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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇楼宇自动化控制，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
随着时代的不断发展，楼宇的设计中也逐渐加入了智能的因素，在智能化发展的趋势下，楼宇自动化控制系统在建筑行业得到了广泛的应用。在实际的建工工程中，自动化系统不断走向发展与完善，但是关于楼宇自动化控制系统的失败案例也有不少，这就要求我们在实际工作中对自动控制系统进行进一步的完善。本文就对楼宇的自动化控制系统进行了深入浅出的分析与探讨，希望能为楼宇建设的自动化系统控制的相关设计提供一些参考。
【关键词】自动化 控制系统 完善
近年来我国的经济建设得到高速的发展，楼宇的建设开始全面开展，同时也带动了楼宇自动化系统控制建设的发展。楼宇自动化控制系统主要包括四大部分，包括主机、现场监控器、通信网络和仪表。楼宇自动化系统对建筑内的何磊设备进行监控，保证了运行的安全、可靠，同时还能节省人力和物力。但是，因为我国的楼宇自动化控制的发展比较晚，在设计和施工等方面还只是处于初级发展阶段，在具体的设计和施工方面还存在着很多不合理的地方，所以会有运行不良、使用寿命短等问题的出现。所以，根据实际情况，我们要针对楼宇自动化设计的特点对相关的管理功能进行选择，同时还要在实际的工作中积累关于自动化控制的相关经验，使系统设计得到相应的完善，使楼宇自动化控制系统真正的发挥出相应的功能。
1 简述自动化控制系统有哪些基本的功能
在楼宇自动化系统设计中采用的数据通常情况下都是根据自动采集而来的数据，这些数据可以作为系统运行的一种参数，对运行情况进行自我监控，对系统中的各个指标进行全方位的调动，进而实现和创造经济效益和相应的社会效益。
1.1 自动化系统具有数据自动采集的功能
对现地控制单位之间传送的数据进行的处理和存储要建立在系统数据库的基础之上，用上位计算机对系统的相关参数进行分析，从而形成系统运行的参数。在数据库中提取的数据资料可以对自动控制进行调节，通过本身的记录、检索等功能为系统的工作人员的灵活调用作为参考。
1.2 自动化系统具有自动监控与调节的功能
想要提高系统的监控水平和调节水平，可以达到减少对系统操作失误的目的。但是，系统具有本身的复杂性，人工的监控是难以达到要求的，所以就需要自动监控和调节功能的开发与利用。对各种功能设置模拟操作系统，这个系统的设置要建立在数据科学合理的基础上。将自动系统的指令设置在屏幕显示器上，根据计算机屏幕显示执行的步骤，这样就可以对系统运行进行一目了然的监控了。
1.3 总动画系统具有现地控制单元的功能
这个功能应该在自动化操作系统中某个环节的后面，进行现地的现实和处理，同时将操作的具体情况传到主控层。主控等再根据指令对是否满足指令的条件进行分析。最后按照发出的指令将硬件运行到相应的位置上。现地控制一般都会设置权限开关，根据开关实现远程的切换，同时依然可以使用手动的方式进行辅的操作，手动操作还可以解决特殊情况下的燃眉之急。
2 对数据采集的设计
在对自动化系统进行上述三项基本功能的设计的时候，一定要体现出系统基本功能之间的共通性，还要对这些功能进行合理的处理，使自动化控制功能的适用性能够得到相应的提高。
2.1 对数据采集的设计
在对系统数据进行采集之前要做到有针对性的进行采集，对自动化控制系统数据进行采集之后，要及时将数据传送到上位计算机中，实现系统运行的实时监控，这些数据可以作为盘点系统运行是否正常的重要依据。对系统的数据采集可以用单端隔离的模拟量进行输入卡，用波形检测的方式对系统自动收集的数据进行分析与监控，同时，必须要设置好采集范围和输出通道。
对数据进行采集设计时要做到对数据保存情况的实时显示。在对软件进行设计的时候还要对校本程序进行编译，同时用人机界面对数据的几率、存储等情况进行显示，最后将软件和数据可连接起来。这种功能使数据记录和存取的便利性得到大大的提高，同时还完成了对数据可的属性设置。
值得一提的是，对数据进行采集的时候要遵循一个重要的原则，探测元件与要采集的内体要尽量靠近，以减少传导中的误差，避免这些误差对数据真实性的影响。在传输中还可以使用光纤等新技术，这种新技术的应用可以达到准确的目的同时又不会使误差造成系统的误动作。
2.2 监控设计
在自动化系统中的监控最常见的方式有三种：远程监控方式、集中监控方式和现场总线监控方式。其中几种监控方式便于系统运行的维护管理，对系统的设计比较容易，也没有较高的要求和标准。远程监控方式的优点主要有对资源能够起到节约监控的目的，同时具有较高的可靠性，并且在实际的应用中可以体现出组态灵活的优势，还可以实现对电缆、附属材料的节约利用。现场总线监控方式是当今条件下一种比较符合时代特征的监控方式，它可以实现远程监控，使监控的连接线路缩短，在这种方式上可以很好的体现出智能化的特点。同时为网络控制系统的发展奠定了基础。
2.3 现地控制单元
自动化系统现地控制单元的实际采用了计算机软件和硬件等先进的技术，确保了各项标准都能符合指标要求。随着科技的不断发展，计算机在不断的更新换代，系统的规模也应该随着计算机的更型换代得到扩展与升级，维护方面要具备自我诊断和自我恢复的功能，避免因为人员操作失误造成的损失。现地控制单元的设计主要包括对机组设备的调节和将控制；对机组控制单元顺序的控制；数据通信要保持通畅；要有自我诊断的功能。
3 结语
综上所述，对自动化控制系统进行设计的时候，要将采集到的数据及时的输送到上位计算机中，对整个运行流程实现实时监控，根据数据对系统运行状况进行判断。还要根据各种方式的运用，使系统工作的效率得到提高，减少维护故障率，在新技术的帮助下，实现计算机对整个系统的配置与设计。
参考文献
[1]张雪峰.楼宇自动化控制系统的IP化发展分析[J].智能建筑电气技术，2012（6）.
[2]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇红.楼宇自动化控制系统工程设计探析[J].科技与企业，2012（10）.
