建筑设备第15章建筑设备自动化基础课件

《建筑设备第15章建筑设备自动化基础课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑设备第15章建筑设备自动化基础课件（347页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第第15章建筑设备自动化基础章建筑设备自动化基础15.1 概述概述15.2 建筑设备自控网络建筑设备自控网络15.3 空调通风监控系统空调通风监控系统15.4 给排水监控系统给排水监控系统15.5 供配电监控系统供配电监控系统15.6 照明监控系统照明监控系统第第15章建筑设备自动化基础章建筑设备自动化基础15.7 电梯监控系统电梯监控系统15.8 安全防范系统安全防范系统15.9 火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统15.10 综合布线系统综合布线系统15.11 智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成15.1概述概述在智能建筑中,以信息技术为基础的建筑设备自动化系统是智

2、能建筑各项功能和可持续发展的主体。建筑设备自动化系统包括建筑环境设备自动化系统(如空调自动化系统、热源自动化系统、给水排水自动化系统等)、供配电自动化系统、照明自动化系统、消防自动化系统、安全防范自动化系统、交通运输自动化系统等。随着新技术、新设备的出现,建筑设备自动化系统在规模和深度上不断扩展和完整。新出现的自动化系统在智能水平上更加卓越和完善,并且更具人性化。建筑设备自动化与建筑设备在建筑中的应用密切相关。供暖或供冷设备在建筑中的应用,保证了建筑内部环境的舒适性,提高了工作效率,但该设备能源消耗巨大。为降低能耗,就必须使该设备优化运行,因此引入自动控制技术,并对15.1概述概述设备进行自动

3、控制。随着自动控制技术在供暖或供冷设备中的成功应用和推广,其他建筑设备也引入了自动控制技术,使现代建筑设备自动化系统集成了所有建筑设备自动化子系统,并成为一个复杂的大系统。建筑设备自动化技术引入了计算机控制系统后,起初是利用计算机系统对控制对象或过程的参数进行采集和处理,来调整原来控制系统的参数,控制过程仍由原来的控制系统完成。20世纪80年代,微处理器有了突破性的发展,产生了直接数字控制(DDC)技术。DDC技术在建筑设备自控系统的应用提高了建筑设备的效率,优化了建筑设备的运行和维护。随着网络通信技术的发展,在现场总线技术和计算机网络技术的带动下,产生了各种以DDC技术为基础的分布式控制系统

4、(DCS),此DCS便是当今建筑设备自动化系统的15.1概述概述基础。建筑设备自动化系统是通过建筑设备自控网络将具有网络通信功能的建筑设备监控子系统连接而形成具有数据共享和互操作功能的分布式控制系统。从发展过程看,建筑设备自动化起源于其他自控领域,经过二十余年的发展,形成了较为完整的理论和内容体系。从学科交叉的特性来看,建筑设备自动化的理论和内容体系可分为“基础理论”“特有理论”和“工程技术”三部分。其中,基础理论是针对建筑设备自动化领域从多学科中吸取的理论部分;特有理论是面向建筑设备自动化领域在基础理论之上发展而形成的具有本领域特色的专有理论;工程技术是面向建筑设备自动化领域工程项目全寿命周

5、期内的支撑技术。基础理论是多学科交叉而形成的“交集”理论,特有理论是建筑设备自动化15.1概述概述具有自身特色的创新理论、是基础理论在本领域的延伸和扩展、是建筑设备自动化区别于其他学科或领域的根本和灵魂。工程技术是上述理论的实际应用,具有理论与实践相结合的功能,也是学以致用的基础。从智能建筑的发展过程和未来趋势来看,“计算机自动控制理论与技术”“计算机网络理论与技术”“建筑设备自控网络理论与技术”和“系统集成理论与技术”是实施建筑设备自动化工程系统的核心内容。在这些核心内容中,“计算机自动控制理论与技术”和“计算机网络理论与技术”是建筑设备自动化的基础理论,“建筑设备自控网络理论与技术”和“系

6、统集成理论与技术”是建筑设备自动化的特有理论和技术。考虑到工程技术的内容,建筑设备自动化的基本内容和体系如图15-1所示。15.1概述概述图15-1建筑设备自动化基本内容和体系图建筑设备自动化系统是智能建筑中最基本的系统,是由多个不同建筑设备监控子系统组成的集成系统,并随技术的发展和应用的深入,系统毫无疑问在广度和深度上还会更加复杂。不论建筑设备自动化系统如何发展,建筑设备自动化15.1概述概述系统均有如下的基本特点:1)从自控设备组成上看,同一建筑设备自动化系统的自控设备通常来自不同的厂家。这个特点要求不同厂商的设备必须遵循一定的标准和应用方式,才能实现自控设备间的互操作。事实上,实现不同厂

7、商自控设备之间的互操作是包括建筑设备自动化在内的所有自控领域一直追求的最高目标,也是自控领域重点研究的方向之一。2)从功能来看,系统是一个分布式的网络系统。这就决定建筑设备自动化系统是一个分布式网络控制系统,并在不同的情况下具有不同级别的实时操作和访问功能。3)从网络组成来看,系统是多种局域网并存的网络控制系统。这就要求系统须根据性能/价格比合理选择不同的局域网络,以实现“结构、系统、服务、管理及它们之间的15.1概述概述最优化组合”。4)从时间响应来看,系统是一个“强实时”与“弱实时”的混合系统,有些建筑设备的控制必须是实时的,如火灾检测与报警系统,而有些建筑设备的控制是非实时的,如空气过滤

8、器失效报警系统。从总体上来看,系统是一个弱实时自控系统。5)从执行标准来看,系统不是国家强制执行标准的范围,应根据建筑业主的需要、项目投资及投资回收状况等实际需求,确定系统的规模、范围和相应的设计等级。从上述特点可以看出,建筑设备自动化系统是集成各厂商设备并实现互操作的网络自控系统。从目前实现建筑设备自动化系统的技术来看,实现建筑设备自动化系统可以有许多技术,但从实现技术的特点来分类,建筑自动化系统可分为15.1概述概述两大类:专有系统和开放系统。专有建筑设备自动化系统是采用专有协议的自控系统。其中,协议可以暂时认为是自动化系统集成的“解决方法或方案”。专有协议通常是一家公司开发的协议,其方法

9、或方案的制定和升级是不开放的。专有建筑设备自控系统虽然可与其他系统进行系统集成和实现互操作,但集成和互操作的代价是巨大的。开放建筑设备自控系统是采用开放性协议的系统。开放性协议通常由专业学会或标准组织制定和升级,代表该领域的最新技术和发展方向,在制定和升级时采用公开的方式。故开放性协议不具有垄断性,得到了绝大多数厂商的支持。用开放性协议开发的建筑设备自控产品不仅价格合理,且不同厂商的产品在一定范围内可相互备用和互换,所以基于开放性协议的建筑设备自动化系统得到了15.1概述概述广泛的应用。随着建筑设备自动化从自动监控向企业综合信息管理的发展,建筑设备自动化系统选择开放和标准化的通信协议是其必然的

10、发展趋势。由于用户的需要和市场的竞争,建筑设备自动化系统自诞生以来,建筑自控设备的互操作和互换一直是其追求的目标。正是这种动力推动了建筑设备自动化系统不断向前发展,也正是这种动力推动了建筑设备自动化系统标准的产生和发展。进入DDC阶段,建筑自控设备的互操作特性日益重要。随着建筑设备自动化系统的发展和应用分工的深化,就迫切要求不同厂商的产品具有“互操作能力”。当人们认识到这种需求和这种需求所产生的巨大经济效益时,不同厂商就15.1概述概述根据自己的技术力量和产品特点开发了各自的技术,出现了多种基于自控网络的自动化系统解决方式或方案“现场总线协议”或“通信协议”,如BACnet、LonTalk等。

11、多标准的出现推动了建筑设备自动化系统的发展,但影响了建筑设备自动化系统的进一步发展。通信标准是建筑自动化系统的集成和互操作的基础,只有通信标准“相对统一”,建筑设备自动化才可能得到稳健的发展。经过技术和市场的双重作用,目前建筑设备自动化系统公认的主流标准只有BACnet国际标准(ISO164845)和LonWorks技术标准。在“统一标准”的基础之上,所有的建筑设备自动化子系统可以无缝集成,且可将智能建筑中的三大系统无缝集成,形成“智能建筑”,并由此形成“数字小区”“数字城市”。15.1概述概述综上所述,建筑设备自动化系统的发展是向着标准更加统一、更加开放的方向发展。随着现代IT技术的发展,建

12、筑设备自动化系统在不断应用现代IT最新技术的同时,也不断与IT系统进行融合,并逐渐演变成为IT系统的一个部分。随着科技的进步和生活水平的提高,人们对住宅和住宅小区的要求也越来越高,于是建筑设备自动化系统的应用也延伸至住宅小区,形成“智能住宅小区”。由于住宅小区具有自身的特点和要求,以使建筑设备自动化系统的内容得到了进一步的丰富和发展。创造良好人居环境的最终目标对建筑科技的发展提出了更高的要求,不论是在设计手段、材料、建筑设备及其自动化,还是施工工艺、运行与维护管理等,都必须着眼于节能、环保、安全的根本出发点。只有首先满足这个基本要15.1概述概述求,建筑科技的发展和在建筑领域中的应用才有更深远

13、的意义。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络各种建筑设备(如空调设备、给排水设备等)分布安装在建筑的不同位置,要使分布的这些设备协调和优化运行,达到节能、安全、高效、舒适和便利的建筑环境,须在各设备的自控系统间建立数据通信自控网络,称之为“建筑设备自控网络”。建筑设备自动化系统就是通过建筑设备自控网络将分布在建筑中具有网络通信功能的设备监控子系统互联而形成具有数据共享和互操作功能的DCS。建筑设备自控网络不仅是建筑设备自动化的基础,也是它最具特色的精髓内容,是它有别于其他自控领域或学科的本质所在。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络15.2.1基础知识基础知识最初的网络用于数据通信,常

14、称为“数据网络”,具有“非实时”的特性。随着数据网络的深入研究和广泛应用,当其应用于分布式控制领域时,就形成了具有“实时性”的自控网络。网络最基本的功能是传输数据或信息。自控网络传输数据或信息的最终用户是连接在自控网络上的“自控设备或节点”,如传感器、执行器、控制器和信息处理机等。若自控网络上的两个自控设备相互能够“监听”和接收对方发送的信息,并且能相互理解对方发送信息的语义或含义,进而自动做出对方所要求的反应或操作,则这两个设备就具有“互操作能力”,连接在自控网络上的自控设备必须具备这种互操作能力。若互操作不能在有效时间内完成,也必须具备相应的处理机制;否则,自控网络的功能就会15.2建筑设

15、备自控网络建筑设备自控网络受到破坏。自控网络的这种特性就称为“实时性”。在所有自控网络中,互操作和实时性不仅是自控网络的基本功能和基本特性,也分别是自控网络必须解决的首要任务和必须保证的特性。1.自控网络概念和特点自控网络是利用通信介质(有线或无线)将自控系统中各网络节点或设备(如传感器、执行器、控制器和信息处理机等)互联而形成的集合体,其功能是使网络上所有节点或设备在满足自控系统实时性能的基础上进行信息共享和互操作,以实现自控系统的特定功能。其中,网络节点或设备具有自主运行的特性:首先根据自身状态变迁主动向外发出相关信息,如报警或事件信息;其次是不断监听和接收信息,并根据监听或接收信息所具有

16、的语义产生相应的响应或15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络图15-2基本网络拓扑结构图a)总线型b)星形c)树形d)环形动作,如执行器根据指令发生的动作。自控网络在物理结构形式上表现为系统所有节点或设备进行“交流”的公用“路径”和“桥梁”通信介质和连接通信介质的通信设备,通信介质和通信设备的物理规划和布局就是网络的“物理拓扑结构”。图15-2所示是最基本的网络拓扑结构图,实际使用的网络拓扑结构均由这些基本结构按一定的规则组合而成。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络在自控网络中,因网络节点或设备具有自主特性,且复用通信介质,这就会出现多个网络节点或设备同时发送信息和同时访问通信介质的情

17、形,产生通信冲突而降低通信量,影响自控网络功能。为使网络节点或设备有序利用通信介质,提高通信介质的通信能力或带宽,须制定网络节点或设备进行通信的“规则和过程”,这就是网络的“通信协议”。通信协议是网络节点或设备进行有序交流并最大限度地利用通信带宽的保证。故自控网络也应包含相对应的两部分内容,一是自控网络物理拓扑的设计与实施,在物理上用通信介质(如双绞线、光纤等)和通信设备(如路由器、网桥、中继器等)将自控设备互联;二是定义通信和互操作过程的通信协议,使自控网络上的各自控设备相互协调运行,完成自控系统的应用逻辑功能。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络自控网络两部分内容可相互独立,并可单独设

18、计和定义,则自控网络可出现如下两种情形:一是同一物理拓扑的自控网络可适用于不同的通信协议,或同一个物理拓扑结构的网络可同时运行多个通信协议;二是同一个通信协议可适用于不同物理拓扑结构的网络,或同一个通信协议具有不同的物理拓扑结构。若将通信协议所定义的功能逻辑网络结构称为“逻辑拓扑结构”,则相同的物理拓扑结构网络可有不同的逻辑拓扑结构。如物理拓扑结构相同的以太网络(Ethernet),既可单独运行不同的上层通信协议(如BACnet等),也可同时运行多个上层通信协议。若一个通信协议可适用于多种物理拓扑结构,则说明该通信协议支持多种通信介质,如BACnet和LonTalk协议等。在自控网络中,网络节

19、点或设备信息共享和互操作的15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络过程是通过“通信协议”进行的。通信协议的三要素为语法、语义和时序。网络节点或设备要进行互操作,就须理解双方传输信息的语义,双方须按语法规定将传输信息的语义进行编码,直至二进编码。同时,要保证双方正确地进行一次“会话交流”,就须规定双方进行会话的时间顺序,保证会话有序进行。因而有时将通信协议的时序也称为“同步”。另外,还可理解为什么通信协议在不同的自控网络不易进行系统集成的原因,是不同通信协议的自控网络具有不同的“语言”。自控网络常用在自控领域现场,将其称为“现场总线(Fieldbus)”,有如下特点:1)自控网络节点或设备功能差

20、别大。2)通信介质多样化。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络3)实时性要求高。4)互操作功能完备。5)节点或设备逻辑功能耦合性高。6)功耗敏感。不同自控领域因其自身所具有的特殊性已产生了各种利用自控网络构建自控系统的解决方法或方案,这些解决方法或方案的集合就形成了自控网络的通信协议。一般来说,当某种解决方法或方案公开时,该协议就是开放的;反之,是封闭的或专有的。无论是开放的协议,还是封闭的专有协议,自控网络协议均是自控网络节点或设备信息共享和互操作的解决方法或方案。因这种解决方法或方案均是以数据通信为基础的,故自控网络协议通常以ISO/OSI参考模型为参照物,并根据自身的特点和要求对IS

21、O/OSI模型进行15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络体系结构精简和内容具体化,形成具有鲜明特征和具体内容的自控网络体系。2.通信基础计算机网络通信过程是一个非常复杂的过程。要实现计算机网络通信,就必须“营造”“计算机网络通信协议”,而有关通信功能单元的划分(分解组成细节)、各单元功能的分配和定义及各单元之间的相互关系(细节具体化)就构成了计算机网络的“体系结构”。计算机网络体系结构是计算机网络系统中的逻辑构成划分和功能分配的描述,是对计算机网络系统中各个组成部分及其所具有功能的定义。任意计算机网络体系均是这两方面内容的详细描述,并采用分层或分级的概念方式对这两方面内容进行描述。不同计算机

22、体系结构的分层数量、分15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络层名称、分层内容和功能都可不尽相同。在所有网络体系结构中,每一分层的目的都是向它的相邻上层提供一定的服务,并将实现这一服务的细节对相邻上一层加以屏蔽。对每一分层功能的定义和相邻上、下层间交互规程的定义就构成了该层的“层协议”。计算机网络的体系结构可归纳为层和相应层协议的集合,并且多个层协议从形式上是叠加的,体系结构中的层协议集合也可形象地称为协议栈。计算机网络体系结构是对计算机网络的抽象描述,它从全局的观点对计算机网络进行一般性和通用性的定义,故计算机网络体系结构是抽象的、概括的。计算机网络体系结构所定义的功能最终需要相应的硬件和软

23、件完成,要求体系结构的描述或定义须包含充分和精确的信息。将抽象体系结构的定义转化为在某一具体计算环境中执行的实体(软15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络件或硬件)就是体系结构的实现。国际标准化组织ISO起草了“开放系统互连基本参考模型(OSI-RM)”,它最基本的目标是定义一个通用的网络体系结构参考模型,以指导计算机网络的发展,图15-3是OSI-RM体系结构图。OSI-RM不仅是一个标准的网络体系结构,且也是制定其他网络通信协议的基本框架,并对其他通信协议的制定起着指导和规范的作用。这里强调对OSI标准的共同认识和遵从,即系统是开放的,它可与遵从同一标准的任何系统互联。OSI-RM对计算

24、机网络的设计、构建、使用和发展起着合理化、标准化、高性能化和通用化的作用,是理解和掌握计算机网络基本原理的基础。图15-3a是OSI-RM结构层次图,该模型根据通信功能对信息交换的处理过程分为七个功能相对独立的层次或功15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络图15-3OSI-RM体系结构a)OSI-RM结构层次图b)对等层间数据信息的传递示意图能单元。分层的原则是将相似的功能集中在同一层内,功能差别较大时则分层分配,并每层只定义对相邻上、下层的接口,以保证各层的相对独立性。各层的功能由各层的层协议定义,且上层协议屏蔽下层协议。当不同的对等层(如第N层)进行通信时,就使用对应的层(第N层)协议。

25、从第N层的通信实体来看,下层协议是透明的,通信过程好像是直接通15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络过该层协议进行的。这就反映了分层结构的独立性。图15-3b是对等层间数据信息的传递示意图。应用进程AP1的数据AP要传递到对等应用进程AP2,数据要经过不同的层,进行不同的处理和“包装”,才能最终完成数据的传递。任意两个对等层之间的信息交换是直接进行的,这就是“对等层”之间的通信。对等层之间的通信是双向的,第N层的“对等层”之间的通信协议称为(N)层协议。图15-3b中的各对等层间的虚线就代表“对等层”之间的双向“直接”通信。在计算机网络中,通信过程均以信息传输单元形式在不同功能层之间传输,各

26、层传输信息单元通常称为层协议数据单元PDU。PDU的格式由层协议的语法规则定义,并分为协议控制信息PCI和服务数据单元SDU两部分。第N层的15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络PCI是(N)层协议定义的控制信息,通常说明PDU的类型、分段信息及PDU有关处理规程等协议控制信息,它根据相邻上一层的请求和本层的层协议动态生成,是第N层协议必须处理的信息,相对第N层协议来说,PCI是有结构和语义的信息。而第N层的SDU通常是由第(N+1)层的PDU直接形成的,相对于第N层协议来说,SDU是无结构和无语义的比特串。图15-4是在没有分段情况下的相邻层间PDU的演变示意图。图15-4相邻层PDU变化

27、示意图OSI-RM在划分功能单元层的基础之上对各功能单元进行了如下功能分配和定义。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络(1)物理层该层为数据链路层对等实体间的信息交换建立的物理连接,并在此物理连接上正确、透明地传送物理层数据单元(无结构的比特流)中的比特位(Bit)。物理层提供激活、维持及断开物理连接所需的机械特性、电气特性和规程特性功能。物理层信息传输方式有“半双工”和“全双工”。物理层的作用是保证两相邻网络节点间每个比特位的正确传输。(2)数据链路层该层用于建立、维持和释放链路连接,实现无差错帧传输功能。该层协议数据单元称“帧”,具有一定结构和语义。该层通过对直接相邻连接节点间的通道进

28、行访问控制、差错控制、同步等控制、异常处理等方法实现信息帧的可靠传递。它能保证在一条可能出错的由通信介质直接连接的链路上进行可靠的帧信息传输,为网络层15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络提供服务。(3)网络层该层在开放系统的网络环境中提供网络连接建立、维持和释放的功能。在该层传输的协议数据单元称为“分组”或“包”。它的主要功能是利用数据链路层提供的相邻节点间无差错的帧数据传输功能,通过路由选择功能和中继功能,实现网络中任意两节点间的连接。进行通信的主机或节点间可能要经过许多节点和链路,也可能经过不同的通信子网络,该层的任务就是选择合适的路径,使发送方的“分组”能正确地到达接收方的对等实体。

29、此外,该层能确定网络中任意两节点(包含不能用同一通信介质直接连接的非相邻节点)间信息传输的路由和平衡节点间的通信流量。(4)传输层该层是OSI参考模型的七层中比较特殊的15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络一层。设置传输层的目的是在源主机和目的主机进程间提供可靠的端到端通信,完成无差错的按序报文传送,为上层提供传输服务,并弥补各种通信网络的质量差异,对经过低三层后仍存在的传输差错进行恢复,进一步提高可靠性。并且通过复用、分段和组合、连接和分离、分流和合流等分复用技术措施,提高传输速率和服务质量。在该层的协议数据单元称为“报文”。该层的协议软件只在主机上运行,而低层协议则出现在主机和通信节点机

30、上。当传输的报文较长时,该层将报文分割成几个分组后,再交给网络层传输。一个用户进程要同另一主机上的用户进程通信时,它首先选择进程间的“端口”,以区分进程。当网络的主机并发运行多个通信进程时,到达同一主机的信息必须用端口标识其处理的通信进程,以便正确的进程接收和处理。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络(5)会话层该层依靠传输层的功能使数据传送功能在开放系统间有效进行,是按照在应用进程间的约定,按正确的顺序收发数据、进行各种形式的对话。控制方式有两类:一是为了在该层应用中易于实现接收处理和发送处理的逐次交替变换,设置某一时刻只有一端发送数据,故需要交替改变发送端的传送控制。二是在类似文件传送

31、等单方向传送大量数据时,为防备应用处理中出现意外,在传送数据的过程中需要给数据打上标记。当出现意外时,可由标记处重发。会话服务主要分为两部分:会话连接管理和会话数据交换。会话连接管理服务使一个应用进程在一个完整的活动或事务处理中,通过会话连接与另一个对等应用进程建立和维持一条会话通道。会话数据交换服务为两个会话的应用进程利用该通道交换会话单元提供手段。该层还提供了15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络交互管理、会话连接同步及异常报告等服务。会话连接同步服务允许两个相互通信的用户有选择地定义和标明一些同步点和检查点。当会话连接的两端失去同步时,可将此连接恢复到一个已定义的状态。异常报告服务使用

32、户得知一些不可恢复事件的发生。会话服务提供者允许会话用户在传送数据中设置同步点,并赋予同步序号,以识别和使用同步点。当传输连接出现故障时,整个会话活动不需要全部重复一遍。会话同步服务在一个会话连接中定义若干个同步点。同步点又分为次同步点和主同步点。主同步点用于将一个会话单元分隔开来。活动管理功能是主同步点概念的一种扩展,它将整个会话分解成若干个离散的活动。一个活动代表一个逻辑工作段,并包括多个会话单元。对于应用层来说,一个活动相当于一次应用协议数据单元的交换。从用15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络户发出会话连接请求起到会话连接释放确认是一个会话连接的持续时间。一个会话连接可分为几个活动,

33、而每个活动又可由几个会话单元组成。该层通过会话服务与活动管理达到协调进程之间的会话过程,确保分布进程通信的顺利进行。网络通信要实现强大的通信功能,也必须定义一个“网络机制”,这就是会话层的主要任务。(6)表示层该层主要解决用户数据的语法表示问题,它将由抽象语法表示的交换数据转换为传送语法,使传输信息的语义在传输过程保持不变。该层为应用层提供了能够使用其他任意语法的可能性,使应用层不必关心信息的表示问题。该层仅对应用层信息内容的形式进行变换。在计算机网络中,互相通信的应用进程实际上只关心传输信息所蕴含的语义。故该层要解决的问题是:如何描述数据结构并使15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络之与具

