樓宇自動化控制大全11篇

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中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）29-0149-02

進入 21 世紀，智能化樓宇的概念逐漸清晰，并正在建筑領域中產生著越來越大的影響。樓宇自控系統以它優越的條件在智能建筑中得到了廣泛的應用。因此研究樓宇自動化控制系統是十分必要的。智能建筑通過樓宇自動化系統實現建筑物（群）內設備與建筑環境的全面監控與管理，為建筑的使用者營造一個舒適、安全、經濟、高效、便捷的工作生活環境，并通過優化設備運行與管理，降低運營費用。

1 智能樓宇的發展

什么樣的建筑才算是智能樓宇？智能樓宇是現代建筑技術與當代信息技術、計算機技術和自動控制技術等有機結合的產物。

從1984年在美國康涅狄格州哈特福德市中世界上第一個智能樓宇的產生，隨著中國上個世紀90年代房地產市場的繁榮，智能樓宇開始進入中國市場。從二十一世紀初發展至今，這十幾年是房地產業的黃金十幾年，也是智能樓宇飛速發展的十幾年。十幾年間，規劃更合理，建筑更智能，城市更宜居。行業發生了翻天覆地的變化，實現了立足建筑、面向城市，立足國內、面向國際的跨越式發展。

2 樓宇自控系統的概念與特點

樓宇自控系統綜合運用計算機網絡技術、傳感器技術和自動控制等多種技術對建筑中的機電設備如空調、通風、照明、供配電、給排水以及電梯等設備進行有效的自動化控制，最終達到建筑設施更有利于人們居住的要求。

樓宇自控系統的特點：①節省能源?，F代建筑物消耗能源非常大，建筑物的能耗占整個能耗的三分之一以上。樓宇自控系統充分利用了先進的焓值最佳控制、自動照度控制、最優設備啟?？刂频扔行Ч澞艽胧┖螅瑯O大地減少了建筑物的能耗。②節省運營成本。樓宇自控系統是通過計算機集中控制的，可以大大減少操作人員和設備維護人員數量，節省了大量的人力。通過一些節能管理方案，在滿足建筑環境舒適性的條件下，還可以進一步降低日常營運支出，節約建筑的運行成本，提高效益。③延長設備的使用壽命。樓宇自控系統可實時監測建筑設備的運行狀況，通過程序控制實現機電設備的使用時間，及時發現設備故障和定期提示維護、保養，從而延長設備的使用壽命，降低維護費用，進一步提高投資回報效果。

2 樓宇自動化系統應用的優勢

樓宇自動化系統將各個控制子系統集成為一個綜合系統，其核心是集散控制系統，它是由計算機技術、自控技術、通信網絡技術和人際接口技術相互發展滲透而產生的。集散控制系統的核心是中央監控與管理計算機，它通過信息通信網與各個子系統的控制器相連，組成分散控制、集中監控和管理的功能模式，各子系統間也能通過通信網絡相互進行信息交換和聯動，實現優化控制管理，最終形成統一的由建筑自動化運作的整體。

采用視頻通話應用系統，通過衛星電視、有線數字電視、天線、閉合電路、電纜調試調解器對視頻信號進行同步調節，確保同種電纜的視頻信號傳遞效果。采用語音數據用戶服務插座控制系統，通過ISDN、VDSL技術將其連接到互聯網上，通過通信網絡的數據漫游，提高無線通訊的實施信息載體。

設置火災報警系統，使其完成自身所具有的防災和滅火的功能。通過建筑物內不同位置的煙火控制裝置提供的信息進行確認后報警，同時啟動火災聯動系統，包括關閉空調、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統運作、緊急廣播疏散人群，從而使得盡可能地減少生命、財產損失。

智能化自動化局部配線系統，選用電子設備提供完善的家庭工作環境，實現用戶即插即用的方便效果。支持多種接入方式，例如電話、網絡數據同步、傳真、寬帶、Internet接入網等等。采用有效的多方位數據家庭娛樂技術，提高有線電視、視屏點播技術、網絡購物、遠程教學等等多種音頻視頻設備的使用效果，避免出現反復投資的問題，及時通過視頻系統完成對老幼的遠程監護，同時監控住宅內外的情況，確保樓宇的安全。

3 我國樓宇自動化系統發展的方向及建議

節能是樓宇自動化系統發展的主要功能及目的，也是未來發展的主要方向。在各類智能建筑設備能耗比例中，照明和空調設備占據了主要位置，因此做好照明和空調設備的節能設計是提高樓宇自控系統節能效果的關鍵。

1）照明系統

設計時應盡可能用節能燈代替高能耗的白熾燈，熒光燈等。根據室內照明、公共區域照明和泛光照明三大類型設計的不同照明策略，比如：室內照明和公共區域照明可以根據人員活動情況進行開關燈智能管理，做到人走燈滅，按需開燈；一些公共區域如走道等需要某時間段固定開燈的，可以設計按時間段開關燈，按場景狀況開燈，保證亮度需求的同時嚴格控制開關燈的數量來達到節能；而在泛光照明和部分照度受外界影響明顯的區域，可以加入自動調光技術，在保證亮度的情況下全自動調光，降低燈具能耗；還可以結合一些控光設備如百葉窗之類，充分利用室外自然光補充室內亮度，配合自動調光控制達到減少燈源耗能的目的。

2）空調系統

空調系統是建筑的另一個耗能超級大戶。目前，在大型建筑中一般多采用分層和分區的全空氣集中式空調系統。一個中央空調系統主要由末端空氣處理設備如新風機組、空調機組、變風量控制（VAV）以及冷熱源系統組成。當前流行的新風系統節能設計，一般在室外焓值小于室內焓值（制熱方式）、室外焓值高于室內焓值（制冷方式）時，根據 CO2濃度值控制風閥，其他情況下完全依靠室外和室內的焓值差來控制風閥，采用夜間掃風，間歇性控制策略等。這種設計充分考慮了建筑物所處的外部環境氣候因素以及內部實際用風量，是目前最有效的節能手段。這樣可以在保證環境舒適度的情況下，縮不必要的空調啟停時間，達到變風量控制（VAV）是一種新型的空調方式，它被證明與傳統中央空調系統相比可節能 40% 左右。變風量控制的基本思路是，動態控制，按需提供風量，目前有變靜壓控制、總風量控制、定靜壓控制三種。

3）樓宇自控系統IP化

樓宇自動化系統未來發展的另一個重點是BA系統的IP化。一直以來，以太網都是信息網絡的主流技術，BA系統采用以太網作為現場設備之間的通信網絡平臺，可以實現從管理層到控制層的“一網到底”，使 BA 系統的網絡結構得到

實質性的簡化，也能解決目前 BA 系統中控制網絡多種現場總線技術并存、彼此兼容性差的問題。使用透明以太網，可使 BA 系統非常方便地以有線或無線方式介入 Internet。雖然Lonworks網、MS/TP 總線等控制網絡也能實現與 Internet互聯，但必須經過第三方網關或中間部件才能實現，實現過程也復雜得多。未來 BA 系統可采用基于 Web 的 BS 架構，通過 Internet 對分布在現場的 I/O 進行訪問，實現對遠程設備的檢測和控制。參考當下新興的智能家居市場發展方向，未來的 BA 系統也必將是可以通過移動智能設備來監控的新型樓宇自動化系統，可以說誰最先擁有完善的 BA 系統 IP 化技術，解決使用 Internet 網絡所存在的安全、可靠及實時性問題，誰就能在未來的樓宇自動化市場中占導。

4 結束語

近年來，智能樓宇已經從寫字樓發展到了智能社區，隨著中國智能樓宇市場的競爭格局的打開，跨行業的合作更加廣泛，一批批新技術新產品進入建筑智能化領域，無線技術，數字化技術產品被廣泛采用，使智能建筑的實用價值得到了廣泛提升，樓宇自動化系統也將朝著網絡化、數字化、集成化、生態化方向發展。

參考文獻：

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目前日益流行的智能建筑(InteUigentBuidings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物，是信息社會的需要，也是未來建筑發展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(BuidingAutomationsystem，縮寫為BAS)、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)三大系統組成。其中，樓宇自動化系統是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統，將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上，通過網絡對其進行綜合的控制，這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境，同時實現高效節能的要求。

2現場控制系統FCS的出現以及在樓宇自控中的應用

上個世紀七八十年代，伴隨著計算機可靠性提高，價格大幅下降，出現了由多個計算機遞階構成的集中、分散相結合的分布式控制系統(DistributedControlSystem，簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統。它的測量變送儀表一般是模擬儀表，因此它屬于一種模擬數字混合控制系統，這種系統較以前的各種控制系統有了較大的進步。DCS在工業自動化控制領域獲得了廣泛的應用，也開始應用到樓宇自動化控制領域。但是DCS存在如下一些缺點：

(1)安裝費用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式，導致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難；

(2)可靠性差。模擬信號傳輸精度低，而且抗干擾性差；

(3)系統封閉。各廠家的產品自成系統，系統封閉、不開放，難以實現產品的互換與互操作以及組成更大范圍的網絡系統。

上個世紀90年代以來，隨著控制技術、計算機技術、通信技術的發展，出現了基于現場總線的控制系統(FCS)，FCS克服了DCS的缺點，它是一種全數字化的、全分散的、全開放、可互操作和開放式互連的新一代控制系統。目前，現場總線技術已經成為自動化技術中的一個熱點，備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注。FCS極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量，使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統的DCS(分布式控制系統)相比，FCS具有可靠性高、可維護性好、成本低、實時性好、實現了控制管理一體化的結構體系等優點?，F場總線的出現，為工業自動化帶來了一場深層次的革命，從而開創了工業自動控制的新紀元，被譽為自動化領域的計算機局域網。鑒于FCS的許多優點，控制專家們紛紛預言“FCS將取代DCS成為2l世紀控制系統的主流。”現在，FCS已經被應用到樓宇自動化控制領域。

2．1應用于樓字自動化領域的幾種現場總線

由于誘人的市場商機和不同的應用領域的存在，世界一些大公司或公司聯盟紛紛提出自己的現場總線協議標準。據不完全統計，目前國際上有40種宣稱為開放型的現場總線標準。這些協議根據國際標準化組織(ISO)的計算機網絡開放式互連系統的OSI參考模型來制定的。大多數現場總線只是用其中的一、二和七層協議。于是現場總線呈現雜亂紛呈的局面。在這些現場總線中不乏優異的現場總線，如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等現場總線在樓宇自動化領域獲得了、較廣泛的應用。盡管基于現場總線的Fcs克服了DCS的許多缺點，但還是有一些不如人意的地方，最明顯的缺點：多種現場總線并存而互不兼容，導致FCS的可互操作性只能在同一種現場總線系統中實現。后面將對FCS的缺點做進一步說明。

(1)LonWorks

美國Echelon公司1991年推出了LON(Local0penationNetworks)技術，又稱Lonworks技術。它得到了眾多計算機廠家、系統集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持，已經在樓宇自動化、工業自動化、電力系統供配、消防監控、停車場管理等領域獲得廣泛應用。具體地說LonWorks具有以下優點：

①網絡結構靈活、組網方便。它支持多種網絡拓撲形式，包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等，這樣可適應復雜的現場環境，方便現場布線；

