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  • IBMS集成管理系统

    发布日期:2018-10-17 浏览次数:6322作者:

    IBMS集成管理系统对智能园区的智能化系统实现全局化的集中管理,将各集成子系统的信息在同一平台上,进行统一管理、统一监控和统一存储、形成统一管理界面,达到提高建筑物的综合使用功能和物业管理的效率,园区内设备处于高效、节能运行状态,提供一个安全、舒适、快捷的工作环境的目标。


    从广义角度看,包含人员的集成、企业内部组织的集成、各种管理上的集成、各种技术上的集成、计算机系统平台的集成等。


    从狭义角度看,系统集成的主要对象和内容包括人员的集成、硬件的集成、软件的集成、信息的集成等。


    系统集成的理论和实践意义就在于它能够最大限度地提高系统的有机构成、系统的效率、系统的完整性、系统的灵活性等,简化系统的复杂性,并为企业提供一套切实可行的完整的解决方案。


    1.系统设计

    1.1系统选择

    ?  传统系统的局限性

    随着自动控制技术、计算机通信技术的不断发展和人们对办公、生活环境需求的不断提高,楼宇自控系统也随之衍生出多种多样的系统结构。

    目前由于投资和技术原因,在智能楼宇中系统的网络设计结构不尽合理,因此,形成了以下几种类型的楼宇自动化集成系统。


    1) 最初,人们在大楼里引进自动控制设备的目的仅在于解决单一的问题,如空调的温度控制、大楼的能源管理等,以设计环境节省能源。与此相适应的,当时的方法是选用一些就地控制的设备来满足这种需要。此时的控制系统可以说是各自独立运行,无系统集成。如下图:


    图1、各子系统分立运行的网络结构


    2)随着大楼机电设备种类的日益丰富,就地控制的办法逐渐形成了控制设备规模过于庞杂、控制功能比较单一、维修保养麻烦的局面。为解决这样的问题,集散型的楼宇自控系统应运而生。它也是目前使用比较广泛的一种楼宇自控方式。它通过现场DDC实现可编程控制,大大丰富了控制功能,能同时满足用户各种特定的要求。同时,它借助于计算机通信技术,将DDC连成系统,进行集中管理,大大提高了系统的可靠性,减少了管理的工作量,因而受到业主的普遍欢迎。此时的系统集成初具规模,也就是目前所说的BA系统,集空调、照明、电梯、电气控制、给排水系统于统一整体的集成系统。


    图2、目前智能楼宇中常见的网络结构


    3) 随着系统监控功能的增加以及监控集成需求的进一步上升,传统BA楼宇自控系统的局限逐渐暴露出来。该系统作为单一机电设备整合系统,功能单一,集成软件平台不具备扩展能力,无法与安保、防盗报警等子系统集成。于是变出现了由专业集成厂家以专用的客户机/服务器(Client/Server)系统开发集成系统,扩充BA子系统的监控范围,将其他子系统的集成信息送入该子系统中。在该子系统中开发有关集成的画面。业主实际上又多了一套专业子系统,而且C/S模式下的监控系统本身存在着兼容性不够灵活的特点,这样不仅增加了成本,而且专业要求高,物业管理系统、用户办公自动化系统还是独立于该系统之外的。业主管理层人员要面对多个子系统进行操作,平添了不少难度。


    随着系统集成需求的进一步上升,传统智能楼宇监控系统的局限性也逐渐暴露出来,归纳起来,主要有以下几个方面:

    其一,传统的楼宇自控系统就其本质而言,仍然是一个封闭的系统。表现在通信协议上,各厂家的产品系列都自成一个体系,互相兼容性较差,甚至不兼容。而与此同时,现今大楼中的智能化系统越来越丰富,信息量越来越大。如能将这些信息进行共享,能产生单一系统无法提供的全新的使用价值,给用户带来额外效益。因此,系统间的集成正受到越来越多的业主的重视,并被用来作为衡量一个建筑智能化程度高低的标准。然而,对于一个封闭的系统来说,实现集成则意味着大量的接口软件开发工作,不仅开发成本高,而且因为接口种类多、单个接口重复应用量小,性能上很难达到设计要求。


    其二,随着计算机网络技术迅速发展,开放的、具备良好的兼容性的系统集成平台是必不可少的,传统的C/S模式下的系统集成平台,对其他子系统的集成度变得有些捉襟见肘,分布于智能建筑各个角落的高速以太网无法得以利用,客户端数量的授权模式也给业主管理层对系统的管理使用带来不必要的麻烦和投资上的浪费。


    其三,操作方面的便捷性也是不容忽视的。传统的集成系统因只做少数几个子系统的系统集成,如上图,BAS系统和物业管理系统、办公自动化系统平行独立运行,信息不能共享,业主需在浏览BAS系统结束时切换到物业管理系统中,必须先退出BAS系统,然后再打开另外的物业管理系统的桌面快捷方式,登陆操作,显得不和谐。这样的集成系统不能给业主带来集成的便利。


