最新bms集成系统深化设计方案.docx

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最新bms集成系统深化设计方案

BMS集成管理系统深化设计方案

建筑自动化集成管理系统（BMS）

一、需求分析1

1．系统概述1

二、.设计依据和设计原则2

2．1设计依据2

2．2设计原则2

三、系统设计3

3．1系统目标3

3．2系统实现（SynchroBMS）5

四、主要设备介绍32

4．1系统平台软件32

4．2与各子系统接口及要求32

一、需求分析

1．系统概述

根据信息化发展的需求，按国际、国内有关设计标准提出的南市电厂功能的需求，我们用西安协同SynchroBMS智能化管理平台来完成集成。

SynchroBMS智能化管理系统从集中管理、分散控制、优化运行、高效管理的角度出发，本着“按需集成”的主导思想，尽可能地减少管理人员和节约能源、适应环境的变化和工作性质的多样化及复杂性，应付突发事件的发生。

运用系统集成的方法和手段将计算机技术、通讯技术、信息技术等现代高科技与南市电厂管理进行有机结合，并充分考虑南市电厂的特点，从功能、技术、产品和工程等多方面进行系统集成，为南市电厂提供一套符合该南市电厂运作管理流程的完整的智能化整体解决方案，使整个系统成为一个互相关联、资源共享、统一协调的系统，为南市电厂带来高效的经济效益和社会效益。

二、.设计依据和设计原则

2．1设计依据

南市电厂功能设计要求设计任务书

国家现行有关规范和标准

南市电厂设计标准

2．2设计原则

建筑自动化管理系统的总体设计原则是：

以计算机网络为基础、软件为核心，通过信息交换和共享，将各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体，提高系统维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能，彻底实现功能集成、网络集成和软件界面集成。

具体如下：

开放性集成系统是一个完全开放性的系统，通过编制各个子系统的接口软件将解决不同系统和产品间接口协议的“标准化”，以使它们之间具备“互操作性”。

集成系统可以通过南市电厂局域网以浏览器方式实现监控和管理操作。

在数据接口上能供多种与第三方系统衔接的工具。

如OPC，DDE等。

可扩展性建筑自动化管理系统的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，既可使不同厂商的系统集成到一个管理平台中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展另外厂商的系统。

互连接性系统确保了硬件和软件的可集成性，提供了准确的通讯协议和开放的数据库接口，各子系统可实现信息和数据库共享；同时考虑未来发展的需求，能与未来扩展子系统具有互联性和互操作性。

安全性为了确保系统硬件和信息的高安全性，采用Windows安全措施，设立系统密码。

设立防火墙，使系统受到非法攻击时对系统的破坏性降到最低。

先进性考虑到电子信息及软件技术的迅速发展，建筑自动化管理系统设计在技术上采用国内外先进的技术和国内产品，所采用的设备产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。

经济性在保证先进性的同时，以提高工作效率，降低系统造价和运行维护成本，充分考虑系统的实用和效益，使之有较高的性能价格比，争取获得最大的投资回报率。

可靠性系统集成是一个可靠性和容错性极高的系统，系统能不间断正常运行和有足够的延时来处理系统的故障，确保在发生意外故障和突发事件时，系统都应该保持正常运行。

人机界面的友好性，系统采用图形方式来显示信息点的状态，设备选型时操作简单、维护方便。

合理性系统将采集到的大楼内能源消耗等数据存入商用数据库，向楼宇管理者提供运转状况和节能降耗决策依据，以达到节能管理的目的。

三、系统设计

南市电厂是一智能化的现代化世博综合展示馆，拥有一大批种类繁多、功能各异的机电设备和系统，对其进行监控和管理的功能和要求也各不相同。

本次集成管理系统监控和管理的对象包括建筑设备监控系统（BAS）、防盗报警系统（SAS）、电视监控系统（CCTV）、消防报警系统（FAS）、门禁系统、UPS系统、广播系统、太阳能发电系统、自然导光系统、雨污水回收系统、江水源系统、风力发电系统等。

