楼宇自动化控制大全11篇

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）29-0149-02

进入 21 世纪，智能化楼宇的概念逐渐清晰，并正在建筑领域中产生着越来越大的影响。楼宇自控系统以它优越的条件在智能建筑中得到了广泛的应用。因此研究楼宇自动化控制系统是十分必要的。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物（群）内设备与建筑环境的全面监控与管理，为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境，并通过优化设备运行与管理，降低运营费用。

1 智能楼宇的发展

什么样的建筑才算是智能楼宇？智能楼宇是现代建筑技术与当代信息技术、计算机技术和自动控制技术等有机结合的产物。

从1984年在美国康涅狄格州哈特福德市中世界上第一个智能楼宇的产生，随着中国上个世纪90年代房地产市场的繁荣，智能楼宇开始进入中国市场。从二十一世纪初发展至今，这十几年是房地产业的黄金十几年，也是智能楼宇飞速发展的十几年。十几年间，规划更合理，建筑更智能，城市更宜居。行业发生了翻天覆地的变化，实现了立足建筑、面向城市，立足国内、面向国际的跨越式发展。

2 楼宇自控系统的概念与特点

楼宇自控系统综合运用计算机网络技术、传感器技术和自动控制等多种技术对建筑中的机电设备如空调、通风、照明、供配电、给排水以及电梯等设备进行有效的自动化控制，最终达到建筑设施更有利于人们居住的要求。

楼宇自控系统的特点：①节省能源。现代建筑物消耗能源非常大，建筑物的能耗占整个能耗的三分之一以上。楼宇自控系统充分利用了先进的焓值最佳控制、自动照度控制、最优设备启停控制等有效节能措施后，极大地减少了建筑物的能耗。②节省运营成本。楼宇自控系统是通过计算机集中控制的，可以大大减少操作人员和设备维护人员数量，节省了大量的人力。通过一些节能管理方案，在满足建筑环境舒适性的条件下，还可以进一步降低日常营运支出，节约建筑的运行成本，提高效益。③延长设备的使用寿命。楼宇自控系统可实时监测建筑设备的运行状况，通过程序控制实现机电设备的使用时间，及时发现设备故障和定期提示维护、保养，从而延长设备的使用寿命，降低维护费用，进一步提高投资回报效果。

2 楼宇自动化系统应用的优势

楼宇自动化系统将各个控制子系统集成为一个综合系统，其核心是集散控制系统，它是由计算机技术、自控技术、通信网络技术和人际接口技术相互发展渗透而产生的。集散控制系统的核心是中央监控与管理计算机，它通过信息通信网与各个子系统的控制器相连，组成分散控制、集中监控和管理的功能模式，各子系统间也能通过通信网络相互进行信息交换和联动，实现优化控制管理，最终形成统一的由建筑自动化运作的整体。

采用视频通话应用系统，通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节，确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统，通过ISDN、VDSL技术将其连接到互联网上，通过通信网络的数据漫游，提高无线通讯的实施信息载体。

设置火灾报警系统，使其完成自身所具有的防灾和灭火的功能。通过建筑物内不同位置的烟火控制装置提供的信息进行确认后报警，同时启动火灾联动系统，包括关闭空调、开启排烟装置、启动消防专用梯并且启动消防系统运作、紧急广播疏散人群，从而使得尽可能地减少生命、财产损失。

智能化自动化局部配线系统，选用电子设备提供完善的家庭工作环境，实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式，例如电话、网络数据同步、传真、宽带、Internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术，提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果，避免出现反复投资的问题，及时通过视频系统完成对老幼的远程监护，同时监控住宅内外的情况，确保楼宇的安全。

3 我国楼宇自动化系统发展的方向及建议

节能是楼宇自动化系统发展的主要功能及目的，也是未来发展的主要方向。在各类智能建筑设备能耗比例中，照明和空调设备占据了主要位置，因此做好照明和空调设备的节能设计是提高楼宇自控系统节能效果的关键。

1）照明系统

设计时应尽可能用节能灯代替高能耗的白炽灯，荧光灯等。根据室内照明、公共区域照明和泛光照明三大类型设计的不同照明策略，比如：室内照明和公共区域照明可以根据人员活动情况进行开关灯智能管理，做到人走灯灭，按需开灯；一些公共区域如走道等需要某时间段固定开灯的，可以设计按时间段开关灯，按场景状况开灯，保证亮度需求的同时严格控制开关灯的数量来达到节能；而在泛光照明和部分照度受外界影响明显的区域，可以加入自动调光技术，在保证亮度的情况下全自动调光，降低灯具能耗；还可以结合一些控光设备如百叶窗之类，充分利用室外自然光补充室内亮度，配合自动调光控制达到减少灯源耗能的目的。

2）空调系统

空调系统是建筑的另一个耗能超级大户。目前，在大型建筑中一般多采用分层和分区的全空气集中式空调系统。一个中央空调系统主要由末端空气处理设备如新风机组、空调机组、变风量控制（VAV）以及冷热源系统组成。当前流行的新风系统节能设计，一般在室外焓值小于室内焓值（制热方式）、室外焓值高于室内焓值（制冷方式）时，根据 CO2浓度值控制风阀，其他情况下完全依靠室外和室内的焓值差来控制风阀，采用夜间扫风，间歇性控制策略等。这种设计充分考虑了建筑物所处的外部环境气候因素以及内部实际用风量，是目前最有效的节能手段。这样可以在保证环境舒适度的情况下，缩不必要的空调启停时间，达到变风量控制（VAV）是一种新型的空调方式，它被证明与传统中央空调系统相比可节能 40% 左右。变风量控制的基本思路是，动态控制，按需提供风量，目前有变静压控制、总风量控制、定静压控制三种。

3）楼宇自控系统IP化

楼宇自动化系统未来发展的另一个重点是BA系统的IP化。一直以来，以太网都是信息网络的主流技术，BA系统采用以太网作为现场设备之间的通信网络平台，可以实现从管理层到控制层的“一网到底”，使 BA 系统的网络结构得到

实质性的简化，也能解决目前 BA 系统中控制网络多种现场总线技术并存、彼此兼容性差的问题。使用透明以太网，可使 BA 系统非常方便地以有线或无线方式介入 Internet。虽然Lonworks网、MS/TP 总线等控制网络也能实现与 Internet互联，但必须经过第三方网关或中间部件才能实现，实现过程也复杂得多。未来 BA 系统可采用基于 Web 的 BS 架构，通过 Internet 对分布在现场的 I/O 进行访问，实现对远程设备的检测和控制。参考当下新兴的智能家居市场发展方向，未来的 BA 系统也必将是可以通过移动智能设备来监控的新型楼宇自动化系统，可以说谁最先拥有完善的 BA 系统 IP 化技术，解决使用 Internet 网络所存在的安全、可靠及实时性问题，谁就能在未来的楼宇自动化市场中占导。

4 结束语

近年来，智能楼宇已经从写字楼发展到了智能社区，随着中国智能楼宇市场的竞争格局的打开，跨行业的合作更加广泛，一批批新技术新产品进入建筑智能化领域，无线技术，数字化技术产品被广泛采用，使智能建筑的实用价值得到了广泛提升，楼宇自动化系统也将朝着网络化、数字化、集成化、生态化方向发展。

参考文献：

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目前日益流行的智能建筑(InteUigentBuidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物，是信息社会的需要，也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(BuidingAutomationsystem，缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中，楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制，这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求。

2现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用

上个世纪七八十年代，伴随着计算机可靠性提高，价格大幅下降，出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(DistributedControlSystem，简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，因此它属于一种模拟数字混合控制系统，这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用，也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点：

(1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式，导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难；

(2)可靠性差。模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差；

(3)系统封闭。各厂家的产品自成系统，系统封闭、不开放，难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。

上个世纪90年代以来，随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展，出现了基于现场总线的控制系统(FCS)，FCS克服了DCS的缺点，它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前，现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点，备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比，FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现，为工业自动化带来了一场深层次的革命，从而开创了工业自动控制的新纪元，被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点，控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在，FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。

2．1应用于楼字自动化领域的几种现场总线

由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在，世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计，目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线，如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点，但还是有一些不如人意的地方，最明显的缺点：多种现场总线并存而互不兼容，导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。

(1)LonWorks

美国Echelon公司1991年推出了LON(Local0penationNetworks)技术，又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持，已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点：

①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式，包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等，这样可适应复杂的现场环境，方便现场布线；

②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等；两种传输速率：78bps和1．25Mbps，最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定，一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个；

③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境，采用开放的NEURONC语言，它是ANSIC语言的扩展；

④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同，网络管理可设在任一节点处，并可安装多个网络管理器；

⑤开发LonWorks网络节点的时间较短，也易于维护。LonWorks采用的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中，这样可以节省开发LonWorks网络节点的时间，也方便维护。

同其它现场总线一样，LonWorks也有自身的缺点。首先，LonWorks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺；其次，由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管LonWorks存在一些不足，但是LonWorks的FCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks相关产品，其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点，LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CENTC205的一部分。自1996年以来，LonWorks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下，国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks的楼宇自动化控制系统，并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。

