時間：2022-08-05 23:19:37
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【關(guān)鍵詞】：樓宇；自動化；控制；智能建筑；網(wǎng)絡(luò)
[ Abstract ]: Building automation control is increasingly popular as the important part of intelligent building, is also the social development to a certain stage of the inevitable product, the following contents briefly discussed building automation control, for reference only.
[ Key words ]: building; automation; control; intelligent building; network
中圖分類號：TU71文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
1、前言
改革開放以來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，我國的樓宇自動化控制得到了很大的發(fā)展。樓宇自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動化的綜合管理和控制系統(tǒng)，通過樓宇自動化系統(tǒng)，可以將大樓內(nèi)部的各種設(shè)備連接到一個控制網(wǎng)絡(luò)上，通過網(wǎng)絡(luò)對其進行綜合的控制，這些設(shè)備包括空調(diào)、照明設(shè)備、電梯、消防設(shè)備、安防設(shè)備等等。樓宇自動化控制可以確保建筑物內(nèi)具有舒適和安全的辦公環(huán)境，同時還可以實現(xiàn)建筑高效節(jié)能的要求。樓宇自動化控制是日益流行的智能建筑的重要組成部分，也是社會發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，本文以下內(nèi)容將對樓宇自動化控制進行簡要的探討，僅供參考。
2、樓宇自動化控制的組成
根據(jù)筆者多年的實踐經(jīng)驗，并參考其它資料，認為樓宇自動化控制系統(tǒng)的組成主要有如下幾個方面：第一，通訊網(wǎng)絡(luò)，操作站及網(wǎng)絡(luò)控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網(wǎng)絡(luò)。這構(gòu)造采用以太網(wǎng)(ETHERNET)技術(shù),通過一張ETHERNET卡(網(wǎng)絡(luò)界面卡),在N1線上通訊。METASYS N1總線執(zhí)行各種通訊,包括分享監(jiān)控點訊息、數(shù)據(jù)庫的上傳和下載、對現(xiàn)場設(shè)備之指令、摘要、狀態(tài)改變訊息。N1支持METASYS系統(tǒng)之分布特性,每一個樞紐都有特定功能,其互相聯(lián)系以分享訊息。如一個在地連負責(zé)冷凍機的樞紐。N1 ETHERNET采用由傳送控制協(xié)議/協(xié)議(TCP/IP)符合工業(yè)標(biāo)準的用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)。第二，操作站，對操作站的界面,特性,功能進行改進,增加許多更直觀的視覺顯示效果,并且通過OPC(OLE for Process Control)軟件技術(shù)使所有的設(shè)備管理系統(tǒng)均可在簡單明了的圖形顯示下集中完成。第三，網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)，其是一種模塊式，智能化的控制盤,為METASYS網(wǎng)絡(luò)的心臟。在單一網(wǎng)絡(luò)控制器中即可將辦公大樓管理情況的每一個側(cè)面進行全面綜合的管理。通過相互共享整個網(wǎng)絡(luò)中的所有信息,每個NCU能用高級控制算法提供全建筑物范圍的最優(yōu)控制。網(wǎng)絡(luò)控制器具有多種統(tǒng)計控制功能。網(wǎng)絡(luò)控制器可配置手提終端檢測器,該檢測器完全可以代替操作站的功能,存取整個系統(tǒng)中所有信息和發(fā)出控制指令。第四，直接數(shù)字控制器(DX-9100)，METASYS 數(shù)字式控制器對于冷凍機組、空調(diào)系統(tǒng)HVAC處理過程、工作分布照明及有關(guān)電氣設(shè)備的控制來說,都是一種理想的控制器。DX-9100控制器可以在擴展總線上連接I/O擴展模塊,來增加它的輸入點、輸出點的容量。DX可通過內(nèi)置的LED來監(jiān)控這些點。當(dāng)這條網(wǎng)連入完整的METASYS網(wǎng)絡(luò)時,DX控制器可將所有監(jiān)控點情況和各種控制信息準確地提供給整個METASYS網(wǎng)絡(luò)或控制站。DX是Metasys系統(tǒng)的最前端裝置,直接與聯(lián)想研發(fā)中心內(nèi)有關(guān)的設(shè)施連接起來,再通過N2總線與網(wǎng)絡(luò)控制器相連,網(wǎng)絡(luò)控制器與中央操作站均可對其實現(xiàn)超越控制。 直接數(shù)字式控制器能夠支持以下不同性質(zhì)的監(jiān)控點: 模擬量輸入(AI) 、兩態(tài)輸入(DI)、模擬量輸出(AO)、兩態(tài)輸出(DO)具有12個可編程控制模塊及PLC邏輯運算模塊,除能完成各種運算及PID回路控制功能外,還具有多種統(tǒng)計控制功能,可同時設(shè)置多達8個時間控制程序?？刂破骶哂歇毩⑦\作的功能,當(dāng)中央操作站及網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)生問題時,控制器不受影響,繼續(xù)進行運作,完成原有的全部監(jiān)控功能?？赏ㄟ^傳輸模塊(XT)接多達8個擴展模塊(XP),增加控制輸入輸出點容量,配置靈活,并可通過內(nèi)置的LED來監(jiān)控這些點。第五，樓宇自控系統(tǒng)DDC配置，如何合理的配置DDC就成為方案設(shè)計中最重要的問題。JOHNSON CONTROLS根據(jù)實際特點,結(jié)合多年的工程經(jīng)驗,設(shè)計中不僅保證系統(tǒng)功能全面實現(xiàn),又減少施工中的不必要浪費,并且DDC的配置為以后的擴展留有足夠的余量。考慮到樓宇機電設(shè)備的分布每一層都布置了相應(yīng)的直接數(shù)字控制器,一般情況下,空調(diào)主機設(shè)備增加的可能性不大,因此對于其他設(shè)備監(jiān)控點數(shù)的增加只需采用增加擴展模塊的方式即可解決。
3、樓宇自動化控制的作用
樓宇自動化控制對于樓宇具有非常重要的作用，根據(jù)作者多年的實踐經(jīng)驗，總結(jié)出了其主要具有如下幾個方面的作用：第一，采用先進的管理手段，實現(xiàn)設(shè)備的高效管理和安全可靠運行，系統(tǒng)使用先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，對建筑物內(nèi)各類樓宇設(shè)備進行集中監(jiān)視、自動化控制，實現(xiàn)建筑物內(nèi)各類樓宇設(shè)備的高效管理和安全可靠運行。第二，實現(xiàn)最優(yōu)控制和節(jié)能管理，節(jié)省能耗，樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)通過對大樓設(shè)備進行監(jiān)視和控制，實現(xiàn)最優(yōu)控制和節(jié)能管理。特別是對空調(diào)系統(tǒng)的用電和公共照明用電等樓宇設(shè)備的進行節(jié)能控制實現(xiàn)節(jié)省大樓的能耗。第三，減少管理維護人員，降低管理費用，通過先進的自動化監(jiān)控，可以大量減少各類樓宇設(shè)備和系統(tǒng)的運行操作人員和維護人員，降低管理費用。第四，延長設(shè)備的使用壽命，樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)可以：實時反映設(shè)備和系統(tǒng)運行情況，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題并能及時處理；定期打印出維護、保養(yǎng)通知單，這樣可以保證維護人員不超前、不誤時地進行設(shè)備保養(yǎng)；實現(xiàn)使用和備用設(shè)備的定期互換工作。從而實現(xiàn)延長設(shè)備的使用壽命，也就降低了建筑的運行費用。第五，提供舒適的辦公環(huán)境，樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)對環(huán)境空氣質(zhì)量、溫濕度、照度等進行檢測和有效的控制，為大樓創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。
4、樓宇自動化控制的實際應(yīng)用
樓宇自控系統(tǒng)主要從以下幾個方面滿足建筑的智能設(shè)計標(biāo)準：對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、環(huán)境及監(jiān)測系統(tǒng)等運行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄；對供配電系統(tǒng)、變配電設(shè)備、應(yīng)急（備用）電源設(shè)備、直流電源設(shè)備、大容量不停電電源設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄；對動力設(shè)備和照明設(shè)備進行監(jiān)視和控制；對給排水系統(tǒng)的給排水設(shè)備、飲水設(shè)備及污水處理設(shè)備等運行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄；對熱力系統(tǒng)的熱源設(shè)備等運行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄；對公共安全防范系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)運行工況進行必要的監(jiān)視及聯(lián)動控制；對電梯及自動扶梯的運行監(jiān)視。
