BMS系统集成设计方案

楼宇设施管理系统(BMS)设计方案1.概述一座现代化的高档智能大厦，其中包括很多弱电系统，设置楼宇设施管理系统是十分必要的，可以实现综合信息处理、协调控制、提高管理水平的目的，并通过节能、综合的物业管理等多种方法提高整个系统的经济性。对楼宇设施管理系统，我们在设计上充分考虑先进性、安全性、实用性、可扩充性和可升级性。Ø先进性采用与技术发展潮流相吻合的产品，建立一个可扩展的平台，保护前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。Ø安全性本大厦的BMS系统运行的安全性，除符合相关的安全标准外、结合行业特点，还体现在信息传输及使用过程中不丢失、并不易窃取或截获。首先严格的网络等级操作权限和不同对象的查询范围，还通过措施实现网络的安全性，防止非善意的访问和恶意的破坏网络，网络设置不同基本的权限。Ø实用性以实用性为原则，采用合理的设计方案，充分考虑”超前”和”可扩展性”，结合，使系统的性能价格比达到最优，从而节省前期的投资。Ø可扩展性智能化过程技术在不但发展，用户需求标准将越来越高。因而BMS系统的设计和施工充分考虑将来扩展的需要，并提供与OA和CA的通信接口，以便在日后需要集成时集成起来。Ø开放性集成后的系统为一个开放性系统，提供标准数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。Ø模块化系统要严格按照模块化结构方式开发，以满足通用性和可替换性。采用模块化设计，分布实施的战略。Ø互连性这种互连性体现在传输媒体和结构化综合布线系统；各种网络设备的配置；各种网络互连设备的配置；以及各类机电设备、话音/视频设备和各类控制设备等的配置。子网之间互连采用TCP/IP协议。Ø可管理性集成系统是一个网络，随着网络规模扩大，网络管理十分重要。Ø可靠性提供可靠性和容错性高的系统，使系统能不间断正常运行，采取有效措施，防治系统的故障。以确保系统在发生任何故障和突发事件时，仍正常工作。设置BMS可以带来以下好处：Ø实现信息集中与共享，将大厦所有楼宇设施系统的主要信息收集到BMS管理中心，对各子系统集中管理，并建立统一的开放式数据库。Ø实现系统间的互操作，如联动控制等。任何一个联网的子系统可以得到其他子系统的信息，进行相应的联动等，互相协调配合，完成更多的工作，使整个系统的功能得到大幅度的提高。Ø实现统一的物业管理，如报表统计、能源管理、统计决策等功能。Ø增加系统的容错性，可以更加安全、有效地操作，集成系统可以了解所有子系统的故障状况，及时通知管理人员进行维护。Ø减少不必要的管理开销如大量的管理人员配备、不同专业的管理工作的协调、各子系统之间大量的资料互换等。提高投资的经济性。Ø可以为将来的业务发展提供良好的基础。2.江森自控提供的BMS的优势为实现楼宇设施系统的集成，可以采用江森自控提供的先进的开放式集成架构以及先进的系统集成技术，将楼宇的设施集成到BMS中来。江森公司系统集成的网络结构是国际标准的、通用的局域网络以太网Ethernet上。以智能楼宇管理系统BMS为中心，通过网络接口通信协议，采用DDE、OPC、SQL/ODBC技术，可将楼宇自控系统、消防报警、出入控制、巡更、防盗、闭路电视监控、车库管理等系统全面集成在一起，并实现统一的物业管理，同时提供与通讯自动化及办公自动化系统的接口，以便在将来实现进一步的集成。系统集成的功能不仅包括信息集成，各系统之间还能够进行联动，大大提供管理的灵活性。、使用高性能的服务器作为楼宇设施管理系统的中央服务器，将弱电系统信息动态传输到BMS上，建立中央SQL数据库，将动态信息存入该数据库中。在BMS上可以管理所有弱电系统的工作状态、收集故障报警、联动控制各个系统。