摘要：根據建筑物智能化系統工程的設計和科研實(shí)踐，提出智能化系統的主要技術(shù)問(wèn)題處理對把握系統工程整體性 能的重要意義，并對工程設計中的若干技術(shù)問(wèn)題分別進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞：結構 開(kāi)放性 綜合性 系統 界面 控制

　　設計是工程建設的先行官，優(yōu)化設計對確保技術(shù)先進(jìn)及工程質(zhì)量是至關(guān)重要的，本文的作者對工程設計中的主要技術(shù)問(wèn)題處理與業(yè)內人士進(jìn)行探討。

　　1、自動(dòng)化控制系統的結構

　　1.1自動(dòng)化控制系統的總體結構的基本框架

　　1.1.1系統基本結構分析

　　分級分布式自動(dòng)化控制系統的基本結構為二層總線(xiàn)型，即上層的信息網(wǎng)絡(luò )的通信總線(xiàn)（采用TCP/IP協(xié)議），下層的控制網(wǎng) 絡(luò )通信總線(xiàn)（采用RS485標準或LonTalk協(xié)議）。

　　信息網(wǎng)絡(luò )（以太網(wǎng)）的通信總線(xiàn)承擔管理信息與合成的控制信息的交換，是建筑物的信息主干網(wǎng)，在這級網(wǎng)絡(luò )中，采用 TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議），易于同下層控制網(wǎng)絡(luò )實(shí)現網(wǎng)絡(luò )間的集成。

　　控制網(wǎng)絡(luò )通信總線(xiàn)構建了以完成實(shí)時(shí)控制數據傳遞而實(shí)現對機電設備控制的自動(dòng)化管理網(wǎng)絡(luò )，該網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)性強，網(wǎng)絡(luò )數據信息共享，系統體系組合靈活，便于擴展及維護。其中RS485是被機電設備廠(chǎng)商廣為采用的控制總線(xiàn)接口標準，采用普通非屏蔽雙絞線(xiàn)為傳輸介質(zhì)，具有傳輸距離長(cháng)，傳輸速率高，控制點(diǎn)多，聯(lián)結方便，易于擴充等優(yōu)點(diǎn)；另一種為L(cháng)onTalk協(xié)議，是LonTalk技術(shù)使用 的測控合一雙向通信的控制總線(xiàn)所采用的協(xié)議，現場(chǎng)傳感器可直接聯(lián)入控制總線(xiàn)，簡(jiǎn)化了現場(chǎng)控制設備和方便了網(wǎng)絡(luò )的聯(lián)結，它已被列為美國標準ANSI135BACnet，作為控制總線(xiàn)的通信標準，絕大多數機電設備廠(chǎng)商已接受LonTalk技術(shù)，生產(chǎn)的產(chǎn)品均能互換。

　　上層的信息網(wǎng)絡(luò )通信總線(xiàn)和下層的控制網(wǎng)絡(luò )的通信總線(xiàn)，是構成自動(dòng)化控制系統總體結構的基本方式。

　　1.1.2自動(dòng)化控制系統應至少有以下基本的配置（本文僅列出中央控制級部分）

　　a.硬件：計算機系統，72小時(shí)備用電池等。

　　b.軟件：系統軟件（含網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、網(wǎng)絡(luò )操作系統），語(yǔ)言處理軟件，數據通信控制與管理軟件，數據庫及數據庫管理軟件，操作員接口軟件，CRT顯示格式及標準報告軟件，中央日程表軟件，時(shí)間/事件誘發(fā)程序軟件，能量管理軟件，與各相關(guān)單項專(zhuān)業(yè)控制系統聯(lián)網(wǎng)的軟件系統，其它必要的軟件系統等。