34、体的机器无关。(7)应用层该层是OSI-RM的最高功能层,为应用进程(如用户程序、终端操作员等)提供服务,是用户使用网络环境的唯一窗口。该层面向用户,实现的功能分为两部分,即用户应用进程和系统应用管理进程。系统应用管理进程管理系统资源,并优化分配系统资源和控制资源的使用等。管理进程向系统各层发出下列要求:请求诊断,提交运行报告,收集统计资料和修改控制等。系统应用管理进程还负责系统的重启动,包括从头启动和由指定点重启动。用户应用进程由用户要求决定。通常的应用有数据库访问、分布计算和分布处理等。通用的应用程序有电子邮件、事务处理、文件传输协议和作业操作协议等。网络的基本拓扑结构虽只有图15-2所示

35、的几种简单形15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络式,若将这几个基本形式中的具体节点看作“抽象节点”:既代表一个具体节点又代表由多个具体节点组成的一个子网络,则由这几种基本形式的网络可演变成任意复杂的互联网络(Internet)。图15-5就可代表一个互联网络系统。为了便于说明、设计和应用实际的互联网络系统,通常引入“物理网段”“网段”和“子网络”的概念。图15-5互联网络示意图图15-6互联设备示意图15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络从图15-5可看出,物理网段是由一通信介质所形成的一部分网络,物理网段通过中继器连接形成网段。网段是由同种通信介质通过中继器组合而形成的一部分网络,网段

36、通过网桥连接形成子网络。子网络是通过网桥组合而形成的一部分网络,可由多种介质通信组成。子网络通过路由器连接则形成互联网络。在图15-5中,有三类用于连接网络的互联设备,即中继器、网桥和路由器,这三类互联设备不属于自控设备,其作用是连接不同的网络部分。图15-6直观地表示了各互联设备在网络体系结构的位置。图15-6所示还表示了不同体系结构互联网络的连接设备网关。网关用于连接不同体系结构的互联网络,具有存储和转发应用层协议数据单元的处理功能,是将两个15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络互联网络连接成超级互联网络。网关仅进行“一对一”的协议转换,或是少数几种特定应用协议的转换,很难实现通用的协议

37、转换。不同体系协议的转换也很难实现一一对应的转换,在一个体系结构中的内容或许在另一体系结构中很难进行精确的转换,实际应尽量避免使用网关。3.自控网络基本内容(1)自控网络的显著特点自控网络通信协议必须实现互操作功能和保证实时特性,它具有如下两个显著的特点:1)通信效率优化。自控网络通信效率优化的方式除借用数据网络通信效率优化的方法外,通常还包括根据具体自控领域的特点改进通信介质访问方式(MAC)、优化传输长度和简化网络拓扑结构等方法。2)上层协议具体化。自控网络须在信息共享的基础上15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络对共享信息的语义进行解释,并自动触发共享信息语义所蕴含的反应和操作,实现互

38、操作功能。这就须对网络节点或设备建立信息模型,确定网络节点或设备互操作的模式,明确定义传输数据的语义,并规定其编码和解码规则,这些内容一般为自控网络通信协议的上层协议内容。(2)自控网络的基本内容在自控网络中,“通信协议”除具有数据网络的通信功能外,还包含如下内涵,并构成了自控网络的基本内容,是所有自控网络须明确规定的主要内容,它们是研究和应用自控网络必备的基础知识。1)自控网络节点或设备信息模型。要进行通信或互操作,就须存在至少两个通信或互操作的实体或对象,且这些实体或对象须在自控网络互操作环境中是“可见的和可识别的”。自控网络节点或设备是通信和互操作的实体,这些15.2建筑设备自控网络建筑

39、设备自控网络实体在物理结构上千差万别,在监控功能上也有所不同。如何使这些具体节点或设备在自控网络中相互识别,就须对具体节点或设备进行抽象建模,使之成为“网络可见”的抽象实体网络节点或设备的信息模型,故信息模型具有标识网络节点或设备和抽象其监控功能的作用。信息模型在不同体系结构的网络中有不同的建模方式,有不同的表现形式,甚至同一体系结构的不同协议层也有不同表现形式。但可归纳为“面向数据”和“面向对象”两类。面向数据的信息模型只用一个简单型或基本型数据来抽象描述网络中的节点或设备,此模型通常用节点或设备地址或标识符的数据类型来表示。面向数据的信息模型用于自控网络通信协议的低层协议之中,用于标识通信

40、实体,具有较高的通信效率。在自控网络通信协议中,面向数据的信15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络息模型也是高层协议常用的信息模型之一,用于标识通信和互操作实体。面向对象的信息模型采用一组描述网络节点或设备状态的属性参数来标识互操作实体和定义互操作的语义,此模型用于自控网络的上层协议之中。因面向对象信息模型非常适用于互操作过程,大多数现代自控网络在实现互操作功能的层面上基本采用了这种模型。但该模型在不同自控网络中具有不同的建模方式和表现形式。2)互操作模式。在自控网络中,当节点或设备利用信息模型在网络上“可见”和“可识别”后,就可在节点或设备间通过通信来实现互操作。依据通信内容,可将自控网络

41、互操作模式分为“基于数据”和“基于命令”两种互操作模式。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络在基于数据的互操作模式中,通信内容是自控网络节点或设备间共享的数据(如温度、压力、状态或字符串等描述系统状态的信息)。当自控网络的节点或设备监听和接收到一个数据时,就触发一个相关联的事件,完成该共享数据所蕴含的互操作功能。该模式可适用于面向数据和面向对象的信息模型,尤其适用于面向数据的信息模型。在基于命令的互操作模式中,通信内容是自控网络节点或设备间的触发命令(如开启/停止、读/写、连接/断开等命令)。当自控网络的节点或设备监听和接收到一个触发命令时,就根据命令种类和参数(若命令带有参数)完成相应的

42、互操作功能。可以看出,这种模式在协议和硬件中的应用只是抽象方式的不同,其操作和管理机制仍是相同的。在硬件设备中,15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络外围设备的各种寄存器就相当于外围设备对象的属性,CPU通过访问抽象为属性的寄存器来控制和管理外围设备,而外围设备的功能则由外围设备本身完成。在现代自动控制网络中,这种模式是首选的互操作模式,它在保证通信接口一致的前提下,允许各种自控硬件设备具有不同的结构和功能。从上述分析可看出,互操作模式通常与自控网络节点或设备的信息模式相关联,不同的信息模型和互操作模式均是自控网络节点或设备实现信息共享和互操作功能的解决方法或方案之一。但从自控网络和数据网络

43、的发展趋势来看,面向对象的信息模型和面向命令的间接互操作模式是现代网络的主要信息模型和互操作模式。故任何自控网络通信协议均是在通信的基础上对信息模型和互操作模式进行合理选取和优化的结果。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络总之,自控网络要实现互操作,在原理上就须定义互操作实体的“信息模型”、实体间的“互操作模式”、实体间互操作的“内容”和实体间传输互操作内容的“通信工具”。实体信息模型须在自控网络互操作环境中是相互“可见的和可识别的”,互操作模式须与信息模型相适应,互操作内容须在主体间是互相“可理解的”,通信工具最好是“多样的”。自控网络互操作模式是由“互操作内容”进行具体表现的,而互操作

44、内容在通信协议中是以“服务和报文”的方式进行定义的。“服务”是互操作过程的“时序”描述,是互操作过程的动态描述;而“报文”是互操作内容的“编码或格式”描述,是静态描述。不同自控网络通信协议对互操作功能具有不同的定义方法和内容,形成了具有不同技术特点的自控网络。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络3)系统集成方法。因自控网络节点或设备具有互操作功能和逻辑功能上的强耦合关系,自控网络必须进行系统集成,以确定自控网络节点或设备的固定逻辑功能关系和实现互操作。自控网络系统集成通常有两个含义,一是指同种体系结构自控网络的集成,二是指异构体系结构自控网络的集成,其中包括自控网络与Internet的集成

45、。前者的集成方式通常由自控网络通信协议进行了规定和说明,并利用自控网络专用网络管理工具可较为容易地进行集成;后者一般通过网关方式进行系统集成,该方式称为“网关集成方式”,但集成方式比较困难,代价较大,不易扩展。从上述可知,信息模型和互操作方式是网络节点或设备互操作的基础。互操作是网络节点或设备进行交互的一种机制和能力,系统集成是面向具体应用,明确网络节点或设15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络备在逻辑功能上互操作关系的过程。故具有相同互操作机制的自控网络就可有不同的系统集成方法。所以,自控网络的通信协议均详细定义了互操作机制的内容,但一般不定义或不详细定义系统集成的标准内容,或者在协议之外

46、提供系统集成指南性的内容。所以,自控网络通信协议必须具备与通信功能、信息模型、互操作方式和系统集成有关的基本内容。任何自控网络只要参照OSI-RM体系结构从其体系结构出发,按信息模型、互操作方式和系统集成三个方面进行学习和研究,就完全可掌握其基本内容和特点,就可达到实用的目的。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络15.2.2LonWorks技术技术1.概述LON(LocalOperatingNetworks)局部操作网络是美国Echelon公司1990年推出的智能控制网络,为分布式监控系统提供了很强的实现手段。在Echelon公司的支持下,诞生了新一代的智能化、低成本的现场测控网络。为支持

47、LON总线,Echelon公司开发了LonWorks技术,它为LON网络设计、成品化提供了一套完整的开发平台。LonWorks对其使用的技术,从神经元芯片到七层网络协议及神经元芯片的NeuronC语言都详尽地提供给用户。1997年6月Echelon公司公开了LonTalk协议,允许其他CPU制造商将其嵌入,这样使LonWorks技术更加开放。在可互操作方面,1994年5月,由世界许多公司,如15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络Honeywell、Motorola、IBM、HP等,组成了一个独立的行业协会LonMark,负责定义、发布、确认产品的互操作性标准。LonMark协会的成立,对于推

48、动LonWorks技术的推广和发展起到了极大的推动作用。LonWorks使用开放式通信协议(LonTalk协议),为设备间交换控制状态信息建立了一个通用的标准。在LonTalk协议的协调下,以往孤立的系统和产品融为一体,形成一个网络控制系统。神经元芯片(NeuronChip)是LonWorks技术的核心芯片,它是LON智能控制网络的通信处理器,也是采集和控制的通用处理器,LonWorks技术中所有关于网络变量的操作实际上都是通过其来完成的。典型的LON总线网络控制系统结构如图15-7所示。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络图15-7典型的LON总线网络控制系统结构LON现场总线除了具有现

49、场总线的本质特点之外,还有以下优点:(1)具有良好的互操作性LonWorks技术采用的LonTalk通信协议遵循国际标准化组织ISO定义的开放系统互联参考模型OSI所定义的全部七层服务。除了LonTalk协议以外,还没有哪一个协议宣称它能够提供OSI参考模型所定义的全部七层服务,这是LonWorks技术的先进性之一,也是LonTalk协议区别于其他各协议的重要特点。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络(2)网络通信采用网络变量和显示报文网络变量使网络通信的设计简化成为参数设置,增加了通信的可靠性和互操作性,简化了应用程序的设计。网络变量的概念简化了复杂的分布式应用的编程。一个运行Neuro

50、nC应用程序的节点,最多可以说明62个网络变量(包括数组元素)。一个网络变量可以是NeuronC变量或结构,其最大长度可达31B。显示报文每帧有效字节数为0228B。(3)LonLalk协议使用改进的CSMAMAC子层协议(MediaAccessControl介质访问控制)对CSMA(CarrierSenseMultipleAccess载波侦听多路访问)协议作了改进,采用一种称作PredictiveP-persistentCSMA(带预测的P-坚持载波侦听多路访问),以在负载较轻时使介质访问延迟最小化,而在负载较重时使冲突的可能最小化。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络(4)支持多类型通

51、道Neuron芯片处理的LonTalk协议是与介质无关的,允许神经元芯片支持大量不同的通信介质,包括双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、射频(RF)、红外线等。LonTalk协议支持以不同通信介质分段的网络,即不同的通信介质可以在同一网络中混合使用。而其他的许多网络只能选用某种专用的介质。而LonWorks网络可以同时使用上述的各种介质,并开发了相应的本质安全防爆产品,被誉为通用控制网络。(5)支持多种网络拓扑LonWorks技术的一个LON网络上可以有255个子网,每个子网可有127个节点,网络可大可小,网络拓扑形式可为总线型、星形、环形、自由拓扑形等多种拓扑结构,LonWorks直接通信距离可

52、达2700m(双绞线,78kbit/s,总线拓扑)、130m(双绞线15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络,1.25Mbit/s,总线拓扑),另外加中继器还可延长。LON总线还有一个网络管理工具,如图15-7所示。这个管理工具主要负责网络的安装、维护和监控。在安装阶段,它为节点动态分配网络地址,并通过网络变量和显示报文进行节点间的通信。维护是在系统正常运行情况下,增加、减少节点,改变网络变量、显示报文的内部连接,及检测修理错误的设备等。监控是指提供系统级的检测和控制服务,用户可以在网上,甚至是在Internet上远程监控整个系统。LON总线具有通信介质多样化、访问方式多样、唯一支持OSI七层

53、协议、网络结构灵活等特点,因此LON总线实际上起着通用现场总线的作用。2.LON总线的通信技术LON总线与其他现场总线相比,最大的优势就是具有网15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络络处理能力。它通过网关很容易与异型网互联,这一点是其他现有的现场总线都无法比拟的。其次它还支持多种网络拓扑结构和多种网络系统结构,易于组成各种不同类型的网络结构。LON以其独特的技术优势,把计算机技术、网络技术、控制技术和通信技术结合起来,实现了工厂测控及管理的统一。采用超大规模的神经元芯片,使每个节点的应用变得简单可靠。固化的LonTalk协议具有检测应答、自动重发、请求/响应等功能,易实现冗余功能,保证了通信

54、的可靠,实现了控制功能的全分布,使故障分散,提高了系统的可靠性。LON总线的通信协议是公开的,其产品采用神经元芯片、LonWorks收发器及LonBuilder开发平台可方便灵活地集成为新一代的控制系统。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络LON总线是唯一的遵循ISO/OSI网络参考模型的现场控制网络,它在充分考虑控制系统特殊要求的基础上,建立了每一层的直接面向对象网络协议。LON总线支持无线、电力线、红外线、双绞线、射频、光纤、同轴电缆等多种传输介质,满足多种特殊的应用场合,数据传输速率范围为300bit/s1.25Mbit/s。3.LonWorks的核心技术LonWorks系统主要由神

55、经元芯片、LonTalk协议、NeuronC语言、收发器、路由器及LNS、NodeBuilder、LonMaker等一系列开发工具组成。(1)神经元芯片LonWorks技术的核心是Neuron芯片或称为神经元芯片,有3150和3120两大系列,其中3120系列芯片中包括E2PROM,RAM,ROM;而3150系列芯片15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络中则无内部ROM,但拥有访问外部存储器的接口。Neuron芯片内部固化了完整的LonTalk通信协议,确保节点间的可靠通信和互操作。Neuron芯片在大多数LON节点中是一个独立的处理器。若需要使节点具有更强的信号处理能力或I/O通道,可采用

56、其他处理器来处理并由Neuron芯片交换数据,此时Neuron芯片只完成通信功能。Neuron芯片的主要性能特点如下:高度集成,所需外部器件较少;三个8位的CPU,输入时钟可选择范围:625kHz10MHz;片上集成的RAM,E2PROM存储器;11个可编程序I/O引脚具有34种可选择的工作方式;两个16位的定时器/计数器;15个软定时器;休眠工作方式;网络通信端口三种方式:单端方式、差15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络分方式和专用方式;服务引脚:用于远程识别和诊断;48位的内部NeuronID;用于唯一识别的Neuron芯片;固件包括:LonTalk协议;I/O驱动器程序;事件驱动多任

57、务调度程序。Neuron芯片内部结构如图15-8所示。图15-8Neuron芯片内部结构Neuron芯片内部有三个CPU:MACCPU、网络CPU和应用CPU,如图15-9所示。CPU1是MACCPU,完成介质访图15-9Neuron芯片的CPU结构15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络问控制,处理LonTalk协议的第一和第二层,包括驱动通信子系统硬件和执行算法。CPU1和CPU2用共享存储区中的网络缓存进行通信,正确地对网上报文进行编解码。CPU2是网络CPU,它实现LonTalk协议的第三到第六层,处理网络变量、寻址、事务处理、权限证实、背景诊断、软件计时器、网络管理和路由等。同时,它

58、还控制网络通信端口,物理地发送和接收数据包。该处理器用共享存储区中的网络缓存区与CPU1通信,应用缓存区与CPU3通信。CPU3是应用CPU,它完成用户的编程,其中包括用户程序对操作系统的服务调用。Neuron芯片通过11个I/O口(IO0IO10)与外部设备相连,称为应用I/O。应用I/O可配置选择使用34种不同的I/O对象,以借助于最小的外接电路实现灵活的输入输出功15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络能,这些I/O对象包括:1)直接I/O对象:比特I/O对象、字节I/O对象、电平检测输入对象、半字节I/O输入对象。2)并行双向I/O对象:并行I/O对象、多总线I/O对象等。3)串行I/

59、O对象:移位I/O对象、I2CI/O对象、磁卡输入对象、磁迹输入对象、半双工异步串行I/O对象、Wiegand输入对象、全双工同步串行I/O对象。4)定时器/计数器输入对象:双斜率输入对象、边沿记录输入对象、红外输入对象、On-Time输入对象、周期输入对象、脉冲计数输入对象、正交输入对象、总数输入对象。5)定时器/计数器输出对象:分频输出对象、频率输出对象、单步输出对象、脉冲计数输出对象、脉宽输出对象、可控硅输出对象等。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络ServicePin是Neuron芯片中的一个非常重要的管脚,在节点的配置、安装和维护时均需使用。该管脚既能输入也能输出。输出时它通过

60、一个低电平来点亮外部的LED,LED的不同点亮方式代表了不同Neuron芯片不同的工作状态。输入时,一个逻辑低电平使Neuron芯片传送一个包括该节点48bit的NeuronID的网络管理信息。Neuron芯片支持多种通信介质。如双绞线、无线、红外、光纤、同轴电缆等。在各种通信介质中,双绞线以其高的性能价格比而应用最为普遍。Echelon公司提供的FTT-10A双绞线变压器耦合收发器支持总线型和自由拓扑形拓扑。其抗干扰能力强,可承受持续时间为60s的1000V电压,采用总线拓扑的网络最长可达2000m,采用自由拓扑的网络最长可达500m,满足一般的工业应用,组网灵活。所支15.2建筑设备自控网

61、络建筑设备自控网络持的网络拓扑有许多种,如图15-10所示。图15-10网络拓扑类型a)单端接器总线拓扑b)双端接器总线拓扑c)星形拓扑d)环形拓扑e)混合拓扑(2)LonTalk协议LonWorks技术使用的通信协议称为LonTalk协议。LonTalk协议遵循由国际标准化组织(ISO)定义的开放系统互联(OSI)模型,提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。这是技术的先进性之一,也是LonTalk协议区别于其他各种协议的重要特点。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络LonTalk协议支持以不同通信介质分段的网络。LonTalk协议支持的介质包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和

62、光纤。其他的许多网络只能选用某种专用的介质,而LonWorks网络可同时使用上述的各种介质,这是技术的先进性之二。每个节点都需要物理地连接到信道上。信道是数据包的物理传输介质。网络由一个或多个信道组成,不同信道通过路由器相互联接。路由器是连接两个信道并控制两个信道间数据包传送的器件。路由器可选择安装为四种不同的方法:配置路由器、自学习路由器、桥和重复器。由桥或重复器连接的通道的集合称为段。节点可以看见相同段上的其他节点发送的数据包。而智能路由器(指配置路由器和自学习路由器)根据设置决定是否继续向前传送数据包,15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络故可用来分离段中的网络交通,以增加整个系统的容

63、量和可靠性。LonTalk地址唯一地确定了LonTalk数据包的源节点和目的节点。同时路由器也使用这些地址来选择如何在两个信道间传输数据包。为了简化路由,LonTalk协议定义了一种使用域、子网、节点地址的分层式逻辑寻址方式。这种寻址方式可以用来寻址整个区、一个单独的子网或者一个单独的节点。为了便于进一步对多个分散的节点寻址,LonTalk协议定义了另外一类使用域和组地址的寻址方式。使用逻辑寻址简化了在一个功能网络中替换节点的过程。由于替换节点被赋予了与被替换节点相同的逻辑地址,故网络上任何引用这个节点的逻辑地址的应用都不需要加以改变。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络域地址的组成:域是

64、一个或多个信道上节点的逻辑集合。通信只能在配置于同一个域中的节点之间进行,故域形成了一个虚网络。多个域可使用相同的信道,故域可用来防止不同网络上节点间的互相干扰。域是通过ID来标识的,可将域ID配置为0、1、3或6个字节,长度为6个字节的域ID可以保证域ID是唯一的。而6个字节的域ID为每个数据包加了6个字节的开销,使用较短的域ID可减少开销。子网地址的组成:一个子网是一个域内节点的逻辑集合。一个子网最多可包括127个节点,在一个域中最多可定义255个子网,在一个子网内的所有节点须位于相同的段,子网不能跨越智能路由器。若将一个节点配置为属于两个域,则它须同时属于两个域上的一个子网。节点地址的组

65、成:子网内的每一个节点被赋予一个在该15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络子网内唯一的节点号。这个节点号为七位,所以每个子网可以有127个节点,在一个域中最多可以有32385个节点(255个子网127节点/子网)。到目前为止这是测控网络能够提供的最大节点数。另外,LonTalk还提供了组地址,组是一个域内的节点的逻辑集合。与子网不同的是组内的节点不在乎它们在域内的物理位置,神经元芯片允许将同一个节点分别配置为属于15个不同的组,对于一对多的网络变量和报文标签的连接组是利用网络宽带的一种有效的方法。组由一个字节的组号来标识,所以一个域最多可以包含256个组。除了子网/节点地址寻址方式,一个节点

66、地址总可以用该节点的NeuronID加以寻址。NeuronID是一个48位的在生产该芯片时被赋予的全球唯一的ID号。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络在网络的效率响应时间安全和可靠性之间有一些折中方案:使用确认服务是最可靠的,但是对于较大的组来说需要比非确认或非确认重复服务使用更大的网络宽带。具有优先级的数据包能够保证这些数据包被及时传送,但是却损害了其他节点的传送。对一个事物增加证实服务,虽然增加了安全性,但是完成一个证实事物所需要的数据包多一倍。选择报文服务:可靠性和效率。协议提供四种基本类型的报文服务:确认、请求/响应、非确认重复和非确认。最可靠的服务是确认或称之为端端确认服务,即

67、一个报文被发给一个或一组节点,发送者将等待来自每个接收节点的确认。若没有接收到来自所有目标的确认,且发送者的时间已超出,发送者则重试该事务。重试的次数和超时时间都是可选的。确认由网络CPU生成而不介入应用。与之等15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络价的可靠服务是请求/响应,即一个报文被发送给一个或一组节点并等待来自每个接收节点的响应。输入报文由接收端的应用在响应生成之前处理,重试的次数和超时时间也都是可选的。响应中可包括数据以使服务适用于远程调用或客户/服务应用。可靠性在以上两种之下的是重复或非确认重复服务,即报文被多次发送给一个或多个节点,但并不等待接收节点的响应。该服务一般用于向一大组

68、节点广播。可靠性最低的是非确认,即一个报文被发送给一个或一组节点且只被发送一次同时并不期望得到响应。一般用于系统要求有最好的性能,网络带宽受到限制时,网络对报文的丢失不敏感的情况下。LonTalk协议使用其独有的冲突避免算法。该算法具有在过载的情况下,信道仍能负载接近其最大能力的通过量。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络当使用支持硬件冲突检测的通信介质(如双绞线)时,只要收发器检测到冲突的发生,LonTalk协议可以有选择地取消数据包的传输。MAC子层是OSI参考模型数据层的一部分。在当今的网络中已经有许多不同的MAC算法。这些算法中的一个家族被称为CSMA(载波监听多路访问:Carri