作者简介
汪诗雯（1985-），女，安徽省歙县人。大学本科学历。现为柳州市人民医院助理工程师。主要研究方向为电子信息工程。
关键词:楼宇自动化控制网络 现场总线控制系统 以太网 楼宇自动化系统
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、BAC
net、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BACwWw.LWlm.comLWLM.com编辑。net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。
关键词：楼宇自动化自动化控制系统
中图分类号：TN830.1文献标识码： A 文章编号：
楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分，其任务是对建筑物内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统以集中监视、控制和管理为目的，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。
一、楼宇自动化系统的组成
楼宇建筑通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统，楼宇自动化系统由以上系统的场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来，组成分级分布控制系统，它是运用计算机数据处理、自动测量及控制技术，对以上子系统的机电设备进行自动控制和统一管理。
二、楼宇自动化系统的原理
楼宇自动化系统采用的是分布式控制系统，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。
2.1分布式控制系统的数据通信网络
数据通信网络是分布式控制系统的支柱。整个分布式控制系统的结构，实质上是一个网络结构，现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机等都是这个网络上的“节点”，都含有CPU和网络接口，它们都有自己特定的网络地址，可以通过网络发送和接收数据，网络中的各节点处于平等地位，既能共享资源，又不相互依赖，形成既有统一指挥，又使危险分散的功能结构，网络的架构区具有极大的伸缩性，可扩性很强，可以满足分布式控制系统扩充与升级的需要，十分灵活、方便。
2.2分布式控制系统的进一步分散化
(1)LonWorks技术，LonWorks是一种完全分布式控制的局部操作网技术。LonWorks网络节点由神经元芯片、收发器、固件和I／O接口电路组成。神经元芯片是这种智能节点的核心，它由媒体访问控制处理器、网络处理器和应用处理器组成，这就使得节点既能管理网络通信，又具有控制功能。
(2)传统的分布式控制系统在现场控制站这一级依然是一个集中式结构，而现在的分布式控制系统是在原有分布式控制系统的基础上，采用LonWorks现场总线的建筑设备自动化系统发展起来的新系统，标准LAN为原有的分布式控制系统，使用BACnet协议，以利于实现多种供应商的不同类型的子系统之间的通信信息交换，把具有控制功能的各个岛连成一个整体。新增的LonWorks现场总线使用LonTalk协议，把控制功能进一步分散到现场级仪表，标准LAN与现场总线之间的路由器相联。这样BACnet和LonMark两项标准互相补充，互为依托，构成一个完全分散的、真正开放的建筑设备自动化系统。
三、楼宇自动化系统的硬件、软件的配置
1、楼宇自动化系统的硬件主要由下列几部分组成：
(1)建筑物监视系统：提供一个以windows环境下的人机交互界面，为工程师提供应用程序的编制平台，为操作人员提供直观和快捷的操作界面。中央管理机实现对个系统的集中监测、管理与最优控制。
(2)建筑物控制系统：对所需的模拟量输入/输出和数字量输入/输出进行现场监视和控制。
(3)建筑物防火及保安系统：实现出入控制，保安监视和控制，集成摄像控制，火灾报警等功能。
2、楼宇自动化系统软件的配置有：
(1)身份鉴别软件：只有操作员身份密码，才能行使操作员职责范围内的指令。
(2)常规记录软件：负责常规记录资料的处理、显示、打印。
(3)节能控制软件：根据室外的温度相对湿度，充分发挥自然潜力，控制空调系统的运行、节约能源。
(4)运行时间累计、维修记录软件：在设备累计运行时间超过设定值时，进行报警，这是供预防性维修保养用的。
(5)故障报告软件：负责设备的故障报警，以及故障的显示和打印记录。
(6)最大负荷限制软件：当实际负荷超过额定的极限值时，发出报警信号，同时切除预定可以切断的负荷，减少电费的开支。
四、楼宇自动化系统将实现如下主要功能：
1、中央空调系统的监控管理
(1)监视控制整个大厦的空调系统（包括：风机盘管控制、冷热水泵旁通控制、冷却水塔进水控制等；
(2)通过冷冻水的供/回水温度和流量测量、自动计算出空调系统的冷负荷，并在楼宇自动化系统的CRT上显示；
(3)根据实际的冷负荷通过空调冷冻水机组带的群控装置来决定冷冻水机组的启停数，以达到最佳的节能效果；
(4)测量并自动控制冷冻水系统供/回水总管的差压，维持系统要求的差压值。
2、给排水系统的监控管理
(1)楼宇自动化系统将监控给排水系统的所有水泵的运行状态；
(2)楼宇自动化系统将对给排水系统的设备运行时间、状态、水量、压力值进行记录；
(3)当水泵出现故障时，楼宇自动化系统会通过联锁控制备用泵自动投入运行；
(4)监控给排水系统的如下设备：生活给水泵、消防给水泵、自动喷淋泵、稳压水泵、排污泵、屋顶水池、地下水池、污水池、给排水监控系统。
3、供配电监控系统
变配电系统正常运行，可靠供电是智能大厦安全使用的保证。因此，智能大厦的控制中心要控制、监视、记录供电系统的运行情况，主要包括：
(1)高压系统：进线与蹭联络断路器状态控制监测、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、变压器温度及故障状态显示与报警；
(2)低压系统：进线与联络断路器状态控制监测、电压、电流、功率因数、重要输出支路断路状态监控、故障情况显示、报警；
(3)直流系统：交流电源主进线断路器控制、直流输出、电压、电流及故障状态显示报警；
(4)发电机系统：发电机启动、供电、主断路器状态、电压、电流、频率、转速、油箱位高低、水温等显示、故障报警、断路器状态控制；
(5)照明系统：根据大厦内的使用功能、分成不同的区域照明，如办公室照明、走廊照明、大厦立面照明、航空障碍灯照明、室外环境照明等，按照时间顺序及使用需要，由中央监控系统控制开、关状态，故障显示。
4、保安自动化系统，楼宇自动化系统将监控保安系统的如下设备：门禁系统、闭路电视系统、防盗报警系统、巡更系统。
关键词：楼宇自动化系统智能建筑基本功能原理 发展趋势
中图分类号: TB381文献标识码：A
一、引言
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。
二、楼宇自动化系统的组成与功能
1.楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化系统是以集中监视、控制及管理为目的，将建筑物或其内的照明、电力、给排水、空调通风、车库管理系统等设备或系统构成综合系统。广义的楼宇自动化系统BAS 一般包含消防自动化系统FAS和安全自动化系统SAS，但这两种系统较为特殊，所以常把它们独立设置，并与BAS 监控中心建立通信，确保灾情发生时能按约定进行操作权转移，实施一体化的协调控制。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。
