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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能建筑與樓宇自動化,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:TU198 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)19-0009-02
智能建筑系統是由計算機網絡將各個不同的獨立系統綜合在一起的大系統,也就是說,計算機技術、通信技術、網絡技術實現了樓宇內的各個物理設備的有機統一,可以高速地傳輸樓宇內的語音、圖像、數據、視頻數據。而樓宇自動化系統是整個建筑物的核心子系統,計算機技術、通信技術、網絡技術也主要應用于這一子系統中。計算機技術、通信技術、網絡技術在樓宇自動化系統中的應用,使其可以監控建筑物內的能源使用、交通、安全設施以及環境狀況,給人提供一個安全可靠、節約能源、舒適宜人的生活和工作環境。
1 樓宇自動化系統的定義
樓宇自動化系統又叫建筑設備自動化系統,它主要包括暖通空調、供配電、照明、消防、給排水、電梯、安全防范等子系統。樓宇自動化系統通過最優化的控制手段分析、處理各種機電設備的信息,實現對各系統設備的集中監控與管理的目的,從而使各子系統能夠高效、有序的運行,給人提供一個高效、安全、舒適的生活和工作環境。
2 樓宇自動化系統的組成、基本功能和原理
2.1 樓宇自動化系統的組成
建筑設備自動化系統即樓宇自動化系統一般由暖通空調、供配電、照明、消防、給排水、電梯、安全防范等子系統組成。樓宇自動化系統更夠給客戶提供一個安全、舒適、高效的生活和工作環境,并能保證建筑大系統經濟的運行和智能化管理。廣義的樓宇自動化系統應包括保安自動化和消防自動化,由于保安自動化與消防自動化是相對獨立的,所以可以考慮獨立設置保安與消防自動化子系統,但同時也要建立樓宇自動化系統監控中心與之的通信聯系,以便發生災情時,轉移操作權,實現一體化的協調控制。
2.2 樓宇自動化系統的基本功能
樓宇自動化系統的主要目的是通過計算機技術實現對建筑內的各種機電設備的全面監控和集中管理,從而為建筑用戶提供良好的生活與工作環境,方便建筑管理者進行管理,減少建筑物的能耗和減少管理費用。其基本功能包括:①對各種機電設備的運行狀態進行監視控制,控制其起或停;②自動檢測并顯示各種機電設備的運行參數、變化趨勢、歷史數據,供管理者查詢或打印;③外界條件、環境因素、負載情況發生變化時,自動調節各種設備運行狀態,以保證其始終處于最佳的運行狀態;④自動監測各種意外、突發事件,并進行及時有效的處理;⑤協調控制、統一管理建筑物內的各種機電設備,使之有條不紊地運行;⑥自動計量建筑物內用戶的水、電、氣等費用,實現能源管理的自動化;⑦對設備的檔案、運行報表和維修等進行管理。
2.3 樓宇自動化控制系統的原理
樓宇自動化控制系統采用了以現代控制理論為基礎的集散型計算機控制系統,它也叫分布式控制系統,英文名為Distributed control systems,簡稱DCS。微型計算機控制裝置分布在現場被空設備處,具有對被控設備進行實時的檢測和控制的功能,分布式控制系統利用了微型計算機的這一功能,因此表現出“集中管理分散控制”的特征,克服了具有危險性高度集中的計算機集中控制的不足,此外,還克服了常規儀表控制功能單一的缺陷性。為了延長設備的使用壽命、提高設備的利用率、降低能源消耗,就要系統地管理有關聯的設備,發揮設備的整體優勢和潛力。基于這一點考慮,在中央控制的中央管理計算機上相應的安裝了管理軟件,從而減輕維護人員的勞動強度,降低所需的工時數量。另外,中央管理計算機還具有CRT顯示、打印輸出、軟件管理和強大的數字通信功能,可以完成顯示、打印、報警、優化控制等任務,克服了常規儀表控制下的人機聯系困難的缺點,從而實現對機電設備的統一管理,使得設備始終處于最佳的運行狀態,降低了設備運行成本。
3 我國樓宇自動化系統的應用現狀與前景
3.1 我國樓宇自動化系統的應用現狀
從我國樓宇自動化系統建設和應用的現狀來看,我國智能建筑發展仍處于初始階段,與國外相比,其應用水平相當低,系統的控制性能還沒有得到優化,各系統接口處的系統還沒有實現自動化操作,一些偏遠地區,甚至還沒有實現樓宇自動化系統的接通。主要表現在以下幾個方面。
1)市場上流行的智能建筑樓控系統產品還是國外的一些著名品牌,我國的智能建筑樓控系統產品開發較少,沒有占領智能建筑樓控系統的市場。除此之外,我國對空調系統的控制本質以及控制策略的研究深度不夠,缺乏內涵。
2)隨著經濟的發展和技術的進步,我國有一些建筑引入了樓宇自動化控制系統技術,但只是實現了樓宇自控系統技術的應用的第一個層次,即只是簡單地滿足了人們對建筑物安全、舒適的要求。
我國公共建筑的發展水平分為三個階段,第一階段也是最低的層次是在建筑中接通樓宇自控系統,使建筑內的設備管理系統正常的運行,從而滿足人們對建筑物安全、舒適的功能性需求。第二階段要引進國外先進技術,優化樓宇自動化控制系統的性能,使得系統原設計的功能得到充分的發揮,達到降低能耗和設備運行成本的目的。第三階段加大對樓宇自動化系統技術的科研投入,通過各領域科研人員的技術攻關,使智能建筑樓控系統產品國產化,擁有自主知識產權,達到占領國內市場的最終目的。
3)控制性能沒有得到完全優化。相關數據顯示,我國樓宇自動化系統的控制精度只能達到±2%,且閥門極易反復振蕩。閥門反復振蕩不僅會增加流體的阻力,增加能耗,而且會造成執行機構與閥門的磨損,增加了設備維護的成本。
4)傳感器不能準確地反映建筑物和設備的運行參數與狀態。傳感器是自控系統的首要設備,直接作用與被測對象,所以,傳感器必須具有高準確性、高穩定性和高靈敏度。但事實上,我國樓宇自控系統中至少有10%或更多的傳感器準確性不高。另外,部分傳感器安裝位置有偏差,使得測量精度降低。
5)檢測手段不足。①在熱源檢測方面,對燃料沒有相應的智能檢測手段,如對鍋爐的用氣或用油的檢測。對用戶的用氣采用普通的表具;對用油沒有計量表,只是靠每年的進油量來計算;②沒有智能檢測儀表對樓層空調的能耗情況進行計量,采用精度不足的酒精溫度計測量空調供回水的溫度,因此,無法準確計量水系統的能耗;③樓宇自動化系統中沒有接入智能儀表,不能測量出冷卻塔的運行能耗;④一些供應商常常忽略對冷源離心機組的尋葉開度的監測。
6)缺乏能源管理,節能效果欠佳。盡管每個建筑樓控系統的投標書上都有節能管理的措施,但在實際運行中,沒有一棟樓將節能管理措施落到實處。例如,鍋爐沒有在最佳效率區運行。每臺鍋爐都有一個運行的最佳效率區,鍋爐在這種最佳效率區運行時,其產生的熱效率會達到最高。而在低負荷區運行時,鍋爐內的溫度降低,雖然燃料的使用量有所減少,但燃燒工況較差,不完全燃燒也會增大,降低了燃燒效率。鍋爐處于超負荷區運行時也會增加不完全燃燒,超負荷區設備運行速度加快,對燃料的需求也相應增加,短時間內,燃料無法充分燃燒,效率降低。另外,幾乎所有智能建筑的冷熱源沒有在最佳時機被起動或停止,過早啟動或過晚停止冷熱源都會導致能源的浪費。
3.2 我國樓宇自動化系統的發展前景
現今我國95%的既有建筑都是高耗能建筑,每年要消耗大量的能源,不適合我國低碳社會的發展要求,建筑領域的節能減排勢在必行。另外,21世紀智能建筑高新技術不斷發展,信息網絡技術、無線局域網技術、智能卡技術、可視化技術、控制網絡技術、家庭智能化技術、流動辦公技術、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等都將會被廣泛地應用于智能建筑領域內。以上這些都給樓宇自動化系統帶來了良好的發展機遇,樓宇自動化的內涵也必將隨著技術的發展而不斷變化,可以說,智能建筑中的樓宇自動化系統技術應用前景廣闊。
4 結論
我國樓宇自動化系統滿足了人們的建筑安全、舒適的需求,但在節能方面還有待于完善,在開發中國自己的智能化系統產品還有所欠缺。要想改善我國樓宇自動化系統必須緊跟國際主流技術,加大科研投入,研發具有自主知識產品的智能化系統產品,優化我國樓宇自動化系統,擺脫受制于外的局面,促進我國智能建筑的可持續發展。
參考文獻
[1]徐巖.淺談智能建筑中的樓宇自動化系統[J].智能建筑電氣技術,2010(6).