根据各类设备所要完成的功能，建筑自动化管理系统由对应的各分系统组成，它们相对独立工作，完成各系统的监测和控制任务。

集成管理系统中的各分系统相对独立工作，但又必须协调一致，在BMS管理中心的统一监控和管理下，共同为建筑物提供安全、舒适、方便的生活条件和高效的工作环境，并保证其运行维护管理的经济性和智能化。

3．1系统目标

BMS集成系统平台担负着管理与展示的重要作用，南市电厂集成管理系统可达到如下具体功能：

3．1．1对各机电子系统进行统一的监测、控制和管理

BMS集成系统将分散的、相互独立的智能化子系统，用相同的环境、相同的软件界面进行集中监视或控制。

各部门以及管理员可以通过自己的桌面计算机进行监视或控制；可以看到环境温度、湿度等参数，空调、电梯等设备的运行状态，建筑的用电、用水、通风和照明情况，以及保安、防盗的布防状况，消防系统的烟感、温感的状态，江水源热泵系统等运行状态、故障状态等等。

这种监控功能是方便的，可以以图形方式和方便的人机界面展示管理者希望得到的各种信息。

3．1．2对多个系统整合的信息提供给展示系统，对外进行展示

BMS集成平台通过收集、整理、分析来自各子系统的相关信息，向公众展示如何通过有效的优化管理，降低楼宇的日常运营能耗，将科技应用的亮点以及能源优化管理的先进技术手段形象生动地展示给参观者。

展示方式主要通过展示系统完成，通过视频短片、FLASH等多媒体手段对当前各先进系统进行介绍，同时展示实时的系统组态画面，反映出正在介绍的系统的当前实时情况。

BMS系统集成了电厂的多个子系统的相关实时情况，对展示系统提供开放数据库方式，提供数据信息，以实现展示系统完善的对外展示功能。

3．1．3实现跨子系统的联动，提高建筑的功能水平

南市电厂实现集成以后，原本各自独立的子系统在集成平台的角度来看，就如同一个系统一样，无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系。

这种跨系统的控制流程，大大提高了建筑物的自动化水平。

例如：

当有人上班进入办公室，保安系统立刻对工作区撤防，同时CCTV系统也可切换相应摄像机监视人员出入的情况。

当建筑物发生火灾报警时，楼宇自控系统关闭相关空调电源，CCTV系统将火警画面切换给主管人员等。

这些事件的综合处理，在各自独立的智能化系统中是不可能实现的，而在集成系统中却可以按实际需要设置后得到实现，这就极大地提高了南市电厂的集成管理水平。

3．1．4提供开放的数据结构，共享信息资源

随着计算机和网络技术的高度发展，信息环境的建立及形成已不是一件困难的事。

虽然系统产品供应商们正在努力制订各种应用层次的通讯协议标准，在目前条件下，真正限制信息系统发展的是不同数据类型之间的信息交换或者说是系统之间的通讯接口。

如果集成信息系统无法得到需要的数据，就不能发挥有效的作用。

智能化系统控制着建筑物内所有的机电设备，包括：

空调系统、通讯系统、广播系统、安保系统、消防系统等等，传统上各系统自成体系工作，并不和外界交换信息。

由于数据结构、通讯格式的不同，集成系统无法采集所需的资料，用户花费大量资金、心血建立的信息服务系统、物业管理系统、设备维护系统、决策辅助系统等等就不能发挥应有的潜在能力。

计算机集成网络系统将真正解决这样的数据、信息交换问题。

它建立一个开放的工作平台，采集、转译各子系统的数据，建立对应系统的服务程序，接受网络上所有授权用户的服务请求，即实现了数据共享。

这种网络环境下的分布式客户机/服务器结构使集成信息系统充分发挥其强大的功能。

3．1．5提高工作效率，降低运行成本

集成系统的建立充分发挥了各智能化子系统的功能。

以前为了达到同样的各子系统间的联动功能，往往要增加许多硬件和设备，如在消防和安保系统中增加输出点，接入楼宇自控系统的输入点上，以达到统一监控和联动的目的，但由于硬件点数量的限制，往往不能达到很好的效果又增加了投资。

