浅谈大型建筑建筑设备监控系统及其集成的设计应用

刘珽锋

摘 要：文章主要介绍了建筑设备监控系统及其集成在大型建筑中的设计和应用。

关键词：建筑智能化 设备监控系统 集成

中图分类号：TU73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0007-01

在建筑智能化的子系统中，建筑设备监控系统（简称BA）及集成系统（简称BMS），因为涉及专业多、接口复杂、调试难度大，一直是建筑智能化系统设计及实施中的难点。本文以广州琶洲国际会展中心二期项目为例，简述在大型项目设计中遇到的问题和解决方案。

1 项目概况

琶洲会展中心位于广州，是目前亚洲最大的会展中心，二期工程于2006动工，总投资25亿元人民币，建筑面积近40万平方米。会展二期智能化系统工程包括了十三个子系统，总造价达2亿元。其中BA及BMS两系统合计造价达2000万元，规模国内少见。

2 系统设计遇到的问题

建筑设备监控系统主要功能是实现建筑设备的高效管理，实现建筑节能。会展二期内安装了大量的机电设备，这些设备广泛分散在建筑各区域内，包括空调通风、给排水、照明、供配电等常见设备及排烟窗、绿化喷灌等特殊设备。同时由于展馆属于重要展览场所，其机电设备运行要求高度可靠，一旦在展览过程中控制出现问题，后果不堪设想。因此，对BA系统的稳定性要求也远比一般商业建筑高。

3 系统设计

本项目BA总监控点数达23120点。由于系统监控设备量大，监控点多，将所有设备集中在一个管理中心是不可想象的。为分散监控风险，便于管理，本项目将BA系统划分为四个子系统进行建设，分别为空调监控系统、照明监控系统、中低压监控系统和综合设备监控系统。其中，空调监控子系统针对会展的中央空调系统相关设备进行监控，总点数近6000点，是整个BA系统的重心；照明监控系统对会展内所有公共照明、展馆照明和路灯照明进行监控，总点数7000多点；中低压监控系统负责对会展内9个配电房内的供配电设备进行监视，总点数8300多点；综合监控系统负责对电梯、盘管电源、排烟窗、水泵、绿化喷灌阀及机房环境等其他设备进行监控，总点数1700多点。这四个子系统均单独配置服务器和工作站，独立管理，同时又采用同一品牌和系列的产品，共用网络资源，可以非常便利地共享数据。经过系统细分，各子系统监控管理的点数更合理，系统稳定性大大提高。并且由于采用同一套产品，也不会增加集成和维护管理的复杂性。

4 总线选择

会展二期面积大，设备很分散，系统监控总线如采用传统两芯双绞线，会存在不少问题。一方面手牵手连接方式需要来回走线，加大总线长度，而双绞线总线超过1200 m必须增加中继器，而串接过多中继器会导致总线稳定性差，一旦中继器故障会导致整段总线通讯中断；另一方面两芯双绞线总线带宽较低，一般不超过76.8 Kbps，当设备监控量大控制器多时，系统反应更缓慢。因此，本项目选择以太网（LAN）总线作为主要总线形式，LAN总线的数据通讯带宽可高达10 MB，且采用星型连接方式，单个节点故障不会影响整个系统通讯，网络交换机通过光纤通讯，不再受长度限制。但考虑交换机造价较高，一些距离弱电间较远的控制器，我们也结合双绞线总线作为补充。

5 产品选择

会展二期的BA系统最终选用了霍尼韦尔的Excel 8000系列产品，该产品有IPC及SPC两种带32位处理能力的现场控制器，其中IPC是以太网控制器，采用开放性的BACnetIP通讯技术，支持点对点通讯，并内置BACnet IP路由，可支持连接3条独立MSTP总线，连接多达90个SPC。SPC是BACnet MSTP总线的控制器，同样支持点对点通讯。本项目BA系统共使用了222台IPC以及282台SPC以及644个EXPIO扩展模块，IPC由于支持复杂的HVAC算法，因此，主要用于监控空调机组等控制复杂的设备，同时也作为SPC的通讯网关，SPC则多用于照明、给排水等其他算法较简单的设备监控。另外四个BA系统的服务器间通过标准LAN连接，采用分布式系统结构（DSA），支持B/S和C/S两种管理方式，灵活方便。

6 网络稳定性措施

为保证BA系统LAN总线网络稳定性，采用独立的智能网，与其他办公网物理隔离。智能网核心采用双机热备，接入层交换机以双光纤链路与核心连接，任何单点故障不会影响网络运行。

7 集成设计

本项目的BMS以按需集成为原则，除集成BA外，还集成停车场、安防、消防、电子公告、漏电火灾报警等系统，BMS定位以数据采集为主，不干预子系统进行控制，避免控制冲突。由于集成BA监控点最多，为实现BA的无缝集成，BMS采用与BA同一品牌产品，其他子系统再通过接口开发集成，大大降低集成复杂性。BMS最终选用的是霍尼韦尔的EBI系统作为核心，EBI是工业级监控软件，可管理超过120000个监控点的实时数据库和SQLServer关系数据库。可以完全满足本项目的使用需要。

作为整个智能化的管理中心，BMS配置了2台服务器做双机热备。系统所有服务器均放置于带精密空调系统的计算机网络机房内，以保证其稳定工作。

8 结语

会展二期自2010年投入运营至今，经历了多届广交会的运行考验，BA及BMS均运转情况良好，得到业主的好评。可见，大型建筑的BA/BMS系统由于被监控设备量大，设备分布广，不能只在规模数量上的简单扩大，在设计上必须根据实际情况和具体功能要求，在结构、选型、集成设计上需要采取针对性措施，才能实现最佳效果。

参考文献

[1] 建筑智能化系统的结构与集成[J].重庆大学学报：自然科学版，2000，23（6）.