2.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：
2.1、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
BAS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。
2.2、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。
2.3、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。
2.4、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。
2.5、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。
三、智能建筑楼宇自动化系统集成
1.系统集成的定义
所谓系统集成，是指通过计算机网络技术及综合布线系统，把智能建筑的各个主要子系统从分离的设备、功能和信息等集中于一个统一的、有关联的和协环境之中，在同一个操作平台之下运行，使大家能共享资源，能高效地完成规定任务。系统集成后有如下的特征表现：形式上是一个完整的综合系统；统一管理和控制硬件、软件及多元化信息的流动；用户的界面统一化，操作简单方便；功能齐全、完备，各个子系统派生出许多新功能。
2.系统集成的必要性
（1）系统集成为管理者提供统一的指挥和协调
通过功能模块设计和软件编程，智能建筑集成管理软件可为弱电系统提供联动逻辑，进而提高全局事件的控制能力，保证人身及设备的安全。
（2）系统集成为高效物业管理提供可能
系统集成利用同一操作系统的计算机平台，把建筑物的各个子系统进行统一的监控和管理，减少了关联人员，提高了管理效率，也增强物业管理了对全局事件的控制能力。
（3）开放的数据结构使信息资源得以共享
集成系统的建立提供了一个开放的平台，这些采集到的各子系统的数据，使信息系统根据功能需要，自由选取其所需，这样就提高了信息的利用率，发挥出其增值服务的功能。
（4）智能建筑系统的工程建设也需要系统集成
智能建筑系统其实不是各产品与子系统的简单堆积，而是采用系统工程方法及技术，让不同厂家的产品充分发挥其功能。这有利于工程建设，减小工程的承包面，方便工程的实施及管理，保证工程进度及质量，降低工程管理费用。
3.系统集成应遵循的原则
（1）可靠性与开放性
应该采取多种措施来建立一个容错性和可靠性极高的系统，使系统能不间断、有足够的延时来应对各种突发事件，以满足用户在工作、生活中的个性需求。当然，因系统集成的过程主要是解决不同产品和系统之间的协议和接口的标准化问题，故在设计系统时，所选用的设备、系统、及软硬件产品都应符合国家或国际标准，这种标准应是开放式标准，如：灵活性好、可扩展性、兼容性等。
（2）先进性和经济性
在设计系统和选型产品时，要采用与技术发展潮流相适应的、成熟的新产品，确保前期施工与后续投资的可延续性。当然，因经济成本是系统集成的重要因素，系统设计者应从用户需求和系统目标出发，经过反复论证，选取合适的产品，用最小的成本改善环境条件，最大限度地满足用户需求。
（3）可扩充性和可管理性
系统的可扩充性由系统结构的合理性决定，模块化的系统结构有利于功能的扩充及系统升级。对于那些基于网络平台的模块化结构的系统，其集成是一种非常有效的方法。此外，在一个统一的操作界面下，集成系统可以实现信息共享，对跨系统的全局事件进行管理。
4.系统集成模式
系统集成根据投资者的投资状况与需求可分为以下两种模式：
（1）建筑物管理系统BMS 集成BMS集成是将相互关联的、相互独立的安全防范系统SAS、消防自动化系统FAS、楼宇自动化系统BAS 集成到一个统一的运行系统中进行协调管理。BMS 能进一步与通信自动化系统CAS、办公自动化系统OAS 间建立更高级的智能建筑综合管理系统IBMS，进而达到建筑物设备的自动监测与优化控制，使信息资源得以共享。
（2）智能建筑综合管理系统IBMS 集成IBMS 集成是在物理上、逻辑上和功能上把智能建筑内不同功能的子系统连在一起，进而实现信息的综合化与资源的共享，也即是利用通信技术和计算机网络，将构成智能建筑的OAS、CAS 以及BAS三大要素作为核心，综合布线系统PDS 将数据、语音、图像和相关监控信号综合在一起，以PDS 为介质，通过建筑内外的PDS 和公共通信网，协调各局域网和各子系统之间的协议和接口，将那些分离的功能、设备和信息有机地组合成一个完整的系统。
四、总结
智能建筑楼宇自动化系统及其集成技术涵盖了计算机技术、自动控制技术、信息技术以及通讯技术等，它是这些技术的集合体，作为一项规模庞大、跨多门学科的系统工程，虽说其发展的历史并不长，但随着新技术的发展，楼宇自动化系统一定会有更新的发展和应用，达到一个新的高度。
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[关键词]智能建筑；楼宇自动化；环境舒适度；未来趋势
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0197-01
智能建筑是将高科技与建筑美学融合的产物，楼宇自动化控制系统作为智能建筑的重要组成部分之一，在智能建筑日常的运行中发挥了重要的作用。楼宇自动化控制系统不但可以控制设备的启动与关闭还能定期提供设备的运行报告，保证了设备的运行。为保证楼宇自动化系统的稳定性，建筑学专家还需要结合目前科技进行研究。
一、楼宇自动化系统的基本功能及应用
（一）空调系统
中央空调系统在智能建筑物中主要作用就是保持环境的舒适度，但是它的耗能巨大，所以在楼宇自动化系统中必须减少中央空调系统的耗能。
为保证建筑物内的各个区域都能够享受提高空气的处理的服务，这就要求空气中的温度与湿度都要保持在令人舒服的指标内。通过与外部空气中的温度与湿度进行分析，使用计算机对中央空调系统进行调节。同时好要注重空调设备的定期维护和保养。
（二）消防系统
在楼宇自动化系统中，消防系统在其中占有重要的位置，对智能建筑的安全有着武科替代的重要作用。消防系统必须一天24小时运行以防意外的发生，消防系统要与就近的消防站形成联动的机制，保证在火灾发生的第一时间消防站就可以得知，并安排旧货。
在火灾发生时，楼宇自动化系统必须要及时的关闭电梯设施，将消防通道的大门打开。为建筑内的业主提供方便，并自动打开智能楼内的花晒，防止火势迅速蔓延，危机生命。
（三）变配电系统
变配电系统是楼宇自动化系统的核心，它是为整栋智能大厦供电并保证用电安全的系统。变配电系统可以通过岁建筑物中电力设备的监测，来保证配电柜的和运行状态，保证建筑物内部电力的持物供应。
电力系统本身就有一定的特殊性，在计算机一定要岁电力系统进行实时的监控。对任何参数的变化都要进行记录，为今后电力系统的维修提供依据。
（四）给排水系统
给排水系统的主要功能是将建筑物中的水泵与排水泵、污水泵等设备的运行状态进行监测与管理，使水箱的水保持在一定的安全范围内，根据水位与水压的变化及时的将水泵的关闭或开启。以此来保证智能建筑物内部水的供应。
（五）照明系统
照明系统最能体现楼宇自动化系统有效的节能减排的系统之一，在智能建筑中，电能是不可缺少的能源，照明系统是除很大的电能消耗系统，照明系统的节能，主要体现在停车场、走廊与对门厅等不必要照明开启与关闭的控制，这对楼宇自动化系统的敏感度提出了要求。
（六）电梯系统
电梯系统的自动化管理是楼宇自动化系统的重要组成部分之一，是智能建筑中的公交车。电梯本身就拥有具有全套的自动控制装置，建筑物的管理者必须对电梯的运行状况进行及时的掌握与分析，利用楼宇自动化系统对电梯的使用情况和故障次数进行记录。来保证电梯的顺利运行。
（七）安保监控系统
