西南某证券大楼系统集成设计探讨

2018-05-23,

现代建筑电气 2018年4期

(1.重庆市设计院, 重庆 400015;2.重庆建筑工程职业学院, 重庆 400072)

0 引言

智能建筑中大量机电设备系统的运行和维护非常复杂,导致其运行维护成本高,一种有效的解决方案是采用系统集成技术,通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术将各个分离的设备和系统、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理。系统集成应采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术,实现的关键在于解决系统之间的互连性和互操作性问题,是多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。这需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的面向集成的问题[1-2]。

系统集成的本质就是最优化的综合统筹设计。一个大型的综合计算机网络系统集成包括计算机软件、硬件、操作系统技术、数据库技术、网络通讯技术等集成,以及不同厂家产品选型、搭配的集成,达到的目标——整体性能最优,即所有部件和成分合在一起后不但能工作,而且全系统成本低、效率高、性能匀称,具有可扩充性和可维护性。为了达到此目标,系统集成商的优劣至关重要。

智能建筑系统集成设计时主要从以下几方面考虑:系统集成的模式,集成的设计原则,系统组成,以及如何实现各个子系统的集成等。

1 工程概况

西南某证券大楼总建筑面积为118 162.99 m2,其中地上建筑面积为76 222.44 m2,地下建筑面积为41 940.55 m2,地上39层,地下6层,建筑总高度为198.6 m。该工程拟建甲级写字楼,主要包括证券总部办公和文化区,与证券业相关的银行、基金、信托、保险、担保及律师、会计师、审计师事务所等中介机构办公区;配套设施为展览厅、多功能厅、会议、食堂、厨房、健身中心、商务中心、数据机房、地下车库及设备用房等。

2 机电设备系统集成项目需求分析

该工程楼宇机电设备系统集成项目的功能需求分析:

(1) 实时监控。人工控制计算机界面实时查询或控制任意楼宇机电设备系统,通过设置某设备的地址号值以调整设备状态。

(2) 自动巡查。自动巡查各楼宇机电设备系统,并自动核对所采集的设备状态数据,若有异常,则报警或触发联动与组合控制。

(3) 主动报警。对设备故障和异常数据信息主动报警,记录报警信息,设置报警级别,采用声、光等报警形式,综合抗干扰技术,降低误报警。

(4) 远程管理。在Internet上管理楼宇机电设备系统。

(5) 数据管理。历史数据入库,统计分析,提供查询功能;根据用户需求生成并打印报表;统计数据,绘制运行曲线。

(6) 系统管理。自由配置集成管理软件、设备网关、数据采集设备、监控通道、系统功能、操作人员等;人员的账号、权限、交接班管理;对系统状态、操作记录形成日志。

(7) 联动控制。预置的联动控制有电梯系统、通风系统、空调系统、排风系统、照明系统、消防系统、安防系统、供配电系统等联动。用户还可自定义联动控制策略。

(8) 物业管理。物业管理提供完善的业务功能,包括固定资产、设备维修和综合服务等功能块,对内部各设备建立设备档案。

(9) 其他。系统故障自诊断,组合控制设置,在线帮助,远程维护与操作。

3 系统集成的模式

目前,大型公共建筑系统集成主要采用以下几种模式:

(1) LonWorks和BACnet技术。LonWorks和BACnet技术适用于大区域、点数分散的控制系统,不适用于消防和保安系统。

(2) 以楼宇自控系统(BAS)为核心,通过LonWorks或BACnet等技术实现的集成模式。采用基于三层结构的楼宇机电设备系统集成平台,能够分离预定义逻辑,优化资源占用,提供异类数据源支持,实现在统一平台上集成异构机电设备,灵活组态,可自定义配置的联动控制逻辑,并提供强大的扩展性支持。