[2]陳火根,杜立賢.智能建筑中的樓宇自動化控制系統[J].能源工程,2011(6).
[3]趙煒.淺談智能建筑中的樓宇自動化系統技術[J].科技廣場,2012(7).
關鍵詞:智能建筑;樓宇自動化;集成;模式
一、引言
我們知道,智能化建筑是高科技與建筑的巧妙集成,是信息時代的產物,也是現代化建筑的重要發展方向。樓宇自動化系統,作為智能化建筑的重要組成部分,是建筑智能化的根基。使用智能建筑,可以感受其舒適性、高效性、便捷性、安全性和經濟性,故樓宇自動化系統具有巨大的實用價值。
二、樓宇自動化系統的組成及功能
樓宇自動化系統是以集中監視、控制及管理為目的,將建筑物或其內的照明、電力、給排水、空調通風、車庫管理系統等設備或系統構成綜合系統。廣義的樓宇自動化系統BAS一般包含消防自動化系統FAS和安全自動化系統SAS,但這兩種系統較為特殊,所以常把它們獨立設置,并與BAS監控中心建立通信,確保災情發生時能按約定進行操作權轉移,實施一體化的協調控制。
BAS的主要功能是調節、控制建筑的各個設施,并檢測顯示其運行參數,監視它們的運行狀態,根據外界因素、負載變化而自動調節各種設備。BAS與高層建筑節能的關系十分密切,因為建筑物各項能耗的檢測傳感器和儀表是BAS的組成部分,集散控制系統是控制BAS各子系統的主要手段,也是實施節能的媒介。現在發達國家的智能建筑系統大多按照建筑物的使用功能來予以設置,盡管沒有刻意把智能化放在建設目標上,但是智能化系統的裝備技術是先進的,系統的設置是完備的,系統的工程設計是合理的,故系統能夠良好地實現其功能。
三、智能建筑樓宇自動化系統集成
1.系統集成的定義
所謂系統集成,是指通過計算機網絡技術及綜合布線系統,把智能建筑的各個主要子系統從分離的設備、功能和信息等集中于一個統一的、有關聯的和協環境之中,在同一個操作平臺之下運行,使大家能共享資源,能高效地完成規定任務。系統集成后有如下的特征表現:形式上是一個完整的綜合系統;統一管理和控制硬件、軟件及多元化信息的流動;用戶的界面統一化,操作簡單方便;功能齊全、完備,各個子系統派生出許多新功能。
2.系統集成的必要性
(1)系統集成為管理者提供統一的指揮和協調
通過功能模塊設計和軟件編程,智能建筑集成管理軟件可為弱電系統提供聯動邏輯,進而提高全局事件的控制能力,保證人身及設備的安全。
(2)系統集成為高效物業管理提供可能
系統集成利用同一操作系統的計算機平臺,把建筑物的各個子系統進行統一的監控和管理,減少了關聯人員,提高了管理效率,也增強物業管理了對全局事件的控制能力。
(3)開放的數據結構使信息資源得以共享
集成系統的建立提供了一個開放的平臺,這些采集到的各子系統的數據,使信息系統根據功能需要,自由選取其所需,這樣就提高了信息的利用率,發揮出其增值服務的功能。
(4)智能建筑系統的工程建設也需要系統集成
智能建筑系統其實不是各產品與子系統的簡單堆積,而是采用系統工程方法及技術,讓不同廠家的產品充分發揮其功能。這有利于工程建設,減小工程的承包面,方便工程的實施及管理,保證工程進度及質量,降低工程管理費用。
3.系統集成應遵循的原則
(1)可靠性與開放性
應該采取多種措施來建立一個容錯性和可靠性極高的系統,使系統能不間斷、有足夠的延時來應對各種突發事件,以滿足用戶在工作、生活中的個性需求。
當然,因系統集成的過程主要是解決不同產品和系統之間的協議和接口的標準化問題,故在設計系統時,所選用的設備、系統、及軟硬件產品都應符合國家或國際標準,這種標準應是開放式標準,如:靈活性好、可擴展性、兼容性等。
(2)先進性和經濟性
在設計系統和選型產品時,要采用與技術發展潮流相適應的、成熟的新產品,確保前期施工與后續投資的可延續性。當然,因經濟成本是系統集成的重要因素,系統設計者應從用戶需求和系統目標出發,經過反復論證,選取合適的產品,用最小的成本改善環境條件,最大限度地滿足用戶需求。
(3)可擴充性和可管理性
系統的可擴充性由系統結構的合理性決定,模塊化的系統結構有利于功能的擴充及系統升級。對于那些基于網絡平臺的模塊化結構的系統,其集成是一種非常有效的方法。此外,在一個統一的操作界面下,集成系統可以實現信息共享,對跨系統的全局事件進行管理。
4.系統集成模式
系統集成根據投資者的投資狀況與需求可分為以下兩種模式:
(1)建筑物管理系統BMS集成
BMS集成是將相互關聯的、相互獨立的安全防范系統SAS、消防自動化系統FAS、樓宇自動化系統BAS集成到一個統一的運行系統中進行協調管理。BMS能進一步與通信自動化系統CAS、辦公自動化系統OAS間建立更高級的智能建筑綜合管理系統IBMS,進而達到建筑物設備的自動監測與優化控制,使信息資源得以共享。
(2)智能建筑綜合管理系統IBMS集成
IBMS集成是在物理上、邏輯上和功能上把智能建筑內不同功能的子系統連在一起,進而實現信息的綜合化與資源的共享,也即是利用通信技術和計算機網絡,將構成智能建筑的OAS、CAS以及BAS三大要素作為核心,綜合布線系統PDS將數據、語音、圖像和相關監控信號綜合在一起,以PDS為介質,通過建筑內外的PDS和公共通信網,協調各局域網和各子系統之間的協議和接口,將那些分離的功能、設備和信息有機地組合成一個完整的系統。
四、結束語
智能建筑樓宇自動化系統及其集成技術涵蓋了計算機技術、自動控制技術、信息技術以及通訊技術等,它是這些技術的集合體,作為一項規模龐大、跨多門學科的系統工程,雖說其發展的歷史并不長,但隨著新技術的發展,樓宇自動化系統一定會有更新的發展和應用,達到一個新的高度。
參考文獻
智能建筑最近最近幾年在我國發展很快。許多公共設施,高層建筑,甚至住宅小區都要求智能化,智能建筑熱就要到來或已經到來。任何新事物剛一出現人們都有一個認識過程,一旦被人們認識了,很快就會引起一股熱潮,但有熱就會有冷,當熱過了頭的時候就要適當冷一點,否則會像人一樣熱過了頭就會生病。
一、我國智能建筑概況
我國智能建筑開始于80年后期與90年代初,1991年曾派人去當時瑞士能德公司(后改名為蘭吉爾公司,是西門子樓宇科技之金屬公司,其樓宇自控系統S600品牌為蘭吉爾·駟法)進行了技術培訓與學習。隨后便與該公司聯合在國內推廣樓宇自動化系統(BAS)。
