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1.1.      系统概述

智能建筑的概念,在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 Hartford)市建成。我国于90年代才起步,但迅猛发展势头令世人瞩目。

智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。 当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术(即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)。 4C技术综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。

智能建筑应当是:

“通过对建筑物的4个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间的内在联系,以最优化的设计, 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”

建筑智能化的目的是:应用现代4C技术构成智能建筑结构与系统,结合现代化的服务与管理方式给人们提供一个安全、 舒适的生活、学习与工作环境空间。

建筑智能化结构是由三大系统组成:

l        楼宇自动化系统(BAS)

l        办公自动化系统(OAS)

l        通信自动化系统(CAS)

1.2.      标准及规范

      智能建筑设计规范》 GB/T20314-2000

      《智能建筑设计标准》 DBJ08-47-95

      《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92

      《中国采暖通风与空气调节设计规范》 GBJ19-87

      《中国室内给排水热水供应设计规范》 15-74

      《中国电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232-90-92

      《中国高层民用建筑设计规范》 GBJ45-90-92

1.3.      网络集成

按照当前的应用水平和国际发展的趋势,业主考虑选用标准化的、开放的系统。在此,我们向业主推荐英国Invensys公司的楼宇自控系统---Invensys ∑系统。

一方面,Invensys S 系统提供的集成控制器 (IC)可以方便的实现第三方系统设备的监控集成,第三方系统可以象 Invensys S 系统元件一样运行在 Invensys S 系统下,其互连性与 Invensys S 控制器完全一样,同样适用于 Invensys S 系统多样的拓扑结构,大大提升了第三方系统的价值。

另一方面,Invensys S 的信息能够导出至其它系统,其报表插件软件能够以多种方式提供Invensys S的系统信息。或者采用通用标准,比如开放数据库互连 (ODBC)Invensys S 系统也可以将系统信息以标准格式导入用户熟悉的软件包中,使整个会议展览中心的自控系统更现代化,高效化。

1.4.      系统的设置原则

    Invensys ∑系统具有以下显著特点:

    1高效可靠的网络结构

    Invensys S系统网络结构采用全主式配置,分别采用10M以太网和1.25MARCNET方式在主干网和子网上通过离散网络节点(DNN)进行数据传输,检测信息和控制指令的响应速度高。整个系统采用完全独立的智能操作站和“点到点”的事件驱动型智能通讯方式,它为本地设备控制提供快速处理能力,并保证了整个系统中数据的快速传送。

    Invensys S系统的主干网和子网都支持“双网热备”。也就是说,Invensys S系统的通讯选择极为灵活,控制器和DNN之间可以敷设两条独立的通讯通道,多通讯系统可以分担系统风险,维持通讯畅通。

    2先进经济的控制设备

    Invensys S系统中,控制器的设计灵活方便,每个通用控制器(UNC532)包含32个输入和输出功能点,集成控制器(IC)能够与多种硬件设备及第三方系统互连。编程初始化后,控制器不依赖系统中其它单元独立工作。每个控制器包含有时钟、日历和内存,允许完全单独操作。电源故障后,控制器内装的镍铬电池能提供90天的后备电源以保存控制器内的数据和软件。

    先进的双闪存技术支持操作系统双闪存数据在线热备份和永久保存所有设置数据和记录的累计数据,能够在不影响系统操作的情况下更新系统。

    3开放的操作系统

    Invensys S 系统是一个开放的系统,它采用开放系统互连OSI的模型,实现“管理”级的真正互连。其报表插件软件能够以多种方式提供Invensys S的系统信息。或者采用通用标准,比如开放数据库互连 (ODBC)Invensys S 系统也可以将系统信息以标准格式导入用户熟悉的软件包中。开放的信息表达方式确保 Invensys S 系统的数据可以无缝并存或并入其它非 Invensys S 软件包。

    信息并存、协作、分享和交换的唯一方法是所有的信息有一个通用的平台。正因为这样,标准就格外重要,而Invensys楼宇系统的策略就是采用并符合这些通行的标准。

    4强大的管理功能

    Invensys S系统管理级的基本功能是为用户提供楼宇管理系统的通道。通过不同的系统平台和相关软件模块的组合,系统配置相当灵活。

    Invensys S 系统的四大主要功能包括:

    配置及设立 Invensys S 系统规则。包括:方便操作人员日常运行操作,比如修改时间表等。

    Invensys S 系统向用户报告在控制过程中出现的任何异常,比如传感器检测到风管或水管中的流量异常。

    可以从 Invensys S 系统中抽取历史数据,生成管理报表、进行异常分析。 Invensys S 系统保留存储设备运行的历史记录,以及用户手动修改的记录。

    以功能强大的图形软件包为基础, Invensys S 系统以图形方式向用户生动展现楼宇设备的状态。

    所有楼宇设备通过 Invensys S 系统管理层,均以统一的视图展现在用户面前,从而满足不同楼宇设备和系统的管理要求。

1.5.      系统的构成原则

    1)可靠性

Invensys ∑系统是一个全分布式系统,所有的Invensys ∑系统控制器均是独立工作并能进行点对点通讯(Peer to Peer),控制器处于同等地位。由于具备了独立控制功能,使得子站在中央系统停止工作或某一控制器故障时,其它正常工作的分站也能彼此互相通讯,从而保证了控制的连续性和可靠性。此外,系统中的各级设备可通过网络通讯在同一时刻组成不同级别的集散控制系统或不同的组织结构形式,从而最大限度提高了系统的可靠性和灵活性。