江森自控的楼宇自控系统已与超过世界上一百多个厂家的1000多种楼宇机电设备和机电一体化设备直接联网并交换数据，并已完成2000多个联网项目，这在业界是首屈一指的。楼宇中现有的不同厂家的子系统和控制设备均可联网使用，从而有效地保护了业主的投资。“METASYS®COMPATIBLE”这个标志即代表了这些产品均可联网。江森自控提供的BMS的优势：1．该集成方法建立在高速的局域网LAN上，信息的共享采用国际通用的开放式网络传输协议TCP/IP，从而使各种不同的系统均可在同一网络上轻松地集成。2．采用最先进的OPC集成技术，通过OPCClient/Server的方式集成。3.由于系统集成在高速的局域网LAN上，可以方便地通过远程网WAN将集成的信息传送到其他地方，在远程工作站上可以通过授权，管理、监督和维护整个系统的运行状况。4．由于采用先进的局域网LAN，系统一级可以与综合布线系统集成，同时与大厦的其他系统如OA、CA联网集成。5．投资节省，性能价格比高。3.江森公司的BMS的新技术3.1.BMS服务器／操作站WindowsNT--本系统内所有的服务器及操作站均采用微软公司的WindowsNT32位操作平台，由于采用了微软的视窗平台，网络的管理以及所选用的应用软件均为开放式的。WindowsNT具有强大的网络管理功能，它的多重加密设计，能够防止故障侵害并保障数据安全，不同级别的用户或管理员有不同的口令，明确管理责任且使用时不造成因扰。ODBC(开放数据库互连)–ODBC是一个标准应用程序界面（API），用以在相关及非相关数据库管理系统（DBMS）中进行数据传输。ODBC赋予数据库独立性，由于通过使用标准API，应用软件可以读取存储的数据。ODBC已被工业广泛应用，它适用于大多数操作系统（如，Windows95,WindowsNT,UNIX®）。它还可与大部分各种计算机环境下的主机供货商提供的服务器及PC数据库产品支持的平台相兼容（如IBM®,Microsoft,ORACLE®,Novell®,及Lotus®）。SQLServer数据库，可以充分发挥WindowsNT的优点。提供表格的字段级加密，因此可以使表格中特殊项目仅供一定级别的用户查询。SQL数据库支持ODBC，因此能够使用VisualBasic、Access、Excel等图形形式的前端工具调用并分析数据。DDE(动态数据交换)--本系统支持微软公司的动态数据交换协议，允许各应用程序之间进行数据交换与存储，同时允许数据通过网络进行交换。OLE(目标连接与嵌入)--OLE(最先进的数据交换技术)已成为软件行业及微软最常用的标准方法，我们的系统支持OLE技术。COM/DCOM--共用目标模型／分散式共用目标模型，微软的目标定义标准－目标由标准化的数据及内部定义组成，这一特点使它在应用程序通过编程进行数据交换非常容易。ActiveX--本服务器内部具有ActiveX控件，方便执行控制或将程序代码嵌入另一个ActiveX目标/文档。ActiveX控件的特性使得它在应用程序中完成在程序或调用其它程序中执行特定任务显得非常容易。微软的Word，Access及Visio等强大的桌面软件都得益于ActiveX技术。ActiveX支持多媒体技术。客户／服务器的方式--应用程序之间基于网络上的客户／服务器设置,以保证数据的完整性，实时性及网络应用。3.2.网络Ethernet--IEEE802.3(10/100Base-T)--目前世界上最先进及普及的网络解决方案，本网络标准为广泛采纳的工业标准，已经过多次成功验证。支持多种传输介质，包括UTP/STP，同轴电缆，光纤及无线。网络的传输速率为10MB或100MB(自动切换)及支持1Gbit(千兆以太网)。