(2)BACnet

BACnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件，也不是固件，严格地说，BAcnet并不是现场总线，而是一种网络协议，即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。BACnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS／TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线，BACnet标准最大的优点是可以与Etherent、LonWorks等网络进行无缝集成。不过BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计，并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。BACnet标准已在全球得到了广泛的应用，全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的ISO标准。虽然我国是WTO和ISO成员国，但是BACnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小，而且在工程中采用的BACnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的，还没有真正意义上的国产化BACnet相关产品。

(3)CAN

CAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的，现在它已经成为一种国际标准，在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点：

①采用8字节的短帧传送，故传输时间短、抗干扰性强：

②具有多种错误校验方式，形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下，节点会自动离线，避免影响总线上其它节点；

③采用无损坏的仲裁技术；

4CAN芯片不但价格低而且供应商多。

CAN缺点是：CAN总线上最多可挂接110个节点，这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展，相对其它一些现场总线，CAN总线技术比较简单，CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此，很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。

(4)EIB

EIB是欧洲安装总线(EuropeanInstallationBus)的缩写。它在1990年被提出，经过十多年的发展，成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准，在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域，并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里，国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用，如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB项目基本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。

3以太网开始进入楼宇自控领域

以太网发展至今已有20年历程，作为局域网组网的主要技术，以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来，以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现，克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点，实现了站点独占传输媒体并同时收发数据，也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展，目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体)，并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步，以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展，同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的IEEE802．3af标准开始对以太网供电作出了规定，它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前，3Com、华为、DLINK等公司开始提供符合IEEE802．3af标准的交换机产品。另外，一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准，即工业以太网标准，如ODVA(开放DeviceNet供货商协会)和CI(ContolNet国际组织)的EtherNet／IP标准、FF(现场总线基金会)的HSE(Hig}lSpeedEthemet，高速以太网)、Profibus国际组织的ProfiNet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现，如MOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet／IP)、北京航天华辉自动化技术有限公司的AnyBus-SIO／100M(支持Ethemet／IP和Modbus／TCP)等。美国VDC(VentureDevelopmentCorp．)调查报告指出，Ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛，市场占有率将从2000年的ll％增加到年的23％。

伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用，以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前，以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示)，在一些新开发的楼宇自控系统中，以太网直接进入了控制层，如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2001IP智能建筑测控系统。ENC-200liP控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过ENC参量控制模块集成到以太网上；带有RS232或RS485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上；IP电话以及IP摄像机直接连接到以太网上。

在楼宇自控网络中采用基于现场总线的FCS的优点是：

①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计

②用户的投资成本低。现在，开放的现场总线技术已经比较成熟，有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是：实现现场总线无缝接人以太网复杂，当多种现场总线共存在一个系统中时，集成起来更复杂，系统的扩展性差。

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1．引言

智能建筑（IntellingentBuilding）起源于1984年的美国，它是信息时代的产物，是随着社会信息化和经济全球化应运而生的现代高科技的结晶。近十余年来智能建筑在我国得到了蓬勃发展。在我国颁布的国家标准《智能建筑设计标准》中对智能建筑有了一个明确的定义：智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。

楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统，是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。

2 .楼宇自动化系统的组成

建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准，BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，应将消防与安全防范子系统一同纳入BAS考虑，如要独立设置，也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。

2．1楼宇自控系统由以下部分组成：

2.1.1建筑设备运行管理的监控,包括

1) 暖通空调系统的监控(HVAC);

2) 给排水系统监控;

3) 供配电与照明系统监控

2.1.2火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制

2.1.3公共安全技术防范,包括:

1）电视监控系统；

2）防盗报警系统；

3）出入口控制及门禁系统；

4）安保人员巡查系统；

5）汽车库综合管理系统；

6）各类重要仓库防范设施；

7）安全广播信息系统。

诸多的机电设备之间有着内在的相互联系，于是就需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统，达到对机电设备进行综合管理、 调度、监视、操作和控制。

3 .楼宇自动化系统的基本功能

楼宇设备自控系统是建筑智能化系统的一个重要的组成部分。智能建筑通过建筑设备自动化系统实现以下几个方面的功能：

3.1、采用先进的管理手段，实现设备的高效管理和安全可靠运行

BA系统使用先进的网络技术、计算机技术和现代控制技术，对建筑物内各类楼宇设备进行集中监视、自动化控制，实现建筑物内各类楼宇设备的高效管理和安全可靠运行。

3.2、实现最优控制和节能管理，节省能耗

楼宇设备自控系统通过对大楼设备进行监视和控制，实现最优控制和节能管理。特别是对空调系统的用电和公共照明用电等楼宇设备的进行节能控制实现节省大楼的能耗。

3.3、减少管理维护人员，降低管理费用

通过先进的自动化监控，可以大量减少各类楼宇设备和系统的运行操作人员和维护人员，降低管理费用。

3.4、延长设备的使用寿命

楼宇设备自控系统可以：实时反映设备和系统运行情况，及时发现系统存在的问题并能及时处理；定期打印出维护、保养通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养；实现使用和备用设备的定期互换工作。从而实现延长设备的使用寿命，也就降低了建筑的运行费用。

3.5、提供舒适的办公环境

楼宇设备自控系统对环境空气质量、温湿度、照度等进行检测和有效的控制，为大楼创造一个舒适的环境。

4.楼宇自动化系统工作原理

楼宇自动化系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统(Distributedcontrol systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，保证设备在最佳状态下运行。楼宇自动化系统工作主要包括以下方面：

4.1、冷冻机房设备监控

空调系统中的冷源一般由冷冻系统提供，整个冷源系统由多台制冷机、冷冻水和冷却塔、补水箱和膨胀水箱等设备组成。

4.1.1对供水和回水总管之间的压差监测，并根据设定压差调节旁通阀开度；

4.1.2监测水泵的运行状态，控制水泵的启停，并在故障发生时报警；

4.1.3监测机组的运行状态，控制机组的启停，并在故障发生时报警；

4.1.4冷冻/却水隔离阀控制

4.2、送排风系统的设备监控

本系统对楼内的对分布于大楼各处的风机的运行状态进行监控，对风机运行过程中出现的故障及时报警并可以控制风机的启/停。具体监控对象如下监测其运行状态、手自动状态，控制其启停。

4.3、给排水系统的设备监控

本系统的给排水设备包括生活给水系统，楼宇自控系统能实现以下功能：

4.3.1生活水泵运行状态监视，手自动状态，控制其启停；

4.3.2生活水箱液位超高检测

4.4、电梯系统的监测

4.4.1按程序设定的运行表启动／停止电梯并监视其运行状态、故障及紧情况的报警

4.4.2对多台电梯的群控管理

4.4.3对火灾的应对处理

4.4.配合安全防范系统协同工作

4.5、照明系统的监视与控制

4.5.1根据季节的变化，对各城区的照明设备进行开／停的顺序控制

4.5.2正常照明供电出现故障时，自动将故障区域的应急照明投入运行

4.5.3发生火灾时，关闭火灾区域的照明设备，并启动应急照明

4.5.4保安系统报警时，将报警区域的照明打开

4.6、空调系统的监测

4.6.1检测风机手自动状态

当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停。

4.6.2监测送风机压差状态、表冷气防冻报警

在送风风管内设置温/湿度传感器监测送风温/湿度。

4 6.3启动顺序：开新风阀启动风机调节水阀开度。

4.6.4停机顺序：停止风机运行关闭新风门关闭调节水阀。

新/回风门控制、水阀控制、启停控制、手/自动状态

空调机组监控原理图

4.7变配电系统的设备监视

为保证变配电设备的运行正常，本系统采用智能化电力仪表可对以下综合参数监测：

4.7.1变压器风机状态

4.7.2高压进线的电压、电流

4.7.3低压回路的主开关电压、电流、功率因数

4.7.4低压母联状态检测

5. 楼宇自动化系统的集成

5.1、系统组成

Continuum系统由网络控制器(包括PSU电源模块，Continuum NCU及I/O模块)、B4920系统控制器、各类独立数字控制器（简称DDC，包括楼控和安保控制器）、纯BACnet独立数字控制器,工作站和可以支持多个工作站的文件服务器等组成。Continuum系统将提供控制、报警检测、日程表控制、报告和信息管理等，网络结构为局域网(LAN)和广域网(WAN), 采用ODBC兼容的数据库。Continuum楼宇自动化系统结构如下图：

5.2、第一层网络

第一层网络是系统的主干网，采用以太网LAN/WAN，支持TCP/IP和BACnet/IP。所有网络控制器、B4920系统控制器、BACnet路由器、工作站、数据库文件服务器可直接连接到这层网上，并不需要任何网关设备。

5.3、第二层网络

第二层网络通过网络控制器由一条或多条现场总线组成，现场总线有以下两种：RS485的Infinet现场总线和采用RS485方式的BACnet MS/TP现场总线。

采用RS485的Infinet现场总线，最多可支持254个独立数字控制器，可控制HVAC设备、照明系统、给排水系统、安防系统等；采用RS485或FTT-10方式的I/O的现场总线，最多可支持32个输入／输出模块(包括门禁模块)，输入／输出模块可与网络控制器一起装在统一控制箱内，也可通过屏蔽双绞线安装在控制现场。