河南省國家大學(xué)科技園地處鄭州市西北部的鄭州高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，占地面積近600畝，規(guī)劃建筑面積40余萬平方米，預(yù)計總投資16 億元。園區(qū)內(nèi)重點發(fā)展信息科學(xué)與技術(shù)、新材料與納米技術(shù)、光機電一體化及生物醫(yī)藥等高新技術(shù)領(lǐng)域。河南省國家大學(xué)科技園是一座現(xiàn)代化的復(fù)合式多功能建筑群體。為了滿足健康、舒適、安全、節(jié)能的綠色建筑需要，本項目通過應(yīng)用樓宇設(shè)備管理系統(tǒng)對建筑物內(nèi)的空調(diào)、通風(fēng)、照明、變配電、給排水系統(tǒng)等設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計，采用分布監(jiān)控、集中管理的樓宇監(jiān)控系統(tǒng)，并與建筑物內(nèi)的冷熱源、變配電等各設(shè)備進行系統(tǒng)集成。在設(shè)計中盡量采用標(biāo)準化、具良好開放性、遵循國際通訊協(xié)議的OPC開放接口的控制器，應(yīng)用通用的ASIExpert軟件，減少二次開發(fā)的工作量，利于日后的使用及維護。根據(jù)河南省國家大學(xué)科技園項目的特點，運用計算機技術(shù)和變頻技術(shù)，依據(jù)外部條件變化自動調(diào)節(jié)中央空調(diào)末端的負荷變化。在滿足舒適性的條件下，最大限度地降低系統(tǒng)運行能耗。樓宇自控系統(tǒng)在浙江大學(xué)國家科技園項目一期中，主要設(shè)置監(jiān)控點數(shù)為1000 多點，應(yīng)用ASIC/2-7540 控制器29 臺。
4、結(jié)尾
樓宇自動化控制是社會發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，其具有的非常大的優(yōu)勢決定了其必然能得到很廣泛的應(yīng)用。作為一名技術(shù)人員，應(yīng)該在實踐中不斷學(xué)習(xí)，并注重借鑒國內(nèi)外先進的經(jīng)驗，不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，為樓宇自動化控制做出應(yīng)有的貢獻。
【參考文獻】
[1]《樓宇自動化系統(tǒng)原理與應(yīng)用》王再英等，電子工業(yè)出版社
關(guān)鍵詞：住宅：環(huán)境；布線；設(shè)計
系統(tǒng)概述
隨著信息化社會的到來，人們的工作和生活與通訊和信息的關(guān)系日益緊密。電話、計算機等相繼進入家庭。在住宅室內(nèi)環(huán)境設(shè)計中。無疑應(yīng)滿足這些功能需要。于是在小康住宅概念的基礎(chǔ)上，提出了智能化的要求。智能住宅主要體現(xiàn)在通訊自動化、家庭辦公自動化，為人們提供舒適、安全、宜人的家庭生活空間，提供全方位的信息交換，提供豐富多彩的業(yè)余文化生活，提供包括兒童教育、成人教育在內(nèi)的多層次家庭教育，提供家庭保健等服務(wù)。
通訊自動化包括可連通公眾電話網(wǎng)、公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、公用計算機互聯(lián)網(wǎng)來完成語音、數(shù)據(jù)和圖像的信息傳輸。家庭辦公自動化包括室內(nèi)及社區(qū)內(nèi)Internet接口、共享辦公系統(tǒng)等。
綜上所述。智能住宅不僅應(yīng)有安全、便利、舒適、節(jié)能和娛樂性等特點。并通過各種獨立而先進的自動化電子設(shè)備，把這些繁雜的功能集成到人們?nèi)粘５沫h(huán)境之中，再由一個家庭網(wǎng)絡(luò)連接起來，該家庭網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)是家居布線系統(tǒng)。
該布線系統(tǒng)采用ANSI/T IA／E1A 570-A家居電訊布線的標(biāo)準(Residential Telecom-munications Cabling Standard)。主要用于規(guī)劃新建筑、更新增加設(shè)備、單一住宅及建筑群等。
系統(tǒng)的組成
(1)一般分布裝置，每一個家庭安裝一個交叉連接的配線架作為分布裝置，主要端接所有的電纜、跳線、插座及設(shè)備連接等。
(2)線纜，作為家屬布線系統(tǒng)的一部分，主要包括五類四對水平電纜、75歐姆同軸電纜和室內(nèi)2芯多模光纖電纜。
(3)模板。視頻模板用于集成整個家居內(nèi)有線電視、衛(wèi)星電視、保安系統(tǒng)，內(nèi)置的進程控制板可以最大限度地澄清視頻信號。
(4)跳線，五類數(shù)據(jù)接口跳線為連接設(shè)備提供極好的性能保證，滿足高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率和信號完整性的要求。
(5)安裝箱，是家居布線系統(tǒng)的心臟，統(tǒng)一分配和管理到各個房間的傳輸介質(zhì)，依次為整個家居提供視聽、家居自動化、Internet訪問、家庭辦公等。在安裝箱內(nèi)還可以固定各種配線架面板。
(6)插座模塊，主要用于一般家庭的通訊信息插座。包括光纖模塊、視頻模塊、同軸模塊、音頻模塊、數(shù)據(jù)模塊與面板組臺和匹配，適應(yīng)實際使用中任何安裝的配置和功能的需要。
系統(tǒng)環(huán)境適配要求
(1)通訊中心的種類和型號應(yīng)滿足外線和分配的信號，并在不同的房間提供一個增加的能力。安裝通訊中心的最佳位置為地下室、車庫、總配電箱旁等，并要求有足夠的照明、電源插座和維護空間。
(2)通訊中心所需要的模塊板、配件及用戶插座的種類和數(shù)量。
(3)在每一戶住宅中的墻內(nèi)預(yù)埋過線盒，采用RG6U75歐姆同軸電纜，從有線電視或衛(wèi)星接收裝置所提供的視頻信號與每戶的通訊中心端接。同時，采用非屏蔽雙絞線從郵電部門所提供的外線與每戶的通訊中心端接。
系統(tǒng)的應(yīng)用
(1)視頻應(yīng)用，采用SYV-75-5同軸電纜，支持衛(wèi)星電視、有線電視、天線、閉路電視和電纜調(diào)解器。
(2)通訊應(yīng)用，采用五類水平電纜至每一個需要話音或數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶插座。通過ISDN、VDSL或ADSL連上互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)電視。在無邊的信息海洋中漫游。
(3)利用安保系統(tǒng)確保室內(nèi)防火、防盜的要求。在緊急情況時自動向管理處發(fā)送報警信號。通過連接到局域網(wǎng)的閉路電視系統(tǒng)觀察室外環(huán)境，及時了解住宅附近的情況。甚至還可以連接傳真的辦公設(shè)備，配合正在逐漸興起的家庭辦公的需求。
系統(tǒng)的優(yōu)勢
智能化住宅家居布線系統(tǒng)配合各種電子設(shè)備可以提供一個完美的在家工作和生活的環(huán)境。能帶給用戶即插即用的便利，支持多種接入，包括傳真、電話、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、Inter-net接入以及ADSL接入等。支持多種家庭娛樂。包括全方位有線電視、視頻點播、網(wǎng)上購物、遠程教學(xué)等。并可提供音頻視頻設(shè)備，避免重復(fù)投資。此外還可通過監(jiān)視系統(tǒng)對幼兒、老人遠程監(jiān)護；通過閉路電視監(jiān)視住宅內(nèi)外的安全情況。
家居自動控制系統(tǒng)可在遠方用電話自動控制照明、空調(diào)等家電設(shè)備?？傊悄芗揖硬季€系統(tǒng)可以提供一個面向現(xiàn)在和未來的高標(biāo)準住宅，對于室內(nèi)環(huán)境設(shè)計各方面的功能都會大大地延伸，滿足人們越來越高的和復(fù)雜多樣的需求。IT業(yè)的發(fā)展是如此迅速，一個合理的布線系統(tǒng)，以最少的投資支持未來出現(xiàn)的任何新應(yīng)用，管理與維護也非常簡單。
從投資成本上看，該布線系統(tǒng)大約占到整個工程投資的1％左右。從房地產(chǎn)開發(fā)商的角度來講，安裝智能化布線系統(tǒng)并不比給每家都安裝上空調(diào)的花費更多，但安裝上智能化家居布線系統(tǒng)的住宅樓卻從本質(zhì)上改變了住宅樓的性質(zhì)，使其真正成為了一個智能化的住宅樓，可以得到更多用戶的認可，這對房地產(chǎn)開發(fā)商來說也是劃算的。
【關(guān)鍵詞】樓宇；自動化控制；網(wǎng)絡(luò)；以太網(wǎng)；OPC
伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，近些年來我國的樓宇自動化控制技術(shù)得到了長足的提升。所謂樓宇自動化控制系統(tǒng)是一種基于科學(xué)技術(shù)進行高度自動化管理和控制的系統(tǒng)機制，通過這樣一個網(wǎng)絡(luò)控制平臺實現(xiàn)對樓宇內(nèi)各種設(shè)備的一鍵管理。這里的科學(xué)技術(shù)包含了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化控制以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，能夠統(tǒng)一管理的設(shè)備則包括空調(diào)系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、電梯、消防系統(tǒng)、照明設(shè)備等等。樓宇自動化控制系統(tǒng)可以大大減輕管理難度和人工成本，具有高效率性和環(huán)保節(jié)能性。可以說自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展在一定程度上決定了智能樓宇未來的發(fā)展方向。