69、erSenseMultipleAccess),LonTalk协议使用的MAC算法属于CSMA家族。但对其进行了扩展,Echelon公司的LonTalk协议使用了一种新的称作PredictiveP-PersistentCSMA的CSMAMAC算法。LonTalk协议保留了CSMA的优点,但克服了它在控制应用上的缺点。与P-PersistentCSMA一样,所有的LonWorks节点对介质的访问都是随机的。当有两个或多15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络个节点同时等待网络空闲以便发送数据包时,这种算法避免了在其他算法中无法避免的冲突。在LonTalk协议中节点随机地分布在最小为16个随机槽的不

70、同的延迟水平上。在LonTalk协议中概率P是根据网络的负载来动态调整的。当网络空闲时,所有节点只随机分布在16个槽上。当估计到网络上的负载增加时,节点将分布在更多的时间槽上。增加的槽的数量由N来决定。这里N的范围是从163。Echelon称N为信道上积压工作的估计,代表下一次要发送数据包的节点数。这种对积压工作的估计和动态调整的介质访问方法使LonTalk协议在网络负载较轻时,提供较少的时间槽数,在网络负载较重时提供较多的时间槽。以在负载轻时,使介质访问延迟最小化,而在负载较重时,使冲突的可能最小化。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络(3)NeuronC语言NeuronC是专门为Neu

71、ron芯片设计的编程语言,加入了通信、事件调度、分布数据对象和I/O功能,是编写Neuron芯片应用程序的最重要的工具。NeuronC以ANSIC为基础,但在数据类型上和ANSIC仍有一定的差别。NeuronC支持的数据类型为:NeuronC支持ANSIC的定义类型、枚举类型、数组类型、指针类型、结构类型和联合类型。但NeuronC不支持ANSIC的标准运行库的一些功能,如浮点运算、文件I/O等,但它也有自己扩展的运行库和语法。这些扩展功能包括:定时器、网络变量、显式报文、多任务调度、char8bitssigned or unsignedshort8bitssigned or unsigned

72、int8bitssigned or unsignedlong16bitssigned or unsignedboolean8bits15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络EEPROM变量和其他多种功能。应用程序可以定义一个特殊的静态对象类网络变量,它可以是整型、字符型或结构等类型。一个网络变量NV(NetworkVariable)是节点的一个对象,用于实现网络上节点之间的互联。它可被定义为输入也可被定义为输出网络变量,每个节点最多可以定义62个(Neuron节点)到4096个(主机节点)网络变量。网络变量所产生报文的发送和接收不需要应用程序的干预,故又称为隐式报文。同时,LonMark组织还

73、定义了标准网络变量类型(SNVT),它支持的标准网络变量有255种,采用SNVT的节点之间具有天然的互操作性。而且,用户也可按照标准格式定义自己的标准网络变量。节点之间的网络变量的连接关系是在组网时通过网络15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络开发工具绑定的。由于网络变量的长度最多为31B,使得其应用受到限制。因此,NeuronC中提供了显式报文这一数据类型,显式报文最长为228B;提供请求/响应机制,某个节点发出请求消息能调动另一个节点做出相应的响应,实现远程过程调用。显式报文是实现节点之间交换信息的更为复杂的方法,编程人员必须在应用程序中生成、发送和接收显式报文。节点使用报文标签发送和接

74、收报文。每个节点有一个默认的输入报文标签,同网络变量一样,必须在网络安装时建立输入和输出报文标签之间的绑定。在一个应用程序最多可定义15个软件定时器对象,在这些定时器中可以分为两类:毫秒定时器和秒定时器。毫秒定时器提供一个计数范围为164000ms的定时器,秒定15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络时器则提供一个计数范围为165535s的定时器。这些软件定时器在网络CPU上运行,和Neuron芯片的硬件定时器是分离的。Neuron芯片的任务调度是由事件驱动的:当一个给定的条件判断为“TRUE”时,与该条件有关的代码体(任务)即执行。调度程序允许编程人员定义任务用以作为某类事件发生的结果,如输

75、入管脚状态的改变、网络变量的更新、定时器的溢出等。这些事件可以定义优先级,以使一些重要事件能够优先得到响应。调度程序采用循环方式,如图15-11所示。事件是通过when语句来定义的,一个when语句包含一个表达式,当表达式为“TRUE”时,则表达式后面的任务被执行。15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络图15-11调度循环在NeuronC中定义了五类事件:系统级事件、输入输出事件、定时器事件、网络变量和显式报文事件、用户自定义事件。附加功能主要包括:输入输出、调度系统复位、旁路模15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络式、睡眠模式、补充的预定义事件语句错误处理等,这些功能大部分以函数和事件的

76、形式提供。(4)收发器收发器在神经元芯片和LonWorks网络间提供物理通信接口。这些装置简化了互可操作的LonWorks节点的开发,可用于各种通信介质和拓扑。重要的是要知道在任一特定的产品中,哪个收发器能让产品直接互操作。收发器类型不同的产品仍然能互操作,但这需要路由器来连接。Echelon公司设计有应用十分广泛的双绞线和电力线收发器,其他公司则可供应无线、光纤和其他各种介质的收发器。(5)路由器对多种介质的透明支持是LonWorks技术的独特能力,它使开发者能选择最适合他们需要的介质和通信方法。对多种介质的支持通过路由器才可能实现。路由15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络器也能用于控制

77、网络业务量,将网络分段,抑制从其他部分来的数据流量,以增加网络总通过量和流量。网络工具以网络拓扑为基础自动配置路由器,使安装者便于安装并对节点透明。路由器装置使单一的对等网络能跨接多种类型的传输介质,支持成千上万的装置。路由器通常有两个互联的神经元。每个神经元有一个适用于两个信道的收发器,路由器就连接在这两个信道上。路由器对网络的逻辑操作是完全透明的,但它们并不一定传输所有的包。智能路由器充分了解系统配置,能闭塞没有远地地址的包。若使用了另一类型叫作穿越路由器的路由器,LonWorks系统就能在Internet这样的广域网上跨接巨大的距离。(6)LNSLNS(LonWorksNetworkSe

78、rvice)是15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络Echelon公司开发出来的LON网络操作系统。它提供了一个强大的Client/Server(客户/服务器)网络框架。使用LNS所提供的服务,可以保证从不同网络服务器上提供的网络管理工具可以一起执行网络安装、网络维护、网络监测;而众多的客户则可以同时申请这些服务器所提供的网络功能。LNS包括三类设备:路由器设备(包括重复器、网桥、路由器和网关);应用节点;系统级设备(网络管理工具、系统分析、SCADA站和人机界面)。LNS提供压缩的、面向对象的编程模式,它将网络变成一个层次化的对象,通过对象的属性、事件和方法对网络进行访问。LNS构架主要包

79、括四个主要的组件:网络服务器15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络(NSS,NetworkServicesServer),网络服务器接口(NSI,NetworkServicesInterface),LCA对象服务器(LCAObjectServer)和LCA数据服务器(LCADataServer),如图15-12所示。(7)网络管理在LonWorks网络中,需要一个网络管理工具,以用于网络的安装、维护和监控。Echelon公司提供了LonMakerforWindows软件用于实现这些功能。其他公司也有类似产品来实现这些功能。LonMakerforWindows是基于Visio开发的,网络配置图

80、是以Visio图的形式画出,各种对象都作了相应的定义。网络变量的连接关系表现为连线。在节点建成以后,需经过分配逻辑地址、配置节点的属性、进行网络变量和显式报文的绑定后,网络方可运行;15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络图15-12LNS组件构架网络安装可通过ServicePin按钮或手动输入Neuron芯片的物理ID来为节点注册,LonMaker会为每一个节点分配一个逻辑地址,并配置相应属性及网络变量和显式报文的绑定信息。节点的安装可在在线或离线的情况下进行。在线的情况下,节点配置信息即时地通过网络写入节点;离线的情况下,节点配置信息只写入数据库,网络配置图的每次更新只更新数据库,而在网络

81、在线后一次写入节点。网络运行后,还需要进行维护。维护包括:系统正常运行15.2建筑设备自控网络建筑设备自控网络情况下的增加删除设备及改变网络变量的连接关系、故障状态下对错误设备的检测和替换的过程。网络监控用于监控网络上节点的网络变量和显式报文的变化。LonMaker可以实现网络的监控功能。另外,Echelon公司还通过了LNSDDE及LNS开发工具软件包用于开发用户专用的人机界面。15.3空调通风监控系统空调通风监控系统智能楼宇系统是智能建筑集成系统的重要组成部分,空调自控设备又是智能楼宇系统的核心设备。空调设备本身是智能楼宇系统的耗电大户,且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的空调

82、负荷远远大于传统建筑。良好的工作环境,要求室内温度适宜、湿度恰当、空气洁净。楼宇空气环境是一个极复杂的系统,其中有来自于人、设备散热和气候等干扰,调节过程和执行器固有的非线性和滞后各参量和调节过程的动态性,楼宇内人员活动的随机性等诸多因素的影响。对这样一个复杂的系统,为了节约和高效,必须进行全面管理而实施监控。图15-13所示是一个空调监控系统原理图。15.3.1新风、回风机组的监控新风、回风机组的监控对于新风机组中的空气-水换热器,夏季通入冷水对新风15.3空调通风监控系统空调通风监控系统图15-13空调监控系统原理图降温除湿,冬季通入热水对空气加热,其中水蒸气加湿器用于冬季对新风加湿。回风

83、是为了充分利用能源,冬季利用剩余热量,夏季利用剩余冷气。对新风、回风机组进行监控的要求如下:(1)检测功能监视风机电动机的运行/停止状态;监测风机出口空气温、湿度参数;监测过滤器两侧压差,以了解15.3空调通风监控系统空调通风监控系统过滤器是否需要更换;监视风机阀门打开/关闭状态。(2)控制功能控制风机的起动/停止;控制空气-水换热器两侧调节阀,使风机出口温度达到设定值;控制水蒸气加湿器阀门,使冬季风机出口空气湿度达到设定值。(3)保护功能在冬季时,当某种原因造成热水温度降低或热水停供时,应停止风机,并关闭风机阀门,以防止组内温度过低冻裂空气-水换热器;当热水恢复正常供热时,应起动风机,打开风

84、机阀门,恢复机组正常工作。(4)集中管理功能智能大楼各机组附近的DDC(直接数字控制器)控制装置通过现场总线与相应的中央管理机相联,显示各机组起/停状态,传送送风温度、湿度及各阀门的状态值;发出任一机组的起/停控制信号;修改送风参数设定值;任一风机机组工作出现异常时,发出报警信号。15.3空调通风监控系统空调通风监控系统15.3.2空调机组的监控空调机组的监控空调机组的调节对象是相应区域的温度、湿度,故送入装置的输入信号还包括被调区域内的温度、湿度信号。当被调区域较大时,应安装几组温度、湿度检测点,以各点测量信号的平均值或主要位置的测量值作为反馈信号;若被调区域与空调机组DDC装置安装现场距离

85、较远时,可专设一台智能化的数据采集装置,装于被调区域,将测量信息处理后通过现场总线将测量信号送至空调DDC装置。在控制方式上一般采用串级调节形式,以防止室内外的热干扰、空调区域的热惯性及各种调节阀门的非线性等因素的影响。对于带有回风的空调机组,除了保证经过处理的空气参数满足舒适性要求外,还要考虑节能问题。由于存在回风,需增加新风、回风空气参数检测点。但回风通道存在较大的惯15.3空调通风监控系统空调通风监控系统性,使得回风空气状态不完全等同于室内空气状态,故室内空气参数信号须由设在空调区域的传感器取得。新风、回风混合后,空气流通混乱,温度不均匀,很难得到混合后的平均空气参数。所以,不测量混合空

86、气的状态,该状态也不作为DDC控制的任何依据。15.3.3变风量系统的监控变风量系统的监控变风量系统(VAV系统)是一种新型的空调方式,在智能大楼的空调中被越来越多地采用。带有VAV装置的空调系统各环节需要协调控制,其内容主要体现在以下几个方面:1)由于送入各房间风量是变化的,空调机组的风量将随之变化,所以应采用调速装置对送风机转速进行调节,使之与变化风量相适应。2)送风机速度调节时,需引入送风压力检测信号参与控15.3空调通风监控系统空调通风监控系统制,不使各房间内压力出现大的变化,保证装置正常工作。3)对于VAV系统,需要检测各房间风量、温度及风阀位置等信号并经过统一的分析处理后才能给出送

87、风温度设定值。4)在进行送风量调节的同时,还应调节新风、回风阀,以使各房间有足够的新风。带盘管的变风量末端监控原理图,如图15-14所示。图15-14带盘管的变风量末端监控原理图15.3空调通风监控系统空调通风监控系统变风量系统的控制具有被控设备分散、控制变量之间相互关联性强的特点。主风道变风量空调机组的变频风机和各个末端分布位置分散,同时各个末端风阀的开度数据是对变频风机进行控制的依据,这就要求采用的控制设备能够具有智能,同时设备之间还要有通信能力,且在工程上比较容易实现。基于LonWorks技术的分布式控制体系结构如图15-15所示。图15-15基于LonWorks技术的分布式控制体系结构

88、15.3空调通风监控系统空调通风监控系统根据组合式变风量空调机组的特点,控制器选择MN200型DDC控制器。该控制器处于LonWorks控制网上,通过LonWorks网络与变风量末端控制器进行通信,向上通过网络控制器UNC与工作站进行数据交换。根据变风量末端的特点,控制器选择MNL-V2RV2变风量末端控制器,该控制器也处于LonWorks控制网上,通过LonWorks网络可与其他变风量末端控制器及变风量机组控制器进行通信,向上通过网络控制器UNC与工作站进行数据交换,如图15-16所示。基于组态王的空调系统的监控画面如图15-17所示。15.3空调通风监控系统空调通风监控系统图15-16基于

89、LonWorks技术的变风量控制系统结构图15-17空调系统监控画面15.3空调通风监控系统空调通风监控系统15.3.4暖通系统的监控暖通系统的监控暖通系统主要包括热水锅炉房、换热站及供热网。供暖锅炉房的监控对象可分为燃烧系统和水系统两大部分,其监控系统可由若干DDC装置及一台中央管理机组成。各DDC装置分别对燃烧系统、水系统进行检测控制,由供热状况控制锅炉及各循环泵的开启台数,设定供水温度及循环流量,协调各台DDC完成监控管理功能。1.锅炉燃烧系统的监控热水锅炉燃烧过程的监控任务主要是根据对产热量的要求控制送煤链条速度及进煤挡板高度,根据炉内燃烧情况,排烟含氧量及炉内负压控制鼓风、引风机的风

90、量。检测的参数有:排烟温度;炉膛出口、省煤器及空气预热器出口温度;供水温度;炉膛、对流受热面进出口、省煤器、空气预15.3空调通风监控系统空调通风监控系统热器、除尘器出口烟气压力;一次风、二次风压力;空气预热器前后压差;排烟含氧量信号;挡煤板高度位置信号。燃烧系统需要控制的参数有炉排速度,鼓风机、引风机风量及挡煤板高度。2.锅炉水系统的监控锅炉水系统的监控的主要任务有以下三个方面:(1)保证系统安全运行主要保证主循环泵的正常工作及补水泵的及时补水,使锅炉中循环水不致中断,也不会由于欠压缺水而放空。(2)计量和统计确定供回水温度、循环水量和补水流量,以获得实际供热量和累计补水量等统计信息。(3)

91、运行工况调整由要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速,调整循环水量,以适应供暖负荷的变化,节15.3空调通风监控系统空调通风监控系统省电能。15.3.5冷热源及其水系统的监控冷热源及其水系统的监控智能化大厦中的冷热源主要包括冷却水、冷冻水及热水制备系统,其监控特点如下:1.冷却水系统的监控冷却水系统的主要作用是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷水,监控的目的主要是保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行;确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过;根据室外气候情况及冷负荷调整冷却水运行工况,使冷却水温度在要求的设定范围内。2.冷冻水系统的监控冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器

92、及用户各种冷水设备组成。监控目的是保证冷冻机15.3空调通风监控系统空调通风监控系统蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作;向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求;在满足使用要求的前提下尽可能减少水泵耗电,实现节能运行。图15-18是一个冷源系统监控原理。3.热水制备系统的监控热水制备系统以热交换器为主要设备,其作用是产生生活、空调机供暖用热水。监控的目的是监测水力工况以保证热水系统的正常循环,控制热交换过程以保证要求的供热水参数。图15-19为热交换系统监控图。15.3空调通风监控系统空调通风监控系统图15-18冷源系统监控原理图15-19热交换系统监控图15.4给排水监控系统给排水监控系

93、统15.4.1生活给水监控系统生活给水监控系统在智能建筑中,生活给水一般有水泵直接供水方式、气压罐压力供水方式和高低位水箱供水方式三种。水泵直接供水方式采用变频调速技术控制供需水量平衡,自带控制功能完备的DDC监控系统(具有与外界通信的接口)或“PLC+变频器”控制系统。气压罐压力供水方式是利用密闭储罐内空气的可压缩性进行储存、调节送水量和保持水压的供水方式。当密闭储罐内空气压缩时,压缩空气向罐内存储的水施加压力。高低位水箱供水方式是在低位(一般在地下室)设置低位水箱或蓄水池及供水水泵,屋顶设置高位水箱,供水水泵将水送至高位水箱,再利用高位水箱中水的重力进行供水。在高层和超高层建筑中,在屋顶及

94、在不同高度的楼层可设置多个水箱,分别用不同扬程的水泵直接将水送至不15.4给排水监控系统给排水监控系统同高度的水箱,或采用相同扬程的水泵以接力方式将水送至不同高度的水箱。在建筑设备自动化系统中,对于前两种供水方式,采用直接通过电力配电箱进行监控,或利用自带的DDC系统的通信接口与本系统的监控系统或BAS进行系统集成。通过电力配电箱进行监控比较简单,但不能有效监控内部运行的关键参数。通过系统集成可能解决上述不足之处,但集成费用过高和集成技术较难。在高低位水箱供水方式中,由给排水专业根据实际情况确定高、低位水箱、容量及数量,确定供水水泵的扬程、功能及流量等参数,其监控系统须由供水要求进行设计、现场

95、安装和调试等。图15-20是高低位水箱给水监控系统原理图。15.4给排水监控系统给排水监控系统在高低位水箱供水方式中,低位水箱(或蓄水池)由室外城市供水管网供水,高位水箱从蓄水池由给水水泵供水,监控系统功能如下:1)监控低位水箱和高位水箱的水位,保证生活用水和消防用水最低水位;当水位低于消防最低水位或高出溢出水位时,进行报警。2)监控供水水泵的运行状态,故障时进行报警。3)优化水泵运行,累计各水泵的运行时间,必要时产生维修和保养报告。15.4.2生活排水系统生活排水系统智能化建筑的卫生条件要求较高,其排水系统必须通畅,保证水封不受破坏。有的建筑采用粪便污水与生活废水分流,避免水流干扰,改善卫生

96、条件。智能化建筑一般都建有15.4给排水监控系统给排水监控系统地下室,有的深入地面下23层或更深些,地下室的污水常不能以重力排除。在此情况下,污水集中于污水池,然后以排水泵将污水提升至室外排水管中。污水泵应为自动控制,保证排水安全。智能化建筑排水监控系统的监控对象为集水池和排水泵。排水监控系统的监控功能有:1)污水池和废水集水池水位监测及超限报警。2)根据污水池与废水集水池的水位,控制排水泵的起/停。当集水池的水位达到高限时,连锁起动相应的水泵;当水位达到高限时,连锁起动相应的备用泵,直到水位降至低限时连锁停泵。3)排水泵运行状态的检测及发生故障时报警。排水监控系统通常由水位开关、直接数字控制

97、器组成,如图15-21所示。15.4给排水监控系统给排水监控系统图15-21排水监控系统原理图15.5供配电监控系统供配电监控系统建筑设备自动化的运行须依靠正常的电力。对智能建筑的供配电系统进行监控,以维持电力系统的正常运行是保证智能建筑发挥功能的必要条件。供配电系统为供配电监控系统提供动力,供配电监控系统则为供配电系统提供保护。所以,供配电监控系统是建筑设备自动化系统的基本系统之一。为保证供配电监控系统的正常运行,通常还设置后备蓄电池组。根据消防法,在高层建筑中的消防水泵、消防电梯、紧急疏散照明、防排烟设备、电动防火卷帘门等设备必须按照一级负荷的要求,设置自备应急柴油发电机组。当城市供电网停

98、电时,能在1015s内迅速起动并接上应急负荷。对柴油发电机组的监控应包括电压、电流的检测,机组运行状态监视,故障报警和日用油液位监测等功能。15.5供配电监控系统供配电监控系统建筑供配电系统直接与城市供电网相连,是城市供电网的一个终端。建筑供配电系统的运行安全直接关系到城市供电网的运行安全。因此要对建筑供配电系统进行监控,并保证建筑供配电系统的安全。但要说明的是即使没有监控系统,供配电系统也必须利用关键部位器件的自我保护功能实现对城市供电网和本系统的安全保护。而安装监控系统可及时发现隐患,根据报警提示及时进行维护,或定期打印检修报告,防患于未然。在出现故障后,也可利用监控系统的历史数据快速进行

99、诊断和维修。根据供配电系统的供电电压,常将供配电系统分为高压变配电段和低压变配电段。以变压器为划分界线,变压器的一次电压(610kV,大型建筑有可能更高)线路为高压变配电段,变压器的二次电压(380/220V)线路为低压变配电段。15.5供配电监控系统供配电监控系统图15-22高压变配电监控系统原理图15.5供配电监控系统供配电监控系统图15-23低压变配电监控系统原理图15.5供配电监控系统供配电监控系统图15-22和图15-23分别是高、低压变配电监控系统原理图。从图15-22和图15-23可以看到,供配电系统的主要功能有:1)检测各种反映供电质量和数量的参数(如电流、电压、频率、有功功率

100、、无功功率、功率因数等)和功率计算,为正常运行时的计量管理、事故发生时的故障原因分析提供数据支持。2)监控电气设备运行状态和变压器温度,并提供电气监控动态图形界面。若发现故障,则自动报警,并在动态图形界面上显示故障位置、相关电压、电流等参数。其中,监视的电气设备主要是指各种类型的开关,如高低压进线断路器、母线联络断路器等。15.5供配电监控系统供配电监控系统3)对各种电气设备运行时间进行统计,定时自动生成维护报告,实现对电气设备的自动管理。4)为物业管理等服务提供支持。对建筑物内所有用电设备的用电量进行统计和电费计算,并根据需要,绘制日、月、年用电负荷曲线,为科学管理和决策提供支持。5)发生火

101、灾时,与消防系统进行联动,或通过消防自动化系统进行直接控制。在高低压变配电系统中,变压器是关键设备之一。当变压器过载时,线圈温度升高。为防止持续高温造成的损坏,大型变压器常自带温度控制器,实现对变压器的简单保护,建筑设备自动化系统高低压监控系统可直接由温度控制器中获取开关量信号,并可省去对冷却风机的监控输出信号(DO)。15.5供配电监控系统供配电监控系统在供配电系统中,还存在风机状态、水泵、冷水机组、照明系统等各类型的低压动力柜(或配电箱)。在自动化程度要求较高的建筑设备自动化系统中,除了利用动力柜监控用电设备外,还需要对动力柜的供电质量和数量等参数进行监测。这些参数包括动力柜进线电流、进线

102、电压、断路器及故障报警、进线有功功率、无功功率、功率因数、总电量等。另外,应高度重视在高低压变配电系统中一次检测仪表的耐压和要求。15.6照明监控系统照明监控系统照明系统用电量在建筑中仅次于空调系统,故其监控系统也是建筑设备自动化系统的重要内容。随着人类生活水平的提高,照明系统除了满足照度的要求外,还应满足人们对灯光变幻效果(色彩、亮度、照射角度等)的要求及与其他系统(如声响系统)的协调。所以,照明监控系统在节能的基础上,还要在生活和工作环境中营造富有层次的、变幻的灯光氛围。现代照明监控系统须综合利用计算机技术、通信技术和控制技术,形成“照明智能化系统”。照明智能化系统从人工控制、单机控制过渡