②支持多種傳輸介質。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等；兩種傳輸速率：78bps和1．25Mbps，最大傳輸距離由網絡拓撲形式和傳輸介質決定，一般可從500m到2700m?？山尤说墓濣c最多為32385個；

③完善的玨發工具。提供完善的系統開發環境，采用開放的NEURONC語言，它是ANSIC語言的擴展；

④無主的網絡系統。LonWorks網絡中各節點的地位相同，網絡管理可設在任一節點處，并可安裝多個網絡管理器；

⑤開發LonWorks網絡節點的時間較短，也易于維護。LonWorks采用的LonTalk協議固化在Echelon公司的Neuron芯片中，這樣可以節省開發LonWorks網絡節點的時間，也方便維護。

同其它現場總線一樣，LonWorks也有自身的缺點。首先，LonWorks的實時性、處理大量數據的能力有些欠缺；其次，由于LonWorks依賴于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全開放性也受到一些質疑。盡管LonWorks存在一些不足，但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領域獲得了廣泛的應用。世界上有2萬多家OEM廠商生產LonWorks相關產品，其中種類已達3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個LonWorks節點，LonT~k協議也被接納為歐洲CENTC247、CENTC205的一部分。自1996年以來，LonWorks也開始在國內獲得大量的應用。在建設部的支持下，國內一些研究所和企業開始陸續開發出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統，并在一些新建智能大廈和建設部智能化小區試點工程中得到應用。

(2)BACnet

BACnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網絡的數據通信協議。它代表了智能建筑發展的主流趨勢。BAcnet不是軟件或硬件，也不是固件，嚴格地說，BAcnet并不是現場總線，而是一種網絡協議，即通信規則。為不同商家產品的系統之間進行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細闡述了系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通信介質、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規則。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS／TP、PTP、LonTalk五種網絡技術進行通信?？筛鶕到y通信是和通信速度選擇不同的網絡技術。相對其它現場總線，BACnet標準最大的優點是可以與Etherent、LonWorks等網絡進行無縫集成。不過BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統相互間的通訊問題設計，并不太適用于智能傳感器、執行器等末端設備。BACnet標準已在全球得到了廣泛的應用，全球生產和經營樓宇設備和樓宇自控設備的主要廠商均支持BACnet標準。BACnet在不到10年的時間內就從一個行業學會標準迅速成為樓宇自控領域中唯一的ISO標準。雖然我國是WTO和ISO成員國，但是BACnet在我國建筑領域中的應用范圍還是相對較小，而且在工程中采用的BACnet產品和技術也基本上全部是從國外引進的，還沒有真正意義上的國產化BACnet相關產品。

(3)CAN

CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監控控制系統設計提出的，現在它已經成為一種國際標準，在電力、石化、空調、建筑等行業均有應用。CAN具有以下優點：

①采用8字節的短幀傳送，故傳輸時間短、抗干擾性強：

②具有多種錯誤校驗方式，形成強大的差錯控制能力。而且在嚴重錯誤的情況下，節點會自動離線，避免影響總線上其它節點；

③采用無損壞的仲裁技術；

4CAN芯片不但價格低而且供應商多。

CAN缺點是：CAN總線上最多可掛接110個節點，這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進行擴展，相對其它一些現場總線，CAN總線技術比較簡單，CAN相關產品的開發費用也遠遠低于其它現場總線技術產品的開發費用。因此，很早國內就有一些企業推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關產品。如獅島、索龍集團開發出了$2000樓宇自控系統。

(4)EIB

EIB是歐洲安裝總線(EuropeanInstallationBus)的縮寫。它在1990年被提出，經過十多年的發展，成為歐洲最有影響的建筑智能化現場總線標準，在歐洲得到了進300家廠商的支持。1999年EIB被引進中國的智能化建筑領域，并在上海同濟大學建立了EIB認證技術培訓中心。在短短的幾年里，國內的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調等控制和安防系統方面獲得了廣泛應用，如廈門國際會展中心、大連國貿中心、浙江人民大會堂等。國內的EIB項目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。

3以太網開始進入樓宇自控領域

以太網發展至今已有20年歷程，作為局域網組網的主要技術，以其簡單、價廉、高帶寬、維護方便以及不斷發展等優點一直在局域網領域中牢牢占據著統治地位。近年來，以太網技術獲得了快速地發展。交換型和全雙功以太網的出現，克服了傳統以太網的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸的弱點，實現了站點獨占傳輸媒體并同時收發數據，也減少了網絡上的數據碰撞。以太網的標準不斷更新和擴展，目前的以太網不僅在物理層(包括拓撲結構、傳輸速率、傳輸媒體)，并且在數據鏈路層與原來的傳統以太網標準有了很大的進步，以太網標準系列已擴展成20余個?，F在已太網不但由局域網向著接入網和城域網領域發展，同時開始進入工業控制和樓宇自控領域。新的IEEE802．3af標準開始對以太網供電作出了規定，它消除了以太網技術進入現場控制領域的一個嚴重障礙。目前，3Com、華為、DLINK等公司開始提供符合IEEE802．3af標準的交換機產品。另外，一些現場總線的協會或組織也開始提出基于其現場總線的開放式以太網標準，即工業以太網標準，如ODVA(開放DeviceNet供貨商協會)和CI(ContolNet國際組織)的EtherNet／IP標準、FF(現場總線基金會)的HSE(Hig}lSpeedEthemet，高速以太網)、Profibus國際組織的ProfiNet。支持這些工業以太網標準的交換機、網卡等產品也開始出現，如MOXA公司的EDS-508系列工業以太網交換機(支持EtherNet／IP)、北京航天華輝自動化技術有限公司的AnyBus-SIO／100M(支持Ethemet／IP和Modbus／TCP)等。美國VDC(VentureDevelopmentCorp．)調查報告指出，Ethemet在工業控制領域中的應用將越來越廣泛，市場占有率將從2000年的ll％增加到年的23％。

伴隨著以太網技術在工業控制領域的成功應用，以太網技術也必將越來越多地滲透到樓宇自控領域。目前，以太網多用于基于現場總線的樓宇自控網絡集成到智能建筑中的信息網(如圖l所示)，在一些新開發的樓宇自控系統中，以太網直接進入了控制層，如北京樓宇自動化中心開發的基于以太網的ENC-2001IP智能建筑測控系統。ENC-200liP控制系統的結構如圖2所示。一般的空調、照明等系統通過ENC參量控制模塊集成到以太網上；帶有RS232或RS485接口的系統通過網關轉換模塊集成到以太網上；IP電話以及IP攝像機直接連接到以太網上。

在樓宇自控網絡中采用基于現場總線的FCS的優點是：

①可靠性、實時性好。現場總線為工業控制設計

②用戶的投資成本低。現在，開放的現場總線技術已經比較成熟，有很多公司提供的相關產品可供選擇。其缺點是：實現現場總線無縫接人以太網復雜，當多種現場總線共存在一個系統中時，集成起來更復雜，系統的擴展性差。

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1．引言

智能建筑（IntellingentBuilding）起源于1984年的美國，它是信息時代的產物，是隨著社會信息化和經濟全球化應運而生的現代高科技的結晶。近十余年來智能建筑在我國得到了蓬勃發展。在我國頒布的國家標準《智能建筑設計標準》中對智能建筑有了一個明確的定義：智能建筑是以建筑為平臺，兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統，集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。

樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統，是智能建筑不可缺少的一部分，其任務是對建筑物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等，以提供一個既安全可靠，又節約能源，而且舒適宜人的工作或居住環境。

2 .樓宇自動化系統的組成

建筑設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統。根據我國行業標準，BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下，應將消防與安全防范子系統一同納入BAS考慮，如要獨立設置，也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時，能夠按照約定實現操作權轉移，進行一體化的協調控制。

2．1樓宇自控系統由以下部分組成：

2.1.1建筑設備運行管理的監控,包括

1) 暖通空調系統的監控(HVAC);

2) 給排水系統監控;

3) 供配電與照明系統監控

2.1.2火災報警與消防聯動控制、電梯運行管制

2.1.3公共安全技術防范,包括:

1）電視監控系統；

2）防盜報警系統；

3）出入口控制及門禁系統；

4）安保人員巡查系統；

5）汽車庫綜合管理系統；

6）各類重要倉庫防范設施；

7）安全廣播信息系統。

諸多的機電設備之間有著內在的相互聯系，于是就需要完善的自動化管理。建立機電設備管理系統，達到對機電設備進行綜合管理、 調度、監視、操作和控制。

3 .樓宇自動化系統的基本功能

樓宇設備自控系統是建筑智能化系統的一個重要的組成部分。智能建筑通過建筑設備自動化系統實現以下幾個方面的功能：

3.1、采用先進的管理手段，實現設備的高效管理和安全可靠運行

BA系統使用先進的網絡技術、計算機技術和現代控制技術，對建筑物內各類樓宇設備進行集中監視、自動化控制，實現建筑物內各類樓宇設備的高效管理和安全可靠運行。

3.2、實現最優控制和節能管理，節省能耗

樓宇設備自控系統通過對大樓設備進行監視和控制，實現最優控制和節能管理。特別是對空調系統的用電和公共照明用電等樓宇設備的進行節能控制實現節省大樓的能耗。

3.3、減少管理維護人員，降低管理費用

通過先進的自動化監控，可以大量減少各類樓宇設備和系統的運行操作人員和維護人員，降低管理費用。

3.4、延長設備的使用壽命

樓宇設備自控系統可以：實時反映設備和系統運行情況，及時發現系統存在的問題并能及時處理；定期打印出維護、保養通知單，這樣可以保證維護人員不超前、不誤時地進行設備保養；實現使用和備用設備的定期互換工作。從而實現延長設備的使用壽命，也就降低了建筑的運行費用。

3.5、提供舒適的辦公環境

樓宇設備自控系統對環境空氣質量、溫濕度、照度等進行檢測和有效的控制，為大樓創造一個舒適的環境。

4.樓宇自動化系統工作原理

樓宇自動化系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統，也稱分布式控制系統(Distributedcontrol systems簡稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行。樓宇自動化系統工作主要包括以下方面：

4.1、冷凍機房設備監控

空調系統中的冷源一般由冷凍系統提供，整個冷源系統由多臺制冷機、冷凍水和冷卻塔、補水箱和膨脹水箱等設備組成。

4.1.1對供水和回水總管之間的壓差監測，并根據設定壓差調節旁通閥開度；

4.1.2監測水泵的運行狀態，控制水泵的啟停，并在故障發生時報警；

4.1.3監測機組的運行狀態，控制機組的啟停，并在故障發生時報警；

4.1.4冷凍/卻水隔離閥控制

4.2、送排風系統的設備監控

本系統對樓內的對分布于大樓各處的風機的運行狀態進行監控，對風機運行過程中出現的故障及時報警并可以控制風機的啟/停。具體監控對象如下監測其運行狀態、手自動狀態，控制其啟停。