1 樓宇自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程
1.1 樓宇自動化系統(tǒng)的發(fā)展歷程
樓宇自動化控制系統(tǒng)緊握科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展潮流，在三四十余年時間里一共經(jīng)歷了四個階段的發(fā)展歷程。第一階段是始于1970年代的CCMS中央監(jiān)控系統(tǒng)。其原理為通過設(shè)置信息采集站于建筑物各處，然后將總線與中央站連接起來，創(chuàng)建CCMS中央監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的樞紐是中央計算機，通過接收處理信息采集站的信息，做出相應(yīng)的決策并發(fā)出命令，調(diào)節(jié)樓宇內(nèi)設(shè)備的各項參數(shù)。第二階段是1980年代的DCS集散控制系統(tǒng)。其實年代的信息采集器進化成了80年代的科技產(chǎn)物：數(shù)字控制器。通過為每一個數(shù)字控制器配置集散式控制系統(tǒng)計算機，每一個獨立的數(shù)字控制器都可以顯示、處理采集到的信息，只需要在其上布設(shè)一個起到監(jiān)視作用的中央電腦，就可以實現(xiàn)分站完全自主處理信息的功能。第三階段是1990年代的開放式集散系統(tǒng)。通過應(yīng)用ON現(xiàn)場總線，布設(shè)三層結(jié)構(gòu)的BAS控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成中央站、DDC分站、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)層的輸入輸出結(jié)構(gòu)，這就使得整個系統(tǒng)更加具有開放性，對于系統(tǒng)的配置和管理也更加靈活。第四階段是進入21世紀之后的網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中具有一個中央主控站，將子系統(tǒng)進行優(yōu)化組合，諸如消防、安全、照明、溫度等，然后統(tǒng)一集成管理，更加方便快捷。
在跨越四十年的發(fā)展歷程中，樓宇自動控制系統(tǒng)最大的變化就是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）取代了分布式控制系統(tǒng)（DCS）。雖然DCS擁有較好的模擬、操作和管理性能，但是費用高、可靠性差、系統(tǒng)開放性差是制約其發(fā)展的瓶頸。而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而興起，其上烙印了典型的現(xiàn)代科技，具有更高更強的可控性和科學(xué)性。它最大的優(yōu)點就是簡單了系統(tǒng)布線方法，提高了操作性和維護性，優(yōu)化了實時性，并且降低了成本。
1.2 以太網(wǎng)開始進入樓宇自控領(lǐng)域
以太網(wǎng)一直都是局域網(wǎng)構(gòu)建中的核心技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，而隨著科技的進一步發(fā)展，以太網(wǎng)中的站點完成了單獨收發(fā)數(shù)據(jù)信息的進化，這就減少了物理層數(shù)據(jù)的碰撞、擁塞和緩存，為樓宇自動化系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計提供了獨特的思路。而在IEEE802.3af標(biāo)準頒布之后，基于以太網(wǎng)的工業(yè)交換機產(chǎn)品大幅增加，基于現(xiàn)場總線的開放式以太網(wǎng)標(biāo)準也紛紛涌現(xiàn)。比如ODVA、CI、HSE、Profinet等。以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)合，彌補了各方的缺點，使得工業(yè)自控系統(tǒng)的設(shè)計逐漸成形，而其在工業(yè)控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用直接促成了其在樓宇控制系統(tǒng)中的快速發(fā)展，從最初的信息層道控制層，以太網(wǎng)被越來越多的應(yīng)用。
太網(wǎng)的優(yōu)點很明顯，那就是實現(xiàn)了從信息網(wǎng)到控制層的完美過渡，實現(xiàn)了各層統(tǒng)一，對這樣系統(tǒng)的開發(fā)和管理也就更加便捷，也實現(xiàn)了和智能樓宇中其他系統(tǒng)的快速完美融合。但是同時需要認識到時，以太網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的集成研究還處于起步階段，因為科研成本較高，產(chǎn)品較少，就會導(dǎo)致用戶選擇不多同時推廣性也會受到阻礙，還有就是以太網(wǎng)的維護性、實時性還需要時間的考證。
2 樓宇自動化系統(tǒng)的組成與基本功能
2.1 樓宇自動化系統(tǒng)的組成
樓宇自動化控制系統(tǒng)通常包括空調(diào)、消防、供電、電梯、安全管理、給排水等子系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^以太網(wǎng)技術(shù)，建立通訊網(wǎng)絡(luò)，集成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，建立控制層、管理層和設(shè)備層，實現(xiàn)操作站和網(wǎng)絡(luò)控制單元之間的連接。采用傳送控制協(xié)議/協(xié)議，建立用戶數(shù)據(jù)協(xié)議，構(gòu)建OPC服務(wù)器，既集中完成控制端對所有設(shè)備的管理，也可以實現(xiàn)用戶對客戶端的自由訪問，而避免了親自查看設(shè)備的繁冗過程。通過增加網(wǎng)絡(luò)控制單元可以實現(xiàn)樓宇內(nèi)每一個子系統(tǒng)的監(jiān)控、共享和管理，通過相應(yīng)的多種統(tǒng)計計算功能，可以在一定的情況下可以代替操作站功能，完成手提式應(yīng)急信息處理和指令控制。
2.2 樓宇自動化系統(tǒng)的功能
樓宇自動化控制系統(tǒng)的基本功能有以下幾點：
（1）實現(xiàn)對眾多子系統(tǒng)啟動和停止的控制、設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控。
（2）收集設(shè)備運行的歷史數(shù)據(jù)，完成設(shè)備一生運行的技術(shù)性數(shù)據(jù)分析；
（3）根據(jù)外界環(huán)境的變化，自動調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)；
（4）監(jiān)視樓宇各系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的故障及突發(fā)事件，并配置一整套處理方案；
（5）實現(xiàn)對水電、煤氣等科學(xué)管理，節(jié)能高效自動；
（6）針對各子系統(tǒng)中的設(shè)備，保存一份包含運行檔案、歷史、維修情況的設(shè)備管理報表，以供參閱。
3 樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計方案
3.1 自動化控制系統(tǒng)設(shè)計總則
樓宇自動化系統(tǒng)的最主要功能還是實現(xiàn)對樓宇內(nèi)各個子系統(tǒng)的監(jiān)控，采集運行數(shù)據(jù)，對比分析運算，保證在任何情況下設(shè)備都能正常運行，并且實現(xiàn)快捷簡單的遠程監(jiān)控。最顯著的優(yōu)點就是大大減少了事故發(fā)生的概率，也就相應(yīng)地延長了設(shè)備的使用壽命。通過這樣集約化的控制和管理，實現(xiàn)對各子系統(tǒng)統(tǒng)一而有序的管理，使其健康運行，充分發(fā)揮各個系統(tǒng)的功能，為智能樓宇的建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。這里以最具有代表性的高層、現(xiàn)代化智能大樓作為設(shè)計對象，就自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的創(chuàng)設(shè)關(guān)鍵技術(shù)作簡要闡述。
如同前文所述，樓宇自動化控制系統(tǒng)必須要首先保證子系統(tǒng)的高效運行，實現(xiàn)子系統(tǒng)有序運轉(zhuǎn)和靈活自動運轉(zhuǎn)，從而減輕人員管理，節(jié)約勞動力資源和資金成本。這里設(shè)計的系統(tǒng)主要是基于一般業(yè)主的要求和極高的性價比，采用最優(yōu)化的方案設(shè)計出一套可以同時實現(xiàn)集中管理和分散管理的自控系統(tǒng)。比如著名的BACTalk樓宇管理系統(tǒng)，它是一種基于BMS的自控系統(tǒng)，可以將消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯等集中在一個平臺上進行控制，并且具有先進的現(xiàn)場控制器以及和其他系統(tǒng)設(shè)備的開放性接口。根據(jù)現(xiàn)代高層大樓的特點，設(shè)計一下需要主要監(jiān)控的子系統(tǒng)：電梯系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、照明共點系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等。
3.2 樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的原則和依據(jù)
