淺談智能化工程界面確定的必要性

文｜中程科技有限公司 王亦偉

1 工程界面的確定是工程成效的關鍵

智能化系統的各個子系統是一個專業，而且每個子系統又與其他專業緊密相關，必須熟悉和掌握其相關專業的工藝要求（例如空調、給排水等）和管理要求（如管理模式和管理流程等），目前還沒有一個承包商能夠提供智能化系統中的全部是同一家廠商產品和設計，如何保證設計出來的系統能夠“匹配、流暢”，對設計者來說是一個考驗。

因此工程界面的確定就可以明確各子系統的功能和相應之間接口界面以及各供應商（或工程承包商）的職責，只有在充分明確各自所做的工作范圍、工作內容和工作要求，才能確保智能化各子系統的功能實現與系統集成。同時工程界面的確定貫徹于設備選型、系統設計、施工、工程管理及系統維護的全部過程，是智能化系統的基本保證。

工程接口界面應該使其標準化、規范化、模塊化，這樣有助于智能化系統的集成。

2 工程界面的涵義及其內容

智能化系統工程界面就是各子系統之間、設備之間的接口與工作界面的劃分，使不同系統和產品之間的接口、通信、信息的規范化、標準化，為保證系統順利施工與其他專業的施工界面的互操作性。

2.1 系統設計界面的確定

系統設計界面的確定，主要包括各子系統功能界面劃分、系統操作平臺接口與界面、系統應用軟件的界面和各子系統通信接口與協議的界面。

（1）系統功能界面：系統集成的概念分為BMS和OA、CA子系統的集成（IBMS），主要確定各子系統的功能界面，尤其是聯動和信息數據庫共享功能的劃分。例如：確定BAS是否具備對FA和SA的二次監控功能和聯動控制功能，確定IBMS與BMS、OA、CA之間信息流和通信的功能。

（2）系統操作平臺接口與界面：由于各子系統運行的操作系統、傳輸速率和設備不同，故主干網管理系統應同時支持網絡監視和控制、管理所有的網絡協議，支持不同廠家的聯網設備，容納不同的網絡管理系統，其主干網互連協議可采用OSI協議標準和TCP/IP協議標準。在考慮系統接口問題時，要明確通信方式、數據格式，通過接口進行交換的數據內容以及通過接口進行交換的數據干什么用和解決一些什么功能問題。

OSI是實現異種機、異種網絡互連的最好方法，但OSI尚需有一個完善的過程，故目前可采用TCP/IP協議。

（3）系統應用軟件的界面：包括各子系統之間應用軟件的接口界面和本子系統設備和子系統應用軟件的界面，新開發應用軟件與己運行應用軟件的界面等。

◆ 各子系統之間軟件的界面：例如BMS中BAS可以具備FA、SA的二次監控功能，除了BAS、FA、SA之間具備硬件接口外，BAS具備二次監控的功能；

◆ 系統設備和子系統的應用軟件的接口界面軟件：近些年，設備供應商，如冷凍機、鍋爐、供電設備將其設備的遙控、遙測和運行信號通過硬件和標準接口的數據通信方式向外傳輸，則子系統應用軟件必須有一套與此相適應的接口界面軟件；

◆ 新老應用軟件的接口界面：例如在OA系統包括物業管理、綜合信息管理等軟件，是逐步開發與應用的過程，因此在已建立MIS和建立IBMS過程中，應對信息流處理過程的軟件進行二次開發。