    2)实用性

    Invensys ∑系统是真正的视窗软件系统,应用Windows2000/NT界面,操作简便,具有友好的人机界面。

    本系统有多种节能措施,如风机按预定的时间表运作,空调系统实时根据环境反馈参数控制冷水阀和风阀等,大大节省电量、水量及热量,以求获得更高的经济效益。

3)先进性

双网络

Invensys S 系统的子网和主干网都支持“双网热备”。也就是说,Invensys S 系统的通讯选择及为灵活,控制器和 DNN 之间可以敷设两条独立的通讯通道。

系统的远程登录

通过单个 或多个 Modem (Modem )Invensys S 支持灵活的 PSTN PSN 接入方式,将远程系统纳入整个 Invensys S 网络。Invensys S 系统支持系统远程接入,以此为基础,英维思楼宇系统为客户提供远程管理服务。

支持Web的系统

Invensys S 系统的设计采用最新的 Microsoft® Windows® 技术,支持 Web 和因特网接入。用户使用普通的浏览器工具就能够登录 Invensys S 系统。

通讯方式

Invensys ∑系统采用Ehernet方式构建主干网,传输速率为10Mbps;子网采用ARCnet方式构建,ARCnet是由美国Datapoint公司推出的计算机网络,称为增强资源计算机网络(ARCNET),具有良好的可靠性、高速率和可预见性,是一种非常实用的现场总 线和自动化层总线技术,在工业自动化领域应用广泛。

IP

Invensys S系统的所有元件均采用IP寻址方式。因特网协议(IP)是网络层 (第三层)协议,包含寻址信息以及数据包传送所需的控制信息。IP是因特网协议集中最主要的有关网络层的协议。IP与传输控制协议TCP是因特网协议集的核心部分。IP的两大主要功能:提供无缝连接,优化网络间的数据传输;因最大传输单元 (MTU) 容量的不同,打碎并重组数据包以支持不同的数据链路。

双映象记忆系统

    控制器的程序指令,就是控制器的操作系统,包含所有的智能控制算法和通讯管理。在Invensys S系统中,无需工程人员到达控制器安装现场,就能快捷更新控制器操作系统。控制 器接收到新的程序指令集后,在切换之新映象之前,控制器首先校验其有效性。控制器在新旧映象之间的切换称为“在线切换”。控制器的下载更新仅需短短几秒!

4)开放性

Invensys S系统的设计全部采用现今主要的“开放”标准;从技术上完全有能力应对未来的发展方向。Invensys S元件以“开放的”网络标准为通讯平台,可以互连组成不同的通讯系统。此外,Invensys S控制器采用先进的算法确保最大限度利用通讯带宽。

Invensys S选择性地抽取控制器中的记录数据存入ODBC数据库,确保Invensys S系统的数据可以无缝并存或并入其它非Invensys S软件包。这样, 用户就可以采用熟悉的标准数据库软件对分析这些数据了。

5)经济性

Invensys ∑实现了设备自动监控与管理,大大提高劳动生产率,使业主可缩减部分工程人员和管理人员,节约人员开资。系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行,既可节能,又可大大减少损耗,减少设备维修费用。

跟同类产品相比,Invensys ∑具有较高的性能价格比。

1.6.      系统基本性能

1Invensys ∑系统是一套尖端技术的楼宇自控管理系统,能使楼宇能源利用效率和楼宇设备的运行达到最理想的程度。它能减少设备运行费用,优化设备使用性能和创造更加舒适的环境,提高员工的工作效率。

    Invensys ∑系统能不断监测楼宇的各项设备和机组,收集数据和分析信息。在操作者允许范围内做出各种决定,然后用简单的语言、生动的图像及详细的图表做出报告。

    Invensys ∑系统建立在微电脑技术的基础上,采用最先进的现代通讯技术,允许多用户、多任务同时工作。

Invensys ∑系统可使用局域网(LAN)和广域网(WAN)的网络通讯系统,按照国际标准OSI7的开放系统进行连接,为大型和复杂建筑物(群)的监控提供了很大的灵活性。

    2Invensys ∑系统采用全主结构设计,点到点(Peer to Peer)方式运行,每台DDC站不依赖于终端或其他DDC站而独立工作。

    作为现场控制单元的DDC,系统选用32点的UNC532来设计,更方便布线,灵活安装。

    控制器自带镍铬充电电池 (连续慢冲),在电源故障时可为储存点文件的RAM 提供90天的后备电源,同时维持实时时钟(假定电池状态良好)

    3)控制器与传感器、执行器之间的信号线、控制线等都采用屏蔽电缆,减少信号干扰。控制器之间,包括控制器与控制器,控制器与离散网络节点之间采用Belden 87618762或同等规格屏蔽双绞线互连,离散网络节点因为要接入以太网,所以采用符合EIA/TIA T568B非屏蔽类55ab类线,直接接入。

4Invensys ∑系统通过网络接口单元(DNN)与DDC相连。DNN在终端和DDC之间转换信息,并由置于终端的“通讯管理员”管理网络上的通讯。例如:

       - 报警

       - 输入/输出值

       - 设定值

       - 事项纪录

       - 时间同步

Invensys ∑系统在日后的系统扩展工作中可以直接将DDC挂入网络,而不需要停止其余的DDC,方便快捷。

5)在DDC具有良好接地的基础上,系统电源连线在DDC屏蔽接地,所有连接到DDC的输入和输出(I/O)端子的连线采用屏蔽线,在DDC接地端子上屏蔽接地。

所有DDCDNNPIURS232都具有扼流保护,RS485具有保险丝,扼流和缓冲保护,光隔离。

 

 
 

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