　　1.2自動(dòng)化控制系統技術(shù)發(fā)展

　　1.2.1單項設備系統專(zhuān)業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展

　　建筑物智能化系統工程中的設備監控系統主要包括：冷水機、空調機、鍋爐、電梯、配電柜、發(fā)電機、照明、消防報警、安全等設備系統，均由不同類(lèi)型的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商提供，由于這些類(lèi)別各異的設備專(zhuān)業(yè)獨立性強，對監控的工藝技術(shù)要求復雜，控制信息 的通信方式很不統一。因此，各專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商所近年來(lái)相繼對設備機組的自控系統進(jìn)行開(kāi)發(fā)，已先后擁有了智能化程度不同的設備自控體系（部分已形成較完整的系列化），并在網(wǎng)絡(luò )接口和與相關(guān)系統的通信技術(shù)方面，也有較大的進(jìn)展，先后推出了能以標準網(wǎng)絡(luò )接 口與其它系統間實(shí)現雙向通信的功能。采用單項設備專(zhuān)業(yè)化自控包，從設備優(yōu)化制度、提高可靠性、完善使用功能、降低經(jīng)濟成本等方面考慮，有很好的發(fā)展前景，同時(shí)，在與建筑物智能化系統總體的組合上，也具有重要的實(shí)際使用意義。

　　1.2.2自動(dòng)化控制系統與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

　　自動(dòng)化控制系統構成的內涵已被人們越來(lái)越具體地認識并接受，而支持其發(fā)展完善的基礎技術(shù)也以它不斷的進(jìn)步，不時(shí)地起著(zhù)啟蒙和先導作用，同時(shí)，商家和用戶(hù)也彼此交流，供需之間互相促進(jìn)，也推動(dòng)了控制技術(shù) 的不斷發(fā)展與完善�，F代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展及深層次介入，使基于電腦和通信技術(shù)的建筑物自動(dòng)化系統，能從單一平臺的運作，走向跨平臺的聯(lián)網(wǎng)，便系統的總體構成產(chǎn)生了新的飛躍。在積極推行“國際標準”和先進(jìn)“工業(yè)標準”的條件下，自動(dòng)化系統在控制網(wǎng) 絡(luò )中實(shí)現產(chǎn)品的互換及互操作、在信息網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現互通及互聯(lián)成為可能，系統具有良好的開(kāi)放性，能容納更多更新的產(chǎn)品。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)時(shí)互聯(lián)（采用Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò )軟件），為建筑物的智能化管理，提供了更為廣闊的空間。

　　因此，建立建筑物自動(dòng)化系統信息資源共享的網(wǎng)絡(luò )化體系，是順應時(shí)代要求的發(fā)展方向。

　　1.3自動(dòng)化控制系統的結構

　　a.控制層總線(xiàn)采用RS485標準，控制功能強，監控點(diǎn)多，傳輸效率高，它采取并行聯(lián)網(wǎng)的方式，互相獨立，點(diǎn)對點(diǎn)通信，系 統簡(jiǎn)潔，組網(wǎng)靈活，聯(lián)結方便，有益于長(cháng)距離傳輸及系統的發(fā)展擴充，該方式是集散型控制網(wǎng)絡(luò )的基本形式。

　　b.現場(chǎng)控制層中運用LonWorks技術(shù)的測控合一的雙向通信控制總線(xiàn)，采用該方式的現場(chǎng)受控裝置能直接納入控制總線(xiàn)的 層面，系統較簡(jiǎn)潔，組網(wǎng)較靈活，越來(lái)越多的國家以此為產(chǎn)品生產(chǎn)的通信標準。因此，凡有LonMark標記的產(chǎn)品，均能在系統中互 操互換，現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也為L(cháng)onMark產(chǎn)品創(chuàng )造了無(wú)限良好的空間，由此看來(lái)，它的開(kāi)放性方面在未來(lái)應用的發(fā)展上，顯然比前者有更大的吸引力。業(yè)內專(zhuān)家曾預測，建筑物自動(dòng)化控制系統的集散型控制網(wǎng)絡(luò )，將會(huì )以現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )為發(fā)展趨勢。

　　c.單項設備系統納入建筑物自動(dòng)化控制系統控制網(wǎng)絡(luò )層，從建筑物宏觀(guān)的角度而言，能使該類(lèi)控制系統更合理安全地工作，由于單項系統的基本控制功能已由自身獨立完成，中央站僅為有序地進(jìn)行管理，因此，它不占用中央數據庫的容量，簡(jiǎn)化了系統網(wǎng)絡(luò )的 信息傳輸與交換，使系統的自動(dòng)化管理的整體效果和單項控制功能更優(yōu)化了。該系統在單項系統工作環(huán)境復雜、自控要求高時(shí)，更能顯示它的優(yōu)勢，同時(shí)，也越來(lái)越受到工程設計者的歡迎。

　　d.綜合以上對建筑物自動(dòng)化控制系統控制網(wǎng)絡(luò )層的分析，在現階段的技術(shù)發(fā)展變革時(shí)期，各種技術(shù)方式在相當長(cháng)時(shí)間內還會(huì )存在。工程設計者應全面地分析、理智權衡，在工程技術(shù)上，工程設計者沒(méi)有必要固執地堅持某一種技術(shù)方式，更沒(méi)有必要見(jiàn)異思 遷地做新潮技術(shù)的追隨者。

