浅谈建筑设备监控系统的工程技术规范_建筑论文发表

分类：建筑设计论文发表时间：2011-08-05 08:12 关注：(1)

浅谈建筑设备监控系统的工程技术规范

周竹萌何清荣

摘要：建筑设备监控系统是智能建筑中的一个重要系统，是将与建筑物有关的暖通空调、给排水、电力、照明、运输等设备集中监视、控制和管理的综合性系统。建筑设备监控系统是以计算机局域网为通信基础、以计算机技术为核心的计算机控制系统，它具有分散控制和集中管理的功能。建筑物内诸多的机电设备之间存在着内在的相互联系，于是就需要完善的集中和自动化管理。建立机电设备管理系统，达到对机电设备进行综合管理、调度、监视、操作和控制，并达到节能的目的。

关键词：建筑设备监控系统技术规范

一、建筑设备监控系统的作用

(l)能提供整体监测，对机电设备故障作出即时察觉及分析，减少因小故障而引起的其它问题，同时节省时间和资金。

(2)配合自控系统的节能程式操作，减少不必要的能源浪费。

(3)提供防范性保养，对可能发生的设备问题作出事先维修。

(4)提高对楼宇的整体管理效率，节省人力和时间。

二、建筑设备监控系统的范围

（一）各系统简介

建筑设备监控系统所管理的设备主要是楼宇内所有的机电设备，包括暖通空调系统设备、给排水系统设备、电气系统设备、照明设备、运输设备等。

1.暖通空调系统

（1）空调系统。对各冷源系统（冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、制冷机组）进行监控，完成最佳台数运作；对冷冻水、冷却水之温差、压差及流量等进行监控；并在确保空气温度及新鲜度的情况下，实现最佳新风及外气节能调节。此外，还对楼宇空气环境进行相应的监测。

（2）通风系统。由常规通风系统及防排烟系统组成，包括厕所排风系统、地下室机房及车库送排风系统以及空调新风进风系统、防烟系统、排烟系统及加压送风系统。

2.给排水系统

由生活水系统、热水系统、排水排污等系统组成。

3.电气设备系统

(1)电力设备的监控。系统对电力设备采用监测的方式，对高低压配电柜、干式变压器、紧急发电机、各设备的状态及相关电力参数进行监测，有效容量控制、停复电自动切换控制、负荷投入的控制及报警等。

(2)照明控制。对楼宇景观照明、公共区域分组照明等进行状态监视、时序控制、光强与照度调节、故障报警。

4.电梯设备的监控

客梯、货梯、消防梯等的楼宇电梯的启停控制、运转状态、紧急状况及故障报警监测。

（二）建筑设备监控系统的标准

目前智能建筑中建筑设备监控系统包容的设备和子系统既多又复杂，同时不同厂商提供了不同的产品和支持系统，其通讯协议不同，造成通讯速率、编码格式、同步方式、通讯规程各不相同，因而使这些产品实现操作和系统的联调很困难。

如果系统中各种设备及子系统不进行互联而独立运作，则不能进行一体化协调运作，导致管理效率低、维修困难、扩展维护费用高。

智能建筑的和管理者迫切需要降低投入和提高效率。要使智能建筑的各子系统集成在一起，实现系统的设备集成和互操作，必须采取有效的方法，也即必须使系统具有真正的开放性。它具有两个要求：

(1)所有厂商必须共同遵守系统的技术标准和规范；

(2)同样功能的部件虽由不同厂家生产，但可以互相替换，可互操作。

目前国际上常用的两种开放式标准是LONMARK标准和BACnet标准。这两种标准在我国也得到了应用。

1.LONMARK标准

LONMARK标准是以LonWorks技术为基础的一套标准。LonWorks技术由美国Echelon公司20世纪90年代开发推出。LonWorks技术实际上是一种测控网技术，这种网络不同于局域网，更确切地说是一种工控网技术，也叫现场总线技术。它方便地实现现场传感器、执行器、仪表等的联网，传输数据量较小的检测信息、状态和控制信息。Echelon公司提出局部操作网LON(LocalOperatingNetwork)，采用LonTalk协议的LON网称为Lonworks网。

