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OPC在大厦弱电系统集成中的应用


摘要:智能大厦系统集成可通过数据库、串口、网络等发送或接收各子系统的信息和数据,以完成子系统的控制,但各子系统之间没有统一的信息互联标准和接口标准,很难将各个子系统集成在一起。因此提出了一种基于OPC技术实现智能楼宇信息集成的方法,并结合某大厦的弱电系统集成给出了OPC服务器和OPC客户端的具体实现方法。

关键词:OPC 弱电 系统集成

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大厦位于某市城区,建筑层数地上26层,地下2层,总建筑面积51700平方米,建筑高度为99.7米,室外是停车场,面积约22000平方米,是一座集商务、酒店、娱乐、办公、宾馆为一体的全能型智能化大厦。因此,就需要建设一个集成系统,以完成大厦内子系统之间的信息交互,以及各系统间有关信息的集中监控,并且实现各子系统之间相关事件的联动。

1、OPC标准的内涵

OPC即用于过程控制的OLE(部件对象连接与嵌入),是一种基于OLE的通信标准。它包括一整套接口、属性和方法的标准集,用于过程控制和制造业自动化系统[1]。该接口能在采用不同协议的以太网上所连接的各种设备之间,实现可互操作的数据交换,也就是统一了互不兼容的以太网协议,从而使生产厂家在生产产品时有统一的标准,提高了不同厂家产品的兼容性。

OPC提供信息管理域实时控制与应用软件进行数据交换的标准方法,提供应用软件访问过程控制设备数据的方法,解决过程控制设备与应用软件之间通信的标准问题。当设备通过OPC互联时,报警应用软件、趋势分析应用软件、图形化应用软件等现场设备的驱动程序均通过在OPC标准完成。在统一的OPC环境下,各应用程序可以直接读取现场设备的数据,不需要逐一地编制专用的接口程序,各现场设备也可以直接实现与不同应用之间互联。OPC技术的推广和完善,为智能大厦的弱电系统集成,特别是信息管理域与实时控制域的集成,创造了友好的软件环境。

2、大厦弱电系统的构成

大厦弱电系统包括闭路电视系统、火灾自动报警系统、背景音乐及紧急广播系统、门禁管理系统、防盗报警系统以及闭路电视监视系统。系统主要实现方式是OPC,完成以$600为基础的弱电系统集成,另外各相关子系统还根据功能需求设定了相应的联动控制,即横向集成,如:楼宇自动控制系统(BAS)、火灾报警及联动控制系统、闭路电视监视系统、背景音乐及紧急广播子系统的联动控制、防盗报警系统以及门禁管理系统的集成。下面以楼宇自控系统与OPC服务器的集成为例进行描述。

大厦B A S系统主要包括:(1)给排水系统监控;(2)暖通空调系统的监(H V A C); (3)电梯运行管制;(4)照明与供配电系统监控。B A S系统是整个系统集成的基础,全系统的集成以B A S为平台,将OPC作为信息交换的工具,该系统作为一个OPC 服务器,最终的集成端作为OPC的客户端。

3、大厦弱电系统集成的实现

所谓弱电系统集成就是把各子系统中有相关事件触发要求的或有相互关联的功能集成在一起,其他的信息比如各种运行记录等,集成系统只对其监视即可。该系统集成对于实现各子系统的功效和充分发挥其作用有很大的帮助。大厦集成实现集成的系统包括:巡更管理系统、消防报警系统、智慧卡系统、电视监控系统、防盗报警系统、楼宇自控系统等。

弱电系统集成的具体的做法是将各个子系统通过智能接口与数据网关相连,中央集成管理系统通过以太网与数据网关进行数据交换,数据网关作为中央集成管理系统的一个客户端,客户端通过定时和即时两种方式向服务器发送数据。智能接口先将各子系统发出的信息转换成中央集成管理系统所需模式,然后发给数据网关,最后由数据网关打包后以事先预订好的协议发送出去。

针对大厦的功能要求,设计了一种全新的方案。以BAS作为系统集成的基础,OPC作为信息交换的平台,每个子系统作为一个OPC 服务器,最终的集成端作为OPC的客户端。智能大厦的集成分为3层架构:首先是各个子系统之间组成第1层集成,比如CCTV与安防系统间的集成;然后在第1层集成的基础上设置0PC服务器,构成第2层的集成;最后,从OPC服务器到信息控制中心设置第3层集成。

为了实现上述3层集成,除了采用O P C构架外,还要对前两层的集成进行编程,此处不赘述。仅以门禁系统、广播系统、楼宇自控系统、消防报警系统及闭路电视监控系统的联动为例。当有火灾信号产生,闭路电视监控系统的摄像机进行复核并录像,判断是否确有火灾发生。若报警信号得到确认,中央管理系统向BAS发出联动操作命令,相应的BAS将电梯迫降到一层,门禁系统打开对应火灾报警区域的门。而广播系统在得到明确的信号后,由背景音乐的播放转换到紧急广播。

在系统集成过程中网关是整个信息传递的中枢,在各个子系统之间进行信息传递,作为OPC服务器的客户端与中央集成管理系统通信;同时为中央集成管理系统提供唯一接口,减少了集成管理系统的负担,便于成功集成和系统维护;它管理各个IEI,接收和识别各IEI信息,比如:IEI上传的信息需要定时传输还是即时传输,然后再打包成OPC 服务器能够识别的数据包发送出去。

通过以上方式,最终实现了将巡更管理子系统、电视监控子系统、智慧卡子系统、广播子系统、消防报警子系统、防盗报警子系统、楼宇自控子系统等集成到一个统一平台,形成一个完整的系统,实现资源充分共享,管理更加高效。

4、结语

智能建筑的系统集成不是各个子系统的简单堆积,而是各个子系统功能的有机集成,这种有机集成的关键是如何设计和构建。本文将OPC技术应用于智能建筑系统集成的设计,实现了各子系统之间的开放的、无缝隙的联接,既节省了人力、财力,也提高了大厦对突发事件的响应能力。目前,系统已投入使用,收到了很好的经济效果。

参考文献

[1]章文斌,朱刚.基于O P C规范的智能化系统集成方案设计.微计算机信息,2005年第21卷第4期,3-4.


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