　　2、自動(dòng)化控制系統的“開(kāi)放性”

　　“開(kāi)放性”是體現系統主要技術(shù)我的狀態(tài)之一。是自動(dòng)化系統技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，但應用于建筑物的特定環(huán)境里，對系 統提出“開(kāi)放性”的要求，使之實(shí)現更合理，對此有必要進(jìn)行全面的認識。

　　2.1“開(kāi)放性”含義的全面認識

　　a.自動(dòng)化系統“開(kāi)放性”，即是在不同供應商之間任意選擇具有最佳性能價(jià)格比的各種產(chǎn)品，使之靈活地組合為符合使用要求的完整的自動(dòng)化系統。因此，“開(kāi)放性”就是系統外聯(lián)的廣泛性，系統互聯(lián)的任意性。

　　b.提供“開(kāi)放性”的前提條件，須建立公認的通信協(xié)議，它定義了數據發(fā)送的接收工作的過(guò)程，規定了網(wǎng)絡(luò )中使用的格式、定時(shí)的方式、順序檢錯等，它使不同商家的機電設備的聯(lián)網(wǎng)接口，都符合統一的通信技術(shù)標準。目前，在建筑物智能化系統領(lǐng)域里， 適用于聯(lián)網(wǎng)方面的有美國標準（建筑物自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )BACnet（ANSI-135），適用于通信方面的有美國Echelon公司開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議（LonTalk），它們已被國際上眾多的廠(chǎng)商認可，并形成了發(fā)展的趨勢。

　　c.正如在本文“自動(dòng)化控制系統的結構”中所分析的那樣，在建筑物智能化系統中，以大量樓宇機電設備為主要監控對象的運行環(huán)境里，以RS485為集散型分布式系統，在適合控制網(wǎng)絡(luò )方面較之在“開(kāi)放性”方面具有領(lǐng)先地位的現場(chǎng)總線(xiàn)有無(wú)可比擬的優(yōu) 點(diǎn)，同時(shí)，由于各供應商自行開(kāi)發(fā)的RS485產(chǎn)品有很大的生產(chǎn)能力和應用市場(chǎng)，并具有不可忽視的商業(yè)性的優(yōu)勢。因此，它的準“開(kāi) 放性”效果在現階段應予以正視。

　　2.2“開(kāi)放性”的實(shí)際應用情況

　　a.采用BACnet和LonTalk協(xié)議，能實(shí)現互換互操作的LonMark標記產(chǎn)品，目前主要有兩種類(lèi)型：一類(lèi)為傳感器、執行器、繼 電器，即被稱(chēng)為單點(diǎn)分站；另一類(lèi)，是終端設備控制器（VAV、FCU、I/O等），被稱(chēng)為終端設備分站，這兩種類(lèi)型的實(shí)際運用都在系統適用性方面受到限制。

　　b.在樓宇設備自動(dòng)化控制系統中，對大型機電設備或其它類(lèi)似設備的監控點(diǎn)數量多，并需在同一個(gè)監控站實(shí)行監控管理，由于LonWorks技術(shù)對輸入、輸出點(diǎn)有限制，因此，在應用中采用LonTalk協(xié)議方式還不盡適宜。

　　c.由于“開(kāi)放性”互換互操作的要求，因此采用LonkTalk通信協(xié)議LonMar通信協(xié)議的LonMark標記產(chǎn)品的類(lèi)別及系列須具 有全面性、完整性，從目前情況而言，還存有一定的差距，尤其在確保產(chǎn)品的完整性、可選擇性和降低成本方面，還有待于一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。

　　d.網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，尤其是Internet通信技術(shù)介入，使自動(dòng)化控制系統的信息互聯(lián)及向上層次信息集成在路由和方式上， 開(kāi)創(chuàng )了嶄新的空間，為“開(kāi)放性”增添了新的發(fā)展生機。