大量新推出的网络产品将网络费用降低，保证网络系统适应不同安装下的不同形式。应用于局域网，广域网，路由器，网段隔离及关键路径冗余等。TCP/IP--传输控制协议/INTERNET协议，以太网上的该协议标准用于允许数据传输及路由。它提供在INTERNET/INTRANET上最基本的数据信息传输标准。3.3.集成技术OPC--OLE用于过程控制，微软最新定义的标准OLE/COM用于同许多数据源通信。对于本项目，它主要用于方便不同系统之间的数据传输。它定义了如何与BMS连接的标准。该标准描述了OPCCOM目标，它们之间的界面由OPC服务器来完成。OPC数据访问允许数据访问服务器。它保留服务器的信息并且作为OPC目标组的包装。OPC同时定义了当OPC客户发生特殊事件及报警情况时，OPC客户将被服务器注意的技术。另外，OPC同时定义了历史记录的存取，允许数据记录及趋势检索及信息总汇。OPC客户可以与由一个或多个供货商之OPC服务器联接。如图所示。OPC服务器由不同的供货商提供。供货商书写的代码决定了向每个服务器进行传输的设备及数据，也决定了数据的命名方式及服务器本身传输这些数据的详细情况。OPC服务器以组群形式向客户提供他们喜欢的方法组织数据。如，组群既可以某一操作员显示形式进行显示，也可以报告的形式进行显示。数据可读可写。在客户与组群的各项之间也可建立特别的联接，并可按需确定其可或不可。可指定组群中数据的时效性程度。每组中的客户可限定一个或多个OPC项。OPC的各项显示了在服务器中与数据源的联接。与每一项有关的是值、量及时间。BACnet--一种通信协议，由ASHRAE(美国标准空调工程协会)制定，用于楼宇自控及网络控制。它允许不同的楼宇自控及控制系统进行信息交换、发布命令及系统功能。江森公司是该协议的发起人积极参与制订BACnet协议，并且是协议测试委员会的成员。江森公司的BMS可支持Ethernet网上的BACnet设备，兼容级别为4级。江森可提供BACnet网关产品。LONwork--LONwork/LONmark由Echelon公司和LONmark互操作标准协会定义，用于局域网络。它是符合SNVT及SCPT的标准的通讯协议，本项目中，江森公司的现场控制器均采用LonWorks产品，实现点到点的高速体现。将会主要使用FFT-10接收发送，为78K波特传输速率。其它的LONwork产品使用不同的接收器可通过路由器连接。H.320--电视会议中使用的视频数据压缩标准，允许从CCTV系统出来的视频信号被压缩(编码)并通过多种介质网络传输。传输后视频将被解压(解码)，并被显视所需工作站上。以上所提及的技术及标准将会被不同部份的BMS合理采纳，以实现最合理的系统集成。4.BMS方案对该大厦的整体信息服务水平有很高的要求，即要求利用国际上现有的、领先的、成熟的计算机及网络技术及智能大厦系统集成的技术，在保证投资性能价格比的同时，尽可能地提高该大厦的系统集成水平。使其系统集成真正实现国内领先水平的、真正意义上的国内智能建筑的典范工程。在系统投入运行后，应满足业主对管理的需求，显著提高现代化运行及管理水平，并减少运行中的人力和资金的开销。使智能大厦的运行经济化，达到较好投资回报率。江森公司的BMS方案，是建立智能楼宇管理系统的中央服务器，即BMS楼宇设施管理计算机，将本大厦的楼宇自控系统、消防系统、出入控制、巡更系统及防盗报警系统、闭路电视监视系统、车库管理系统等集成起来，并提供物业管理的功能。BMS中央集成平台，不是对弱电系统功能与界面的简单重复，也不是对大厦所有子系统的所有配置系统的简单拷贝，而是将整个智能大厦监控及管理所需的重要信息综合起来，通过对各被集成子系统的信息的整合，生成大厦运行管理所必须的综合信息数据库，提供给大厦的物业管理，从而对所有全局事件进行集中管理，进而为综合性全局决策提供依据。