楼宇自控系统系统架构设计及功能说明.docx

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1、楼宇自控系统系统架构设计及功能说明1系统架构设计说明本工程的楼宇自控系统的配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则，构成一个符合工业化标准的集散型控制系统，并能体现系统的先进性、成熟性、开放性、标准化、可扩展性、安全性与可靠性。1.1 系统架构的开放性和可集成程度要求楼宇自控系统作为弱电系统集成工程中最重要的系统，其开放性与可集成程度对整个弱电系统集成工程至关重要。首先，楼宇自控系统出于控制与监视的必要目的，必须具有集成能力，便于集成大量的设备，这些设备可能使用开放的协议，也可能是非开放的私有协议；无论使用何种协议，楼宇自控系统必须有能力将其集成到自身系统中来。针对本工程,楼宇自控

2、系统需要集成的系统包括:变配电系统及模拟机专用UPS供电系统（三级）。除此之外，楼宇自控系统还需要对上一层面弱电系统集成进行开放，便于弱电系统对楼宇自控本身进行集成。我们仔细分析一下不难看出，对各子系统进行管理的原因除了各家都有自己的品牌、通讯协议、网络架构等等以外，系统集成商和建设者们考虑最多的应该就是系统的安全性的问题,也就是说各子系统自身出了问题不应该殃及到其它系统。然而对于我们系统集成商来说，站在用户的角度考虑问题才应该是我们工作的起点，业主或是系统使用者是多么希望能够在一个统一的平台上进行对自己的大厦或是建筑进行全面综合的管理，而不用在众多的计算机和操作平台之间进行繁琐的切换，同时这

3、样也能够充分的利用、发挥和共享各子系统的硬件设备和软件资源，使系统的配置不仅得到最大的优化，同时也大大的降低整个系统的造价成本。对于大厦的楼宇自控系统BAS来说，就需要对系统的开放性与可集成程度进行严格要求，只有在这种严格的要求下选择的系统，才可以为用户今后的弱电系统集成提供可能。系统具有的集成与开放优势如下： 数据库层面的开放支持系统支持多种业内流行的数据库，用户只需根据需要定制相关的软件。包括：MicrosoftSQLServer支持Oracle支持IBMDB2支持 对开放系统的支持楼宇自控系统对于业内开放的系统进行支持尤为关键。我们为用户提供的系统支持业内大部分的开放系统，如LonWor

4、ks、BACnetModbusC）PC等。 对私有协议的支持系统为非标准私有协议的连接提供了工具软件和应用程序编程接口（API）。开发语言为安全可靠、易于掌握的JaVa语言。这个强大的工具包可以让用户管理和集成多种协议。而且可以实现本地控制和通过网络进行远程管理。1.2 基于TCP/IP网络架构根据用户需求，本项目的网络架构应该是由两级网络和三级设备构成。系统网络结构模式是集散型控制的方式，由管理层网络和监控层网络组成。一级网络为管理层网络，实际可以是国航飞行模拟基地的计算机网络系统或单独搭建的专门用于BMS的局域网；二级网络为大厦的监控层网络。其中： 管理层网络：为TCP/IP的网络传输，数

5、据传输速率不低于IOMbPSo在这层网络上可连结服务器、操作站、BA网络控制器、以太网路由器及接口路由器。该层网络的主要功能是将大楼的机电设备进行集中管理并监控其运行。在最短的时间内传输大量的数据到网络服务器，及时完成数据采集任务，从而使网络服务器能够根据数据统计计算出合适的控制参数，保证可靠的通讯联接以及快速的响应速度。在此层网络中运行的主要建筑智能化设备包括：建筑管理服务器，设置在控制中心；建筑管理工作站，可以位于网络的任何位置；网络控制器位于控制现场、弱电竖井等位置；建筑管理客户机，位于网络的任意位置。 控制层网络：采用先进完善的现场总线技术，主要以LonWorks技术为主，遵守LonW

6、orks标准协议，数据传输速率78kbpso之所以采用LonWorks技术，是因为LonWorks技术的优势决定的。LonWorks网络支持自由拓扑、并且其网络接线无极性的区分，因此使用LonWorks网络搭建本工程的监控层网络，就意味着为系统具有最大的柔性，系统便于扩展、改变和维护。为今后系统的升级和维护提供了最大的便利。控制层中所有的设备控制器通过控制层总线以点对点的方式通讯，不依赖于上层设备。网络可连结实时性强的现场控制器，智能通信接口、智能仪表、LOnWOrkS变频器等。现场控制器(DDC)可独立实现现场控制和调节功能。在网络控制器下可支持运行LonWorks、BACnet(MS/TP