在設(shè)計一個樓宇自動系統(tǒng)時，必須遵循以下的原則。首先是可靠性?？煽啃允菣z驗一個自控系統(tǒng)是否合格的第一標(biāo)準，優(yōu)先采用分布式的控制系統(tǒng)，將自動控制的任務(wù)交給很多現(xiàn)場處理器完成，這樣可以避免因為單獨的處理器出現(xiàn)故障而影響整個系統(tǒng)健康運行的情況。可靠性的另一個表現(xiàn)就是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和記錄的準確性，不能誤報，也不能有故障而不報，所以對于系統(tǒng)硬件和軟件的要求極為嚴格。其次是靈活擴展性。樓宇自動系統(tǒng)和其他的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一樣，都會伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進行進化和升級。我們在建立了初始系統(tǒng)之后，應(yīng)該考慮到伴隨著科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展，原始系統(tǒng)勢必要進行優(yōu)化和升級，所以這對系統(tǒng)的可擴展性提出了一個新的要求。當(dāng)然靈活性也很重要，主要表現(xiàn)在現(xiàn)場控制器的增減不能影響整個系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)的組成和功能應(yīng)用都必須具備靈活性，便于隨著外界環(huán)境的改變而改變系統(tǒng)。第三是實用性。設(shè)計的系統(tǒng)總歸是要應(yīng)用的，這要求設(shè)計人員從高深的科學(xué)信息技術(shù)中提取出便于應(yīng)用的普通知識，系統(tǒng)可以根據(jù)樓宇的多功能性實現(xiàn)不同需求的給予和完成。是否方便快捷是實用性是否合格的另一個標(biāo)志。管理方式是否合理簡約是檢驗一個系統(tǒng)是否成熟的重要標(biāo)志，一個好的樓宇控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)樓宇各子系統(tǒng)資料內(nèi)容的完美綜合，并且統(tǒng)一呈現(xiàn)在中央層，減小了管理難度。最后是經(jīng)濟性。我們要求系統(tǒng)的設(shè)計采取最為精準和尖端的技術(shù)，但是也要考慮到實際需求高度。采用現(xiàn)場處理器應(yīng)該可以滿足相當(dāng)長時間之內(nèi)的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，所以要合理規(guī)劃，切不可盲目投資。
樓宇自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計首先要以相應(yīng)的電氣圖紙和標(biāo)準規(guī)范作為基礎(chǔ)，然后需要滿足國家及其他國際標(biāo)準。比如建設(shè)設(shè)計防火系統(tǒng)、照明設(shè)計標(biāo)準、電梯設(shè)計標(biāo)準、空調(diào)安裝及采風(fēng)設(shè)計標(biāo)準、工民建供電系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準等等，對于需要設(shè)計的每一個子系統(tǒng)都應(yīng)該按照國家相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計。
3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計
設(shè)計的系統(tǒng)方案以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以此來實現(xiàn)各總線的集成。包含網(wǎng)絡(luò)層、控制層和設(shè)備層三層結(jié)構(gòu)。其中設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)依托CAN總線和Lonworks等，用以太網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)管理層和控制層之間的通信。
依據(jù)前文所述，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）更加開放、集散，同時便于維護、成本低，所以更加適合樓宇自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計，輔以以太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)樓宇自動化控制。詳細設(shè)計圖見圖1。
圖1 以太網(wǎng)構(gòu)成的樓宇自動化控制系統(tǒng)簡圖
3.3.1 自控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
設(shè)計的系統(tǒng)主要包括管理層、控制層和設(shè)備層。現(xiàn)場控制器之間的點對點通信構(gòu)成的智能監(jiān)控區(qū)域?qū)泳褪强刂茖?，CAN總線、Lonworks總線上都布設(shè)有監(jiān)控節(jié)點；管理層則包括中央主控機和分系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)，以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建管理層，管理層中的操作站可以控制中央計算機，對各子系統(tǒng)進行集成統(tǒng)一指令管理，并對系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)進行分析和處理；設(shè)備層就是樓宇內(nèi)的各機電設(shè)備，在控制層的管理下按照預(yù)設(shè)程序運轉(zhuǎn)。
3.3.2 自控系統(tǒng)集成技術(shù)
OPC技術(shù)可以標(biāo)準化控制層和管理層之間的設(shè)備數(shù)據(jù)信息交換，并且加快數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性，同時降低成本。在樓宇自動系統(tǒng)中選擇OPC，需要根據(jù)不同的子系統(tǒng)以及需要實現(xiàn)的功能來開發(fā)相應(yīng)的OPC服務(wù)器，完成設(shè)備層的獨立數(shù)據(jù)采集。
一個完整的OPC服務(wù)器包括標(biāo)準接口和用于通訊的接口兩部分。利用2005對兩個接口進行開發(fā)，也就實現(xiàn)了OPC服務(wù)器的開發(fā)。標(biāo)準接口的開發(fā)因為數(shù)據(jù)庫而變得簡單，用于通訊的接口開發(fā)需要特定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)采集模式來編寫特定的動態(tài)鏈接庫。以此來構(gòu)建的OPC服務(wù)器結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2 OPC服務(wù)器總體結(jié)構(gòu)簡圖
通過該結(jié)構(gòu)調(diào)用API函數(shù)，記錄、注銷服務(wù)器數(shù)據(jù)信息，并且按照特定的接口模塊，讀寫交換數(shù)據(jù)，隨即封裝讀寫的信息來滿足客戶端的需求。該設(shè)計的關(guān)鍵是函數(shù)的調(diào)用來建立動態(tài)鏈接庫，通過2005的DLL調(diào)用來構(gòu)建API函數(shù)原型。常用的通信協(xié)議一般為TCP/IP協(xié)議，通過通信接口來讀寫封裝的信息可以實現(xiàn)計算機端和客戶端的數(shù)據(jù)共同訪問，操作者在進行數(shù)據(jù)管理控制的時候不需要到每一個硬件設(shè)備中進行采集，只需要查看子系統(tǒng)相應(yīng)的OPC服務(wù)器就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自主收集。有了這些數(shù)據(jù)也就有了自控各子系統(tǒng)的基礎(chǔ)資料，通過一定的分析和處理，就可以實現(xiàn)子系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)的統(tǒng)一呈現(xiàn)，極大方便了后續(xù)的自動化控制管理。這就是一個完整的樓宇自動控制過程。
4 結(jié)論
智能建筑正在成為未來建筑的發(fā)展方向，實現(xiàn)樓宇設(shè)備系統(tǒng)的集中有序管理是實現(xiàn)社會節(jié)能理念和勞動力節(jié)約的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？茖W(xué)信息技術(shù)的發(fā)展為設(shè)計一個可靠實時成本低的樓宇自動控制系統(tǒng)提供了可能。利用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計，本著可靠靈活使用的目標(biāo)，以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，集成CAN和Lonworks總線技術(shù)，利用OPC技術(shù)創(chuàng)設(shè)服務(wù)器，可以快速且準確的實現(xiàn)諸如消防、照明、電梯、空調(diào)、溫度、供電等系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)集成，同時也可以集散控制樓宇中的子系統(tǒng)，實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，及時調(diào)整故障，減少人員管理成本，保證樓宇健康安全高效運行。在建筑面積越來越大、高度越來越高的現(xiàn)代社會，自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必定可以大大完善樓宇內(nèi)部功能，提供安全舒適的生活工作環(huán)境。
【參考文獻】
[1]羊梅.LonWorks技術(shù)在樓宇自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2008.