在楼宇自动化系统中，监控系统被分为三类包括闭路电视监视系统、出入口控制系统以及防盗报警系统。这三者互相作用保护智能建筑物内业主的安全。设备安装人员将摄像机安装在建筑物中的各个角落，利用电缆将图像传达给建筑物控制中心，对大楼的内部进行实时的监控。同时，利用电子锁或磁卡开关这些设备对建筑物的人群进行严格的控制，报警系统可以做相应的反应，通过建筑物管理人员对异常情况进行及时的处理。
在建筑投入使用时，安保是一个经常被忽视的话题。楼宇自动化系统必须能够防止攻击，并保护自己。如果攻击者获得非授权访问，楼宇自动化系统应能够保证系统的完整性，保护生命和财产免遭损失。
二、我国楼宇自动化系统的应用现状
我国楼宇自动化系统目前还处于发展阶段，与国外相比，我国的楼宇自动化系统的技术还比较差，只是使建筑物内的设备管理系统正常的运行，满足了人们在建筑物很舒适的需求，在系统的维护上还需要依靠国外的技术。
目前我国楼宇自动化系统的控制性能并不过关，阀门容易反复正当，会形成液体的阻力。增加的耗能，与楼宇自动化系统最初投入使用的目的背道而驰。同时也增加了阀门的压力导致阀门极易破损，增加设备维修的成本。传感器是楼宇自动化系统中最重要的设备，传感器必须具有准确性、稳定性以及灵敏度。但我国目前的技术达不到智能建筑的要求，传感器不但不灵敏，并且安装位置有很大的偏差。
每一个楼宇自动化系统都带有节能的措施，但是在实际运行的过程当中，操作者往往会将节能装置忽略，这样就导致，大量的能源被浪费，没有突显出楼宇自动化系统的巨大作用。在研究楼宇自动化系统时，要加大科研的投入，这不单单是建筑学科的研究发现，还要结合电力、风能等多方面的知识，形使得系统原设计的功能得到充分的发挥，达到降低能耗和设备运行成本的目的。进而，研发出我们国家自己的系统产品，达到占领国内市场的目的。
三、楼宇自动化系统未来的发展前景
目前，我国的很多建筑都是高耗能的建筑，每年要消耗大量的能源。近些年来政府宣传节能环保、低碳生活，每一个人都要响应国家号召。高耗能建筑并不符合现在的可持续发展的发展趋势，所以我国高耗能建筑必须要进行改造。随着21世纪科学的不断进步，我国计算机与应用技术的广泛应用虽然为在我国发展智能大楼提供了基础条件。但是目前国内的职能大厦还是以国外的智能建筑技术为主。眼下我们所要面临的困难就是，开发带有中国特色的楼宇自动化系统。
结束语
综上所诉，未来我国建筑的发展趋势必然向着智能化和绿色节能化，这不仅是科技推进的结果也是可持续发展的要求。但目前我国在楼宇自动化发展还不是很完全，我们向其他国家进行学习，研发并优化我国的楼宇自动化系统，为公众的生活提供生活便利。
参考文献：
[1] 曾益保.智能建筑中的楼宇自动化控制系统分析[J].科技视界，2014，28：207+328.
需求分析
根据招标文件JCA 2001―009Y的招标项目要求，并结合广西建筑智能化现状，区检综合楼是屹今为止整个广西所有建筑物当中智能化程度要求最高的。因此，在智能化系统的设计上，如何将各子系统的设计完美结合，这是业主关心的也是我们设计的侧重点。
区检综合楼的机电设备数量庞大，为了将这些设备有机的管理起来，提高设备的运行效率，减低设备的运行成本，一方面通过楼宇设备自动控制系统集中监视和控制，另一方面首次将楼宇综合管理系统的概念和可行性方案提供给区检综合楼，使本方案不仅满足区检综合楼现在的需求，更加对以后机电设备运行和维护的高效率提供了解决方案，提高楼宇设备管理水平，这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。
广西区检察院作为～个国家的重要部门，每天都要处理很多事务，工作人员的工作繁重，这便要求一个极为舒适宽松的办公环境，以提高办公效率。为此，我们在对区检综合楼楼宇自控系统进行设计时，将提高舒适性和高效率摆在一个很重要的位置上，运用高科技手段，将环境参数调整到对人最舒适的数值，充分体现科技以人为本的真谛。
根据区检综合楼楼宇自控系统的设计要求(招标书JCA2001-009Y)、相关专业的国家标准及业主提供的相关图纸进行工程设计，设计将会参照所提供的技术说明，并以品质标准进行楼宇中管理系统的设计。本系统工程监控范围包括以下部分：
1、柜式空调机系统
2、风机盘管
3、新风机系统
4、冷冻站系统
5、计算机中心机房专用空调
6、通风系统
7、供配电系统
8、给排水系统
9、电梯控制
1O、消防系统
11、其它系统
设计原则
广西区检察院智能化系统建设工程是面向二十一世纪的高技术高标准工程，其智能化系统在符合实际需要的前提下应有适当的超前性，以满足未来的需求。其BA系统的设计应遵循以下原则：
1、实用性
楼宇自控系统的设计应以实用为第一原则。在符合需要的前提下，合理平衡系统的经济性与超前性，以避免片面追求超前性而脱离实际或片面追求经济性而损害区检综合楼的智能性。
2、可靠性
系统必须保持每天24小时连续工作。子系统故障不影响其他子系统运行，也不影响集成系统除该子系统之外的其他功能的运行。
3、经济性
在楼宇自控系统工程投资中，以总体目标为方向，局部服从全局，力求系统在初次投入和整个运行生命周期获得最佳的性价比。
4、易维护性
因为本系统极为复杂，要保证日常运行，系统必须具有高度的可维护性和易维护性，尽量做到所需维护人员少，维护工作量小，维护强度低，维护费用低。
5、开放可扩展性
本楼宇自控系统设计尽量采用国家和国际标准及规范，兼容不同厂商、不同协议的设备和系统的信号传输，各子系统可方便进出系统。
设计依据
1、电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232-82)
2、建筑设计防火规范(GBJ 116-88)
3、区检综合楼的弱电设计图纸和招标项目要求
4、JOHNSON CONTROLS产品设计手册
5、智能建筑设计标准(GB／T50314-2000)
系统设计
根据我们的设计，区检综合楼楼宇自控系统是由2台网络控制器(NCU)及1台操作站(OWS)所组成的。
直接数字式控制器(DDC)主要分散布置在区检综合楼现场设备所在的位置，总共有24个，DDC之间是通过RS485通讯网络相互连接至网络控制器(NCU)，每个网络控制器(NCU)有1个N2E通讯接口。
由于区检综合楼分布着很多的控制设备，所以我们建议系统采用集散式控制方式。因高级的控制过程复杂，用同一控制过程的结果并不能满足各个区域，采用集散式控制方式还可增强系统可靠性、减少施工费用。
DDC分布以就近控制设备为原则，每个DDC箱均有一个主控器(DX-9100)。主控器带有操作键盘及显示装置。因此，当网络或操作站有故障时，每个DDC均能完成各自所有的就地控制功能。
1、柜式空调机系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列空调设备进行监控：
一层：2台柜式空调机
二层：1台柜式空调机
二十层：2台柜式空调机
(2)控制说明
每台柜式空调机在送风口及回风口均设温度传感器1个共2个、压差开关1个、冷冻水开度比例调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对空调机的监控，其监控功能主要有：
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动。用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
手动／自动转换显示
DDC控制器通过对手动／自动转换装置状态的检测，把信号读回来分析来确定控制算法，并把信号送回中央监控系统并显示。
送风、回风温度检测
DDC控制器通过安装在送风口和回风口的温度传感器，把送风及回风的温度读回来，以做为控制算法的原始参数，并把检测回来的温度送回中央监控系统显不。
冷冻水阀门开度控制及显
示、回风温度控制