    ?  解决方案——开放系统的出现

    由上述分析可见,封闭的C/S模式的监控集成软件平台已经难当大任,在计算机网络技术普及的今天以及未来,楼宇自动化系统的集成平台应该是开放的浏览器/服务器(Browser/Server)模式,建立楼宇自动化控制的互联网、Intranet应用平台,借助于Internet/Intranet技术,可以轻松实现基于TCP/IP协议的互联网远程访问。


    ?  开放系统的技术特点

    楼宇自动化系统智能化监控网络Intranet系统的集成设计,基于内部Intranet之上,通过Web服务器和浏览器技术来实现自动化系统的信息交互、综合和共享,实现统一的人机交互界面跨平台的数据库访问。因此,可以做到局域网和远程信息的实时监控,数据资源的综合共享,以及处理和一体化的科学管理。


    智能化监控网络系统采用Internet/Intranet技术,以TCP/IP为基础以Web浏览器和系统集成结构化查询语言数据库为核心应用,构成智能化系统内统一和便捷的信息交换平台,各个自动化和信息子系统的实时运行信息可以通过网关上传到网络中心的系统集成服务器上,开设智能化监控网络站点。各监控管理人员均可以在授权下通过Web工具方便地浏览内部Intranet上丰富的实时工况。通过开放式数据库互联(ODBC)技术,将系统集成SQL数据库与办公自动化和管理信息数据库互连,提供综合信息与数据。


    由于选择了Intranet技术进行系统集成,智能化监控网络系统的技术模式获得了以下的系统优越性:

    1)通过简单统一的浏览器界面,可以访问监控系统网络上Web实时信息。


    2)采用开放的网络传输协议(如TCP/IP),用浏览器/服务器体系结构取代了客户机/服务器模式,可简化系统的复杂性。


    3)可以提供工作效率和管理质量,提高系统管理层决策把握和处理的能力。


    4)可以实现远程监控、管理操作及数据库访问。


    5)能增强与办公自动化系统和管理信息系统之间的数据交换能力,可通过防火墙实现与因特网(Internet)连接。


    6)系统集成可使用综合布线系统,网络扩展和升级容易,维护和培训工作较小。



    智能化监控网络Intranet系统集成采用开放、统一和先进系统集成技术,将一个复杂的实时系统内采用集散型控制系统和现场总线控制构成的数字化照明系统参数检测系统、安全报警系统、火灾消防报警系统、多媒体监视系统和空调自动控制系统等各子系统的运行信息,通过实时数据网关汇集到中央监控系统集成平台上。Intranet上的楼宇系统监控站点Web页面,可将各子系统的实时信息资源有机地组合起来,响应各监控浏览器的请求,把集成信息传递到需要的地方。监控人员通过信息导航和分析,可作出决策,并对整个系统进行优化控制,以达到高效、经济、节能、协调和安全的系统运行状态。


    智能化监控网络Intranet系统集成建立于符合标准的高速局域网上,因而区别与种类繁多、协议各不相同的工业总线和串并口通信。集成信息的共享应用通用标准网络传输协议TCP/IP,从而使不同的自动化控制系统均可实现集成。系统集成实现后,能根据要求通过公众远程网、广域网将集成的信息传送到其他远离中央服务器的地方,在远程浏览器上通过授权能实现管理、监督和维护整个系统的运行。由于网络通信协议的一致性,监控网络集成系统还可以为楼宇的物业管理信息系统和办公自动化系统留有接口。


    系统集成并不是取代各个控制子系统的功能,而是要最大限度地发挥各个子系统的专业功能以及各个系统与系统集成平台联网运行后所具备的功能。

    各个子系统分工和系统集成的定位如下:


    1)子系统不受集成的影响,以底层实时检测和控制为主,集成系统以上层监控为主。


    2)子系统操作站安装在专业控制室里,集成系统则可将Web页面发送到任何地点,包括远程地点的浏览器。


    3)子系统由专职值班人员监管操作,集成系统供系统主管和上级领导查看。


    4)子系统操作站只需要最少配置,以完成对设备的检测和控制为目的,集成系统则面向任意多个浏览器的远程请求而服务。


    5)集成系统可对一部分子系统的状态和参数进行设置,实现控制功能。


    根据以上分析以及园区建设的需求,我们建议采用开放的基于B/S模式的系统集成软件平台,以体现系统集成的优越性及开放性,系统的可靠性和可扩展性。


    1.2系统集成网络结构图

    根据系统集成平台的软件架构及特点,结合智能化园区的系统集成需求,配合网络拓扑结构图,拟订如下图所示配有系统集成软件的网络规划图:


    从该图中可以很清楚的看出,通过Internet技术可以构成智能楼宇的整个通信网络,将设备监控自动化系统、办公自动化系统和楼宇主干网连接起来,实现智能楼宇的通信自动化。


    整个智能楼宇中的网络主要分成两大部分:一是设备监控自动化控制系统的各个子网与集成;二是用户和智能楼宇物业管理中心组成的办公自动化系统的各个子网的集成,它们通过系统集成软件平台,实现实时数据与信息流的互换、共享。在这两个网之间还要加上一个高速主干网连接。该系统利用了园区内部四通八达的以太网络,配以集成软件的以太网核心技术,实现开放的,信息高度共享的集成目的。