103、到了整体性控制,从普通开关过渡到智能化信息开关。此照明监控系统既可根据环境照度变化自动调整灯光,达到节能的目的,还可预置场景变化,进行自动操作。15.6照明监控系统照明监控系统1.建筑照明的种类根据建筑基本功能的要求,建筑照明可以分以下几种:(1)正常照明主要满足正常生活和工作所需的照明。(2)应急照明主要满足建筑物出现事故时的照明。这类照明又可分为备用照明、疏散照明和安全照明。(3)装饰照明主要满足建筑物外观或内部变化和美化的照明,如室外立面照明。(4)建筑障碍照明主要满足高层建筑物安全的照明,如安装在最高处的航空障碍灯。上述建筑照明系统一般由照明配电箱、供电回路和灯具组成。其监控方法是通过

104、照明配电箱的各种辅助触点进行的,如图15-24所示。15.6照明监控系统照明监控系统图15-24照明监控系统原理图2.监控照明的主要功能从图15-24可看出,照明监控系统的主要功能为:1)监测照明回路状态及手动/自动转换开关状态。2)根据不同场所要求,可按照预先设定的时间表自动控制照明开关和回路开关。当需要对上述功能扩展时,可增加各种诸如声控开关、人体感应器等作为输入设备,随时控制灯光的开启,实现更好的节能效果或安全作用。15.7电梯监控系统电梯监控系统图15-25电梯结构示意图15.7电梯监控系统电梯监控系统电梯(见图15-25)是智能建筑必备的垂直交通工具。智能建筑的电梯包括普通客梯、消防

105、梯、观光梯、货梯及自动扶梯等。电梯由轿厢、曳引机构、导轨、对重、安全装置和控制系统组成。在智能建筑中,对电梯的起动加速、制动减速、正反向运行、调速精度、调速范围和动态响应等都提出了很高的要求。故电梯常自带计算机控制系统以完成对电梯自身的全部控制,且留有与BAS的相应通信接口,用于与BAS交换需监测的状态、数据信息。15.7.1电梯系统监控的内容电梯系统监控的内容1.按设定的时间表起/停电梯、监视电梯运行方式、运行状态、故障及紧急状况检测与报警1)运行方式监测。包括自动、电梯工、检修、消防等方式检测。15.7电梯监控系统电梯监控系统2)运行状态监测。包括起动/停止状态、运行方向、所处楼层位置、安

106、全、门锁、急停、开门、关门、关门到位、超载等,通过自动检测并将各状态信息通过DDC进入监控系统主机,动态显示各台电梯的实时状态。3)故障检测。包括电动机、电磁制动器等各装置出现故障后能自动报警,并显示故障电梯的地点、发生故障时间、故障状态等。4)紧急状况检测。包括火灾、地震状况检测等,一经发现,立即报警。2.多台电梯群控管理电梯是现代大楼内主要的垂直交通工具。大楼有大量的人流、物流的垂直输送,故要求电梯智能化。在大型智能建筑中,常安装多部电梯,若电梯都各自独15.7电梯监控系统电梯监控系统立运行,则不能提高运行效率。为减少浪费,须由电梯台数和高峰客流量大小,对电梯的运行进行综合调配和管理,即电

107、梯群控技术。群控方式电梯是将多台电梯编为一组来控制,可以随着乘客量的多少,自动变换运行方式。若乘客量少时,自动少开电梯;乘客量多时,则多开电梯。这种电梯的运行方式完全不用人工操作。所有的探测器通过DDC总线连到控制网络,计算机根据各楼层的用户召唤情况、电梯载荷,及由井道探测器所提供的各机位置信息,进行分析后,响应用户的呼唤;在出现故障时,根据红外探测器探测到是否有人,进行响应的处理。通过对多台电梯的优化控制,使电梯系统具有高的运行效率,并及时向乘客通报等待时间,满足乘客生理和心理要15.7电梯监控系统电梯监控系统求,实现高效率的垂直输送。一般智能电梯均系多微机群控,并与维修、消防、公安、电信等

108、部门联网,做到节能、确保安全、环境优美、实现无人化管理。发生火灾或地震灾害时,普通电梯直驶首层、放客,切断电梯电源;消防电梯由应急电源供电,在首层待命。接到防盗信号时,根据保安要求自动行驶至规定楼层,并对轿厢门实行监控。15.7.2电梯监控系统的构成电梯监控系统的构成专用电梯监控系统是以计算机为核心的智能化监控系统,如图15-26所示。电梯监控系统由主控计算机、显示装置、打印机、远程操作台、通信网络、现场控制器DDC等组成。15.7电梯监控系统电梯监控系统图15-26电梯监控系统的结构图15-27BAS对电梯系统的监测原理主控计算机负责各种数据的采集和处理,显示器采用大屏幕高分辨率彩色显示器,

109、用于显示监视的各种状态、数据等画面,及作为实现操作控制的人机界面。电梯的运行状态可由管理人员在监控系统上进行强行干预,以便根据需要随时起动或停止任何一台电梯。当发生火灾等紧急情况时,消防监控系统及时向电梯监控系统发出报警和控制信息,电梯监控系统主机再向相应的电梯现场控制器DDC装置发出相应的控制信号,使它们进入预定的工作状态。15.7电梯监控系统电梯监控系统监控人员可在屏幕上通过画面观察到整个电梯的运行状态和几乎全部动、静态信息。15.7.3BAS对电梯系统的监控对电梯系统的监控BAS电梯监测系统如图15-27所示。监测信号为硬接点方式取得的DI信号。主要监测内容如下:1)状态检测。包括电梯的

110、上升、下降及运行状态。2)报警。包括电梯故障及发生地震、火灾时的报警。15.8安全防范系统安全防范系统15.8.1概述概述智能楼宇的安全防范系统要求能够实现防范、报警和监视与记录等功能,并具备自检和防破坏功能。另外,系统应有一定的延时功能,以免工作人员还在布防区域就报警,造成误报。根据安全防范系统应具备的功能,安全防范系统一般由以下三部分组成:1)出入口控制系统。主要是控制那些从正常设置的门进入的人员。系统对被授予各种权限的人员的身份进行辨识,对未授权的人员加以限制。针对不正常的强行闯入者,系统通过设定的各种门磁开关等装置发现闯入者并报警。停车场自动管理系统和可视对讲系统,它们是对进入的车辆和

111、人员进行管理和控制。15.8安全防范系统安全防范系统2)防盗报警系统。防盗报警系统利用各种探测装置对楼宇重要地点或区域进行布防。当探测装置探测到有人非法侵入时,系统将自动报警。附设的手动报警装置常有紧急按钮、脚踏开关等。3)闭路电视监视系统。该系统对建筑物内重要部位的事态、人流等动态状况进行监视。当报警系统报警时,联动装置应使显示与记录装置及时跟踪显示并记录事故现场情况。15.8.2出入口控制系统出入口控制系统1.出入口控制系统的基本结构出入口控制系统的基本结构如图15-28所示。最基本的设备有辨识装置、电子门锁、可视对讲、出口按钮、门磁开关等,它们输出信号并送到控制器。由控制器根据发来的15

112、.8安全防范系统安全防范系统图15-28出入口控制系统的基本结构信号和原先已存储的信号相比较并作出判断,然后发出处理信息。每个控制器管理若干个门,可自成一独立的出入口控制系统,多个控制器通过网络与计算机联系起来,构成全楼宇的出入口控制系统。计算机通过管理软件对系统中的所有信息加以处理。2.出入口控制系统的辨识装置(1)磁卡及读卡机它是目前最常用的卡片系统,它利用磁感应对磁卡中磁性材料形成的密码进行辨识。磁卡成本低,可随时改变密码,使用方便,广泛用于各种楼宇的出入口15.8安全防范系统安全防范系统和停车场的管理系统中。但易被消磁和磨损。(2)智能卡及读卡机当卡片进入读卡机振荡能量范围时,读卡机产

113、生一特殊振荡频率,卡片内的感应线圈的感应电动势使内部集成电路(IC)所决定的信号发射到读卡机,读卡机将接收的信号转换成卡片资料,送到控制器加以比较识别。当卡片上的IC为CPU时,卡片就有了“智能”,此类IC卡称智能卡。它制造工艺略复杂,但其不用在刷卡槽上刷卡,不用更换电池,不易被复制,寿命长和使用方便。(3)指纹机利用每个人具有不完全相同的指纹,指纹机把进入人员的指纹信息与原来预存的指纹信息加以对比辨识,可达到很高的安全性,但造价要比磁卡机或IC卡系统高。(4)视网膜辨识机利用光学摄像对比原理,比较每个人的视网膜血管分布的差异。这种系统几乎是不可能复制的,15.8安全防范系统安全防范系统安全性

114、高,但技术复杂。同时也还存在着辨识时对人眼不同程度的伤害。人有病时,视网膜血管的分布也有一定变化而影响准确。3.停车场自动管理系统在几乎都有大型停车场的现代楼宇中设置停车场车辆的自动管理系统很有必要。首先是防盗,所有在停车场的车辆均需“验明正身”才能放行。其次可实施自动收费。停车场自动管理系统有以下几类:(1)入口时租车道管理型如图15-29所示,在车场入口处安装一套入口设备,负责控制内部月卡车辆及临时车辆的进场,可实现无人值守。入口设备包括满位指示灯、入口控制机、入口电动栏杆及分布在控制机、栏杆下面的两个车辆检测器。当汽车驶入车库入口并停在出票机前时,出票机15.8安全防范系统安全防范系统指

115、示出票,按下出票按钮并抽出印有入库时间、日期、车道号等信息的票券后,闸门机上升开启,汽车进闸驶过复位环形线圈后,经复位感应器检测确定已驶过,则控制闸门自动放下关闭。图15-29入口时租车道管理型15.8安全防范系统安全防范系统一些智能控制功能有效增强了系统的安全性和稳定性,主要有:同一辆车在取票的同时读卡无效,或在读卡的同时取票无效,这样可以有效防止取票读卡同时进行导致虚增进场车辆情况的发生;同一辆车一次只能取一张票;车辆取票后没有进场,在车辆退出后该张票失效;防月卡反传功能,即已进场月卡在出场之前无法再次进入,或没有进场的月卡不能在出口处读卡出场。(2)时租、月租出口管理型如图15-30所示

116、,它由出票验票机、闸门机、收费机、环形线圈感应器等组成。入库部分与图一样,在检测到有效月票或按压取票后,闸门机上升开启;当汽车离开复位线圈感应器时,闸门机自动放下关闭。出库部分可采用人工收费或设验票机,检测到有效月票后,闸门机自动上升开启,当汽车驶离复位线圈感应器后15.8安全防范系统安全防范系统闸门机自动放下关闭。图15-30时租、月租出口管理型(3)验硬币或人工收费管理型它由硬币机、收费机、闸门机和复位线圈感应器等组成。当汽车出库时,可采用投硬币和人工收费,经确认有效后,闸门机上升开启;当汽车驶离复位线圈感应器后,闸门机自动放下关闭。15.8安全防范系统安全防范系统4.可视对讲系统可视对讲

117、系统 可视对讲系统是在对讲机-电锁门保安系统的基础上加闭路电视监视系统而成。可视对讲系统在楼宇的入口处设有电锁门,上面设有电磁门锁,平时门总是关闭的。在入口的门边外墙上嵌有大门对讲机按钮盘。来访者需依照探访对象的楼层和单元号按按钮盘的相应按钮,此时,被访者的对讲机铃响。被访者通过话机与来访者对话。大门外的总按钮箱内也装设一部对讲机。15.8安全防范系统安全防范系统当被访者问明来意并同意探访,即可按动附设于话筒上的按钮,一般此按钮隐蔽在话筒下面,只有拿起话筒,才能操作按钮。此时入口电锁门的电磁铁通电动作将门打开,来访者即可推门进入。可视对讲系统由主机(室外机)、分机(室内机)、不间断电源和电控锁

118、组成,如图15-31所示。图15-31可视对讲系统连接图15.8安全防范系统安全防范系统15.8.3防盗报警系统防盗报警系统1.防盗报警系统的基本结构防盗报警系统的基本结构防盗报警系统一般由探测器、区域控制器和报警控制中心的计算机三个部分组成,其中最底层的是探测和执行设备,它们负责探测非法闯入等异常报警,同时向区域控制器发送信息。区域控制器再向报警控制中心计算机传送所负责区域内的报警情况。控制中心的计算机负责管理整幢楼宇的防盗报警系统,并通过通信接口可受控于主计算机,如图15-32所示。15.8安全防范系统安全防范系统图15-32防盗报警系统的基本结构2.常用探测器常用探测器(1)点型入侵探测

119、器点型报警探测器是指警戒范围仅是一个点的报警器。如门、窗、保险柜等这些警戒的范围只是某一特定部位。常见的有以下几种报警器:15.8安全防范系统安全防范系统1)开关入侵探测器。开关是防盗系统中最基本、简单而经济有效的探测器。最常用的开关包括微动开关、磁簧开关两种。开关一般装在门窗上,线路的连接可分常开和常闭两种。磁控开关主要用于封锁门或窗,其可靠性高、误报率低。2)振动入侵探测器。当入侵者进入设防区域,引起地面、门窗振动,或入侵者撞击门、窗和保险柜,引起振动,发出报警信号的探测器称振动入侵探测器。常见的有压电式振动入侵探测器和电动式的振动入侵探测器。15.8安全防范系统安全防范系统(2)直线型入

120、侵探测器直线型报警探测器是指警戒范围是一条线束的探测器,常见的有主动式红外线报警器和被动式红外线报警器。1)主动式红外线报警器。主动式红外报警器是由收、发装置两部分组成,如图15-33所示。当罪犯横跨门窗或其他防护区域时,挡住了不可见的红外光束,以引起报警,所以,探测用的红外线必须先调制到特定的频率再发送出去,而接收器也必须配有频率与相位鉴别的电路来判别光束的真伪或防止日光等光源的干扰。安装时应注意:封锁的路线一定是直线,中间不能有阻挡物。15.8安全防范系统安全防范系统2)被动式红外报警器。它是利用人体的温度来进行探测的,有时也称它为人体探测器。任何物体因表面温度不同都会发出强弱不等的红外线

121、,人体所辐射的红外线波长在10m左右。被动式红外报警器在结构上可分为红外探测器和报警控制部分。被动式红外探测器根据视场探测模式,可直接安装在墙上、顶棚上或墙角。图15-33主动式红外线报警器15.8安全防范系统安全防范系统(3)面型入侵探测器面型报警探测器警戒范围为一个面,当警戒面上出现危害时,即发出报警信号。这类报警器可固定安装在现有的围墙或栅栏上,有人翻越或破坏时即可报警。传感器也可埋设在周界地段的地层下,当入侵者接近或越过周界时产生报警信号,使值守及早发现,及时采取制止入侵的措施。15.8安全防范系统安全防范系统1)泄漏电缆传感器。这种传感器类似于电缆结构,其中心是铜导线,外面包围着绝缘

122、材料,绝缘材料外面用两条金属(如铜皮)屏蔽层以螺旋方式交叉缠绕并留有方形或圆孔隙,以便漏出绝缘材料层。把平行安装的两根泄漏电缆分别接到高频发射器和接收器就组成了泄漏电缆周界报警器,如图15-34所示。15.8安全防范系统安全防范系统发射机通过T向外发送探测信号,而这高频探测信号通过漏孔向外传布,在两根电缆之间形成一稳定交变电场。一部分能量传入R接收电缆,经放大处理后,存入接收机存储器。一旦有人或物入侵探测区,对电场产生干扰,凡接收到的电场与原存储信号比较,发生差异,发出报警信号。图15-34泄漏电缆传感器15.8安全防范系统安全防范系统2)平行线周界传感器。如图15-35所示,该周界传感器是由

123、多条(210条)平行导线构成的。与振荡频率为140kHz的信号发生器连接的导线称之为场线,工作时场线向周围空间辐射电磁能量。与报警信号处理器连接的导线称之为感应线,场线辐射的电磁场在感应线中产生感应电流。入侵者靠近或穿越平行导线时,就改变周围电磁场的分布状态,使感应电流发生变化,报警信号处理器检测出此电流变化量作为报警信号。15.8安全防范系统安全防范系统(4)空间入侵探测器空间入侵探测器是指警戒范围是一个空间的报警器。当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏,即发出报警信号。常见的有声控报警器、微波报警器和超声波报警器。图15-35平行线周界传感器15.8安全防范系统安全防范系统1)声控报警器。

124、声控报警器用传声器做传感器(声控头),用来测控入侵者在防范区域内走动或作案活动发出的声响,并将此声响转换为报警电信号经传输线送入报警主控器,其示意图可见图15-36。图15-36声控报警器15.8安全防范系统安全防范系统2)微波报警器。微波报警器是利用微波能量的辐射及探测技术构成的报警器。按工作原理的不同又可分为微波移动报警器和微波阻挡报警器两种。微波移动报警器。利用频率为300300000MHz(通常为10000MHz)的电磁波对运动目标产生的多普勒效应构成的微波报警装置,它又称为多普勒式微波报警器。微波阻挡报警器。由微波发射机、微波接收机和信号处理器组成,使用时将发射天线和接收天线相对放置

125、在监控场地的两端,发射天线发射微波束直接送达接收天线。15.8安全防范系统安全防范系统当有运动目标阻挡微波束时,接收天线接收到的微波能量减弱或消失,此时产生报警信号。3)超声波报警器。超声波报警器利用多普勒效应,超声发射器发射2540kHz的超声波充满室内空间,超声接收机接收从墙壁、地板及室内其他物体反射回来的超声能量,与发射波的频率相比较。当入侵者在探测区内移动时,超声反射波会产生大约100Hz多普勒频移,接收机检测出这两种波的频差后,发出报警信号。15.8安全防范系统安全防范系统3.楼宇巡更系统楼宇巡更系统楼宇巡更系统是保安人员在规定的巡逻路线上,在指定的时间和地点向中央控制站发回信号以表

126、示正常。若在指定的时间内,信号没有发到中央控制站,或不按规定的次序出现信号,系统将认为异常。有了巡更系统后,如巡逻人员出现问题或危险,会很快被发现,由此增加了大楼的安全性。楼宇巡更系统还可帮助管理者分析巡逻人员的表现,且管理者可通过软件随时更改巡逻路线,以配合不同场合的需要,也可通过打印机打印出各种简单明了的报告。15.8安全防范系统安全防范系统在指定的巡逻路线上安装巡更按钮和读卡器,保安人员在巡逻时依次输入信息。控制中心的计算机上有巡更系统的管理程序,可设定巡更线路和方式。某楼宇巡更系统的示意图如图15-37所示。图15-37某楼宇巡更系统示意图15.8安全防范系统安全防范系统15.8.4闭

127、路电视监视系统闭路电视监视系统闭路电视监视系统在智能楼宇的安全防范系统中有如是一对“眼睛”,它的作用是不言而喻的。且由于摄像器件的固体化和小型化,及电视技术的飞速发展,闭路电视监视系统用于楼宇保安系统中越来越广泛,显得越来越不可缺少。1.闭路电视监视系统的基本结构闭路电视监视系统的基本结构闭路电视监视系统按其工作原理可分为摄像、传输、控制、显示与记录四个部分,如图15-38所示。15.8安全防范系统安全防范系统2.摄像部分摄像部分该部分的作用是把系统所监视的目标,即把摄体的光、声信号变成电信号,然后送入闭路电视监视系统的传输分配部分进行传送。摄像部分的核心是电视摄像机,是光电信号转换的主体设备

128、,是整个闭路电视监视系统的眼睛。摄像机的种类很多,不同的系统可由不同的使用目的选择不同的摄像机及镜头、滤色片等。图15-38闭路电视监控系统的基本组成15.8安全防范系统安全防范系统3.传输分配部分该部分的作用是将摄像机输出的视频信号馈送到中心机房和其他监视点。主要设备有:1)馈线传输。包括同轴电缆、平衡式电缆、光缆。2)视频分配器。将一路视频信号分配给多路输出信号,供多台监视系统监视同一目标,或用于将一路图像信号向多个系统接力传送。3)视频电缆补偿器。在长距离传输中,对长距离传输造成的视频信号损耗进行补偿放大,保证信号的长距离传输而不影响图像质量。15.8安全防范系统安全防范系统4)视频放大

129、器。用于系统的干线上,当传输距离较远时,对视频信号进行放大,补偿传输过程中的信号衰减。4.控制部分控制部分该部分的作用是在中心机房通过有关设备对系统的摄像和传输分配部分的设备进行远距离遥控。主要设备有:1)集中控制器。一般装在中心机房、调度室或某些监视点上。使用控制器再配合一些辅助设备,可对摄像机工作状态,如电源的接通、关断、水平旋转、垂直俯仰、远距离的广角变焦等进行遥控。15.8安全防范系统安全防范系统2)电动云台。用于安装摄像机,云台在控制电压的作用下,作水平和垂直转动,使摄像机能在大范围内对准并摄取所需要的观察目标。3)云台控制器。它与云台配合使用,其作用是在集中控制器输出的控制电压作用

130、下,输出交流电压至云台,驱动云台内电动机转动,完成转动等。4)微机控制器。它是一种较先进的多功能控制器,采用微处理技术,稳定性和可靠性好。15.8安全防范系统安全防范系统5.图像处理与显示部分图像处理与显示部分图像处理是指对系统传输的图像信号进行切换、记录、重放、加工和复制等功能。显示部分则是使用监视器进行图像重现,还可采用投影电视来显示其图像信号。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统智能建筑的消防系统设计应立足于防患于未然,在尽量选用阻燃型的建筑装修材料的同时,其照明与配电系统、机电设备的控制系统等强电系统必须符合消防要求,以建立一个对各类火情能准确探测、快速

131、报警,并迅速将火势扑灭在起始状态的智能消防系统。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统15.9.1系统组成系统组成根据国家有关建筑物防火规范的要求,一个较完整的消防系统(见图15-39)具体由以下几部分组成。图15-39消防系统组成示意图15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(1)火灾探测与报警系统它主要由火灾探测器和火灾自动报警控制装置等组成。(2)通报、疏散与监视系统由紧急广播系统(平时为背景音乐系统)、事故照明系统及避难诱导灯等组成。(3)灭火控制系统由自动喷洒装置,气体灭火控制装置、液体灭火控制装置等构成。(4)防排烟控制系统

132、主要实现对防火门、防火阀、排烟口、防火卷帘、排烟风机、防烟垂壁等设备的控制。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统消防系统的工作原理是:当某区域发生火灾时,该区域的探测器探测到火灾信号,输入到区域报警控制器,再由集中报警控制器送到中心监控系统,该中心判断了火灾的位置后即发出指令,指挥自动喷洒装置,气体或/和液体灭火器进行灭火,同时,紧急广播发出疏散广播,照明和避难诱导灯亮。此外,还可起动防火门、防火阀、排烟门、卷闸、排烟风机等进行隔离和排烟等。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统15.9.2火灾探测器火灾探测器一般来说,物质由开始燃

133、烧到火势渐大酿成火灾总有一个过程,依次是产生烟雾、周围温度逐渐升高、产生可见光或不可见光等,如图15-40所示。因任一种探测器都不是万能的,故由火灾早期产生的烟雾、光和气体等现象选择合适的火灾探测器是降低火灾损失的关键。图15-40燃烧过程图15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统1.火灾探测器的分类火灾探测器的分类根据火灾探测方法和原理,目前世界各国生产的火灾探测器主要有感烟式、感温式、感光式、可燃气体探测式和复合式等类型。(1)感烟火灾探测器感烟探测器对燃烧或热解产生的固体或液体微粒予以响应,可探测物质初期燃烧所产生的气溶胶(直径为0.010.1pm的微粒)或烟

