弱電工(gōng)程是電力應用的一(yī)個分(fēn)類。電力應用按照電力輸送功率的強弱可以分(fēn)爲強電與弱電兩類。建築及建築群用電一(yī)般指交流220V50Hz以下(xià)的弱電。主要向人們提供電力能源,将電能轉換爲其他能源,例如空調用電,照明用電,動力用電等等。
常用的建築弱電系統主要有以下(xià)幾種:
(1) 電話(huà)通信系統
實現電話(huà)(包括三類傳真機、可視電話(huà)等)通信功能;星型拓撲結構;使用三類(或以上)非屏蔽雙絞線,傳輸信号的頻率在音頻範圍内。
(2) 計算機局域網系統
是實現辦公自動化及各種數據傳輸的網絡基礎;星型拓撲結構;使用五類(或以上)非屏蔽雙絞線,傳輸數字信号,傳輸速率可達100 Mb/s以上。
(3) 音樂/廣播系統
通過安裝在現場(如商(shāng)場、車(chē)站、餐廳、客房、走廊等處)的揚聲器,播放(fàng)音樂,并可通過傳聲器對現場進行廣播;多路總線結構;傳輸由功率放(fàng)大(dà)器輸出的定壓(如120 V/120 Ω)的音頻信号,以驅動現場揚聲器發聲,傳輸線使用銅芯絕緣導線。
(4) 有線電視信号分(fēn)配系統
将有線電視信号均勻地分(fēn)配到樓内各用戶點;采用分(fēn)支器、分(fēn)配器進行信号分(fēn)配,爲了減小(xiǎo)信号失真和衰減,使各用戶點信号質量達到規範規定的要求,其布線爲樹(shù)型結構,且随建築物(wù)的形式及用戶點分(fēn)布的不同而不同;使用75 Ω射頻同軸電纜,傳輸多路射頻信号。
(5) 視頻監控系統
通過安裝在現場的攝像機、防盜探測器等設備,對建築物(wù)的各出入口和一(yī)些重要場所進行監視和異常情況報警等;視頻信号的傳輸采用星型結構,使用視頻同軸電纜;控制信号的傳輸采用總線結構,使用銅芯絕緣纜線。
(6) 消防報警系統
該系統由火(huǒ)災報警及消防聯動系統、消防廣播系統、火(huǒ)警對講電話(huà)系統等3部分(fēn)組成。
火(huǒ)災報警及消防聯動系統通過設置在樓内各處的火(huǒ)災探測器、手動報警裝置等對現場情況進行監測,當有報警信号時,根據接收到的信号,按照事先設定的程序,聯動相應的設備,以控制火(huǒ)勢蔓延,其信号傳輸采用多路總線結構,但對于重要消防設備(如消防泵、噴淋泵、正壓風機、排煙風機等)的聯動控制信号的傳輸,有時采用星型結構,信号的傳輸使用銅芯絕緣纜線(有的産品要求使用雙絞線)。
消防廣播系統用于在發生(shēng)火(huǒ)災時指揮現場人員(yuán)安全疏散,采用多路總線結構,信号傳輸使用銅芯絕緣導線(該系統可與音樂/廣播系統合用)。
火(huǒ)警對講電話(huà)系統用于指揮現場消防人員(yuán)進行滅火(huǒ)工(gōng)作,采用星型和總線型兩種結構,信号傳輸使用屏蔽線。
(7) 出入口控制系統/一(yī)卡通系統
使用計算機、智能卡門鎖、讀卡器等設備,對各出入口狀态進行設置、監視、控制和記錄等,實現對建築物(wù)各出入口統一(yī)管理,保證大(dà)樓安全,其拓撲結構和傳輸介質因産品而異。
通過安裝在出入口地面下(xià)的感應線圈,感應車(chē)輛的出入,通過人工(gōng)/半自動/全自動收費管理系統,實現收費和控制電動欄杆的啓閉等。該系統布線僅限于大(dà)樓車(chē)場的出入口處,每一(yī)個出入口由一(yī)台控制器控制,控制器可以獨立工(gōng)作,也可以與上位管理計算機聯網,其布線結構和傳輸介質因産品而異。
(9)樓宇自控系統