4.3、給排水系統的設備監控

本系統的給排水設備包括生活給水系統，樓宇自控系統能實現以下功能：

4.3.1生活水泵運行狀態監視，手自動狀態，控制其啟停；

4.3.2生活水箱液位超高檢測

4.4、電梯系統的監測

4.4.1按程序設定的運行表啟動／停止電梯并監視其運行狀態、故障及緊情況的報警

4.4.2對多臺電梯的群控管理

4.4.3對火災的應對處理

4.4.配合安全防范系統協同工作

4.5、照明系統的監視與控制

4.5.1根據季節的變化，對各城區的照明設備進行開／停的順序控制

4.5.2正常照明供電出現故障時，自動將故障區域的應急照明投入運行

4.5.3發生火災時，關閉火災區域的照明設備，并啟動應急照明

4.5.4保安系統報警時，將報警區域的照明打開

4.6、空調系統的監測

4.6.1檢測風機手自動狀態

當機組處于樓宇自控系統控制時，可控制風機的啟停。

4.6.2監測送風機壓差狀態、表冷氣防凍報警

在送風風管內設置溫/濕度傳感器監測送風溫/濕度。

4 6.3啟動順序：開新風閥啟動風機調節水閥開度。

4.6.4停機順序：停止風機運行關閉新風門關閉調節水閥。

新/回風門控制、水閥控制、啟?？刂?、手/自動狀態

空調機組監控原理圖

4.7變配電系統的設備監視

為保證變配電設備的運行正常，本系統采用智能化電力儀表可對以下綜合參數監測：

4.7.1變壓器風機狀態

4.7.2高壓進線的電壓、電流

4.7.3低壓回路的主開關電壓、電流、功率因數

4.7.4低壓母聯狀態檢測

5. 樓宇自動化系統的集成

5.1、系統組成

Continuum系統由網絡控制器(包括PSU電源模塊，Continuum NCU及I/O模塊)、B4920系統控制器、各類獨立數字控制器（簡稱DDC，包括樓控和安?？刂破鳎?、純BACnet獨立數字控制器,工作站和可以支持多個工作站的文件服務器等組成。Continuum系統將提供控制、報警檢測、日程表控制、報告和信息管理等，網絡結構為局域網(LAN)和廣域網(WAN), 采用ODBC兼容的數據庫。Continuum樓宇自動化系統結構如下圖：

5.2、第一層網絡

第一層網絡是系統的主干網，采用以太網LAN/WAN，支持TCP/IP和BACnet/IP。所有網絡控制器、B4920系統控制器、BACnet路由器、工作站、數據庫文件服務器可直接連接到這層網上，并不需要任何網關設備。

5.3、第二層網絡

第二層網絡通過網絡控制器由一條或多條現場總線組成，現場總線有以下兩種：RS485的Infinet現場總線和采用RS485方式的BACnet MS/TP現場總線。

采用RS485的Infinet現場總線，最多可支持254個獨立數字控制器，可控制HVAC設備、照明系統、給排水系統、安防系統等；采用RS485或FTT-10方式的I/O的現場總線，最多可支持32個輸入／輸出模塊(包括門禁模塊)，輸入／輸出模塊可與網絡控制器一起裝在統一控制箱內，也可通過屏蔽雙絞線安裝在控制現場。

采用RS485方式的BACnet MS/TP現場總線,最多可以支持127個純BACnet控制器。

5.4、標準網絡支持

所有的網絡控制器，工作站和文件服務器可直接連接到建筑物的以太網（TCP/IP，LAN/WAN）而不需網關。此外，網絡控制器、工作站和文件服務器可連接路由器、交換機、HUB和結構化布線系統，并通過信息系統標準的 TCP/IP來對 LAN/WAN進行維護。

篇（4）

目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物，是信息社會的需要，也是未來建筑發展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(Buiding Automation system，縮寫為BAS)、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)三大系統組成。其中，樓宇自動化系統是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統，將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上，通過網絡對其進行綜合的控制，這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境，同時實現高效節能的要求。

2　現場控制系統FCS的出現以及在樓宇自控中的應用

上個世紀七八十年代，伴隨著計算機可靠性提高，價格大幅下降，出現了由多個計算機遞階構成的集中、分散相結合的分布式控制系統(Distributed ControlSystem，簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統。它的測量變送儀表一般是模擬儀表，因此它屬于一種模擬數字混合控制系統，這種系統較以前的各種控制系統有了較大的進步。DCS在工業自動化控制領域獲得了廣泛的應用，也開始應用到樓宇自動化控制領域。但是DCS存在如下一些缺點：

(1)安裝費用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式，導致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難；

(2)可靠性差。模擬信號傳輸精度低，而且抗干擾性差；

(3)系統封閉。各廠家的產品自成系統，系統封閉、不開放，難以實現產品的互換與互操作以及組成更大范圍的網絡系統。

上個世紀90年代以來，隨著控制技術、計算機技術、通信技術的發展，出現了基于現場總線的控制系統(FCS)，FCS克服了DCS的缺點，它是一種全數字化的、全分散的、全開放、可互操作和開放式互連的新一代控制系統。目前，現場總線技術已經成為自動化技術中的一個熱點，備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注。FCS極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量，使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統的DCS(分布式控制系統)相比，FCS具有可靠性高、可維護性好、成本低、實時性好、實現了控制管理一體化的結構體系等優點。現場總線的出現，為工業自動化帶來了一場深層次的革命，從而開創了工業自動控制的新紀元，被譽為自動化領域的計算機局域網。鑒于FCS的許多優點，控制專家們紛紛預言“FCS將取代DCS成為2l世紀控制系統的主流。”現在，FCS已經被應用到樓宇自動化控制領域。

2．1應用于樓字自動化領域的幾種現場總線

由于誘人的市場商機和不同的應用領域的存在，世界一些大公司或公司聯盟紛紛提出自己的現場總線協議標準。據不完全統計，目前國際上有40種宣稱為開放型的現場總線標準。這些協議根據國際標準化組織(ISO)的計算機網絡開放式互連系統的OSI參考模型來制定的。大多數現場總線只是用其中的一、二和七層協議。于是現場總線呈現雜亂紛呈的局面。在這些現場總線中不乏優異的現場總線，如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等現場總線在樓宇自動化領域獲得了、較廣泛的應用。盡管基于現場總線的Fcs克服了DCS的許多缺點，但還是有一些不如人意的地方，最明顯的缺點：多種現場總線并存而互不兼容，導致FCS的可互操作性只能在同一種現場總線系統中實現。后面將對FCS的缺點做進一步說明。

(1)LonWorks

美國Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技術，又稱Lonworks技術。它得到了眾多計算機廠家、系統集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持，已經在樓宇自動化、工業自動化、電力系統供配、消防監控、停車場管理等領域獲得廣泛應用。具體地說LonWorks具有以下優點：

①網絡結構靈活、組網方便。它支持多種網絡拓撲形式，包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等，這樣可適應復雜的現場環境，方便現場布線；

②支持多種傳輸介質。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等；兩種傳輸速率：78bps和1．25Mbps，最大傳輸距離由網絡拓撲形式和傳輸介質決定，一般可從500m到2700m?？山尤说墓濣c最多為32385個；

③完善的玨發工具。提供完善的系統開發環境，采用開放的NEURON C語言，它是ANSI C語言的擴展；

④無主的網絡系統。LonWorks網絡中各節點的地位相同，網絡管理可設在任一節點處，并可安裝多個網絡管理器；

⑤開發LonWorks網絡節點的時間較短，也易于維護。LonWorks采用的LonTalk協議固化在Echelon公司的Neuron芯片中，這樣可以節省開發LonWorks網絡節點的時間，也方便維護。

同其它現場總線一樣，LonWorks也有自身的缺點。首先，LonWorks的實時性、處理大量數據的能力有些欠缺；其次，由于LonWorks依賴于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全開放性也受到一些質疑。盡管LonWorks存在一些不足，但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領域獲得了廣泛的應用。世界上有2萬多家OEM廠商生產LonWorks相關產品，其中種類已達3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個LonWorks節點，LonT~k協議也被接納為歐洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以來，LonWorks也開始在國內獲得大量的應用。在建設部的支持下，國內一些研究所和企業開始陸續開發出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統，并在一些新建智能大廈和建設部智能化小區試點工程中得到應用。

(2)BACnet

BACnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網絡的數據通信協議。它代表了智能建筑發展的主流趨勢。BAcnet不是軟件或硬件，也不是固件，嚴格地說，BAcnet并不是現場總線，而是一種網絡協議，即通信規則。為不同商家產品的系統之間進行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細闡述了系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通信介質、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規則。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS／TP、PTP、LonTalk五種網絡技術進行通信?？筛鶕到y通信是和通信速度選擇不同的網絡技術。相對其它現場總線，BACnet標準最大的優點是可以與Etherent、LonWorks等網絡進行無縫集成。不過BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統相互間的通訊問題設計，并不太適用于智能傳感器、執行器等末端設備。BACnet標準已在全球得到了廣泛的應用，全球生產和經營樓宇設備和樓宇自控設備的主要廠商均支持BACnet標準。BACnet在不到10年的時間內就從一個行業學會標準迅速成為樓宇自控領域中唯一的ISO標準。雖然我國是WTO和ISO成員國，但是BACnet在我國建筑領域中的應用范圍還是相對較小，而且在工程中采用的BACnet產品和技術也基本上全部是從國外引進的，還沒有真正意義上的國產化BACnet相關產品。

(3)CAN

CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監控控制系統設計提出的，現在它已經成為一種國際標準，在電力、石化、空調、建筑等行業均有應用。CAN具有以下優點：

①采用8字節的短幀傳送，故傳輸時間短、抗干擾性強：

②具有多種錯誤校驗方式，形成強大的差錯控制能力。而且在嚴重錯誤的情況下，節點會自動離線，避免影響總線上其它節點；

③采用無損壞的仲裁技術；

4 CAN芯片不但價格低而且供應商多。

CAN缺點是：CAN總線上最多可掛接110個節點，這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進行擴展，相對其它一些現場總線，CAN總線技術比較簡單，CAN相關產品的開發費用也遠遠低于其它現場總線技術產品的開發費用。因此，很早國內就有一些企業推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關產品。如獅島、索龍集團開發出了$2000樓宇自控系統。

(4)EIB

EIB是歐洲安裝總線(European Installation Bus)的縮寫。它在1990年被提出，經過十多年的發展，成為歐洲最有影響的建筑智能化現場總線標準，在歐洲得到了進300家廠商的支持。1999年EIB被引進中國的智能化建筑領域，并在上海同濟大學建立了EIB認證技術培訓中心。在短短的幾年里，國內的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調等控制和安防系統方面獲得了廣泛應用，如廈門國際會展中心、大連國貿中心、浙江人民大會堂等。國內的EIB項目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。