采用RS485方式的BACnet MS/TP现场总线,最多可以支持127个纯BACnet控制器。

5.4、标准网络支持

所有的网络控制器，工作站和文件服务器可直接连接到建筑物的以太网（TCP/IP，LAN/WAN）而不需网关。此外，网络控制器、工作站和文件服务器可连接路由器、交换机、HUB和结构化布线系统，并通过信息系统标准的 TCP/IP来对 LAN/WAN进行维护。

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目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物，是信息社会的需要，也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation system，缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中，楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制，这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求。

2　现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用

上个世纪七八十年代，伴随着计算机可靠性提高，价格大幅下降，出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed ControlSystem，简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，因此它属于一种模拟数字混合控制系统，这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用，也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点：

(1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式，导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难；

(2)可靠性差。模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差；

(3)系统封闭。各厂家的产品自成系统，系统封闭、不开放，难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。

上个世纪90年代以来，随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展，出现了基于现场总线的控制系统(FCS)，FCS克服了DCS的缺点，它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前，现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点，备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比，FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现，为工业自动化带来了一场深层次的革命，从而开创了工业自动控制的新纪元，被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点，控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在，FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。

2．1应用于楼字自动化领域的几种现场总线

由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在，世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计，目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线，如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点，但还是有一些不如人意的地方，最明显的缺点：多种现场总线并存而互不兼容，导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。

(1)LonWorks

美国Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技术，又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持，已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点：

①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式，包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等，这样可适应复杂的现场环境，方便现场布线；

②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等；两种传输速率：78bps和1．25Mbps，最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定，一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个；

③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境，采用开放的NEURON C语言，它是ANSI C语言的扩展；

④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同，网络管理可设在任一节点处，并可安装多个网络管理器；

⑤开发LonWorks网络节点的时间较短，也易于维护。LonWorks采用的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中，这样可以节省开发LonWorks网络节点的时间，也方便维护。

同其它现场总线一样，LonWorks也有自身的缺点。首先，LonWorks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺；其次，由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管LonWorks存在一些不足，但是LonWorks的FCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks相关产品，其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点，LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以来，LonWorks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下，国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks的楼宇自动化控制系统，并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。

(2)BACnet

BACnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件，也不是固件，严格地说，BAcnet并不是现场总线，而是一种网络协议，即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。BACnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS／TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线，BACnet标准最大的优点是可以与Etherent、LonWorks等网络进行无缝集成。不过BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计，并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。BACnet标准已在全球得到了广泛的应用，全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的ISO标准。虽然我国是WTO和ISO成员国，但是BACnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小，而且在工程中采用的BACnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的，还没有真正意义上的国产化BACnet相关产品。

(3)CAN

CAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的，现在它已经成为一种国际标准，在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点：

①采用8字节的短帧传送，故传输时间短、抗干扰性强：

②具有多种错误校验方式，形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下，节点会自动离线，避免影响总线上其它节点；

③采用无损坏的仲裁技术；

4 CAN芯片不但价格低而且供应商多。

CAN缺点是：CAN总线上最多可挂接110个节点，这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展，相对其它一些现场总线，CAN总线技术比较简单，CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此，很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。

(4)EIB

EIB是欧洲安装总线(European Installation Bus)的缩写。它在1990年被提出，经过十多年的发展，成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准，在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域，并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里，国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用，如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB项目基本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。

转贴于 3　以太网开始进入楼宇自控领域

以太网发展至今已有20年历程，作为局域网组网的主要技术，以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来，以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现，克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点，实现了站点独占传输媒体并同时收发数据，也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展，目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体)，并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步，以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展，同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的IEEE802．3af标准开始对以太网供电作出了规定，它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前，3Com、华为、DLINK等公司开始提供符合IEEE802．3af标准的交换机产品。另外，一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准，即工业以太网标准，如ODVA(开放DeviceNet供货商协会)和CI(ContolNet国际组织)的EtherNet／IP标准、FF(现场总线基金会)的HSE(Hig}l Speed Ethemet，高速以太网)、Profibus国际组织的ProfiNet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现，如MOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet／IP)、北京航天华辉自动化技术有限公司的AnyBus-S IO／100M(支持Ethemet／IP和Modbus／TCP)等。美国VDC(Venture Development Corp．)调查报告指出，Ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛，市场占有率将从2000年的ll％增加到2005年的23％。

伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用，以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前，以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示)，在一些新开发的楼宇自控系统中，以太网直接进入了控制层，如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2001IP智能建筑测控系统。ENC-200liP控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过ENC参量控制模块集成到以太网上；带有RS232或RS485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上；IP电话以及IP摄像机直接连接到以太网上。

在楼宇自控网络中采用基于现场总线的FCS的优点是：

①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计

图1楼宇自控网络集成到信息网的，有屏蔽、接地与防爆等措施，同时其实时性也比采用CSMA／CD的以太网的时实性好；

②用户的投资成本低。现在，开放的现场总线技术已经比较成熟，有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是：实现现场总线无缝接人以太网复杂，当多种现场总线共存在一个系统中时，集成起来更复杂，系统的扩展性差。

在楼宇自控网络中采用以太网的优点是：实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”，即实现人们期望的通信协议的兼容和统一；这样系统扩展起来也比较方便；与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是：首先，目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大，开发费用和成本相对还是较高，用户可以选择的厂商也很有限，垄断利润较高，研发成本还没有被消化，这些都导致产品价格过高。其次，以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。

4　结束语

就目前而言，不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的FCS还是以太网，都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步，它们也必将会被进一步完善。据统计，我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上，产品供应商约3000家。另外，随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高，建筑和社区的数字化建设正在兴起，FCS和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用，在今后相当长的时间内，两者在竞争的同时也将继续并存。

参考文献

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2陈秋良．自动控制技术．《现场总线控制系统综述》 2001；20

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6张振昭．许锦标．万频．《楼宇智能化技术》北京机械工业出版社。1999

7董春桥．BACnet标准在我国推广和应用的思考．《智能建筑与城市信息>。2003

篇（5）

伴随着我国经济的快速发展，社会的进步，我国也加强了对建筑业的支持力度。智能建筑的核心是楼宇自动化。随着楼宇自动化的快速发展使得楼宇自动化的市场需求也不断扩大。楼宇自动化将计算机技术，网络技术，通信技术相结合，应用于自动化的控制系统中，节省了更多的管理成本和人力成本。本文将进一步对楼宇自动化的定义原理，应用和发展进行阐述。

1自动化控制系统的定义和原理，组成和功能

1.1楼宇自动化控制系统的定义和组成

楼宇自动化是智能建筑的核心部分，随着近年来智能建筑的蓬勃发展，楼宇自动化的市场需求也在不断扩大。楼宇自动化控制系统是将计算机技术，通信技术，信息技术，网络技术进行整合的一种控制系统。为了能够为人类节约更多的人力和管理成本，节约能源，给人们提供一个安全可靠，舒适安静并且高效的生活环境和工作环境静，楼宇自动化控制系统通过对控制手段进行综合的分析，对各种处理机电设备的信息进行了优化。楼宇自动化控制系统由安全系统，照明系统，排水系统，配电系统等子系统构成的。楼宇自动化控制系统通过对控制手段以及处理各种机电设备的优化处理，从而实现了对各个控制系统中的设备的集中管理和控制的目的。

1.2楼宇自动化控制系统的原理和功能

楼宇自动化控制系统又称为分布式控制系统，简称为DCS。楼宇控制系统采用的是集散型的计算机控制系统。集散型计算机控制系统是以现代控制理论为理论基础的。楼宇自动化控制系统通过利用微型计算机的能够对监控设备进行实时有效的控制的功能，有效的避免了集中的计算机控制中所出现的问题。除此之外，自动化控制系统系统的管理有关的设备，充分发挥了设备的整体优势和发展潜力，并且也延长了设备电池的使用寿命，降低能源的消耗，节约了人力成本和管理成本。楼宇自动化控制系统主要是通过实现对智能建筑系统的综合分析与利用，来实现自身控制系统的最优化。

2楼宇自动化控制系统的子系统

2.1照明系统

在智能建筑系统中，电能是最重要的部分，并且照明系统是非常消耗电能的系统。由此可见，照明系统在智能建筑系统中的节能系统中发挥着不可替代的作用。照明系统的良好的协调能力和运行进度是智能建筑的优势的集中体现。

2.2消防系统

消防系统是保证建筑中的人的生命财产安全的系统，它在智能建筑系统中占有重要地位，并且对楼宇自动化控制系统的管理起着非常重要的作用。消防系统有它自己固定的运行模式。它无论是在事前还是事中，都对灾害做出了有效及时的应对方案。

2.3配电系统

在楼宇自动化控制系统中电能是一切系统正常运行和工作的保证和基础，如果电能运行过程中电能出现了问题，那么其它系统是无法完成工作的。楼宇自动化控制系统中的配电系统充分利用了计算机技术，对供电设备进行监控，停电后会自动开启应急电源，保证所有用电设备在停电时也能够正常运行。