通過與現場控制器相連的各種檢測和執行器件,對大(dà)樓内外(wài)的各種環境參數以及樓内各種設備(如空調、給排水、照明、供配電、電梯等設備)的工(gōng)作狀态進行檢測、監視和控制,并通過計算機網絡連接各現場控制器,對樓内的資(zī)源和設備進行合理分(fēn)配和管理,達到舒适、便捷、節省、可靠的目的。到目前爲止,樓宇自控系統還沒有國際标準,不同廠家的産品所采用的通信協議各不相同,其現場總線和控制總線的拓撲結構和傳輸介質也就不同。下(xià)面将對目前被國際社會普遍接受和采納的LonWorks技術和BACnet技術作簡單介紹。
此外(wài),還有電視會議系統、屏幕顯示系統、擴聲系統、巡更系統、樓宇對講系統、三表(水、電、氣表)自動抄表系統等。不同功能的建築物(wù)需要設置的弱電系統各不相同。
在實際工(gōng)作中(zhōng),設計者應該從網絡集成、功能集成和軟件界面集成等方面來考慮各弱電系統間的集成問題。
網絡集成主要是從各系統的布線上來考慮,使不同功能的弱電系統能夠工(gōng)作在一(yī)個統一(yī)的布線平台上,這樣,一(yī)方面便于對布線系統的管理,另一(yī)方面也使各弱電系統在現場設備的布置上具有更大(dà)的靈活性。
在常用的建築弱電系統中(zhōng),電話(huà)通信系統和計算機局域網系統的功能及使用的硬件設備各不相同,但其網絡拓撲結構、信息點的布置原則相同,并且可以使用相同的傳輸介質和接插件,所以可将兩個系統的布線綜合爲一(yī)個布線系統。這樣,兩個系統可以互爲利用,信息點的功能可以互換,使兩個系統都具有更大(dà)的靈活性,這也就是我(wǒ)們所說的綜合布線系統(PDS)。對其餘幾種系統,綜合考慮技術上和經濟上的可行性,目前的産品由于受系統拓撲結構、信号傳輸介質和雙絞線對傳輸功率信号的限制等,其布線系統暫時還無法綜合到PDS中(zhōng)來。但是,随着數字信号處理理論和應用技術以及計算機技術、通信技術等的不斷發展,未來的PDS一(yī)定會發展成爲包含更多不同功能弱電系統的布線平台。
功能集成包括以下(xià)兩方面内容:
(1) 功能合并。主要考慮将一(yī)些在功能上和硬件設備上重複的系統合并,使合并後的系統具備合并前各系統的所有功能,以減少設備冗餘,避免重複投資(zī)。在上述系統中(zhōng),音樂/廣播系統和消防報警及聯動系統中(zhōng)的消防廣播系統就可以作爲一(yī)個系統來設計,但系統必須滿足《消防自動報警系統設計規範》(GBJ 50116—98)的規定。
(2) 功能互補。從功能上看,樓宇自動化系統中(zhōng)的各子系統都有其特定的功能和管轄範圍,平時各自獨立工(gōng)作,但在發生(shēng)某些特殊事件時,往往需要各系統之間能夠協同工(gōng)作,以提高整個系統對突發事件的處理能力,實現全局性的控制和管理,提高建築的智能化程度。具體(tǐ)的聯動響應包括以下(xià)幾種系統:
消防報警系統→音樂/廣播系統:發生(shēng)消防報警時,相應樓層的公共廣播系統将被強行切換至消防緊急廣播;
消防報警系統→保安監控系統:發生(shēng)消防報警時,保安監控系統自動将火(huǒ)警相近區域的攝像機的攝像畫面切向保安中(zhōng)心主監視屏,并重點監錄這些攝像機的攝像内容,以供确認是否有火(huǒ)警發生(shēng)和事後分(fēn)析事故原因等;
消防報警系統→出入口控制系統:确認發生(shēng)消防報警時,出入口控制系統中(zhōng)與火(huǒ)警部位有關的各管制門(重要核心部位的管制門可單獨設置)應自動處于開(kāi)啓狀态,以便内部人員(yuán)疏散撤出和消防人員(yuán)進入;