　　3、布線(xiàn)系統“綜合性”的應用

　　3.1布線(xiàn)系統的“綜合性”是現代建筑工程的主要特征之一

　　對多種類(lèi)、繁雜的布線(xiàn)采用能滿(mǎn)足其各種技術(shù)使用條件并綜合為一體的配線(xiàn)方式，是適應建筑物內采用現代信息技術(shù)和智能化管理的需要，是技術(shù)進(jìn)步的體現，隨著(zhù)其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展使之不斷完善，將會(huì )促進(jìn)它更快地發(fā)展并使之得到更廣泛的應用。

　　3.2應用條件是建筑物布線(xiàn)系統設計的依據

　　關(guān)于布線(xiàn)系統的設計可歸納為以下主要問(wèn)題的處理：應用要求分析；應用環(huán)境條件調研；系統網(wǎng)絡(luò )框架構思；線(xiàn)纜容量計算；線(xiàn)纜規格選擇；配線(xiàn)設備配置等。整個(gè)設計過(guò)程，都是圍繞著(zhù)實(shí)際使用需求和應用環(huán)境而展開(kāi)的。不久前某國際上著(zhù)名的布線(xiàn) 供應商推出了TBIC（Total Building Integaration Cable）的建筑集成布線(xiàn)系統，更形象化地為建筑物智能化系統建造了一條通用信息高速通道，為智能化系統的所有信息的遠傳和分配提供了點(diǎn)到點(diǎn)的支持，具備了使所有信息接收、分配的能力，并使之成為繼 建筑水、暖、電力專(zhuān)業(yè)外另一個(gè)必不可少的通用信息基礎設施，這是一種十分富有吸引力的布線(xiàn)方式。當然，對一些規模較大的公共商業(yè)樓和通用性辦公樓，因存在以租（售）為使用對象的流動(dòng)性，及物業(yè)管理不盡到位的方法。智能化的各系統是否納入布線(xiàn)系統要 區別考慮，部分（因管理體制的緣故）可分開(kāi)，另外，在規劃垂直主干及水平系統時(shí)，也可采取分步到位。例如，從長(cháng)期來(lái)看，水平通道應盡可能預留，因水平管道受建筑條件限制影響較大，其它方面都需從長(cháng)遠角度來(lái)周全規劃。

　　3.3“綜合性”相關(guān)的基本條件不容忽視

　　合理確定建筑物內布線(xiàn)系統的布線(xiàn)方式，從布線(xiàn)的空間環(huán)境角度出發(fā)，使線(xiàn)纜使用、維護、擴展以及技術(shù)升級等能適應各類(lèi)智能化系統運行需要，并使各系統發(fā)揮更好的功能。它是布線(xiàn)系統“綜合性”效應體現不可忽視的重要方面。

　　4、智能化系統“綜合性”應用功能的提煉

　　4.1“綜合性”應用功能的意義

　　建筑物智能化系統工程，是基于應用環(huán)境條件下的各設備系統的組合。從對應于完整的系統工程應用功能的角度認識，它不僅僅是各單一系統互為割裂的使用，也不僅僅是簡(jiǎn)單數字迭加的功能合成，它應是不同類(lèi) 型技術(shù)上的互補，是各系統優(yōu)勢有機地合成和綜合性應用功能的增強，尤其是系統間信息集成的互聯(lián)，將使系統的功能應用層面提升到新的水平。

　　4.2“綜合性”應用功能提煉的基礎條件

　　工程設計者對建筑物智能化系統工程綜合性應用功能的提煉，應基于以下基礎條件：

　　a.應對本項目的功能需求作全面分析，并進(jìn)行梳理及歸納，其中關(guān)鍵的要點(diǎn)，是對技術(shù)上的可行性、單項技術(shù)的側重點(diǎn)、系統技術(shù)的合成性等方面要進(jìn)行針對性的構思。