现在集成系统用软件功能代替硬件设备，不仅节约，更增加了集成的信息量和系统功能。

集成系统可以使管理人员在一台或多台电脑上，以相同的界面操作、管理各个智能化子系统，而监管工作电脑可以放在建筑物的任何地方，这样一来方便了管理，也可以减少管理人员的人数，提高了管理效率，同时降低了对管理者素质的要求，降低了人员培训的费用。

3．2系统实现（SynchroBMS）

3．2．1系统综述

西安协同建筑自动化管理系统（SynchroBMS）是西安协同软件产业（集团）股份有限公司在总结多年建筑自动化行业建设经验的基础上，综合研究国外知名的楼宇自动化系统和开发平台并应用最先进的软硬件技术研制成功的。

SynchroBMS面向建筑自动化行业、采用子系统集成模式的，集数据采集、网络通信、自动控制和信息管理于一体，是一种可二次开发的监控管理平台软件。

SynchroBMS具有使用简单、性能可靠、速度快、系统开放等特点，可广泛应用于智能小区、智能大楼等建筑物。

SynchroBMS的总体目标是：

“以计算机网络为基础、软件为核心，通过信息交换和共享，将各个具有完整功能的独立子系统整合成一个有机体，实现系统的信息共享，降低系统的运行费用，提高系统维护和管理的自动化水平，提供个性化服务。

”

协同新一代IBMS集成平台（SynchroIBMS5系列）以面向服务架构SOA为基础，对外提供实时信息门户、智能客户端、移动终端多种集成形式和服务手段，满足Intranet/Internet方式下远程信息管理、Intranet方式下本地值班管理和移动应用功能。

SynchroIBMS5系列产品一切从最终用户、二次开发者角度出发，从而满足系统界面、功能模块、接口技术等都更加具备个性化、标准化、快速灵活等需求。

西安协同在传统的IBMS基础上，采用先进的集成技术，以自主版权的集成平台和软件产品为支撑，形成适应社会信息化发展潮流的智能建筑整体解决方案（i-building），包括建筑自动化管理系统（SynchroIBMS）、物业管理系统（SynchroFMS）、实时信息门户（SynchroRtPortal）、办公服务系统（SynchrOffice）等多个具有协同自主版权的软件系统。

SynchroIBMS面向楼宇自动化行业、采用平等子系统集成模式，集数据采集、网络通信、实时控制和信息管理于一体，是一种可二次开发的监控管理平台软件。

SynchroIBMS具有技术先进、功能完整、性能可靠、系统开放等特点，可广泛应用于各种类别的智能建筑物中。

系统的显示方案是以子系统为一级菜单，其下的设备为二级菜单，监控界面以设备或系统原理图和南市电厂设备分布图为监控画面蓝图。

系统监控画面通过集成平台提供组态工具定制。

系统使用模式采用服务器/客户机的方式，服务器负责集成数据和业务的处理，客户机负责人机交互日常系统监控管理。

客户端即日常的工作站。

系统工作站席位数可以根据需要设置，目前方案设计为监控室和物业管理办公室各设置一台工作站。

工作站和服务器在同一个局域网内。

系统组织机构、角色、用户的管理功能，可根据实际的组织结构设定相应的用户组以及用户，并分配相应的权限。

3．2．2系统结构

南市电厂BMS系统由如前所述各分系统组成，它们相对独立，各自完成相应的监测、控制和管理功能；但南市电厂是一现代化世博展示建筑，其自动化系统也应是一个有机的整体，分系统之间相互连接，实现信息交换和共享，协调联动工作，共同完成建筑自动化管理的各项功能。

BMS是一个采用分层分布式结构的集散监控系统，总体分为三层。

最上层为监控管理中心，负责整个系统协调运行和综合管理；中间监控层及各分系统，具有独立运行能力，实现各系统的监测和控制；下层为现场设备层，包括各类传感器、探测器、仪表和执行机构等。