1991年開始,我國建成不少智能建筑,但根據有關資料介紹,我國已建成的智能建筑有70%以上運行不正常,上述比例是否正確沒有去分析過,但根據工作中接觸的情況看,至今見到的運行正常,真正達到智能建筑標準的確實為數不多。造成投資浪費現象驚人。國家已經發現了再這樣下去會造成更大的浪費,因此成立了智能建筑專家委員會,開始著手編制有關標準與設計規定,對智能建筑系統集成商進行資質審定工作。
智能建筑運行不正常,可分為以下幾種情況:最嚴重的是系統處于停運狀態,這種項目大都建于90年代初期,通過商訂貨,調試,驗收及培訓工作不完善,后期服務無法保證,出現問題找不到原訂貨商,找到了費用也很高;另一種情況是系統仍在運行,但只能進行顯示與手動控制,這種情況比較多,部分自動控制能正常投入的項目不太多,達到自動控制全部投入運行,實現經濟運行的工程確實不多,只有在近幾年來人們注意了對供貨商或商資質的審查,并對設計、調試、驗收、培訓及后期服務在合同中都作了明確規定之后,情況大有好轉。
造成大量智能建筑不能正常運行的原因是多方面的,有些是對智能建筑定義認識不正確,有些是設計上的原因,有些是供貨商的原因,有些是施工單位的原因。需要進行認真分析,總結經驗,不斷改進。
由于人們對智能建筑的定義認識不正確應該是實際上也不是的智能建筑也稱為智能建筑去宣傳到現場參觀以后,當然就會對智能建筑產生誤解這不僅有損于智能建筑,當然就會對智能建筑運行情況發揮經濟效益與社會效益的調查形成誤導。
電氣施工圖設計不完善也是智能建筑不能正常投入運行的一個重要原因,智能建筑中所涉及到的辦公自動化系統(OAS)通信自動化系統(CAS)與樓宇自動化系統(BAS)都是當前世界上的先進技術,設計單位很難一下掌握,熟悉起來要有一個過程,設計單位對選用系統不熟悉,施工圖設計就相當困難,對每個系統應包括哪些內容,專家都有分歧,因此3A之后,又出現5A,把本來已經包括在樓宇自動化系統(BAS),當然應包括消防自動化系統(SAS)與保安自動化系統(FAS)。國內由于消防部門的要求,消防自動化系統(SAS)要單獨設計,否則有關部門無法審批通過。辦公自動化系統(OAS)與通信自動化系統(CAS)也要求由設計單位來完成設計。這兩個系統施工圖設計與產品的關系比較密切,各個廠家的產品在網結結構、產品功能及價格上判別也比較,施工圖設計如果定了某一家產品,隨著建設周期的拖延,資金的變化等原因,很難按設計圖紙進行訂貨,訂貨一旦有變化,設計就要變化,所以辦公自動化系統(OAS)與通信自動化系統(CAS)施工圖設計只能做到綜合布線,并提出一個概算,由于設計上認識的不統一,加上一個工程設備訂貨往往變化多次,這也是造成智能建筑不能正常運行,影響基本經濟效益與社會效益的正常發揮的一個重要原因。
供貨商及其產品質量也是影響智能建筑正常運行的一個重要因素,運行不正常,不能發揮其經濟效益,造成投資浪費大都指樓宇自動化系統(BAS),因為樓宇自動化系統(BAS)運行不正常往往是無法保證自動控制正常投入運行,或者無法實現工況自動轉換,以有效利用室外新風來節約能源,部分一般夠能保證正常運行,由于不直接影響工作,就引不起業主的高度重視。國內智能建筑中所選用的樓宇自動化系統(BAS)基本上都是國外產品,而且以蘭吉爾、江森與霍尼威爾三大公司的產品為主。國外樓宇自動化系統(BAS)的供貨都是從敏感元件、執行機、閥門、變送器、現場控制站(子站)、網絡 服務器及所有軟件成套供貨,其產品質量是完全可以保證的,但國外供貨商在現場調試,人員培訓,后期服務等方面不能保證,特別在與甲方及施工單位配合上更難做好。設備到貨,有些安裝調試一結束,再進行聯系就相當困難,后期服務費用甲方難以承受,這樣就嚴重影響了樓宇自動化系統(BAS)的正常運行。
現場調試及后期服務問題最近幾年也引起了國外公司的重視,他們有的在國內尋找商或合作伙伴,有的辦事處也開始配備這方面的人員,開始承接工程并負責現場調試與后期服務。所以最近幾年智能建筑的樓宇自動化系統(BAS)正常投運率提高了很多。
二、智能建筑標準的制定
智能化建筑設計標準如何制定,制定之后如何招待是一個值得探討的問題。標準制定出來,大家就要執行,如果標準制定的不合理,制定出來以后大家都不去認真執行也就失去了制定標準的意義。
有些設計單位結合多年設計工作中的經驗,制訂了一個智能建筑設計標準,當地政府還發了文件要求本地區參照執行,這種積極性是值得學習的,但標準出來之后,也引起了許多不同看法。分析其原因主要是大家對智能建筑及其標準的制定理解與認識上差異較大。
市場經濟情況下標準如何制訂,制訂出來以后又如何去執行,這都是一個新問題,有些專家建議標準按建筑面積制定,有些專家建議按行業劃分來制定,有些專家建議按地區劃分來制定,這些都是需要由專家去論證,按建筑面積去制定,建筑面積達不到,但投資允許,實際使用又需要,就不能按標準去設計與施工,建成以后再改造。如果按行業劃分,那么多的省委大樓,市委大樓能否按標準去設計與建設值得討論,按地區劃分來制定問題就更大了,作為出來,讓大家進行分析討論是完全可以的,作為一個政府部門制定出來的標準規定什么地區可以建什么標準的智能化建筑,什么地區不能建什么標準的智能化建筑,可能就不太合適。所以智能化建筑標準的制定如何適應市場經濟的發展要引起標準制定者的高度重視。
三、智能建筑設計規范的制定
設計規范在設計中起到法律的作用,國家制定的設計規范實際上就是建設單位與設計單位必須遵守的法規。安全性在智能化建筑中的位置是非常重要的,沒有安全性,舒適性和實用性都無法保證。安全性包括人身安全與設備安全。智能化建筑人員集中,設備昂貴,安全性就尤為重要,所以智能化建筑必須嚴格遵守設計規范,所以大家都希望智能化建筑的設計規范早日制定。但仔細分析一下智能化建筑的設計規范如何制定,制定出來又如何執行都存在不少問題。
關鍵詞:建筑
智能 集成 自動化
一、前言
智能建筑的概念,在本世紀末誕生于美國。第一幢智能大廈于1984年在美國哈特福德(Hartford)市建成。我國于90年代才起步,但迅猛發展勢頭令世人矚目。隨著計算機控制技術、網絡技術和信息技術的高速發展,樓宇自控領域的技術創新正以迅猛的勢頭不斷發展。樓宇自控系統由獨立的控制子系統向集中化、網絡化、信息化的監控與管理系統發展,實現數據采集、過程控制、流程優化運行管理和信息化的各項功能.
