紀(jì)文革

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院，河南鄭州，450000)

智能建筑設(shè)備自動控制系統(tǒng)，是現(xiàn)代科技技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，將現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到自動檢測和優(yōu)化控制建筑和建筑設(shè)備的目的，同時還能對智能建筑信息資源進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)智能控制與管理建筑設(shè)備的要求。建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)滿足了用戶對建筑物監(jiān)控管理需求，讓智能建筑擁有安全、舒適、高效、環(huán)保等特點。本文主要從智能建筑自動監(jiān)控系統(tǒng)探討，構(gòu)建能夠滿足現(xiàn)代社會需求的自動化監(jiān)控系統(tǒng)框架。

1 智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)建框架

1.1 智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖（圖1）

1.2 智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)簡要介紹

上圖為智能建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)框圖，在智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對六個子系統(tǒng)（照明、供配電、冷熱源、空調(diào)、給排水、電梯）的監(jiān)控，并可控制其運行。由中央控制器統(tǒng)一全分布式控制運行，但由于每個子系統(tǒng)都由路由器分開，所以也可獨立運行，控制系統(tǒng)涉及智能建筑各個系統(tǒng)設(shè)備自動化控制，可實現(xiàn)高檢測功能。

1.3 各設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)的功能

1.3.1 供配電系統(tǒng)主要功能為智能建筑提供電力。樓層配電設(shè)備分布在各樓層，交配電設(shè)備一般放置在建筑底層。監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對配電設(shè)備運行參數(shù)、配電電源、每個電源蓄電池的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化進(jìn)行監(jiān)控，同時對各樓層交配電設(shè)備電源運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，若發(fā)生故障會產(chǎn)生警報并記錄故障數(shù)據(jù)。

1.3.2 照明系統(tǒng)主要功能是為智能建筑照明。其設(shè)備建設(shè)于建筑物的各個平面上，方便實現(xiàn)各角度全方位照明。照明監(jiān)控分為室內(nèi)和室外兩部分，室外照明分為公共照明部分，通過監(jiān)控可根據(jù)室外照度值設(shè)定開關(guān)時間，也可通過更改程序?qū)崿F(xiàn)不同照明燈具的啟動時間。室內(nèi)照明監(jiān)控可通過監(jiān)控數(shù)據(jù)，采用總線控制方式，設(shè)定程序?qū)Σ煌瑘鼍伴_啟不同的照度。

1.3.3 冷熱源系統(tǒng)為智能建筑供給冷源和熱源，其噪音較大，設(shè)備一般置于建筑底層地下室內(nèi)。通過對冷熱源系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和冷熱源供給量的監(jiān)控和分析，可通過程序控制實現(xiàn)不同季節(jié)冷熱源供給量和供給時間。

1.3.4 空調(diào)系統(tǒng)保障智能建筑的環(huán)境溫度處于適宜狀態(tài)，空調(diào)設(shè)備一般置于各樓層高處位置，地下室也可以配置?？刂谱酉到y(tǒng)主要對空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管的工作參數(shù)和運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，控制和設(shè)定主機(jī)房的溫度、濕度和運行時間。同時監(jiān)測子系統(tǒng)還具備空調(diào)漏水監(jiān)視功能，可有效實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的漏水監(jiān)測和控制。

1.3.5 給排水系統(tǒng)既能為智能建筑提供水源，又能排除建筑產(chǎn)生的污水，排水設(shè)備一般置于建筑物的地下室或建筑頂層，也可設(shè)置在樓宇夾層位置。監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控水泵的工作狀態(tài)，并對水池的液位隨時檢測，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者水池液位異常時，子監(jiān)控系統(tǒng)就會向中央控制器發(fā)出報警信號，并將故障數(shù)據(jù)記錄反饋，自動顯示故障發(fā)生區(qū)域和故障詳細(xì)情況。

1.3.6 電梯系統(tǒng)是為高層建筑提供上下交通的便利系統(tǒng)，設(shè)備一般置于建筑的垂直豎井內(nèi)。電梯監(jiān)控子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對電梯設(shè)備運行狀態(tài)，監(jiān)視電梯啟動、停止、方向等，動態(tài)顯示出電梯實時狀況，一旦發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)會對電梯設(shè)備電動機(jī)、電磁制動器等進(jìn)行檢測，自動報警并顯示故障地點、狀態(tài)、時間等信息，并將故障記錄記憶并反饋給中央控制器。

2 建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)構(gòu)建要素

圖1

圖2

2.1 各監(jiān)控子系統(tǒng)控制功能參數(shù)明細(xì)

將上文中所述設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能要求進(jìn)行統(tǒng)計和匯總，確認(rèn)各子系統(tǒng)監(jiān)控點的分布位置和分布數(shù)量，將子系統(tǒng)的監(jiān)控點設(shè)置類型、數(shù)量、相關(guān)設(shè)備、安裝需求、使用地點等詳細(xì)列出，并備份保留。依據(jù)各子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)備實際特點，以系統(tǒng)高效性、可靠性、實用性為前提，以滿足子系統(tǒng)功能需求為標(biāo)準(zhǔn)，以建筑設(shè)備自動控制系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保為核心，以建筑設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)便捷性和低成本性為主要指標(biāo)，詳細(xì)將設(shè)備子系統(tǒng)的各種功能參數(shù)、控制參數(shù)、技術(shù)參數(shù)列出并進(jìn)行歸檔，為日后整體系統(tǒng)搭建安裝提供依據(jù)。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)控制器、傳感器和執(zhí)行器的確定

