智能大厦主控机电源设计

摘要:本文所描述的商务公寓式智能楼宇更是近几年来才在我国兴起的,也带来了一种办公加居住工作方式的新概念,它是写字间又是宾馆,是办公室又是生活小区,把办公及居住结合了起来。随着经济的发展,人们的要求越来越高,这种新概念带来的工作和生活方式的改变也是一种趋势。

关键词:智能大厦;电源设计;主控机

1.智能系统和设备对电源的要求

智能大厦中的智能系统和设备,由于其重要性,必须为其提供安全可靠的电源,而电源设备价格昂贵,选用时还应考虑经济合理性。

1.1通讯机房供配电要求

a.负荷等级与该建筑中电气设备最高负荷等级相同;

b.二个独立电源,二路专用干线末端互投,专用配电设备;

当供电负荷等级低于n级或电源故障率高时,增设自备发电机或增加蓄电池容量。

c.各类通讯设备交直流供电要求详见《工业企业程控用户交换机工程设计规范》(CECS09:89);

d.通讯大楼宜用专用变压器供电。

1.2计算机管理系统供配电要求

包括酒店、商场、停车场、售票处、金融经营管理系统和图书馆、图档检索系统等。

a.同通讯机房供配电要求a

b.同通讯机房供配电要求b

c.容量按设备用电量的总和加20 %50%的扩展容量;

d.电能质量要求参照《计算站场地技术要求》( GB2887-82 )。参数不能满足或波动时间大于0.5s时,采取稳压或稳压稳频措施;

e.蓄电池支持工作时间不少于20min

f.电力干线与弱电干线设置独立管道间,当每层面积超过1000m2或距离超过100m时设两个管道间;平行敷设的干线,间距不得小于0.5m

g.不同电压和用途的配电系统应安装互不兼容的插座,并有明显的标志,以区分普通照明插座;

h.插座电源根据机型及工艺要求,从电源互投后经滤波引取或从UPS配出回路引取。

其中金融大楼经营管理系统还明确要求设自备发电机,宜用专用变压器。

1.3办公自动化系统供配电要求

同计算机管理系统电源要求ah和通讯机房电源要求c.

l.4楼宇自动化系统供配电要求

a.与计算机管理系统电源要求ah相同,其中e蓄电池持续工作时间提高为72h,寿命5年以上;

b.大中型系统设单独的不间断电源室;

c.智能分站设切换时无瞬断型不间断电源;

d.监视电视作为楼宇自控保安设备,要求控制中心引专线集中供电。远端摄像头就近接电时,必须是与监控室同配电箱的同相位回路电源,否则影响视频切换时的画面相对稳定。

1.5消防及防灾系统供配电要求

a.负荷等级按建筑防火要求确定;

b.干线从总配电间接引,独立形成防灾供配电体系;

c.双路干线末端互投;

d.报警系统应设消防主电源和直流备用电源,蓄电池工作时间不少于10min

e.应急火灾广播和应急照明最少连续工作时间不少于20min,水喷雾、泡沫及气体灭火不少于30min,其余不少于1h

g.消防报警系统控制电压为DC24V .

1.6综合布线系统供配电要求

a.同计算机管理系统供配电要求ah

b.甲级综合布线系统设计标准应设备用发电机组,乙级设计标准宜设备用发电机组;

c.重要智能设备应设不间断电源装置;

d.有特殊要求的设备宜设专用变压器;

e.办公室智能系统电源插座,容量按300600V·A/ 10m2,数量按12/10m2,与普通照明插座应有明显区别,位置应配合信息插座位置。

2.不间断电源系统(UPS

2.1 UPS电源的功能

a.滤波,自动稳压稳频输出,有高次谐波吸收装置;

b. UPS电源侧无电时,可用蓄电池供电,切换时间可达us级;

c.换能效率高;

d.馈出可为工频正弦波,非线性失真小于5%,切换时也只影响工频半周期不到的波形,谐波成分小;

e.动态特性好,最大允许冲击电流为总额定电流的150%

f.能与其它UPS或市电锁相同步,便于并机运行。

2.2《民用建筑电气设计规范》

JGJIT 16-92)第6.3.1.2条规定,符合下述情况之一时,应设不间断电源系统

a.当用电负荷不允许中断供电时(如用于实时性计算机的电子数据处理等);

b.当用电负荷允许中断,断电时间小于1.5s时;

c.重要场所(如监控中心等)的应急备用电源;

d.智能大厦智能系统的主要设备,按规范均应设不间断电源系统。

3.总体方案

3.1系统总体设计图

3.2商务公寓式智能大厦弱电系统设计思路

1)设计时已可有不同的弹性,应付客户不同的要求。节省经常性经营及保养的需求。可适合未来发展的需求。

2)现场控制器本身应集所有功能于一身,一旦系统失控或网络发生问题时,现场控制器仍能保证运行,提高了整个系统的可靠性。模块化的硬件设计,可有效地把智能系统设备分布于大厦各处,而每一设备具有一定的适应能力以配合环境的要求,从而发挥每一设备的最大的控制能力。