轉貼于 3　以太網開始進入樓宇自控領域

以太網發展至今已有20年歷程，作為局域網組網的主要技術，以其簡單、價廉、高帶寬、維護方便以及不斷發展等優點一直在局域網領域中牢牢占據著統治地位。近年來，以太網技術獲得了快速地發展。交換型和全雙功以太網的出現，克服了傳統以太網的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸的弱點，實現了站點獨占傳輸媒體并同時收發數據，也減少了網絡上的數據碰撞。以太網的標準不斷更新和擴展，目前的以太網不僅在物理層(包括拓撲結構、傳輸速率、傳輸媒體)，并且在數據鏈路層與原來的傳統以太網標準有了很大的進步，以太網標準系列已擴展成20余個?，F在已太網不但由局域網向著接入網和城域網領域發展，同時開始進入工業控制和樓宇自控領域。新的IEEE802．3af標準開始對以太網供電作出了規定，它消除了以太網技術進入現場控制領域的一個嚴重障礙。目前，3Com、華為、DLINK等公司開始提供符合IEEE802．3af標準的交換機產品。另外，一些現場總線的協會或組織也開始提出基于其現場總線的開放式以太網標準，即工業以太網標準，如ODVA(開放DeviceNet供貨商協會)和CI(ContolNet國際組織)的EtherNet／IP標準、FF(現場總線基金會)的HSE(Hig}l Speed Ethemet，高速以太網)、Profibus國際組織的ProfiNet。支持這些工業以太網標準的交換機、網卡等產品也開始出現，如MOXA公司的EDS-508系列工業以太網交換機(支持EtherNet／IP)、北京航天華輝自動化技術有限公司的AnyBus-S IO／100M(支持Ethemet／IP和Modbus／TCP)等。美國VDC(Venture Development Corp．)調查報告指出，Ethemet在工業控制領域中的應用將越來越廣泛，市場占有率將從2000年的ll％增加到2005年的23％。

伴隨著以太網技術在工業控制領域的成功應用，以太網技術也必將越來越多地滲透到樓宇自控領域。目前，以太網多用于基于現場總線的樓宇自控網絡集成到智能建筑中的信息網(如圖l所示)，在一些新開發的樓宇自控系統中，以太網直接進入了控制層，如北京樓宇自動化中心開發的基于以太網的ENC-2001IP智能建筑測控系統。ENC-200liP控制系統的結構如圖2所示。一般的空調、照明等系統通過ENC參量控制模塊集成到以太網上；帶有RS232或RS485接口的系統通過網關轉換模塊集成到以太網上；IP電話以及IP攝像機直接連接到以太網上。

在樓宇自控網絡中采用基于現場總線的FCS的優點是：

①可靠性、實時性好?，F場總線為工業控制設計

圖1樓宇自控網絡集成到信息網的，有屏蔽、接地與防爆等措施，同時其實時性也比采用CSMA／CD的以太網的時實性好；

②用戶的投資成本低?，F在，開放的現場總線技術已經比較成熟，有很多公司提供的相關產品可供選擇。其缺點是：實現現場總線無縫接人以太網復雜，當多種現場總線共存在一個系統中時，集成起來更復雜，系統的擴展性差。

在樓宇自控網絡中采用以太網的優點是：實現了從管理層(信息網)到現場設備控制層(控制網)的“一網到底”，即實現人們期望的通信協議的兼容和統一；這樣系統擴展起來也比較方便；與智能建筑中其它系統(信息網通信自動化系統和辦公自動化系統)集成起來更加容易。其缺點是：首先，目前開發基于以太網的控制系統產品的難度較大，開發費用和成本相對還是較高，用戶可以選擇的廠商也很有限，壟斷利潤較高，研發成本還沒有被消化，這些都導致產品價格過高。其次，以太網的實時性、可靠性等方面還有待進一步完善。

4　結束語

就目前而言，不管是應用在樓宇自控網絡中的基于現場總線的FCS還是以太網，都有其優點和缺點。隨著時間的推移和技術的進步，它們也必將會被進一步完善。據統計，我國目前有從事樓宇自動化業務的企業3000家以上，產品供應商約3000家。另外，隨著我國紹濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，建筑和社區的數字化建設正在興起，FCS和以太網都必將在樓宇自控領域中獲得更廣泛的應用，在今后相當長的時間內，兩者在競爭的同時也將繼續并存。

參考文獻

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7董春橋．BACnet標準在我國推廣和應用的思考．《智能建筑與城市信息>。2003

篇（5）

伴隨著我國經濟的快速發展，社會的進步，我國也加強了對建筑業的支持力度。智能建筑的核心是樓宇自動化。隨著樓宇自動化的快速發展使得樓宇自動化的市場需求也不斷擴大。樓宇自動化將計算機技術，網絡技術，通信技術相結合，應用于自動化的控制系統中，節省了更多的管理成本和人力成本。本文將進一步對樓宇自動化的定義原理，應用和發展進行闡述。

1自動化控制系統的定義和原理，組成和功能

1.1樓宇自動化控制系統的定義和組成

樓宇自動化是智能建筑的核心部分，隨著近年來智能建筑的蓬勃發展，樓宇自動化的市場需求也在不斷擴大。樓宇自動化控制系統是將計算機技術，通信技術，信息技術，網絡技術進行整合的一種控制系統。為了能夠為人類節約更多的人力和管理成本，節約能源，給人們提供一個安全可靠，舒適安靜并且高效的生活環境和工作環境靜，樓宇自動化控制系統通過對控制手段進行綜合的分析，對各種處理機電設備的信息進行了優化。樓宇自動化控制系統由安全系統，照明系統，排水系統，配電系統等子系統構成的。樓宇自動化控制系統通過對控制手段以及處理各種機電設備的優化處理，從而實現了對各個控制系統中的設備的集中管理和控制的目的。

1.2樓宇自動化控制系統的原理和功能

樓宇自動化控制系統又稱為分布式控制系統，簡稱為DCS。樓宇控制系統采用的是集散型的計算機控制系統。集散型計算機控制系統是以現代控制理論為理論基礎的。樓宇自動化控制系統通過利用微型計算機的能夠對監控設備進行實時有效的控制的功能，有效的避免了集中的計算機控制中所出現的問題。除此之外，自動化控制系統系統的管理有關的設備，充分發揮了設備的整體優勢和發展潛力，并且也延長了設備電池的使用壽命，降低能源的消耗，節約了人力成本和管理成本。樓宇自動化控制系統主要是通過實現對智能建筑系統的綜合分析與利用，來實現自身控制系統的最優化。

2樓宇自動化控制系統的子系統

2.1照明系統

在智能建筑系統中，電能是最重要的部分，并且照明系統是非常消耗電能的系統。由此可見，照明系統在智能建筑系統中的節能系統中發揮著不可替代的作用。照明系統的良好的協調能力和運行進度是智能建筑的優勢的集中體現。

2.2消防系統

消防系統是保證建筑中的人的生命財產安全的系統，它在智能建筑系統中占有重要地位，并且對樓宇自動化控制系統的管理起著非常重要的作用。消防系統有它自己固定的運行模式。它無論是在事前還是事中，都對災害做出了有效及時的應對方案。

2.3配電系統

在樓宇自動化控制系統中電能是一切系統正常運行和工作的保證和基礎，如果電能運行過程中電能出現了問題，那么其它系統是無法完成工作的。樓宇自動化控制系統中的配電系統充分利用了計算機技術，對供電設備進行監控，停電后會自動開啟應急電源，保證所有用電設備在停電時也能夠正常運行。

3樓宇自動化控制系統的集成化發展

3.1信息系統的集成化

隨著近年來我國對智能建筑的重視程度的不斷提高，我國的有關專家也與各個國家的相關專家進行了學術上的研究和探討，我國也吸收了很多國外的先進技術和理念，然而樓宇自動化向集成化方向發展是國際上樓宇自動化發展的總體趨勢。樓宇自動化的出現，它的目的是能夠為人們提供一個安全，舒適，高效的生活與工作環境。樓宇自動化控制系統的管理者對信息進行綜合的整合和利用，通過信息網絡的集成將相關的設備都連接起來，以實現最終的目標。

3.2數據與管理資料的集成化

在樓宇自動化控制系統中，實時準確的數據，完整的資料，是確保系統進行集成的重要依據。智能建筑包括實時控制和管理。并且它包括很多子系統，如果不能獲得實時的數據，就沒有辦法對各個子系統進行有效的聯結，因此就沒有辦法形成一個完整的大系統。

3.3監控軟件的數字集成化

當今世界是數字化的世界，數字化能夠體現控制系統的精準程度和靈活程度。在樓宇自動化控制系統中，監控軟件的數字化，可以實現對系統集成化程度進行數字化的評估。監控軟件的數字化，有效的實現了設備系統的整合。不僅如此，軟件數字化采用分布式管理，各管理端口可以根據自己的模式來設定和控制各個子系統，從而實現各個子系統之間的有效連接，進而促進整個大系統的運行。

4樓宇自動化控制系統的發展情況與未來前景

近年來隨著經濟的高速發展，智能建筑的重要作用也日益突出，智能建筑中的樓宇自動化的市場需求也在不斷擴大。然而到目前為止，我國現階段的樓宇自動化水平還有待提高，與國際上的應用程度相比，我國的應用水平還是相對落后的。雖然我國已經開始了樓宇自動化控制系統的應用，但在應用的過程中，還是存在著很多阻礙，并且有很多問題有待解決。首先，我國的建筑行業雖然開發了自己的智能建筑的產品，但是產品的水平并沒有真正的適應人們的需要，并沒有在真正意義上認識到樓宇自動化控制系統應用的層次。并且由于我國的智能建筑的發展水平相對落后，造成我國國內建筑市場的產品大多是外國品牌，國內市場被國外產品所占領，這足以充分說明我國對自動化控制系統的控制和研究還不夠深入，缺乏水平和質量上的保證，沒有贏得人們的信賴。其次，在我國能源缺乏是一個重要的問題。然而在這種能源短缺的社會環境下，資源的浪費，環境的污染仍然是一項重要的課題。雖然樓宇自動化控制系統中明確規定了節約能源，有效管理的理念，但在實際運行過程中，節約能源并沒有真正的得到落實。在節約能源方面，我們還是存在缺少管理部門的監管，管理人員的管理力度不夠的問題。此外，國內的樓宇自動化控制系統的控制性能并沒有達到最優。現階段，國內的樓宇自動化控制系統的控制性能無論是從控制水平還是從控制程度上來看都與國際水平有很大差距?？刂扑讲粔颍粌H會增加能源消耗，也會提高管理成本。隨著近年來我國經濟社會的高速發展，對建筑業的發展水平也有了新的要求。當今社會，節能減排將會是一個永恒的主題，然而建筑業也是能源消耗很高的行業。雖然智能建筑在發展過程中遇到了很多問題和阻礙，但現如今經濟的高速發展，信息網絡的不斷不發達，科學技術的進步，這都為樓宇自動化控制系統的發展提供了有力的支持和保障。我相信，樓宇自動化控制系統將會有非常開闊的前景。

5總結

智能建筑的核心就是樓宇自動化控制系統。隨著我國經濟社會的不斷發展，人們的需求也在不斷改變。樓宇自動化控制系統在一定程度上為人們提供了一個安全高效，安靜舒適的生活與工作環境。然而在樓宇自動化控制系統的應用過程中，由于地區的發展水平不同等各種原因出現了很多問題，我們還有很多需要改進的地方，在今后的工作中我國要加大支持力度，鼓勵科研的發展，促進我國建筑業的進一步發展。