按照監(jiān)控系統(tǒng)被控設(shè)備的控制標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控點數(shù)量，結(jié)合安裝現(xiàn)場實際情況，對現(xiàn)場控制點進(jìn)行設(shè)置和篩選，設(shè)計出被控設(shè)備安裝現(xiàn)場控制器控制區(qū)域內(nèi)部的監(jiān)控點分布圖，并根據(jù)實際要求確定選擇現(xiàn)場控制器。除了現(xiàn)場控制器，還要確定現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器使用標(biāo)準(zhǔn)，傳感器和執(zhí)行器是對被監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的基本組成部分，傳感器可監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)變化，執(zhí)行器對此進(jìn)行分析和反饋，可以說兩者在自動監(jiān)控系統(tǒng)中屬于核心構(gòu)件。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備特性，對關(guān)鍵設(shè)備要采用高精度和高可靠性的智能型傳感器和執(zhí)行器，以提高整個自動化系統(tǒng)的控制質(zhì)量。非關(guān)鍵設(shè)備上可以采用傳統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器，如此可減少成本，降低整個系統(tǒng)造價。

2.3 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

智能建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建如上圖2 所示，建筑設(shè)備LON 現(xiàn)場總線設(shè)備自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)實意義上實現(xiàn)了分布式監(jiān)控。此系統(tǒng)不同類型的控制器節(jié)點都具備高智能化特性和網(wǎng)絡(luò)通訊能力。由于控制器各節(jié)點具備通訊能力，能夠使節(jié)點與節(jié)點之間實現(xiàn)相互通訊功能，構(gòu)成完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)中的控制機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)可以通過總線現(xiàn)場連接為一個整體，彼此之間可以相互協(xié)作，共同完成自動化監(jiān)控任務(wù)，兩者可實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)和信息的共享。

2.4 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)硬件支持

智能建筑自動化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建必須有硬件支持，在硬件方面，主要選用以下器件：中央監(jiān)控器（計算機(jī)，監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，處理子系統(tǒng)反饋的綜合數(shù)據(jù)下達(dá)控制指令）；監(jiān)控顯示屏（將監(jiān)控圖像實時顯示，便于觀察和分析故障狀況）；鍵盤（更改程序或設(shè)定程序，典型的輸入設(shè)備）；鼠標(biāo)（輸入設(shè)備）；不間斷電源（為監(jiān)控中央系統(tǒng)和子系統(tǒng)供電，保障監(jiān)控系統(tǒng)不間斷運行，保證整體系統(tǒng)的可靠性）；網(wǎng)絡(luò)路由器（中繼器、橋接器、配置型路由器等聯(lián)合使用，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布）；控制總線（無屏蔽雙絞線、控制總線LON）；控制節(jié)點（視具體情況而定）。

2.5 建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持

建筑設(shè)備自動化中央監(jiān)控器軟件功能具備操作級別和身份識別管理功能。軟件系統(tǒng)采用8 位通行字進(jìn)行鑒別和管理，對操作人員實現(xiàn)權(quán)限設(shè)置，只允許有權(quán)限操作人員在一定范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽，并對訪問者身份信息、訪問時間、訪問內(nèi)容進(jìn)行識別和記錄，且具備交互式菜單，為操作人員提供清晰的數(shù)據(jù)目錄，節(jié)省操作時間，便于高效作業(yè)；中央控制系統(tǒng)還具備邏輯格式數(shù)據(jù)顯示功能，可描述短語、數(shù)值、單位等數(shù)據(jù)，對不正常數(shù)據(jù)報警顯示；具有高效數(shù)據(jù)分離終端，控制特定數(shù)據(jù)在特定端口運行，只允許一個操作人員或打印機(jī)進(jìn)行處理；具備特殊指令操作功能，響應(yīng)命令，邏輯顯示并進(jìn)行標(biāo)識。

3 結(jié)束語

本文就智能建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)框架構(gòu)建進(jìn)行了探討，監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建和安裝是智能建筑實現(xiàn)整體智能化的基礎(chǔ)部分。相信在未來的發(fā)展中，智能建筑設(shè)備自動化控制技術(shù)會進(jìn)一步提升，帶動建筑向高科技方向進(jìn)一步發(fā)展。

[1] 鄒墨宜.論電氣工程在建筑中的應(yīng)用及自動化技術(shù)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(35)

[2] 李可,林俊峰.淺談建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的問題[J].電子制作 ,2013(21)

[3] 先柯樺.基于中央監(jiān)控的建筑設(shè)備自動化管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2010

[4] 傅海軍.基于Lon Works 技術(shù)的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的研究[D].江蘇大學(xué),2013（11）

[5] 鄒墨宜.論電氣工程在建筑中的應(yīng)用及自動化技術(shù)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(35)

[6] 蘇紅.探析建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的設(shè)計要點[J].城市建設(shè)理論研究（電子版） ,2013(23)

[7] 葛曉鳴.淺談現(xiàn)代化建筑電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計與安裝[J].中國科技博覽,2011(28)

[8] 朱恒亮,王勝利.基于控制層的樓群建筑設(shè)備自動化集成系統(tǒng)實施方案[C].//中國建筑業(yè)協(xié)會智能建筑分會2011年年會暨2012 智能建筑行業(yè)發(fā)展論壇論文集.2012