[2]林黃龍.樓宇自動控制系統(tǒng)（BAS）中空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D].華東交通大學(xué)，2009.
[3]吉順平.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制器與通信協(xié)議的研究與設(shè)計[D].南京航空航天大學(xué)，2009.
[4]張翰禹.Lonworks在樓宇控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2014，04：48.
[5]李丹.現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)的比較解析與發(fā)展[J].裝備制造技術(shù)，2014，04：240-242.
[6]智淑亞.淺論LonWorks技術(shù)在樓宇自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報，2013，01：34-37.
[7]Terry S.Davies，H.Nouri and Fred W.Britton.Towards TheControl of Contact Bounce[J].IEEE Trans.OnComponent，Packaging and Manufacturing Technology-part A，1996，19（3）.
關(guān)鍵詞：智能樓宇；自動化控制系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢
中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)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(lǐng)域中產(chǎn)生著越來越大的影響。樓宇自控系統(tǒng)以它優(yōu)越的條件在智能建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。因此研究樓宇自動化控制系統(tǒng)是十分必要的。智能建筑通過樓宇自動化系統(tǒng)實現(xiàn)建筑物（群）內(nèi)設(shè)備與建筑環(huán)境的全面監(jiān)控與管理，為建筑的使用者營造一個舒適、安全、經(jīng)濟、高效、便捷的工作生活環(huán)境，并通過優(yōu)化設(shè)備運行與管理，降低運營費用。
1 智能樓宇的發(fā)展
什么樣的建筑才算是智能樓宇？智能樓宇是現(xiàn)代建筑技術(shù)與當(dāng)代信息技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)等有機結(jié)合的產(chǎn)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(chǎn)生，隨著中國上個世紀90年代房地產(chǎn)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(fā)展至今，這十幾年是房地產(chǎn)業(yè)的黃金十幾年，也是智能樓宇飛速發(fā)展的十幾年。十幾年間，規(guī)劃更合理，建筑更智能，城市更宜居。行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，實現(xiàn)了立足建筑、面向城市，立足國內(nèi)、面向國際的跨越式發(fā)展。
2 樓宇自控系統(tǒng)的概念與特點
樓宇自控系統(tǒng)綜合運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動控制等多種技術(shù)對建筑中的機電設(shè)備如空調(diào)、通風(fēng)、照明、供配電、給排水以及電梯等設(shè)備進行有效的自動化控制，最終達到建筑設(shè)施更有利于人們居住的要求。
樓宇自控系統(tǒng)的特點：①節(jié)省能源?，F(xiàn)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(tǒng)充分利用了先進的焓值最佳控制、自動照度控制、最優(yōu)設(shè)備啟?？刂频扔行Ч?jié)能措施后，極大地減少了建筑物的能耗。②節(jié)省運營成本。樓宇自控系統(tǒng)是通過計算機集中控制的，可以大大減少操作人員和設(shè)備維護人員數(shù)量，節(jié)省了大量的人力。通過一些節(jié)能管理方案，在滿足建筑環(huán)境舒適性的條件下，還可以進一步降低日常營運支出，節(jié)約建筑的運行成本，提高效益。③延長設(shè)備的使用壽命。樓宇自控系統(tǒng)可實時監(jiān)測建筑設(shè)備的運行狀況，通過程序控制實現(xiàn)機電設(shè)備的使用時間，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和定期提示維護、保養(yǎng)，從而延長設(shè)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(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢
樓宇自動化系統(tǒng)將各個控制子系統(tǒng)集成為一個綜合系統(tǒng)，其核心是集散控制系統(tǒng)，它是由計算機技術(shù)、自控技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人際接口技術(shù)相互發(fā)展?jié)B透而產(chǎn)生的。集散控制系統(tǒng)的核心是中央監(jiān)控與管理計算機，它通過信息通信網(wǎng)與各個子系統(tǒng)的控制器相連，組成分散控制、集中監(jiān)控和管理的功能模式，各子系統(tǒng)間也能通過通信網(wǎng)絡(luò)相互進行信息交換和聯(lián)動，實現(xiàn)優(yōu)化控制管理，最終形成統(tǒng)一的由建筑自動化運作的整體。
采用視頻通話應(yīng)用系統(tǒng)，通過衛(wèi)星電視、有線數(shù)字電視、天線、閉合電路、電纜調(diào)試調(diào)解器對視頻信號進行同步調(diào)節(jié)，確保同種電纜的視頻信號傳遞效果。采用語音數(shù)據(jù)用戶服務(wù)插座控制系統(tǒng)，通過ISDN、VDSL技術(shù)將其連接到互聯(lián)網(wǎng)上，通過通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)漫游，提高無線通訊的實施信息載體。
設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)，使其完成自身所具有的防災(zāi)和滅火的功能。通過建筑物內(nèi)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(zāi)聯(lián)動系統(tǒng)，包括關(guān)閉空調(diào)、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統(tǒng)運作、緊急廣播疏散人群，從而使得盡可能地減少生命、財產(chǎn)損失。
智能化自動化局部配線系統(tǒng)，選用電子設(shè)備提供完善的家庭工作環(huán)境，實現(xiàn)用戶即插即用的方便效果。支持多種接入方式，例如電話、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步、傳真、寬帶、Internet接入網(wǎng)等等。采用有效的多方位數(shù)據(jù)家庭娛樂技術(shù)，提高有線電視、視屏點播技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)購物、遠程教學(xué)等等多種音頻視頻設(shè)備的使用效果，避免出現(xiàn)反復(fù)投資的問題，及時通過視頻系統(tǒng)完成對老幼的遠程監(jiān)護，同時監(jiān)控住宅內(nèi)外的情況，確保樓宇的安全。
3 我國樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)展的方向及建議
節(jié)能是樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)展的主要功能及目的，也是未來發(fā)展的主要方向。在各類智能建筑設(shè)備能耗比例中，照明和空調(diào)設(shè)備占據(jù)了主要位置，因此做好照明和空調(diào)設(shè)備的節(jié)能設(shè)計是提高樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能效果的關(guān)鍵。
1）照明系統(tǒng)
設(shè)計時應(yīng)盡可能用節(jié)能燈代替高能耗的白熾燈，熒光燈等。根據(jù)室內(nèi)照明、公共區(qū)域照明和泛光照明三大類型設(shè)計的不同照明策略，比如：室內(nèi)照明和公共區(qū)域照明可以根據(jù)人員活動情況進行開關(guān)燈智能管理，做到人走燈滅，按需開燈；一些公共區(qū)域如走道等需要某時間段固定開燈的，可以設(shè)計按時間段開關(guān)燈，按場景狀況開燈，保證亮度需求的同時嚴格控制開關(guān)燈的數(shù)量來達到節(jié)能；而在泛光照明和部分照度受外界影響明顯的區(qū)域，可以加入自動調(diào)光技術(shù)，在保證亮度的情況下全自動調(diào)光，降低燈具能耗；還可以結(jié)合一些控光設(shè)備如百葉窗之類，充分利用室外自然光補充室內(nèi)亮度，配合自動調(diào)光控制達到減少燈源耗能的目的。
2）空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)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(qū)的全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)。一個中央空調(diào)系統(tǒng)主要由末端空氣處理設(shè)備如新風(fēng)機組、空調(diào)機組、變風(fēng)量控制（VAV）以及冷熱源系統(tǒng)組成。當(dāng)前流行的新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計，一般在室外焓值小于室內(nèi)焓值（制熱方式）、室外焓值高于室內(nèi)焓值（制冷方式）時，根據(jù) CO2濃度值控制風(fēng)閥，其他情況下完全依靠室外和室內(nèi)的焓值差來控制風(fēng)閥，采用夜間掃風(fēng)，間歇性控制策略等。這種設(shè)計充分考慮了建筑物所處的外部環(huán)境氣候因素以及內(nèi)部實際用風(fēng)量，是目前最有效的節(jié)能手段。這樣可以在保證環(huán)境舒適度的情況下，縮不必要的空調(diào)啟停時間，達到變風(fēng)量控制（VAV）是一種新型的空調(diào)方式，它被證明與傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)相比可節(jié)能 40% 左右。變風(fēng)量控制的基本思路是，動態(tài)控制，按需提供風(fēng)量，目前有變靜壓控制、總風(fēng)量控制、定靜壓控制三種。
3）樓宇自控系統(tǒng)IP化
樓宇自動化系統(tǒng)未來發(fā)展的另一個重點是BA系統(tǒng)的IP化。一直以來，以太網(wǎng)都是信息網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)，BA系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)平臺，可以實現(xiàn)從管理層到控制層的“一網(wǎng)到底”，使 BA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到
實質(zhì)性的簡化，也能解決目前 BA 系統(tǒng)中控制網(wǎng)絡(luò)多種現(xiàn)場總線技術(shù)并存、彼此兼容性差的問題。使用透明以太網(wǎng)，可使 BA 系統(tǒng)非常方便地以有線或無線方式介入 Internet。雖然Lonworks網(wǎng)、MS/TP 總線等控制網(wǎng)絡(luò)也能實現(xiàn)與 Internet互聯(lián)，但必須經(jīng)過第三方網(wǎng)關(guān)或中間部件才能實現(xiàn)，實現(xiàn)過程也復(fù)雜得多。未來 BA 系統(tǒng)可采用基于 Web 的 BS 架構(gòu)，通過 Internet 對分布在現(xiàn)場的 I/O 進行訪問，實現(xiàn)對遠程設(shè)備的檢測和控制。參考當(dāng)下新興的智能家居市場發(fā)展方向，未來的 BA 系統(tǒng)也必將是可以通過移動智能設(shè)備來監(jiān)控的新型樓宇自動化系統(tǒng)，可以說誰最先擁有完善的 BA 系統(tǒng) IP 化技術(shù)，解決使用 Internet 網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)。
4 結(jié)束語
近年來，智能樓宇已經(jīng)從寫字樓發(fā)展到了智能社區(qū)，隨著中國智能樓宇市場的競爭格局的打開，跨行業(yè)的合作更加廣泛，一批批新技術(shù)新產(chǎn)品進入建筑智能化領(lǐng)域，無線技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)產(chǎn)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(tǒng)也將朝著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、集成化、生態(tài)化方向發(fā)展。
參考文獻：
[1] 汪海杰.樓宇自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用和設(shè)計[D].電子科技大學(xué)，2012.