參考文獻：

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中圖分類號：F407文獻標識碼： A

在科技快速進步的今天，很多高科技手段都被運用到各行各業。在我國經濟發展中占有重要地位的建筑業也利用了一些新型的科學技術，智能建筑中的樓宇自動化控制系統就是其中最重要的一部分。

一、定義

樓宇自動化系統又叫建筑設備自動化系統，它主要包括暖通空調、供配電、照明、消防、給排水、電梯、安全防范等子系統。當代樓宇自動化系統就是運用比較先進的技術手段處理各部分傳來的信息，實現對各系統設備的集中監控與管理的目的，從而使各子系統能夠高效、有序的運行，給人提供一個高效、安全、舒適的生活和工作環境。

（上圖為運用智能化系統的樓宇）

二、組成

樓宇自動化系統通常由暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統組成。根據我國行業標準，樓宇自動化系統又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。在通常情況下，各種子系統也被同時選入樓宇自動化系統中，也應與樓宇自動化系統監控中心建立通信聯系以便災情發生時，能夠按照約定實現操作權轉移，進行一體化的協調控制。

三、基本功能

樓宇自動化系統的主要目的是通過計算機技術實現對建筑內的各種機電設備的全面監控和集中管理，從而為建筑用戶提供良好的生活與工作環境，方便建筑管理者進行管理，減少建筑物的能耗和減少管理費用。其基本功能包括：第一，對各種機電設備的運行狀態進行監視控制,控制其起或停；第二，將各個設備傳送的數據進行檢測、收集，從而方便自動化系統管理者對其進行審查；第三，外界條件、環境因素、負載情況發生變化時，自動調節各種設備運行狀態，以保證其始終處于最佳的運行狀態；第四，自動監測各種意外、突發事件，并進行及時有效的處理；第五，協調控制、統一管理建筑物內的各種機電設備，使之有條不紊地運行；第六，自動計量建筑物內用戶的水、電、氣等費用，實現能源管理的自動化；第七，對設備的檔案、運行報表和維修等進行管理。圖一，圖二、圖三就是自動化系統的控制流程圖。

圖一

圖二

圖三

四、原理

樓宇自動化系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統，也稱分布式控制系統(Distributedcontrol Systems)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)，完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。通過對中央控制系統的安裝，可以更方便對樓宇各部分的管理發揮各個設備的優越性，提高設備利用率，優化設備的運行狀態和時間，延長設備的使用壽命，降低能源消耗，降低維護人員的勞動強度和工時數量。安裝于中央控制室的中央管理計算機還具有 CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行，最終降低了設備的運行成本。

五、發展前景

（一）應用現狀

從我國樓宇自動化系統建設和應用的現狀來看，我國智能建筑發展仍處于初始階段，與國外相比，其應用水平相當低，系統的控制性能還沒有得到優化，各系統接口處的系統還沒有實現自動化操作，相比發展較快的城市，偏遠地區對于樓宇自動化系統的運用率幾乎為零，這表現在以下幾個方面:

1.市場上流行的智能建筑樓控系統產品還是國外的一些著名品牌,我國的智能建筑樓控系統產品開發較少,沒有占領智能建筑樓控系統的市場。除此之外,我國對空調系統的控制本質以及控制策略的研究深度不夠,缺乏內涵。

2.隨著經濟的發展和技術的進步,我國有一些建筑引入了樓宇自動化控制系統技術 ，但只是實現了樓宇自控系統技術的應用的第一個層次,即只是簡單地滿足了人們對建筑物安全、舒適的要求。

3.控制性能沒有得到完全優化。相關數據顯示,我國樓宇自動化系統的控制精度只能達到±2%,且閥門極易反復振蕩。如果閥門一旦產生反復的震蕩，一方面會影響流體的運動，增加能耗,另一方面會造成執行機構與閥門的磨損,增加了設備維護的成本。

4.傳感器不能準確地反映建筑物和設備的運行參數與狀態。傳感器是自控系統的首要設備，直接作用與被測對象，所以,傳感器必須具有高準確性、高穩定性和高靈敏度。但事實上，我國樓宇自控系統中至少有10%或更多的傳感器準確性不高。另外，部分傳感器安裝位置有偏差，使得測量精度降低。

5.檢測手段不足。首先，在熱源檢測方面，對燃料沒有相應的智能檢測手段，如對鍋爐的用氣或用油的檢測。其次，對于沒有智能化系統的樓宇來說，對于空調耗能情況不能有效的進行掌握，因此，無法準確計量水系統的能耗；再次，樓宇自動化系統中沒有接入智能儀表，不能測量出冷卻塔的運行能耗；最后，一些供應商常常忽略對冷源離心機組的尋葉開度的監測。

6.缺乏能源管理，節能效果欠佳。盡管每個建筑樓控系統的投標書上都有節能管理的措施，但在實際運行中，沒有一棟樓將節能管理措施落到實處。例如，鍋爐沒有在最佳效率區運行。在對鍋爐使用過程中，每臺鍋爐都具有一個最佳的運行效率去，所以在鍋爐運行過程中，運用智能化控制系統進行檢測，可以保證鍋爐在低耗狀態下工作效率最高。鍋爐處于超負荷區運行時也會增加不完全燃燒，超負荷區設備運行速度加快，對燃料的需求也相應增加 ，短時間內，燃料無法充分燃燒，效率降低。另外，幾乎所有智能建筑的冷熱源沒有在最佳時機被起動或停止，過早啟動或過晚停止冷熱源都會導致能源的浪費。

（二）發展

智能建筑和知識經濟是信息時代的重要標志，作為國家綜合國力和技術水平的具體體現,其特點和優勢明顯。智能建筑是國際信息高速公路和智能化城市的網絡節點,其所具有的作用、功能和效益,決定著我國智能化建筑的在世界的地位。智能建筑的發展將帶動一批相關技術與產業的發展,如信息、電子、自動化、計算機、電力技術，等等。智能建筑在國內外的發展方興未艾，前景廣闊,世界各國競相研究和開發智能建筑技術。

隨著計算機技術發展,智能建筑的發展也已走過了20多年的歷程。第一代的智能建筑一般由多個相對獨立的自治子系統構成，互相之間沒有聯系，操作也相對獨立；第二代智能建筑因為運用了網絡系統，使整個樓宇各個設備都可以有效連接，從而能完成一些諸如遠程控制、操作序列化、制定時間表等涉及多個子系統的操作任務。雖然，第一、二代智能建筑技術在很大程度上提高了樓宇控制操作的自動化水平，但基本上還不具備人類智能的特點，即系統基本上不具備推理、學習、適應等能力，因而，還不是真正意義上的智能建筑。

結束語：

智能建筑中的樓宇自動化控制系統的發展，一方面可以提高樓宇管理的工作效率，另一方面，這種技術的運用，在一定程度上也為我國的建筑業的發展提供了強勁的動力，使我國的智能化建筑能矗立于世界之林。

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篇（7）

1引言

樓宇自動化系統(簡稱BAS)安裝施工是隨著智能化建筑的發展而產生的一個安裝施工專業。其涉及消防、給排水、空調系統、計算機系統等多個子系統的聯動控制與集成，作業空間范圍大，周期長，使用的設備品種多，系統復雜，科技含量高，與其他專業聯系密切。因此應合理安排工程施工，保證質量并全面完成施工任務。

樓宇自動化系統安裝施工首先應具備的條件是：設計文件及施工圖樣齊全，并已會審批準；施工人員熟悉有關資料圖樣，并了解工程情況、實施方案、工藝要求、實施質量標準等；工程實施所必需的設備、器材、輔材、儀器、機械等能滿足連續實施和階段實施的要求，并在現場開箱檢查。

2樓宇線纜布線施工

BAS的線路包括電源線、網絡通信線和信號線，電源線一般采用BV-(500V)2．5mm2銅芯聚氯乙烯(PVC)絕緣線；網絡通信線需要由采用何種計算機局域網及樓宇自動化系統在數據傳輸率、未來可兼容性和硬件成本等多方面綜合考慮確定，一般采用同軸電纜(不同廠商的產品不盡相同)，有的系統采用屏蔽雙絞線或非屏蔽雙絞線，在強干擾環境中和遠距離傳輸時宜選用光纜；信號線一般采用線芯截面為1．Omm2或1．5mm2的普通銅芯導線或控制電纜，信號線是否需要采用軟線及屏蔽線應根據具體控制系統與控制要求確定。BAS線路均采用金屬管或金屬線槽保護，網絡通信線和信號線不得與電源線共管敷設，當其必須作無屏蔽平行敷設時，間距≥0．3m，如敷于同一金屬線槽，需設金屬分隔。

2．1施工準備

一般來說，實現BAS管、槽、布線的工程量較大，與裝修、空調等專業配合點較多，施工存在一定難度。兇此要根據設計圖紙及現場實際情況，明確弱電豎井設置和重要公共場所的位置。施工中，垂直線槽敷設要和裝修專業配合，充分考慮美觀和檢修方便。水平金屬線槽從弱電豎井出來后在電梯間、走廊吊頂內敷設，一般采用鍍鋅鋼管進入室內。工作區使用按實際需要選用合適的活動地板，導線進入室內后在活動地板下金屬線槽內敷設，引到工作區。具體施工應注意以下幾點：

(1)由于電梯間及走廊內風管、水管和強電管線多，各專業難免交叉沖突，本著“小管讓大管，弱電讓強電”的原則，在施工之前與各專業溝通，科學布置天花板截面圖，嚴格按照圖紙施工。

(2)垂直主線槽按照不同系統在怪井內進行施工，電源槽和弱電槽分開施工。從施工的角度出發，統一安排各弱電系統在豎井內的管、槽分布。

(3)水平線槽按照不同系統分線槽施工，電源槽和弱電槽分開施工，線管在墻面和地面工程進行時預埋，并進行接地保護。

(4)在金屬結構上和混凝土結構的預埋件上，采用焊接固定：在混凝士上安裝時采用膨脹螺栓固定。

(5)支架安裝牢固、橫平豎直、整齊美觀，在同一直線段上的支架間距要均勻。

2．2管槽線的安裝

2．2．1鋼管暗敷設具體敷設時應注意以下幾點：

(1)線管不應有變形及裂縫，保證其內部光潔、無毛刺，加工尺寸準確。

(2)彎線管時，彎成的角度≥900，明敷設時彎曲半徑應不小于管外徑的6倍，埋于地下與混凝士內時不小于管外徑的10倍，彎處不應有裂縫和明顯的彎扁。

3)管、槽安裝位置及施工符合圖紙、工藝要求：在以下情況下，線管直線長度30m處、線管在20m內有1個彎、線管在15m內有2個彎、線管在8m內有3個彎時，應加裝1個接線盒；明敷管之間連接時，管端螺紋長度不小于管接頭的1／2。

(4)埋設管道選最短的途徑，離地面不小于15mm；管排列整齊、固定牢固、管卡間距均勻：埋設管引出地面時管口高度高出地面200mm，當進入落地柜時，高出柜內地面50mm。