　　b.工程設計者對設備系統技術(shù)要作全面理解，不僅僅包括對單項系統的基本性能、技術(shù)特征、運用條件、可實(shí)現的專(zhuān)業(yè)特殊性，尤其是對系統組合的技術(shù)優(yōu)勢的互補上，都應予以全面的把握。同時(shí)，對不同類(lèi)型系統設備的技術(shù)動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨向也應能予 以及時(shí)跟蹤及研究。

　　c.對系統工程實(shí)踐經(jīng)驗進(jìn)行總結，使設計者能在以后的設計中揚長(cháng)避短，因勢利導地解決工程設計中遇到的各種問(wèn)題。

　　d.對整個(gè)工程綜合全面思考。使設計方案能從功能需求的實(shí)現上，專(zhuān)業(yè)技術(shù)可行性上，并使系統在技術(shù)上的創(chuàng )新和發(fā)展上提高到一個(gè)新水平。

　　4.3應善于對智能化系統“綜合性”應用功能進(jìn)行的提煉

　　系統工程的綜合應用功能的提煉取決于系統工程的良好構架體，系統工程各單項技術(shù)特征的最優(yōu)發(fā)揮，以及工程設計者善于綜合的能力。它應是一種創(chuàng )意、一種對技術(shù)進(jìn)步的尋求，它無(wú)任何可照搬的模式，它已完全跳躍了單項設備技術(shù)之機械重復之局 限性。在一些規模較大、應用功能要求較復雜的建筑物智能化系統工程設計中，善于“綜合性”應用功能的提煉，對提高建筑物智 能化系統工程整體使用效果和降低經(jīng)濟成本更顯得十分必要。

　　5、智能化系統工程相關(guān)系統“接口”界面的技術(shù)控制

　　5.1必須引起重視的問(wèn)題

　　在建筑物智能化系統工程建設中，普遍存在著(zhù)諸如樓宇機電設備自控系統的控制器與受控設備之間、消防系統與安保系統的信息共享、消防系統的火警預報與滅火設備的聯(lián)動(dòng)控制、安保系統的各子系統間的控制信息互聯(lián)及各種控制技術(shù)自動(dòng)報警的聯(lián)動(dòng) 、以及各種管理信息集成的通信資源共享網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)、系統與系統之間的結合，這種相互的關(guān)系可歸納為二類(lèi)，即設備硬件間的連接和系統與設備、系統與系統之間的信息通信軟件方式的相聯(lián)，它們都需要對各自的“接口”界面進(jìn)行處理，以便良好運行，它是 把握系統工程成功與否的關(guān)鍵點(diǎn)，也是系統工程的技術(shù)難點(diǎn)。

　　5.2影響相關(guān)系統“接口”界面處理的因素

　　a.系統要求不明確、技術(shù)規則不統一；

　　b.技術(shù)不成熟，實(shí)際操作無(wú)保障；

　　c.各承包商工作的界面不明確，彼此推諉；

　　d.技術(shù)不可行，系統結合實(shí)為虛設。

　　5.3相關(guān)系統“接口”界面的控制方法

　　對系統“接口”界面進(jìn)行早期的技術(shù)控制，是相關(guān)系統結合最有效的方法，根據相關(guān)系統“接口”界面存在的問(wèn)題，提出 根治的方法，確保智能化系統整體功能的實(shí)現。

　　a.系統結合的功能要求應具體明確

　　對相關(guān)系統的結合的功能要求，應在可行性論證的基礎上，整體構思后，分別具體提出，并且須分別明確，嚴格落實(shí)到位。

　　b.“接口”技術(shù)及通信協(xié)議應統一

　　對相關(guān)系統結合的“接口”界面技術(shù)應標準化、統一化，尤其在通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò )構架等方面應明確要求，并分別予以限定性地具體化。

　　c.采用成熟的系統技術(shù)

　　工程中應盡可能避免首次性的研究或開(kāi)發(fā)，積極采納成熟技術(shù)系統技術(shù)，選用技術(shù)、服務(wù)皆?xún)?yōu)的設備及供應商，優(yōu)先推行有成功先例的系統應用體系。

　　d.推廣無(wú)縫隙的系統工程承包機制

　　在系統工程中，推廣以工程的設備系統、技術(shù)服務(wù)、工程實(shí)施為一體的全過(guò)程專(zhuān)業(yè)化服務(wù)的總承包機制，是具有良好技術(shù)保障的無(wú)縫隙工程實(shí)施方式。