隨著時代的不斷發(fā)展，樓宇的設(shè)計中也逐漸加入了智能的因素，在智能化發(fā)展的趨勢下，樓宇自動化控制系統(tǒng)在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在實際的建工工程中，自動化系統(tǒng)不斷走向發(fā)展與完善，但是關(guān)于樓宇自動化控制系統(tǒng)的失敗案例也有不少，這就要求我們在實際工作中對自動控制系統(tǒng)進行進一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統(tǒng)進行了深入淺出的分析與探討，希望能為樓宇建設(shè)的自動化系統(tǒng)控制的相關(guān)設(shè)計提供一些參考。
【關(guān)鍵詞】自動化 控制系統(tǒng) 完善
近年來我國的經(jīng)濟建設(shè)得到高速的發(fā)展，樓宇的建設(shè)開始全面開展，同時也帶動了樓宇自動化系統(tǒng)控制建設(shè)的發(fā)展。樓宇自動化控制系統(tǒng)主要包括四大部分，包括主機、現(xiàn)場監(jiān)控器、通信網(wǎng)絡(luò)和儀表。樓宇自動化系統(tǒng)對建筑內(nèi)的何磊設(shè)備進行監(jiān)控，保證了運行的安全、可靠，同時還能節(jié)省人力和物力。但是，因為我國的樓宇自動化控制的發(fā)展比較晚，在設(shè)計和施工等方面還只是處于初級發(fā)展階段，在具體的設(shè)計和施工方面還存在著很多不合理的地方，所以會有運行不良、使用壽命短等問題的出現(xiàn)。所以，根據(jù)實際情況，我們要針對樓宇自動化設(shè)計的特點對相關(guān)的管理功能進行選擇，同時還要在實際的工作中積累關(guān)于自動化控制的相關(guān)經(jīng)驗，使系統(tǒng)設(shè)計得到相應(yīng)的完善，使樓宇自動化控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮出相應(yīng)的功能。
1 簡述自動化控制系統(tǒng)有哪些基本的功能
在樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計中采用的數(shù)據(jù)通常情況下都是根據(jù)自動采集而來的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為系統(tǒng)運行的一種參數(shù)，對運行情況進行自我監(jiān)控，對系統(tǒng)中的各個指標(biāo)進行全方位的調(diào)動，進而實現(xiàn)和創(chuàng)造經(jīng)濟效益和相應(yīng)的社會效益。
1.1 自動化系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動采集的功能
對現(xiàn)地控制單位之間傳送的數(shù)據(jù)進行的處理和存儲要建立在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，用上位計算機對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行分析，從而形成系統(tǒng)運行的參數(shù)。在數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)資料可以對自動控制進行調(diào)節(jié)，通過本身的記錄、檢索等功能為系統(tǒng)的工作人員的靈活調(diào)用作為參考。
1.2 自動化系統(tǒng)具有自動監(jiān)控與調(diào)節(jié)的功能
想要提高系統(tǒng)的監(jiān)控水平和調(diào)節(jié)水平，可以達到減少對系統(tǒng)操作失誤的目的。但是，系統(tǒng)具有本身的復(fù)雜性，人工的監(jiān)控是難以達到要求的，所以就需要自動監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能的開發(fā)與利用。對各種功能設(shè)置模擬操作系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的設(shè)置要建立在數(shù)據(jù)科學(xué)合理的基礎(chǔ)上。將自動系統(tǒng)的指令設(shè)置在屏幕顯示器上，根據(jù)計算機屏幕顯示執(zhí)行的步驟，這樣就可以對系統(tǒng)運行進行一目了然的監(jiān)控了。
1.3 總動畫系統(tǒng)具有現(xiàn)地控制單元的功能
這個功能應(yīng)該在自動化操作系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)的后面，進行現(xiàn)地的現(xiàn)實和處理，同時將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據(jù)指令對是否滿足指令的條件進行分析。最后按照發(fā)出的指令將硬件運行到相應(yīng)的位置上?，F(xiàn)地控制一般都會設(shè)置權(quán)限開關(guān)，根據(jù)開關(guān)實現(xiàn)遠程的切換，同時依然可以使用手動的方式進行輔的操作，手動操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計
在對自動化系統(tǒng)進行上述三項基本功能的設(shè)計的時候，一定要體現(xiàn)出系統(tǒng)基本功能之間的共通性，還要對這些功能進行合理的處理，使自動化控制功能的適用性能夠得到相應(yīng)的提高。
2.1 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計
在對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集之前要做到有針對性的進行采集，對自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集之后，要及時將數(shù)據(jù)傳送到上位計算機中，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控，這些數(shù)據(jù)可以作為盤點系統(tǒng)運行是否正常的重要依據(jù)。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以用單端隔離的模擬量進行輸入卡，用波形檢測的方式對系統(tǒng)自動收集的數(shù)據(jù)進行分析與監(jiān)控，同時，必須要設(shè)置好采集范圍和輸出通道。
對數(shù)據(jù)進行采集設(shè)計時要做到對數(shù)據(jù)保存情況的實時顯示。在對軟件進行設(shè)計的時候還要對校本程序進行編譯，同時用人機界面對數(shù)據(jù)的幾率、存儲等情況進行顯示，最后將軟件和數(shù)據(jù)可連接起來。這種功能使數(shù)據(jù)記錄和存取的便利性得到大大的提高，同時還完成了對數(shù)據(jù)可的屬性設(shè)置。
值得一提的是，對數(shù)據(jù)進行采集的時候要遵循一個重要的原則，探測元件與要采集的內(nèi)體要盡量靠近，以減少傳導(dǎo)中的誤差，避免這些誤差對數(shù)據(jù)真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術(shù)，這種新技術(shù)的應(yīng)用可以達到準確的目的同時又不會使誤差造成系統(tǒng)的誤動作。
2.2 監(jiān)控設(shè)計
在自動化系統(tǒng)中的監(jiān)控最常見的方式有三種：遠程監(jiān)控方式、集中監(jiān)控方式和現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。其中幾種監(jiān)控方式便于系統(tǒng)運行的維護管理，對系統(tǒng)的設(shè)計比較容易，也沒有較高的要求和標(biāo)準。遠程監(jiān)控方式的優(yōu)點主要有對資源能夠起到節(jié)約監(jiān)控的目的，同時具有較高的可靠性，并且在實際的應(yīng)用中可以體現(xiàn)出組態(tài)靈活的優(yōu)勢，還可以實現(xiàn)對電纜、附屬材料的節(jié)約利用?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式是當(dāng)今條件下一種比較符合時代特征的監(jiān)控方式，它可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，使監(jiān)控的連接線路縮短，在這種方式上可以很好的體現(xiàn)出智能化的特點。同時為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.3 現(xiàn)地控制單元
自動化系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的實際采用了計算機軟件和硬件等先進的技術(shù)，確保了各項標(biāo)準都能符合指標(biāo)要求。隨著科技的不斷發(fā)展，計算機在不斷的更新?lián)Q代，系統(tǒng)的規(guī)模也應(yīng)該隨著計算機的更型換代得到擴展與升級，維護方面要具備自我診斷和自我恢復(fù)的功能，避免因為人員操作失誤造成的損失?，F(xiàn)地控制單元的設(shè)計主要包括對機組設(shè)備的調(diào)節(jié)和將控制；對機組控制單元順序的控制；數(shù)據(jù)通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結(jié)語
綜上所述，對自動化控制系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，要將采集到的數(shù)據(jù)及時的輸送到上位計算機中，對整個運行流程實現(xiàn)實時監(jiān)控，根據(jù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行狀況進行判斷。還要根據(jù)各種方式的運用，使系統(tǒng)工作的效率得到提高，減少維護故障率，在新技術(shù)的幫助下，實現(xiàn)計算機對整個系統(tǒng)的配置與設(shè)計。
參考文獻
[1]張雪峰.樓宇自動化控制系統(tǒng)的IP化發(fā)展分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2012（6）.