DDC控制器通过温度传感器可以检测到回风温度并将它与预设的温度值(可供用户调较)作比较，进行PID运算，然后把控制信号输出至冷冻水阀来对阀门进行开度调节，以控制冷冻水的进水量，进而达到温度调节的目的。另外，此冷冻水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下将冷冻水阀关死。冷冻水阀同时返回阀门开度的百分比数值给中央监控系统。
滤网状态监察
BA系统通过压差开关监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。
运行时间累计
BA系统利用软件统计计时功能可以实时的累计风机的运行时间，并记录显示。
此外，由于柜式空调机组没有风速控制及加湿装置，故招标书上对应的有关招标项目要求无法实现。另外，为了方便系统的管理及维护，根据以往的经验，在招标项目要求的基础上，我们添置了以下采集点：
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的运行状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。
2、风机盘管
(1)控制设备内容
BA系统将会对整栋大楼的风机盘管共322台进行监控。
(2)控制说明
根据我们多年的工程经验以及结合招标项目要求的控制功能进行综合分析，我们认为对风机盘管的控制最好采取BA远程控制与现场设定控制相结合的方式。因为大厦的风机盘管数量众多，采用此控制方式可大幅度降低工程投资成本。
采用BA系统的DDC现场控制器控制风机盘管的程序启停并显示其运行状态及故障告警。
风机盘管的现场温度控制仍采用常规的墙装式温控器与电动二通阀进行控制，以方便人员在现场根据自己的喜好进行温度点的设定。(墙装式温控器与电动二通阀在空调专业工程中已有设计配置，不需重复投资)
从节能的角度来说，当室内的温度达到设定点时，常规的温度控制器会将电动二通阀关闭，空调系统冷冻水的流量与压力变化会实时地反映到中央冷冻站的BA监控系统上，BA系统根据上述参数变化重新计算出大楼的冷负荷需求，实时控制冷冻站相关设备的启停，以达到最佳的节能效果。
3、新风机系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列新风机设备进行监控：
一至十九层：每层1台共19台空调机
(2)控制说明
每台新风机在送风口设温度传感器1个、压差开关1个、冷冻水开度调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对新风机的监控，其监控功能主要有：
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。
滤网状态监察
BA系统通过压差开关监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
运行时间累计
BA系统利用软件统计记时功能，可以实时累计风机的运行时间，并记录显示。
冷冻水阀门开度控制及显示、送风温度控制
DDC控制器会监察送风温度并将它与预设的温度值(可供用户调较)作比较，进行PID运算，然后输出至冷冻水阀，以作温度调节作用。另外，此冷冻水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下将冷冻水阀关死。冷冻水阀同时返回阀门开度的百分比数值给中央监控系统。
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
4、冷冻站监控系统
(1)控制设备内容
BA系统会对以下设备进行监控：
冷冻主机
冷冻水泵
冷却水泵
冷却塔
冷冻水膨胀水箱
(2)数据采集及显示
冷水机组的工作状态及故障报警：由BA系统将通过Integrator集成器与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻水的送水、回水温度：BA系统通过安装在水管上的水管式温度传感器来实现数据的采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷冻水的回水流量：BA系统通过安装在回水管的水流量传感器来实现数据采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷却水的送水、回水温度：BA系统通过安装在总水管上的水管式温度传感器来实现数据的采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷冻水供回水压差：BA系统通过监测安装在供回水管之间的压差开关状态来了解供回水之间的压差。
冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔的启停通过系统的DO输出来控制其供电回路的继电器来实现，并通过继电器的常闭触点及热继电器的状态来监察水泵、冷却塔的过载及工作状态，并结合安装在水管上的水流开关采集回来的水流状态来监测水泵的故障。
BA系统通过对冷却塔的低水位开关的状态进行监察，可以实时地了解冷却塔的水位情况。 (要求空调设计安装专业提供电子式水位开关)
BA系统通过对冷冻水膨胀水箱的高、低水位开关的状态进
行监察，可以实时地了解冷冻水膨胀水箱的水位情况。 (要求空调设计安装专业提供电子式水位开关)
通过BA系统的软件功能，能准确累计并显示柜式空调机、风机盘管、新风机、冷冻主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备的运行时间、启停次数的累计并显示。
为节省系统投资，考虑到招标项目要求的冷却塔的进出水温度检测对节能控制及管理没有多大的作用，故本设计方案不做以上项目的数据采集。另外，为实现节能的优化控制及提高操作管理的效率，在冷却塔冷却水的进出口进行添加电动蝶阀(共6套)以实现对冷却水的控制。
(3)控制说明
启停控制：BA系统将通过Integrator集成器与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻主机启停台数控制：网络控制器及直接数字控制器将预先编写的软件程序来控制冷冻主机的启停台数，并联动控制相关设备(如冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔等)。基本的控制原理如下：BA系统通过量度冷冻水的总供、回水、温差及回水流量而计算出空调系统的冷负荷，然后根据冷负荷来决定冷冻主机的启停组合及台数，并通过BA系统的控制算法来联动相关的水泵、冷却塔，以便达到最佳的节能状态。
冷冻站各设备(冷冻机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、蝶阀等)通过程序实现群控功能，即根据冷负荷决定设备开启台数，根据累计运行时间选择开启设备，运行中自动进行故障切换，实现设备启停的时间联锁关系。
对于冷冻水旁通阀的控制，BA系统会监察冷冻水的供回水压差，将它与预设的设定值(可供用户修改)作比较，通过DDC的PID计算，输出控制要求给冷冻水旁通阀，以维持供回水间压力平衡。
系统会对上述各返回数值做记录，预设值为24小时。如有需要，可用Trend的功能对有关的监察对象作长时间的监察记录，有关数据可输出至其它第三方的软件，如Excel等，以作数据管理及分析用途。同时，系统也允许用户对各监察对象预设上下报警值、上下预警值、报警提示及报警等级。当监察的对象超出预设值，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。至于配电柜的开关状态、故障，系统会对各返回数值做记录，预设值为对上十次状态改变。对于每个报警点，BA系统允许用户预设报警提示及报警等级。当监察点报警时，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