二、智能建筑的發展
1.智能建筑系統分類:
智能建筑系統是樓宇自控系統(BAS) 、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)三者的有機結合-也就是傳統意義上的3A 。樓宇自控系統是一種將建筑物內有關電力、照明、空調通風、給排水、防災等電氣設備進行控制和管理的綜合系統,是智能建筑的重要組成部分。此外,隨著科技的發展,對智能就是的要求不斷提高,像安全防范系統(SAS)和消防自動化系統(FAS)也被納入其中,從而形成了5A體系。最近出現一些房地產商甚至提出保安自動化(SA)等要求。
2.樓宇自動化系統綜述
智能建筑是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物,是未來建筑發展的方向,在智能建筑中樓宇自動化系統是最基本也是最重要的組成部分,樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統,將大樓內部各種機電設備連接到一個控制網絡上,通過網絡及計算機對其進行全自動綜合監視、控制和管理,確保建筑物內的舒適、安全、高效、合理的辦公環境。
3.樓宇自動化控制系統是將建筑設備或系統進行分散控制、集中監視、管理 。樓宇自控系統的神經中樞是通信,采用開放的通信協議與標準是實現系統具有開放性的基本條件之一,使用先進和實用的關鍵技術是架構效能和先進的樓宇控系統的基礎。
4.結構化綜合布線系統
SCS 又稱綜合布線系統(Premises Distribution System 簡稱PDS),它是建筑物或建筑群內部之間的傳輸網絡,。它把建筑物內部的語音交換、智能數據處理設備及其廣義的數據通信設施相互連接起來,并采用必要的設備同建筑物外部數據網絡或電話局線路相連接。在樓宇弱電設計方面,如果名副其實的采用多網合一的綜合布線,可以大大的簡化弱電設計的復雜性和設計、施工成本 。
三、現代樓宇智能化系統的組成
1.火災報警和聯動智能控制系統智能消防控制系統,是以整套防火安全,報警系統。其又可分為4個子系統:火災探測系統、中央控制系統、火災報警系統、滅火聯動系統。
消防智能控制系統通過中央處理器對系統所有部分進行通訊監控,并反饋顯示其故障情況,一旦系統檢測到火警信號后,可以自動執行該程序,并報警通知所有人員。系統對報警信號起確認作用,系統可根據辦公樓內不同場合,將煙感探頭靈敏度設定相應的轉換。
2.照明智能控制系統
包括工作照明、事故照明、斷電應急燈等特殊照明,主要功能有控制各樓層門廳及樓梯照明定時開關;控制室外燈定時開關;控制停車場照明定時開關;顯示障礙燈狀態及故障警報燈的開啟;控制事故應急照明;監測照明設備的運行狀態等。
3.通信網絡系統
通信網絡系統是保證建筑物內語音、數據、圖像傳輸的基礎上, 同時與外部通信網( 如電話網、數據網、計算機網、衛星以及廣電網) 相連, 確保信息暢通。通信網絡系統主要由程控數字用戶交換機網和有線電視網兩大網構成 。
4.通風空調控制子系統
包括空調及冷熱源、通風環境監測與控制等,主要作用是監測空調機組運行狀態;測量空調機組運行參數;控制空調機組的開關時間;控制空調機組預定程序;監測新風機組狀態;控制新風機組的開關時間;控制新風機組預定程序;監測和控制排風機組;控制能源系統工作的工作狀態等。
5.停車庫自動化子系統
機動車是現代社會的重要交通工具。隨著人們生活水平的提高, 公寓停車管理越來越迫切地成為擺在公寓管理者面前的課題。根據工程具體情況和建設方要求, 現代的停車庫智能系統通常由出入讀卡器、自動開門機、探測器、控制器等設備組成, 同時配備圖象對比系統
6.變配電控制子系統
包括高壓配電、變電、低壓配電、應急發電等,主要功能有監視變電設備各高低壓主開關動作狀況及故障報警;自動檢測供配電設備運行狀態及參數;監理各機房供電狀態;控制各機房設備供電;自動控制停電復電;控制應急電源供電順序等。
四、系統集成設計總結
系統集成設計一般應遵循以下的原則:(1) 開放性 (2) 模塊化 (3) 互連性 (4) 可管理性 (5) 先進性 (6) 經濟性 (7) 高效率 (8) 可靠性
五、結語
現在國內智能化建筑選用的設備大部分都從國外進口。但近幾年來我國計算機系統技術水平與產品質量提高的也非常快,完全可以滿足一些中小型智能化建筑的使用要求,相信在不久的將來,智能建筑一定能發展興盛起來。
參考文獻
[1]高素萍.樓宇自控系統的專業化與系統集成.樓宇自動化.2007年第8期
[2]邱雪松.樓宇自動化系統在柳鋼綜合大樓的應用.柳鋼科技.2008年第4期
關鍵詞:智能建筑;樓宇自動化;中央監控;集散控制;開放式集散;網絡集成
一、關于智能建筑
智能建筑是信息時代的必然產物,建筑物智能化程度隨科學技術的發展而逐步提高。當今世界科學技術發展的主要標志是4C技術(即Computer計算機技術、Contro控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)。將4C技術綜合應用于建筑物之中,在建筑物內建立一個計算機綜合網絡,使建筑物智能化。4C技術僅僅是智能建筑的結構化和系統化。
智能建筑應當是:
“通過對建筑物的4個基本要素,即結構、系統、服務和管理,以及它們之間的內在聯系,以最優化的設計, 提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能建筑物能夠幫助大廈的主人,財產的管理者和擁有者等意識到,他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。”
二、樓宇自動化系統簡介
樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統(Buiding Automation System簡稱BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任務是對建筑物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。
三、樓宇自動化系統的作用、組成與基本功能:
樓宇自動化系統(BAS)作用是對整個建筑的所有公用機電設備,包括建筑的中央空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統,進行集中監測和遙控來提高建筑的管理水平,降低設備故障率,減少維護及營運成本。
建筑設備自動化系統組成通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統。根據我國行業標準,BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下,這兩個子系統宜一同納入BAS考慮,如將消防與安全防范子系統獨立設置,也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時,能夠按照約定實現操作權轉移,進行一體化的協調控制。
建筑設備自動化系統的基本功能可以歸納如下:
(1)自動監視并控制各種機電設備的起、停,顯示或打印當前運轉狀態。
(2)自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。
(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使之始終運行于最佳狀態。
(4)監測并及時處理各種意外、突發事件。
(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
(6)能源管理:水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。
(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。
四、樓宇自動化控制系統的原理
樓控系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統,也稱分布式控制系統(Distributedcontro systems簡稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在現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字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務,避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點,保證設備在最佳狀態下運行。
五、樓宇自動化系統設備的發展歷史及相關產品簡介
樓宇設備自動化系統到目前為止已經歷了四代產品:
第一代:CCMS中央監控系統(20世紀70年代產品)
BAS從儀表系統發展成計算機系統,采用計算機鍵盤和CRT構成中央站,打印機代替了記錄儀表,散設于建筑物各處的信息采集站DGP(連接著傳感器和執行器等設備)通過總線與中央站連接在一起組成中央監控型自動化系統。DGP分站的功能只是上傳現場設備信息,下達中央站的控制命令。一臺中央計算機操縱著整個系統的工作。中央站采集各分站信息,作出決策,完成全部設備的控制,中央站根據采集的信息和能量計測數據完成節能控制和調節。
第二代:DCS集散控制系統(20世紀80年代產品)