134、粒子浓度。因感烟探测器对火灾前期及早期报警很有效,应用广泛。常用的感烟探测器有离子感烟探测器、光电感烟探测器等。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统1)离子感烟探测器。离子感烟探测器是利用烟雾粒子改变电离室电离电流的原理设计的感烟探测器。电离室在电场作用下,正、负离子呈有规则运动,使电离室形成离子电流。当烟粒子进入电离室时,被电离的正离子和负离子被吸附到烟雾粒子上,使正离子和负离子互相中和的概率增加,使到达电极的有效离子数减少。另外,因烟粒子的作用,射线被阻挡,电离能力降低,电离室内产生的正负离子数减少,导致电离电流减少。当减少到一定值时,控制电路动作,发出报警

135、信号。此报警信号传输给报警器,实现了火灾自动报警。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2)光电感烟探测器。根据烟雾对光的吸收和散射作用,光电感烟探测器分为散射型和遮光型两种。散射型光电感烟探测器利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测,并及时发出报警信号。其发光元件(发光二极管)和受光元件(光敏元件)的位置不是相对的。无烟雾时,光不能射到光敏元件上。有烟雾存在时,光通过烟雾粒子的散射到达光敏元件上,光信号转换为电信号。当烟粒子浓度达到一定值时,散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流,经放大电路放大后,驱动报警装置,发出火灾报警信号。15.9火灾自动报警与

136、消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统遮光型光电感烟探测器由一个光源(发光二极管)和一个光敏元件(硅光电池)对应装置在小暗室(采样室)里构成。在正常情况下,光源发出的光通过透镜聚成光束,照射到光敏元件上,并将其转换成电信号,使整个电路维持正常状态,不发生报警。当发生火灾有烟雾存在时,光源发出的光线受烟离子的散射和吸收作用,使光的传播特性改变,光敏元件接收的光强明显减弱,电路正常状态被破坏,发出声光报警。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统一般来说,离子式感烟探测器比光电式感烟探测器具有更好的外部适应性,适用于大多数现场条件复杂的场所,如办公室、教室、卧室

137、、走廊、餐厅、歌舞厅、仓库、档案室、配电间、电话机房和空调机房等。光电式感烟探测器较适合于化学实验室、药品库、计算机房、放射性场所等外界环境单一或有特殊要求的场所。(2)感温火灾探测器感温探测器是响应异常温度、温升速率和温差等参数的探测器。按其作用原理可分为定温式、差温式和差定温式三大类。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统1)定温式探测器。温度达到或超过预定值时响应的感温式探测器,常用的类型为双金属定温式点型探测器。其常用结构形式有圆筒状和圆盘状两种。2)差温式探测器。当火灾发生时,室内温度升高速率达到预定值时响应的探测器。3)差定温式探测器。兼有差温和定温两

138、功能的探测器,当其中某一种功能失效时,另一种功能仍能起作用,大大提高了可靠性。差定温式探测器分为机械式和电子式两种。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(3)感光式火灾探测器感光式火灾探测器又称火焰探测器。可对火焰辐射出的红外线、紫外线、可见光予以响应。这种探测器对迅速发生的火灾或爆炸能够及时响应。(4)气体火灾探测器气体火灾探测器又称可燃气体探测器,是对探测区域内的气体参数敏感响应的探测器。它主要用于炼油厂、溶剂库和汽车库等易燃易爆场所。(5)复合火灾探测器复合火灾探测器是对两种或两种以上火灾参数进行响应的探测器。它主要有感温感烟探测器、感温感光探测器和感烟感

139、光探测器等。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2.火灾探测器的选择火灾探测器的选择探测器的选择非常重要,选择的合理与否,关系到系统的运行情况。探测器的选择应根据探测区域内的环境条件、火灾特点、房间高度及安装场所的气流状况等,选用其所适宜类型的探测器或几种探测器的组合,如图15-41所示。图15-41火灾探测器的选择15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统火灾受可燃物质的类别、着火的性质、可燃物质的分布、着火场所的条件、新鲜空气的供给程度及环境温度等因素的影响。一般把火灾的发生与发展分为四个阶段。前期:火灾尚未形成,只出现一定量的烟,

140、基本上未造成物质损失。早期:火灾开始形成,烟量大增,温度上升,已开始出现火,造成较小的损失。中期:火灾已经形成,温度很高,燃烧加速,造成了较大的物质损失。晚期:火灾已经扩散,造成一定损失。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统根据以上对火灾特点的分析,对探测器选择如下:1)感烟探测器在前期、早期报警是非常有效的。凡是要求火灾损失小的重要地点,类似在火灾初期有阴燃阶段及产生大量的烟和小量的热,很少或没有火焰辐射的火灾,如棉、麻织物的引燃等,都适于选用。不适于选用的场所有:正常情况下有烟的场所,经常有粉尘和水蒸气等固体、液体微粒出现的场所,发火迅速、生烟极少及爆炸性场

141、合。2)光电式感烟探测器与离子式感烟探测器的适用场合基本相同,但离子式感烟探测器对人眼看不到的微小颗粒同样敏感。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统对一些相对分子质量大的气体分子,会使探测器发生动作。在风速过大的场合将引起探测器不稳定且其敏感元件的寿命较光电式感烟探测器的短。3)对于有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾、液体燃烧等无阴燃阶段的火灾,应选用感光探测器。但不宜在火焰出现前有浓烟扩散的场所、探测器的镜头易被污染、遮挡的场所、探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射的场所,及在正常情况下有明火作业及X射线、弧光等影响的场所中使用。15.9火灾自动报警

142、与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统4)对使用、生产和聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所,应选择可燃气体探测器。5)感温探测器在火灾形成早期、中期报警非常有效。因其工作稳定,不受非火灾性烟雾、汽、尘等干扰,故凡无法应用感烟探测器、允许产生一定量的物质损失、非爆炸性的场合都可采用感温探测器。感温探测器特别适用于经常存在大量粉尘、烟雾、水蒸气的场所及相对湿度经常高于95%的房间(如厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间和吸烟室等),但不适用于有可能产生阴燃火的场所。其中:15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统定温型允许温度有较大变化,比较稳定,但火灾造成的损失较大

143、。在0以下的场所不宜选用。差温型适用于火灾早期报警,火灾造成损失较小,但火灾温度升高过慢则无反应而漏报。差定温型具有差温型的优点而又比差温型更可靠,所以最好选用差定温探测器。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统对于火灾形成特征不可预料的场所,可由模拟实验的结果选择探测器。各探测器都可配合使用,如感烟与感温探测器的组合,适用于大中型计算机房、洁净厂房及有防火卷帘设施的地方。对蔓延迅速、有大量的烟和热产生、有火焰辐射的火灾,如油品燃烧等,宜选用三种探测器的配合。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统15.9.3火灾报警控制器火灾报警控制

144、器火灾报警控制器按用途来分有三种类型:区域报警控制器、集中报警控制器和通用报警控制器。区域报警控制器是直接接收火灾探测器(或中继器)发来报警信号的多路火灾报警控制器。集中报警控制器是接收区域报警控制器发来的报警信号的多路火灾报警控制器。通用报警控制器是既可作区域报警控制器又可作集中报警控制器的多路火灾报警控制器。火灾报警控制器按系统布线制式分为总线制和多线制两种类型。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统多线制施工与维护相当繁杂,现已渐渐为总线制所取代。总线制是在多线制基础上发展起来的。随着现代电子技术与微型计算机技术应用于火灾自动报警系统,改变了以往多线制系统的

145、直流巡检功能,代之以使用数字脉冲信号巡检和信息压缩传输,采用编码及译码逻辑电路来实现探测器与控制器的协议通信,减少了总线数,工程布线变得非常灵活,并形成支状和环状两种典型布线结构。二总线制和四总线制是常用的两种总线制。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统火灾报警控制器性能好坏直接关系到火灾的早期发现和扑救的成功与否,对于能否将火灾带来的损失限制在最小范围起着决定性作用。火灾报警控制器的重要性决定了它的主要技术性能包括以下内容:确保不漏报;减少误报率;自检和巡检,确保线路完好,信号可靠传输;火警优先于故障报警;电源监测及自动切换,主电源断电时能自动切换到备用电源上

146、,同时具备电源状态监测电路;控制功能,能驱动外控继电器,以便联动所需控制的消防设备;兼容性强,调试及维护方便;工程布线简单、灵活。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统1.火灾报警控制器的分类火灾报警控制器的分类(1)按设计使用要求分为以下三类1)区域火灾报警控制器直接连接火灾探测器,处理各种报警信息,是组成自动报警系统最常用的设备之一。2)集中火灾报警控制器一般与区域火灾报警控制器相连,处理区域火灾报警控制器送来的报警信号,常使用在较大型系统中。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统3)通用火灾报警控制器兼有区域、集中两级火灾报警控

147、制器的双重特点。通过设置和修改某些参数(可以是硬件或软件方面),既可连接探测器作区域级使用,又可连接区域火灾报警控制器作集中级使用。(2)按内部电路设计分为以下两类1)普通型火灾报警控制器的电路设计采用通用逻辑组合形式,成本低廉、使用简单,易于实现以标准单元的插板组合方式进行功能扩展,其功能一般较简单。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2)微机型火灾报警控制器的电路设计采用微机结构,对硬件及软件程序均有相应要求,功能扩展方便、技术要求复杂、硬件可靠性高,是火灾报警控制器的首选形式。(3)按处理方式分为以下两类1)有阈值火灾报警控制器处理的探测信号为阶跃开关量信

148、号,对火灾探测器发出的报警信号不能进一步处理,火灾报警取决于探测器。2)无阈值模拟量火灾报警控制器处理的探测信号为连续的模拟量信号。其报警主动权掌握在控制器方面,可具有智能结构,是现代火灾报警控制器的发展方向。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(4)按系统连线方式分为以下两类1)多线制火灾报警控制器与探测器的连接采用一一对应的方式,每个探测器至少有一根线与控制器连接,连线较多,仅适用于小型火灾自动报警系统。2)总线制火灾报警控制器与探测器采用总线方式连接。所有探测器均并联或串联在总线上,一般总线数量为24根,安装、调试、使用方便,工程造价较低,适用于大型火灾自

149、动报警系统。火灾报警控制器还可按照结构形式、防爆性能、使用环境等分类,这里不再赘述。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2.火灾报警控制器的组成火灾报警控制器的组成火灾报警控制器由电源和主机两部分组成。(1)电源部分电源部分给主机和探测器提供高稳定度的电源,并有电源保护环节,使整个系统的技术性能得到保障。目前大多数控制器使用开关式稳压电源。(2)主机部分控制器的主机部分承担着将火灾探测源传来的信号进行处理、报警并中继的作用。从原理上讲,无论是区域报警控制器,还是集中报警控制器,都遵循同一工作模式,即收集探测源信号输入单元自动监控单元输出单元。15.9火灾自动报警

150、与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统同时,为了使用方便,增加了辅助入机接口键盘、显示部分、输出联动控制部分、计算机通信部分和打印机部分等,如图15-42所示。图15-42火灾报警控制器工作原理15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统3.火灾报警控制器的基本功能火灾报警控制器的基本功能火灾报警控制器的基本功能有以下八种:(1)主、备电源火灾报警控制器的电源应由主电源和备用电源互补的两部分组成。主电源为220V交流市电,备用电源选用可充放电反复使用的各种蓄电池。当主电网有电时,控制器自动利用主电网供电,并对电池充电。当主电网断电时,控制器会自动切换改用电池供

151、电,以保证系统的正常运行。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(2)火灾报警当火灾探测器、手动报警按钮或其他火灾报警信号单元发出火灾报警信号时,控制器能迅速、准确地接收、处理,进行火灾声光报警,指出具体火警部位和时间。(3)故障报警系统在正常运行时,控制器能对现场所有的设备及控制器自身进行监视,如有故障发生立即报警,并指示具体故障部位。(4)时钟单元功能控制器本身提供一个工作时钟,用于对工作状态提供监视参考。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(5)火灾报警记忆功能当控制器收到探测器火灾报警信号时,能保持并记忆,不随报警信号源的消

152、失而消失。同时也能继续接收、处理其他火灾报警信号。(6)火警优先在系统出现故障的情况下出现火警,报警器能由报故障自动转变为报火警,而当火警被清除后又自动恢复报原有故障。(7)调显火警当火灾报警时,数码管显示首次火警地址,通过键盘操作可调显其他的火警地址。(8)输出控制功能火灾报警控制器具有最少一对以上的输出控制触点,用于火灾报警时的联动控制。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统15.9.4火灾自动报警系统火灾自动报警系统1.火灾自动报警系统的线制火灾自动报警系统的线制这里所说的线制是指探测器和控制器之间的传输线的线数。按线制分,火灾自动报警系统分为多线制和总线制

153、。(1)多线制多线制的特点是一个探测器构成一个回路,与火灾报警控制器连接。多线制分为四线制和二线制。四线制即n+4制,如图15-43所示。图15-43多线制火灾自动报警系统15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统n为探测器数,四指公用线数,分别为电源线V(24V)、地线G、信号线S、自诊断线T,每个探测器设一根选通线ST。仅当某选通线处于有效电平时,在信号线上传送的信息才是该探测部位的状态信号。此方式的优点是探测器的电路比较简单,供电和取信息相当直观。但缺点是线多,配管直径大,穿线复杂,线路故障多,现已被淘汰。二线制即n+1线制,即一条是公用地线,另一条承担供电、选

154、通信息与自检的功能,此线制比四线制简化了许多,但仍为多线制。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(2)总线制采用地址编码技术,整个系统只用24根导线构成总线回路,所有的探测器相互并联。此系统布线极其简单,施工量明显减少,现已被广泛采用。四总线制如图15-44所示,P线给出探测器的电源,编码、选址信号;T线给出自检信号以判断探测部位或传输线是否有故障;控制器从S线上获得探测部位的信息;G为公共地线,P、T、S、G均为并联方式连接。由图可见,从探测器到报警器只用四根总线,由于总线制采用了编码选址技术,使控制器能从准确地报警到具体探测部位,调试安装简化,系统的运行可靠

155、性大大提高。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统二总线制用线量更少,但技术的复杂性和难度也提高了。二总线中的G线为公共地线,P线则完成供电、选址、自检、获取信息等功能。目前,二总线制应用最多,新型智能火灾报警系统也建立在二总线的运行机制上。二总线系统有枝形和环形两种,此处不再赘述。图15-44四总线制火灾自动报警系统15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2.火灾自动报警系统的配套设备火灾自动报警系统的配套设备(1)手动报警按钮手动报警按钮安装在公共场所。当人工确认火灾发生后,按下按钮上的有机玻璃片,向控制器发出火灾报警信号。控制器接

156、收到报警信号后,显示按钮的编号或位置并发出声光报警。每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动报警按钮的距离应小于30m。按钮应设置在明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时,其底边距地高度应为1.31.5m,且应有明显的标志。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(2)地址码中继器若一个区域内的探测器数量过多致使地址点不够用时,可使用地址码中继器来解决。一个地址码中继器最多可连接八个探测器,而只占用一个地址点。当其中的任意一个探测器报警或报故障时,都会在报警控制器中显示,但所显示的地址是地址码中继器的地址点。故这些探测

157、器应监控同一空间。(3)编址模块地址输入模块将各种消防输入设备的开关信号接入探测总线,实现报警或控制的目的。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统适用于水流指示器、压力开关、非编址手动报警按钮、普通型火灾探测器等主动型设备。这些设备动作后,输出的动作开关信号可由编址输入模块送入控制器,产生报警。并可通过控制器来联动其他相关设备动作。编址输入/输出模块是联动控制柜与被控设备间的连接桥梁。能将控制器发出的动作指令通过继电器控制现场设备来实现,并将动作完成情况传回到控制器。它适用于排烟阀、送风阀、喷淋泵等被动型设备。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消

158、防联动控制系统(4)短路隔离器用在传输总线上,作用是当系统的某个分支短路时,能自动将其两端呈高阻或开路状态,使之与整个系统隔离开,不损坏控制器,也不影响总线上其他部件的正常工作。当故障消除后,能自动恢复这部分的工作,将被隔离出去的部分重新纳入系统。(5)区域显示器是一种可安装在楼层或独立防火区内的火灾报警显示装置,用于显示来自报警控制器的火警及故障信息。当火警或故障信息送入时,区域显示器将产生报警的探测器编号及相关信息显示出来并发出报警,以通知失火区域的人员。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(6)总线驱动器当报警控制器监控的部件太多(超过200),所监控设备

159、电流太大(超过200mA)或总线传输距离太长时,需用总线驱动器来增强线路的驱动能力。(7)报警门灯及引导灯报警门灯一般安装在巡视观察方便的地方,如会议室、餐厅、房间及每层楼的门上端,与对应的探测器并联使用,并与该探测器的编码一致。当探测器报警时,门灯上的指示灯亮,使人们在不进入的情况下就可知道探测器是否报警。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统引导灯安装在疏散通道上,与控制器相连接。在有火灾发生时,消防控制中心通过手动操作打开有关的引导灯,引导人员尽快疏散。声光报警盒是一种安装在现场的声光报警设备,分为编码型和非编码型两种。作用是当发生火灾并被确认后,声光报警盒

160、由火灾报警控制器起动,发出声光信号。(8)CRT报警显示系统CRT报警显示系统是把所有与消防系统有关的平面图形及报警区域和报警点存入计算机内,火灾发生时能在显示屏上自动用声、光显示火灾部位及报警类型、发生时间等,并用打印机自动打印。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统3.传统型火灾报警系统传统型火灾报警系统(1)区域报警系统区域报警系统比较简单、操作方便、易于维护、使用面广。它既可单独用于面积比较小的建筑,也可作为集中报警系统和控制中心系统中的基本组成设备。系统多为环状结构,也可为枝状结构,但是须加楼层报警确认灯。(2)集中报警系统集中报警系统由集中报警控制器、

161、区域报警控制器、火灾探测器、手动报警按钮及联动控制设备、电源等组成。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统随着计算机在火灾报警系统中的应用,带有地址码的火灾探测器、手动报警按钮、监视模块、控制模块等都可通过总线技术将信息传输给报警控制器并实现联动控制。(3)控制中心报警系统控制中心报警系统的设计应符合下列要求:1)系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器;或者至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及两台以上区域显示器。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2)系统应

162、能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号。3)系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应符合相关规范的规定。控制中心报警系统多用在大型建筑群、大型综合楼、大型宾馆、饭店及办公室等处,控制中心设置集中报警控制器、图形显示设备、电源装置和联动控制器,与控制中心相连的受控设备有区域报警控制器、火灾探测器和手动报警按钮等。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统4.智能火灾自动报警系统智能火灾自动报警系统(1)智能集中于探测部分控制部分为一般开关量信号接收型控制器。此类系统中,探测器的微处理器根据其探测环境的变化做出响应,并自

163、动进行补偿,探测信号进行火灾模式识别,做出判断并给出报警信号,在确定自身不能可靠工作时给出故障信号。控制器在火灾探测过程中不起任何作用,只完成系统的供电、火警信号的接收、显示、传递及联动控制等功能。这种智能因受到探测器体积小等限制,智能化程度一般,可靠性不高。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(2)智能集中于控制部分智能集中于控制部分又称主机智能系统,探测器输出模拟量信号。它使探测器成为火灾传感器,使探测器将烟雾影响产生的电流、电压变化信号以模拟量(或等效的数字编码)形式传输给控制器(主机),由控制器的微型计算机进行计算、分析、判断并做出智能化处理,判别是否真

164、正发生火灾。系统的灵敏度信号特征模型由探测器所在环境特点来设定;可补偿各类环境干扰和灰尘积累对探测器灵敏度的影响,并实现报警功能;主机采用微处理机技术,实现时钟、存储、密码、自检联动和联网等多种管理功能;通过软件编辑实现图形显示、键盘控制、翻译等高级扩展功能。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统由于控制器要监视、判断整个系统,且一刻不停地处理成百上千个探测器发回的信息,故系统程序复杂、量大及探测器巡检周期长,会造成探测点大部分时间失去监控、系统可靠性降低和使用维护不便等缺点。(3)智能同时分布在探测器和控制器中此系统称为分布智能系统,它实际上是主机智能与探测器智

165、能两者相结合的,也称为全智能系统。在系统中,探测器具有一定的智能,它对火灾特征信号直接进行分析和智能处理,做出恰当的智能判决,并将判决信息传递给控制器。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统控制器再做进一步的智能处理,完成更复杂的判决并显示判决结果。分布智能系统是在保留智能模拟量探测系统优势的基础上形成的,探测器与控制器通过总线进行双向信息交流。控制器不但收集探测器传来的火灾特征信号,分析判决信息,且对探测器的运行状态进行监视和控制。由于探测器有一定的智能处理能力,故控制器的信息处理负担大为减轻,可实现多种管理功能,提高了系统的稳定性和可靠性。并且在传输速率不变的

166、情况下,总线可传输更多的信息,使整个系统的响应速度和运行能力大大提高。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统15.9.5灭火与联动控制系统灭火与联动控制系统消防联动控制设备有灭火设施、火灾事故广播、消防通信、防排烟设施、防火卷帘、防火门、电梯和非消防电源的断电控制等。1.自动喷淋灭火系统自动喷淋灭火系统自动喷水灭火属于固定式灭火系统,是广泛采用的固定式消防设施,其价格低廉、灭火效率高。该系统能在火灾发生后,自动地进行喷水灭火,并能在喷水灭火的同时发出警报。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统图15-45所示的是湿式喷水灭火系统动作程

167、序。当发生火灾时,温度上升,喷头上装有热敏液体的玻璃球达到动作温度时,由于液体的膨胀而使玻璃球炸裂,喷头开始喷水灭火。喷头喷水导致管网的压力下降,报警阀后压力下降使阀板开启,接通管网和水源以供水灭火。报警阀动作后,水力警铃经过延迟器的延时(大约30s)后发出声报警信号。管网中的水流指示器感应到水流动时,经过一段时间2030s的延时,发出电信号到控制室。当管网压力下降到一定值时,管网中压力开关也发出电信号到控制室,起动水泵供水。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统图15-45湿式喷水灭火系统动作程序2.火灾事故广播与消防电话系统消防控制中心应设置火灾事故广播系统与

168、消防电话系统专用柜,其作用是发生火灾时指挥现场人员进行疏散并向消防部门及时报警。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(1)火灾事故广播系统火灾事故广播系统按线制可分为总线制火灾事故广播系统和多线制火灾事故广播系统。其设备包括音源、前置放大器、功率放大器及扬声器,各设备的工作电源由消防控制系统提供。(2)消防电话系统消防电话系统是一种消防专用的通信系统,分为多线制和总线制两种。通过该系统可迅速实现对火灾的人工确认,并及时掌握火灾现场情况和进行其他必要的通信联络,便于指挥灭火及恢复工作。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统3.防排烟系

169、统防排烟系统火灾事故中造成的人身伤害,绝大部分是因为窒息而造成的。且燃烧产生的大量烟气如不及时排除,还影响人们的视线,使疏散的人群不易辨别方向,造成不应有的伤害;并影响消防人员对火场环境的观察及灭火措施的准确性,降低灭火效率。在建筑物中采用的防烟和排烟方式有自然排烟、机械排烟、自然与机械组合排烟及机械加压送风方式防烟等几种。自然排烟是利用室内外空气对流作用进行的,设备简单、节约能源,但排烟效果受外界环境的影响很大。而机械防排烟方式不受外界环境的影响。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统一般来讲,防排烟设施有中心控制和模块控制两种方式。下面以机械排烟为例对模块控制

170、方式加以说明。模块控制方式的排烟控制框图如图15-46所示。消防控制中心接到报警信号,产生排烟阀门和排烟风机等动作信号,经总线和控制模块驱动各设备动作,接收它们的返回信号,监测各设备运行状态。图15-46模块控制方式的排烟控制框图15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统4.防火卷帘门控制防火卷帘门控制防火卷帘应设置在建筑物中防火分区通道口处,形成门帘式防火分隔。火灾时,可就地手动操作或由消防控制中心的指令使卷帘下降至预定点,经延时再降至地面。可使人员紧急疏散、灾区隔烟和控制火势蔓延。消防控制设备对防火卷帘的控制应符合下列要求:1)疏散通道上的防火卷帘两侧应设置火灾探

