2. BMS 系统架构与维护对象：DDC 控制器、传感器、执行器、网络交换机、服务器

BMS（楼宇管理系统）的物理架构可抽象为“三层网络 + 五类设备”模型。理解每一层的功能边界以及每一类设备的失效模式，是制定预防性维护计划的前提。本章将逐一拆解 DDC 控制器、传感器、执行器、网络交换机与服务器这五类核心对象，并给出对应的维护要点。

2.1 BMS 三层网络架构

BMS 在物理上分为管理层、控制层与现场层，各层通过不同的通信协议与物理介质连接。

2.2 DDC 控制器——系统的大脑

DDC（Direct Digital Controller）是控制层的核心，负责执行 PID 调节、逻辑联锁、时序调度等任务。常见的 DDC 品牌包括 Siemens、Johnson Controls、Honeywell、Distech 等。

2.2.1 DDC 控制器维护清单

• 固件版本管理： 记录每台控制器的固件版本，每年至少升级一次关键安全补丁。
• CPU 与内存占用： 通过 BACnet 对象读取控制器 CPU 负载（若支持），超过 80% 需优化程序或升级硬件。
• 实时时钟（RTC）校准： 每年校准一次 RTC，偏差超过 ±2 分钟/月应更换电池。
• 端口与总线终端电阻： MS/TP 总线两端必须正确安装 120 Ω 终端电阻，否则会导致通信丢包。
• 备用电池/电容： 每 3–5 年更换一次控制器主板上的锂电池或超级电容，防止断电后程序丢失。

2.3 传感器——系统的感官

传感器将物理量（温度、湿度、压力、流量、CO₂、光照等）转换为电信号。传感器的精度漂移是 BMS 中最隐蔽的故障来源。

2.3.1 常见传感器类型与维护周期

2.4 执行器——系统的肌肉

执行器接收 DDC 的控制信号，驱动阀门、风阀、变频器等设备。执行器故障通常表现为“卡死”、“响应滞后”或“行程不到位”。

2.4.1 执行器维护要点

• 机械行程测试： 每季度执行一次全行程开/关测试，记录动作时间。若比出厂值慢 20% 以上，需润滑或更换。
• 反馈信号验证： 对于带位置反馈的执行器（如 0–10 V 反馈），对比 DDC 输出值与实际反馈值，偏差超过 ±5% 需重新标定。
• 扭矩与弹簧复位： 弹簧复位执行器每年测试一次断电复位功能，确保在失电时阀门能回到安全位置。
• 防水与接线端子： 室外或潮湿区域的执行器，每半年检查一次密封胶圈与接线端子腐蚀情况。

2.5 网络交换机——系统的神经

BMS 控制层通常使用工业级交换机（如 Hirschmann、Moxa、Cisco IE 系列），管理层则使用企业级交换机。交换机故障会导致大范围通信中断。

2.5.1 交换机维护清单

2.6 服务器——系统的记忆与决策中心

BMS 服务器运行监控软件（如 Niagara AX/N4、Desigo CC、Metasys），负责数据采集、历史存储、报警管理、Web 发布等任务。

2.6.1 服务器维护关键指标

• 磁盘空间： 历史数据库（通常为 SQL Server 或 InfluxDB）每日增长量需监控，建议保留 30% 以上空闲空间。
• 内存与 CPU： 长期平均 CPU 占用 > 70% 或内存占用 > 80% 需优化轮询周期或升级硬件。
• 数据库完整性： 每月执行一次数据库一致性检查（DBCC CHECKDB），每季度重建一次索引。
• 系统日志： 检查 Windows 事件查看器或 Linux syslog 中的错误级别日志，重点关注“磁盘”、“网络”、“服务”类别。
• 冗余切换测试： 若采用主备架构，每季度手动触发一次故障切换，记录切换时间（应 < 30 秒）。

2.7 BMS 系统架构总览（SVG）

下图展示了 BMS 三层架构中五类维护对象的连接关系与数据流向：

2.8 维护对象优先级矩阵

根据故障影响范围与修复难度，五类对象的维护优先级可划分为三个等级：