為了實現數據和信息共享，以體現系統集成的優越性，應在集成系統總體設計中逐步向中央數據庫管理系統方向發展。

2.2 與土建單位的施工界面

（1）工程各方施工界面的協調。

（2）管路預埋與預埋件安裝及綜合管路安裝之間的配合。

（3）施工管理上的配合。

2.3 與裝修單位的施工界面

（1）施工界面的協調和施工時間的配合。智能化系統的許多施工環節與裝修同步進行，相互間的配合十分重要。

（2）綜合布線系統中的設備間、信息面板等施工與裝修要求統一協調。

（3）智能化系統安裝于墻面的設備或與裝修相關的設備的統一協調。如LED系統、多媒體系統、會議系統、公共廣播系統、安防系統等。

（4）裝修材料、燈光布置及空間規劃與智能化系統監控要求、聲學要求和光學要求等統一協調。

2.4 設備材料、軟件供應界面確定

各子系統接口界面的設備有各類傳感器、閥門、風門執行機構、HUB（SWITCH）、通信接口板、繼電器柜等。

材料的接口界面主要是各類通信電纜及各子系統之間的數據傳輸介質等。

例如：空調系統各類電動閥門、風門、風機盤管的溫控設備及供電系統的各類電量變送器及通信接口板等，屬于哪一個子系統的供應商提供。

各子系統的接口軟件界面如上面軟件接口界面所述。尤其是接口軟件的設計及其費用屬于哪一個子系統供應商的范圍應予以明確。故在工程實施過程中，尤其在商務合同階段必須明確各子系統的供應商在這些方面的供應范圍，以避免在系統調試過程中，子系統之間和子系統與其他專業之間的硬、軟件方面的缺口，影響系統集成。

2.5 各子系統的技術接口界面確定

各子系統硬件接口、信息傳輸、通信類的確定，必須與子系統硬件接口相匹配。

（1）數據信息、各計算機設備之間數據傳輸速率及其格式。

（2）視頻信號包括電視和監視用攝像機信號。

（3）音頻信號包括電話與廣播信號。

（4）控制及監視信號，即：AO、AI、DO、DI及脈沖、邏輯信號等的量程、接點容量方面的匹配。

（5）其他專業受IBMS控制各類設計的主要技術，并與IBMS提供設備的主要技術參數之間的匹配。

例如空調系統中的各類風門所要求的力矩和傳動方式，必須與IBMS中BAS提供風門執行器的力矩和傳動方式相匹配。

2.6 各子系統施工安裝界面的確定

智能化集成系統的施工安裝總體上可以分為系統設備及其傳感器、執行機構的安裝、線槽管線敷設及穿線、接線、系統調試等主要工序。根據工程不同的承包方式，對上述各道工序由誰來負責施工和指導，應該事先予以明確，通常做法如下：

（1）系統的主要設備安裝應由各子系統的供應商或工程公司承擔。

（2）傳感器、通信接口板、HUB（SWITCH）原則上應是誰提供設備，誰負責安裝。

（3）執行機構如閥門、風門的執行機構一般由弱電系統供應商提供，由其他工程承包商在弱電系統供應商的指導下安裝。

（4）線槽、管線敷設一般在各子系統供應商的督導下，由同一施工單位安裝施工為好。

（5）接口界面的穿線接線

弱電系統與其他專業之間的穿線，由弱電系統工程承包商穿線，并在其他專業工程承包商的指導或確認下接線，弱電系統各子系統之間的穿線與接線由本系統承包商穿線，并在另一子系統承包商的指導下接線。

（6）子系統的調試由各子系統承包商負責。集成系統的調試，由系統集成商負責。

2.7 系統集成工程界面的劃分及要求

（1）供配電設備的接口界面

高低壓開關柜向BMS提供的接口界面信號及要求，如：各類開關的啟停狀態（斷路器的分合閘）的開關量信號；各類開關的故障狀態（繼電保護跳閘）；電壓、電流、功率、功率因數、頻率的模擬量信號。

一種方式是將上述信號通過高低壓柜的數據通信接口卡輸出，并提供通信協議，由BMS供應設計軟件接口，將其信息被BMS所接受。

另一種方式由高低壓柜留有CT、PT、輸出端子，由BMS供應商提供相應的電流、電壓、功率、功率因數和頻率傳感器，將其信息0～5A電流信號、0～20V電壓信號轉換成品0～5V電壓或4～20mA電流，為BMS所能接受，并負責設備安裝和其管線敷設，并在高低壓柜的廠商指導下負責接線工作。