本次BMS系统设计由二台BMS服务器、一台工作站组成（按需）。

BMS系统运行结构示意图如下。

为保证BMS系统运行的高可靠、连续性，本次BMS服务器系统设计为双机热备模式。

实现方式如下：

通过对数据安全技术动态的研究、对业界主要的技术领先厂家最新产品的调研，选择具有国际先进技术水平、具有全面的备份管理解决方案的厂家的产品作为本项目的主要设备选型，采用CSBSHA高可用管理系统来实现本方案的数据和应用的安全和高可用的保护。

基于数据安全性和系统响应速度的考虑，本方案推荐采用纯软高可用架构下的Active-Active模式，即构建两台虚拟机，一台运行SQL，另外一台运行IIS。

纯软高可用架构，可保证客户同时有两份完全一致的数据，避免单点故障的存在。

Active-Active的模式，一方面可实现数据流量的负载均衡，另一方面可充分利用硬件资源，避免资源的浪费。

1．本方案采用CSBSHA纯软镜像技术双机模式

硬件要求：

　　　　服务器　　　　2

　　　　网　卡　　　　4（每台服务器各2）

双机模式：

　　　　Active---Active

Active---Standby

节点数量：

　　　　2台

技术特点：

　　通过软件将两服务器的数据卷进行增量级同步镜像，降低资源占用。

　　两个卷的写操作全部结束作为一个完整的写操作，保证数据的完全一致。

　　有两份完全同步的数据

　　节省投资

1）当服务器本身硬盘空间满足不了实际数据空间需求的情况下，可增加磁盘阵列柜，将原镜像卷中的数据冷拷贝到磁盘阵列柜中，修改盘符，即可激活双机系统，开始对外工作！

！

！

2）当考虑到单一数据存在单点故障隐患时，同时服务器本身磁盘空间足够或方便扩展时，即可通过控制台，将两服务器事先划分好的数据卷修改盘符，配置成镜像卷，然后将磁盘阵列柜中的数据冷拷贝到镜像卷中，即可激活双机系统，开始对外工作。

2．CSBSHA管理　

CSBSHA支持远程控制台，客户可以方便将控制台安装到双机以外的机器上，可以选择不同的权限供不同级别的维护人员使用。

CSBSHA设计理念就是层次性：

物理层、配置层、应用层

1）物理层是指服务器本身所具备的属性，包括磁盘、磁盘卷、网卡、IP、机器名、数据库、应用、服务等

2）配置层是指根据客户的需要，在物理层资源的基础上创建、配置、虚拟出来的资源，包括镜像卷、共享卷、虚拟IP、虚拟机器名、数据库服务、客户自已开发的应用程序等

3）应用层是指整合配置层中的资源，组合而成的一个虚拟资源组，即虚拟服务器，该虚拟服务器对客户端是透明的，拥有硬盘空间、IP、机器名、服务，至于究竟驻留在哪台物理服务器上，就由系统管理员根据服务器的性能来设定了！

但一旦该服务器发生意外，如网络问题、数据库问题、系统问题、硬盘问题，另外一台服务器就可按事先设定的策略将虚拟组在本机上激活，及时对外提供服务！

分层的好处是，可针对虚拟资源组中的任意一资源进行高可用测试，这样就便于管理、维护和故障排查，可在最短时间内将问题锁定和排除。

3．方案拓扑图

注：

IP链路

镜像链路（网卡直连）

SQL&IIS@Dell2850（2cpu）表示在这台双CPU的服务器上安装SQL和IIS两应用，但以运行SQL为主

IIS&SQL@Dell2850（1cpu）表示在这台单CPU的服务器上安装IIS和SQL两应用，但以运行IIS为主

4．功能实现

1）本方案通过CSBSHA将两台配置不同，应用不同的两台服务器系统构架成纯软模式的Active-Active的高可用系统；

2）将两台Dell2850本地RAID5逻辑卷按实际需求划分成两个对应容量相当的卷，通过CSBSHA将两盘柜中对应的磁盘卷配置成镜像卷，即RAID1；

3）通过CSBSHA虚拟成两个资源组，即两台虚拟机，每台虚拟机的磁盘卷分别为两服务器中对应的镜像卷；

4）两台服务器实际对外服务的接口，为两台虚拟机，正常工作时，两虚拟机分别位于两服务器上，分别提供SQL和IIS服务，每一写操作同时在两服务器本地硬盘上操作，两服务器中对应的磁盘卷实时保持同步；

