李小杰（深圳市勝捷消防器材工程有限公司深圳518040）

BAS與FAS的通訊及其發(fā)展方向

李小杰（深圳市勝捷消防器材工程有限公司深圳518040）

闡述了現(xiàn)有的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）與消防工程的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）的關(guān)系，從技術(shù)上分析了樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)讀取的方式，并提出了兩者之間能夠無(wú)縫連接的發(fā)展方向。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System s簡(jiǎn)稱DCS）集散控制方式

樓宇內(nèi)的動(dòng)力、照明、空調(diào)、給排水、消防、安防、電梯、水池、屋頂、地庫(kù)、門禁等設(shè)備或控制信號(hào)，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的綜合系統(tǒng)稱為樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）。

而消防工程的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）是由消防控制設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域顯示器和火災(zāi)探測(cè)器、控制模塊、顯示模塊、報(bào)警器、警鈴等組成的控制系統(tǒng)，它僅僅是樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）的一個(gè)分支系統(tǒng)，服務(wù)于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS），共同完成對(duì)樓宇的監(jiān)控。

在20世紀(jì)80年代末到90年代初，我國(guó)的建筑行業(yè)飛速發(fā)展，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的系列產(chǎn)品也得到了蓬勃發(fā)展。但由于當(dāng)時(shí)國(guó)家體制與行業(yè)管理的各種原因，加之樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)又剛剛在國(guó)內(nèi)起步，消防工程的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、受到行業(yè)法規(guī)保護(hù)的系統(tǒng)，不強(qiáng)調(diào)參與到樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)里面來(lái)。因此，本應(yīng)屬于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的消防自動(dòng)化系統(tǒng)一直被單獨(dú)地分了出來(lái)。這樣，一方面，我國(guó)的消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)會(huì)獲得飛速發(fā)展，各類消防電子產(chǎn)品系列層出不窮，前景廣闊；另一方面，由于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的獨(dú)立性，對(duì)本系統(tǒng)外的各方面兼顧不夠，因此存在一定的封閉性，導(dǎo)致整個(gè)電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的不健康發(fā)展，也不利于消防電子產(chǎn)品與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的緊密結(jié)合，以及消防電子產(chǎn)品本身的更廣泛的、更具備升級(jí)性質(zhì)的發(fā)展。

隨著我國(guó)近幾年樓宇的發(fā)展，樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）各自不斷的完善與發(fā)展，越來(lái)越加速了這兩個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。

1 樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）的控制與形成

樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）是由管理層和自動(dòng)化層組成的。管理層就是中央管理計(jì)算機(jī)；自動(dòng)化層是由各個(gè)直接數(shù)字控制器（DDC）和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成的，也就是采用了集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，特征是“集中管理分散控制”，也稱為分布式控制系統(tǒng)（Dstributed Control Systems，簡(jiǎn)稱DCS）。即將任務(wù)分配給系統(tǒng)中每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的直接數(shù)字控制器（DDC），避免了因系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)設(shè)備的損壞而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。連接于同一網(wǎng)絡(luò)的多臺(tái)DDC控制器能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，分別執(zhí)行不同的任務(wù)或同一任務(wù)的不同程序段，不需通過上一級(jí)處理器，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來(lái)的危險(xiǎn)性高度集中的不足和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性。

安裝于中央控制室的中央管理計(jì)算機(jī)具有CRT顯示、打印輸出以及豐富的軟件管理和很強(qiáng)的數(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后，人機(jī)聯(lián)系困難，無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行（見圖1）。近年來(lái)，在分散控制系統(tǒng)日臻成熟的基礎(chǔ)上，樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)以新的控制和管理理論為基礎(chǔ)運(yùn)行優(yōu)化軟件，使分散控制系統(tǒng)逐漸變成一個(gè)集安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、控制和管理的綜合網(wǎng)絡(luò)。分布式控制系統(tǒng)（DCS）由于功能分散、負(fù)荷分散、故障分散、管理集中和易于擴(kuò)展的特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化管理過程，成為當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域最活躍的一個(gè)分支。