3楼宇自动化控制系统的集成化发展

3.1信息系统的集成化

随着近年来我国对智能建筑的重视程度的不断提高，我国的有关专家也与各个国家的相关专家进行了学术上的研究和探讨，我国也吸收了很多国外的先进技术和理念，然而楼宇自动化向集成化方向发展是国际上楼宇自动化发展的总体趋势。楼宇自动化的出现，它的目的是能够为人们提供一个安全，舒适，高效的生活与工作环境。楼宇自动化控制系统的管理者对信息进行综合的整合和利用，通过信息网络的集成将相关的设备都连接起来，以实现最终的目标。

3.2数据与管理资料的集成化

在楼宇自动化控制系统中，实时准确的数据，完整的资料，是确保系统进行集成的重要依据。智能建筑包括实时控制和管理。并且它包括很多子系统，如果不能获得实时的数据，就没有办法对各个子系统进行有效的联结，因此就没有办法形成一个完整的大系统。

3.3监控软件的数字集成化

当今世界是数字化的世界，数字化能够体现控制系统的精准程度和灵活程度。在楼宇自动化控制系统中，监控软件的数字化，可以实现对系统集成化程度进行数字化的评估。监控软件的数字化，有效的实现了设备系统的整合。不仅如此，软件数字化采用分布式管理，各管理端口可以根据自己的模式来设定和控制各个子系统，从而实现各个子系统之间的有效连接，进而促进整个大系统的运行。

4楼宇自动化控制系统的发展情况与未来前景

近年来随着经济的高速发展，智能建筑的重要作用也日益突出，智能建筑中的楼宇自动化的市场需求也在不断扩大。然而到目前为止，我国现阶段的楼宇自动化水平还有待提高，与国际上的应用程度相比，我国的应用水平还是相对落后的。虽然我国已经开始了楼宇自动化控制系统的应用，但在应用的过程中，还是存在着很多阻碍，并且有很多问题有待解决。首先，我国的建筑行业虽然开发了自己的智能建筑的产品，但是产品的水平并没有真正的适应人们的需要，并没有在真正意义上认识到楼宇自动化控制系统应用的层次。并且由于我国的智能建筑的发展水平相对落后，造成我国国内建筑市场的产品大多是外国品牌，国内市场被国外产品所占领，这足以充分说明我国对自动化控制系统的控制和研究还不够深入，缺乏水平和质量上的保证，没有赢得人们的信赖。其次，在我国能源缺乏是一个重要的问题。然而在这种能源短缺的社会环境下，资源的浪费，环境的污染仍然是一项重要的课题。虽然楼宇自动化控制系统中明确规定了节约能源，有效管理的理念，但在实际运行过程中，节约能源并没有真正的得到落实。在节约能源方面，我们还是存在缺少管理部门的监管，管理人员的管理力度不够的问题。此外，国内的楼宇自动化控制系统的控制性能并没有达到最优。现阶段，国内的楼宇自动化控制系统的控制性能无论是从控制水平还是从控制程度上来看都与国际水平有很大差距。控制水平不够，不仅会增加能源消耗，也会提高管理成本。随着近年来我国经济社会的高速发展，对建筑业的发展水平也有了新的要求。当今社会，节能减排将会是一个永恒的主题，然而建筑业也是能源消耗很高的行业。虽然智能建筑在发展过程中遇到了很多问题和阻碍，但现如今经济的高速发展，信息网络的不断不发达，科学技术的进步，这都为楼宇自动化控制系统的发展提供了有力的支持和保障。我相信，楼宇自动化控制系统将会有非常开阔的前景。

5总结

智能建筑的核心就是楼宇自动化控制系统。随着我国经济社会的不断发展，人们的需求也在不断改变。楼宇自动化控制系统在一定程度上为人们提供了一个安全高效，安静舒适的生活与工作环境。然而在楼宇自动化控制系统的应用过程中，由于地区的发展水平不同等各种原因出现了很多问题，我们还有很多需要改进的地方，在今后的工作中我国要加大支持力度，鼓励科研的发展，促进我国建筑业的进一步发展。

参考文献：

篇（6）

中图分类号：F407文献标识码： A

在科技快速进步的今天，很多高科技手段都被运用到各行各业。在我国经济发展中占有重要地位的建筑业也利用了一些新型的科学技术，智能建筑中的楼宇自动化控制系统就是其中最重要的一部分。

一、定义

楼宇自动化系统又叫建筑设备自动化系统，它主要包括暖通空调、供配电、照明、消防、给排水、电梯、安全防范等子系统。当代楼宇自动化系统就是运用比较先进的技术手段处理各部分传来的信息，实现对各系统设备的集中监控与管理的目的，从而使各子系统能够高效、有序的运行，给人提供一个高效、安全、舒适的生活和工作环境。

（上图为运用智能化系统的楼宇）

二、组成

楼宇自动化系统通常由暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统组成。根据我国行业标准，楼宇自动化系统又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。在通常情况下，各种子系统也被同时选入楼宇自动化系统中，也应与楼宇自动化系统监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。

三、基本功能

楼宇自动化系统的主要目的是通过计算机技术实现对建筑内的各种机电设备的全面监控和集中管理，从而为建筑用户提供良好的生活与工作环境，方便建筑管理者进行管理，减少建筑物的能耗和减少管理费用。其基本功能包括：第一，对各种机电设备的运行状态进行监视控制,控制其起或停；第二，将各个设备传送的数据进行检测、收集，从而方便自动化系统管理者对其进行审查；第三，外界条件、环境因素、负载情况发生变化时，自动调节各种设备运行状态，以保证其始终处于最佳的运行状态；第四，自动监测各种意外、突发事件，并进行及时有效的处理；第五，协调控制、统一管理建筑物内的各种机电设备，使之有条不紊地运行；第六，自动计量建筑物内用户的水、电、气等费用，实现能源管理的自动化；第七，对设备的档案、运行报表和维修等进行管理。图一，图二、图三就是自动化系统的控制流程图。

图一

图二

图三

四、原理

楼宇自动化系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统(Distributedcontrol Systems)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)，完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。通过对中央控制系统的安装，可以更方便对楼宇各部分的管理发挥各个设备的优越性，提高设备利用率，优化设备的运行状态和时间，延长设备的使用寿命，降低能源消耗，降低维护人员的劳动强度和工时数量。安装于中央控制室的中央管理计算机还具有 CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，保证设备在最佳状态下运行，最终降低了设备的运行成本。

五、发展前景

（一）应用现状

从我国楼宇自动化系统建设和应用的现状来看，我国智能建筑发展仍处于初始阶段，与国外相比，其应用水平相当低，系统的控制性能还没有得到优化，各系统接口处的系统还没有实现自动化操作，相比发展较快的城市，偏远地区对于楼宇自动化系统的运用率几乎为零，这表现在以下几个方面:

1.市场上流行的智能建筑楼控系统产品还是国外的一些著名品牌,我国的智能建筑楼控系统产品开发较少,没有占领智能建筑楼控系统的市场。除此之外,我国对空调系统的控制本质以及控制策略的研究深度不够,缺乏内涵。

2.随着经济的发展和技术的进步,我国有一些建筑引入了楼宇自动化控制系统技术 ，但只是实现了楼宇自控系统技术的应用的第一个层次,即只是简单地满足了人们对建筑物安全、舒适的要求。

3.控制性能没有得到完全优化。相关数据显示,我国楼宇自动化系统的控制精度只能达到±2%,且阀门极易反复振荡。如果阀门一旦产生反复的震荡，一方面会影响流体的运动，增加能耗,另一方面会造成执行机构与阀门的磨损,增加了设备维护的成本。

4.传感器不能准确地反映建筑物和设备的运行参数与状态。传感器是自控系统的首要设备，直接作用与被测对象，所以,传感器必须具有高准确性、高稳定性和高灵敏度。但事实上，我国楼宇自控系统中至少有10%或更多的传感器准确性不高。另外，部分传感器安装位置有偏差，使得测量精度降低。

5.检测手段不足。首先，在热源检测方面，对燃料没有相应的智能检测手段，如对锅炉的用气或用油的检测。其次，对于没有智能化系统的楼宇来说，对于空调耗能情况不能有效的进行掌握，因此，无法准确计量水系统的能耗；再次，楼宇自动化系统中没有接入智能仪表，不能测量出冷却塔的运行能耗；最后，一些供应商常常忽略对冷源离心机组的寻叶开度的监测。

6.缺乏能源管理，节能效果欠佳。尽管每个建筑楼控系统的投标书上都有节能管理的措施，但在实际运行中，没有一栋楼将节能管理措施落到实处。例如，锅炉没有在最佳效率区运行。在对锅炉使用过程中，每台锅炉都具有一个最佳的运行效率去，所以在锅炉运行过程中，运用智能化控制系统进行检测，可以保证锅炉在低耗状态下工作效率最高。锅炉处于超负荷区运行时也会增加不完全燃烧，超负荷区设备运行速度加快，对燃料的需求也相应增加 ，短时间内，燃料无法充分燃烧，效率降低。另外，几乎所有智能建筑的冷热源没有在最佳时机被起动或停止，过早启动或过晚停止冷热源都会导致能源的浪费。