因此，应实现在一台中央管理计算机上，可以得到所有弱电子系统的运行状况，并将所有关系到大厦正常运行的重要的报警信息汇集上来，得到统一的监控。并可以定期地输出对运行状况的报告，为大厦的经济运行提供可靠、完整的依据。同时，BMS集成平台的另一个重要的作用，是将所有子系统之间需要共享的数据收集上来，存储到统一的开放式数据库当中，如Microsoft的SQLServer7.0，使各个本来毫不相关的子系统，可以在统一的BMS平台上互相对话，因此实现了统一的向上集成，各个子系统之间不需要各自集成。这样，一旦某个子系统出现报警，其他所有相关子系统均可以从BMS中央数据库中达到该报警信息，并按照预先设置的联动方法进行联动，使各个系统的功能可以互相配合。4.1.BMS硬件结构BMS网络的设计采用了几种新技术和设备，如局域网交换器、100Base-T技术。为有效进行物业管理，BMS需与物业管理集成，建立一个物业管理计算机网络系统。BMS的网络结构图如下页所示。BMS网络包括BMS服务器、物业管理服务器、数据库服务器及通讯服务器，还包括与楼宇自控系统、消防报警系统、出入控制、保安报警、闭路电视监控系统、车库管理系统的集成，并提供对OA、CA的集成接口，以便日后实现IBMS的集成。4.2.BMS服务器BMS设置一台高性能的服务器，同时设置两块热插拔的硬盘，实现硬盘镜像冗余，保证系统的可靠性，磁带机可以用来进行数据备份和程序备份。操作系统选用WindowsNTServer4.0。WindowsNTServer提供了强大的网络管理功能，防止各种侵害并保障数据的安全。在BMS平台上配置江森公司的M5系统。M5是一套32位多平台多用户的上位机软件,它是以服务器/客户机形式工作，它是对Microsoft‘sCOM/DCOM,ActiveX,VisualBasicforApplication(VBA)最完善结合的产物，具有冗余备份，联锁控制，模块化，动态图形化等功能。M5包括以下模块：M-Graphic基于OPC基础上的图形用户模块。M-Trend基于OPC基础上的数据采集模块。M-Historian基于OPC基础上的数据记录模块江森公司建议在中央BMS配置以下模块:M-Graphic这样就可以通过图形化的人机界面将各个系统显示出来，这些信息既可以是文本形式的，也可以用动态图形符号方式反映设备的实时状态，从而使在中央管理工作站的操作员通过人机界面既可了解各子系统的状态和进行相关的控制与操作。M-Trend与M-HistorianM-Trend允许用户查看任何点值的组合，这些点值被定期地采集并存储在一个相关的M-Historian（历史数据库）中。对各种设备的现状、使用情况、维修情况等进行统计，形成各种报表，如定期设备维护通知单、日常工作日志统计等输出到打印机或文件上。BMS服务器具有的功能：●实时动态显示BMS所集成的各子系统经选择的设备状态、故障状态、各种参数值及报警状态；●当BMS各子系统有报警发生时，可联动其它系统的设备，进行必要的联动；●BMS上实时显示CCTV系统摄像机的实时视频信号；●BMS可将经选择的个子系统的数据动态存在BMS的SQL/ODBC数据库中，以便为物业管理等应用提供数据库；●制作统计报表，对各种设备的现状、使用情况、维修情况等进行统计，形成各种报表，如定期设备维护通知单、日常工作日志统计等输出到打印机或文件上。●异常报警显示，当有报警发生时可用不同的颜色表示，并不断闪烁，配以声音提示，进行自动告警。同时，系统自动记录当时情况和处理结果。可将报警信息输出在打印机上；●设备运行时间、能耗的统计；●具有远程通讯的功能，可以与远地建筑所采用的BMS进行通讯，同时实现远程的故障诊断；●具有与OA、CA的接口，方便日后的集成。