圖1 分散控制系統(tǒng)

2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）的控制與形成

改革開放30年來(lái)，我國(guó)的高層建筑不斷增多，消防規(guī)范不斷完善，人們逐漸認(rèn)識(shí)到消防這一領(lǐng)域的重要性。由于有了國(guó)家主管部門的強(qiáng)力參與，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）的技術(shù)規(guī)范也有了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。各個(gè)消防報(bào)警系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品差別不大，結(jié)構(gòu)比較統(tǒng)一，價(jià)格比較低廉，有的還具有兼容性。

消防系統(tǒng)的核心，是對(duì)報(bào)警中發(fā)生的任何火情及時(shí)感知，并根據(jù)級(jí)別給予報(bào)警或聯(lián)動(dòng)控制、處理。能在火災(zāi)初期或早期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災(zāi)探測(cè)器變成電信號(hào)傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位、時(shí)間等，使人能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施撲滅初期火災(zāi)，最大限度的減少因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，是人們與火災(zāi)做斗爭(zhēng)的有力工具。

消防聯(lián)動(dòng)控制器通過控制網(wǎng)絡(luò)，還可以對(duì)大廈所有相關(guān)的設(shè)備和儀器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，如：對(duì)防火卷簾、電動(dòng)門、電梯、消防水泵、風(fēng)機(jī)、固定滅火系統(tǒng)等等，下達(dá)啟動(dòng)或關(guān)閉的指令，并接收它們啟動(dòng)后的動(dòng)作信號(hào)，使火災(zāi)得到及時(shí)控制，使損失減到最低程度。

消防聯(lián)動(dòng)控制器是整個(gè)消防自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，它監(jiān)測(cè)整合控制網(wǎng)絡(luò)上的各種設(shè)備，并根據(jù)具體情況對(duì)各方面取得的數(shù)據(jù)加以匯總、分析、顯示。

3 目前樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警3系統(tǒng)（FAS）之間的通訊狀況

樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）的集成是指在樓控系統(tǒng)中有多個(gè)子系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，選擇合適的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件將各個(gè)子系統(tǒng)連成一個(gè)可流暢通信和協(xié)調(diào)工作的大系統(tǒng)。在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)控制的系統(tǒng)集成中，消防系統(tǒng)的信號(hào)與數(shù)據(jù)通過第三方網(wǎng)關(guān)接入樓控系統(tǒng)的中央管理工作站，目前有兩種連接方式可以與第三方設(shè)備通訊：一種是第三方的設(shè)備（消防設(shè)備）提供標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議（如：Modbus或BACnet），通過高接接口與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)連接；另一種是通過消防設(shè)備的上位機(jī)讀取。而消防系統(tǒng)由于控制器對(duì)外開放能力差，而且許多廠家也給不出標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，所以大多數(shù)的做法是通過上位機(jī)讀取消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)功能。其讀取的內(nèi)容有：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器工作狀態(tài)、探測(cè)器地址信息、發(fā)生火情時(shí)在集成工作站上自動(dòng)顯示相關(guān)的報(bào)警信息（包括火警位置及相關(guān)聯(lián)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)）。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）有很多的監(jiān)測(cè)點(diǎn)、控制點(diǎn)。各消防廠家生產(chǎn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器的結(jié)構(gòu)比較統(tǒng)一，容易形成產(chǎn)品重復(fù)化，傳輸數(shù)據(jù)也比較小，數(shù)據(jù)協(xié)議較為簡(jiǎn)捷，可以用一條網(wǎng)絡(luò)連接較多的監(jiān)測(cè)控制設(shè)備。但是，從消防體系的整體分析來(lái)看，其開放性非常狹窄，與外部連接是相當(dāng)不匹配的。雖然消防系統(tǒng)是基于他的控制網(wǎng)絡(luò)的能力，也具有分布式系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，增加數(shù)據(jù)的傳輸能力，具備了一定的與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)相互聯(lián)動(dòng)的能力，但是與樓宇自控系統(tǒng)飛速的發(fā)展是相當(dāng)不匹配的。

