CN105519244A

CN105519244A - 建筑物管理机架系统

Info

Publication number: CN105519244A
Application number: CN201380079463.5A
Authority: CN
Inventors: 格雷戈里·拉特利奇
Original assignee: American Power Conversion Corp
Current assignee: Schneider Electric IT Corp
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2016-04-20
Also published as: WO2015034533A1; EP3045025A4; US20160219742A1; EP3045025A1

Abstract

本文中所公开的是建筑物管理系统的各方面和各实施例。在一个例子中，建筑物管理系统包括被设置在具有为抽屉外壳要被安装在具有行业标准配置的网络设备机架中而提供的尺寸的所述抽屉外壳内的建筑物系统控制器。

Description

建筑物管理机架系统

背景

1.技术领域

本文所公开的各方面和各实施例涉及建筑物管理系统并且涉及用于安装建筑物管理系统的方法及装置。

2.相关技术的讨论

建筑物管理系统(BMS)是被安装在建筑物中并且被配置成监视并且控制在建筑物内的各种形式的机械和电气设备的基于计算机的控制系统。可以由BMS监视和控制的系统的类型包括例如加热、通风及空调(HVAC)系统、照明系统、电力系统、消防灭火系统和安全系统。建筑物管理系统最常见被在商业建筑物(例如，包括大量的机械系统、电气系统和管道系统的办公楼)中实现。除了监视和控制建筑物的内部环境以外，BMS系统有时被链接到访问控制系统和电梯。在一个例子中，如果火灾被检测到，则BMS可以关断在建筑物的通风系统中的气流调节器以阻止烟雾蔓延并且将在建筑物中的全部电梯发送到底层并且停下它们以防止人们利用它们以进入建筑物的危险区域。

BMS的电气组件通常被安装在被设置在(例如，在建筑物的建造期间建筑物的杂物间或壁橱)的墙壁上的定制的外壳内。因为如此，BMS系统常常被感知为机械的项目。这种感知可以引起关于BMS的可扩展性的位置和提供是在建筑物的建造的规划阶段中的事后的想法。BMS外壳通常不被设计为是可扩展的。因此，如果建筑物的业主希望(例如通过添加用于附加的建筑物系统的附加的控制器)来升级或扩展以前安装的BMS，则新的壁装外壳必须被购买并且被安装在墙壁空间可以被找到的地方。如果接近原始的BMS安装的额外的墙壁空间以前未被分配，则BMS系统的供应商和建筑物的业主必须共同努力来寻找替代的开放墙壁空间。在一些实例中，用于BMS扩展的墙壁空间可能不接近原始的BMS安装，这可能导致BMS部件被定位在许多不同的区域中，这可能致使BMS的维护或故障排除混乱或麻烦。今天，利用行业标准的BMS实现，重新定位BMS控制器例如来整合在单个位置中的各种BMS控制器在没有显著的时间和资本投资的情况下几乎是不可能的。

概述

根据本公开的一个方面，提供了一种建筑物管理系统。所述建筑物管理系统包括建筑物系统控制器，所述建筑物系统控制器被设置在抽屉外壳内，所述抽屉外壳具有为抽屉外壳要被安装在具有行业标准配置的网络设备机架中而提供的尺寸。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被设置在所述抽屉外壳内的输入/输出模块，所述输入/输出模块被配置成将来自建筑物系统的数据传送到所述建筑物系统控制器，并且将来自所述建筑物系统控制器的命令传送到所述建筑物系统。