171、测器组及其警报装置,且两侧应设置手动控制按钮。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统2)疏散通道上的防火卷帘,在感烟探测器动作后,应根据程序自动控制卷帘下降至距地(楼)面1.8m或者卷帘下降到底。3)用作防火分隔的防火卷帘,火灾探测器动作后,卷帘应下降到底。4)感烟、感温火灾探测器的报警信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室。5)火灾报警后,消防控制设备对防烟、排烟设施应有下列控制、显示功能。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统停止有关部位的空调送风,关闭电动防火阀,并接收其反馈信号。起动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等,并接收

172、其反馈信号。控制挡烟垂壁等防烟设施。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统5.消防电梯消防电梯消防电梯在火灾发生时可供消防人员灭火和救人使用,在平时可兼做普通电梯使用。火灾时,普通电梯由于供电电源没有把握,没有特殊情况不能使用。电梯的控制方式有两种:1)将所有电梯控制显示的副盘设在消防控制室,供消防人员直接操作。2)消防控制室自行设计电梯控制装置,消防值班人员在火灾发生时可通过控制装置向电梯机房发出火灾信号和强制电梯全部停于首层的命令。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统6.消防供电消防供电消防系统的供电属于一级用电负荷,消防供电应

173、确保是高可靠性的不间断供电。为做到万无一失还应有一组备用电源作为消防供电的保障。火灾自动报警与消防联动控制系统的特点是连续工作,不能间断。消防设备的供电系统应能够保证供电的可靠性。在高层建筑或一、二级电力负荷,常采用单电源或双电源的双回路供电方式,用两个10kV电源进线和两台变压器构成消防主供电电源。15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(1)一类建筑消防供电电源其供电系统如图15-47所示。图15-47a表示两条不同的电网构成双电源,两个电源间装有一组分段开关,形成“单母线分段制”。在任一条电源进线发生故障或进行检修而被切除后,可闭合分段开关,由另一条电源进线对

174、整个系统供电。分段开关通常是闭合的。图15-47一类建筑消防供电电源15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统图15-47b表示采用同一电网双回路电源,两个变压器间采用单母线分段,设置一组发电机组作为向消防设备供电的应急电源,应满足一级负荷要求。图15-47一类建筑消防供电电源15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(2)二类建筑消防供电电源其供电系统如图15-48所示。通常要求两回路供电,图15-48a表示双回路供电;图15-48b表示由外部引来一路低压电源,与本部门电源互为备用。二类建筑的消防供电系统要求当电力变压器出现故障或电力线路出

175、现常见故障时不致中断供电。图15-48二类建筑消防供电电源15.9火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动报警与消防联动控制系统(3)备用电源自动投入自动使两路电源互为备用。正常情况下,两台变压器分别运行,若段母线失压(或号回路掉电),通过自动投入装置使段母线通过段母线接受号回路的电源供电,完成自动切换任务。15.10综合布线系统综合布线系统智能建筑的蓬勃兴起,使得传统的布线系统已不能满足智能建筑所要求的便利、高效、快捷、安全和舒适等功能特征,人们迫切需要开放的系统化综合布线方案。20世纪80年代末 期 ,贝 尔 实 验 室 首 先 推 出 了 结 构 化 综 合 布 线 系 统(Structu

176、redCablingSystem,SCS)。由此,综合布线系统开始在智能建筑中得到了广泛的应用,已成为现代建筑设备自动化系统必备的基础设施,并被称为智能建筑的“神经系统”。15.10综合布线系统综合布线系统15.10.1综合布线系统概述综合布线系统概述综合布线系统(PremisesDistributionSystem,PDS),是指一幢建筑物内或建筑群体中的信息传输媒介系统,它将相同或相似的缆线(如双绞线、同轴电缆或光缆)及连接硬件(如配线架、适配器)按照一定关系和通用秩序组合,集成为一个具有可扩展性的柔性整体,构成一套标准的信息传输系统。15.10综合布线系统综合布线系统综合布线是一个模块化

177、、灵活性极高的建筑物内或建筑群间的信息通道,它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其他信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部通信网相连接。它包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括传输介质(电缆、光缆)、相关连接硬件(如配线架、连接器、插头、插座、适配器)及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,有各自的具体用途,不仅易于实施,且能随需求的变化平稳升级。15.10综合布线系统综合布线系统一个设计良好的综合布线对其服务的设备应具有一定的独立性,并能互联许多不同应用系统的设备,如模拟式或数字式的公共系统

178、设备,也能支持图像等(电视会议、监视电视)设备。1.综合布线系统特点综合布线系统特点综合布线具有传统的非结构化固定布线系统所无法比拟的若干特性和优点。15.10综合布线系统综合布线系统(1)兼容性综合布线将语音、数据与监控设备的信号线经过统一的规划和设计,采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等,把不同的信号综合到一套标准的布线中。在使用时,用户可不用定义某个工作区的信息插座的具体应用,只把某种终端设备(如个人计算机、电话、视频设备等)插入这个信息插座,然后在管理区和设备间的交连设备上做相应的接线操作,这个终端设备就被接入到各自的系统中了。15.10综合布线系统综合布线系统(2)开放性

179、综合布线采用开放式的体系结构,接口全部采用国际标准,能直接满足大多数综合布线系统需求。并配备大量齐全的线架、转换器和线缆,可连接语音、数据等各种系统,具有高度的综合容纳性,有利于设计、施工和运行管理。(3)模块化综合布线从设计、安装都严格按照模块化要求进行,各子系统间均为模块化积木式连接,各元器件均可简单地插入或拔出,使系统的搬迁、扩展和重新安置极为方便。15.10综合布线系统综合布线系统(4)灵活性综合布线采用标准的传输线缆和相关连接硬件,模块化设计,所有通道都是通用的。所有设备的开通及更改均不需改变布线,只需增减相应的应用设备及在配线上进行必要的跳线管理即可。组网灵活多样,在同一房间可有多

180、台用户终端,为用户组织信息流提供了必要的条件。(5)可靠性综合布线采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准信息传输通道,所有线缆和相关连接件均通过ISO认证。每条通道都要采用专用仪器测试链路阻抗及衰减,以保证其电气性能。15.10综合布线系统综合布线系统应用系统布线全部采用点到点端接,任何一条链路故障均不影响其他链路的运行,为链路的运行维护及故障检修提供了方便,保证了应用系统的可靠运行。各应用系统采用相同的传输介质,因而可互为备用,提高了备用冗余。(6)经济性综合布线开放式体系结构的整体设计提高了网络线缆综合利用率。可随时加入各种新技术、新设备,日后无须花费巨资扩容或重建网络,保护了最初

181、投资。模块化、开放式的产品结构和高品质的产品质量降低了日常维护的人力、物力、财力投入,节省了运行费用。15.10综合布线系统综合布线系统2.综合布线系统组成综合布线系统组成综合布线是一种分层星形拓扑结构(见图15-49),可分为六个子系统:图15-49综合布线系统结构图15.10综合布线系统综合布线系统(1)工作区子系统该子系统是放置应用系统终端设备的地方,由终端设备连接到信息插座的连线(或接插线)组成。它用接插线在终端设备和信息插座间搭接,包括信息插座、信息模块、网卡和连接所需的跳线,通常信息插座采用标准的RJ45头,按照T568B标准连接。(2)水平干线子系统该子系统是从工作区的信息插座开

182、始到管理间子系统的配线架。将水平干线子系统经楼层配线间的管理区连接并延伸到用户工作区的信息插座,一般为星形结构。15.10综合布线系统综合布线系统该子系统的线缆一端接在配线间的配线架上,另一端接在信息插座上。该子系统多为四对双绞电缆。这些双绞电缆能支持大多数终端设备。在需要较高带宽应用时,水平干线子系统也可采用“光纤到桌面”的方案。(3)管理间子系统该子系统由交叉连接、直接连接配线的连接硬件(配线架)等设备组成。管理间为连接其他子系统提供手段,它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备。其主要设备是配线架、HUB、机柜和电源,相当于电话系统中每层配线箱或电话分线盒部分。15.10综合布线系统

183、综合布线系统(4)垂直干线子系统该子系统由导线电缆和光缆及将此光缆连到其他地方的相关支撑硬件组成,也称为骨干子系统。它提供建筑物的干线电缆,线缆一般为大对数双绞电缆或多芯光缆,以满足现在及将来一定时期通信网络的要求。该子系统两端分别端接在设备间和楼层配线间的配线架上,负责连接管理间子系统到设备间子系统。(5)设备间子系统设备间是在每一幢大楼的适当地点放置综合布线线缆和相关连接硬件及其应用系统的设备,同时进行网络管理及安排管理人员值班的场所。15.10综合布线系统综合布线系统该子系统由综合布线系统的建筑物进线设备、电话、数据、计算机各种主机设备及安防配线设备等组成。为便于设备搬运,节省投资,设备

184、间最好位于每一座大楼的中间。在设备间内,可把公共系统用的各种设备,如电信部门的中继线和公共系统设备(如PBX)互联起来。该子系统还包括建筑物的入口区的设备或电气保护装置及其连接到符合要求的建筑物的接地装置。15.10综合布线系统综合布线系统(6)建筑群子系统该子系统是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置,通常是由光缆和相应设备组成,它支持楼宇间通信所需的硬件,如电缆、光缆及防止电缆上的脉冲电压进入建筑物的电气保护装置等。15.10综合布线系统综合布线系统15.10.2综合布线系统设计综合布线系统设计在综合布线系统设计时,应按照建筑物的特点和客观需要,结合工作实际,采取统筹兼顾

185、、因地制宜的原则,从综合布线系统的标准、规范出发,在总体规划的基础上,进行综合布线系统工程的各项子系统的详细设计。1.综合布线系统设计标准综合布线系统设计标准2003年7月,建设部批准GB503392003智能建筑工程质量验收规范,这标志着我国综合布线系统工程的设计、施工、测试已走向正规化、标准化。15.10综合布线系统综合布线系统2.综合布线系统设计等级确定综合布线系统设计等级确定对于建筑物与建筑群的工程设计,应根据实际需要,选择适当的综合布线系统。一般可根据非屏蔽对绞缆线(UTP)、屏蔽对绞缆线(STP)和光纤缆线(FiberCable)及相关支撑的硬件设备材料的选择定为三种不同的布线系统

186、等级。它们是:(1)基本型布线系统基本型布线系统适用于配置建筑物标准较低的场所,常采用铜芯缆线组网,以满足语音或语音与数据综合而传输速率要求较低的用户,基本型布线系统要求能够全面过渡到数据的异步传输或综合型布线系统。它的基本配置为:15.10综合布线系统综合布线系统1)每一个工作区有一个信息插座(每10m2设一个信息插座)。2)每一个工作区有一条四对UTP水平布线系统。3)完全采用110A夹接式硬件,并与未来的附加设备兼容。4)每一个工作区的干线电缆至少有两对双绞线。(2)增强型布线系统增强型布线系统适用于建筑物中等标准的场所,布线要求不仅具有增强的功能,且还具有为增加功能提供发展的余地。15

187、.10综合布线系统综合布线系统增强型布线系统不仅支持语音和数据的应用,还支持图像、影像、影视、视频会议等。增强型布线系统可先采用铜芯缆线组网,并能够利用接线板进行管理,以满足语音或语音与数据综合而传输速率一般的用户。它的基本配置为:1)每一个工作区有二个以上信息插座(每10m2设二个信息插座)。2)每一个信息插座均有水平布线四对UTP系统。3)具有夹接式(110A)或接插式(110P)交接硬件。4)每一个工作区的电缆至少有三对双绞线。15.10综合布线系统综合布线系统(3)综合型布线系统综合型布线系统适用于建筑物配置较高的场所,布线系统不但采用了铜芯对绞电缆,且为了满足高质量的高频宽带信号,采

188、用光纤缆线和双介质混合体缆线(铜芯缆线和光纤线混合成缆)组网。它的基本配置为:1)在建筑、建筑群的干线或水平布线子系统中配置光缆。2)在每一个工作区的水平配线电缆内配有四对双绞线。3)每一个工作区的干线电缆中应有三对以上的双绞线。夹接式交接硬件系指夹接、绕接固定连接的交接。接插式交接连接硬件系指用插头、插座连接的交接。15.10综合布线系统综合布线系统综合布线连接件能满足所支持的语音、数据、视频信号的传输要求。设计人员在设计系统时,应按照智能建筑物中的用户近期和远期的通信业务及使用要求、计算机网络及使用要求、建筑物物业管理人员的使用要求、设备配置和内容进行全面评估,并按用户的投资能力及使用要求

189、进行等级设计,以选用合适的综合布线缆线及有关连接硬件设施。选用缆线及相关连接件的各项指标应高于综合布线设计指标,才能保证系统指标得以满足。但不一定越高越好,若选得太高,会增加工程造价,而选得太低,则不能满足工程需要,所以应当恰如其分。15.10综合布线系统综合布线系统若采用屏蔽措施,则全通道所有部件都应选用带屏蔽的硬件,且应按设计要求作良好的接地,才能保证屏蔽效果。还应根据其传输速率,选用相应等级的缆线和连接硬件。基本型配置、增强型配置或综合型配置是一种配置划分的参考依据,应结合工程特点选用。若某些特殊的情况下,这三种配置都不适合,则应按照实际情况进行设计。一个完善而合理的综合布线的目标是:在

190、既定时间内,允许在集成过程中提出新的需求时,不必再去进行水平布线,以免损坏建筑结构或装饰。15.10综合布线系统综合布线系统3.工作区子系统设计工作区子系统设计工作区是指一个独立的需要设置终端设备的区域(见图15-50),它由配线(水平)布线系统的信息插座延伸到工作站终端设备处的连接电缆及适配器组成,包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线,并在终端设备和输入输出之间搭接。它相当于电话系统中电话机及其连接到电话插座的用户线部分。图15-50工作区子系统15.10综合布线系统综合布线系统工作区的终端设备可是电话、数据终端、计算机,也可是检测仪表、传感探测器等。实例如图15-51所示。图15-51

191、工作区子系统中的插座连接工作区的电话、计算机、监视器及控制器等终端设备可用接插线直接与工作区的每一个信息插座相连接,但因接口形状或信号的差异,一些终端设备则需要选择适当的适配器和平衡/非平衡转换器进行转换才能连接到信息插座上。15.10综合布线系统综合布线系统适配器是一种使不同尺寸或不同类型的插头与水平子系统的信息插座相匹配,提供引线的重新排列,允许大对数电缆分成较小的对数,使电缆间互联的设备。平衡/非平衡转换器是一种将电气信号由平衡转换为非平衡或由非平衡转换为平衡的器件。综合布线中,通常指双绞电缆和同轴电缆之间的阻抗匹配。通过选择适当的适配器,可使综合布线系统的输出与各厂家所生产的终端设备保

192、持完整的电气兼容性。15.10综合布线系统综合布线系统工作区布线一般为非永久的布线方式,随着应用终端设备的种类而改变。在综合布线系统工程设计中,应根据技术先进、经济合理的原则,科学合理地确定信息插座的数量:1)确定布线系统中信息插座的数量。一个工作区的服务面积可按510m2计算(一般为10m2),每个工作区可设置一部电话或一台计算机终端,或既有电话又有计算机终端。2)根据楼层(用户)类别及工程提出的近远期终端设备要求来确定每层信息点(TO)数,信息点数及位置的确定应考虑终端设备将来可能产生的移动修改、重新安排及一次性建设和分期建设的方案选定(为将来扩充留出一定的富余量)。15.10综合布线系统

193、综合布线系统3)信息插座应具有开放性,与应用无关。工作区的任一插座都应支持电话机、数据终端、计算机、传真机及监视器等终端设备的设置和安装。一般选用国际标准的RJ45插座。4)信息插座技术指标必须符合相关标准,比如衰减、串扰(包括近端串音NEXT及远端串音FEXT)、回波损耗等。购买的网卡类型接口要与线缆类型接口保持一致。15.10综合布线系统综合布线系统5)信息插座应距离地面300mm以上,信息插座与计算机的距离保持在5000mm以内。为便于有源终端设备的使用,信息插座附近设置单相三孔电源插座。信息插座与电源插座布局如图15-52所示。图15-52信息插座与电源插座的布局15.10综合布线系统

194、综合布线系统4.水平子系统设计水平子系统设计水平子系统(见图15-53)是综合布线系统的分支部分,具有面广、点多等特点。它由工作区用的信息插座及其至楼层配线架(FD)及它们之间的缆线组成。水平子系统设计范围遍及整个智能化建筑的每一个楼层,且与房屋建筑和管槽系统有密切关系;水平子系统设计涉及水平子系统的传输介质和部件集成,在设计中应注意相互之间的配合。图15-53水平子系统15.10综合布线系统综合布线系统水平子系统的设计包括网络拓扑结构、设备配置、缆线选用和确定最大长度等内容,它们各自独立,但密切相关,设计中需综合考虑。水平子系统的网络结构都为星形结构,它是以楼层配线架(FD)为主节点,各信息

195、插座为分节点,二者之间采取独立的线路相互连接,形成以FD为中心向外辐射的星形线路网状态。该网络结构的线路较短,有利于保证传输质量,降低工程造价和维护管理。15.10综合布线系统综合布线系统布线线缆长度等于楼层配线间或楼层配线间内互联设备电端口到工作区信息插座的缆线长度。水平子系统的双绞线最大长度为90m。工作区、跳线及设备电缆总和不超过10m,即A+B+E10m。图15-54给出了水平布线的距离限制。图15-54水平子系统布线距离15.10综合布线系统综合布线系统设计水平子系统时,确定水平布线方案、线路定向和路由要根据建筑物的结构、布局和用途,以使路由简短,施工方便。水平子系统应采用四对对绞线

196、和八针脚模块化插座,在高速率应用的场合,也可采用光缆及其连接硬件。水平子系统应根据整个系统的要求,在交接间或设备间的配线设备上进行连接,以构成语音、数据、图像、建筑物监控等系统并进行管理。15.10综合布线系统综合布线系统一个给定的综合布线设计可采用多种类型的信息插座。信息插座应在内部做固定线连接。为了在交叉连接处便于链路管理,不同类型的信号应规定在相应的线缆对上传输,并用统一的色标表示。为了适应语音、数据、多媒体及监控设备的发展,语音及监控部分应选用较高类型的双绞电缆,数据及多媒体部分应选用光缆。设计水平线缆走向应便于维护和扩充。选择水平子系统的线缆要依据建筑物信息的类型、容量、带宽或传输速

197、率来确定。15.10综合布线系统综合布线系统在水平干线布线系统中常用的线缆、光纤型号有四种:100非 屏 蔽 双 绞 线 电 缆 (UTP)和 屏 蔽 双 绞 线 电 缆(STP);50/125m多 模 光 纤 ;62.5/125m多 模 光 纤;8.3/125m多模光纤。在水平子系统中,也可使用混合电缆。采用双绞电缆时,根据需要可选用非屏蔽双绞电缆或屏蔽双绞电缆,一般不宜采用同轴电缆。在一些特殊场合,可选用阻燃、低烟、无毒等线缆。随着微电子技术的发展,应用系统设备都已使用标准接口,如RJ45插座。15.10综合布线系统综合布线系统另外,10MB/s或10MB/s以下低速数据和话音传输可采用三

198、类双绞电缆;10MB/s以上高速数据传输可采用五类或六类等双绞电缆。高速率或特殊要求的场合可采用光纤。信息插座(TO)是终端(工作站)与水平子系统连接的接口。TO一般应为标准的RJ45型插座,并与线缆类别相对应,TO面板规格应采用国家标准。多模光纤插座宜采用SC或ST接插形式(SC为优选形式),单模光纤插座宜采用FC接插形式。15.10综合布线系统综合布线系统根据建筑物结构和用户需要,确定每个楼层配线间和二级交接间的服务区及可应用的传输介质。根据信息种类和传输率确定信息插座类型和安装方式。根据楼层平面图计算可用的空间来确定信息插座位置。信息插座的布设可采用明装或暗装式,在条件可能的情况下宜采用

199、暗装式。信息插座应在内部做固定线连接,不得空线、空脚,终接在TO上的五类双绞线电缆开绞度不宜超过13mm。要求屏蔽的场合插座须有屏蔽措施。15.10综合布线系统综合布线系统水平子系统的布线方法是将线缆从配线间接到每一楼层的工作区的信息插座上。要由建筑物的结构特点,从路由(线)最短、造价最低、施工方便、布线规范和扩充简便等几方面考虑。但因建筑物中的管线比较多,常要遇到一些矛盾,故设计水平子系统必须折中考虑,选取最佳的水平布线方案。常用的方法有电缆槽道布线法、地面线槽布线法、地板下管路布线法、高架地板布线法、蜂窝状地板布线法等,它们可单独使用,也可混合使用。下面介绍电缆槽道布线法和地板下管路布线法

200、,其他方法可参考相关书籍,这里不再赘述。15.10综合布线系统综合布线系统(1)电缆槽道布线法线槽由金属或阻燃高强度PVC材料制成,常悬挂在顶棚上方的区域或安装在吊顶内。用横梁式线槽将电缆引向所要布线的区域。由弱电井出来的缆线先走吊顶内的线槽,到各房间后,经分支线槽从横梁式电缆管道分叉后将电缆穿过一段支管引向墙柱或墙壁,沿墙而下到本层的信息出口(或沿墙而上,在上一层楼板钻一个孔,将电缆引到上一层的信息出口);最后端接在用户的插座上,如图15-55所示。15.10综合布线系统综合布线系统在设计、安装线槽时应多方考虑,尽量将线槽放在走廊的吊顶内,并且去各房间的支管应适当集中至检修孔附近,便于维护。

201、弱电线槽能走综合布线系统、公用天线系统、闭路电视系统(24V以内)及楼宇自控系统信号线等弱电线缆,这可降低工程造价。同时因支管经房间内吊顶贴墙而下至信息出口,在吊顶与其他的系统管线交叉施工,减少了工程协调量。图15-55电缆槽道布线法15.10综合布线系统综合布线系统(2)地板下管路布线法地板下管路布线法(见图15-56)是强弱电缆线统一布置的敷设方法,由预埋的金属导管和金属线槽组成。敷设时这些金属布线管道或金属馈线走线槽从楼层配线间向信息插座处辐射。根据通信和电源布线要求,地板的厚度和占用地板下的空间等条件,分别采用一层和两层结构。两层结构中的上层为布线导管层,下层为馈线导管层,缆线采用分层

202、敷设,灵活方便,并与电源系统同时建成,有利于供电和使用,机械保护性好,电缆的故障率降低,安全可靠。15.10综合布线系统综合布线系统地板下敷设线缆的方法在智能建筑中使用较为广泛,尤其是新建和扩建的房屋建筑更为适宜。综合布线系统的水平部分分暗敷管路,数量最多,分布极广,涉及整幢建筑中各个楼层。故在管槽系统设计时要仔细考虑,注意与建筑设计和施工方面的配合协调,力求及时解决彼此的矛盾和存在的问题。图15-56地板下管路布线法15.10综合布线系统综合布线系统5.干线子系统设计干线子系统设计干线子系统是建筑物内部的主干传输电缆,把来自各个接线间和二级交接间的信号传送到设备间,直至最终接口,或再通往外部

203、网络。干线子系统提供建筑物干线电缆的路由是综合布线的主动脉。(1)干线子系统的通道主干线应能够适应未来的发展,包括的缆线通道有:1)干线或二级交接间和设备间的竖向或横向的电缆走线用的通道。15.10综合布线系统综合布线系统2)设备间和网络接口之间的连接电缆或设备间与建筑群子系统各设施间的电缆。3)干线接线间与各二级交接间之间的连接电缆。4)主设备间和计算机主机房之间的干线电缆。(2)干线子系统设计原则主干布线是通信系统中关键的链路。一条主干缆线故障时,有可能使几百个用户受到影响,故主干布线的设计是关系全局的问题,须予以重视。15.10综合布线系统综合布线系统干线子系统设计的基本原则为:1)确定