(5)管不宜敷設在絕熱高溫管道上方，其間距不小于200mm，與其他的工藝管道表面的距離不小于150ram；管路經過建筑物的伸縮縫和沉降縫時，在工藝上要采取措施。

2．2．2金屬線槽的安裝具體施工時應注意以下幾點：

(1)金屬線槽施工要求平整，內部光潔、無毛刺，加工尺寸準確、牢固，不應有明顯的變形。

(2)線槽安裝橫平豎直，排列整齊，其彎曲度應一致，用半圓螺栓連接，螺母在線槽的外側緊固。

(3)直接從線槽內引出電纜時，使用開孔器開孔，線槽的直線長度>50m時，經過建筑伸縮縫，采用熱膨脹補償措施。

(4)充分利用弱電豎井空間，通過合理的布置和巧妙的處理，把要維護和操作的箱體布置在對門的位置，把門外的空間作為維護和操作空間。先布置主干線槽，后布置支線槽，最后布置支管。

(5)主干線槽與峰井內垂直線槽相接，先敷設吊頂內線槽，主干線槽順著廊道布置。主干線槽敷設后，各分支線槽從主干線槽引出，再從分支線槽引出支管至各設備和控制點，線路按最短途徑集中敷設，橫平豎直、整齊美觀、不宜交叉。

2．2．3布線施工

具體施工時應注意以下幾點：

(1)電纜(線)敷設前，應做外觀及導通檢查，并用500V兆歐表測量絕緣電阻。

(2)穿放線時，把管槽內的積水和雜物清理干凈，導線的型號、數量和質量符合設計要求，線纜布在線槽或線管內保持平直，不出現扭絞、打圈等現象，不在槽內和管內接頭，線纜的保護措施良好，避免受到外力的擠壓和損傷。

(3)線纜布放前，金屬線槽安裝兩端貼標簽，標明起始和終端位置，標簽書寫清晰、端正和正確，并粘貼牢固，在拉線過程中避免損傷。

(4)線纜布放時，保持一定冗余，在交接問、設備間預留3～6m，工作區預留0．3～0．6m，以利于弱電設備的端接。

(5)布放線纜的牽引力

(6)布放于水平線槽內的線纜，每隔3～5m進行綁扎固定，布放于垂直線槽內的線纜每隔2m進行綁扎固定，以降低線纜自身的擠壓及自身重量的影響；線纜穿過線管時，使用預先穿過線管的細鋼絲繩緩慢牽引，轉彎時不能牽拉，必須先牽引過轉彎處的拉線盒，然后再往前拉，一次穿過線管的最大距離≥6m，線纜進管時做到保持平直，以避免在拉線時受到損傷；不同信號、不同電壓電纜應分類布置，交流線路與信號線路分管分槽敷設，凈距>O．8m。

(7)放線完成后，按圖紙要求及時進行線路編號，并用500V兆歐表測量線纜的絕緣電阻。按規定用500V兆歐表測量時，線纜的絕緣電阻不應小于5M Q。

3控制室設備安裝施工

BAS的控制室設備通常由設備、UPS、打印機、主控臺、顯示器、工作站與DDC的通信控制器設備組成。所有現場設備通過DDC箱與控制計算機相連。設備接口是DDC箱到控制配電箱、動力箱等設備的連接，用來實現設備的起動、停止等功能。此部分只需將電氣管線敷設到箱體，并進行接線及調試。

3．1控制室設備的安裝

具體施工應注意以下幾點：

(1)控制室應盡量靠近控制負荷中心，距離變電所、電梯機房、水泵房等會產生強電磁干擾的場所15m以上，同時，控制室應選擇上方及毗鄰無用水和無潮濕的機房和房間。

(2)室內控制臺前應有1．5m的操作距離，控制臺離墻布置時，臺后應有大小1m的檢修距離，并注意避免陽光直射。

(3)當控制臺橫向排列總長度>7m時，應在兩端各留不于1m的通道。

(4)中央控制室宜采用抗靜電架空活動地板，高度≥20am。

(5)保證線路電源的正確性、線路連接的正確性、極性的正確性、對應關系的正確性；按系統設計圖檢查主機設備與網絡控制器、UPS、打印機、主控臺、系統模擬屏之間的連接電纜型號以及連接方式是否正確。

(6)顯示器能顯示受控設備的控制、運行、報警狀態，以利于系統的運行管理。

(7)中央控制器及網絡通信設備的安裝應垂直、平正、牢固，垂直度每米允許偏差為1．5mm。水平方向的傾斜度每米允許偏差為lmm，相鄰設備頂部高度每米允許偏差為2mm，平面度每米允許偏差為lmm，接縫的間隙≤2mm。

3．2現場控制器的安裝具體施工應注意以下幾點：

(1)現場控制器的設置應主要考慮系統管理方式、安裝調試維護方便和經濟性。一般按機電系統平面布置進行劃分。

(2)現場控制器要遠離輸水管道，以免管道、閥門跑水，殃及控制盤。在潮濕、有蒸汽場所，應采取防潮、防結露等措施。

(3)現場控制器要距離電機、大電流母線、電纜1．5m以上，以避免電磁干擾。在無法滿足此要求時，應采取可靠屏蔽和接地措施。

(4)現場控制器設備在安裝前檢查其外形是否完整，內外表面漆層是否完好，設備外形尺寸、設備內主板及接線端口的型號、規格是否符合設計規定。

(5)現場控制器箱安裝在弱電豎井(房)或主要設備房(如冷凍站、熱交換站、水泵房、空調機房等)中，在墻上用膨脹螺栓安裝，安裝高度參照配電箱高度，進出線采用金屬線槽敷設，確保線路敷設。

(6)現場控制器位置選擇宜相對集中，一般設在機房或弱電小間內，以達到末端元件距離較短為原則(一般不超過50m)。

(7)現場控制器一般可選用壁掛式結構，在設備集中的機房控制模塊較多時，可選落地柜式結構，柜前操作凈距≥1．5m。

(8)每臺現場控制器輸入、輸出接口數量與種類應與所控制的設備要求相適應，并留有10％～20％的余量。

4現場機電設備施工

樓宇自動化系統是運用自動化儀表、計算機過程控制和網絡通信技術，對建筑物內部的機電設備運行進行集中監視、控制和管理的綜合系統。使用安裝說明書、裝配圖以及有關技術標準等進行施工，精心操作，防止設備損壞。樓宇自動化系統現場設備主要有傳感器、控制器和執行器。

4．1傳感器的安裝

4．1．1室內溫度傳感器的安裝

室內溫度傳感器在暖氣、通風和空調系統中用于室溫測量和遙控設定值調整。溫度傳感器至DDC之問的連接應符合設計要求，盡量減少因接線而引起的誤差；室內溫度傳感器安裝在采暖或空調房間內墻，遠離門窗和熱源或可能暴露在陽光的地方：導管開口要密封，以防止由于導管吸風而引起虛假溫度測量；在高電磁干擾區域采用屏蔽線，傳感器導線與電源之間距離>150mm；室內溫度傳感器安裝高度為1．4m。在主體施工時預埋直徑為20ram的鋼管及接線盒。

4．1．2風管式溫度傳感器的安裝

風管式溫度傳感器在通風和空調系統中用于排風、回風或室外空氣溫度測量。根據風管式溫度傳感器的感溫管的長度選擇適當的安裝部位，先在風管上按要求尺寸開孔后安裝。導線敷設可選用直徑為20ram的電線管及接線盒，并用金屬軟管與傳感器相連接，在高電磁干擾區域采用屏蔽線，傳感器導線與電源之間距離>150ram。

4．1．3管道溫度傳感器的安裝

管道溫度傳感器用于對宅調系統的冷卻水管和冷凍水管測暈水溫，通過管接頭與水管相連接，導線敷設可選用直徑為20mm的電線管及接線盒，并用金屬軟管與傳感器相連接，進入傳感器的接線口進行密封處理，防止水汽進入。

4．1．4溫、濕度傳感器的安裝

溫、濕度傳感器不應安裝在陽光直射的位置，并遠離有較強振動、電磁干擾的區域。安裝在室外應加防護罩，遠離窗、門和出風口，距離≥2m。

4．1．5壓差開關的安裝

壓差開關用于感應窄氣流量、空氣壓力或空氣壓差。當空氣流量變化時，壓差開關能夠檢測壓差變化(動壓或通過固定調節圈的降壓)。應有用于檢測暖風或通風管內空氣的質量以及變風量系統的最大空氣流量的控制器等。壓差開關垂直安裝時，如需要可使用L形托架進行安裝；開孔尺寸、連接軟管的長度根據現場安裝位置而定；高、低壓管位置不能接反，安裝在便于調試、維修的位置；風管型壓差開關應在風管保溫層完成之后進行安裝，安裝在風管的直線部位；導線敷設選用直徑為20Era的電線管及接線盒，并用金屬軟管與壓差開關相連接，水管型的壓差開關的安裝離地面的高度

4．1．6液體流量開關的安裝

液體流量開關用于測量流經管道內液體流量的開頭狀態，使用在需要有連鎖作用保護的場所。流量開關避免安裝在測流孔、直角彎頭或閥門附近；安裝時液體流量開關要旋緊定位，使葉片與水流方向成直角，開關體上標志的箭頭方向與水流方向一致；液體流量開關導線敷設可選用直徑為20mE的電線管及接線盒，并用金屬軟管與傳感器相連接，進入傳感器的接線口進行密封處理，防止水汽進入。

4．1．7浮球液位開關的安裝

浮球液位開關根據用途的不同，有用于污水池內和用于給水池頂上兩種安裝方法。浮球液位開關不能安裝在水流動蕩的地方，安裝的高度由現場位置調節確定。

4．2執行器安裝

4．2．1電動閥的安裝

電動閥體上的箭頭指向與水流方向一致；風機盤管上的電動閥安裝在風機盤管的凹水管上：空調器的電動閥旁邊一般裝有旁通閥，同時電動閥的口徑不應低于管道口徑的兩個等級；執行機構牢固同定，手輪便于操作，閥位指示觀察方便；電動閥垂直安裝于水平管道上，對大口徑電動閥不能有傾斜；電動閥一般安裝在同水管上；電動調節閥的輸入電壓、輸出信號的接線方式符合產品說明要求，安裝后進行模擬動作。

4．2．2電磁閥的安裝

電磁閥體上的箭頭指向與水流方向一致：空調器上的電磁閥與管徑不一致時，采用漸縮管件，同時電磁閥的口徑不低于管道口徑的兩個等級；執行機構應牢固固定，手輪便于操作；閥位指示觀察方便；安裝前進行模擬動作。

4．2．3電動風門驅動器的安裝

篇（8）

0 引言

隨著信息化經濟社會的快速發展，人們的工作生活與電子信息密切相關。計算機、網絡、電話信息相繼進入我們的日常生活，在住宅建筑室內環境設計中，以智能化、科技化、自動化的家庭應用，為人們的日常生活提供有效舒適、安全事宜的生活空間，為現代化網絡信息進行整合，提供多彩豐富的文化生活，實現兒童的家庭教育、成人教育等多層次的綜合教育，實現自動化家庭保健等服務項目。