与各子系统联网说明1.与楼宇自控系统的集成江森公司第一个在楼宇自控领域推出了MetasysOPC服务器－N1OPCServer。N1OPCServer作为服务器，可将江森的N1网上所有实时数据，包括江森的BAS所集成的信息，送至M-Graphics进行本地显示，并将数据提供给BMS用于集中监视与控制。N1OPC服务器主要用于实时监测、控制；Metasys数据库服务器主要用于实时数据采集、记录。实时控制在BAS的操作站上装入MetasysOPC服务器，同时在BMS上装入OPCClient，如图所示。图:BMS实时监控BASBMS可以通过OPC服务器，读取控制BAS系统所有点（AI,AO,BI,BO,AD,BD）,从而达到在BMS机上实现对BAS系统的监控。实时数据采集在BAS操作站上装入M-Trend，M-Trend可以将所需要的监控点以ODBC的格式存在当地的操作站，以便日后楼宇自控系统的操作员随时查询当时以及历史记录。利用M-Trend可以进行数据的趋势分析。方便对数据的查看。BMS操作站上的TrendWorX可以将BAS系统的数据以SQL的方式存入BMS上，以便于进行各种设备维护管理、报表管理等使用。实现功能江森公司采用以上的集成模式,可以将楼宇自控系统(BAS)中,BAS的所有监控信息及数据都可以传送到BMS中，通过GraphicWorX监视控制中心管理设备运行状态,通过M-Trend进行数据采集、存档。在BMS上具体实现的功能如下：●提供主要设备的启停、运行状态、故障状态等信息；●提供主要传感器所检测参数值以及过限报警的信息；●提供能源消耗的统计信息；●提供设备管理所需的各类报表文件。2.消防报警系统的集成江森公司的网络控制器除具有HVAC控制模块,还有消防报警联网模块,它可以直接连接BMS与消防盘(江森的IFC2020现场控制盘)，当网络控制器接入消防报警模块后，消防盘可以直接上到智能消防网络上，如图所示。消防报警系统集成图通过以上的连接,实现以下的功能：●提供温感、烟感探测器和手动报警器、破玻璃等报警器的位置和状态；●提供消防设备运行状况的信息及报警状态；●在BMS上可动态图形显示信息；●提供各类火灾报警探测器的报警统计,归类和制表；●消防报警时联动CCTV系统的最近的摄像机转到相应地点；●消防报警时联动出入控制系统打开相应的通道。江森公司也与世界上著名的消防供应商开发了集成模式，例如美国NOTIFIRE，瑞士西伯乐斯CERBERUS，美国新普利斯SIMPLEX。对于其他品牌的消防系统，江森公司也可以提供Integrator的方式集成，其它厂商的消防报警系统应提供一个开放的通讯接口，可以是RS－232或RS－485接口，同时应提供数据的表达格式，通过Integrator将所感知的重要报警信号，发送给BMS，以便BMS可以分析了解其数据内容。消防自动报警系统的联动方法，通常是采用较为低速的串行通讯方法。也有部分厂家采用较高速的通讯方式。通常智能型弱电系统必须具备一定的系统开放能力。消防系统与其他系统相比较为特殊的是，消防报警系统基本上都基本比较完善的消防联动接口，如对灭火喷淋系统、电动防火门、防火卷帘、防烟排烟设备及电动防火阀等的联动信号，同时对电梯系统、紧急广播系统发出联动信号。传统上，这些信号都是采用硬触点开关方式。比较易于实现。我国消防部门在验收系统时规定，要求配置较完善的消防控制设备，且要求其他系统不能影响消防系统的运行。因此我们的系统集成方案对消防自动报警系统是“只监不控”。完全满足消防法规的要求。同时又能够使大厦的中央管理控制中心对火警状况了如指掌。实现了较高水平的系统集成。3.