[2]楊慕鐵.淺析如何完善樓宇自動化控制系統(tǒng)設(shè)計[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇紅.樓宇自動化控制系統(tǒng)工程設(shè)計探析[J].科技與企業(yè)，2012（10）.
作者簡介
汪詩雯（1985-），女，安徽省歙縣人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為柳州市人民醫(yī)院助理工程師。主要研究方向為電子信息工程。
關(guān)鍵詞:樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 以太網(wǎng) 樓宇自動化系統(tǒng)
目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技術(shù)與計算機信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是信息社會的需要,也是未來建筑發(fā)展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(tǒng)(Buiding Automation system,縮寫為BAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)三大系統(tǒng)組成。其中,樓宇自動化系統(tǒng)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(tǒng)是利用計算機及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動化的綜合管理和控制系統(tǒng),將大樓內(nèi)部各種設(shè)備連接到一個控制網(wǎng)絡(luò)上,通過網(wǎng)絡(luò)對其進行綜合的控制,這些設(shè)備包括空調(diào)、照明設(shè)備、電梯、消防設(shè)備、安防設(shè)備等等。它確保建筑物內(nèi)的舒適和安全的辦公環(huán)境,同時實現(xiàn)高效節(jié)能的要求。
2 現(xiàn)場控制系統(tǒng)FCS的出現(xiàn)以及在樓宇自控中的應(yīng)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(xiàn)了由多個計算機遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(Distributed ControlSystem,簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統(tǒng)。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(shù)字混合控制系統(tǒng),這種系統(tǒng)較以前的各種控制系統(tǒng)有了較大的進步。DCS在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,也開始應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)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(dǎo)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(tǒng)封閉。各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng),系統(tǒng)封閉、不開放,難以實現(xiàn)產(chǎn)品的互換與互操作以及組成更大范圍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
上個世紀90年代以來,隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)(FCS),FCS克服了DCS的缺點,它是一種全數(shù)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(tǒng)。目前,現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)成為自動化技術(shù)中的一個熱點,備受國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。FCS極大地簡化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量,使其系統(tǒng)檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的DCS(分布式控制系統(tǒng))相比,FCS具有可靠性高、可維護性好、成本低、實時性好、實現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn),為工業(yè)自動化帶來了一場深層次的革命,從而開創(chuàng)了工業(yè)自動控制的新紀元,被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。鑒于FCS的許多優(yōu)點,控制專家們紛紛預(yù)言“FCS將取代DCS成為2l世紀控制系統(tǒng)的主流?！爆F(xiàn)在,FCS已經(jīng)被應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)域。
2.1應(yīng)用于樓字自動化領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場總線
由于誘人的市場商機和不同的應(yīng)用領(lǐng)域的存在,世界一些大公司或公司聯(lián)盟紛紛提出自己的現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國際上有40種宣稱為開放型的現(xiàn)場總線標(biāo)準。這些協(xié)議根據(jù)國際標(biāo)準化組織(ISO)的計算機網(wǎng)絡(luò)開放式互連系統(tǒng)的OSI參考模型來制定的。大多數(shù)現(xiàn)場總線只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場總線呈現(xiàn)雜亂紛呈的局面。在這些現(xiàn)場總線中不乏優(yōu)異的現(xiàn)場總線,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BAC
net、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EiB等現(xiàn)場總線在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)用。盡管基于現(xiàn)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(xiàn)場總線并存而互不兼容,導(dǎo)致FCS的可互操作性只能在同一種現(xiàn)場總線系統(tǒng)中實現(xiàn)。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(shù),又稱Lonworks技術(shù)。它得到了眾多計算機廠家、系統(tǒng)集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持,已經(jīng)在樓宇自動化、工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)供配、消防監(jiān)控、停車場管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地說LonWorks具有以下優(yōu)點:
①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便。它支持多種網(wǎng)絡(luò)拓撲形式,包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等,這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境,方便現(xiàn)場布線;
②支持多種傳輸介質(zhì)。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(wǎng)絡(luò)拓撲形式和傳輸介質(zhì)決定,一般可從500m到2700m?？山尤说墓?jié)點最多為32385個;
③完善的玨發(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,采用開放的NEURON C語言,它是ANSI C語言的擴展;
④無主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的地位相同,網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點處,并可安裝多個網(wǎng)絡(luò)管理器;
⑤開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間較短,也易于維護。LonWorks采用的LonTalk協(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中,這樣可以節(jié)省開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間,也方便維護。
同其它現(xiàn)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(shù)據(jù)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(zhì)疑。盡管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上有2萬多家OEM廠商生產(chǎn)LonWorks相關(guān)產(chǎn)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(jié)點,LonT~k協(xié)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(nèi)獲得大量的應(yīng)用。在建設(shè)部的支持下,國內(nèi)一些研究所和企業(yè)開始陸續(xù)開發(fā)出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統(tǒng),并在一些新建智能大廈和建設(shè)部智能化小區(qū)試點工程中得到應(yīng)用。
(2)BACnet
BACnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它代表了智能建筑發(fā)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(xiàn)場總線,而是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,即通信規(guī)則。為不同商家產(chǎn)品的系統(tǒng)之間進行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據(jù)實現(xiàn)的途徑、使用的通信介質(zhì)、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規(guī)則。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行通信?？筛鶕?jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相對其它現(xiàn)場總線,BACnet標(biāo)準最大的優(yōu)點是可以與Etherent、LonWorks等網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)相互間的通訊問題設(shè)計,并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。BACnet標(biāo)準已在全球得到了廣泛的應(yīng)用,全球生產(chǎn)和經(jīng)營樓宇設(shè)備和樓宇自控設(shè)備的主要廠商均支持BACnet標(biāo)準。BACnet在不到10年的時間內(nèi)就從一個行業(yè)學(xué)會標(biāo)準迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中唯一的ISO標(biāo)準。雖然我國是WTO和ISO成員國,但是BACnet在我國建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的BACnet產(chǎn)品和技術(shù)也基本上全部是從國外引進的,還沒有真正意義上的國產(chǎn)化BACwWw.LWlm.comLWLM.com編輯。net相關(guān)產(chǎn)品。