1 樓宇的自動化系統控制簡介

自動化樓宇電子系統包括公眾電話網絡、公用數字網絡、計算機互聯網語音技術、數據圖像處理信息網絡。家庭綜合自動化網絡是對室內社區、網絡接口、共享辦公系統進行的有效綜合系統接口管理。智能住宅不但具有安全、便利、舒適、節能、有效娛樂性等各種特點，可以通過自動化電子設備實現網絡功能的有效集成，確保人們可以在日常環境下進行家庭網絡數據接口處理，實現樓宇家庭網絡基礎的家庭功能布線處理。樓宇的自動化系統處理是ANSI/T IA/E1A 570-A，家庭電訊的標準布線設置，通過規劃新建筑、新增有效設備、建立良好的單獨建筑通訊網絡，快速的提高整體系統的自動化協調，確保樓宇自動化系統的有效合理應用。

2 樓宇自動化系統的組成

樓宇系統的裝置設備中，每一個家庭都需要安裝陪接線完成系統的自動化分布設置處理，其主要的接線端有電纜、跳線、插座和設備連接設置。線纜是樓宇家庭布線中的主要系統，主要的部分為水平電纜、75歐姆的同軸電纜、2芯的多模數字室內電纜。模板視頻采用家居數字有線集成處理原則，提高有線電視、衛星電視、內置的整體合理性，確保最大限度的澄清視頻信號。選用跳線完成數據接口處理，為連接設備提供有效的性能保證，滿足高速網絡數據的整體信號傳輸。安裝箱是室內布線的核心部分，需要進行統一的分配管理，確保整個房間的傳輸介質合理性，實現家居自動化、網絡訪問合理化、家庭辦公有序性等等。安裝箱應當歸哪個在配線架面板上，設置居住信息插座，完成光纖模塊、視頻、同軸電纜模塊、音頻模塊、數據模塊等各項數據的組合整理，實現有效的綜合安裝設備配置。

3 自動化系統設備適宜的使用要求

通過中心設備對通訊種類、型號進行外線、內線信號分配，在不同的房間提供不同的適配電線路，安裝通訊系統最佳的位置是地下室或車庫內，可以確保總配置電箱的位置合理性，實現足夠的充分照明效果，有效地維護系統環境空間，控制電源插座的干凈整潔。對通訊中心系統進行模塊處理，完成配件、用戶插座的種類數量分析。對每一個用戶墻內預埋的過線盒進行處理，采用RG6U75歐姆的同軸線纜，從有效電視或衛星接收設備端實現視屏信號的有效接收，對設備中心的每一個用戶進行接收端處理，采用非屏蔽雙絞線處理原則實現郵電部門與外界用戶之間的數據信號通信，實現室內分布的自動化系統同步，確保樓宇內各個部分之間的通信協調效果。

4 自動化系統應用的優勢

4.1 室內自動化系統的應用

采用視頻通話應用系統，通過衛星電視、有線數字電視、天線、閉合電路、電纜調試調解器對視頻信號進行同步調節，確保同種電纜的視頻信號傳遞效果。采用語音數據用戶服務插座控制系統，通過ISDN、VDSL將其連接到互連網上，通過通信網絡的數據漫游，提高無線通訊的實施信息船體。設置室內安全防護系統，確保室內防火、防盜的基本要求，在自動化管理控制系統中，一旦發生系統信號報警，連接局域網內的電視系統就會對室外環境進行搜索觀察，分析住宅附近可能出現的異常，通過傳真系統和視屏系統將數據傳輸到終端，配合實現基礎家庭辦公的有效應用。

4.2 室內自動化系統的優勢

智能化自動化局部配線系統，選用電子設備提供完善的家庭工作環境，實現用戶即插即用的方便效果。支持多種接入方式，例如電話、網絡數據同步、傳真、寬帶ADSL、internet接入網等等。采用有效的多方位數據家庭娛樂技術，提高有線電視、視屏點播技術、網絡購物、遠程教學等等多種音頻視頻設備的使用效果，避免出現反復投資的問題，及時通過視頻系統完成對老幼的遠程監護，同時監控住宅內外的情況，確保樓宇的安全。樓宇的自動控制系統可以用于遠程的自動化家電開啟設備，通過家居的智能布線系統實現高標準、科學便捷化的應用，為室內的環境帶來有益而方便的功能應用，從而滿足人們日益復雜的日常生活需求。伴隨著室內環境設計中各個功能的逐步延伸，從而滿足人們生活中各類復雜問題。在網絡系統的快速發展過程中，一個有效地合理布線系統，可以大大的降低投資，提高家居應用使用效果，確保有效地住宅布局管理，實現合理的簡單處理。從資金成本上看，住宅布線系統占據整體工程的極小投資，但是卻分布在整個住宅建筑的各個方面，安裝智能化的布線系統，提高安裝空間的有效合理性，確保安裝智能化的有效性，實現合理的智能化家居樓宇建設。從本質上改變住宅樓宇的生活性質，實現綜合性智能樓宇建設，提高用戶的認可程度，確保房地產開發的合理有效性，完善綜合樓宇系統自動化的有效控制。

5 結語

綜上所述，現代自動化樓宇控制技術是經濟快速發展下，應需求要求實現的綜合自動化系統管理。在自動化系統實踐中，常常會因為布線錯誤或設置錯誤造成數據錯誤，影響自動化系統的合理應用。裝飾電氣在實踐中逐步發展，不斷暴露各種問題，如何有效的解決這些問題，實現自動化系統的健全發展，快速的改善投資可能產生的費用，從而實現自動化系統的正規化發展，建立良好的規范管理，提高綜合性樓宇技術應用發展，確保樓宇自動化系統的有效應用。

參考文獻：

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中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 22-0000-01

隨著計算機技術的不斷發展，人們對智能化樓宇的要求越來越高。樓宇自動化系統是智能樓宇建筑不可缺少的一部分，其任務是對建筑物內的能源使用、環境及安全設施進行監控，以提供一個安全、節約、舒適的工作或居住環境。

一、智能樓宇的概念及安防監控系統

智能化樓宇主要是指利用計算機技術和通信技術，實現建筑物內的電力、空調、照明等相互之間協調并實現最優化，為用戶提供一個高效，節能，舒適和經濟效益的環境。

安防監控系統是智能化樓宇重要的組成部分之一，它主要為智能建筑提供了安全的環境管理與監視，如對建筑實施監視、報警控制、出入門控制等。安防監視系統主要功能包括視頻控制、水平控制、變焦控制及自備檢測等。安防監視系統技術主要通過報警系統去獲得建筑的主要通道、出入口及周圍環境等情況，以做好預防性的防范工作，如紅外探測器、振動傳感器等防范設備。整個防范系統組成一個有機的整體。

二、智能樓宇安防自動化監控系統的類型及功能

（一）數字系統

實現智能樓宇自動化控制的首要條件是要充分掌握建筑的總體情況，從建筑樓宇區域范圍內進行動態控制，這樣做的目的在于發揮建筑樓宇自動化控制功能。數字系統是智能樓宇監控的重要因素，其主要宗旨是通過數字信號之間的數據轉換，形成了不同的層面，并通過圖像處理后轉變成為數字信號，以信號傳輸的方式達到監控的目的（見圖1）。

（二）報警系統

報警系統是通過對建筑樓宇工作范圍內的異常情況，通過信號方式傳輸和反饋到建筑監控中心，并提醒安全保衛人員對異常情況采取有效的處理措施，以恢復建筑樓宇的正常工作。報警系統主要由監控中心控制，如發現異常狀況，在第一時間作出報警提示，這樣有利于技術人員及時做出回應。

（三）對講系統

對講系統實際上是溝通交流系統，主要是方便樓宇安保管理人員之間的溝通與交流，其系統流程見圖2。該系統主要是采用通信系統對信號進行傳輸操作，其操作程序較為簡單、方便。例如，監控人員通過監控中心計算機平臺監控建筑樓宇安全和故障隱患，如發現出現類似的隱患，可采用對講系統及時匯報給安全管理人員。

對講系統 收集信號 語音處理 信息檢測 快速傳輸 安全接收

圖2 智能建筑對講系統流程圖

（四）IBMS集成管理系統

IBMS集成管理系統利用建筑的信息網絡，采用一體化集成的手段，把構成整個建筑的弱電子系統單獨分離的設備、功能和信息集成為一個統一、協調的綜合網絡系統，并通過該系統把這些分散、復雜而龐大的各類設備和系統進行充分的信息、資源、任務共享，從而方便地在統一的界面上實現對各子系統全局的監視和管理，這樣不僅能有效控制和降低管理營運成本，而且有效地控制智能樓宇的突發事件，并能將災害損失降到最低。

IBMS集成管理系統直接通過子系統提供的軟、硬件接口及其協議進行集成，從而實現集成，完成數據的共享。各子系統的管理平臺對本系統的設備進行本地的采集、分析、處理、存儲、管理和控制，如圖3。

三、智能樓宇自動化安防監控系統設計原則

智能樓宇安防監控系統設計主要遵循以下幾個方面的原則：

（一）先進原則。先進原則主要體現在智能化和網絡化兩個方面，主要是采用現代化計算機技術實現產品和設備的應用。

（1）智能化主要體現在系統及設備方面，就是需要具備智能特征的一些產品和設備，同時必須具有良好的通訊能力和故障自動檢測能力、自動報警能力等。

（2）網絡化主要是采用計算機網絡技術，以實現智能樓宇的網絡化監控管理目標。

（二）安全穩定原則。建筑樓宇安全穩定原則主要是保證樓宇自動化安防監控系統的安全穩定運行。具體主要涉及到計算機系統的配置和前端設備的系統配置的安全運行。

（三）升級維護原則。在建筑樓宇產品選擇和系統設計過程中，需要充分考慮到系統的后期升級和維護問題，主要體現在硬件和軟件的維護和升級兩個方面：

（1）軟件升級：實施系統的軟件升級是必需的，隨著軟件的升級，自動化安防監控系統得到了更新和完善，在系統操作上更加方便。

（2）硬件的維護和升級：由于其自動化硬件系統設計時采用的設備為模塊化產品，這樣方便于系統的維護和升級。

四、自動化安防監控系統在智能樓宇中的應用

某高層智能酒店，一共18層，該智能建筑自動化安防監控系統主要是集電視監控系統、防盜報警系統和門禁管理系統為一體的綜合系統，在設備配置上采用“硬件為主，軟件為輔”的監控原則。在運行上采用集中管理方式，以保證系統的安全穩定運行。

（一）電視監控系統

該智能酒店的大堂、接待前臺、電梯間、各樓層通道、停車場和設備間等重要場所都安裝有攝像頭，實現電視監控系統對那此場所的圖像監控，并進行有效監視和記錄，旨在為方便以后對場所的視頻圖像進行查閱。該酒店的安防電視監控系統設置監控點如下：

（1）酒店大堂監控點：主要是為了監視大堂門口進、出的人員情況，監視前臺接待及收款臺處人員的工作情況，并且保證整個大堂無死角。

（2）電梯間的監控點：主要監視電梯間及電梯里的情況。

（3）樓層通道監控點：該監控點是對客房門口的通道進行監視；以確保酒店主要通道的安全。

（4）停車場監控點，主要是對酒店的停車場進行監控，對確保整個停車場內的車輛停放和管理安全。

（5）配電設備間、空調房監控點：為了安全考慮，應加強對電氣配電設備間、空調房等重要的設備間進行監控，以保證對這些設備的安全運行。

該智能酒店主要采用分布式結構電視監控系統。該系統前端傳感器、控制主機對設備選擇要求如下：前端傳感器采用模擬信號輸出的攝像機，控制主機采用數字主機，直接接入視頻及控制電纜，并且每臺數字主機都預留有視頻信號輸入，數字主機上視頻圖像可在本地同時實時顯示、控制、錄像。另外，數字主機通過100M網絡交換機組成自身的視頻監控網絡，通過網絡接口可以與上級系統相連接。