LonWorks技术最大的优点是其完全的开放性并具有高可靠性和低成本的优点，用于现场DDC之间的相互操作，其主要特点是：

(l)采用LonTalk通信协议，该协议遵循国际标准化组织ISO定义的开放系统互联OSI全部七层协议，网络协议开放，可以实现互操作。

(2)可在任何通信介质下通信，包括双绞线、同轴线缆、光纤和无线微波等，并且多种介质可以在同一网络中混合使用。

(3)网络操作系统结构可以使用主从式、对等式或客户机／服务器式结构。

(4)支持多种通信媒质和任意自由拓扑网络结构。网络拓扑结构可以是任意形式，星型、树型或网状型等，实现真正的点对点通讯。

但LonWorks技术在工程设计中也有其不足之处：

（1）LonWorks尽管在物理形式上可自由拓扑，但每个LonWorks节点需要连接到信道上，这样必须进行网络分段，在系统配置上必须增加路由器，这就增加了系统管理复杂度。

实际上在逻辑上增加了控制系统分级数，管理分级数越多，系统不可靠性就越高，系统的稳定性就越差。

（2）各厂商生产的元器件（如各类型传感器、控制器）必须插入固化有LonTalk协议的Neuron专用神经元芯片，导致行业垄断，造价较高。

可见，从技术层面讲，LonWorks技术给楼宇自控系统配置提供了又一选择，但目前受到各种条件限制Lonworks技术优势还不能完全发挥出来。

2.BACnet标准

BACnet标准是由美国暖通空调制冷工程师学会（ASHRAE）发起制定并得到美国国家标准局（ANSI）批准的网络通讯协议标准。BACnet标准也是由楼宇自动化系统的生产商、用户参与制定的一个开放性标准，是由ASHRAE学会综合几个局域网LAN的协议而制定的，并尽可能采用了LAN网络不同时期的成熟技术。

BACnet网络通讯协议标准规定了所有数据在网络中传输的一系列标准，包括使用何种线缆、如何发布指令、怎样得到温度信号、怎样发出警报等等。BACnet标准分为应用层、网络层、数据链路层和物理层4层技术规范，其技术的先进性与兼容性体现在：

（l）采用对象的概念。BACnet标准定义了18种对象类型，如模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、命令、设备、文件、回路等。每个对象又有许多不同的属性，如描述、单位、现时数值、范围等，对于未定义的设备，BACnet提供添加新对象的机制，从而具有良好的扩充性。

(2)用服务来完成某一设备从另一设备获得信息。网络信息的交流与获取通过服务来完成，标准中规定了6类35种服务，并且服务有优先级之分。报警与事故、文件传输、对象情况、远程设备管理、虚拟末端这6大类服务几乎包括了目前所有自控系统中所有的信息交换方式。

(3)有灵活的网络标准，BACnet网络模型中的数据链路层、物理层可以采用5种不同的技术，它们是以太网、ARCNET、MS/TP(Master一Slave/Token一PaSSing)、PTP(PointtoPoint)、LONtalk。其中MS/TP使用RS-485的硬件接口，传输速度在1kbps与77kbps之间，价格便宜。PtP网络使用RS-232标准，采用Modem和电话线等通信机制在两点之间传输信息，它包括数据链路建立、数据交互、数据链接终止三部分。

参考文献：

[1]胡崇岳．智能建筑自动化技术[M]．北京：机械工业出版社.2007(06)

[2]高强.基于模糊神经网络火灾只能报警系统的研究[D].沈阳航空工业学院.2008

[3]邹晓.基于ADO.NET网络数据库应用系统的并发控制研究[D].华东师范大学.2007

[4]程大章．智能建筑工程设计与实施[M]．同济大学出版社.2008(11)

[5]梁华等．建筑智能化系统工程设计手册[M]．中国建筑工业出版社.2005(03)

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