消防報警系統→車(chē)庫管理系統:确認消防報警發生(shēng)于底層或地下(xià)層時,車(chē)庫管理系統應将車(chē)庫控制閘門置于開(kāi)放(fàng)狀态,以便車(chē)庫内車(chē)輛迅速撤離(lí)火(huǒ)場(此時車(chē)庫有關的攝像機應處于工(gōng)作和錄像狀态);
消防報警系統→語音通信系統:當消防報警系統自動确認消防報警發生(shēng)後,立即通過大(dà)樓内的語音通信系統向消防局報警并傳送有關信息,同時向大(dà)樓主管部門報警;
樓宇自控系統→保安監控系統:當樓宇自控系統有異報警或事故時,保安監控系統可自動将報警相近區域的攝像機的攝像畫面切向保安中(zhōng)心主監視屏,并重點監錄這些攝像機的攝像内容,以供事後分(fēn)析事故原因等;
保安監控系統→樓宇自控系統:當保安系統報警時,可以聯動電梯控制系統,使電梯不停靠報警層,或停靠保安員(yuán)指定層;
出入口控制系統→保安監控系統:當管制門在非工(gōng)作時有人持卡進入或發生(shēng)非法侵入時,保安監控系統自動将進入的管制門或報警點相近區域的攝像機的攝像畫面切向保安中(zhōng)心主監視屏,并重點監錄這些攝像機的攝像内容,以供必要時核對;
車(chē)庫管理系統→保安監控系統:當車(chē)庫有車(chē)輛出入時,保安監控系統自動将車(chē)庫門的攝像機的攝像畫面切向保安中(zhōng)心主監視屏,并重點監錄這些攝像機的攝像内容,以供必要時核對。
其實,各系統間的功能集成和聯動響應并沒有一(yī)個統一(yī)或固定的模式,可以根據實際需要來設置。
功能集成隻是目的,其實現有兩種模式,一(yī)種是在各個子系統之上建立更高一(yī)級的管理和控制網絡,另一(yī)種是以樓宇自控系統爲中(zhōng)心的集成模式。不管選擇哪一(yī)種集成模式,關鍵技術都是要解決各系統間的通信問題,在确定解決方案時,一(yī)定要采用理論先進、技術成熟且爲業界普遍接受和采納的通信協議。
目前被國際社會普遍接受的樓宇自控領域的一(yī)個通信協議,是由美國供熱、制冷與空氣調節工(gōng)程師協會制定,并成爲美國國家标準的BACnet标準ANSI/ASHRAE Standard 135—1995),它符合ISO(國際标準化組織)的OSI(開(kāi)放(fàng)系統互連)七層模型,包容5種已成熟的網絡通信協議,包括以太網和LonTalk等通信協議。其中(zhōng),以太網通信協議是OA系統普遍使用的一(yī)種通信協議,大(dà)多數網絡操作系統都支持這種通信協議;而LonWorks技術是美國Echelon公司開(kāi)發的新一(yī)代現場總線技術,它的突出優點是支持任意拓撲結構,支持多種傳輸介質(包括雙絞線、電力線、無線電波、紅外(wài)線、同軸電纜和光纖),且多種介質可以在同一(yī)網絡中(zhōng)混用,因而大(dà)大(dà)簡化了工(gōng)程施工(gōng)以及系統建成後的改建、擴建和維護工(gōng)作。因此,符合BACnet标準的樓宇自控系統,在其控制總線級可以較容易實現與OA系統的集成,又(yòu)因爲其包容的通信協議支持雙絞線和星型拓撲結構,因而可利用PDS作爲其信号傳輸途徑。
在實現各系統的功能集成時,選擇了集成模式,确定了網絡通信協議,有了相應的硬件設備把各系統物(wù)理地連接在一(yī)起,并安裝了可以互操作的網絡操作系統,最後的工(gōng)作就是要開(kāi)發出相應的應用軟件,把各系統邏輯地連接在一(yī)起,爲整個集成系統提供統一(yī)的人機操作界面,這就是軟件界面集成。
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