首先，樓宇自控系統(tǒng)已經(jīng)采用分布式控制方式設(shè)計(jì)，而消防系統(tǒng)基本上還是基于骨干控制網(wǎng)絡(luò)的能力，即使已經(jīng)具備了一定的與外部交互的能力，但卻往往比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰^弱，存在著痛苦的“瓶頸”問題。其次，消防系統(tǒng)的智能控制不具備向上組網(wǎng)的能力，容易形成閉環(huán)性，這其實(shí)不利于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的對(duì)接，也不利于消防系統(tǒng)以后的自身技術(shù)改革和升級(jí)換代，更不利消防系統(tǒng)本身的發(fā)展壯大。

4 樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)4（FAS）的發(fā)展方向

為了更好的繼承消防工程的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）已經(jīng)具備的優(yōu)良體系，又能使其與樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)（BAS）更緊密的聯(lián)系，也便于消防工程的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)今后更容易革新和升級(jí)換代，本人認(rèn)為可以采取以下幾個(gè)步驟：①進(jìn)一步增強(qiáng)消防系統(tǒng)向上組網(wǎng)的能力，使其具備能夠匯入其他骨干控制網(wǎng)絡(luò)的能力；②增加分布式控制方式的能力，使FAS與BAS的關(guān)系更加密切；③增加數(shù)據(jù)的傳輸能力，作為整個(gè)樓宇的自控系統(tǒng)有機(jī)的一部分完成整個(gè)樓宇的智能控制。

目前的一些政策規(guī)范尚未將消防系統(tǒng)與其他系統(tǒng)建立較為緊密的聯(lián)系。但是，消防系統(tǒng)是樓宇自控系統(tǒng)不可缺少的一個(gè)部分。前些年，由于消防系統(tǒng)的發(fā)展較快，各方面一度認(rèn)為消防系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。其實(shí)不然。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，其他系統(tǒng)（如：中央空調(diào)系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)PB禁等）已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，這就使得FAS與BAS必須更加緊密的聯(lián)系，以獲得共同發(fā)展。

事實(shí)上，目前國(guó)外許多國(guó)家實(shí)施的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)，已經(jīng)不再把消防系統(tǒng)看作一個(gè)特殊的分系統(tǒng)，而是采用分布式控制方式，把整個(gè)大廈的自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體。當(dāng)大廈竣工驗(yàn)收時(shí)，其中一項(xiàng)驗(yàn)收工作就是對(duì)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收，就包括消防驗(yàn)收，并不把消防系統(tǒng)作為單獨(dú)一部分來(lái)驗(yàn)收（例如加拿大的溫哥華）。

消防報(bào)警器的生產(chǎn)廠家現(xiàn)在慢慢也已開始認(rèn)識(shí)到樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的地位，已經(jīng)有廠家在生產(chǎn)消防產(chǎn)品過程中，在控制器之間使用了C-BUS總線技術(shù)，為以后介入樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)行技術(shù)上的儲(chǔ)備準(zhǔn)備。

而國(guó)內(nèi)一些正在發(fā)展的樓宇自控系統(tǒng)也已經(jīng)在物理上、協(xié)議上做好了與消防系統(tǒng)相聯(lián)接的技術(shù)儲(chǔ)備。如：美國(guó)Honeywell系列產(chǎn)品中的XL5000樓宇自控系統(tǒng)，已經(jīng)為消防系統(tǒng)的硬件與軟件產(chǎn)品提供了一個(gè)縱深發(fā)展的良好平臺(tái)。北京海灣集團(tuán)的GST系列產(chǎn)品也具備這樣的平臺(tái)。消防系統(tǒng)在我國(guó)仍然是一個(gè)方興未艾的系統(tǒng)，它與樓宇自控系統(tǒng)在集成上還是有差距的，及時(shí)的做出產(chǎn)業(yè)調(diào)整很有必要。■

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2011-03-08