變壓器的溫度檢測由變壓器供應商提供溫度檢測信號由BMS供應負責管線敷設和接線。

（2）空調設備的接口界面

由冷水機組提供通信接口卡及RS232C串口通信接口，確認傳輸速率及通信協議和數據通信格式、數據的內容。IBMS供應商提供通信接口設備（HUB、SWITCH）、通信線、數據通信軟件的設計與對冷水機組啟停和進出口水溫設置等數據導入功能。如果不用通信接口連接也可以由冷水機組提供運行的各類數據（AI、DI）輸入 BMS，由 BMS 發出“AO、DO”信號等。

空氣處理機、變風量空調機、新風機設備涉及：

①空調設備供應商提供手動/自動、啟停、運行狀態、故障的控制與監測接點、變風量的控制方式、變頻、2～3速控制、2或4管制等，在上述設備供應商的督導下，BMS供應商負責穿線和接線。

②BMS供應商提供各類溫度、壓力、流量傳感器、電動閥門、風門執行器及盤管溫控制器等，其中電動閥門、水管、壓力、溫度、流量傳感器在 BMS督導下，由空調系統工程承包商安裝為宜，其他均由BMS。

③冷凍水泵、二次水泵、熱水泵、冷卻塔啟停運行狀態和故障報警信號，由上述設備的電氣控制設備商提供控制和監測接點，由BMS負責管線穿線和上述供應商的督導下，完成接線工作及軟件設計，實現連鎖控制和二次監控。

（3）柴油發電機和鍋爐

目前有兩種接口方式：硬連接和數據通信方式，其數據通信方式接口界面的劃分與冷水機組類似。

硬連接要求如下：

①柴油發電機提供啟停、故障報警和CT、PT的端子，油箱高中低狀態。

②其中有關壓力、流量傳感器安裝由設備供應商負責外，其他施工均有BMS負責。

③BMS應提供各種電量及流量、壓力傳感器，并負責管線敷設，在設備供應商督導下接線。

（4）給排水系統

給排水設備供應商提供各類監控設備給排水水泵、生活水泵、排污泵、各類風機的起/停、運行狀態和故障報警的電氣信號。生活水箱、消防水箱、污水池、集水池的高低液位報警或液面指示信號。BMS負責提供上述水箱、水池、液面指示傳感器或者液位開關，并負責管線敷設，在設備供應商的督導下完成上述線路的接線工作。消防水泵的起停控制由FA完成，BMS可以作為二次監控。

（5）電梯運行監控界面

電梯設備供應商應提供的接口界面為樓層指示信號、通信接口。BMS供應商負責提供攝像機、設備及管線敷設和接線工作。

FA、SA提供詳細的通信協議，由BMS供應商負責軟件設計開發、數據轉換設備和通信接口，由BMS負責管線敷設，經雙方確認后，各端接線由各系統負責。

（6）FA聯動控制接口界面

消防緊急廣播的切換，由緊急廣播（PA）設備供應商提供區域或每層廣播緊急切換信號和FA發出火災確認信號。FA負責管線敷設在PA督導下完成接線工作。

消防電源切換，由動力照明設備供應商提供電源切換的信號接點，FA供應商的控制接點的技術參數、電壓、電流和觸點容量必須滿足設備供應商的要求，并負責管線敷設和在設備供應商督導下完成接線。送排風機風閥、排煙及正壓送風機、電梯、氣體滅火控制原則上與上述電源切換的界面分工相同。防火卷簾門應根據設計和防火卷簾門結構分二次降還是一次降。

（7）IBMS與PDS接口界面

根據總體設計要求，IBMS各子系統的通信線原則上應納入PDS信息點的范圍內，也就是在各子系統的控制機房內留有PDS信息點，供各子系統之間的連接，如果各子系統通信需采用屏蔽線，則在PDS中其相應部分選用STP（UTP）。

（8）OA、CA的網絡接口通信協議與軟件界面

根據總體設計要求和上述原則，各子系統供應商提供的硬件接口和通信協議軟件的操作平臺、軟件功能、數據功能、數據格式等，系統集成商負責集成總體設計、網絡設計、硬件接口、數據轉換、接口軟件的設計和系統管理應用軟件的開發。