（二）報警系統

酒店報警系統通過信號與電視監控系統聯動，并配置警衛中心電腦控制軟件，將報警點位與編程設定的電子地圖進行關聯，旨在為報警及各類事件的做好記錄工作。

（三）門禁管理系統

酒店門禁管理系統主要實現對酒店出入通道進行監控，旨在為有效地確認出入人員的真實身份。同時，能夠有效地記錄與報警突發事件，并運用人防與技術相結合技術，加強酒店出入管理力度，保證酒店的正常運行和人員安全。

五、結束語

總之，隨著現代智能建筑的不斷增多，安防監控系統在智能樓宇管理中的應用變得越來越重要。該系統實現了智能建筑的安全監視、侵入報警、出入門控制管理目標，為整個建筑的安全性作為了基礎性準備工作，同時為創造出高效、經濟、節能居住及工作環境做出應有的貢獻。

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現代智能建筑節能減排方面首先考慮的就是節能系統和各子系統之間的聯動控制，其中中央空調系統和新風系統是建筑物內的耗能大戶，提高冷熱源系統的運行效率將對建筑物降低能耗產生積極的推動作用。本文意在根據建筑物節能系統的基本設計基礎上，對該系統與其他系統的聯動加以優化，即各子系統的集成做探討。

一、樓宇自動化系統

智能建筑是計算機和信息處理等技術與建筑藝術的有機結合，綜合性智能建筑由三大基本要素構成，即3A系統：樓宇自動化系統（BAS）、通信自動化系統（CNS）和辦公自動化系統（OAS）。結合西安某綜合辦公樓的實際情況，本案BAS應包括以下幾部分：冷熱源系統的監控；空調新風機組的監控；通風設備的監控；給、排水系統的監控；供配電設備的監控以及電梯系統的監視等。

BAS系統由中央控制站、區域控制器、現場控制器和通信網絡四部分組成，各部分相互配合形成對樓宇設備全方位的監測、控制和優化處理。具體功能如下：

1、現場數據采集點的監視、檢測，數據的記錄和保存，并提供相關報告；

2、現場調控點的優化控制，通過數學建模，計算出合適的設備控制運行參數。

3、具有自適應控制、模糊控制等，可以實現高級控制能力；

4、開放的網絡系統，各廠商的設備可通過聯網接入系統。

二、冷熱源系統的節能原理

空調系統、新風系統是冷熱源系統的主要負載。通過采集參數值并經模糊運算，在空調負荷發生變化時，及時調節冷水機組、各水泵和冷卻塔風機的工作參數，改變冷卻水流量，調整冷卻塔風機風量，確保冷水機組處于最佳狀態，供回水溫度處于設定值，保證主機始終處于高轉換效率的運行狀態。

冷熱源系統控制的關鍵在于屮央控制器內設立模糊控制模型和模糊運算法則，形成智能聯合模糊控制。通過采集影響冷水機組運行的各種參數，經模糊運算，獲取控制參數，并將其送到冷水機組、冷（溫）水控制子系統、冷卻水控制子系統、冷卻塔風機控制子系統。這些子系統根據控制參數的變化，利用變頻控制技術，調整空調系統循環水的流量和溫度，適配系統在全負荷、部分負荷狀況下均處于最佳運行狀態，達到節能的目的。

模糊控制即是在整個系統控制過程中，采用由模糊數學語言描述的控制規則操縱系統工作的控制方式。它根據系統的誤差信號等決定控制器的參數，并可以跟蹤受控參數的變化，始終使被控系統處于最佳運行狀態，對各種非線性系統及時變性系統都 能提供最佳的決策。在實際應用中，通過建立優化模糊控制模型，整個系統穩定性較好，通過準確調節流量的方法實現節能，水泵以及冷卻塔等平均節能可達50%左右。

三、樓宇集成系統

樓宇自動化集成系統的核心內容是在各功能子系統相對完善的基礎上開展系統集成，將各子系統通過中央監控系統聯動運轉，從而達到最高效率的狀態。在實際操作過程中，由于各功能子系統軟件開發都具有獨特背景，雖然屬于專業化管理通用平臺軟件，但是都不能較好地滿足集成平臺軟件統一監控、聯動、高效的要求。使用統一的通信協議實現系統集成，這種方式效率最{，但目前很難實現。目前傳統解決不同廠家產品互連問題主要通過采用硬件網關進行協議轉換、開發自身網關局域網互聯等方法解決，但是上述方法對資金和技術方面均有較高的要求。近幾年，在系統下層基于LonWorks技術，將樓宇自動化的各個設備通過Lon總線連接起來進行通信；在上層基于0PC技術，通過OPC接口將不同的弱電系統集成在同一個平臺上的新型方法正在逐步普及。

1、 LonWorks和OPC技術

Lon Works技術是一種現場總線技術，Lon的意思為局部操作網絡，具有現場總線技術的全部特點，它構筑了一個完整、可互操作的控制系統解決方案。LonWorks分布式測控網絡技術高度執行了“分散控制、集中管理”的控制理念，有效地解決了集散控制系統的相互通信問題。

OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，它的制定是通過提供一套標準的OLE/COM接口完成的，OPC標準為基于Windows的應用程序和現場過程控制應用建立了有效的聯通渠道。

2、基于LonWorks和OPC技術的集成

在該綜合辦公樓項目中需要集成的系統有BAS、安全防范系統、消防報警系統、閉路監控系統、停車場管理系統、電梯系統等?；贚on Works技術和OPC技術的集成如下圖所示。

本設計方案優勢主要體現在以下幾方面：

（1）直接互聯性。不同品牌、功能的DDC組成統一的控制網絡協同工作。

（2）自主通信。多個小規模DDC分布布置、共同運行，可完全替代單CPU多I/O點的中大型DDC。

（3）系統反映速度。在合理配置網絡設備和選擇合理網絡結構的前提下，LonWoks系統的反映速度和數據傳輸效率都較高。

本系統采用OPC技術，可以從網絡節點上獲得數據，允許客戶程序從不同的OPC服務器存取數據。其核心基礎是微軟公司在PC機中采用的OLE/COM組件技術。本系統將這一技術引入控制系統，使OPC成為各個子系統與樓宇管理系統之間的有效聯接工具，相互之間的數據交換得以簡捷化和標準化，整個系統的穩定性和工作效率都得到了有效的提高。

四、結束語

該系統在西安某綜合辦公樓的試運行階段運轉正常，達到了預期的節能和聯動控制目標。充分說明了在系統下層基于Lon Works技術，在上層基于0PC技術的系統集成方法在冷熱源控制系統中是可行的。在樓宇自動化系統內，在各子系統內部或是子系統間的集成，借助綜合布線技術，可以極大的減少布線工作量，且提高系統的穩定性和運轉效率。

【參考文獻】

篇（11）

中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）06-0073-01

1前言

傳統的供水系統大部分采用人工手動調整參數控制，生產過程中的重要參數仍然依靠人工定時記錄，而用水量的需求具有時變性，在用水高峰期時，管網壓力達不到規定的標準壓力，造成高層建筑斷水；用水低峰期時，管網壓力常常超過規定壓力上限，極易造成爆管事故且能源損耗嚴重。變頻恒壓供水控制系統則可以很好的解決了這些問題。

2設計原則

1）以人為本：人是住宅小區的主體，系統設計應緊緊圍繞著人們的實際需求，給人帶來便利的，而不能是讓人來適應智能化系統。

2）實用性：當今科技發展迅捷，可應用于住宅小區的技術和產品可謂層出不窮，工程當中選用的系統和產品都應能得到實實在在的受益，滿足近期使用和遠期發展的需要。

3）可靠性：系統的設計應具有較高的可靠性，在系統故障或事故造成中斷后，能確保數據的準確性、完整性和一致性、并具備迅速恢復的功能。

4）可擴充性：系統設計中應考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。

3系統原理

變頻恒壓供水系統以管網水壓 （或用戶用水流量）為設定參數，通過安裝在管網上的壓力傳感器，把水壓轉換成4～20mA的模擬信號，通過變頻器內置的PID控制器，來自動調節水泵電機的轉速，實現管網水壓的閉環調節，使供水系統自動恒穩于設定的壓力值：即用水量增加時，頻率升高，水泵轉速加快，供水量相應增大，當達到設定壓力值時，電動水泵的轉速不再變化，使管網壓力恒定在設定壓力值上，反之亦然，這樣就保證了供水效率及用戶對水壓和水量的要求，同時達到了提高供水品質和供水效率的目的（設計方案如圖1）。

4系統硬件設計

整個樓宇自動化恒壓供水系統硬件結構設計分為執行機構、信號檢測機構、控制部分、人機界面及通訊接口。

1）執行機構：由一組水泵組成，用于將水供入用戶管網，根據其用途將水泵分調速泵及恒速泵。

2）信號檢測：通過壓力傳感器等設備檢測管網內的水壓及流量值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。同時系統報警信號可反映系統是否正常運行、水泵電機是否過載、變頻器是否有異常，該信號為開關量信號。

3）供水控制機構：該部分一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器（PLC系統）、變頻器和電控設備三個部分。

4）人機界面：是人與機器進行信息交流的場所。通過人機界面，使用者可以更改設定壓力值，修改一些系統設定值以滿足不同時間段的需求。同時對系統的運行過程進行監示，對報警信號進行顯示。

5）通訊接口：是本系統的一個重要組成部分，通過該接口，系統可以和組態軟件以及其他的工業監控系統進行數據交換。

5軟件部分設計

通過對被控制對象的傳感器等器件檢測控制量（反饋量），將其與目標值（流量、壓力等設定值）進行比較。若有偏差，則通過此功能的控制動作使偏差為零。也就是使反饋量與目標值相一致。在恒壓供水系統中常見的PID控制器的控制形式主要有兩種：

1）硬件型：即通用PID控制器，在使用時只需要進行線路的連接和P、I、D參數及目標值的設定。

2）軟件型：使用離散形式的PID控制算法在可編程序控制器（或單片機）上做PID控制器。

6結束語

恒壓供水系統以PLC和變頻器為核心，借助于PLC強大而靈活的控制功能和內置PID的變頻器優良的變頻調速性能，實現了恒壓供水的控制。因實現了恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，節省了人力，提高了供水質量，減輕了勞動強度，節約管理費用。對整個供水過程來說，系統的可擴展性好，管理人員可根據每個季節的用水情況，選擇不同的壓力設定范圍，節約了電能，達到了更優的節能方式，實現供水的最優化控制和穩定性控制。

參考文獻：

[1]劉群坡，仝兆景.基于組態和多串口的恒壓供水監控系統設計[J].計算機測量與控制，2009，12（6）：34-36.