7、)、ModbUS等开放协议及其它私有协议。 网络控制器：两级网络之间通过网络控制器相联接。整体系统为分布式智能系统，在网络控制器(NC)失效时，各位于现场的DDC控制器均可独立地继续其正常工作。三级设备要求如下：第一级为中央工作站，设置在控制中心；第二级为通用网关和路由器，设置在各弱电竖井；第三级为直接数字控制器以及采集现场信号的传感器和驱动现场控制装置的执行机构，随被控设备就地设置。1.3 基于WEB和B/S的网络架构基于用户的需求与工程实际，我们选择基于WEB的网络架构，服务器和客户端的结构采用BrowserZServer(B/S)架构。传统的CIient/Server(C/S)结构是两层

8、的模式，即数据存取模块放在服务器一侧，在客户机一侧集中了用户界面和应用程序模块，用户界面和应用程序模块在设计时混为一体。随着Intemet的广泛应用，BroWSeI/Server结构应运而生，成为众多厂家竞相采用的一种技术。BrowserZServer结构其实也是一种Client/Server结构，它以WebSerVer为服务器软件，以浏览器为客户端软件。此外区别于一些BAS系统在C/S结构下提供的假B/S架构，我们提供的B/S架构是真正完全的B/S架构，在这种架构下，系统中可以接受的Browser客户端的数量没有实质性的限制。相对于C/S结构，B/S具有许多独特的优点: B/S是一种跨平台的

9、，一点对多点或多点对多点的应用软件结构，减少了开发人员在客户端的工作量，使他们可以把住意力集中到怎样合理地组织信息，提供客户服务上来。 B/S具有统一的浏览器客户端软件,不仅节省了开发和维护的工作量,而且方便了用户的使用。 在B/S结构中，客户端只需操作系统和Web浏览器，数据的查询，处理和表示都由服务器完成。和C/S结构相比，客户端变得非常瘦。 可以透明地跨不同的网络，计算机平台，无缝地联合使用数据库，超文本等多种形式的信息。 B/S运行下的Intemet易于设置，使用和管理。CIient/Server结构比较适合一些中小规模的系统,在客户端数量不是很大的情况下，C/S模式确是一个成熟的运行

10、环境，具有很好的可靠性和保密性。但随着业务规模的不断扩大，客户端数量的增加与区域范围的延伸，C/S结构会显得力不从心。而B/S模式因为前端只需浏览器，工作量不会由于客户端的增加而急剧上升，不会影响系统的可靠性。考虑到与外部Internet连接的情况下,可以建立一道防火墙，这样可以大大提高B/S结构的可靠性和保密性。1.4 采用功能强大、可以进行现场集成的网络控制器本工程采用网络控制器（NC）作为控制的核心以及管理层与控制层的连接件具有以下主要的优势及要求： 网络控制器应具有现场级别的集成能力 以往的集成系统大多采用在中央管理工作站进行集成的方式。由于中央管理工作站几乎全部采用PC作为硬件平台、

11、Windows系统作为软件平台，其稳定性难于保证。在这种情况下，对多个系统进行集成，并进行多系统的相互连锁将面临着无法解决的风险。 而网络控制器作为现场控制设备，具有PCZWindows结构的中央管理工作站所无法具有的稳定性，其设计可以保证设备长期稳定运行。其具备的控制与管理功能使得系统互联成为可能。因此，在网络控制器层面进行系统集成与在中央管理工作站集成具有所无法比拟的优势。 网络控制器应具有强大的控制功能 网络控制器提供了一整套简单通用的图形化编程工具，来完成应用程序的设计。用户可以通过图形化编程方式进行自由编程，易于编程使用。系统还提供大量经验证的JAVA功能控件，通过这些控件模块，使得

12、用户可以简单地编制出复杂的应用程序。 网络控制器自身提供了WEBServer 网络控制器具有可以让用户自定制的WEB用户接口，其内嵌的WEBSerVer为用户提供了方便的数据访问方式，即使脱离系统主服务器，网络控制器NC也可稳定地为用户提供WEB服务。因此系统主服务器与NC的WEB服务器组成了分布式的WEB服务布局，这样的分布式网络布局可以分散主服务器相对集中的服务压力与风险，使得整个系统更稳定可靠。 网络控制器安全可靠 网络控制器使用安全可靠的嵌入式架构，电子部件设计安全可靠。用户访问级别使得访问服务安全可靠。NC提供了分布式控制，具有极强的扩展性和稳定性。2功能说明 能源管理电的管理，在进楼电源主线上加装，带通讯功能的功率表，通过485线缆与楼控服务器连接，通过空楼软件采集功率表的数值，并存入计算机数据库，实现数据的统计功能，而且也导出EXCeI和PDF供用户使用。（程序如图：） 照明管理根据可见光源的大小控制楼道灯光的启停，在走廊中心位置安装光敏传感器，来采集光源，当光源小于可视光亮度时自动启动走廊灯光照明，无需人工参与，当光源大于可见光源时断开走廊灯的电源。同时当进入深夜时不需要太多光源时用户可设定时间来关闭多余的灯光，实现最大化的节能效果。