5、计算机中心机房专用空调
控制设备内容
BA系统将会对以下机房专用空调设备进行监控：
计算机网络中心：1台
BA系统通过INTEGRATOR集成器与制冷主机进行数据交换，实现机房专用空调的自动启停与机房温湿度控制。
6、通风系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对整栋大楼共6台送排风机设备进行监控。
(2)控制说明
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态。
7、供配电系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列设备进行监察：
低压配电柜进线回路ACB
发电机
干式变压器
低压配电柜联络母线ACB
低压配电柜出线回路MCB
低压配电柜ATS
事故供电MCCB
蓄电池／充电器系统
(2)监测说明
BAs对于区检综合楼供配电系统的监测，主要采用各种变送器，通过电路分析仪与BAS的DDC进行数据交换，收集电流、电压、功率因数、频率、点度量等数据。BA系统主要的功能是做监察、记录、报警的用途。系统会对各返回数值做记录，预设值为24小时，并可用Trend的功能对有关的监察对象作长时间的监察记录，有关数据可输出至其它第三方的软件，如Excel等，以作数据管理及分析用途。同时系统也允许用户对各监察对象预设上下报警值、上下预警值、报警提示及报警等级。当监察的对象超出预设值，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
对于区检综合楼供配电系统中的开关状态、电源状态、故障报警、等开关量输入点，我们在设计中，主要的功能是做监察、记录、报警的用途。
对于干式变压器的监控，我们的设计主要是监测变压器的温度状态。当变压器温度过高报警时，我们的BA系统将以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
8、给排水系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列设备进行监控：
地下室：集水井及排水泵共5处
生活给水系统：1套
(2)控制说明
集水坑及其水泵监控
通过水位开关监察集水坑的高低水位报警；
DDC通过高水位报警来启动水泵，把集水坑里的水抽走。当低水位报警时，DDC则停止水泵的工作；
通过安装在水管上的水流开关，系统可以了解到水流的状态，并结合DDC从水泵供电回路的继电器状态，BA系统可以判断水泵的状态及故障。
生活给水系统监控
通过水位开关监察屋顶水箱、地下水池的高低水位报警；
DDC通过屋顶水箱低水位报警来启动水泵向屋顶水箱供水。当屋顶水箱高水位报警时，DDC则停止水泵的工作；
通过安装在水管上的水流开关，系统可以了解到水流的状态，并结合DDC从水泵供电回路的继电器状态，BA系统可以判断水泵的状态及故障，一旦有故障警报时，DDC立刻把对应的备用泵投入工作，以提高供水的可靠性；
所有设备的运行时间、报警、启停等，BA系统都进行记录，以便查看。
9、电梯控制
BA系统通过INTEGRATOR集成器与电梯系统进行数据交换，以获得电梯运行的状态信息，如升降状态、停梯状态、故障告警、消防状态等，通过INTEGRATOR集成器，还可对电梯进行远程复位、程序启停等。
随着计算机、通信、控制和图形显示技术即4C技术的快速发展和全球对信息高速公路的大力建设，智能建筑，这个数字化、网络化和信息化的结合产物开始进入人们的视野。然而，如今智能建筑内各种控制功能变得愈发强大而复杂，致使不同厂商生产的设备使用于同一建筑物内，但各个厂商基本上都是开发自己专有的通信协议，于是各式各样的通信协议和设备给智能建筑的系统集成及管理使用带来诸多不便，用户处于受制于厂商而使造价提高、使用和维护费用增加的境地。所以制定一个开放的、统一的通信协议标准，并形成即插即用（plug and play）的环境，就成为十分迫切需要解决的问题。
目前，在智能建筑领域，现场总线和通信协议主要有：（1）最初应用于工业控制领域的总线协议，如具有代表性的Profibus总线、Lonworks总线、CAN总线等；（2）专门针对智能建筑的总线和通信协议，如美国的BACnet和CEBus、欧洲的EIB等。本文就其中的BACnet作详细介绍。
图1 BACnet的体系结构层次图
1 BACnet协议概述
楼宇自动控制网络数据通信协议BACnet（A Data
Communication Protocol for Building Automation and Control Network）由美国供热、制冷与空调工程师协会组织的标准项目委员会135P于1995年6月正式通过制定。标准编号为ANSI／ASHRAE Standard l35－1995，同年12月正式成为美国国家标准，并得到欧盟标准委员会的承认，成为欧盟标准草案。2000年1月ISO组织TC205委员会的15个国家（中国、法国、日本、英国、美国等）的代表一致通过决议，将BACnet作为“委员会草案”进行广泛评议，适当修改后列为“国际标准化草案”，最后成为国际标准。
一般楼宇自控设备从功能上讲分为两部分：一部分专门处理设备的控制功能；另一部分专门处理设备的数据通信功能。而BACnet就是要建立一种统一的数据通信标准，使得设备可以互操作。BACnet协议只是规定了设备之间通信的规则，并不涉及实现细节。
BACnet协议模型为：（1）所有的网络设备，除基于MS／TP协议的以外，都是完全对等的（peer to peer）；（2）每个设备都是一个“对象”的实体，每个对象用其“属性”描述，并提供了在网络中识别和访问设备的方法；设备相互通信是通过读／写某些设备对象的属性，以及利用协议提供的“服务”完成；（3）设备的完善性（Sophistication），即其实现服务请求或理解对象类型种类的能力，由设备的“一致性类别”（Conformance Class）所反映。
1．1 BACnet的体系结构
BACnet是一种针对智能建筑的开放性的网络协议，遵循OSI模型体系结构，BACnet体系结构层次图如图1所示。BACnet协议从硬／软件实现、数据传输速率、系统兼容和网络应用等几方面考虑，目前支持五种组合类型的数据链路／物理层规范。其中主从／令牌传递（MS／TP）协议是专门针对楼宇自控设备设计的数据链路规范。BACnet在物理介质上，支持双绞线、同轴电缆和光缆。在拓扑结构上，支持星型和总线拓扑。
BACnet没有严格规定网络拓扑结构，如图2所示。其中：网段（Segment）是多个物理网段通过中继器（R）连接形成的段落区间；网络是多个网段通过网桥（B）连接而成的，每个网络都形成一个MAC地址域；BACnet／Internet网络是将使用不同局域网技术的多个网络用路由器（RT）互联起来形成的网际网。
在BACnet拓扑中设备之间只存在一条逻辑通路，无需广域网的最优路由算法；其次，BACnet具有单一的局部地址空间，所以BACnet参照OSI模型制定了简化的网络层协议，向应用层提供不确认无连接的数据单元传送服务。每个BACnet设备都被一个网络号码和一个MAC地址唯一确定。
网络层通过“路由器”实现两个或多个异类BACnet局域网（不同的数链层）的连接，并通过协议报文进行“路由器”的自动配置、路由表维护和拥塞控制。BACnet路由器与每个网络的连接处称为一个“端口”。路由表中包含端口的下列项目：（1）端口所连接网络的MAC地址和网络号；（2）端口可到达网络的网络号列表及与这些网络的连接状态。图2中，“1／2 RT”是半路由器，由PTP连接形成一个完整的BACnet路由器，即BACnet网际网将广域网技术向应用层屏蔽。