（二）发展

智能建筑和知识经济是信息时代的重要标志，作为国家综合国力和技术水平的具体体现,其特点和优势明显。智能建筑是国际信息高速公路和智能化城市的网络节点,其所具有的作用、功能和效益,决定着我国智能化建筑的在世界的地位。智能建筑的发展将带动一批相关技术与产业的发展,如信息、电子、自动化、计算机、电力技术，等等。智能建筑在国内外的发展方兴未艾，前景广阔,世界各国竞相研究和开发智能建筑技术。

随着计算机技术发展,智能建筑的发展也已走过了20多年的历程。第一代的智能建筑一般由多个相对独立的自治子系统构成，互相之间没有联系，操作也相对独立；第二代智能建筑因为运用了网络系统，使整个楼宇各个设备都可以有效连接，从而能完成一些诸如远程控制、操作序列化、制定时间表等涉及多个子系统的操作任务。虽然，第一、二代智能建筑技术在很大程度上提高了楼宇控制操作的自动化水平，但基本上还不具备人类智能的特点，即系统基本上不具备推理、学习、适应等能力，因而，还不是真正意义上的智能建筑。

结束语：

智能建筑中的楼宇自动化控制系统的发展，一方面可以提高楼宇管理的工作效率，另一方面，这种技术的运用，在一定程度上也为我国的建筑业的发展提供了强劲的动力，使我国的智能化建筑能矗立于世界之林。

参考文献:

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[2]于嵘.对智能建筑中的楼宇自动化系统分析[J].城市建设理论研究,2014(9).

篇（7）

1引言

楼宇自动化系统(简称BAS)安装施工是随着智能化建筑的发展而产生的一个安装施工专业。其涉及消防、给排水、空调系统、计算机系统等多个子系统的联动控制与集成，作业空间范围大，周期长，使用的设备品种多，系统复杂，科技含量高，与其他专业联系密切。因此应合理安排工程施工，保证质量并全面完成施工任务。

楼宇自动化系统安装施工首先应具备的条件是：设计文件及施工图样齐全，并已会审批准；施工人员熟悉有关资料图样，并了解工程情况、实施方案、工艺要求、实施质量标准等；工程实施所必需的设备、器材、辅材、仪器、机械等能满足连续实施和阶段实施的要求，并在现场开箱检查。

2楼宇线缆布线施工

BAS的线路包括电源线、网络通信线和信号线，电源线一般采用BV-(500V)2．5mm2铜芯聚氯乙烯(PVC)绝缘线；网络通信线需要由采用何种计算机局域网及楼宇自动化系统在数据传输率、未来可兼容性和硬件成本等多方面综合考虑确定，一般采用同轴电缆(不同厂商的产品不尽相同)，有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线，在强干扰环境中和远距离传输时宜选用光缆；信号线一般采用线芯截面为1．Omm2或1．5mm2的普通铜芯导线或控制电缆，信号线是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体控制系统与控制要求确定。BAS线路均采用金属管或金属线槽保护，网络通信线和信号线不得与电源线共管敷设，当其必须作无屏蔽平行敷设时，间距≥0．3m，如敷于同一金属线槽，需设金属分隔。

2．1施工准备

一般来说，实现BAS管、槽、布线的工程量较大，与装修、空调等专业配合点较多，施工存在一定难度。凶此要根据设计图纸及现场实际情况，明确弱电竖井设置和重要公共场所的位置。施工中，垂直线槽敷设要和装修专业配合，充分考虑美观和检修方便。水平金属线槽从弱电竖井出来后在电梯间、走廊吊顶内敷设，一般采用镀锌钢管进入室内。工作区使用按实际需要选用合适的活动地板，导线进入室内后在活动地板下金属线槽内敷设，引到工作区。具体施工应注意以下几点：

(1)由于电梯间及走廊内风管、水管和强电管线多，各专业难免交叉冲突，本着“小管让大管，弱电让强电”的原则，在施工之前与各专业沟通，科学布置天花板截面图，严格按照图纸施工。

(2)垂直主线槽按照不同系统在怪井内进行施工，电源槽和弱电槽分开施工。从施工的角度出发，统一安排各弱电系统在竖井内的管、槽分布。

(3)水平线槽按照不同系统分线槽施工，电源槽和弱电槽分开施工，线管在墙面和地面工程进行时预埋，并进行接地保护。

(4)在金属结构上和混凝土结构的预埋件上，采用焊接固定：在混凝士上安装时采用膨胀螺栓固定。

(5)支架安装牢固、横平竖直、整齐美观，在同一直线段上的支架间距要均匀。

2．2管槽线的安装

2．2．1钢管暗敷设具体敷设时应注意以下几点：

(1)线管不应有变形及裂缝，保证其内部光洁、无毛刺，加工尺寸准确。

(2)弯线管时，弯成的角度≥900，明敷设时弯曲半径应不小于管外径的6倍，埋于地下与混凝士内时不小于管外径的10倍，弯处不应有裂缝和明显的弯扁。

3)管、槽安装位置及施工符合图纸、工艺要求：在以下情况下，线管直线长度30m处、线管在20m内有1个弯、线管在15m内有2个弯、线管在8m内有3个弯时，应加装1个接线盒；明敷管之间连接时，管端螺纹长度不小于管接头的1／2。

(4)埋设管道选最短的途径，离地面不小于15mm；管排列整齐、固定牢固、管卡间距均匀：埋设管引出地面时管口高度高出地面200mm，当进入落地柜时，高出柜内地面50mm。

(5)管不宜敷设在绝热高温管道上方，其间距不小于200mm，与其他的工艺管道表面的距离不小于150ram；管路经过建筑物的伸缩缝和沉降缝时，在工艺上要采取措施。

2．2．2金属线槽的安装具体施工时应注意以下几点：

(1)金属线槽施工要求平整，内部光洁、无毛刺，加工尺寸准确、牢固，不应有明显的变形。

(2)线槽安装横平竖直，排列整齐，其弯曲度应一致，用半圆螺栓连接，螺母在线槽的外侧紧固。

(3)直接从线槽内引出电缆时，使用开孔器开孔，线槽的直线长度>50m时，经过建筑伸缩缝，采用热膨胀补偿措施。

(4)充分利用弱电竖井空间，通过合理的布置和巧妙的处理，把要维护和操作的箱体布置在对门的位置，把门外的空间作为维护和操作空间。先布置主干线槽，后布置支线槽，最后布置支管。

(5)主干线槽与峰井内垂直线槽相接，先敷设吊顶内线槽，主干线槽顺着廊道布置。主干线槽敷设后，各分支线槽从主干线槽引出，再从分支线槽引出支管至各设备和控制点，线路按最短途径集中敷设，横平竖直、整齐美观、不宜交叉。

2．2．3布线施工

具体施工时应注意以下几点：

(1)电缆(线)敷设前，应做外观及导通检查，并用500V兆欧表测量绝缘电阻。

(2)穿放线时，把管槽内的积水和杂物清理干净，导线的型号、数量和质量符合设计要求，线缆布在线槽或线管内保持平直，不出现扭绞、打圈等现象，不在槽内和管内接头，线缆的保护措施良好，避免受到外力的挤压和损伤。

(3)线缆布放前，金属线槽安装两端贴标签，标明起始和终端位置，标签书写清晰、端正和正确，并粘贴牢固，在拉线过程中避免损伤。

(4)线缆布放时，保持一定冗余，在交接问、设备间预留3～6m，工作区预留0．3～0．6m，以利于弱电设备的端接。

(5)布放线缆的牵引力

(6)布放于水平线槽内的线缆，每隔3～5m进行绑扎固定，布放于垂直线槽内的线缆每隔2m进行绑扎固定，以降低线缆自身的挤压及自身重量的影响；线缆穿过线管时，使用预先穿过线管的细钢丝绳缓慢牵引，转弯时不能牵拉，必须先牵引过转弯处的拉线盒，然后再往前拉，一次穿过线管的最大距离≥6m，线缆进管时做到保持平直，以避免在拉线时受到损伤；不同信号、不同电压电缆应分类布置，交流线路与信号线路分管分槽敷设，净距>O．8m。

(7)放线完成后，按图纸要求及时进行线路编号，并用500V兆欧表测量线缆的绝缘电阻。按规定用500V兆欧表测量时，线缆的绝缘电阻不应小于5M Q。

3控制室设备安装施工

BAS的控制室设备通常由设备、UPS、打印机、主控台、显示器、工作站与DDC的通信控制器设备组成。所有现场设备通过DDC箱与控制计算机相连。设备接口是DDC箱到控制配电箱、动力箱等设备的连接，用来实现设备的起动、停止等功能。此部分只需将电气管线敷设到箱体，并进行接线及调试。

3．1控制室设备的安装

具体施工应注意以下几点：

(1)控制室应尽量靠近控制负荷中心，距离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所15m以上，同时，控制室应选择上方及毗邻无用水和无潮湿的机房和房间。