在一些实施例中，所述抽屉外壳被安装在所述网络设备机架中。

在一些实施例中，所述输入/输出模块通过被安装与所述抽屉外壳不同的外壳中的网络设备机架中的一件网络技术设备的网络接口与所述建筑物系统进行通信。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被设置在所述抽屉外壳内的第二建筑物系统控制器。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被设置在所述抽屉外壳内的第二输入/输出模块，所述第二输入/输出模块被配置成将来自第二建筑物系统的数据传送到第二建筑物系统控制器，并且将来自所述第二建筑物系统控制器的命令传送到所述第二建筑物系统。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被配置成将电力提供到所述建筑物系统控制器的建筑物管理系统电源，所述建筑物管理系统电源被设置在被安装在所述网络设备机架中的电源抽屉中。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被配置成将电力提供到被设置在所述抽屉外壳内的第二建筑物系统控制器的第二建筑物管理系统电源，所述第二建筑物管理系统电源被设置在被安装在所述网络设备机架中的电源抽屉中。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被配置成将电力提供到所述建筑物管理系统电源的不间断电源，所述不间断电源被安装在所述网络设备机架中。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被配置成将电力提供到所述建筑物管理系统电源的自动转换开关，所述自动转换开关被安装在所述网络设备机架中。

在一些实施例中，所述建筑物管理系统还包括被安装在所述网络设备机架中的前端工作站，所述前端工作站被配置成记录由所述建筑物系统控制器提供的数据并且执行对所述数据的分析。

在一些实施例中，所述抽屉外壳包括具有被固定到所述抽屉外壳的后壁的第一端和被固定到所述抽屉的可移动内部部分的第二端的柔性电缆管理管道。

在一些实施例中，所述抽屉外壳包括被界定在所述抽屉外壳的壁中的一个或多个孔。

在一些实施例中，所述网络设备机架被设置在包括所述建筑物系统控制器被配置成控制并且监视的一个或多个建筑物系统的信息技术数据中心中。

在一些实施例中，所述一个或多个建筑物系统被选自由照明系统、冷却系统、访问控制系统和消防控制系统组成的组。

根据本公开的另一个方面，提供了一种装配建筑物管理系统的方法。所述方法包括将建筑物系统控制器安装在具有为抽屉外壳要被安装在具有行业标准尺寸的网络设备机架中而提供的尺寸的抽屉外壳内，将所述抽屉外壳安装在所述网络设备机架上，将建筑物管理系统电源安装在所述网络设备机架上，将所述建筑物管理系统电源电耦合到所述建筑物系统控制器，以及提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统控制器被配置成监视并且控制的建筑物系统之间的通信链路。

在一些实施例中，提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的通信链路包括提供在被设置在所述抽屉外壳中的输入/输出模块、所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的通信。

在一些实施例中，提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的所述通信链路包括提供在所述输入/输出模块和被安装与所述抽屉外壳不同的外壳中的所述网络设备机架中的一件网络技术设备的网络接口之间的通信。

在一些实施例中，提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的所述通信链路包括提供在所述输入/输出模块和被配置成冷却所述网络设备机架位于其中的房间的冷却系统之间的通信。

在一些实施例中，将所述建筑物系统控制器安装在所述抽屉外壳内包括：在所述网络设备机架位于其中的建筑物之外的异地位置处，将所述建筑物系统控制器安装在所述抽屉外壳内。

在一些实施例中，所述方法还包括将不间断电源和自动转换开关中的一个安装在所述网络机架上并且将所述不间断电源和所述自动转换开关中的所述一个的电源插座电耦合到所述建筑物管理系统电源的电源输入端。

附图简述

附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各个附图中示出的每一相同或几乎相同的组件由相似的数字来表示。为了清楚起见，不是每一个组件可以被标记在每个附图中。在附图中：

图1是包括被在其上安装的BMS外壳的实施例的机架的正视图；

图2是被打开以示出被安装在其中的电子组件的BMS外壳的一部分的实施例的等距视图；

图3是BMS外壳的实施例的等距视图；以及

图4示出包括被安装在其上的BMS外壳的实施例的机架的后侧。

详细描述

本文中所公开的各方面和各实施例涉及用于在被标准化以及可以被安装在通常与信息技术数据中心设备相关的行业标准安装系统内的外壳中提供BMS的组件的方法和装置。本文中所公开的各方面和各实施例提供比先前已知的解决方案更容易地安装和可扩展的BMS系统并且提供对于关于BMS实现建筑物业主需要的更标准化的解决方案，这可能减少单独的建筑物业主对于定制化的BMS解决方案的需要。被设计成刚好放入很多建筑物业主可能已经拥有的行业标准设备安装系统中的标准化的BMS组件外壳的提供可以减少与BMS实现的安装、扩展和维护相关联的困难。