3)商务公寓式智能化大厦弱电系统结构:弱电系统一般包括以一下几个分系统:楼宇自动化管理分系统(BAS)、消防自动报警分系统(RAS)、安保监控分系统(CCTV)、卫星接收及有线电视分系统(CATV)、地下车库管理分系统(CPS)、公共广播及紧急广播分系统(PAS)、程控交换机分系统(PABX)、结构化综合布线系统(PDS)在楼宇自动化管理分系统中往往包含出入口控制分系统及防盗报警分系统。

3.3商务公寓式智能大厦弱电系统各分系统

1)计算机网络分系统

计算机网络分系统商务公寓智能化大厦弱电系统的核心,它的高可靠性是整个弱电系统高可靠性的基石,考虑到用户经济实用和楼宇的具体布置情况。

2)安保监控分系统

在方案设计上,著者考虑到楼层太高,监控距离太长。在比较远端的监控点必将受到日常生活中各种通信设备的干扰,如大楼里的手机、闭路电视、笔一记本的无线网卡等等。干扰使监控画面不清晰,出现雪花,波浪。为了解决这一问题,放弃以前用75-5视频线的布线方法,采用计算机网络线的综合布线法,两端加发射/接收器,把模理的视频信号转换成数字信号传输。实际证明传输距离在600米以上图象质量也非常清晰,并且8芯的网线比75-5视频线成本更便宜。

3)电子巡更系统

即在各楼层的两侧楼梯等巡逻检查线路和值班室等地设置电子巡更点,巡逻人员在按线路检查时,在每一检查点按一次巡更按钮或刷一下卡,系统就实时记录按钮/刷卡动作时间,从而如实地记载巡逻现状,为加强安全值守管理提供翔实数据。当巡逻人员过早、过晚或不按次序巡逻或没有巡逻某一巡更站,系统主机就立即发出报警信号,从而使控制中心的警卫人员可根据情况采取相应措施。

4)信息发布系统

利用成熟的LED全彩显示屏搭建起业主与物管,业主与客户之间信息沟通的第一桥梁。采用国际流行的模块化设计方案使得系统具有可互换性、可带电插拔、安装拆卸方便、尺寸任意组合的特点。使显示屏在显示效果上有了极大的飞跃。在亮度、视角、色彩还原和色彩一致性方面都是普通双基色显示屏等其它设备所不可比拟的。更设计了利用GSN手机网络使LED屏直接接收普通手机发的短信的新技术。

5)地下车库管理分系统

地下车库管理分系统以计算机网络为核心,配备现代化停车场必需的各种装置如发票/验票机、自动栅栏机、车辆感应线圈、收费机等,系统可采用全目动或半自动管理两大模式动作。车辆感应线圈检测到有车辆进入就自动启动发票/验票机,若用户卡与系统存储的讯息相同,则启动栅栏机开启栏杆,让车辆进入车库,同时系统自动一记录用户卡号及进场资料。车辆出场时原理同上。系统管理主机可实现如行功能一对车库的占位情况记数并予以控制、记录所有运行情况及统计、管理长期用户的数据库。

6)公共广播及紧急广播分系统

公共广播主要在大楼内的商场、商务中心、大堂、餐厅、公共走道等部分使用,可提供调频、调幅广播节目、双卡放音信号、激光唱机信号及话筒信号,通过混音器可任选上述任何一路音源,经过音量控制电路将音量调整至合适水平,再经区域选择器输出至给定的区域广播。当有消防报警信号时,系统会自动关闭公共广播,并自动将着火层及其上、下层切换至紧急广播,必要时,亦可手动用机附话筒进行人工指挥。

7)可视对讲系统

本系统设计方案是以把该大厦建设成为高效、舒适、温馨而安全的工作和生活环境为目标,在此前提下,尽量降低其系统造价,最大限度地节省能耗和日常运行管理的各项费用。保证各系统得到充分、高效、可靠地运行,并使各项投资能给业主一个最高的回报率。