隨著微處理機技術的發展和成本降低,DGP分站安裝了CPU,發展成直接數字控制器DDC。配有微處理機芯片的DDC分站,可以獨立完成所有控制工作,具有完善的控制、顯示功能,進行節能管理,可以連接打印機、安裝人機接口等。BAS由4級組成,分別是現場、分站、中央站、管理系統。集散系統的主要特點是只有中央站和分站兩類接點,中央站完成監視,分站完成控制,分站完全自治,與中央站無關,保證了系統的可靠性。
第三代:開放式集散系統(20世紀90年代產品)
隨著現場總線技術的發展,DDC分站連接傳感器、執行器的輸入輸出模塊,應用ON現場總線,從分內部走向設備現場,形成分布式輸入輸出現場網絡層,從而使系統的配置更加靈活,由于onWorks技術的開放性,也使分站具有了一定程度的開放規模。BAS控制網絡就形成了3層結構,分別是管理層(中央站)、自動化層(DDC分站)和現場網絡層(ON)。
第四代:網絡集成系統(21世紀產品)
隨著企業網Intranet建立,建筑設備自動化系統必然采用Web技術,并力求在企業網中占據重要位置,BAS中央站嵌入Web服務器,融合Web功能,以網頁形式為工作模式,使BAS與Intranet成為一體系統。
網絡集成系統(EDI)是采用Web技術的建筑設備自動化系統,它有一組包含保安系統、機電設備系統和防火系統的管理
軟件。
EBI系統從不同層次的需要出發提供各種完善的開放技術,實現各個層次的集成,從現場層、自動化層到管理層。EBI系統完成了管理系統和控制系統的一體化。
目前,規模和影響較大的樓宇設備供應公司有美國霍尼維爾公司、江森公司、KMC公司、德國西門子公司等。
關鍵詞:智能建筑;自動化控制技術;電氣自動化
智能建筑的優勢日益突出,增加了其受重視程度。國內部分施工單位不具有相應智能建筑的施工資質,導致智能化發展緩慢,對應樓宇、消防、自動化系統無法全面匹配,整體調度控制方面無法滿足實際需求,降低了業主滿意度。主要原因在于技術手段落后,無法充分落實智能建筑全新理念。現代城市化發展較快,對應智能建筑的功能日趨完善,增加自動化技術的分析研究具有重大意義。
1智能建筑自動化控制技術的概述
智能建筑是在傳統建筑體基礎之上,進行現代電氣自動化、計算機通信、便捷通信等方法的設計,保證建筑體提供功能齊全、舒適便捷、管理維護高效的新體系,是未來建筑發展的必然趨勢。可全面滿足當代社會工作、生產、生活的基本需求,提高生活效率,降低維護成本。自動化控制技術在各行業中的應用日益頻繁,如工業、農業、軍事行業等。借助自動控制技術可免去大量人為參與等行為,根據相應設置參數、設備特點進行裝置自動運行設置。促進現代科技的應用發展,同時借助新科技不斷升級自動化控制技術,據報道,現階段,自動化控制技術逐漸朝著以模糊邏輯、專家系統、遺傳算法等為主的智能控制方向發展。
2弱點技術與智能建筑的關系分析
智能建筑中,弱電設備較多,一般將弱電系統視為智能建筑的核心部分。現代智能建筑包括通信、自動控制、綜合布線等方面,如圖1所示。圖1智能建筑構成要素示意圖圖1中可以分析得出,自動控制、計算機作為主要部分,對智能建筑的綜合控制影響較大,可提高內部軟件配置等級水平,提高建筑體功能服務的全面合理性。其中弱電技術是智能建筑的主要載體,借助建筑內部信息進行處理控制,提高傳感設備、信息通信的實際運營效率,實現智能管理。且推進對應圖像處理、集成控制能力,帶動智能建筑的功能日趨完善。
3自動控制技術的應用分析
3.1通信自動化
智能建筑的通信系統是維持樓宇正常通信功能的關鍵,同時可實現圖像傳輸、外部通訊等功能。整個系統需要從實際用戶需求角度出發進行設計,保證智能化、科學化、人性化發展。支持多種形式的數據傳輸,如文本、圖像、視頻等。通信系統一般包括固話通信、移動通信功能,這是用戶基本需求,在移動通信普遍盛行的今天,固話的地位仍然很重要。語音通訊系統能夠及時呼叫用戶所在單位,多媒體通信系統通過電話網,分組數據網等介入,服務于辦公系統,視訊系統也是重要的子系統,樓宇辦公,監控,用戶通信都需要這個功能,電視通訊系統和公共廣播系統則屬于基礎設施,公共廣播系統則包括視頻點播,同聲翻譯等。所有通訊系統共同維持建筑內部和內外部之間的正常通信。
3.2樓宇自動化
樓宇自動化是指樓宇中電力設備,如電梯、水泵、風機、空調等,其主要工作性質是強電驅動。通常這些設備是開放性的工作狀態,也就是說沒有形成一個閉環回路。樓宇自動化是智能樓宇的一部分,利用計算機等控制設備實現對各種系統的信息采集和自動控制,主要包括:空調/新風系統、冷/熱源系統、變/配電系統、給/排水系統、送/排風系統、照明系統、電梯系統等。樓宇自動化系統采用分散控制集中管理的機制,分散控制器通常采用DDC,主要目的是將建筑內部各種自動化設備進行分析,處理并且采用智能化控制手段,營造溫馨舒適的生活空間,同時降低系統運行的資源消耗、實現良好的經濟效益,保證設計合理性、管理先進性、回收可執行性的操作控制。樓宇自動化屬于智能建筑中技術要求較高的部分,需要保證對應設備的運行穩定,其設計等級、使用水平與建筑結構智能化控制相關度較高。此外,樓宇自動控制還需進行集成設計考慮,原因在于樓宇自動相關設備的功能實現、維護管理需要建立相應的數據庫平臺,保證設備故障、維修等全面登記。可根據設備運行維護規律進行相應預定方法,保證維修處理的高效性。
3.3辦公自動化
辦公自動化系統,就是集辦公和管理于一身的系統,是利用計算機技術,全面的收集、處理辦公信息,辦公自動化是提高企業,事業單位工作效率的必然,因為電腦網絡的普及,以前很多繁雜的工作,通過使用office辦公軟件,實現辦公自動化,讓企業快速發展起來。目前我國基本實現計算機的應用,大多數都是依靠計算機的管理來自動運行。但辦公自動化水平比較低,主要設備就是傳真機,復印機,企業內部局域網等通訊設施。辦公自動化控制中需要注意便捷性特點,相關設備操作簡單、技術方法便于理解,可提高辦公設備的實際應用程度,對應辦公設計的相關軟件需要具有人性化特點,滿足大部分人群的使用習慣為宜。此外,還需具有較強使用性,尤其是使用頻率高的系統,避免重復使用導致的系統不穩、甚至系統癱瘓,不可過多依賴于硬件設施,需要充分加強網絡技術優化實現對系統配置的最優化調整。再者,開放性,例如微軟的辦公軟件套裝都可以關聯使用,系統軟件要具備關聯性,能夠配合其他子系統或者軟件共同完成辦公目的,要采用整合性和兼容性強的架構作為基礎技術框架開發相關系統。辦公自動化系統也要具備嚴密性和實用性,盡量滿足用戶實際需求,改變辦公方式、提高辦公效率、節約傳統溝通的鴻溝,便于其快速高效完成辦公作業內容。
3.4保安自動化
智能建筑中需要注重安全管理等方面的影響,傳統小區管理過于依賴人工操作,隱患多、危害大、安全性低,已經引起社會大眾的關注。智能建筑中借助電子設備、網絡技術實現了先進科學的保安自動化。包括身份識別系統,監控系統,火警和防盜警報系統,系統自身內部網絡要建立防火墻等安全措施,方式外部人員進入內網,而內網要留有和公安系統等安全部門的接口。一旦危險發生即可瞬間觸動警報,及時提醒住戶并實現報警操作,門崗管理、房門安全管理借助身份識別提高安全等級,如指紋識別等。車輛管理中,可借助射頻設備實現控制,避免陌生車輛的隨意進出,帶來不必要的危險。
3.5消防自動化
智能建筑中,火災發生危害度高,內部設備、管線的安全等級較差,需要重點進行消防自動化處理控制,關鍵部位較多,如機房設施需要加強阻燃材料、探測報警體系、火災信息傳輸體系等。各類系統設計需要充分考慮防火、滅火的實際能力。消防自動化控制可提高滅火、報警的實際操作能力,便于快速實現人群操作、高效指揮的目的。
4結束語
綜上分析,智能建筑的應用較為先進,具有人性化、合理化、安全舒適的優勢,在未來建筑行業中應用前景廣泛,加強現代智能建筑中自動控制技術的優化調整具有重大現實意義。現代智能建筑中,自動化控制已經成為不可或缺的部分,對整體功能管理和安全管理的重要性極大,必須加強對自動控制技術的研發,提高新技術、新材料在現代建筑的應用,帶動社會建筑行業的長期穩定發展。
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關鍵詞:樓宇自動化控制網絡現場總線控制系統以太網樓宇自動化系統
目前日益流行的智能建筑(InteUigentBuidings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物,是信息社會的需要,也是未來建筑發展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(BuidingAutomationsystem,縮寫為BAS)、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)三大系統組成。其中,樓宇自動化系統是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統,將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上,通過網絡對其進行綜合的控制,這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境,同時實現高效節能的要求。
一、現場控制系統FCS的出現以及在樓宇自控中的應用