204、主干线路的总容量应根据综合布线系统中语音和数据信息共享的原则和采用类型的等级进行估计推算,并适当考虑今后的发展余地。2)干线子系统中,不允许有转折点TP。从楼层配线架到建筑群配线架间只应通过一个建筑物配线架。当综合布线只用一级干线布线进行配线时,放置干线配线架的二级交接间可并入楼层配线间。15.10综合布线系统综合布线系统3)干线是建筑物内综合布线的主馈缆线,是楼层之间垂直缆线的统称。要确定介质的选择和干线对数。介质包括铜缆和光缆,由系统所处环境的限制和用户对系统等级的考虑而定;确定干线的对数由水平配线对数的大小及业务和系统的情况来定。4)干线电缆可采用点对点端接,或分支递减端接及电缆直接连接

205、。若设备间与计算机机房处于不同的地点,且需要把语音电缆连至设备间,把数据电缆连至计算机机房,则应在设备中选取干线电缆的不同部分来分别满足不同路由的语音和数据的需要。15.10综合布线系统综合布线系统5)干线子系统应选择干线电缆最短、最安全和最经济的路由。弱电缆线不应布放在电梯、供水、供气、供暖、强电等竖井中。6)在大型建筑物中,干线子系统可由两级甚至三级组成,但不应多于三级。按照EIA/TIA568标准和ISO/IEC11801国际布线标准,干线子系统布线最大距离如图15-57所示。15.10综合布线系统综合布线系统按照EIA/TIA568标准和ISO/IEC11801国际布线标准,干线子系统

206、布线最大距离如图15-57所示。图15-57干线子系统布线标准15.10综合布线系统综合布线系统干线子系统设计的目标是选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由,须既满足当前的需要,又适应今后的发展。综合布线系统由主配线架(BD或CD)、分配线架(FD)和信息插座(TO)等通过线缆连接组成。主配线架放在设备间,楼层配线架放在楼层配线间,信息插座装在工作区。对较大的建筑,在主配线架与分配线架间也设置中间交叉配线架,中间交叉配线架安装在二级交接间。连接主配线架和分配线架的缆线称为主干线;连接分配线架和信息插座的缆线称为水平线。15.10综合布线系统综合布线系统综合布线系统中的接点分为两类:转接点(TP

207、)和访问点(AP)。设备间、楼层配线间、二级交接间内的配线管理系统及其有源设备等属于转接点,它们在布线系统中只是用于转接和交换所传送的信息。访问点(AP)是设备间的系统集成中心设备和信息插座所连接的终端设备,它们作为在系统中信息传送的源节点和目标节点。节点常和工件区的终端设备联系在一起,一个信息点既可连接一台数据或语音设备,也可连接一台图像设备。15.10综合布线系统综合布线系统结构的选择常和建筑物的结构及访问控制方式密切相关。节点的连接方式不同,可得到不同的结构。综合布线系统网络结构的选择是由综合布线系统传输信息量的多少、安全可靠要求、建筑结构和技术经济合理等因素来决定。综合布线系统的网络结

208、构主要有星形、环形、总线型和树状形,干线子系统设计时一般采用星形或派生出来的树状星形结构。如采用其他网络形式时,可在节点(即配线架CD、BD和FD)上进行连接构成。实际上,建筑设备自动化系统常用星形和总线型结合的网络结构。15.10综合布线系统综合布线系统综合布线干线子系统布线的最大距离应符合图15-58所示的要求,即建筑群配线架(CD)到楼层配线架(FD)间的距离不应超过2km,建筑物配线架(BD)到楼层配线架(FD)的距离不应超过500m。图15-58干线子系统布线最大距离15.10综合布线系统综合布线系统采用单模光缆时,建筑群配线架到楼层配线架的最大距离可延伸到3km。采用六类双绞电缆时

209、,对传输速率超过1kMbit/s的高速应用系统,布线距离不应超过90m。否则应选用单模或多模光缆。在建筑群配线架和建筑物配线架上,接插线和跳线的长度超过20m的长度应从允许的干线缆最大长度中扣除。把电信设备(如程控用户交换机)直接连接到建筑群配线架或建筑物配线架的设备电缆、光缆长度不宜超过30m。若使用的设备电缆、光缆超过30m,干线电缆、光缆长度宜相应减少。15.10综合布线系统综合布线系统为使路由安全并符合网络结构的要求,满足用户信息点和缆线分布的需要,建筑物干线子系统的垂直主干路由位置和管理区域应力求使干线电缆的长度最短。常将设备间主配线架放置于大楼的中间位置,使得从设备间到各层交换间的

210、路由距离不超过100m。若安装长度超过了规定的距离限制,就要将其划分几个区域,每个区域由满足要求的干线来支持,进行二级干线交接。当每个区域的相互连接都超出了这个标准范围时,一般要借用设备或借鉴应用广泛的新技术来加以解决。15.10综合布线系统综合布线系统当某些特殊的系统超过了这个最大距离而不能正常运行时,主干布线的传输媒质中也可加入中继器等有源器件进行信号中转。延伸业务可能从远离配线架的地方进入建筑群或建筑物。延伸业务引入点到连接这些业务的配线架间的距离应包括在干线布线的距离之内。若有延伸业务接口,与延伸业务接口位置有关的特殊要求也会影响这个距离,应记录所用线缆的型号和长度,必要时还应提交给延

211、伸业务提供者。15.10综合布线系统综合布线系统干线子系统布线应能满足不同用户的需求。根据应用特点,需要选择传输媒体。选择媒体一般是基于如下考虑的:业务的灵活性、布线的灵活性、布线所要求的使用期、现场大小和用户数量。每条特定介质类型的电缆都有其特点和作用,以适应不同的情况。若一种类型的电缆不能满足同一地区所有用户的需要时,就必须在主干布线中使用一种以上的介质。在这种情况下,不同介质将使用同一位置的交叉连接设备。15.10综合布线系统综合布线系统一般地,干线线缆可选择100双绞电缆(UTP或FTP)、62.5/125m多 模 光 缆 、 50/125m多 模 光 缆 和8.3/125m单模光缆几

212、种传输介质,它们可单独使用也可混合使用。针对语音传输一般采用三类大对数双绞电缆(25对、50对等),针对数据和图像传输采用多模光纤或五类及以上大对数双绞电缆。主干缆线通常应敷设在开放的竖井和过线槽中,必要时可予以更换和补充。在设计时,对主干线子系统一般以满足近期需要为主,根据实际情况进行总体规划,分期分步实施。15.10综合布线系统综合布线系统在带宽需求量较大、传输距离较长和保密性、安全性要求较高的干线及雷电、电磁干扰较强的场所,应首先考虑选择光缆。选择单模光纤还是多模光纤,要考虑数据应用的具体要求、光纤设备的相对经济性能指标及设备之间的最远距离等情况。多模光纤以发光二极管(LED)作为光源,

213、适合的局域网速度为622Mbit/s,可提供的工作距离从3002000m不等,与利用激光器光源在单模光纤上工作的设备相比更加经济实惠。15.10综合布线系统综合布线系统因发光二极管的工作速度不够快且不足以传送更高频率的光脉冲信号,故在千兆字节的高速网络应用中需要采用激光光源。故单模光纤可支持高速应用技术及较远距离的应用情况。根据单模光纤和多模光纤的不同特点,大楼内部的主干线路宜采用多模光纤,而建筑群之间的主干线路宜采用单模光纤。五类(及以上)大对数双绞电缆容易引入线对之间的近端串扰(NEXT)及它们间的近端串扰的叠加问题,这对于高速数据传输是十分不利的。还有五类(及以上)25对缆线在110配线

214、架上的安装比较复杂,技术要求较高,可考虑采用多根四对五类及以上双绞电缆代替大对数双绞电缆。15.10综合布线系统综合布线系统通常理解的干线子系统是指逻辑意义的垂直子系统。事实上,干线子系统有垂直型的,也有水平型的。因大多数楼宇都是向高空发展的,干线子系统则是垂直型的;但是某些建筑物也有呈水平主干型的(不要与水平布线子系统相混)。这意味在一个楼层里,可有几个楼层配线架。应该把楼层配线架理解为逻辑上的楼层配线架,而不要理解为物理上的楼层配线架。故主干线缆路由既可能是垂直型通道,也可能是水平型通道,或者两者综合。15.10综合布线系统综合布线系统确定从管理间到设备间的干线路由,在大楼内的布线方法常有

215、垂直干线的电缆孔方法、垂直干线的电缆井方法、水平干线的金属管道方法和水平干线的电缆托架方法。这里只介绍垂直干线的电缆井方法。垂直干线的电缆井方法常用于干线通道。电缆井是指在每层楼板上开出一些方孔,使电缆可穿过这些电缆井并从这层楼伸到相邻的楼层,如图15-59所示。图15-59垂直干线的电缆井方法15.10综合布线系统综合布线系统电缆井的大小依据所用电缆的数量而定。与电缆孔方法一样,电缆也是捆在地板三脚架上或箍在支撑用的钢绳上,钢绳靠墙上金属条或地板三脚架固定住。离电缆井很近的墙上立式金属架可支撑很多电缆。电缆井的选择性非常灵活,可让粗细不同的各种电缆以任何组合方式通过。电缆井方法虽然灵活,但在

216、既有建筑物中用电缆井安装电缆造价较高,并且使用的电缆井很难防火。若在安装过程中没有采取措施去防止损坏楼板支撑件,则楼板的结构完整性将受到破坏。15.10综合布线系统综合布线系统(3)主干线路的连接方法主干线路的连接方法(包括干线交接间与二级交接间的连接)主要有点对点端接、分支结合和混合连接三种。1)点对点端接法。点对点端接法是最简单、最直接的线缆接合方法,每根干线电缆直接延伸到楼层配线间,如图15-60所示。图15-60点对点端接布线图15.10综合布线系统综合布线系统此连接只用一根电缆独立供应一个楼层,其双绞线对数或光纤芯数应满足该楼层的全部用户信息点的需要。此连接主干路路由上用容量小、质量

217、轻的电缆单独供线,没有配线的接续设备介入,发生障碍时容易判断和测试,有利于维护管理,是一种最简单直接相连的方法。但电缆条数多、工程造价增加、占用干线通道空间较大。各个楼层电缆容量不同,安装固定的方法和器材不一而影响美观。15.10综合布线系统综合布线系统2)分支接合方法。分支连接是采用一根通信容量较大的电缆,再通过接续设备分成若干根容量较小的电缆分别连到各个楼层,如图15-61所示。图15-61分支接合布线图15.10综合布线系统综合布线系统在此连接中,干线通道中的电缆条数少、节省通道空间,有时比点对点端接方法工程费用少。但电缆容量过于集中,电缆发生障碍波及范围较大。因电缆分支经过接续设备,在

218、判断检测和分隔检修时增加了困难和维护费用。3)混合连接方法。这是一种在特殊情况下采用的连接方法(一般有二级交接间),常采用端接与连接电缆混合使用的方式,在卫星接线间完成端接,并在干线接线间实现另一套完整的端接,如图15-62所示。在干线接线间里可安装所需的全部110型硬件,建立一个白场灰场接口,并用合适的电缆横向连往该楼层的各个卫星接线间。15.10综合布线系统综合布线系统上述接合方法中采用哪一种,这需要根据网络结构、设备配置情况、电缆成本并结合工作所需的劳务费来全面考虑。在一般的综合布线系统工程设计中,为了保证网络安全可靠,应首先选用点对点端接方法。当然,在经过成本分析后证明分支接合方法的成

219、本较低时,也可采用分支接合方法。图15-62混合连接方式布线图15.10综合布线系统综合布线系统6.设备间子系统设计设备间子系统设计一般办公楼都有计算机机房、控制室和弱电间。弱电间以敷设弱电线缆为主;控制室以放置监视和控制设备(如安全防范、消防、建筑控制设备)为主,一般在建筑物底层;计算机机房是放置计算机系统主要设备的地点,一般在建筑物的25层。综合布线的设备间、配线间主要放置线缆和配线架。设备间(见图15-63)是每一栋建筑物用以安装进出线设备、进行综合布线及其应用系统管理和维护的场所。15.10综合布线系统综合布线系统在高层建筑物内,设备间通常设置在第23层,高度为318m。对于综合布线工

220、程设计,设备间主要是安装建筑物配线设备(BD)。设备间至少应具有提供网络管理、设备进线和管理人员值班的场所等三个功能。图15-63设备间子系统15.10综合布线系统综合布线系统综合布线的设备间子系统由电源、连接器和相关支撑硬件组成。设备间内的主要通信设备包括数字程控交换机、大型计算机、网络设备和UPS等。一个设计良好的设备间可支持独立建筑或建筑群环境下的主要通信设备。设备间可支持程控用户交换机(PBX)、通信和文件服务器、计算机和控制器、主站、集线器、路由器、网关和其他支持局域网和广域网连接的设备,还起外部通信线缆端接点的作用。设备间是放置通信接地板的最佳选择位置,接地板用于接地导线与接地干线

221、的连接。15.10综合布线系统综合布线系统设备间是外界引入(包括公用通信网或建筑群体间主干布线)和楼内布线的交汇点,是综合布线系统的关键部分。设备间位置及大小应根据设备数量、规模、最佳网络中心等因素,综合考虑确定。建筑群(或大楼)主交接间(MC)宜选在建筑群中最主要的一座,在楼内,且最好离电信公用网最近,若条件允许,最好将主交接间与大楼设备间合二为一。15.10综合布线系统综合布线系统设备间的温度、湿度和尘埃对微电子设备的正常运行及使用寿命都有很大的影响,过高的室温会使组件失效率急剧增加,使用寿命下降;过低的室温又会使磁介等发脆,容易断裂。相对湿度过低,容易产生静电,对微电子设备造成干扰;相对

222、湿度过高会使微电子设备内部焊点和插座的接触电阻增大。尘埃或纤维性颗粒积聚,微生物的作用还会使导线被腐蚀断掉。应根据具体情况选择合适的空调系统。设备间内应保持空气洁净,有良好的防尘措施,并防止有害气体侵入。设备间的墙面应选择不易产生尘埃,也不易吸附尘埃的材料。15.10综合布线系统综合布线系统设备间噪声应小于65dB。设备间内无线电干扰场强,应避免电磁源干扰。当大楼接地方式采用联合接地方式时,楼层配线间应安装不大于1阻值的接地装置。为方便表面敷设电缆线和电源线,设备间地面最好采用抗静电活动地板,其系统电阻应为110511010。具体要求应符合行业标准SJ/T107962001防静电活动地板通用规

223、范。设备间地面忌铺毛制地毯。楼层配线间地平面应光洁平整,并宜在地平面上涂刷二遍防静电油漆。15.10综合布线系统综合布线系统设备间的电源通常采用直接供电与不间断电源(UPS)供电相结合的方式,可采用集中供电方式。配线间通常还放置各种不同的电子传输设备、网络互联设备等。这些设备的用电质量要求较高,最好由设备间的不间断电源供电或设置专用不间断电源,其容量与配线间内安装的设备数量有关。设备间应安装符合法规要求的消防系统,应使用防火防盗门,且应使用至少耐火1h的防火墙壁。装饰材料应能防潮、吸噪、不起尘、抗静电等。火灾自动报警系统及消防联动系统的设计应按现行国家标准的有关规定执行。火灾自动报警系统应具有

224、电磁兼容性保护。15.10综合布线系统综合布线系统安全防范系统的设计应根据被保护对象的风险等级,确定相应的防护等级,满足整体纵深防护和局部纵深防护的设计要求,以达到所要求的安全技术防范体系。设备间在作为建筑通信线缆入口使用的情况下,还可作为楼外铜缆与电信部门引入电缆分界点安装主保护器的场合。设备间内线缆的敷设方式,主要有活动地板、预埋管路、机架走线架和地板或墙壁内沟槽等方式,应根据房间内设备布置和缆线经过走向的具体情况,分别选用不同的敷设方式。15.10综合布线系统综合布线系统(1)活动地板方式这种方式是缆线在活动地板下的空间敷设,因地板下空间大,电缆容量和条数多,路由自由短捷,节省电缆费用,

225、缆线敷设和拆除均简单方便,能适应线路增减变化,有较高的灵活性,便于维护管理。但造价较高,会减少房屋的净高,对地板表面材料也有一定要求,如耐冲击性、耐火性、抗静电、稳固性等。15.10综合布线系统综合布线系统(2)预埋管路方式这种方式是在建筑的墙壁或楼板内预埋管路,其管径和根数根据缆线需要来设计。穿放缆线比较容易,维护、检修和拆建均有利,造价低廉,技术要求不高,是一种最常用的方式。预埋管路须在建筑施工中决定,缆线路由受管路限制,不能变动,在使用中会受到一些限制。(3)机架走线架方式这种方式是在设备(机架)上沿墙安装走线架(或槽道)的敷设方式,走线架和槽道的尺寸根据缆线需要设计,不受建筑设计和施工

226、限制,可在建成后安装,便于施工和维护,有利于扩建。15.10综合布线系统综合布线系统(4)地板或墙壁内沟槽方式这种方式是缆线在建筑中预先建成的墙壁或地板内的沟槽中敷设,沟槽的断面尺寸大小根据缆线终期容量来设计,上面设置盖板保护。这种方式造价较低,便于施工维护,有利于扩建。但在与建筑设计和施工协调上较为复杂。配线间(交接间)是干线子系统与水平子系统转接的地方。应从干线所服务的可用楼层面积来考虑并确定干线通道及楼层配线间的数目。15.10综合布线系统综合布线系统7.管理子系统设计管理子系统设计管理是针对设备间、交接间和工作区的配线设备、缆线、信息插座等设施,按一定模式进行标识和记录的规定。内容包括

227、管理方式、标识、色标、交叉连接等。这些内容的实施,将为今后的系统维护、管理带来很大的方便,有利于提高管理水平和工作效率。用户工作区的信息插座是水平子系统布线的终点,是语音、数据、图像、监控等设备或器件连接到综合布线的通用进出口点。15.10综合布线系统综合布线系统综合布线管理人员可在配线连接件区域调整交接方式,通过安排或重新安排线路路由,让传输通道延伸到建筑物内部的各个工作区,并经信息插座连接应用终端。只要在配线连接件区域调整交接方式,就可管理整个应用系统终端设备,实现综合布线的灵活性、开放性和扩展性。规模较大的综合布线系统宜采用计算机进行管理,规模较小的综合布线系统宜按图纸资料进行管理。在每

228、个交接区实现线路管理的方式是在各色标区域之间按应用的要求,采用跳线连接。管理子系统中干线配线管理宜采用双点管理双交接。管理子系统中楼层配线管理应采用单点管理。15.10综合布线系统综合布线系统配线架的结构取决于信息点的数量、综合布线系统网络性质和选用的硬件。应根据光缆的芯数及规格、形式确定光端箱规格、形式。交接设备跳接线连接方式宜符合下列规定:对配线架上一般不经常进行修改、移位或重组的相对稳定的线路,宜采用卡接式接线方法。对配线架上经常需要调整或重新组合的线路,宜使用快接式插接线方法。15.10综合布线系统综合布线系统建筑物配线柜/架(BD)的规模宜根据楼内信息点数量、用户交换机门数、外线引入

229、线对数、主干线缆对数来确定,并应留出适当的空间,供未来扩充之用。在交接间内配线柜/架应留有一定的裕量空间以备容纳未来扩充的交接硬件设备。根据信息点(TO)的分布和数量确定交接间及楼层配线架(FD)的位置和数量,FD的接线模块应有20%30%左右的裕量。综合布线使用三种标记:电缆标记、区域标记和接插件标记。基中接插件标记最常用,可分为不干胶标记条或插入式标识两种,供选择使用。15.10综合布线系统综合布线系统色标用来区分配线设备的性质,标识按性质排列的接线模块,表明端接区域、物理位置、编号、容量、规格等,以便维护人员在现场一目了然地加以识别。对设备间、交接间和工作区的配线设备、缆线、信息插座等设

230、施,按一定模式进行标识和记录。管理是指线路的跳线连接控制,通过跳线连接可安排或重新安排线路路由,管理整个用户终端,以实现综合布线系统的灵活性。管理交连方案有单点管理和双点管理两种。15.10综合布线系统综合布线系统在每个管理区,实现线路管理的方法是采用色标标记,即在配线架上,将来自不同方向或不同应用功能的设备的线路集中布放并规定了不同颜色的标记区域色标场。在各色标场之间接上跨接线或接插线,这些色标分别用来标明该场是干线电缆、水平电缆还是设备端接点。这些场通常分配给指定的配线模块,而配线模块则按垂直或水平结构进行排列。若场的端接数量很少,则可在一个配线模块上完成所有的端接。在管理点端接时,可按照

231、各条线路的识别颜色插入色条,以标示相应的场。15.10综合布线系统综合布线系统综合布线系统的管理标识设计一般遵从商业建筑物电信基础设施管理标准(ANSI/TIA/EIA606标准)。AT&TUniformWiringPlan早期开发了一套单点和双点线路管理的标记方案,该方案以前是支持AT&TSystem85的安装而制定的。对一个工程应根据具体情况统一规定,以便于维护管理。在综合布线中,应用系统的变化会导致连接点经常移动、增加和变化。没有标识或使用了不恰当的标识,都会使最终用户必须付出更高的维护费用来解决连接点的管理问题。15.10综合布线系统综合布线系统建立合理的标识系统对于综合布线来说是一个

232、非常重要的环节,可进一步完善和规范综合布线工程。标识系统建立与维护工作贯穿于整个布线工程。标记是建筑物综合布线系统中很重要的一部分,应根据不同的应用场合和连接的方法,分别选用不同的标记方式。完整的综合布线标记应提供以下的信息:建筑物的名称、位置、区号、起始点。综合布线系统涉及的所有组成部分都应有明确的标识。它们的名字、颜色、数字或序号及相关特性所组成的标识应是可方便地互相区分的。15.10综合布线系统综合布线系统8.建筑群干线子系统设计建筑群干线子系统设计几幢相邻建筑物或一个建筑物园区间有相关的语言、数据、图像和监控等系统,可用传输介质和各种支持设备(硬件)连接在一起。其连接各建筑物之间的传输

233、介质和各种相关支持设备(硬件)组成综合布线建筑群干线子系统。建筑群干线子系统提供建筑群之间通信设施所需的硬件包括电缆、光缆和防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护设备。建筑群之间还可采用无线通信手段,如微波、无线电通信等。15.10综合布线系统综合布线系统建筑群干线子系统连接不同楼宇之间的设备间(子系统)可实现大面积地区建筑物之间的通信连接,并对电信公用网形成唯一的出、入端口。在进行建筑群干线子系统的规划和设计时,必须分析建筑群干线子系统的工程和范围与特点,考虑建筑群干线子系统设计的注意事项,符合建筑群干线子系统设计的基本要求。(1)设计注意事项建筑群干线子系统是智能化建筑群体内的主干传输线路

234、,在设计中必须注意以下两点:15.10综合布线系统综合布线系统1)建筑群干线子系统中除建筑群配线架(CD)等设备装在室内外,所有线路设施都设在室外,且建在有公用道路的校园式地区、街坊或居住小区内,故传输线路的建设原则、系统分布、建筑方式和工艺要求及与其他管线之间的综合协调等应纳入相应的建设规划内。在已建或者在建的居住小区内,如已有地下电缆管道或架空通信杆路时,应尽量设法利用。这样可使小区内的地下管线设施减少,有利于环境美观和小区布置。15.10综合布线系统综合布线系统2)因综合布线系统必须与外界联系,通过建筑群干线子系统对外连接,一般与公用通信网连成整体。必须从保证整个通信网质量来考虑,不应以

235、局部的需要利益为基点,而使全程全网的传输质量受到影响。建筑群干线子系统与一般小区内的通信管线要求相同。室外传输线路部分必须执行本地网通信线路的规定。建筑群干线通信线路一般有架空和地下两种敷设类型。架空方式又分为立杆架设和墙壁挂放两种。根据架空线缆与吊线的固定方式又可分为自承式和非自承式两种。地下方式分为管道缆线敷设、直埋缆线敷设和线缆沟缆线敷设方式几种。下面简要介绍直埋布线法。15.10综合布线系统综合布线系统电缆(或光缆)直埋敷设是沿已选定的路线挖沟,然后把线缆埋在里面。一般在线缆根数较少,而敷设距离较长时采用此布线法。直埋电缆应按不同环境条件采用不同程序铠装电缆,一般不用塑料护套电缆。电缆