与出入控制系统的集成软件结构是基于客户、服务程序，客户终端通过TCP/IP协议及ODBC到服务器读取/写入资料，物理层的连接。门禁系统采用标准的通讯协议，并提供其通讯协议，支持标准的TCP/IP协议。因为出入控制、防盗报警系统的数据库很重要，因此要求提供的数据库支持应支持ODBC的开放数据库，以便集成。BMS与门禁系统的集成方法是在BMS服务器上安装OPCClient，它可以读到门禁系统中的所有信息，并将信息通过SQL数据库存在BMS上，以实现信息共享和联锁控制，同时可进行各种管理。通过以上的集成,实现以下功能：出入控制子系统●提供所有门禁的状态；●可选择的开启每一道门；●提供管理所需的报表文件；●提供人员的考勤报表；●监视非法侵入的事件。当非法侵入发生时，如门磁感应开关被打开，或非法的持卡人被检出时，通知CCTV系统转动摄像机到预设位置进行监视，并进行录像；●当确认火灾发生时，及时封闭有关的通道，自动打开消防紧急通道和安全门的电子门锁，方便楼内人员的疏散。4.与巡更子系统的集成将会采用与门禁系统一样的方法，可以实现以下功能：巡更子系统●提供所有巡更路线的运行状态；●提供所需巡更站点的信息（太早、正点、太迟、未到、走错）。5.闭路电视监控系统的集成闭路电视监控系统是保安系统的重要组成部分之一。江森公司与联视的CCTV系统实现了集成。5.1控制信号BMS与闭路电视监控系统的集成是采用DDE的方式。在闭路电视监控系统的操作站上运行江森公司专为闭路电视监控系统开发的联网软件和CCTV系统软件。联网软件通过DDE的方式读取BMS的信息。当BMS收到报警命令后,传递到联网软件,联网软件将翻译成CCTV格式,实现摄像机的联动。控制信号的集成5.2视频信号方案一：在CCTV的操作站上运行CCTV系统软件，在BMS上运行Client软件，BMS通过同轴电缆与CCTV的矩阵切换器相连，使得BMS可以作为CCTV系统的一个操作站(主操作站的Client)，这样CCTV操作站所具有的功能，BMS均具有。这种方式最经济实用。方案二：视频信号可以通过网络传输，实现远距离的图像监控。如在CCTV系统配置CODEC,它是高性能的可视化通信解码器，此CODEC支持多媒体网络需求的相关标准：H.320,T.120,MPEG-1,H.324,可选用H.320格式。编码器的输出信号可以实现在世界各地的任何地方接收视频信号，提供了电视监控，远程传递，多媒体联网的功能。但此种方案费用较高。建议采用方案一。视频信号的集成(方案二)5.3功能系统集成功能包括：●根据BMS提供各个集成子系统的报警信息，可以启动预设的摄像机扫描相应地点，并进行录像；●当大楼发生火警时，将最接近现场的摄像机对准报警部位；●可以将指定的摄像机上的实时动态信号显示在BMS服务器的电脑显示屏上。6.与车库管理系统的集成车库管理系统一般均自成系统。较先进的系统都具备一定的网络通讯功能。通过局域网与BMS集成，可以向BMS传送停车库收费及管理信息。江森已开发了OPC的集成方式。通过装在车库管理系统操作站上的OPCServer，可与BMS实现集成。与车库的集成车库管理系统集成信息包括：●提供车库重要设备的运行状态,故障报警的信息；●提供有关各种收费的记录；●传送车库的车辆的流量、空位量信息，由此可以计算出停车场的利用率；●将重要侵入报警信息传送到BMS，以便其他系统进行相应的联动；●收费统计、资料存储。停车场管理系统，由于自成系统，由此BMS一般情况下，不需要较多的干预，集成系统只需采集一些必要的管理信息即可。停车场的重要报警信息可以传送到BMS，相应地联动闭路电视监视系统等进行监视，保障停车场管理人员、停车司机及车辆的安全。为实现物业对车库运营的管理，可将收费信息到BMS上，同时可进行统计及存储。7.与OA和CA系统的接口BMS