响应于基于信息的经济的不断增长的需求，信息技术(IT)网络继续在全球范围内扩散。这种增长的一个表现是集中式网络数据中心。集中式网络数据中心通常包括被并置在提供网络连接、电源和冷却能力的结构中的各种信息技术设备。通常，该设备被容纳在整合这些连接元件、电源元件和冷却元件的被称为“机架”的专门外壳中。

许多不同的标准已经被开发以使设备制造商能够设计可以被安装在由不同的制造商制造的机架中的机架可安装设备。一个这样的标准是电子工业协会的EIA-310-D标准，其定义对于什么已经成为行业标准19英寸(48厘米)设备机架的参数。19英寸设备机架以及用于安装例如23英寸(58厘米)、24英寸(61厘米)或28英寸(71厘米)宽的设备的具有标准尺寸的其它设备机架被在数据中心和其它设施中广泛地使用。随着因特网的扩散，对于数据中心包含数以百计的这些设备机架是屡见不鲜的。

在一些数据中心配置中，成行的设备机架被组织成热通道和冷通道以促进冷却信息技术设备。一个或多个冷却系统通常被在数据中心中提供以提供用于冷却在数据中心中的信息技术设备的低温空气。这些冷却系统可以由BMS的控制器来控制。已经发现，许多优点可以通过将BMS控制器安装在可以刚好放入在由BMS系统控制器被配置为监视和/或控制的系统冷却的数据中心中的标准数据中心机架(例如，19英寸机架)中的安装系统中来实现

在许多数据中心建设项目中，墙壁空间是一个溢价。通常现有已知的BMS实现可以包括用于覆盖大部分该宝贵的墙壁空间的具有例如约42英寸(107厘米)×30英寸(76厘米)的尺寸的BMS设备的面板外壳。如本文中所公开的BMS机架安装解决方案不需要墙壁空间来实现并且允许在设计和布局或BMS安装解决方案中的灵活性。

在本文中所公开的一些实施例中，BMS可以耦合到计算机工作站或其它输出设备，用户通过其可以访问与由BMS控制的系统(多个)相关联的数据。这个数据可以被用来监视诸如各种建筑物系统的功耗的参数的趋势或来创建图表和/或计算统计数据，其可以被针对表示可能的系统故障或错误设置的异常进行分析和/或来确定是否存在关于提高建筑物系统操作的效率的机会。在目前已知的BMS实现中，前端工作站不能容易地被与BMS控制器一起安装。例如，典型的当前BMS实现设计包括将BMS控制电子器件安装在悬挂在机械房间中的墙壁上的灰色盒子中，该机械房间可以不是有利于在与BMS相关联的工作站上工作的操作者执行BMS性能的分析的环境。

本文公开的各方面和各实施例通过异地和/或并行地构建BMS组件外壳与BMS组件外壳将被放置在其中的建筑物和房间来帮助减少构建时间，以提供呈现给数据中心客户端的更具吸引力的BMS。此外，本文公开的各方面和各实施例通过改变BMS是将被安装在机械房间中而不是在空白空间或网络房间中的某物的看法来提供呈现给数据中心客户端的更具吸引力的BMS。

如本文所公开的BMS机架安装解决方案的实施例可以通过在被控环境中的异地完成大部分的BMS解决方案(例如，BMS组件的安装外壳的建造和外壳中的BMS组件的安装)来减轻在现场经历的挫折。这可能增加BMS实现的质量和一致性。