(2)室内控制台前应有1．5m的操作距离，控制台离墙布置时，台后应有大小1m的检修距离，并注意避免阳光直射。

(3)当控制台横向排列总长度>7m时，应在两端各留不于1m的通道。

(4)中央控制室宜采用抗静电架空活动地板，高度≥20am。

(5)保证线路电源的正确性、线路连接的正确性、极性的正确性、对应关系的正确性；按系统设计图检查主机设备与网络控制器、UPS、打印机、主控台、系统模拟屏之间的连接电缆型号以及连接方式是否正确。

(6)显示器能显示受控设备的控制、运行、报警状态，以利于系统的运行管理。

(7)中央控制器及网络通信设备的安装应垂直、平正、牢固，垂直度每米允许偏差为1．5mm。水平方向的倾斜度每米允许偏差为lmm，相邻设备顶部高度每米允许偏差为2mm，平面度每米允许偏差为lmm，接缝的间隙≤2mm。

3．2现场控制器的安装具体施工应注意以下几点：

(1)现场控制器的设置应主要考虑系统管理方式、安装调试维护方便和经济性。一般按机电系统平面布置进行划分。

(2)现场控制器要远离输水管道，以免管道、阀门跑水，殃及控制盘。在潮湿、有蒸汽场所，应采取防潮、防结露等措施。

(3)现场控制器要距离电机、大电流母线、电缆1．5m以上，以避免电磁干扰。在无法满足此要求时，应采取可靠屏蔽和接地措施。

(4)现场控制器设备在安装前检查其外形是否完整，内外表面漆层是否完好，设备外形尺寸、设备内主板及接线端口的型号、规格是否符合设计规定。

(5)现场控制器箱安装在弱电竖井(房)或主要设备房(如冷冻站、热交换站、水泵房、空调机房等)中，在墙上用膨胀螺栓安装，安装高度参照配电箱高度，进出线采用金属线槽敷设，确保线路敷设。

(6)现场控制器位置选择宜相对集中，一般设在机房或弱电小间内，以达到末端元件距离较短为原则(一般不超过50m)。

(7)现场控制器一般可选用壁挂式结构，在设备集中的机房控制模块较多时，可选落地柜式结构，柜前操作净距≥1．5m。

(8)每台现场控制器输入、输出接口数量与种类应与所控制的设备要求相适应，并留有10％～20％的余量。

4现场机电设备施工

楼宇自动化系统是运用自动化仪表、计算机过程控制和网络通信技术，对建筑物内部的机电设备运行进行集中监视、控制和管理的综合系统。使用安装说明书、装配图以及有关技术标准等进行施工，精心操作，防止设备损坏。楼宇自动化系统现场设备主要有传感器、控制器和执行器。

4．1传感器的安装

4．1．1室内温度传感器的安装

室内温度传感器在暖气、通风和空调系统中用于室温测量和遥控设定值调整。温度传感器至DDC之问的连接应符合设计要求，尽量减少因接线而引起的误差；室内温度传感器安装在采暖或空调房间内墙，远离门窗和热源或可能暴露在阳光的地方：导管开口要密封，以防止由于导管吸风而引起虚假温度测量；在高电磁干扰区域采用屏蔽线，传感器导线与电源之间距离>150mm；室内温度传感器安装高度为1．4m。在主体施工时预埋直径为20ram的钢管及接线盒。

4．1．2风管式温度传感器的安装

风管式温度传感器在通风和空调系统中用于排风、回风或室外空气温度测量。根据风管式温度传感器的感温管的长度选择适当的安装部位，先在风管上按要求尺寸开孔后安装。导线敷设可选用直径为20ram的电线管及接线盒，并用金属软管与传感器相连接，在高电磁干扰区域采用屏蔽线，传感器导线与电源之间距离>150ram。

4．1．3管道温度传感器的安装

管道温度传感器用于对宅调系统的冷却水管和冷冻水管测晕水温，通过管接头与水管相连接，导线敷设可选用直径为20mm的电线管及接线盒，并用金属软管与传感器相连接，进入传感器的接线口进行密封处理，防止水汽进入。

4．1．4温、湿度传感器的安装

温、湿度传感器不应安装在阳光直射的位置，并远离有较强振动、电磁干扰的区域。安装在室外应加防护罩，远离窗、门和出风口，距离≥2m。

4．1．5压差开关的安装

压差开关用于感应窄气流量、空气压力或空气压差。当空气流量变化时，压差开关能够检测压差变化(动压或通过固定调节圈的降压)。应有用于检测暖风或通风管内空气的质量以及变风量系统的最大空气流量的控制器等。压差开关垂直安装时，如需要可使用L形托架进行安装；开孔尺寸、连接软管的长度根据现场安装位置而定；高、低压管位置不能接反，安装在便于调试、维修的位置；风管型压差开关应在风管保温层完成之后进行安装，安装在风管的直线部位；导线敷设选用直径为20Era的电线管及接线盒，并用金属软管与压差开关相连接，水管型的压差开关的安装离地面的高度

4．1．6液体流量开关的安装

液体流量开关用于测量流经管道内液体流量的开头状态，使用在需要有连锁作用保护的场所。流量开关避免安装在测流孔、直角弯头或阀门附近；安装时液体流量开关要旋紧定位，使叶片与水流方向成直角，开关体上标志的箭头方向与水流方向一致；液体流量开关导线敷设可选用直径为20mE的电线管及接线盒，并用金属软管与传感器相连接，进入传感器的接线口进行密封处理，防止水汽进入。

4．1．7浮球液位开关的安装

浮球液位开关根据用途的不同，有用于污水池内和用于给水池顶上两种安装方法。浮球液位开关不能安装在水流动荡的地方，安装的高度由现场位置调节确定。

4．2执行器安装

4．2．1电动阀的安装

电动阀体上的箭头指向与水流方向一致；风机盘管上的电动阀安装在风机盘管的凹水管上：空调器的电动阀旁边一般装有旁通阀，同时电动阀的口径不应低于管道口径的两个等级；执行机构牢固同定，手轮便于操作，阀位指示观察方便；电动阀垂直安装于水平管道上，对大口径电动阀不能有倾斜；电动阀一般安装在同水管上；电动调节阀的输入电压、输出信号的接线方式符合产品说明要求，安装后进行模拟动作。

4．2．2电磁阀的安装

电磁阀体上的箭头指向与水流方向一致：空调器上的电磁阀与管径不一致时，采用渐缩管件，同时电磁阀的口径不低于管道口径的两个等级；执行机构应牢固固定，手轮便于操作；阀位指示观察方便；安装前进行模拟动作。

4．2．3电动风门驱动器的安装

篇（8）

0 引言

随着信息化经济社会的快速发展，人们的工作生活与电子信息密切相关。计算机、网络、电话信息相继进入我们的日常生活，在住宅建筑室内环境设计中，以智能化、科技化、自动化的家庭应用，为人们的日常生活提供有效舒适、安全事宜的生活空间，为现代化网络信息进行整合，提供多彩丰富的文化生活，实现儿童的家庭教育、成人教育等多层次的综合教育，实现自动化家庭保健等服务项目。

1 楼宇的自动化系统控制简介

自动化楼宇电子系统包括公众电话网络、公用数字网络、计算机互联网语音技术、数据图像处理信息网络。家庭综合自动化网络是对室内社区、网络接口、共享办公系统进行的有效综合系统接口管理。智能住宅不但具有安全、便利、舒适、节能、有效娱乐性等各种特点，可以通过自动化电子设备实现网络功能的有效集成，确保人们可以在日常环境下进行家庭网络数据接口处理，实现楼宇家庭网络基础的家庭功能布线处理。楼宇的自动化系统处理是ANSI/T IA/E1A 570-A，家庭电讯的标准布线设置，通过规划新建筑、新增有效设备、建立良好的单独建筑通讯网络，快速的提高整体系统的自动化协调，确保楼宇自动化系统的有效合理应用。

2 楼宇自动化系统的组成

楼宇系统的装置设备中，每一个家庭都需要安装陪接线完成系统的自动化分布设置处理，其主要的接线端有电缆、跳线、插座和设备连接设置。线缆是楼宇家庭布线中的主要系统，主要的部分为水平电缆、75欧姆的同轴电缆、2芯的多模数字室内电缆。模板视频采用家居数字有线集成处理原则，提高有线电视、卫星电视、内置的整体合理性，确保最大限度的澄清视频信号。选用跳线完成数据接口处理，为连接设备提供有效的性能保证，满足高速网络数据的整体信号传输。安装箱是室内布线的核心部分，需要进行统一的分配管理，确保整个房间的传输介质合理性，实现家居自动化、网络访问合理化、家庭办公有序性等等。安装箱应当归哪个在配线架面板上，设置居住信息插座，完成光纤模块、视频、同轴电缆模块、音频模块、数据模块等各项数据的组合整理，实现有效的综合安装设备配置。

3 自动化系统设备适宜的使用要求

通过中心设备对通讯种类、型号进行外线、内线信号分配，在不同的房间提供不同的适配电线路，安装通讯系统最佳的位置是地下室或车库内，可以确保总配置电箱的位置合理性，实现足够的充分照明效果，有效地维护系统环境空间，控制电源插座的干净整洁。对通讯中心系统进行模块处理，完成配件、用户插座的种类数量分析。对每一个用户墙内预埋的过线盒进行处理，采用RG6U75欧姆的同轴线缆，从有效电视或卫星接收设备端实现视屏信号的有效接收，对设备中心的每一个用户进行接收端处理，采用非屏蔽双绞线处理原则实现邮电部门与外界用户之间的数据信号通信，实现室内分布的自动化系统同步，确保楼宇内各个部分之间的通信协调效果。