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,出現了由多個計算機遞階構成的集中、分散相結合的分布式控制系統(DistributedControlSystem,簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統。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字混合控制系統,這種系統較以前的各種控制系統有了較大的進步。DCS在工業自動化控制領域獲得了廣泛的應用,也開始應用到樓宇自動化控制領域。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)系統封閉。各廠家的產品自成系統,系統封閉、不開放,難以實現產品的互換與互操作以及組成更大范圍的網絡系統。
上個世紀90年代以來,隨著控制技術、計算機技術、通信技術的發展,出現了基于現場總線的控制系統(FCS),FCS克服了DCS的缺點,它是一種全數字化的、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。目前,現場總線技術已經成為自動化技術中的一個熱點,備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注。FCS極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量,使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統的DCS(分布式控制系統)相比,FCS具有可靠性高、可維護性好、成本低、實時性好、實現了控制管理一體化的結構體系等優點。現場總線的出現,為工業自動化帶來了一場深層次的革命,從而開創了工業自動控制的新紀元,被譽為自動化領域的計算機局域網。鑒于FCS的許多優點,控制專家們紛紛預言“FCS將取代DCS成為2l世紀控制系統的主流。”現在,FCS已經被應用到樓宇自動化控制領域。
1.1應用于樓字自動化領域的幾種現場總線
由于誘人的市場商機和不同的應用領域的存在,世界一些大公司或公司聯盟紛紛提出自己的現場總線協議標準。據不完全統計,目前國際上有40種宣稱為開放型的現場總線標準。這些協議根據國際標準化組織(ISO)的計算機網絡開放式互連系統的OSI參考模型來制定的。大多數現場總線只是用其中的一、二和七層協議。于是現場總線呈現雜亂紛呈的局面。在這些現場總線中不乏優異的現場總線,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等現場總線在樓宇自動化領域獲得了、較廣泛的應用。盡管基于現場總線的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:多種現場總線并存而互不兼容,導致FCS的可互操作性只能在同一種現場總線系統中實現。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(Local0penationNetworks)技術,又稱Lonworks技術。
它得到了眾多計算機廠家、系統集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持,已經在樓宇自動化、工業自動化、電力系統供配、消防監控、停車場管理等領域獲得廣泛應用。具體地說LonWorks具有以下優點:
①網絡結構靈活、組網方便。它支持多種網絡拓撲形式,包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等,這樣可適應復雜的現場環境,方便現場布線;
②支持多種傳輸介質。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,最大傳輸距離由網絡拓撲形式和傳輸介質決定,一般可從500m到2700m。可接人的節點最多為32385個;
③完善的玨發工具。提供完善的系統開發環境,采用開放的NEURONC語言,它是ANSIC語言的擴展;
④無主的網絡系統。LonWorks網絡中各節點的地位相同,網絡管理可設在任一節點處,并可安裝多個網絡管理器;
⑤開發LonWorks網絡節點的時間較短,也易于維護。LonWorks采用的LonTalk協議固化在Echelon公司的Neuron芯片中,這樣可以節省開發LonWorks網絡節點的時間,也方便維護。
同其它現場總線一樣,LonWorks也有自身的缺點。首先,LonWorks的實時性、處理大量數據的能力有些欠缺;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疑。盡管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領域獲得了廣泛的應用。世界上有2萬多家OEM廠商生產LonWorks相關產品,其中種類已達3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個LonWorks節點,LonT~k協議也被接納為歐洲CENTC247、CENTC205的一部分。自1996年以來,LonWorks也開始在國內獲得大量的應用。在建設部的支持下,國內一些研究所和企業開始陸續開發出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統,并在一些新建智能大廈和建設部智能化小區試點工程中得到應用。
(2)BACnet
BACnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網絡的數據通信協議。它代表了智能建筑發展的主流趨勢。BAcnet不是軟件或硬件,也不是固件,嚴格地說,BAcnet并不是現場總線,而是一種網絡協議,即通信規則。為不同商家產品的系統之間進行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細闡述了系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通信介質、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規則。BACnet采用了Etherent、ARC-->、MS/TP、PTP、LonTalk五種網絡技術進行通信。可根據系統通信是和通信速度選擇不同的網絡技術。相對其它現場總線,BACnet標準最大的優點是可以與Etherent、LonWorks等網絡進行無縫集成。不過BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統相互間的通訊問題設計,并不太適用于智能傳感器、執行器等末端設備。BACnet標準已在全球得到了廣泛的應用,全球生產和經營樓宇設備和樓宇自控設備的主要廠商均支持BACnet標準。BACnet在不到10年的時間內就從一個行業學會標準迅速成為樓宇自控領域中唯一的ISO標準。雖然我國是WTO和ISO成員國,但是BACnet在我國建筑領域中的應用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的BACnet產品和技術也基本上全部是從國外引進的,還沒有真正意義上的國產化BACnet相關產品。
(3)CAN
CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監控控制系統設計提出的,現在它已經成為一種國際標準,在電力、石化、空調、建筑等行業均有應用。CAN具有以下優點:
①采用8字節的短幀傳送,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,節點會自動離線,避免影響總線上其它節點;
③采用無損壞的仲裁技術;
(4)CAN芯片不但價格低而且供應商多。
CAN缺點是:CAN總線上最多可掛接110個節點,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,相對其它一些現場總線,CAN總線技術比較簡單,CAN相關產品的開發費用也遠遠低于其它現場總線技術產品的開發費用。因此,很早國內就有一些企業推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關產品。如獅島、索龍集團開發出了$2000樓宇自控系統。
(5)EIB
EIB是歐洲安裝總線(EuropeanInstallationBus)的縮寫。它在1990年被提出,經過十多年的發展,成為歐洲最有影響的建筑智能化現場總線標準,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域,并在上海同濟大學建立了EIB認證技術培訓中心。在短短的幾年里,國內的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調等控制和安防系統方面獲得了廣泛應用,如廈門國際會展中心、大連國貿中心、浙江人民大會堂等。國內的EIB項目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。
二、以太網開始進入樓宇自控領域