此外，与先前已知的解决方案相比，如本文所公开的BMS机架安装解决方案的实施例可以包括将BMS放置在可以被容易地扩展以及不太需要定制化制造的模块化平台中。

如本文中所公开的BMS机架安装解决方案的实施例允许设计可以被提供在例如数据中心环境中的BMS的模块化方法。此外，由于模块化外壳(其可以被安装在标准网络机架中)的使用，所以本文所公开的实施例提供在更灵活的位置中的BMS组件的安装。

此外，本文中所公开的BMS机架安装解决方案的实施例允许BMS提供增强的功能。例如，在一些实施例中，BMS控制器可以连同电力馈线和网络基础设施设备被安装在公共外壳中。

本文中所公开的BMS机架安装设计的实施例的灵活性允许不断变化的IT环境以包括随它变化的BMS解决方案。本文中所公开的BMS机架安装设计的实施例为数据中心的终端用户提供对在它们的设施处的未来的解决方案具有影响力以及考虑新的方式以实现BMS解决方案以最好地满足他们的要求。

在一些实施例中，机架安装的BMS解决方案包括包含BMS的功率组件和/或控制器组件的模块化抽屉。机架安装的BMS解决方案(通常以100来表示)的实施例的例子被在图1中示出。如在图1中所示，标准网络设备机架110可以被装配有包括BMS系统电子器件的一个或多个抽屉外壳120。在一些实施例中，每个抽屉外壳120可以包括两个建筑物系统控制器和被配置成将来自建筑物系统的数据传送到建筑物系统控制器并且将来自建筑物系统控制器的命令传送到建筑物系统的两个输入/输出(I/O)模块。在一些实施例中，建筑物系统控制器包括电路(例如可编程逻辑控制器或专门为建筑物系统的控制而设计的其它硬连线电路)。

抽屉外壳120还可以包括例如通信协议适配器(诸如到以太网网关的RS485)，这将提供在抽屉内的电子器件，其使用诸如RS485的协议进行通信以通过以太网连接发送和/或接收数据。此外，抽屉外壳120还可以包括被配置成接收来自一个或多个建筑物系统传感器的数据并且将所接收的数据传送到在抽屉外壳中的建筑物系统控制器的一个或多个无线数据接收器。一个或多个无线数据接收器可以包括例如无线温度监视器，其可以被配置成接收来自在房间的一部分(例如，在抽屉外壳120位于其中的数据中心中的热或冷通道)中的传感器的数据。

所附的抽屉外壳120是支持BMS控制器的功率和/或网络连接的项目。自动转换开关(ATS)130和不间断电源(UPS)140可以被安装为机架安装的设备以提高BMS的电源冗余。电源抽屉150(其在一些实施例中可以每个容纳多达两个电源)还可以被确定尺寸为被安装在网络设备机架110中以支撑BMS控制器。电源抽屉150的实施例可以具有与BMS组件抽屉外壳120的实施例相似或相同的尺寸。在一些实施例中，针对在电源抽屉150中的每个电源提供一个ATS130和一个UPS140。随着更多控制器被需要，更多电源抽屉150和BMS抽屉120可以被添加。网络设备机架110还可以包括其它网络技术设备(例如，一个或多个服务器160、接线板170、键盘托盘180、理线器190和/或监视器195或可以提供操作者来与BMS控制器(多个)进行通信的其它用户接口)。在一些实施例中，被设置在被安装在网络设备机架中的抽屉外壳120中的输入/输出模块可以通过被安装在与抽屉外壳120不同的外壳中的网络设备机架中的一件网络技术设备的网络接口与建筑物系统进行通信。