236、沟的宽度应视埋设线缆的根数决定。线缆埋设深度,一般要求线缆的表面距地面不小于0.6m,遇到障碍物或冻土层较深的地方,则应适当加深,使线缆埋于冻土层以下。当无法埋深时,应采取措施,防止线缆受到损伤。在线缆引入建筑物与地下建筑物交叉及绕过地下建筑物处,则可浅埋,但应采取保护措施。15.10综合布线系统综合布线系统直埋线缆的上下部应铺以不小于100mm厚的软土或细沙层,并盖上混凝土保护板,其覆盖宽度应超过线缆两侧各50mm,也可用砖块代替混凝土盖板。电缆直埋布线如图15-64所示。图15-64电缆直埋式布线示意图15.10综合布线系统综合布线系统城市建筑的发展趋势是使各种缆线、管道等设施隐蔽化,故弱

237、电电缆和电力电缆全埋在一起将日趋普遍。若在同一电缆沟里埋入了通信电缆和电力电缆,应设立明显的共有标志。这样的共享结构要求有关部门在设计、施工,乃至未来的维护工作中相互配合、通力合作。这种协作可能会增加一些成本。此外,这种公用设施也日益需要用户的合作。故综合布线为改善所有公用部门的合作而提供的建设性方法将有助于使这种结构既吸引人,又很经济。15.10综合布线系统综合布线系统在选择最灵活、最经济的直埋布线路由时,主要的物理影响因素是土质、地下状况、公用设施(如下水道、水、电、气管道)、天然障碍物(如树木、石头)及现有和未来的障碍物(如游泳池、表土存储场或修路)等。当缆线与街道、园区道路交叉时,应穿

238、保护管(如钢管),缆线保护管顶面距路面不小于1m,管的两端应伸出道路路面。缆线引入和引出建筑物基础、楼板和过墙时均应穿钢管保护。穿越建筑物基础墙的缆线保护管应尽量延伸至没有动土的地方。15.10综合布线系统综合布线系统直埋缆线敷设安全,产生障碍的机会少,有利于使用和维护;线路隐蔽、环境美观;初次工程投资较管道电缆低,不需建人孔和管道,施工技术也比较简单,维护工作费用较少;不受建筑条件限制,与其他地下管线发生矛盾时,易于躲让和处理。直埋布线的选址和布局是针对每项作业对象专门设计的,且须在对各种方案进行了工程研究后做出决定。15.10综合布线系统综合布线系统建筑群的各种缆线敷设方式,都需要有一定的

239、条件和具体要求。故在选用缆线敷设方式时,应根据综合布线建筑群干线子系统所在地区的规划要求、地上或地下管线的平面布置、街坊或小区的建筑条件,对施工和维护是否方便及环境美观要求等诸多因素综合研究,全面考虑,选用其中一种或上述几种的组合方式。如在同一段落中有两种以上的敷设方式可选用时,应在作技术经济比较后,选用较为合理的敷设方式。15.10综合布线系统综合布线系统在设计之前应通过现场勘察了解整个园区(建筑群)的基本情况,掌握第一手资料,包括园区的大小、建筑物的多少、各个建筑入口管道位置、园区的环境状况、地上地下是否有障碍物等,在充分调研的基础上综合确定出科学合理、切实可行的线路路由方案和缆线敷设方式

240、。(2)设计步骤建筑群干线子系统的设计可按照如下步骤来进行:1)了解敷设现场的特点。2)确定线缆的一般参数。15.10综合布线系统综合布线系统3)确定建筑物的线缆入口。4)确定明显障碍物的位置。5)确定主线缆路由和备用线缆路由。6)选择所需线缆的类型和规格。7)确定每种方案所需的劳务费。8)确定每种方案所需的材料成本。9)选择最经济、最实用的设计方案。注意:若涉及干线线缆,应把有关的成本和设计规范也列进来。15.10综合布线系统综合布线系统(3)设计要求建筑群各楼宇主干线缆,应根据各建筑对通信线路的要求进行设计。1)建筑群语音网主干线缆。对于建筑群语音网主干线一般应选用大对数电缆,因成本方面的

241、考虑,目前一般选用已远远能满足语音速率需求的三类的大对数电缆。其容量(总对数)应根据相应建筑物内的语音点数的多少来确定,原则上每个电话信息插座至少配一对两绞线,还应考虑预留不少于20%的富余量。15.10综合布线系统综合布线系统实际上,对于一幢大楼并非所有的语音线路都经过建筑群主接线间连接程控用户交换机(PBX),通常总会有部分直拨外线。对这部分直拨外线既可进入建筑群主交接间统一管理,也可结合当地电信部门的线路规划,采用单独的电缆直接经各自的BD就近直接连入公用市话网。建筑群主接线间程控用户交换设备与市话局中继线的确定应符合电信部门的有关规定,中继线数量通常需要与电信部门协商后才能确定,一般可

242、按总机容量的5%10%考虑。15.10综合布线系统综合布线系统2)建筑群数据网主干线缆。建筑群数据网主干缆线一般应选用单模室外光缆。因整个建筑群园区布线较为复杂,而光纤介质适应的网络技术种类较多,可扩展性最好,故应首先予以考虑。干线传输电缆的设计必须既满足当前的需要,又适应今后的发展。整座大楼的干线子系统的缆线数量仍然是根据各楼宇信息插座的密度及其用途来确定的。15.10综合布线系统综合布线系统从目前的应用实践来看,园区数据网主干光缆可根据建筑物的规模大小及其对网络运行速度高低的要求分别选择68芯、1012芯甚至16芯以上的单模室外光缆,室外光缆的类型以松套型、中央束管式为首选。另外,建筑群主

243、干缆线还应考虑预留一定的缆线做冗余信道,这对于综合布线系统的可扩展性和可靠性来说是十分必要的。建筑群数据网主干缆线当使用光缆和电信公用网接连时,一般也应采用单模光缆,芯数应根据综合通信业务的需要确定。15.10综合布线系统综合布线系统建筑群数据网主干线缆若选用双绞线时,一般应选择高质量的大对数双绞线。从CD至BD,当使用双绞线电缆时,总长度不应超过1500m。为保证网络信号的传输质量,建筑群和建筑物的干线电缆、主干光缆布线的交接不应多于两次。从楼层配线架(FD)到建筑群配线架(CD)之间只应通过一个建筑物配线架(BD)。3)建筑群各楼宇主干线缆的统计。最后,在各建筑物主干电缆、光缆确定的基础上

244、设计每根缆线两端(即主配线架的设备间端和设备间及建筑群接入端)的配线管理设备。并依此设计制作建筑群主干缆线及配线设备统计表格。统计表格应反映园区建筑物的多少,每根缆线的规格、容量、起点、终点,配线架规格、数量,并简要说明缆线敷设方式。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成是将智能建筑中那些分离的设备、功能、信息通过计算机网络集中为一个相互关联的、统一的、协调的系统,实现信息、资源、任务的重组和共享,实现一个安全、舒适、高效、便利的工作环境和生活环境。可以看到,系统集成是一种技术方法,实质是总体优化设计系统,目的是把原来相对独立的资源、功能和信息等集合到一个相互关联、协

245、调和统一的完整系统中,实现信息资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理,提高服务和管理的效率,为大厦的使用者与投资者带来经济效益和社会效益。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成15.11.1系统集成的意义系统集成的意义智能化系统集成不是各系统的简单组合,而是利用计算机网络技术和分布式数据库技术,以最优化的综合统筹设计,将各个子系统或设备有机地综合在一起,实现信息共享与综合应用,通过对大厦集中监控和管理,可以全面地利用大厦内的综合信息和数据,提高物业管理水平,降低大厦总体运行费用,实现对大厦内各类事件的全局管理,提高对大厦突发事件的响应能力,提供给用户更加安全舒适的工作环境,更高效的

246、办公条件。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成系统集成的意义还体现在节省投资、提供工程质量和降低工程管理费用等方面。早期的大楼,多数是分立系统,即各个子系统独立设置,分开管理,各子系统互不相关,硬、软件大量冗余,使得系统建设费用不断增加。而集成系统采用最优化的综合统筹设计,实现整个大厦内物理和逻辑上的硬件设备和软件资源共享,利用最低限度的设备和资源来最大限度地满足用户对功能上的要求,节省了大厦的投资。从工程建设的角度看,系统集成有利于工程实施和施工管理。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成因系统集成便于采用智能化系统总承包的施工方式,减少工程承包界面,便于各子系统间的界面协

247、调,提高工程质量、保证工程进度,为系统的一次性开通打下了坚实的基础,且大大降低了工程管理费用。细化到具体方面,系统集成的意义可总结如下:1)通过对智能建筑各子系统进行系统集成,可对通信、办公、给水排水、强弱电等各子系统进行集中监控,提高管理和服务效率,节省成本投入,降低运行和维护的总体费用。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成2)通过综合设计集成系统,可以优化总体设计,有利于智能建筑的工程实施和施工管理,并且能够减少各个子系统中的硬件和软件重复投资。3)通过采用统一的硬件和软件结构,使得操作人员和管理人员能够更加容易地掌握其操作和维护技术,使得智能建筑的管理日趋简单化、快捷化,方便操

248、作和维护。4)为业主或租赁户提供高效率、高质量的物业管理服务,提升建筑物的档次,使得建筑物能够售前升值和售后保值,使业主或租赁户形成一种以入住该建筑物为荣的心理。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成5)为业主或租赁户提供一条建筑物内外四通八达的信息高速公路,方便业主或租赁户能随时随地轻松快捷地通过大厦提供的信息高速公路获得他们所需要的各种数据和信息。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成15.11.2系统集成的内容系统集成的内容智能建筑中为了满足多种不同功能和管理的需要,建立了若干个不同结构模式和功能的智能化系统。比如对建筑内各种机电设备、安防、消防、停车场等实行监控和管理的

249、建筑设备自动化系统(BAS),用户大厦内各类信息共享和处理的办公自动化系统(OAS),及实施大厦内通信和网络管理的通信网络系统(CNS),其中BAS、CNS和OAS又是由若干个子系统组成。系统集成主要包括这些功能和接口独立的子系统自身的纵向信息与功能的集成和各种设备或子系统之间的横向信息集成。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成图15-65是集成系统的功能框图。图中,建筑集成管理系统(IntegratedBuildingManagementSystems,IBMS)是大厦内的中央管理层,通过公共通信网络将各个子系统集成到同一个计算机支撑平台上,建立起整个建筑的中央监控与管理界面。在这

250、个界面上,可方便、简单、快捷地实现对大厦内被集成的各个子系统实施监视、控制和管理。其中主要是管理,因系统集成的本质是信息集成,资源共享,目的是将相关系统的资源子网有机地组合起来,把信息分别传送到需要这些信息的地方,通过网络汇集各类信息,实现大厦管理自动化。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成图15-65是集成系统的功能框图。图中,建筑集成管理系统(IntegratedBuildingManagementSystems,IBMS)是大厦内的中央管理层,通过公共通信网络将各个子系统集成到同一个计算机支撑平台上,建立起整个建筑的中央监控与管理界面。图15-65集成系统功能框图15.11智能

251、建筑的系统集成智能建筑的系统集成在这个界面上,可方便、简单、快捷地实现对大厦内被集成的各个子系统实施监视、控制和管理。其中主要是管理,因系统集成的本质是信息集成,资源共享,目的是将相关系统的资源子网有机地组合起来,把信息分别传送到需要这些信息的地方,通过网络汇集各类信息,实现大厦管理自动化。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成15.11.3系统集成的实现系统集成的实现智能化系统集成要考虑各子系统、各设备间的接口和界面,包括硬件之间的通信接口,系统平台之间、应用软件之间的接口、协议和界面,及各类系统的施工配合界面等。从不同角度、不同层面看,智能建筑系统集成可分为三个层次:功能集成、网络

252、集成、界面集成。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成1.功能集成功能集成将原来分离的各智能化子系统的功能进行集成,并形成原来子系统所没有的针对所有建筑设备的全局性的监控和管理功能。功能集成主要分为以下两个层次:1)中央管理层的功能集成:是指集中监视、控制和管理功能,信息综合管理功能,全局事件管理功能,流程自动化管理功能,一体化公共通信网络管理功能等的集成。2)各智能化子系统的功能集成:BMS、OAS、CNS的功能集成。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成2.网络集成网络集成网络集成实质上是通信网络系统CNS在智能建筑中的具体实施,是通信设备与网络设备的结合,及通信线路和网络

253、线路的结合。由综合布线系统构成智能建筑的高速公路,由用户程控交换机和计算机局域网组成智能建筑高速公路上的红绿灯和交通指挥中心。网络集成侧重在网络和网络技术这两个方面。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成3.界面集成界面集成智能建筑系统集成的最高目标是将BMS、OAS、CNS集成在一个计算机平台上,在统一界面环境下运行和操作。一般各智能化子系统的运行和操作界面是不同的,界面集成就是要实现在统一的平台和统一的界面上运行和操作系统。界面集成实现的关键技术是解决各子系统在网络协议和网络操作系统方面的沟通和统一。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成智能化系统集成的模式有两种,一种是实

254、现BAS、CNS和OAS本身子系统的集成并实现各个子系统间相互集成的模式(IBMS),在这种模式中各类子系统均以IBMS为核心进行系统集成。IBMS运行于中央管理计算机上,是智能建筑的集成中心或总控中心,具有很强的信息处理与数据通信能力,以实现CNS、OAS和BAS等各个系统的信息汇聚,完成对其管理和控制的功能。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成另一种集成模式是以开放的建筑设备自动化系统为核心,实现与火灾自动报警系统、安全防范系统、一卡通系统及车辆管理系统等子系统的综合集成,兼顾CNS和OAS的系统集成,即BMS(BuildingManagementSystem)集成模式。该模式以

255、BAS为基础和平台,增加有关信息通信、协议转换和控制管理等模块,使智能建筑中各类子系统以BAS为核心进行集成,管理程序运行于BAS中央监控管理级计算机上,BMS除了可以与火灾自动报警系统、安全防范系统、车库管理系统等智能化子系统实现相关监测信息的通信和相关联动控制之外,15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成还具备与通信网络系统CNS和办公自动化系统OAS之间联网通信的能力,以实现三大子系统间的资源共享与集成的功能。这种集成模式比IBMS模式实现起来简单,系统造价也低,它不仅保证智能大厦具有安全、舒适、温馨、方便与灵活等特点,也具备发展到一体化集成的潜力。在GB 503142015智能建

256、筑设计标准中,针对我国实际,对于智能化系统的集成不提IBMS,而是按照现阶段技术可能,对于甲级、乙级智能建筑强调按照BMS方式集成,实行综合管理。丙级只强调各子系统进行各自的联网集成管理。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成4.IBMS的集成模式的集成模式(1)需求分析智能化集成系统设计的第一步是需求分析。具体地说就是通过调研,了解大楼的建筑规模、用途及用户对大厦基本功能的要求。不同类型的智能大厦,由于其用途不同,其智能化系统的总体结构也有所不同,比如金融交易型大厦侧重于可靠的安全防范、快捷的数据通信和信息服务;而普通的办公型大厦侧重于提高办公效率,加强日常管理等,因而设计时应根据大

257、厦的具体情况和实际需要制订出集成系统实施方案和集成的目标,确定集成系统的内容和性能,然后从集成系统到子系统,自上而下进行设计。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成(2)总体设计在进行集成系统总体设计时根据需求分析的结果,确定系统组成和各子系统的功能,优选技术与设备,将原本独立的资源、功能等集合到一个相互关联、协调和统一的完整系统当中,充分考虑硬件设备和软件资源的共享,综合考虑各智能化系统的网络结构、系统软件、子系统间的互联和互操作,考虑不同格式信息的共享。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成通过对系统组成的各个相关要素的调查、分析,配置IBMS的硬件设备(比如中央管理工作站

258、、数据库服务器、分布式网络管理服务器及主干网络设备等)和系统软件(配置集中监视、控制和管理、信息集成和综合处理、全局事件管理、通信与网络管理及物业管理等功能模块),设计IBMS与各子系统的界面接口,通过软硬件界面和接口的连接,使不同的网络结构和功能的系统运行环境最终能够运行在同一个计算机支持平台上,为用户提供一个完整系统解决方案。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成(3)子系统设计1)通信网络集成系统。通信网络系统是整个智能建筑信息交换的枢纽,它把大楼内语音、数据和图像等信息发送到分布在不同地理位置的接收点,并接收来自外界的信息。通信网络集成系统的内容有:程控交换机系统(语音系统及与

259、语音相关的服务)、数据传输及计算机网络系统(局域网间互联及局域网与广域网互联)、影像图像通信系统(会议电视、可视图文、多媒体查询等)、结构化综合布线系统、卫星通信系统等。通信网络集成系统的实现是以结构化综合布线系统为基础,以具有ISDN功能的数字程控交换机为核心,提供与公共通信系统的连接手段和方法,实现建筑物内部的综合通信网络。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成2)建筑设备自动化系统。建筑设备自动化系统的任务是提供给客户安全、健康、舒适、温馨的生活与高效的工作环境,并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。因此监控范围涉及的面比较宽,相应集成的内容也多,其中包括:空调系统、给水排水系

260、统、变配电系统、照明控制系统、电梯系统、停车管理系统、安全防范系统和火灾自动报警系统实施集成管理。建筑设备自动化管理系统可以与建筑设备监控系统采用同一个网络系统,共用一个监控管理站,运行相同的监控管理软件。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成安全防范系统也可以与建筑设备自动化管理系统同处一个网络系统中,对于安全程度要求不是很高的安防系统,其安防管理工作站也可用建筑设备自动化管理系统的监控管理工作站代替,但安防系统本身应为可独立运行的分布式系统,当系统中任何一个部分发生故障时,都不应当影响整个系统的运行。建筑设备自动化管理系统可以监视火灾自动报警系统状态,但火灾自动报警系统必须保证完全

261、的独立性,即能够在完全脱离其他系统或网络的情况下独立地正常运行和操作,完成自己所具有的防灾和灭火的能力。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成3)办公自动化系统。办公自动化集成系统的实质是把基于不同技术的办公设备用联网的方式集成为一体,将语音、数据、图像、文字处理等功能组合在一个系统中,综合处理和利用这些信息,来达到日常事务处理和行政管理的科学化和高效率,其中也包括高层次的信息管理与服务系统和更高层次的辅助决策支持系统。因为办公自动化系统是由信息通信系统支持的信息处理系统,它是与通信和计算机网络系统密切相关的,在建立数据通信系统的同时,也实现了数据交换和资源共享,所以其硬件设计内容实际

262、已包括在信息通信系统和计算机网络系统的设计之中。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成5. BMS集成模式集成模式BMS集成系统的目标是实现BMS与消防自动报警系统、安全防范系统、停车场管理系统等子系统相关监测信息的通信,监视各系统的关键设备和关键点,综合各子系统的状态信息,进行协调控制和管理;同时还应该具备与通信网络系统CNS及办公自动化系统OAS之间联网通信的能力,以实现三大集成子系统之间的资源共享与集成功能。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成比如考虑BMS与消防自动报警系统的集成,集成的目标是在BMS的平台上能够观察到火灾报警系统的相关信息,能随时显示火灾报警系统的动

263、态图像,实时、图形化显示烟感、温感等探头和手动报警器等的位置和状态,实时、图形化显示消防喷淋、消防水泵运转及过载报警等状态信息,根据防火要求完成与通风、供电等系统的联动控制。但消防控制命令必须由火灾自动报警与消防联动控制系统单独设置的控制室实施,该控制室实现独立的显示、控制和报警功能,同时在消防总控制台上,也可显示相关的、实时的BAS信息。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成故BMS应能提供与火灾自动报警与消防联动控制系统互联所必需的标准通信接口和符合国际标准的通信协议(比如BACnet等协议),并具备实现进一步协调控制与集成的功能。BMS与保安系统集成的目标是在BMS的平台上能实时

264、观察到防盗保安系统、闭路监控系统、出入口控制系统、巡更系统等系统的相关信息,比如大厦防盗系统的分布图和状态,防盗系统的撤防和布防;反映监视器的位置、状态与图像信号的闭路电视平面图;门禁系统平面图、门磁开关位置和状态;车库保安系统的分布图与状态;实时获得车库管理系统的状态和管理的实时信息,比如车辆的流量、车位资料、收费信息与主要管理信息。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成为此,BMS应提供与保安监控中心集成互联所必需的标准通信接口和符合国际标准的通信协议,并能进一步提供协调控制与集成所需的其他数据和图像等信息。BMS与CNS的集成目标是CNS为BMS间建立起良好的联网环境,一方面为B

265、MS提供安全、可靠、高速与多媒体的数字通信环境,接受并转发BMS集成所必需的各种信息,包括紧急广播与自动通告等;另一方面是向BMS提供CNS集成系统运行、经营与管理等方面的主要信息。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成BMS与OAS的集成目标在于实现保证大厦正常运行的现代化物业管理。其中主要应实现的功能包括设备管理(对设备的运行情况进行监测、控制预管理,比如自动跟踪设备的运行状态,当设备超限运行时,自动实现联动控制,并以图、文、声、光等多种方式报警,同时自动生成维修通知单与更换设备警示通知单,对维修所需要的各种器材进行相应的管理,维修费用生成后,应能与财务系统联网通信并结算)、多媒体

266、服务(采用多媒体技术,通过图、文、声、动画等多种形式。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成并可配合触摸屏来显示地理位置、动态图形、立体结构、建筑状态、租售状况等,以提高物业的管理水平和管理效果)、异常情况的报警(当发生火警、匪警、电梯故障、停电、停水等严重事件时,以警铃、警笛与光信号进行报警,同时全面记录事故状况、过程和处理结果)、文档管理(对所有物业的文档资料进行全面管理)、信息查询(能查询与物业有关的资料、统计数据、图形表格等,可以浏览大楼的建筑概况、平面图、建筑面积、使用面积、水、电、气等配合设施的安装、使用、维修和费用等各种资料)、15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集

267、成服务管理(职工考勤与统计、业务人员的管理、会议室预定与会场设施的管理、电子广告板及多媒体查询系统的使用管理、通信服务管理、出入控制系统管理、车辆运用、停车场泊位及计费管理、自动计量与收费管理等)。6.智能化集成系统的实施和评价智能化集成系统的实施和评价集成系统的实施第一步是选择集成商,该集成商负责系统从设计、订货、施工、培训到维护等整个过程。其中订货包括硬件设备的购置和制造及软件的编制或购买。现场施工包括安装设备、系统及应用软件。系统调试包括各子系统分调和整个系统总调。15.11智能建筑的系统集成智能建筑的系统集成评价集成系统主要通过系统的验收和审计工作来实现,并在此基础上提出系统改进和扩展

268、的方向。系统审计包括技术审计、财务审计和技术经济审计等。其中技术审计主要检查系统是否全部实现了预先所规定的功能、系统操作是否方便、通信与计算机网络是否达到预定的带宽、系统是否经常出现故障而影响运行、数据管理是否可靠、各类设备的可靠性如何等。集成系统的运行管理和维护工作是对系统的运行状态进行控制和记录并进行必要的修改和扩充,以便使系统充分发挥作用。思考题思考题1.对一个典型的智能建筑来说,建筑设备自动化系统具备哪些基本内容?2.简述建筑设备自动化的核心技术及其主要内容。3.简述通信标准的作用,并说明标准化自控网络通信标准的作用和意义。4.简述LonWorks技术的体系结构和基本内容。思考题思考题5.简叙建筑设备自控系统实现原理:1)中央空调机组监控系统。2)给水排水监控系统。3)变配电监控系统。4)照明监控系统。5)电梯监控系统。6.论述安全报警系统在智能建筑中的作用。7.简述火灾报警控制器的功能。思考题思考题8.简述火灾报警系统的联动功能。9.请简单描述综合布线系统的概念。10.相对于传统的布线系统,综合布线系统具备哪些特性?11.综合布线系统具有哪些子系统?各子系统分别具有什么特点?12.在智能建筑中进行系统集成应该注意哪些问题?本章完本章完 谢谢谢谢