祝錚

摘要：隨著信息技術的不斷發(fā)展，智能建筑也在不斷地發(fā)展，智能建筑通常由五個系統(tǒng)組成，其中樓宇自動化系統(tǒng)則是智能建筑設計的核心和重點。該文主要就智能樓宇自動控制系統(tǒng)的設計與應用作了相關的研究，以供大家交流探討。

關鍵詞：智能建筑；自動控制系統(tǒng)；設計；應用

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）04-0231-02

如今，建筑智能化系統(tǒng)在建筑中的重要程度日益明顯。而其中的樓宇自動控制系統(tǒng)由于其節(jié)能高效、安全可靠，方便快捷，得到了廣泛的應用，已經(jīng)成為了十分重要的一個系統(tǒng)，促進了智能建筑的進一步發(fā)展。

1 樓宇自動化概述

樓宇自控系統(tǒng)，也被稱為建筑設備自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對建筑內(nèi)的環(huán)境、安全設備、能源使用情況、交通的監(jiān)測與控制，給人們提供了一個舒適方便的空間，達到了安全、節(jié)能的目的。

樓宇自動化功能：1）自動監(jiān)視并控制各種機電設備的起、停，顯示或打印當前運轉(zhuǎn)狀態(tài)。2）自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數(shù)及其變化趨勢或歷史數(shù)據(jù)。3）根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負載變化情況自動調(diào)節(jié)各種設備，使之始終運行于最佳狀態(tài)。4）對突發(fā)事件進行有效的監(jiān)測并及時處理。5）建筑內(nèi)的機電設備可以得到統(tǒng)一的管理與控制。6）實現(xiàn)能源管理的自動化。7）設備管理：包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。

樓宇自動化原理：樓控系統(tǒng)采用的是基于現(xiàn)代控制理論的集散型計算機控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng)（distributed control systems，簡稱DCS）。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現(xiàn)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(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，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，保證設備在最佳狀態(tài)下運行。

2 樓宇自動控制系統(tǒng)的重要意義

2.1 建筑的節(jié)能效率得到了不斷的提高

建筑內(nèi)的設備可以通過樓宇自動控制系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控，電力系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)都可以得到協(xié)調(diào)的配置與使用，各種設備的用電負荷得到了有效的分配與優(yōu)化，電能得到了進一步的節(jié)約，減少了沒有必要的浪費情況的出現(xiàn)。

如今，樓宇自控系統(tǒng)得到了越來越多的使用，根據(jù)相關數(shù)據(jù)分析，擁有自動控制系統(tǒng)的建筑一般可以節(jié)約將近五分之一的電能，通常情況下，一般的建筑，如果只通過簡單的人力是根本不可能實現(xiàn)的。

2.2 建筑設備的使用期限得到了進一步的提升

由于建筑內(nèi)裝有自動控制系統(tǒng)，可以對建筑內(nèi)的設備運行狀態(tài)進行不間斷的監(jiān)控和記錄，設備的工作狀態(tài)得到了有效的控制，如果發(fā)現(xiàn)問題，可以及時進行維護和保養(yǎng)，并進行相關的記錄，使得設備的管理更加科學規(guī)范，設備的使用期限得到了提升，建筑的運營成本得到了進一步的降低。

2.3 合理控制了人力成本

在普通的建筑中，由于未設置自動控制系統(tǒng)，所以往往要非常多的人員對各種型號的設備進行日常的控制。樓宇自動化控制系統(tǒng)則是一種智能的控制系統(tǒng)，基本不需要人員進行維護和管理，所以，節(jié)省了很多的人力成本，根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，樓宇自動控制系統(tǒng)節(jié)省了將近60%的運行維護人員。

2.4建筑的安全管理水準得到了進一步的提升

通過對停車管理，安全監(jiān)控管理的有效統(tǒng)籌，同時與消防系統(tǒng)進行聯(lián)動，使得各個系統(tǒng)的管理更加協(xié)調(diào)統(tǒng)一，建筑的安全得到了有效的保證，樓宇的管理水準得到了不斷的提升。

3 樓宇自動化系統(tǒng)設計分析

3.1 系統(tǒng)設計

這個系統(tǒng)主要控制電力、空調(diào)和冷熱源、照明、消防報警控制、給排水、環(huán)境監(jiān)控、能源管理以及停車場及其周邊的防護等內(nèi)容，系統(tǒng)的功能就是要通過對外界環(huán)境變化、負載變化等情況的觀察監(jiān)控，自動調(diào)節(jié)各設備的運行，使其處于最佳狀態(tài)；對火災和停電等意外情況自動處理監(jiān)控；實現(xiàn)電力、供水、供熱等能源的自動調(diào)節(jié)、管理和使用。在建筑智能化的體系下，樓宇自動化含義是建筑物的管理和控制即BMC系統(tǒng)，根據(jù)其含義，BA應至少設計有三個子系統(tǒng)：

1）環(huán)境能源管理

在這個系統(tǒng)中，又要細分為幾個子系統(tǒng)：①電力照明：負責控制電力的需求，控制變壓器的天數(shù)和發(fā)動機的符合，負責停電復電管理，負責晝光照明以及點滅調(diào)光等控制。②空調(diào)衛(wèi)生：負責對新風取入和供冷的控制，負責控制冷熱源的機器數(shù)、二氧化碳的濃度，負責預測冷熱符合，負責各項熱控制如隔熱蓄熱，保證最優(yōu)控制預冷預熱，負責太陽能的集熱控制以及對蓄熱槽、給排水的控制，還要控制節(jié)水管理。③運輸：負責對電梯群及自動扶梯的管理、負責自動停車場、自動搬運機以及自動計量器的管理。

