淺談bms智能建筑管理系統(tǒng)

廣東工業(yè)大學(xué) 鐘其源 楊 怡 許錦標

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淺談bms智能建筑管理系統(tǒng)

廣東工業(yè)大學(xué) 鐘其源 楊 怡 許錦標

【摘要】本文主要分析兩層構(gòu)架bms系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的特點，所用協(xié)議標準，主要節(jié)能方式，以及和普通控制系統(tǒng)的比較，確定bms無可撼動的地位。

【關(guān)鍵詞】bms系統(tǒng)；協(xié)議標準；節(jié)能方式

0 引言

bms系統(tǒng)全稱為智能建筑管理系統(tǒng)，可能并不為大家所熟知，但是隨著智能樓宇技術(shù)的成熟，bms系統(tǒng)扮演越來越重要的角色，并會走進每一片區(qū)域。今天我們就來看看它的強大之處。智能樓宇的本質(zhì)是系統(tǒng)的集成，包括軟件集成，功能集成及網(wǎng)絡(luò)集成，而bms更側(cè)重在弱電系統(tǒng)的集成，作為樓宇運行的核心系統(tǒng)，利用各種集成技術(shù)，通過各類通信接口把現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息采集，進行有效的監(jiān)控管，使大樓所有設(shè)備時刻處在高效、節(jié)能的狀態(tài)上。它如今地位不可小覷。它的優(yōu)勢體現(xiàn)如表1所示：

表1

1 bms樓宇自控典型系統(tǒng)分析

bms樓宇自控系統(tǒng)靠DDC和bms主系統(tǒng)來完成控制[1]，通過管理層網(wǎng)絡(luò)信息平臺，并通過信息通信，協(xié)議轉(zhuǎn)換和控制模塊將各個子系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)上傳至服務(wù)器，進而可以在操作站實現(xiàn)對整棟建筑物進行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理，無論信息點和受控點在不在同一個子系統(tǒng)都可以進行聯(lián)動。同時，便攜終端也可以訪問服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)，對設(shè)備信息進行瀏覽監(jiān)控。

如圖1所示，這種網(wǎng)絡(luò)采用了典型的集散控制系統(tǒng)兩層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，適用于絕大多數(shù)樓宇控制系統(tǒng)，上層網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場控制總線兩層網(wǎng)絡(luò)滿足不同的設(shè)備通信需求，兩層網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)控制引擎連接，它具有以下特點：

（1）底層控制總線[2]具有實時性好、抗干擾能力強等特點，雖然一般通信速率不高，但是全能滿足底層現(xiàn)場控制設(shè)備之間通信的需求。

（2）操作員站、工作站、服務(wù)器之間由于需要進行大量的數(shù)據(jù)、圖形交互，通信帶寬要求較高，而實時性要求和抗干擾要求不如現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)那么嚴格，因此上層網(wǎng)絡(luò)多采用局域網(wǎng)中比較成熟的以太網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建。

（3）絕大多數(shù)樓宇自控產(chǎn)品廠商在底層控制總線上都有些支持某種開放式現(xiàn)場總線技術(shù)（如由美國Echelon公司推出的LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)）的產(chǎn)品。這樣兩層網(wǎng)絡(luò)都可以構(gòu)成開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同廠商的產(chǎn)品之間能夠方便的實現(xiàn)互聯(lián)。

2 bms系統(tǒng)主要集成協(xié)議

各個子系統(tǒng)怎么接入bms系統(tǒng)的呢，主要是通過各種通訊接口把數(shù)據(jù)上傳，主要用到有3種協(xié)議：

（1）opc協(xié)議：opc(OLE for process control)技術(shù)[3]是由多家自控公司和微軟共同制定的，支持多種開放式的通信協(xié)議以滿足客戶對信息集成的需求。opc采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ脩舨辉傩枰懻撽P(guān)于集成不同部件的接口問題，為服務(wù)器/客戶的鏈接提供統(tǒng)一、標準的借口規(guī)范。形成一種即插即用的效果，成為連接現(xiàn)場信號與監(jiān)控軟件的重要橋梁。

（2）modbus協(xié)議：是Modicon公司為其plc與主機之間的通信而開發(fā)的串行通信協(xié)議，采用主從方式的查詢，同時定義了控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu)，不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的，它在規(guī)范性方面具有出色的表現(xiàn)，被用于很多樓宇設(shè)備。

（3）web service協(xié)議：把全世界的英特網(wǎng)虛擬為一臺計算機的環(huán)境，能夠用于web上的資源發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)管理及網(wǎng)絡(luò)，通常被用來實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間，以及本系統(tǒng)和其他管理系統(tǒng)之間的通信和數(shù)據(jù)交換。

圖1

3 bms系統(tǒng)的主要節(jié)能方式

bms系統(tǒng)須提供優(yōu)化的節(jié)能和能源控制軟件以保證系統(tǒng)投入運行后為業(yè)主減低運行成本，這些軟件的主要功能如下，對于這些功能bms系統(tǒng)軟件帶有相關(guān)的輔助工具，可由現(xiàn)場操作人員對相關(guān)控制邏輯進行編程及管理。

A.焓值控制：根據(jù)新風(fēng)和回風(fēng)焓值的比較改變新風(fēng)量的控制，對每種空氣源進行全熱值計算，分析對比各種空氣源并自動選擇，使得冷卻盤管獲取的冷量或增加的熱量最少，并達到最佳的冷卻或加熱溫度。

B.最佳氣動：根據(jù)人員的使用記錄，分析時段，保證人員進入舒適環(huán)境下時，提前打開空調(diào)各種設(shè)備，最短提前時間即為最佳啟動時間。

C.最佳關(guān)機：根據(jù)人員的使用記錄和使用情況，在保證人員全部撤離的最佳關(guān)機時間，不能提前關(guān)機影響人員的體驗的同時也節(jié)約能耗。

D.減少再加熱控制：對于使用集中供冷，分區(qū)再加熱方法進行溫度控制的多區(qū)單位空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)區(qū)域狀態(tài)計算再加熱需要量，并據(jù)此進行優(yōu)化，重新設(shè)定冷凍水最佳溫度（或冷盤管出口最佳溫度）的控制算法，最大限度的減少冷熱抵消所引起的能源消耗。

4 結(jié)束語

從上面它表現(xiàn)的特點來看，bms智能建筑系統(tǒng)必定會是智能建筑的方向，也是奔著4個小目標出發(fā)，分別是集中控制、分散管理，系統(tǒng)聯(lián)動，優(yōu)化運行。它以因特網(wǎng)為信息集成平臺，采用交互式的web技術(shù)，建立以B/S結(jié)構(gòu)為模式的計算模型，把生活中的各項公共服務(wù)的設(shè)施的運行情況以瀏覽器的方式呈現(xiàn)，讓人們實時監(jiān)控，無論從何角度，它都是智能生活，智能平臺的一個重要切入點。

參考文獻

[1]馬鴻雁,李慧昇.智能住宅小區(qū)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.

[2]章云,許錦標.建筑智能化系統(tǒng)[M].清華大學(xué)出版社,2007:1-2.

[3]沈曄.樓宇自動化技術(shù)與工程[M].機械工業(yè)出版社,2009: 45-47.

鐘其源（1992—），男，廣東湛江人，控制工程碩士，研究方向：智能樓宇。

楊怡（1992—），女，廣東湖南人，控制工程碩士，研究方向：智能樓宇。

作者簡介：