BACnet应用层即BACnet应用实体，通过API（应用编程接口）为上层应用程序服务，并与对等应用层实体通信。应用实体由两部分组成：用户单元和应用服务单元（ASE）。ASE是一组特定内容的应用服务。而用户单元支持本地API、保存事务处理上下文信息、产生请求ID、记录ID对应的应用服务响应、维护超时重传机制所需的计数器以及将设备行为要求映射为对象。
BACnet应用层提供证实和非证实两种类型的服务。BACnet定义了四种服务原语：请求、指示、响应和证实，它们通过应用层协议数据单元（APDU）传递。由于BACnet建立在无连接的通信模式上，所以OSI模型提供端到端服务的传输层部分简化功能也由应用层实现，分别为：可靠的端到端传输和差错校验；报文分段和流量控制；报文重组和序列控制。
1．2 BACnet的对象、服务和功能组
BACnet采用面向对象技术，借此提供一种表示楼宇自控设备的标准。在BACnet中，对象就是在网络设备之间传输的一组数据结构，网络设备通过读取、修改封装在应用层APDU中的对象数据结构，实现互操作。BACnet目前定义了18个对象，如表1所示，每个对象都必须有三个属性：对象标志符（Object＿Identifier）、对象名称（Object＿Name）和对象类型（Object＿Type）。其中，对象标志符用来唯一标识对象；BACnet设备可以通过广播自身包含的某个对象的对象名称，与包含相关对象的设备建立联系。BACnet协议要求每个设备都要包含“设备对象”，通过对其属性的读取可以让网络获得设备的全部信息。
表1 BACnet对象
对 象 名 称应 用 举 例01模拟输入Analog Input模拟传感器输入如机械开关On/Off输入02模拟输出Analog Output模拟控制量输出03模拟值Analog Value模拟控制设备参数如设备阀值04数字输入Binary Input数字传感器输入如电子开关On/Off输入05数字输出Binary Output继电器输出06数字值Binary Value数字控制系统参数07命令Command向多设备多对象写多值如日期设置08日历表Calender程序定义的事件执行日期列表09时间表Schedule周期操作时间表10事件登记Event Enrollment描述错误状态事件如输入值超界或报警事件。通知一个设备对象，也可通过“通知类”对象通知多设备对象11文件File允许访问（读/写）设备支持的数据文件12组Group提供单一操作下访问多对象多属性13环Loop提供访问一个“控制环”的标准化操作14多态输入Multi-state Output表述多状态处理程序的状况，如制冷设备开、关和除霜循环15多态输出Multi-state Output表述多状态处理程序的期望状态，如制冷设备开始冷却、除霜的时间16通知类Notification Class包含一个设备列表，配合“事件登记”对象将报警报文发送给多设备17程序Program允许设备应用程序开始和停止、装载和卸载，并报告程序当前状态18设备Device其属性表示设备支持的对象和服务以及设备商和固件版本等信息在BACnet中，把对象的方法称为服务，对象及其属性提供了对一个楼宇自控设备“网络可见信息”的抽象描述，而服务提供了如何访问和操作这些信息的命令和方法。BACnet设备通过在网络中传递服务请求和服务应答报文实现服务。BACnet定义了35种服务，并将其划分为6个类别：（1）报警与事件服务（Alarm and Event Services）包含8种服务处理环境状态的变化，提供了BACnet设备预设的请求值改变通告、请求报警或事件状态摘要、发送报警或事件通知、收到报警通知确认等方法；（2）文件访问服务（File Access Services）包含2种服务，提供读写文件的方法，包括上／下载控制程序和数据库的能力；（3）对象访问服务（Object Access Services）包含9种服务，提供了读、修改和写属性值以及增删对象的方法；（4）远程设备管理服务（Remote Device Management Services）包含11种服务，提供对BACnet设备进行维护和故障检测的工具、方法；（5）虚拟终端服务（Virtual Terminal Services）包含3种服务，提供了一种面向字符的数据双向交换机制，使其他具有专有特性的楼宇自控设备成为一个BACnet虚拟终端并使BACnet网络能对其进行重构；（6）网络安全服务（Network Security Services）包含2种服务，提供对等实体验证、数据源验证、操作者验证和数据加密等功能。
BACnet功能组规定了实现特定控制功能所需的对象和服务的组合。BACnet已定义了13个功能组，包括时钟功能组、事件响应功能组、文件功能组、虚拟终端功能组、设备通信功能组等。
1．3 BACnet设备级别和设备等级说明
在实际的楼宇自动化系统中，没有必要也不可能所有的设备都支持、包含上述所有的对象和服务。因此，BACnet定义了6个一致性类别（设备级别）。一致性类别的分级编号为1～6，最低级别是类别l。每个类别都规定了设备要实现的最小服务子集，且包含低级别的所有服务。
为了帮助用户和工程人员确定不同BACnet设备之间的互操作性，需要厂商为每个设备提供标准格式文件以标识设备中己实现的BACnet标准的内容，即文件需包括设备符合BACnet等级的说明。这个文件就是PICS（Protocol Implementation Conformance Statement），它包括：（1）标识厂商和描述设备的基本信息；（2）设备符合BACnet的级别；（3）设备所支持的功能组；（4）设备所支持的基于标准或专有的服务，设备启动或响应服务请求的能力；（5）设备所支持的基于标准或专有的对象类型及其属性描述；（6）设备支持的数据链路技术；（7）设备支持的分段请求和响应。
2 BACnet的互联网扩展
目前，BACnet标准使用两种技术实现与Internet的互联。第一种技术附件H中称之为“隧道”技术，并将其设备称之为分组封装／拆装设备，简称PAD。其作用就像一个网关／路由器，这在图2中两个半路由器连接广域网形成一个完全的BACnet路由器有所体现。第二种技术附件J中称之为BACnet／IP，设备直接封装IP帧／包在BACnet网络和Internet上传输。
PAD将BACnet报文数据封装在IP协议数据包内传输，在目的BACnet网络解封。因此每个连接Internet的BACnet网络都要配置PAD网关／路由器。它可以是一个单独的设备，也可以是某种楼宇控制设备功能的一部分。
[关键字]智能建筑；楼宇；自动化控制系统
[abstract] this article is based on the current situation of the development of intelligent building, discusses its scientific structure and automation control system structure and function characteristics of advantage, and looks forward to intelligent building automation control system of the future development direction practice to improve building and construction quality, improve automation control system comprehensive service function is positive and effective stimulative effect.
