淺談大型建筑建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)及其集成的設(shè)計(jì)應(yīng)用

劉珽鋒

摘 要：文章主要介紹了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)及其集成在大型建筑中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑智能化 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng) 集成

中圖分類號(hào)：TU73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（b）-0007-01

在建筑智能化的子系統(tǒng)中，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱BA）及集成系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱BMS），因?yàn)樯婕皩I(yè)多、接口復(fù)雜、調(diào)試難度大，一直是建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施中的難點(diǎn)。本文以廣州琶洲國際會(huì)展中心二期項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)述在大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)中遇到的問題和解決方案。

1 項(xiàng)目概況

琶洲會(huì)展中心位于廣州，是目前亞洲最大的會(huì)展中心，二期工程于2006動(dòng)工，總投資25億元人民幣，建筑面積近40萬平方米。會(huì)展二期智能化系統(tǒng)工程包括了十三個(gè)子系統(tǒng)，總造價(jià)達(dá)2億元。其中BA及BMS兩系統(tǒng)合計(jì)造價(jià)達(dá)2000萬元，規(guī)模國內(nèi)少見。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)遇到的問題

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備的高效管理，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。會(huì)展二期內(nèi)安裝了大量的機(jī)電設(shè)備，這些設(shè)備廣泛分散在建筑各區(qū)域內(nèi)，包括空調(diào)通風(fēng)、給排水、照明、供配電等常見設(shè)備及排煙窗、綠化噴灌等特殊設(shè)備。同時(shí)由于展館屬于重要展覽場(chǎng)所，其機(jī)電設(shè)備運(yùn)行要求高度可靠，一旦在展覽過程中控制出現(xiàn)問題，后果不堪設(shè)想。因此，對(duì)BA系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求也遠(yuǎn)比一般商業(yè)建筑高。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目BA總監(jiān)控點(diǎn)數(shù)達(dá)23120點(diǎn)。由于系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備量大，監(jiān)控點(diǎn)多，將所有設(shè)備集中在一個(gè)管理中心是不可想象的。為分散監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)，便于管理，本項(xiàng)目將BA系統(tǒng)劃分為四個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，分別為空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、中低壓監(jiān)控系統(tǒng)和綜合設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。其中，空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)針對(duì)會(huì)展的中央空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，總點(diǎn)數(shù)近6000點(diǎn)，是整個(gè)BA系統(tǒng)的重心；照明監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)會(huì)展內(nèi)所有公共照明、展館照明和路燈照明進(jìn)行監(jiān)控，總點(diǎn)數(shù)7000多點(diǎn)；中低壓監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)會(huì)展內(nèi)9個(gè)配電房?jī)?nèi)的供配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，總點(diǎn)數(shù)8300多點(diǎn)；綜合監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)電梯、盤管電源、排煙窗、水泵、綠化噴灌閥及機(jī)房環(huán)境等其他設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，總點(diǎn)數(shù)1700多點(diǎn)。這四個(gè)子系統(tǒng)均單獨(dú)配置服務(wù)器和工作站，獨(dú)立管理，同時(shí)又采用同一品牌和系列的產(chǎn)品，共用網(wǎng)絡(luò)資源，可以非常便利地共享數(shù)據(jù)。經(jīng)過系統(tǒng)細(xì)分，各子系統(tǒng)監(jiān)控管理的點(diǎn)數(shù)更合理，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高。并且由于采用同一套產(chǎn)品，也不會(huì)增加集成和維護(hù)管理的復(fù)雜性。