该楼宇机电设备系统集成平台的三层体系结构分别为分布层、核心层和数据层。分布层基于子系统平等的方式进行各楼宇机电设备系统的接入,即各楼宇机电设备系统地位相互平等,主要完成数据传输功能;核心层包含若干可运行逻辑组件,是集成管理平台核心功能实现的根本;数据层对集成管理平台运行中的数据进行管理。

这种集成模式的优点是BAS软件提供的开发平台比较强大,通过网关转换,将智能建筑内全部子系统连通;缺点是BAS网络通信速率较低[3]。

(3) 以串行通讯方式进行集成。串行通信在通信速度上过慢,一般不采用此种方式。

(4) 基于系统平等方式进行系统集成。该集成模式基于组件的、标准的开放平台,各个子系统的管理系统接口模块以组件的形式加入,按照集成平台制定的接口定义标准定义接口模块。集成平台通过这些接口模块与子系统进行通信和控制,并根据收集到的各个子系统的信息,协调各个子系统之间的工作。该系统的缺点是要建立一个新的集成平台[4]。

因此,该工程楼宇自控系统采用的是江森Metasys楼宇自控系统,即以BAS为核心,通过LonWorks或BACnet等技术实现的集成模式。以BAS为核心的系统集成模式如图1所示。

图1 以BAS为核心的系统集成模式

4 系统集成的设计原则

4.1 总体构思

系统集成是从智能建筑的本质出发,充分考虑综合办公大楼的各种功能需求,利用计算机网络系统,形成一个相互关联、完整和协调的综合系统,使系统信息得到高效、合理的分配和共享。

在完成集成系统后开发综合办公大楼内部的综合管理和信息服务系统,使物业管理做到高度集中、有效和方便。最终向业主提供智能建筑管理系统,能综合利用大厦内以各种手段收集到的有用信息,并加以分析整理,成为具有高附加值的资料。充分运用这些资料,可以使综合办公大楼的设备和综合业务管理的工作流程更有效,使大楼在安全、高效、舒适、节能和环保方面达到较高的水平。

4.2 设计原则

系统集成设计时遵循以下设计原则:

(1) 安全性和可靠性。安全性和可靠性是智能建筑的基本要求,是弱电系统集成工程设计的主要目标。

(2) 满足业主要求。工程设计以业主需求进行分析,并以得到业主认可的需求为目标来开展工作。

(3) 合理性和经济性。在保证先进性的同时提高工作效率,充分考虑系统的实用性和经济效益,获得最大的投资回报率。

(4) 标准化。工程设计及其实施都按照国家和地方的有关标准进行。

(5) 先进性。工程的整体方案及各子系统方案具有明显的先进特征。考虑到电子、信息技术的迅速发展,设计在技术上适度超前,所采用的设备、产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。

(6) 结构化和可扩充性。结构化和模块化的集成网络系统具有很好的兼容性和可扩充性,既可使不同厂商的设备产品综合在同一系统中,又可使系统能方便地扩充,并扩展另外厂商的设备产品。

5 系统集成的内容

根据该工程的具体情况,建筑自动化管理系统组成如图2所示。系统集成模式以BAS为核心,开发与各种第三方系统的网络通信接口,这样BAS网关就能将SAS、FAS等第三方系统的协议转化为BAS级通信主干协议,从而实现以BAS为核心的集成系统。

图2 建筑自动化管理系统组成

江森Metasys集成管理系统是将各子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上,通过对资源的收集、分析、传递和处理,从而对整个建筑进行最优化的控制和决策,达到高效、经济、节能、协调的运行状态,并最终与建筑艺术相结合,创造一个舒适、温馨、安全的工作环境。通过高性能的工作站BMS中央计算机,将集成的弱电子系统信息以数据库的形式动态传输到BMS上。BMS与所有系统间的数据服务采用ODBC技术。系统以Web服务器为中心对弱电各子系统进行集中管理,使整个系统的数据得到共享。客户端采用浏览器方式,使系统操作简便,同时整个系统充分利用建筑内部的计算机网络。