[key words] intelligent building; Building; Automatic control system
中图分类号： C931.9 文献标识码： A 文章编号：
1、智能建筑内涵及其发展现状
智能建筑主体通过对四项建筑基本要素，即系统、结构、管理、服务与他们之间的内在联系展开优化设计，进而为用户提供投资合理、使用环境舒适、便利高效的智能化建筑空间。智能建筑系统主要指为实现建筑物智能化服务功能而设计安装及运行的光机电设备服务系统，例如电梯、空调、给排水、照明、通信、物业管理、综合布线、一卡通与办公业务等智能化控制系统；结构主要指其环境结构，囊括了建筑物装饰、结构、建材与空间的划分；管理主要指对财、物、人、丰富信息与智能化系统的综合管理，而服务则指为智能化建筑管理及使用者提供优质、高效的全方位人性化服务，为其创设舒适、安全、便利与高效的生活、工作与学习环境，合理降低智能建筑系统设备的服务运行维护成本费用等。智能建筑的理念在我国的产生及发展起步较晚，初期由单一专用功能系统开始，逐步发展成为集成系统模式，以楼宇的自动开控制管理系统为核心，实现了卓有成效的较快发展。然而与国际先进的发展水平相比，我国智能化建筑的还存在较大差距，基于我国建筑市场现行巨大的发展潜力，我们只有本着深入实践、完善创新的原则才能为智能建筑的快速发展营造良好的环境。
2、智能建筑系统层次结构
智能化的建筑系统结构应包含上层综合建筑智能管理系统与二层智能化控制子系统。二层子系统又分为网络通信系统、建筑设备综合管理系统与自动化办公子系统。该类子系统主体通过综合的布线体系连接而成一个智能化的完整系统，由上层智能建筑管理系统进行统一监管。智能建筑的核心是智能化控制系统，只有当其涵盖的各类子系统统筹结合，共同作用，才能有效支撑构建智能建筑。智能化控制系统为建筑赋予了快捷便利的服务功能，有效提升了民用住宅、商用写字楼的综合智能化水平，并满足了社会公众在新时期日益增长的对海量信息的综合需求。
3、智能建筑楼宇自动化控制系统
3、1建筑楼宇自动化控制系统构成及其优势功能
建筑楼宇自动化控制系统涵盖内容丰富、设备众多，是控制管理最为复杂、范畴最为广泛的建筑智能自动化系统，其包含狭义建筑自动化设备系统、报警消防自动化系统与自动化安全防范系统三类子系统。智能建筑楼宇的自动化设备系统主体包括实时监控系统、建筑楼宇保安系统、机电设备综合监控系统、音响广播系统以及停车场系统。以上自动化子系统赋予了建筑楼宇显著的优势功能，主体体现在实时监控子系统为智能建筑楼宇提供了集中监控方式，以丰富的文字、图形、动画方式呈现出来；依据各方需要自动化系统管理人员可直接进行命令下达，对任何一项系统设备进行运行控制；自动化控制体系可对各项设备监控子系统状态信息进行综合处理并提供必要的报告，对历史数据进行完善记录从而发挥对价值化信息的综合管理功能。
3、2建筑楼宇自动化控制系统的网络结构
一般层面来讲建筑楼宇的自动化控制系统网络结构主体采用现场总线形式，将系统分为三层，上层为信息域干线，依据相关国家标准利用拓扑总线结构以太网进行建筑楼宇自动化控制系统干线的布置，进而合理实现网络资源的集成共享及同中央站点间进行畅通高速的通信传输。系统二层为控制域干线，主体完成对各分站点的总线控制，通常应用RS485网络总线，以高效通信速度将各个分站点进行稳固连接并实施对各类丰富信息的处理。再者位于分站点的总线还需配备与他类厂商进行设备连接的相关接口，以合理实现同其他设备的高效通信联网。三层结构为子站点总线，主体由分散控制器进行相互连接，各子站总线在连接器辅助下实现同分站总线的高效连接，完成由监控现场设备到传输信息再到中央工作站的处理，并由上级网络实现信息处理结果的准确获取。
3、3建筑楼宇自动化控制系统结构
随着建筑行业的科学发展，目前建筑楼宇自动化系统主要呈现集散结构与现场总线结构两类。前者为目前较为广泛使用的建筑设备自动化系统结构，具有管理集中、控制分散的显著特征，一般包含两层网络结构与三级控制设备。现场控制器主要执行对设备信号的处理、采集、输出与控制等。操作站则由工业化计算机系统与控制操作台构成。中央监控站可实施对集散控制系统的离线配置、在线监控、维护与组态工作等管理。一旦操作站或中央监控站发生故障，其下层控制功能设备仍然可实施独立的控制，确保系统的安全可靠性。现场总线系统控制主体由智能现场设备、监控组态与现场总线三部分构成，其核心在于现场总线控制技术。与DCS系统相比，现场总线控制技术的可靠、实时、成本低、便利使用等特征令其在现场层实现了广泛的应用，并令DCS系统控制中遗留的各类问题得到了良好的解决，该系统技术由信号、通信到系统标准，从结构体系、设计方式、调试安装再到产品结构均实现了革命性变革。其实际上属于仪表工业技术、控制技术与网络技术三类完善结合的产物。也就是说在制造与过程控制由设备分立发展为设备共享、在工业仪表由简单结构发展为智能化仪表、计算机网络拓展至传感器与执行器时，几类分支技术则呈现必然的结合趋势。因此以现场总线为中心的总线控制系统必然成为今后工业生产实践的核心部分，令传统DCS系统被取代并发展成为第五代智能化过程控制结构体系。当前该类现场总线控制结构系统形式已逐步得到了人们的认可并实现了科学发展，我们可在建筑楼宇自动化系统中科学采用该类结构，令其成为未来建筑楼宇自动化系统高效应用与全面发展的主流方向。
4、结语
信息时代，随着人们物质文化生活水平的不断提升，其对各类建筑楼宇的人性化使用功能需求越来越丰富，加之各类现代化信息技术的持续更新发展令由通信技术、自动化控制技术与计算机网络技术构建的建筑楼宇自动化控制系统得到了广泛的应用。基于这一良好发展态势我们只有深入了解智能建筑内涵、科学层次结构、自动化控制系统楼宇建筑的构成、网络结构，才能发挥其自动化控制优势并真正创设出智能化、精品化、科技化的优质建筑楼宇，促进建筑行业实现可持续的全面发展。
[参考文献]