(3)CAN
CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計提出的,現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國際標(biāo)準,在電力、石化、空調(diào)、建筑等行業(yè)均有應(yīng)用。CAN具有以下優(yōu)點:
①采用8字節(jié)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(jié)點會自動離線,避免影響總線上其它節(jié)點;
③采用無損壞的仲裁技術(shù);
4 CAN芯片不但價格低而且供應(yīng)商多。
CAN缺點是:CAN總線上最多可掛接110個節(jié)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(xiàn)場總線,CAN總線技術(shù)比較簡單,CAN相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)費用也遠遠低于其它現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)費用。因此,很早國內(nèi)就有一些企業(yè)推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關(guān)產(chǎn)品。如獅島、索龍集團開發(fā)出了$2000樓宇自控系統(tǒng)。
(4)EiB
EIB是歐洲安裝總線(European Installation Bus)的縮寫。它在1990年被提出,經(jīng)過十多年的發(fā)展,成為歐洲最有影響的建筑智能化現(xiàn)場總線標(biāo)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(lǐng)域,并在上海同濟大學(xué)建立了EIB認證技術(shù)培訓(xùn)中心。在短短的幾年里,國內(nèi)的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)用,如廈門國際會展中心、大連國貿(mào)中心、浙江人民大會堂等。國內(nèi)的EIB項目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。
關(guān)鍵詞：樓宇自動化自動化控制系統(tǒng)
中圖分類號：TN830.1文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
樓宇自動化系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分，其任務(wù)是對建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車庫管理等設(shè)備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和管理為目的，以提供一個既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。
一、樓宇自動化系統(tǒng)的組成
樓宇建筑通常包括暖通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)由以上系統(tǒng)的場控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計算機和管理計算機通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)被有機地結(jié)合起來，組成分級分布控制系統(tǒng)，它是運用計算機數(shù)據(jù)處理、自動測量及控制技術(shù)，對以上子系統(tǒng)的機電設(shè)備進行自動控制和統(tǒng)一管理。
二、樓宇自動化系統(tǒng)的原理
樓宇自動化系統(tǒng)采用的是分布式控制系統(tǒng)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即用分布在現(xiàn)場被控設(shè)備處的微型計算機控制裝置完成被控設(shè)備的實時檢測和控制任務(wù)，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(guī)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(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機聯(lián)系困難、無法統(tǒng)一管理的缺點，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運行。
2.1分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實質(zhì)上是一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計算機等都是這個網(wǎng)絡(luò)上的“節(jié)點”，都含有CPU和網(wǎng)絡(luò)接口，它們都有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點處于平等地位，既能共享資源，又不相互依賴，形成既有統(tǒng)一指揮，又使危險分散的功能結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)區(qū)具有極大的伸縮性，可擴性很強，可以滿足分布式控制系統(tǒng)擴充與升級的需要，十分靈活、方便。
2.2分布式控制系統(tǒng)的進一步分散化
(1)LonWorks技術(shù)，LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網(wǎng)技術(shù)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由神經(jīng)元芯片、收發(fā)器、固件和I／O接口電路組成。神經(jīng)元芯片是這種智能節(jié)點的核心，它由媒體訪問控制處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器組成，這就使得節(jié)點既能管理網(wǎng)絡(luò)通信，又具有控制功能。
(2)傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)在現(xiàn)場控制站這一級依然是一個集中式結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在的分布式控制系統(tǒng)是在原有分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用LonWorks現(xiàn)場總線的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)發(fā)展起來的新系統(tǒng)，標(biāo)準LAN為原有的分布式控制系統(tǒng)，使用BACnet協(xié)議，以利于實現(xiàn)多種供應(yīng)商的不同類型的子系統(tǒng)之間的通信信息交換，把具有控制功能的各個島連成一個整體。新增的LonWorks現(xiàn)場總線使用LonTalk協(xié)議，把控制功能進一步分散到現(xiàn)場級儀表，標(biāo)準LAN與現(xiàn)場總線之間的路由器相聯(lián)。這樣BACnet和LonMark兩項標(biāo)準互相補充，互為依托，構(gòu)成一個完全分散的、真正開放的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)。
三、樓宇自動化系統(tǒng)的硬件、軟件的配置
1、樓宇自動化系統(tǒng)的硬件主要由下列幾部分組成：
(1)建筑物監(jiān)視系統(tǒng)：提供一個以windows環(huán)境下的人機交互界面，為工程師提供應(yīng)用程序的編制平臺，為操作人員提供直觀和快捷的操作界面。中央管理機實現(xiàn)對個系統(tǒng)的集中監(jiān)測、管理與最優(yōu)控制。
(2)建筑物控制系統(tǒng)：對所需的模擬量輸入/輸出和數(shù)字量輸入/輸出進行現(xiàn)場監(jiān)視和控制。
(3)建筑物防火及保安系統(tǒng)：實現(xiàn)出入控制，保安監(jiān)視和控制，集成攝像控制，火災(zāi)報警等功能。
2、樓宇自動化系統(tǒng)軟件的配置有：
(1)身份鑒別軟件：只有操作員身份密碼，才能行使操作員職責(zé)范圍內(nèi)的指令。
(2)常規(guī)記錄軟件：負責(zé)常規(guī)記錄資料的處理、顯示、打印。
(3)節(jié)能控制軟件：根據(jù)室外的溫度相對濕度，充分發(fā)揮自然潛力，控制空調(diào)系統(tǒng)的運行、節(jié)約能源。
(4)運行時間累計、維修記錄軟件：在設(shè)備累計運行時間超過設(shè)定值時，進行報警，這是供預(yù)防性維修保養(yǎng)用的。
(5)故障報告軟件：負責(zé)設(shè)備的故障報警，以及故障的顯示和打印記錄。
(6)最大負荷限制軟件：當(dāng)實際負荷超過額定的極限值時，發(fā)出報警信號，同時切除預(yù)定可以切斷的負荷，減少電費的開支。
四、樓宇自動化系統(tǒng)將實現(xiàn)如下主要功能：
1、中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控管理
(1)監(jiān)視控制整個大廈的空調(diào)系統(tǒng)（包括：風(fēng)機盤管控制、冷熱水泵旁通控制、冷卻水塔進水控制等；
(2)通過冷凍水的供/回水溫度和流量測量、自動計算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷，并在樓宇自動化系統(tǒng)的CRT上顯示；
(3)根據(jù)實際的冷負荷通過空調(diào)冷凍水機組帶的群控裝置來決定冷凍水機組的啟停數(shù)，以達到最佳的節(jié)能效果；
(4)測量并自動控制冷凍水系統(tǒng)供/回水總管的差壓，維持系統(tǒng)要求的差壓值。
2、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控管理
(1)樓宇自動化系統(tǒng)將監(jiān)控給排水系統(tǒng)的所有水泵的運行狀態(tài)；
(2)樓宇自動化系統(tǒng)將對給排水系統(tǒng)的設(shè)備運行時間、狀態(tài)、水量、壓力值進行記錄；
(3)當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時，樓宇自動化系統(tǒng)會通過聯(lián)鎖控制備用泵自動投入運行；
(4)監(jiān)控給排水系統(tǒng)的如下設(shè)備：生活給水泵、消防給水泵、自動噴淋泵、穩(wěn)壓水泵、排污泵、屋頂水池、地下水池、污水池、給排水監(jiān)控系統(tǒng)。
3、供配電監(jiān)控系統(tǒng)
變配電系統(tǒng)正常運行，可靠供電是智能大廈安全使用的保證。因此，智能大廈的控制中心要控制、監(jiān)視、記錄供電系統(tǒng)的運行情況，主要包括：
(1)高壓系統(tǒng)：進線與蹭聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)控制監(jiān)測、電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、變壓器溫度及故障狀態(tài)顯示與報警；
(2)低壓系統(tǒng)：進線與聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)控制監(jiān)測、電壓、電流、功率因數(shù)、重要輸出支路斷路狀態(tài)監(jiān)控、故障情況顯示、報警；
(3)直流系統(tǒng)：交流電源主進線斷路器控制、直流輸出、電壓、電流及故障狀態(tài)顯示報警；
(4)發(fā)電機系統(tǒng)：發(fā)電機啟動、供電、主斷路器狀態(tài)、電壓、電流、頻率、轉(zhuǎn)速、油箱位高低、水溫等顯示、故障報警、斷路器狀態(tài)控制；
(5)照明系統(tǒng)：根據(jù)大廈內(nèi)的使用功能、分成不同的區(qū)域照明，如辦公室照明、走廊照明、大廈立面照明、航空障礙燈照明、室外環(huán)境照明等，按照時間順序及使用需要，由中央監(jiān)控系統(tǒng)控制開、關(guān)狀態(tài)，故障顯示。
4、保安自動化系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)將監(jiān)控保安系統(tǒng)的如下設(shè)備：門禁系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)。