4 總線選擇

會(huì)展二期面積大，設(shè)備很分散，系統(tǒng)監(jiān)控總線如采用傳統(tǒng)兩芯雙絞線，會(huì)存在不少問題。一方面手牽手連接方式需要來回走線，加大總線長度，而雙絞線總線超過1200 m必須增加中繼器，而串接過多中繼器會(huì)導(dǎo)致總線穩(wěn)定性差，一旦中繼器故障會(huì)導(dǎo)致整段總線通訊中斷；另一方面兩芯雙絞線總線帶寬較低，一般不超過76.8 Kbps，當(dāng)設(shè)備監(jiān)控量大控制器多時(shí)，系統(tǒng)反應(yīng)更緩慢。因此，本項(xiàng)目選擇以太網(wǎng)（LAN）總線作為主要總線形式，LAN總線的數(shù)據(jù)通訊帶寬可高達(dá)10 MB，且采用星型連接方式，單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)通訊，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過光纖通訊，不再受長度限制。但考慮交換機(jī)造價(jià)較高，一些距離弱電間較遠(yuǎn)的控制器，我們也結(jié)合雙絞線總線作為補(bǔ)充。

5 產(chǎn)品選擇

會(huì)展二期的BA系統(tǒng)最終選用了霍尼韋爾的Excel 8000系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品有IPC及SPC兩種帶32位處理能力的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其中IPC是以太網(wǎng)控制器，采用開放性的BACnetIP通訊技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，并內(nèi)置BACnet IP路由，可支持連接3條獨(dú)立MSTP總線，連接多達(dá)90個(gè)SPC。SPC是BACnet MSTP總線的控制器，同樣支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。本項(xiàng)目BA系統(tǒng)共使用了222臺(tái)IPC以及282臺(tái)SPC以及644個(gè)EXPIO擴(kuò)展模塊，IPC由于支持復(fù)雜的HVAC算法，因此，主要用于監(jiān)控空調(diào)機(jī)組等控制復(fù)雜的設(shè)備，同時(shí)也作為SPC的通訊網(wǎng)關(guān)，SPC則多用于照明、給排水等其他算法較簡(jiǎn)單的設(shè)備監(jiān)控。另外四個(gè)BA系統(tǒng)的服務(wù)器間通過標(biāo)準(zhǔn)LAN連接，采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（DSA），支持B/S和C/S兩種管理方式，靈活方便。

6 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性措施

為保證BA系統(tǒng)LAN總線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，采用獨(dú)立的智能網(wǎng)，與其他辦公網(wǎng)物理隔離。智能網(wǎng)核心采用雙機(jī)熱備，接入層交換機(jī)以雙光纖鏈路與核心連接，任何單點(diǎn)故障不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。

7 集成設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的BMS以按需集成為原則，除集成BA外，還集成停車場(chǎng)、安防、消防、電子公告、漏電火災(zāi)報(bào)警等系統(tǒng)，BMS定位以數(shù)據(jù)采集為主，不干預(yù)子系統(tǒng)進(jìn)行控制，避免控制沖突。由于集成BA監(jiān)控點(diǎn)最多，為實(shí)現(xiàn)BA的無縫集成，BMS采用與BA同一品牌產(chǎn)品，其他子系統(tǒng)再通過接口開發(fā)集成，大大降低集成復(fù)雜性。BMS最終選用的是霍尼韋爾的EBI系統(tǒng)作為核心，EBI是工業(yè)級(jí)監(jiān)控軟件，可管理超過120000個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和SQLServer關(guān)系數(shù)據(jù)庫。可以完全滿足本項(xiàng)目的使用需要。

作為整個(gè)智能化的管理中心，BMS配置了2臺(tái)服務(wù)器做雙機(jī)熱備。系統(tǒng)所有服務(wù)器均放置于帶精密空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房?jī)?nèi)，以保證其穩(wěn)定工作。

8 結(jié)語

會(huì)展二期自2010年投入運(yùn)營至今，經(jīng)歷了多屆廣交會(huì)的運(yùn)行考驗(yàn)，BA及BMS均運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，得到業(yè)主的好評(píng)。可見，大型建筑的BA/BMS系統(tǒng)由于被監(jiān)控設(shè)備量大，設(shè)備分布廣，不能只在規(guī)模數(shù)量上的簡(jiǎn)單擴(kuò)大，在設(shè)計(jì)上必須根據(jù)實(shí)際情況和具體功能要求，在結(jié)構(gòu)、選型、集成設(shè)計(jì)上需要采取針對(duì)性措施，才能實(shí)現(xiàn)最佳效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑智能化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與集成[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000，23（6）.