8)结构化综合布线系统

工作区子系统是终端设备连接到信息插座之间的设备组成,包括信息插座、插座盒、连接软线、适配器等,将各类数据线、语音线引至楼层的各个点位。水平子系统的功能是将干线子系统线路延伸到用户工作区。水平系统是布置在同一楼层上的,一端接在信息插座上,另一端接在楼层配线架上,主要采用非屏蔽双绞线,需要宽带传输时,可采用“光纤到桌面”方案。管理子系统是干线子系统和水平子系统的桥梁,同时又可为同楼层组网提供条件,主要包括双绞线跳线架、跳线,当终端设备位置或局网的结构变化时,有时只需改变跳线方式即可,不必重新布线。垂直主干子系统主要用于连接大楼主设备间至各楼层管理间,采用大对数双绞线或光缆,两端分别连接在设备间和管理间的跳线架上。

4.设计与分析

4.1系统总体构成及功能

    整体的智能化要靠许多子系统的相连接,现在常用的最基本的子系统有楼宇自动化系统(BA)、通信自动化系统(cA)、办公自动化系统(oA)、但从实际情况来看,消防系统和保安系统是专门机构,负责有着比其它系统更加严格的管理和验收程序,因此,单独列出防火自动化系统(FA)、安全保卫自动化系统(SA)因而,智能系统主要由系统集成中心、设备管理自动化系统、信息通信系统、办公自动化系统、防火自动化系统安全保卫自动化系统以及综合布线(GC)构成。

4.2系统总体分析

对于一个系统集成商来说IBMS(智能楼宇管理系统)所面对的是组织管理过程,解决各种管理需要,如设备管理,装备计划,危险应对,信息综合等,这就要求集成设计不但能集成控制网络,而且应可以采集数据网络的信息,并对这些信息进行综合、分析、从而做出判断、决策。可以说系统集成部分相当于大厦的大脑,它起着在各个子系统之间进行有机联系,协调运作的功能。因此系统集成水平直接决定了大厦的应变能力,是智能建筑的核心。在大厦的系统集设计中,结合当今网络技术的发展趋势,采用下述集成原则:将大厦的数据网和控制网集成为一个网。

4.2.1中央集成管理系统

考虑到整个楼宇管理自动化系统运行的可靠性和容错性,系统采用一主一备(热备份)的通讯与数据网关,可确保系统的长期工作的稳定性。为了实现对火灾报警系统的二次监控和提供整个楼宇管理自动化系统的相应联动,系统配置多台IEI智能通讯接口,建立起火灾报警系统、停车场管理系统、闭路电视监控系统与IBMS/BMS智能建筑物管理系统的通讯联系。系统留有与其它网络系统连接的网络接口网关(I G),可以实现与大厦的物业管理和办公自动化系统联网。同时中央计算机管理系统配置一台打印机,用于系统的报警或过限实时打印,以及统计文件或专业资料的打印。中央计算机管理系统还配置相应的网络连接器、网络卡,以及系统管理软件、监控软件和网络管理软件,数据库软件并可通过宽带出口接入高速INTERNET网等。

4.2.2有集中监视和控制的楼宇设备自控系统

楼宇自控系统各主要机电设备的运行状态和故障报警。机电设备包括:空调设备、给排水设备、变配电设备、照明设备、电梯。机电设备的运行参数和检测参数的变化值包括:温度、流量、压力、电流、电压变化状态等。主要机电设备的启/停运行记录。这些机电设备(如空调机组、照明控制柜等)启/停的信息。主要机电设备的开关控制、启/停控制,这些设备包括:空调机、风机、冷热源设备、水泵、照明控制箱等:以及主要机电设备的运行参数的设定和修改。火灾报警系统(二次监控)系统主机的自检状态、运行状态、故障报警:火灾报警探头的工作状态(正常/报警)、探头位置信息:报警时间记录显示:有关联动设备的状态(例如:水泵、电梯、风机、广播设备等)。火灾报警系统的有关住处监视功能,有赖于火灾报警系统主机通讯接口所能提供的信息。

5.电源设计

系统一共需要4组电源,分别是++3.3V CPUSDRAM FLASHROM等)、+5 V(继电器、IR口)、+15V-15V(运放电源)。其中,+3.3V是系统主电源,负荷较大,采用LM2576T3.3开关电源芯片实现,其余三组电源工作电流较小,采用了一个SW功率3组输出的定制开关电源模块。经测试,该电源设计完全满足系统要求,效率很高,整机功耗小于2W(额定)和4W(最大)。

 

参考文献

[1] 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社,1998.

[2] 马忠梅.单片机的C语言应用程序设计.北京:北京航空航天大学出版社,1999. 

[3] 陈赜, 朱如琪.在系统可编程技术实际教程[M].北京:科学出版社, 2002.

[4] Zeng Suqiong.Inquiry into EDA Technology in the Experiment of Digital System Circuit Design. Experiment Science and Technology . 2005

[5] Ma XiaojunTong Jiarong.Design and Implementation of A New FPGA

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