弱電工程

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弱電工程是電力應(yīng)用的一個(gè)分類。電力應(yīng)用按照電力輸送功率的強(qiáng)弱可以分為強(qiáng)電與弱電兩類。建筑及建筑群用電一般指交流220V50Hz以下的弱電。主要向人們提供電力能源，將電能轉(zhuǎn)換為其他能源，例如空調(diào)用電，照明用電，動(dòng)力用電等等。

系統(tǒng)功能

常用的建筑弱電系統(tǒng)主要有以下幾種：

(1) 電話通信系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)電話(包括三類傳真機(jī)、可視電話等)通信功能；星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；使用三類(或以上)非屏蔽雙絞線，傳輸信號(hào)的頻率在音頻范圍內(nèi)。

(2) 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)

是實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化及各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；使用五類(或以上)非屏蔽雙絞線，傳輸數(shù)字信號(hào)，傳輸速率可達(dá)100 Mb/s以上。

(3) 音樂/廣播系統(tǒng)

通過安裝在現(xiàn)場(如商場、車站、餐廳、客房、走廊等處)的揚(yáng)聲器，播放音樂，并可通過傳聲器對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行廣播；多路總線結(jié)構(gòu)；傳輸由功率放大器輸出的定壓（如120 V/120 Ω）的音頻信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場揚(yáng)聲器發(fā)聲，傳輸線使用銅芯絕緣導(dǎo)線。

(4) 有線電視信號(hào)分配系統(tǒng)

將有線電視信號(hào)均勻地分配到樓內(nèi)各用戶點(diǎn)；采用分支器、分配器進(jìn)行信號(hào)分配，為了減小信號(hào)失真和衰減，使各用戶點(diǎn)信號(hào)質(zhì)量達(dá)到規(guī)范規(guī)定的要求，其布線為樹型結(jié)構(gòu)，且隨建筑物的形式及用戶點(diǎn)分布的不同而不同；使用75 Ω射頻同軸電纜，傳輸多路射頻信號(hào)。

(5) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

通過安裝在現(xiàn)場的攝像機(jī)、防盜探測器等設(shè)備，對(duì)建筑物的各出入口和一些重要場所進(jìn)行監(jiān)視和異常情況報(bào)警等；視頻信號(hào)的傳輸采用星型結(jié)構(gòu)，使用視頻同軸電纜；控制信號(hào)的傳輸采用總線結(jié)構(gòu)，使用銅芯絕緣纜線。

(6) 消防報(bào)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)由火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、火警對(duì)講電話系統(tǒng)等3部分組成。

火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)通過設(shè)置在樓內(nèi)各處的火災(zāi)探測器、手動(dòng)報(bào)警裝置等對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，根據(jù)接收到的信號(hào)，按照事先設(shè)定的程序，聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備，以控制火勢蔓延，其信號(hào)傳輸采用多路總線結(jié)構(gòu)，但對(duì)于重要消防設(shè)備(如消防泵、噴淋泵、正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等)的聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)的傳輸，有時(shí)采用星型結(jié)構(gòu)，信號(hào)的傳輸使用銅芯絕緣纜線(有的產(chǎn)品要求使用雙絞線)。

消防廣播系統(tǒng)用于在發(fā)生火災(zāi)時(shí)指揮現(xiàn)場人員安全疏散，采用多路總線結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳輸使用銅芯絕緣導(dǎo)線(該系統(tǒng)可與音樂/廣播系統(tǒng)合用)。

火警對(duì)講電話系統(tǒng)用于指揮現(xiàn)場消防人員進(jìn)行滅火工作，采用星型和總線型兩種結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳輸使用屏蔽線。

(7) 出入口控制系統(tǒng)/一卡通系統(tǒng)

使用計(jì)算機(jī)、智能卡門鎖、讀卡器等設(shè)備，對(duì)各出入口狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置、監(jiān)視、控制和記錄等，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物各出入口統(tǒng)一管理，保證大樓安全，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)因產(chǎn)品而異。

(8)停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)

通過安裝在出入口地面下的感應(yīng)線圈，感應(yīng)車輛的出入，通過人工/半自動(dòng)/全自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)和控制電動(dòng)欄桿的啟閉等。該系統(tǒng)布線僅限于大樓車場的出入口處，每一個(gè)出入口由一臺(tái)控制器控制，控制器可以獨(dú)立工作，也可以與上位管理計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，其布線結(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)因產(chǎn)品而異。

(9)樓宇自控系統(tǒng)