以太網發展至今已有20年歷程,作為局域網組網的主要技術,以其簡單、價廉、高帶寬、維護方便以及不斷發展等優點一直在局域網領域中牢牢占據著統治地位。近年來,以太網技術獲得了快速地發展。交換型和全雙功以太網的出現,克服了傳統以太網的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸的弱點,實現了站點獨占傳輸媒體并同時收發數據,也減少了網絡上的數據碰撞。以太網的標準不斷更新和擴展,目前的以太網不僅在物理層(包括拓撲結構、傳輸速率、傳輸媒體),并且在數據鏈路層與原來的傳統以太網標準有了很大的進步,以太網標準系列已擴展成20余個。現在已太網不但由局域網向著接入網和城域網領域發展,同時開始進入工業控制和樓宇自控領域。新的IEEE802.3af標準開始對以太網供電作出了規定,它消除了以太網技術進入現場控制領域的一個嚴重障礙。目前,3Com、華為、DLINK等公司開始提供符合IEEE802.3af標準的交換機產品。另外,一些現場總線的協會或組織也開始提出基于其現場總線的開放式以太網標準,即工業以太網標準,如ODVA(開放DeviceNet供貨商協會)和CI(ContolNet國際組織)的EtherNet/IP標準、FF(現場總線基金會)的HSE(Hig}lSpeedEthemet,高速以太網)、Profibus國際組織的ProfiNet。支持這些工業以太網標準的交換機、網卡等產品也開始出現,如MOXA公司的EDS-508系列工業以太網交換機(支持EtherNet/IP)、北京航天華輝自動化技術有限公司的AnyBus-SIO/100M(支持Ethemet/IP和Modbus/TCP)等。美國VDC(VentureDevelopmentCorp.)調查報告指出,Ethemet在工業控制領域中的應用將越來越廣泛,市場占有率將從2000年的ll%增加到2009年的23%。
伴隨著以太網技術在工業控制領域的成功應用,以太網技術也必將越來越多地滲透到樓宇自控領域。目前,以太網多用于基于現場總線的樓宇自控網絡集成到智能建筑中的信息網(如圖l所示),在一些新開發的樓宇自控系統中,以太網直接進入了控制層,如北京樓宇自動化中心開發的基于以太網的ENC-2001IP智能建筑測控系統。ENC-200liP控制系統的結構如圖2所示。一般的空調、照明等系統通過ENC參量控制模塊集成到以太網上;帶有RS232或RS485接口的系統通過網關轉換模塊集成到以太網上;IP電話以及IP攝像機直接連接到以太網上。
在樓宇自控網絡中采用基于現場總線的FCS的優點是:
①可靠性、實時性好。現場總線為工業控制設計
樓宇自控網絡集成到信息網的,有屏蔽、接地與防爆等措施,同時其實時性也比采用CSMA/CD的以太網的時實性好;
②用戶的投資成本低。現在,開放的現場總線技術已經比較成熟,有很多公司提供的相關產品可供選擇。其缺點是:實現現場總線無縫接人以太網復雜,當多種現場總線共存在一個系統中時,集成起來更復雜,系統的擴展性差。
在樓宇自控網絡中采用以太網的優點是:實現了從管理層(信息網)到現場設備控制層(控制網)的“一網到底”,即實現人們期望的通信協議的兼容和統一;這樣系統擴展起來也比較方便;與智能建筑中其它系統(信息網通信自動化系統和辦公自動化系統)集成起來更加容易。其缺點是:首先,目前開發基于以太網的控制系統產品的難度較大,開發費用和成本相對還是較高,用戶可以選擇的廠商也很有限,壟斷利潤較高,研發成本還沒有被消化,這些都導致產品價格過高。其次,以太網的實時性、可靠性等方面還有待進一步完善。
三、結束語
就目前而言,不管是應用在樓宇自控網絡中的基于現場總線的FCS還是以太網,都有其優點和缺點。隨著時間的推移和技術的進步,它們也必將會被進一步完善。據統計,我國目前有從事樓宇自動化業務的企業3000家以上,產品供應商約3000家。另外,隨著我國紹濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高,建筑和社區的數字化建設正在興起,FCS和以太網都必將在樓宇自控領域中獲得更廣泛的應用,在今后相當長的時間內,兩者在競爭的同時也將繼續并存。
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關鍵詞:樓宇自動化 設計 應用
建筑行業的不斷發展,人們對生活品質的要求也逐漸增高,樓宇自動化系統為建筑的使用者提供一個安全、舒適、高效的生活環境,在現代建筑中得以廣泛運用。樓宇自動化系統是智能建筑的重要組成部門,主要提供建筑群內部的監控與管理服務,全面優化設備的運行與管理,不斷降低運營費用。樓宇自動化系統涉及建筑物內部的防災、照明、通風、空調等設備的運行,設計任務與施工工程量都較大,它的設計與施工水平直接影響這個建筑系統的質量與功能。
一、 樓宇自動化系統的組成及其關鍵功能
樓宇自動化系統也稱為建筑設備自動化系統,是現代建筑物不可或缺的重要組成部分,樓宇自動化系統對建筑物內部能源使用、交通、環境狀況進行實時的監測與控制,為建筑物的使用者提供較為安全、可靠地內部居住環境。樓宇自動化系統一般包括照明、消防、排水、供配電等子系統,按照不同的行業標準,樓宇自動化系統具有不同的分類標準,但是其基本功能大致可以進行如何歸納:進行能源管理,實現內部水電氣等費用的計量,進行能源的自動化管理;顯示、自動檢測各種機電設備的歷史數據、變化趨勢等;對各種機電設備的起、停等運行狀態進行自動監視;依據內外部環境的變化自動對設備進行調節,使設備處于最佳運行狀態;及時監測與處理各種突發狀況;根據設備的運行情況,進行設備報表與設備維修管理工作。樓宇自動化系統是采用現代的控制理論,利用計算機控制系統對系統內部進行集中管理分散控制。
二、樓宇自動化系統的設計路徑
(一)編制監控總表
建筑系統中樓宇自動化系統一般采用的是一種集散型的系統結構,這種系統結構需要準確的對現場控制分站進行劃分,從工程實際出發確定子系統的功能,具體編制監控總表的目的是為分站選型提供重要的依據,同時確定系統的軟硬件配制,劃分重要的通信信道。完整的監控總表既要包括設備的名稱、容量與編號,還需要對控制盤進行編號,確定設備的安裝部位,同時對監控點的所屬類型進行劃分,具體在實際運作的過程中,可以對監控總表進行簡化,同時按照設備輸入輸出數目,將編制監控總表提供至分站使用。
(二)系統的分級結構
為了實現對建筑物內部的集中管理與分散控制,需要實施分級系統管理,合理劃分系統架構,實現內部監測與控制。利用現場控制級對現場的數據進行采集,同時實現直接的數字控制、對數字設備進行系統的測試與診斷,這種現場控制設備需要與執行器與傳感器相連,進行相關的記錄工作。而監控級的設計,是對整個系統的運行參數進行監控,一旦出現異常狀態,進行報警顯示,分析原因,做好現場的記錄工作,一般性的監控級結構可以分為操作站與監控站兩個部分,監控站與現場控制器相互連接,保持通信暢通,一旦出現異常,直接將系統狀態數據傳送給操作站。監控層的計算機需要不斷完善其內部軟件,同時保證內部硬件的可靠性。而管理級位于系統的頂部,用來協調子系統的正常運行,在經濟層面、技術層面以及人事層面發揮著重要的協調作用,能夠促使系統信息的最優化,保證系統結構的完整性。
(三)選擇恰當的通信協議
系統是由各個不同的部分組成,必須要選擇恰當的通信協議將不同部分組成一個完整的系統,這種連接不是簡單地電氣設備連接,而是在保證各個部分通信功能的基礎上進行連接。一般的樓宇自動化系統由專門的設備處理功能機設備的控制系統組成,很多建筑物都采用各自專門的數據通信方式,缺乏協調性,建議采用專門的數據通信協議。標準的數據通信協議包括四個層次的內容,即物理層、網絡層、數據鏈路層、應用層。物理層做好設備之間的物理連接,傳輸載波信號,而網絡層則將全局的地址解釋為局部的地址,協調不同網絡之間的差異、進行流量控制。數據鏈路層負責將數據進行分層,同時對一些流量進行控制,做好錯誤的校正工作。應用層提供不同程序所需要的通信服務,利用應用程序可以實現樓宇自動化系統的全面監控。
(四)實現現場控制
樓宇自動化系統需要實現現場控制單元與被控的對象相互的連接,同時在不同的集散控制系統中,現場控制單元的名稱也在差異。現場控制單元主要安裝在控制現場,同時還需要接收上級監控站傳送過來的命令。現場控制單元作為一個獨立控制的單元,應當由輸入輸出通道、處理器以及接口電路等重要部位組成,進行詳細的設計。在多年的工作實際中,發現,現場控制單元面臨的最大問題就是干擾問題,受外部信號或者外部環境的影響,會對系統的正常運行功能造成影響,需要采用有效的抗干擾措施。采用交流濾波或者是變壓器對電源進行隔離,也可采用開關電源,避免工業電源引入的干擾。采用隔離措施,利用光電耦合器件隔離,實現各個環節相互絕緣,削減高頻干擾的信號源。為了更好地實現現場控制,還需要采用電磁屏蔽,根據施工現場的狀況進行相應的硬件安裝。
三、 某大廈的樓宇自動化設計及應用
(一)大廈基本情況
新世界大廈是一幢集大型商場和寫字樓于一體的現代化建筑。整幢樓宇三十二層,由26層主塔樓、10層副塔樓、四層群樓商場及2層地庫停車場組合而成,總建筑面積約9萬平方米。作者參與了該工程部分項目的系統設計,本章將就該項目的具體技術方案設計與實施進行研究。新世界大廈是一座集物流、商流、信息流、資金流為一體的現代化綜合性建筑,采用目前世界上先進的科學和資訊技術,創造一個高度安全、優雅舒適和方便快捷的內部環境,實現智能樓宇系統“更安全、更舒適、更經濟、高效率、可擴充”的目的。為此,從方案設計開始,就立足于把它建成集綜合布線、樓宇控制、安全監視為一體的現代化智能大樓,以使其能夠達到通信快捷、運行高效、安全節能、舒適溫馨的效果。
(二)該大廈樓宇自動化系統設計及應用
BAS是樓宇智能化的關鍵。因此,設計要求必須采用先進的樓宇自動控制產品,并做到系統運行穩定可靠、功能齊全,從而對樓宇的空調系統、冷/熱水系統、照明系統、給排水系統、電梯系統及高壓、市電等機電設備實現自動監視和控制。由于受控設備分布在各個樓層,因此,BA系統宜采用“集散型”系統,實現集中管理、分散控制,集中操作、分散執行。