5）当某一台服务器中的某一工作磁盘发生故障时，RAID5机制会从其它5块硬盘的校验分区中生成其数据，直到新盘插入重建，该过程不影响系统的正常运行，不会导致HA系统切换；

6）当某一服务器系统中，出现逻辑卷、网卡、系统等故障时，CSBSHA会在该系统上重新启动监控资源，当确认其不能运行时，便会在存活的服务器系统上接管该失效的虚拟机资源，最大程度降低客户端中断时间，实现数据服务和应用服务的高可用；

7）当失效服务器修复并重新加入后，CSBSHA会自动将数据卷进行同步，该过程不影响客户端的访问；

8）该系统在自动切换和智能数据增量同步的优势功能前提下，保证了客户始终有两份完全相同的数据，在少投入的的情况下，避免了单点故障的存在；为客户数据的安全和服务响应速度上起到最佳保障功效。

BMS各层之间通过以太网或现场总线进行通信，每层内部通过通信总线或电缆进行连接，对应的通信网络包括BMS中心局域网和分系统控制总线。

BMS中心局域网采用遵循ISO的OSI协议标准的以太网；不同的分系统其控制总线都各不相同，很难寻求统一的标准，但分系统（特别是BA、FA、SA等系统）应是应用较为广泛、获得较多支持的产品，在其控制总线上有同其他设备连接的通信接口。

系统集成的主要任务是BMS监控管理中心的硬件连接和软件设计。

分系统监控计算机除了完成本系统的监控和管理功能外，各自通过以太网后其他接口与BMS中心相连接，交换和共享信息。

系统设计以满足大楼的要求、减低安装开支及困难、提高经济效益为原则，并尽量维持住户的安全。

为了配合以上的原则，系统设计有以下的安排：

本系统设置一台BMS服务器，一台BMS数据库服务器，一台BMS监控管理工作站，实现整个系统的协调运行和综合管理，并建立弱电系统数据库，同建筑物智能化系统的其它子系统进行信息交换和共享。

BMS系统客户可通过智能客户端监视观察、控制整个系统运行情况。

整个软件图形界面友好，全中文方式。

3．2．3系统组成

根据对南市电厂监控和管理的对象及其功能要求的分析，南市电厂BMS组成如图所示。

集成监控和管理的系统包括：

建筑设备监控系统（BAS包括自然导光系统、自然通风系统、江水源系统等）、防盗报警系统（SAS）、电视监控系统（CCTV）、消防报警系统（FAS）、门禁系统、UPS系统、广播系统、太阳能发电系统、风力发电系统、雨水回收系统、自然导光系统等。

南市电厂BMS系统组成结构图

3．2．4系统功能

南市电厂BMS各分系统都具有独立的硬件结构和完整的软件功能，在实现底层物理连接和标准协议之后，由软件功能实现的信息交换和共享是系统集成的关键内容。

BMS服务器是整个BMS的信息中心，正常情况下，流通的主要是综合监视信息、协调运行和优化控制信息、统计管理信息等；发生紧急或报警事件时，及时传输报警和联动信息。

实时监视各子系统关键设备和关键点用户使用web浏览器打开相关的网页，可实时地看到所关心的任何一个子系统的任一个设备或关键点的状态，这些信息在页面上以图形、文字、动画的方式显示出来。

当然，一般每个子系统自己都有其独立的监视系统，供用户监视这个子系统的设备。

而BMS是将它们集成起来，提供一个集中监视的方式。

这是BMS的基本功能。

执行上层应用下达的管理方面的控制指令根据需要，用户在页面上可以直接下达命令，控制任何一个设备的运行。

作为对用户的回应，会有反馈信息传回，显示在页面上。

这一功能可能会受到具体子系统的限制，因为有些子系统提供的协议不开放外部对它的控制。

对多个系统整合的信息提供给展示系统，对外进行展示BMS集成平台通过收集、整理、分析来自各子系统的相关信息，向公众展示如何通过有效的优化管理，降低楼宇的日常运营能耗，将应用的亮点以及能源优化管理的先进技术手段形象生动地展示给参观者。

