廣東工業(yè)大學 鐘其源 楊 怡 許錦標

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淺談bms智能建筑管理系統(tǒng)

廣東工業(yè)大學 鐘其源 楊 怡 許錦標

【摘要】本文主要分析兩層構架bms系統(tǒng)網絡的特點，所用協(xié)議標準，主要節(jié)能方式，以及和普通控制系統(tǒng)的比較，確定bms無可撼動的地位。

【關鍵詞】bms系統(tǒng)；協(xié)議標準；節(jié)能方式

0 引言

bms系統(tǒng)全稱為智能建筑管理系統(tǒng)，可能并不為大家所熟知，但是隨著智能樓宇技術的成熟，bms系統(tǒng)扮演越來越重要的角色，并會走進每一片區(qū)域。今天我們就來看看它的強大之處。智能樓宇的本質是系統(tǒng)的集成，包括軟件集成，功能集成及網絡集成，而bms更側重在弱電系統(tǒng)的集成，作為樓宇運行的核心系統(tǒng)，利用各種集成技術，通過各類通信接口把現(xiàn)場設備的狀態(tài)信息采集，進行有效的監(jiān)控管，使大樓所有設備時刻處在高效、節(jié)能的狀態(tài)上。它如今地位不可小覷。它的優(yōu)勢體現(xiàn)如表1所示：

表1

1 bms樓宇自控典型系統(tǒng)分析

bms樓宇自控系統(tǒng)靠DDC和bms主系統(tǒng)來完成控制[1]，通過管理層網絡信息平臺，并通過信息通信，協(xié)議轉換和控制模塊將各個子系統(tǒng)的運行數據通過局域網上傳至服務器，進而可以在操作站實現(xiàn)對整棟建筑物進行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理，無論信息點和受控點在不在同一個子系統(tǒng)都可以進行聯(lián)動。同時，便攜終端也可以訪問服務器讀取數據，對設備信息進行瀏覽監(jiān)控。

如圖1所示，這種網絡采用了典型的集散控制系統(tǒng)兩層網絡構架，適用于絕大多數樓宇控制系統(tǒng)，上層網絡與現(xiàn)場控制總線兩層網絡滿足不同的設備通信需求，兩層網絡通過網絡控制引擎連接，它具有以下特點：

（1）底層控制總線[2]具有實時性好、抗干擾能力強等特點，雖然一般通信速率不高，但是全能滿足底層現(xiàn)場控制設備之間通信的需求。

（2）操作員站、工作站、服務器之間由于需要進行大量的數據、圖形交互，通信帶寬要求較高，而實時性要求和抗干擾要求不如現(xiàn)場網絡那么嚴格，因此上層網絡多采用局域網中比較成熟的以太網等技術構建。

（3）絕大多數樓宇自控產品廠商在底層控制總線上都有些支持某種開放式現(xiàn)場總線技術（如由美國Echelon公司推出的LonWorks現(xiàn)場總線技術）的產品。這樣兩層網絡都可以構成開放式的網絡結構，不同廠商的產品之間能夠方便的實現(xiàn)互聯(lián)。

2 bms系統(tǒng)主要集成協(xié)議

各個子系統(tǒng)怎么接入bms系統(tǒng)的呢，主要是通過各種通訊接口把數據上傳，主要用到有3種協(xié)議：

（1）opc協(xié)議：opc(OLE for process control)技術[3]是由多家自控公司和微軟共同制定的，支持多種開放式的通信協(xié)議以滿足客戶對信息集成的需求。opc采用面向對象的方法，用戶不再需要討論關于集成不同部件的接口問題，為服務器/客戶的鏈接提供統(tǒng)一、標準的借口規(guī)范。形成一種即插即用的效果，成為連接現(xiàn)場信號與監(jiān)控軟件的重要橋梁。

（2）modbus協(xié)議：是Modicon公司為其plc與主機之間的通信而開發(fā)的串行通信協(xié)議，采用主從方式的查詢，同時定義了控制器能認識使用的消息結構，不管它們是經過何種網絡進行通信的，它在規(guī)范性方面具有出色的表現(xiàn)，被用于很多樓宇設備。

（3）web service協(xié)議：把全世界的英特網虛擬為一臺計算機的環(huán)境，能夠用于web上的資源發(fā)現(xiàn)，數據管理及網絡，通常被用來實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間，以及本系統(tǒng)和其他管理系統(tǒng)之間的通信和數據交換。

圖1

3 bms系統(tǒng)的主要節(jié)能方式

bms系統(tǒng)須提供優(yōu)化的節(jié)能和能源控制軟件以保證系統(tǒng)投入運行后為業(yè)主減低運行成本，這些軟件的主要功能如下，對于這些功能bms系統(tǒng)軟件帶有相關的輔助工具，可由現(xiàn)場操作人員對相關控制邏輯進行編程及管理。

A.焓值控制：根據新風和回風焓值的比較改變新風量的控制，對每種空氣源進行全熱值計算，分析對比各種空氣源并自動選擇，使得冷卻盤管獲取的冷量或增加的熱量最少，并達到最佳的冷卻或加熱溫度。

B.最佳氣動：根據人員的使用記錄，分析時段，保證人員進入舒適環(huán)境下時，提前打開空調各種設備，最短提前時間即為最佳啟動時間。

C.最佳關機：根據人員的使用記錄和使用情況，在保證人員全部撤離的最佳關機時間，不能提前關機影響人員的體驗的同時也節(jié)約能耗。

D.減少再加熱控制：對于使用集中供冷，分區(qū)再加熱方法進行溫度控制的多區(qū)單位空調系統(tǒng)，根據區(qū)域狀態(tài)計算再加熱需要量，并據此進行優(yōu)化，重新設定冷凍水最佳溫度（或冷盤管出口最佳溫度）的控制算法，最大限度的減少冷熱抵消所引起的能源消耗。

4 結束語

從上面它表現(xiàn)的特點來看，bms智能建筑系統(tǒng)必定會是智能建筑的方向，也是奔著4個小目標出發(fā)，分別是集中控制、分散管理，系統(tǒng)聯(lián)動，優(yōu)化運行。它以因特網為信息集成平臺，采用交互式的web技術，建立以B/S結構為模式的計算模型，把生活中的各項公共服務的設施的運行情況以瀏覽器的方式呈現(xiàn)，讓人們實時監(jiān)控，無論從何角度，它都是智能生活，智能平臺的一個重要切入點。

參考文獻

[1]馬鴻雁,李慧昇.智能住宅小區(qū)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.

[2]章云,許錦標.建筑智能化系統(tǒng)[M].清華大學出版社,2007:1-2.

[3]沈曄.樓宇自動化技術與工程[M].機械工業(yè)出版社,2009: 45-47.

鐘其源（1992—），男，廣東湛江人，控制工程碩士，研究方向：智能樓宇。

楊怡（1992—），女，廣東湖南人，控制工程碩士，研究方向：智能樓宇。

作者簡介：