4 自动化系统应用的优势

4.1 室内自动化系统的应用

采用视频通话应用系统，通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节，确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统，通过ISDN、VDSL将其连接到互连网上，通过通信网络的数据漫游，提高无线通讯的实施信息船体。设置室内安全防护系统，确保室内防火、防盗的基本要求，在自动化管理控制系统中，一旦发生系统信号报警，连接局域网内的电视系统就会对室外环境进行搜索观察，分析住宅附近可能出现的异常，通过传真系统和视屏系统将数据传输到终端，配合实现基础家庭办公的有效应用。

4.2 室内自动化系统的优势

智能化自动化局部配线系统，选用电子设备提供完善的家庭工作环境，实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式，例如电话、网络数据同步、传真、宽带ADSL、internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术，提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果，避免出现反复投资的问题，及时通过视频系统完成对老幼的远程监护，同时监控住宅内外的情况，确保楼宇的安全。楼宇的自动控制系统可以用于远程的自动化家电开启设备，通过家居的智能布线系统实现高标准、科学便捷化的应用，为室内的环境带来有益而方便的功能应用，从而满足人们日益复杂的日常生活需求。伴随着室内环境设计中各个功能的逐步延伸，从而满足人们生活中各类复杂问题。在网络系统的快速发展过程中，一个有效地合理布线系统，可以大大的降低投资，提高家居应用使用效果，确保有效地住宅布局管理，实现合理的简单处理。从资金成本上看，住宅布线系统占据整体工程的极小投资，但是却分布在整个住宅建筑的各个方面，安装智能化的布线系统，提高安装空间的有效合理性，确保安装智能化的有效性，实现合理的智能化家居楼宇建设。从本质上改变住宅楼宇的生活性质，实现综合性智能楼宇建设，提高用户的认可程度，确保房地产开发的合理有效性，完善综合楼宇系统自动化的有效控制。

5 结语

综上所述，现代自动化楼宇控制技术是经济快速发展下，应需求要求实现的综合自动化系统管理。在自动化系统实践中，常常会因为布线错误或设置错误造成数据错误，影响自动化系统的合理应用。装饰电气在实践中逐步发展，不断暴露各种问题，如何有效的解决这些问题，实现自动化系统的健全发展，快速的改善投资可能产生的费用，从而实现自动化系统的正规化发展，建立良好的规范管理，提高综合性楼宇技术应用发展，确保楼宇自动化系统的有效应用。

参考文献：

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01

随着计算机技术的不断发展，人们对智能化楼宇的要求越来越高。楼宇自动化系统是智能楼宇建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境及安全设施进行监控，以提供一个安全、节约、舒适的工作或居住环境。

一、智能楼宇的概念及安防监控系统

智能化楼宇主要是指利用计算机技术和通信技术，实现建筑物内的电力、空调、照明等相互之间协调并实现最优化，为用户提供一个高效，节能，舒适和经济效益的环境。

安防监控系统是智能化楼宇重要的组成部分之一，它主要为智能建筑提供了安全的环境管理与监视，如对建筑实施监视、报警控制、出入门控制等。安防监视系统主要功能包括视频控制、水平控制、变焦控制及自备检测等。安防监视系统技术主要通过报警系统去获得建筑的主要通道、出入口及周围环境等情况，以做好预防性的防范工作，如红外探测器、振动传感器等防范设备。整个防范系统组成一个有机的整体。

二、智能楼宇安防自动化监控系统的类型及功能

（一）数字系统

实现智能楼宇自动化控制的首要条件是要充分掌握建筑的总体情况，从建筑楼宇区域范围内进行动态控制，这样做的目的在于发挥建筑楼宇自动化控制功能。数字系统是智能楼宇监控的重要因素，其主要宗旨是通过数字信号之间的数据转换，形成了不同的层面，并通过图像处理后转变成为数字信号，以信号传输的方式达到监控的目的（见图1）。

（二）报警系统

报警系统是通过对建筑楼宇工作范围内的异常情况，通过信号方式传输和反馈到建筑监控中心，并提醒安全保卫人员对异常情况采取有效的处理措施，以恢复建筑楼宇的正常工作。报警系统主要由监控中心控制，如发现异常状况，在第一时间作出报警提示，这样有利于技术人员及时做出回应。

（三）对讲系统

对讲系统实际上是沟通交流系统，主要是方便楼宇安保管理人员之间的沟通与交流，其系统流程见图2。该系统主要是采用通信系统对信号进行传输操作，其操作程序较为简单、方便。例如，监控人员通过监控中心计算机平台监控建筑楼宇安全和故障隐患，如发现出现类似的隐患，可采用对讲系统及时汇报给安全管理人员。

对讲系统 收集信号 语音处理 信息检测 快速传输 安全接收

图2 智能建筑对讲系统流程图

（四）IBMS集成管理系统

IBMS集成管理系统利用建筑的信息网络，采用一体化集成的手段，把构成整个建筑的弱电子系统单独分离的设备、功能和信息集成为一个统一、协调的综合网络系统，并通过该系统把这些分散、复杂而庞大的各类设备和系统进行充分的信息、资源、任务共享，从而方便地在统一的界面上实现对各子系统全局的监视和管理，这样不仅能有效控制和降低管理营运成本，而且有效地控制智能楼宇的突发事件，并能将灾害损失降到最低。

IBMS集成管理系统直接通过子系统提供的软、硬件接口及其协议进行集成，从而实现集成，完成数据的共享。各子系统的管理平台对本系统的设备进行本地的采集、分析、处理、存储、管理和控制，如图3。

三、智能楼宇自动化安防监控系统设计原则

智能楼宇安防监控系统设计主要遵循以下几个方面的原则：

（一）先进原则。先进原则主要体现在智能化和网络化两个方面，主要是采用现代化计算机技术实现产品和设备的应用。

（1）智能化主要体现在系统及设备方面，就是需要具备智能特征的一些产品和设备，同时必须具有良好的通讯能力和故障自动检测能力、自动报警能力等。

（2）网络化主要是采用计算机网络技术，以实现智能楼宇的网络化监控管理目标。

（二）安全稳定原则。建筑楼宇安全稳定原则主要是保证楼宇自动化安防监控系统的安全稳定运行。具体主要涉及到计算机系统的配置和前端设备的系统配置的安全运行。

（三）升级维护原则。在建筑楼宇产品选择和系统设计过程中，需要充分考虑到系统的后期升级和维护问题，主要体现在硬件和软件的维护和升级两个方面：

（1）软件升级：实施系统的软件升级是必需的，随着软件的升级，自动化安防监控系统得到了更新和完善，在系统操作上更加方便。

（2）硬件的维护和升级：由于其自动化硬件系统设计时采用的设备为模块化产品，这样方便于系统的维护和升级。

四、自动化安防监控系统在智能楼宇中的应用

某高层智能酒店，一共18层，该智能建筑自动化安防监控系统主要是集电视监控系统、防盗报警系统和门禁管理系统为一体的综合系统，在设备配置上采用“硬件为主，软件为辅”的监控原则。在运行上采用集中管理方式，以保证系统的安全稳定运行。

（一）电视监控系统

该智能酒店的大堂、接待前台、电梯间、各楼层通道、停车场和设备间等重要场所都安装有摄像头，实现电视监控系统对那此场所的图像监控，并进行有效监视和记录，旨在为方便以后对场所的视频图像进行查阅。该酒店的安防电视监控系统设置监控点如下：

（1）酒店大堂监控点：主要是为了监视大堂门口进、出的人员情况，监视前台接待及收款台处人员的工作情况，并且保证整个大堂无死角。

（2）电梯间的监控点：主要监视电梯间及电梯里的情况。

（3）楼层通道监控点：该监控点是对客房门口的通道进行监视；以确保酒店主要通道的安全。

（4）停车场监控点，主要是对酒店的停车场进行监控，对确保整个停车场内的车辆停放和管理安全。

（5）配电设备间、空调房监控点：为了安全考虑，应加强对电气配电设备间、空调房等重要的设备间进行监控，以保证对这些设备的安全运行。

该智能酒店主要采用分布式结构电视监控系统。该系统前端传感器、控制主机对设备选择要求如下：前端传感器采用模拟信号输出的摄像机，控制主机采用数字主机，直接接入视频及控制电缆，并且每台数字主机都预留有视频信号输入，数字主机上视频图像可在本地同时实时显示、控制、录像。另外，数字主机通过100M网络交换机组成自身的视频监控网络，通过网络接口可以与上级系统相连接。

（二）报警系统

酒店报警系统通过信号与电视监控系统联动，并配置警卫中心电脑控制软件，将报警点位与编程设定的电子地图进行关联，旨在为报警及各类事件的做好记录工作。

（三）门禁管理系统

酒店门禁管理系统主要实现对酒店出入通道进行监控，旨在为有效地确认出入人员的真实身份。同时，能够有效地记录与报警突发事件，并运用人防与技术相结合技术，加强酒店出入管理力度，保证酒店的正常运行和人员安全。

