系統構成了一個有機整體。當大廈竣工驗收時，其中一項驗收工作就是對樓宇自動化控制系統進行驗收，就包括消防驗收，并不把消防系統作為單獨一部分來驗收（例如加拿大的溫哥華）。

消防報警器的生產廠家現在慢慢也已開始認識到樓宇自動化控制系統的地位，已經有廠家在生產消防產品過程中，在控制器之間使用了C-BUS總線技術，為以后介入樓宇自動化控制系統，進行技術上的儲備準備。

而國內一些正在發展的樓宇自控系統也已經在物理上、協議上做好了與消防系統相聯接的技術儲備。如：美國Honeywell系列產品中的XL5000樓宇自控系統，已經為消防系統的硬件與軟件產品提供了一個縱深發展的良好平臺。北京海灣集團的GST系列產品也具備這樣的平臺。消防系統在我國仍然是一個方興未艾的系統，它與樓宇自控系統在集成上還是有差距的，及時的做出產業調整很有必要。■

[1]蒲豫園.城市軌道交通數字視頻監控系統的發展前景[J].鐵道通信信號，2006（4）：57-58.

[2]王銳剛，王化忠，黃峻.基于TCP/IP網絡控制的公路交通監測系統[J].云南農業大學學報，2006（6）：816-820.

2011-03-08