在一些实施例中，抽屉外壳120包括4U(7英寸，17.8厘米)高的抽屉，其包括安装配件(例如，用于容纳螺钉、螺栓或其它紧固件的一个或多个内螺纹管接头配件和/或用于安装在标准网络机架外壳中的一个或多个外螺纹管接头紧固件(诸如螺钉或螺栓))。抽屉外壳可以具有例如约19英寸(48厘米)的宽度×约7英寸(17.8厘米)的高度×约42英寸(107厘米)的深度的尺寸，尽管抽屉外壳的尺寸在其它实施例中可以是不同的。例如，抽屉外壳120的实施例可以被确定尺寸以刚好放入24英寸(61厘米)或其它尺寸的网络设备机架。在一些实施例中，抽屉外壳120被形成自诸如金属(例如，钢或铝)的材料，并且在其它实施例中可以被形成自或者包括被形成自塑料材料(例如，聚丙烯或聚苯乙烯)的部分。

抽屉外壳120的实施例不限于任何特定的建筑材料。抽屉外壳120的实施例可以被设置有一个或多个空气流动孔，其可以提供用于使冷却空气进入抽屉外壳和/或使热空气离开，因此提供被设置在抽屉外壳内的设备的冷却。

抽屉外壳120可以被沿导轨125打开以访问BMS组件(例如，被设置在内的控制器(多个)和相关联的电子器件210，如在图2中所示)。在一些实施例中，如在图3和图4中所示，抽屉外壳120可以被设置有用于管理与BMS电子器件相关联的电力电缆的柔性管道310。柔性管道310可以具有被固定到抽屉外壳的后壁的第一端310a和被固定到抽屉的可移动内部部分或到BMS电子器件可以被安装在其上的板的第二端。该柔性管道可以通过孔320移进以及移出抽屉外壳(随着抽屉被打开以及关闭)。

抽屉外壳120和相关联的BMS电子器件210的实施例的模块化设计提供了在系统将最终被安装在其中的位置之外的异地位置处来对系统进行构建。在一些实施例中，在安装时，被安装在机架安装的BMS解决方案中的控制器可以通过已存在于机架安装的BMS解决方案可以被安装在其中的数据中心中的网络连接被直接连接到BMS网络。

BMS可以被配置成监视并且控制与它被安装在其中的数据中心或其它房间相关联的系统。例如，BMS可以被配置成控制与BMS组件中的一个或多个被安装在其中的数据中心相关联的照明系统、冷却系统、访问控制系统和/或消防控制系统。这可以为操作者提供来容易地识别并且定位用于与数据中心相关联的特定系统的BMS控制器来获得关于该系统的性能的数据或来执行该BMS的故障排除或升级。

机架安装的BMS解决方案通过唯一地组织BMS解决方案的组件来将来自定制的壁挂式外壳的BMS组件移动到服务器机架中。电源电路和支撑组件(诸如ATS和UPS)可以被组合以创建唯一的冗余包。数据中心专业人员将享受与他们的IT设备的休息融合在一起并且无缝地与日常操作所需的其它系统集成的解决方案。

根据本实施例的本文中所公开的各方面不将其应用限于在下面的描述中阐述或在附图中所示的组件的构造和布置的细节。这些方面能够假设其它实施例并且能够被以各种方式来实践或实施。具体实现的例子在本文中被提供仅用于说明性目的而不旨在是限制性的。特别是，关于任何一个或多个实施例讨论的动作、元件和特征不旨在被排除在任何其他实施例中的类似的作用之外。

由此已经描述了至少一个实施例的若干方面，但应理解的是，本领域的技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在是本公开的一部分，并且旨在处于本公开的精神和范围之内。因此，前面的描述和附图仅仅通过示例的方式来进行。

Claims

1.一种建筑物管理系统，包括：

建筑物系统控制器，其被设置在抽屉外壳内，所述抽屉外壳具有供所述抽屉外壳安装在具有行业标准配置的网络设备机架中的尺寸。

2.根据权利要求1所述的建筑物管理系统，还包括被设置在所述抽屉外壳内的输入/输出模块，所述输入/输出模块被配置成将来自建筑物系统的数据传送到所述建筑物系统控制器，并且将来自所述建筑物系统控制器的命令传送到所述建筑物系统。