    集成网络拓扑结构图


    依据监控系统功能要求和应用软件系统的兼容性、扩展性和跨平台性的要求,整个系统采用基于国际标准通用通信协议OPC、ODBC等多种协议方式并存的软件结构。系统数据传输原理如下图所示:其中黄色箭头代表数据流向。


    该系统按照设计要求采用以TCP/IP协议为基础的多叠式控制系统,在结构上分为三级网络。一级网络是管理网络,即下图中显示的网络结构;二级网络是控制网络,即各个子系统内部控制主机与控制器之间的数据传输网络;两级网络间通过WebAccess开放的标准数据接口如ODBC、DDE、OPC以及Modbus、Lonworks总线协议等实现与各子系统之间的数据共享。三级网络为基于IE浏览器的远程访问网络,充分利用Intranet、NAT端口映射及Internet技术实现局域网和互联网的远程访问和监控。



    数据传输原理图


    1.3集成功能实现

    1) 实时监视功能

    智能集成系统以WindowsNT为操作平台,采用全中文化的图形化操作界面监视整个系统的运行状态,以图文并茂的动态显示方式对现场的设备进行监控。

    集成系统软件能提供一个多任务的操作环境,使得用户可同时运行多个应用程序,在运行多个实时监控程序的同时可运行如Word或Excel软件,也可浏览Internet网页。

    为了维护系统的可靠性与稳定性,系统采用双机热备的架构,可实现在主机出现故障的前提下,备机自动切换投入运行,以实现智能建筑物的连续性持续监控。


    2)控制功能

    操作员可以在任何能够接入中央控制系统的地方,通过网络对现场设备进行手动控制,如设备的ON/OFF控制;通过选择操作可进行运行方式的设定,如选择现场手动方式或自动运行方式;通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。实现远程监控和现场监控操作。


    WebAccess系统对系统的操作权限有严格的管理,以保障系统的操作安全性。WebAccess系统对操作人员根据不同的身份可分为从低到高5个安全管理级别,不同的级别用户对系统的浏览和控制功能权限不同。


    3)全局数据共享

    办公自动化系统可以通过集成系统内的大容量实时关系型数据库共享楼宇设备系统中的各种信息。也可以通过网络技术实现系统间的集成。


    4)报警功能

    当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时,集成系统均产生报警信号,报警信号会以动画闪烁的方式始终出现在显示屏中,并且配合扬声器发出报警声音,操作员必须进行确认报警信号才能解除,但报警都将记录到报警记录中,供操作人员查看,并且可以对报警信息输出打印。


    集成系统提供多种报警信息提示方式,如动画显示、文本闪烁、多媒体声音、E-MAIL等,报警共分4个等级,99个优先级别。


    5)详细的数据记录查询功能

    本系统提供详细的历史数据查询功能,时间可以制定值班、日、月、年报表,方便用户查询,且能实时显示记录各种运行状态信息、故障信息、各种统计数据。


    6)特别的节能功能

    集成系统软件具有特别的排程功能,可按日历定计划,制订楼宇设备运行的时间表。可提供按星期、按区域及按月历及节假日的计划安排,实现系统节能。


    7)跨子系统的联动操作

    该集成管理系统中,系统主机可以监控全局的信息动态,各子系统之间也可以实现信息同步共享,实现跨子系统的联动,及全局事件的管理,以增强系统对大楼突发事件的高速响应能力。


    8)同MES系统、办公流程自动化系统协同工作

    建立应用系统和管理系统的通讯关系,实现两者之间必要信息的互通,将园区管理同办公系统有机结合,高效、准确、方便的实现系统间流程指令的发送,辅助相关人员决策。


    智能化集成平台的核心技术是对信息的采集、取用和综合管理,即对信息的集成管理。目标是以先进、成熟的信息技术、控制技术和管理与决策手段为依托,建成标准化的智能化园区。


    9)整合扩展Internet访问功能

    ?  支持3A访问

    集成楼宇系统基于Internet来实现信息交互、综合与共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问,真正做到局域和远程信息的实时监控,数据资源的综合共享,以及处理和一体化的科学管理。集成楼宇系统支持3A访问(Anywhere\Anytime\Anyplace,任何地点,任何时间,任何位置),可在授权人员方便的地方进行。


    ?  支持远程故障诊断与报警

    一旦将传统的智能建筑系统延伸到因特网上,建筑管理人员即便是在千里之外也可以完成他的职责,系统报警信息可送达有关管理人员的电话手机;提示系统运行状况。通过因特网,不仅可以完成监控职责,而且还可以进行远程故障诊断,可以通过因特网持续了解自己设备的运转情况,当设备运行在非正常状态时,可以采取措施避免事故发生,当然可以减少运行管理费用。


    ?  无线网络访问功能

    新的集成系统的另一特点是支持使用CDMA或GPRS无线网络技术接入集成系统,浏览系统结构,了解楼控系统工作状况,显示被控设备状态参数。并且可以在授权的情况下对运行参数做调整。

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