通過與現(xiàn)場控制器相連的各種檢測和執(zhí)行器件，對(duì)大樓內(nèi)外的各種環(huán)境參數(shù)以及樓內(nèi)各種設(shè)備(如空調(diào)、給排水、照明、供配電、電梯等設(shè)備)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測、監(jiān)視和控制，并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接各現(xiàn)場控制器，對(duì)樓內(nèi)的資源和設(shè)備進(jìn)行合理分配和管理，達(dá)到舒適、便捷、節(jié)省、可靠的目的。到目前為止，樓宇自控系統(tǒng)還沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的產(chǎn)品所采用的通信協(xié)議各不相同，其現(xiàn)場總線和控制總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)也就不同。下面將對(duì)目前被國際社會(huì)普遍接受和采納的LonWorks技術(shù)和BACnet技術(shù)作簡單介紹。

此外，還有電視會(huì)議系統(tǒng)、屏幕顯示系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、樓宇對(duì)講系統(tǒng)、三表(水、電、氣表)自動(dòng)抄表系統(tǒng)等。不同功能的建筑物需要設(shè)置的弱電系統(tǒng)各不相同。

系統(tǒng)集成

在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)集成、功能集成和軟件界面集成等方面來考慮各弱電系統(tǒng)間的集成問題。

網(wǎng)絡(luò)集成

網(wǎng)絡(luò)集成主要是從各系統(tǒng)的布線上來考慮，使不同功能的弱電系統(tǒng)能夠工作在一個(gè)統(tǒng)一的布線平臺(tái)上，這樣，一方面便于對(duì)布線系統(tǒng)的管理，另一方面也使各弱電系統(tǒng)在現(xiàn)場設(shè)備的布置上具有更大的靈活性。

在常用的建筑弱電系統(tǒng)中，電話通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)的功能及使用的硬件設(shè)備各不相同，但其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信息點(diǎn)的布置原則相同，并且可以使用相同的傳輸介質(zhì)和接插件，所以可將兩個(gè)系統(tǒng)的布線綜合為一個(gè)布線系統(tǒng)。這樣，兩個(gè)系統(tǒng)可以互為利用，信息點(diǎn)的功能可以互換，使兩個(gè)系統(tǒng)都具有更大的靈活性，這也就是我們所說的綜合布線系統(tǒng)(PDS)。對(duì)其余幾種系統(tǒng)，綜合考慮技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的可行性，目前的產(chǎn)品由于受系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信號(hào)傳輸介質(zhì)和雙絞線對(duì)傳輸功率信號(hào)的限制等，其布線系統(tǒng)暫時(shí)還無法綜合到PDS中來。但是，隨著數(shù)字信號(hào)處理理論和應(yīng)用技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等的不斷發(fā)展，未來的PDS一定會(huì)發(fā)展成為包含更多不同功能弱電系統(tǒng)的布線平臺(tái)。

功能集成

功能集成包括以下兩方面內(nèi)容：

(1) 功能合并。主要考慮將一些在功能上和硬件設(shè)備上重復(fù)的系統(tǒng)合并，使合并后的系統(tǒng)具備合并前各系統(tǒng)的所有功能，以減少設(shè)備冗余，避免重復(fù)投資。在上述系統(tǒng)中，音樂/廣播系統(tǒng)和消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中的消防廣播系統(tǒng)就可以作為一個(gè)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)，但系統(tǒng)必須滿足《消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 50116—98)的規(guī)定。

(2) 功能互補(bǔ)。從功能上看，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)都有其特定的功能和管轄范圍，平時(shí)各自獨(dú)立工作，但在發(fā)生某些特殊事件時(shí)，往往需要各系統(tǒng)之間能夠協(xié)同工作，以提高整個(gè)系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的處理能力，實(shí)現(xiàn)全局性的控制和管理，提高建筑的智能化程度。具體的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)包括以下幾種系統(tǒng)：

消防報(bào)警系統(tǒng)→音樂/廣播系統(tǒng)：發(fā)生消防報(bào)警時(shí)，相應(yīng)樓層的公共廣播系統(tǒng)將被強(qiáng)行切換至消防緊急廣播；

消防報(bào)警系統(tǒng)→保安監(jiān)控系統(tǒng)：發(fā)生消防報(bào)警時(shí)，保安監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)將火警相近區(qū)域的攝像機(jī)的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點(diǎn)監(jiān)錄這些攝像機(jī)的攝像內(nèi)容，以供確認(rèn)是否有火警發(fā)生和事后分析事故原因等；

消防報(bào)警系統(tǒng)→出入口控制系統(tǒng)：確認(rèn)發(fā)生消防報(bào)警時(shí)，出入口控制系統(tǒng)中與火警部位有關(guān)的各管制門(重要核心部位的管制門可單獨(dú)設(shè)置)應(yīng)自動(dòng)處于開啟狀態(tài)，以便內(nèi)部人員疏散撤出和消防人員進(jìn)入；