五、结束语

总之，随着现代智能建筑的不断增多，安防监控系统在智能楼宇管理中的应用变得越来越重要。该系统实现了智能建筑的安全监视、侵入报警、出入门控制管理目标，为整个建筑的安全性作为了基础性准备工作，同时为创造出高效、经济、节能居住及工作环境做出应有的贡献。

篇（10）

现代智能建筑节能减排方面首先考虑的就是节能系统和各子系统之间的联动控制，其中中央空调系统和新风系统是建筑物内的耗能大户，提高冷热源系统的运行效率将对建筑物降低能耗产生积极的推动作用。本文意在根据建筑物节能系统的基本设计基础上，对该系统与其他系统的联动加以优化，即各子系统的集成做探讨。

一、楼宇自动化系统

智能建筑是计算机和信息处理等技术与建筑艺术的有机结合，综合性智能建筑由三大基本要素构成，即3A系统：楼宇自动化系统（BAS）、通信自动化系统（CNS）和办公自动化系统（OAS）。结合西安某综合办公楼的实际情况，本案BAS应包括以下几部分：冷热源系统的监控；空调新风机组的监控；通风设备的监控；给、排水系统的监控；供配电设备的监控以及电梯系统的监视等。

BAS系统由中央控制站、区域控制器、现场控制器和通信网络四部分组成，各部分相互配合形成对楼宇设备全方位的监测、控制和优化处理。具体功能如下：

1、现场数据采集点的监视、检测，数据的记录和保存，并提供相关报告；

2、现场调控点的优化控制，通过数学建模，计算出合适的设备控制运行参数。

3、具有自适应控制、模糊控制等，可以实现高级控制能力；

4、开放的网络系统，各厂商的设备可通过联网接入系统。

二、冷热源系统的节能原理

空调系统、新风系统是冷热源系统的主要负载。通过采集参数值并经模糊运算，在空调负荷发生变化时，及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的工作参数，改变冷却水流量，调整冷却塔风机风量，确保冷水机组处于最佳状态，供回水温度处于设定值，保证主机始终处于高转换效率的运行状态。

冷热源系统控制的关键在于屮央控制器内设立模糊控制模型和模糊运算法则，形成智能联合模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数，经模糊运算，获取控制参数，并将其送到冷水机组、冷（温）水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用变频控制技术，调整空调系统循环水的流量和温度，适配系统在全负荷、部分负荷状况下均处于最佳运行状态，达到节能的目的。

模糊控制即是在整个系统控制过程中，采用由模糊数学语言描述的控制规则操纵系统工作的控制方式。它根据系统的误差信号等决定控制器的参数，并可以跟踪受控参数的变化，始终使被控系统处于最佳运行状态，对各种非线性系统及时变性系统都 能提供最佳的决策。在实际应用中，通过建立优化模糊控制模型，整个系统稳定性较好，通过准确调节流量的方法实现节能，水泵以及冷却塔等平均节能可达50%左右。

三、楼宇集成系统

楼宇自动化集成系统的核心内容是在各功能子系统相对完善的基础上开展系统集成，将各子系统通过中央监控系统联动运转，从而达到最高效率的状态。在实际操作过程中，由于各功能子系统软件开发都具有独特背景，虽然属于专业化管理通用平台软件，但是都不能较好地满足集成平台软件统一监控、联动、高效的要求。使用统一的通信协议实现系统集成，这种方式效率最{，但目前很难实现。目前传统解决不同厂家产品互连问题主要通过采用硬件网关进行协议转换、开发自身网关局域网互联等方法解决，但是上述方法对资金和技术方面均有较高的要求。近几年，在系统下层基于LonWorks技术，将楼宇自动化的各个设备通过Lon总线连接起来进行通信；在上层基于0PC技术，通过OPC接口将不同的弱电系统集成在同一个平台上的新型方法正在逐步普及。

1、 LonWorks和OPC技术

Lon Works技术是一种现场总线技术，Lon的意思为局部操作网络，具有现场总线技术的全部特点，它构筑了一个完整、可互操作的控制系统解决方案。LonWorks分布式测控网络技术高度执行了“分散控制、集中管理”的控制理念，有效地解决了集散控制系统的相互通信问题。

OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，OPC标准为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了有效的联通渠道。

2、基于LonWorks和OPC技术的集成

在该综合办公楼项目中需要集成的系统有BAS、安全防范系统、消防报警系统、闭路监控系统、停车场管理系统、电梯系统等。基于Lon Works技术和OPC技术的集成如下图所示。

本设计方案优势主要体现在以下几方面：

（1）直接互联性。不同品牌、功能的DDC组成统一的控制网络协同工作。

（2）自主通信。多个小规模DDC分布布置、共同运行，可完全替代单CPU多I/O点的中大型DDC。

（3）系统反映速度。在合理配置网络设备和选择合理网络结构的前提下，LonWoks系统的反映速度和数据传输效率都较高。

本系统采用OPC技术，可以从网络节点上获得数据，允许客户程序从不同的OPC服务器存取数据。其核心基础是微软公司在PC机中采用的OLE/COM组件技术。本系统将这一技术引入控制系统，使OPC成为各个子系统与楼宇管理系统之间的有效联接工具，相互之间的数据交换得以简捷化和标准化，整个系统的稳定性和工作效率都得到了有效的提高。

四、结束语

该系统在西安某综合办公楼的试运行阶段运转正常，达到了预期的节能和联动控制目标。充分说明了在系统下层基于Lon Works技术，在上层基于0PC技术的系统集成方法在冷热源控制系统中是可行的。在楼宇自动化系统内，在各子系统内部或是子系统间的集成，借助综合布线技术，可以极大的减少布线工作量，且提高系统的稳定性和运转效率。

【参考文献】

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中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0073-01

1前言

传统的供水系统大部分采用人工手动调整参数控制，生产过程中的重要参数仍然依靠人工定时记录，而用水量的需求具有时变性，在用水高峰期时，管网压力达不到规定的标准压力，造成高层建筑断水；用水低峰期时，管网压力常常超过规定压力上限，极易造成爆管事故且能源损耗严重。变频恒压供水控制系统则可以很好的解决了这些问题。

2设计原则

1）以人为本：人是住宅小区的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，给人带来便利的，而不能是让人来适应智能化系统。

2）实用性：当今科技发展迅捷，可应用于住宅小区的技术和产品可谓层出不穷，工程当中选用的系统和产品都应能得到实实在在的受益，满足近期使用和远期发展的需要。

3）可靠性：系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性、并具备迅速恢复的功能。

4）可扩充性：系统设计中应考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

3系统原理

变频恒压供水系统以管网水压 （或用户用水流量）为设定参数，通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成4～20mA的模拟信号，通过变频器内置的PID控制器，来自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大，当达到设定压力值时，电动水泵的转速不再变化，使管网压力恒定在设定压力值上，反之亦然，这样就保证了供水效率及用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的（设计方案如图1）。

4系统硬件设计

整个楼宇自动化恒压供水系统硬件结构设计分为执行机构、信号检测机构、控制部分、人机界面及通讯接口。

1）执行机构：由一组水泵组成，用于将水供入用户管网，根据其用途将水泵分调速泵及恒速泵。

2）信号检测：通过压力传感器等设备检测管网内的水压及流量值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。同时系统报警信号可反映系统是否正常运行、水泵电机是否过载、变频器是否有异常，该信号为开关量信号。

3）供水控制机构：该部分一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器（PLC系统）、变频器和电控设备三个部分。

4）人机界面：是人与机器进行信息交流的场所。通过人机界面，使用者可以更改设定压力值，修改一些系统设定值以满足不同时间段的需求。同时对系统的运行过程进行监示，对报警信号进行显示。

5）通讯接口：是本系统的一个重要组成部分，通过该接口，系统可以和组态软件以及其他的工业监控系统进行数据交换。

5软件部分设计

通过对被控制对象的传感器等器件检测控制量（反馈量），将其与目标值（流量、压力等设定值）进行比较。若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。也就是使反馈量与目标值相一致。在恒压供水系统中常见的PID控制器的控制形式主要有两种：

1）硬件型：即通用PID控制器，在使用时只需要进行线路的连接和P、I、D参数及目标值的设定。

2）软件型：使用离散形式的PID控制算法在可编程序控制器（或单片机）上做PID控制器。

6结束语

恒压供水系统以PLC和变频器为核心，借助于PLC强大而灵活的控制功能和内置PID的变频器优良的变频调速性能，实现了恒压供水的控制。因实现了恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，节省了人力，提高了供水质量，减轻了劳动强度，节约管理费用。对整个供水过程来说，系统的可扩展性好，管理人员可根据每个季节的用水情况，选择不同的压力设定范围，节约了电能，达到了更优的节能方式，实现供水的最优化控制和稳定性控制。

参考文献：

[1]刘群坡，仝兆景.基于组态和多串口的恒压供水监控系统设计[J].计算机测量与控制，2009，12（6）：34-36.