展示方式主要通过大厅展示系统完成，通过视频短片、FLASH等多媒体手段对当前各先进系统进行介绍，同时展示实时的系统组态画面，反映出正在介绍的系统的当前实时情况。

本次针对展示系统的数据开放采用如下方式：

根据展示系统对实际数据的需求，BMS系统首先对各子系统需要对外展示的相关数据进行分类筛选，然后进行统一数据存储，以开放数据库方式把经过整理、筛选过的所需数据及时提供给展示系统，大大提高展示系统数据采集的效率。

完善的报警和事件管理功能系统提供全局报警和事件的综合管理功能综合各个控制系统的状态信息，提供相关报告如果某个设备或关键点发生异常或其他重要事件，系统会以报警、事件的形式，及时在页面上用图形、文字、动画、声音等方式表现出来，同时还可自动拨号公共电话网呼叫服务。

提供准实时的系统间联动功能，各子系统本身是独立工作的系统，但BMS将它们集成起来，可让它们协同工作，一个子系统的动作可触发另一个子系统的动作，这就是联动。

安全管理基于Internet的应用都需要考虑安全性问题，不能泄露信息给非授权的人员。

SynchroBMS在系统架构的多个层次上都是采用DCOM实现的，而DCOM的安全是于WindowsNT及Windows2000集成在一起的，所以SynchroBMS使用的也是WindowsNT及Windows2000的安全性。

另外SynchroBMS还对用户权限分级：

不同的用户授予不同级别的权限，例如：

较低权限的用户只能浏览页面而无法控制。

值班管理SynchroBMS提供值班程序模块24小时运行，防止意外的发生。

当有异常发生时，SynchroBMS可通过传呼、E-Mail、醒目的文字等多种形式通知相关人员。

Web页面组态提供可视化和Web页面组态工具，用户可根据自己的喜好和需求定制操作界面。

可以直接生成历史趋势图、实时趋势图、报警画面、及其进行动画连接等。

一体化的通信网络管理以计算机网络为基础、软件为核心，通过信息交换和共享，将各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体，提高系统维护和管理自动化水平及协调运行能力。

信息的集成和综合处理集成管理各子系统的信息，如运行状态、故障报警、参数变化、执行联动程序等。

可以按照设备、区域、功能进行分类记录和存储；同时可以按照时间、时段、设备类型、区域、功能、事件性质进行历史数据存储、查询/分析和统计,并以图文方式显示，并生成和打印各种报表，实现集中、高效、便利的管理，为设备管理和维护提供依据,并为信息管理系统提供基础数据。

开放的数据结构采用标准硬件平台（PC）和软件平台（Windows系列），通过以太网连接，采用TCP/IP通信协议，在通用数据库的基础上通过ODBC与信息管理系统进行信息交换和共享。

通过自动化行业先进、开放的国际标准OPC与各子系统或设备进行信息交换和共享，保证BMS的实时性。

提供准实时的系统间联动功能各子系统本身是独立工作的系统，但BMS将它们集成起来，可让它们协同工作。

例如，消防报警系统确认报警后，除进行火灾报警系统内部规定的消防动作外，还将联动紧急广播系统向相关楼层或区域广播火警通告，触发楼宇自控系统关闭相关区域的空调设备、适时切断正常供电，联动综合安防系统系统打开相应区域出口大门、启动临近的监控摄像机拍摄实时信息，甚至可以通过Modem向119拨号报警以寻求外部援助。

SynchroBMS系统软件内嵌Script命令语言，可让用户自己设置联动逻辑关系。

记录历史数据，为信息管理系统提供第一手资料每个设备的运行状态、系统中发生的重要事件，都会以历史数据的形式转储到商用数据库中。

这有两个目的，第一，追忆过去发生的事件；第二，自动为信息管理系统提供原始数据，本次关于能源与环境监测的相关数据由BA系统实时采集，然后由BMS系统读取到相数据后转储到后台数据库，再以开放数据库接口形式把数据