2）物業(yè)管理

這個系統(tǒng)分為以下兩個子系統(tǒng)：①計算：負責對運行能量的計算，負責對租金的管理，操作運行數(shù)據(jù)采集和分析；負責對系統(tǒng)異常和節(jié)能狀況的診斷，負責對報警信息的記錄。②維護保養(yǎng)：管理機器的維護時間、負責對機器劣化程度和故障的診斷，負責生成數(shù)據(jù)，負責管理自動清掃機以及設備的更新計劃。

3）安保管理

該系統(tǒng)又包含以下3個子系統(tǒng)：①防災：負責對火災的聯(lián)動控制，負責控制防排煙、引導等、消防以及停電時間的控制，負責防止漏電漏氣。②防范：對人員入退樓管理、負責遠距離監(jiān)視，負責管理傳感器的報警情況，負責管理時間表、閉路電視以及自動防范設備。③數(shù)據(jù)：負責對數(shù)據(jù)存儲的控制、負責管理IC卡、指紋、聲紋、暗號、暗證指令，負責空間傳送。

3.2 系統(tǒng)的設置和分析

1）采用的控制策略

在設計系統(tǒng)時，其控制管理功能應仔細規(guī)劃，使各功能分層次融合。由于智能建筑具備的各種功能非常完備，它所需要的各種設備繁多復雜，對這些設備的控制就顯得尤其重要，BAS在控制檢測上一般使用兩種方法：①集中管控：這是一個非常典型的由計算機控制的系統(tǒng)，設備的監(jiān)控點以及報警點都被連接到中央控制室，計算機的CPU會負責運算處理這些數(shù)據(jù)，得出結(jié)構后將其返回到執(zhí)行器中。這個方式增加的系統(tǒng)的復雜性，維護起來非常困難。②集散控制系統(tǒng)：這個系統(tǒng)基于分布式控制的理論，系統(tǒng)下的通訊網(wǎng)絡為總線型結(jié)構分級分布式。系統(tǒng)使設備分散，在運行時由末端的控制器通過完善的一個數(shù)學模型來操作分散了的系統(tǒng)內(nèi)的設備。中央系統(tǒng)的主機集中管理來自現(xiàn)場的信息，回答或巡檢干預。

2）系統(tǒng)對設備的集中管控和協(xié)調(diào)

智能建筑下對設備的管控特性造成建筑物內(nèi)部的子系統(tǒng)過多，而每個子系統(tǒng)都有各自的中心，因此必須都這些中心進行管控協(xié)調(diào)，使優(yōu)化后的子系統(tǒng)協(xié)同運行，并且可觀測可控制。為了達到最優(yōu)優(yōu)化，保持各個子系統(tǒng)之間的協(xié)同獨立運行，可采取分站的形式將所有的子系統(tǒng)都歸入BA系統(tǒng)中；也可以將各個中心連接到BA中心，使兩者能夠進行信息傳遞，共同享有狀態(tài)監(jiān)控的功能，遇到異常情況時可以依照約定設置將操作權轉(zhuǎn)移。

4 樓宇自動化應用分析

以智能建筑內(nèi)排水系統(tǒng)來說明樓宇自動化在其中的應用。

普通大樓中，排水系統(tǒng)都是由強電專業(yè)統(tǒng)一管理，在污水池中裝有探測水位情況的液位計，根據(jù)情況它會發(fā)出信號，這時相關的配電盤能汽艇污水泵以控制排水。樓宇自動化應用到污水監(jiān)控中之后，就可以實時監(jiān)控污水泵運行的狀態(tài)及參數(shù)，另外，監(jiān)控系統(tǒng)還可以判斷電機的短路及過載狀況，這個功能是通過檢測斷路器以及熱繼電器中的輔助觸點來實現(xiàn)的。安置液位傳感器之后，就能通過該設備來管控排水設備的正常運行。另外，當系統(tǒng)內(nèi)的設備發(fā)生故障，系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)故障部位并且向上匯報，通過對故障的分析找出其發(fā)生原因類型，控制設備自動排除故障，恢復運行。

排水系統(tǒng)在納入樓宇自動化后，將具備以下的基本功能：1）控制污水泵，對其手動自動狀態(tài)、運行狀態(tài)進行監(jiān)控，收到故障信號之后及時報警。2）負責就地和遠程雙控制。3）負責污水泵的啟停運行。4）根據(jù)液位傳感器判斷水位并在水位超限時報警。5）通信功能。6）顯示監(jiān)控畫面，記錄各種狀態(tài)數(shù)據(jù)參數(shù)及歷史。

5 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟科技的不斷發(fā)展與生產(chǎn)水平的提高，樓宇自動化系統(tǒng)在智能建筑中的應用會越來越廣泛、深入，我們對于此的認知也會越來越明確，在未來的發(fā)展道路上，科技、高端、服務的觀念會深入人心。智能建筑的普及的時代即將來臨。

參考文獻：

[1] 宋凱宏.建筑設備管理系統(tǒng)在智能建筑中的應用分析[J].硅谷， 2013（10）： 89-90.

[2] 陳宏.智能建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)的探討[J].城市建設， 2010（11）： 70-72.

[3] 徐春林.探索自動控制系統(tǒng)在智能樓宇中的應用[J].建筑與發(fā)展， 2014（2）： 34-35.