消防報(bào)警系統(tǒng)→車庫管理系統(tǒng)：確認(rèn)消防報(bào)警發(fā)生于底層或地下層時(shí)，車庫管理系統(tǒng)應(yīng)將車庫控制閘門置于開放狀態(tài)，以便車庫內(nèi)車輛迅速撤離火場(此時(shí)車庫有關(guān)的攝像機(jī)應(yīng)處于工作和錄像狀態(tài))；

消防報(bào)警系統(tǒng)→語音通信系統(tǒng)：當(dāng)消防報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)確認(rèn)消防報(bào)警發(fā)生后，立即通過大樓內(nèi)的語音通信系統(tǒng)向消防局報(bào)警并傳送有關(guān)信息，同時(shí)向大樓主管部門報(bào)警；

樓宇自控系統(tǒng)→保安監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)樓宇自控系統(tǒng)有異報(bào)警或事故時(shí)，保安監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)將報(bào)警相近區(qū)域的攝像機(jī)的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點(diǎn)監(jiān)錄這些攝像機(jī)的攝像內(nèi)容，以供事后分析事故原因等；

保安監(jiān)控系統(tǒng)→樓宇自控系統(tǒng)：當(dāng)保安系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，可以聯(lián)動(dòng)電梯控制系統(tǒng)，使電梯不?？繄?bào)警層，或停靠保安員指定層；

出入口控制系統(tǒng)→保安監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)管制門在非工作時(shí)有人持卡進(jìn)入或發(fā)生非法侵入時(shí)，保安監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)將進(jìn)入的管制門或報(bào)警點(diǎn)相近區(qū)域的攝像機(jī)的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點(diǎn)監(jiān)錄這些攝像機(jī)的攝像內(nèi)容，以供必要時(shí)核對(duì)；

車庫管理系統(tǒng)→保安監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)車庫有車輛出入時(shí)，保安監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)將車庫門的攝像機(jī)的攝像畫面切向保安中心主監(jiān)視屏，并重點(diǎn)監(jiān)錄這些攝像機(jī)的攝像內(nèi)容，以供必要時(shí)核對(duì)。

其實(shí)，各系統(tǒng)間的功能集成和聯(lián)動(dòng)響應(yīng)并沒有一個(gè)統(tǒng)一或固定的模式，可以根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)置。

功能集成只是目的，其實(shí)現(xiàn)有兩種模式，一種是在各個(gè)子系統(tǒng)之上建立更高一級(jí)的管理和控制網(wǎng)絡(luò)，另一種是以樓宇自控系統(tǒng)為中心的集成模式。不管選擇哪一種集成模式，關(guān)鍵技術(shù)都是要解決各系統(tǒng)間的通信問題，在確定解決方案時(shí)，一定要采用理論先進(jìn)、技術(shù)成熟且為業(yè)界普遍接受和采納的通信協(xié)議。

目前被國際社會(huì)普遍接受的樓宇自控領(lǐng)域的一個(gè)通信協(xié)議，是由美國供熱、制冷與空氣調(diào)節(jié)工程師協(xié)會(huì)制定，并成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)的BACnet標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASHRAE Standard 135—1995)，它符合ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)的OSI(開放系統(tǒng)互連)七層模型，包容5種已成熟的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，包括以太網(wǎng)和LonTalk等通信協(xié)議。其中，以太網(wǎng)通信協(xié)議是OA系統(tǒng)普遍使用的一種通信協(xié)議，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都支持這種通信協(xié)議；而LonWorks技術(shù)是美國Echelon公司開發(fā)的新一代現(xiàn)場總線技術(shù)，它的突出優(yōu)點(diǎn)是支持任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持多種傳輸介質(zhì)(包括雙絞線、電力線、無線電波、紅外線、同軸電纜和光纖)，且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混用，因而大大簡化了工程施工以及系統(tǒng)建成后的改建、擴(kuò)建和維護(hù)工作。因此，符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的樓宇自控系統(tǒng)，在其控制總線級(jí)可以較容易實(shí)現(xiàn)與OA系統(tǒng)的集成，又因?yàn)槠浒莸?/span>通信協(xié)議支持雙絞線和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因而可利用PDS作為其信號(hào)傳輸途徑。

軟件界面集成

在實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的功能集成時(shí)，選擇了集成模式，確定了網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有了相應(yīng)的硬件設(shè)備把各系統(tǒng)物理地連接在一起，并安裝了可以互操作的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，最后的工作就是要開發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用軟件，把各系統(tǒng)邏輯地連接在一起，為整個(gè)集成系統(tǒng)提供統(tǒng)一的人機(jī)操作界面，這就是軟件界面集成。