3.根据权利要求2所述的建筑物管理系统，其中，所述抽屉外壳被安装在所述网络设备机架中。

4.根据权利要求3所述的建筑物管理系统，其中，所述输入/输出模块通过一件网络技术设备的网络接口与所述建筑物系统进行通信，所述一件网络技术设备在与所述抽屉外壳不同的外壳中被安装在所述网络设备机架中。

5.根据权利要求4所述的建筑物管理系统，还包括被设置在所述抽屉外壳内的第二建筑物系统控制器。

6.根据权利要求4所述的建筑物管理系统，还包括被设置在所述抽屉外壳内的第二输入/输出模块，所述第二输入/输出模块被配置成将来自第二建筑物系统的数据传送到所述第二建筑物系统控制器，并且将来自所述第二建筑物系统控制器的命令传送到所述第二建筑物系统。

7.根据权利要求3所述的建筑物管理系统，还包括被配置成将电力提供到所述建筑物系统控制器的建筑物管理系统电源，所述建筑物管理系统电源被设置在被安装在所述网络设备机架中的电源抽屉中。

8.根据权利要求7所述的建筑物管理系统，还包括被配置成将电力提供到所述建筑物管理系统电源的不间断电源，所述不间断电源被安装在所述网络设备机架中。

9.根据权利要求8所述的建筑物管理系统，还包括被配置成将电力提供到所述建筑物管理系统电源的自动转换开关，所述自动转换开关被安装在所述网络设备机架中。

10.根据权利要求9所述的建筑物管理系统，还包括被安装在所述网络设备机架中的前端工作站，所述前端工作站被配置成记录由所述建筑物系统控制器提供的数据并且执行对所述数据的分析。

11.根据权利要求10所述的建筑物管理系统，其中，所述抽屉外壳包括柔性电缆管理管道，所述柔性电缆管理管道具有被固定到所述抽屉外壳的后壁的第一端和被固定到所述抽屉的可移动内部部分的第二端。

12.根据权利要求11所述的建筑物管理系统，其中，所述抽屉外壳包括在所述抽屉外壳的壁中界定的一个或多个孔。

13.根据权利要求10所述的建筑物管理系统，其中，所述网络设备机架被设置在包括一个或多个建筑物系统的信息技术数据中心中，所述建筑物系统控制器被配置成控制并且监视所述一个或多个建筑物系统。

14.根据权利要求13所述的建筑物管理系统，其中，所述一个或多个建筑物系统选自由照明系统、冷却系统、访问控制系统和消防控制系统组成的组。

15.一种装配建筑物管理系统的方法，所述方法包括：

将建筑物系统控制器安装在抽屉外壳内，所述抽屉外壳具有供所述抽屉外壳安装在具有行业标准尺寸的网络设备机架中的尺寸；

将所述抽屉外壳安装在所述网络设备机架上；

将建筑物管理系统电源安装在所述网络设备机架上；

将所述建筑物管理系统电源电耦合到所述建筑物系统控制器；以及

提供在所述建筑物系统控制器和建筑物系统之间的通信链路，所述建筑物系统控制器被配置成监视并且控制所述建筑物系统。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的所述通信链路包括提供在被设置在所述抽屉外壳中的输入/输出模块、所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的通信。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的所述通信链路包括提供在所述输入/输出模块和一件网络技术设备的网络接口之间的通信，所述一件网络技术设备在与所述抽屉外壳不同的外壳中被安装在所述网络设备机架中。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，提供在所述建筑物系统控制器和所述建筑物系统之间的所述通信链路包括提供在所述输入/输出模块和冷却系统之间的通信，所述冷却系统被配置成冷却所述网络设备机架位于其中的房间。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述建筑物系统控制器安装在所述抽屉外壳内包括：在所述网络设备机架位于其中的建筑物之外的异地位置处，将所述建筑物系统控制器安装在所述抽屉外壳内。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：将不间断电源和自动转换开关中的一个安装在所述网络机架上并且将所述不间断电源和所述自动转换开关中的所述一个的电源插座电耦合到所述建筑物管理系统电源的电源输入端。