1、系統設計特點
BAS實現了大樓內各種機電設備的自動控制和管理,設計應突出以下技術特點:
(1)采用現場總線技術,現場控制器DDC以微處理器為核心,實現全部監控功能,其工作與控制中心無關。DDC與中央站之間直接掛在總線上,DDC與DDC之間可直接通訊。
(2)現場控制器靈活多樣,可適應不同控制點信號和容量的要求,降低成本,提高工程質量。
(3)系統具有較強的開放性,在底層的控制總線上,提供多種類的開放接口,智能設備的接入方便、靈活。
2、設計方案
BAS的設計分中央操作站和現場控制設備兩個部分。在中央部分選用現今主流的機型和系統軟件平臺,在現場端根據具體的監控設備及各樓層功能進行設計,優化配置控制器容量,保證整個系統的合理性和先進性,本系統共設計409個受控點。
結語
隨著電子信息技術的不斷發展,建筑物樓宇自動化的程度不斷提升,同時在智能建筑技術蓬勃發展的狀況下,各種技術的相互融合,融入了計算機技術、通信技術、管理技術以及自動控制技術等,不斷提升樓宇自動化的程度。因為樓宇自動化在現代建筑中應用更加廣泛,在進行系統設計時,必須要細致仔細,同時實現集中管理與分散監控。
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關鍵詞:自動化控制系統;樓宇自動化;智能建筑
中圖分類號: TN830.1 文獻標識碼: A 文章編號:
樓宇自動化是運用一定的電子技術、計算機技術、自動化控制技術、網絡通訊技術及消防、安全防范、建筑電氣、給水排水、通風與空調等系統專業知識對現代化建筑及住宅小區進行安裝、調試及維護其設備自動化系統、力、公自動化系統、通訊網絡系統。電氣自動化系統控制是樓宇自動化的核心內容樓宇自動化對智能建筑具有重要意義。
1樓宇自動化系統的功能
樓宇自動化系統的任務就是利用現代化的計算機控制技術和計算機網絡通訊技術對其內部的各類機電設備實現有機的監控,具體來說,可以實現以下功能:
(1)樓宇自動化系統的控制中心顯示:并打印各監控設備的運行參數及運行狀態,進行遠距離控制和程序控制,并進行節能控制。
(2)根據系統在控制器上安裝的各種控制程序實現最優化啟停控制、時間設定控制、設備臺數控制、動態圖形顯示、報警及打印、能耗統計,保證監控區域具有舒適的環境。
(3)采用集散型計算機監控管理系統,即集中管理、分散控制,以此來實現危險分散,分站和子站的工作,與中央站無關,即使中央站停止工作,所有設備均由分站和子站獨立控制正常工作。
(4)提供現場手動控制工作模式,所有受控設備均可就地手動單獨啟停,中央站并能顯示手動工作設置狀態。
(5)提高設備的應急能力,在設備故障時,備用設備可自動投入運行,并在中央站顯示故障報警,提醒管理人員及時檢修。
(6)對所有設備提供累計運行時間記錄,當設備運行時間達到規定時間時,系統提出報警,提醒管理人員及時維護。
因此,通過樓宇自動化系統可以為管理者帶來以下的益處:
①提供舒適的環境;
②大大降低設備的運行能耗,降低運行成本;
③有效監護設備的運行狀態,出現故障時立即報警,保證設備的及時維護、維修,延長設備的使用壽命;
④大大減少管理人員的數量,提高人員的工作效率,降低人員開支成本。
2樓宇自動化設計
(1)冷凍/冷卻水系統的監控:冷凍嶺卻水系統由冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、分水器、集水器和冷凍機組等組成。要監控的數據點數量多、類型復雜。利用一臺MEG 40、若干模塊、若干前端設備加上。在Insigh基礎上開發的軟件完成這些設備的監控工作。
(2)熱換器的監控:熱換站與冷凍系統共用一個MBC-40,在管路的適當位置安裝了溫度傳感器和熱水調節閥。監測熱換器二次測的供水溫度,程序將此溫度和設定值進行比較,采用比例積分微分算法閉環調節換熱器一次測的供水流量。在保證供熱要求的情況下,盡可能地節約能量。
(3)給排水系統的監控:用水位開關監測生活水池的水位,根據設定的高低水位控制供水閥的開/關。水位降到低水位時開閥,升到高水位時關閥,并做到超低水位和超高水位報警。根據供水管路的壓力,控制供水泵的啟停,監測供水泵的運行狀態,故障時報警。為防止因排污泵等故障造成的污水溢出,監測了超限報警水位,當達到此水位日寸,系統將報警,以便工作人員及時處理
(4)空調機組的監空:利用先進的比例積分微分算法閉環調節盤管供水閥門的開度和加濕器。通過網絡和軟件,可以實現在中央控制室對各空調機組進行控制和管理,還可以將各空調機組的風機運行狀態、風機故障報警、過濾阻塞報警、盤管低溫報警等傳到中央控制室的控制主機上,一旦有報警發生,程序將使現場控制器發出關機和開水閥等保護動作,以免設備受損。
(5)新風機組的監控:因為新風機組和送風機組無回風,所以風道溫度和濕度傳感器GFM 65安裝在送風管道上。對新風機組和送風機組來說,只要機組工作,新風閥就得全開,不需要調節,因此選用開關式風閥驅動器。因為進來的都是新風,所以不用監測空氣質量。
(5)送風機組的監控:送風機組工作情況與新風機組大體相同。區別只有兩點:其一,送風機是為地下車庫送新風的,不需要調節濕度;其二,送風機組在發生火災事故時必須啟動,當消防系統啟動送風機時,新風閥必須隨之全開
(6)風機盤管的監控:在風機盤管所在房間安裝了手動風機盤管控制器,由各房間人員自行調節。但考慮到節能,我們將這些風機盤管分為四組,每組由計算機來控制其電源和水閥。免得樓內無人時還有許多風機盤管開著而造成浪費
(7)排風機系統的監控:這些排風機平時用作排風,火災時用作排煙為了便于設備的集中管理,在不影響消防系統的情況下,對每臺排風機進行啟停控制,使其按一定的時間間隔,定時啟/停。必要的時候,在現場和樓控計算機上都可讓每一臺風機進行手動啟/停。計算機上可對每一臺風機的運行狀態和故障狀態進行監視,累計運行時旬
(8)熱風幕的監控:本大廈采用的是電熱幕。這種電熱幕要求電熱器關閉后,風扇要繼續工作2~3min,以免余熱散發不出來而造成損壞。廠家提供的電熱幕有兩個按鍵,分別控制電熱器和風扇,可在現場手動操作。
(9)照明系統的控制:利用MBC,DPU、計算機和軟件配合,對每一回路按預先設定的時間表進行控制。必要的時候,在現場和樓控計算機上都可對每一路燈進行手動開/關。對公共走廊和泛光照明也實現了光控制。
(10)變配電的監控:監測全部四臺變壓器的輸出功率、功率因數、用電量和次級回路每相電壓、電流,并可按時間累計這些數值。當出現過壓、欠壓、過流等異常情況時報警。所監測的各項參數均可在樓控計算機上顯示。
3結語
經過調研,與同等規模,但不采用樓宇自動化的大廈相比:可節約電能30%以上;可節約人力60%;可延長設備使用壽命;可以更充分地滿足用戶需求。自動化控制在現代社會占據越來越重要的作用,應用也越來越廣泛,這就要求不斷提高自動化控制的精度和密度,優化自動化控制系統的安裝施工。
參考文獻:
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【關鍵詞】智能建筑;樓宇;自動控制系統
自動控制系統是智能建筑樓宇的核心部分,通過自動化技術、通信網絡以及計算機技術,規劃了自動化控制部分,應用到智能建筑樓宇內,滿足樓宇智能化的基本需求。目前,我國建筑行業表現出了智能化、自動化的發展特征,直接提高了智能建筑樓宇的服務能力,由此對自動控制系統有一定的需求,目的是通過自動控制系統,優化智能建筑樓宇自動化的運行環境。
一、智能建筑樓宇自動控制系統的設計
1.系統設計自動控制系統主要參與智能建筑樓宇的運行控制,其在設計中,注重功能性的運行內容,管控好樓宇的運行和消耗,促使樓宇內的各項自動化項目,保持在最佳的狀態[1]。自動控制系統的設計,可以規劃成3個模塊,分別是:(1)安保管理,自動化監測智能建筑樓宇,實行防火防電及防爆,同時還要執行安全中的數據管理,提高數據傳輸的水平,達到數據傳送的規范標準;(2)物業管理,自動控制系統中,輔助計算出智能建筑樓宇的資金消耗,監督各項設備的運行狀態,及時發現有異常的設備,制定設備更新計劃,更換異常設備;(3)環境能源管理,自動控制系統管控智能建筑樓宇內的照明、空調以及運輸項目,重點規范照明系統和空調系統的能源分配,有效控制能源消耗,實現節能降耗,自動控制系統在運輸方面的環境能源管理,是指電梯、停車場等項目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自動控制系統的設計。2.系統分區自動控制系統在智能建筑樓宇中的系統分區,分為兩個部分。分析如:(1)控制分區,自動控制系統分為集中控制與集散控制兩個部分,集中控制是指計算機為自動控制的基礎,所有監控點均連接到監控中心的計算機體系中,計算機處理好運行數據后,重新傳送到設備的執行器內,縮短了運行控制的時間,集散控制的核心是分布式控制,監控中心采用通信總線結構,在智能建筑樓宇的監控區,實行分級分布式的控制方法,分散的狀態下,完成自動化控制;(2)協調分區,是指對智能建筑樓宇中的子系統,實行協調化的自動控制,不同子系統,其核心功能不同,采用自動化控制系統,確保子系統能夠在協調的狀態下獨立運行,子系統單獨連接到自動控制系統內,做到協調運行。
二、智能建筑樓宇自動控制系統的應用
本文以某商務型的智能建筑樓宇為研究對象,該案例中,建筑樓宇占地120585.21㎡,建筑總高度是85.3m,該智能建筑樓宇,集酒店、辦公、商業、車庫等功能于一體,該建筑在建設初期,就提出了智能化要求,落實了自動化系統的應用,探討幾點自動化系統在該樓宇中的應用表現,如下:1.智能卡系統該商務型智能建筑樓宇,自動控制系統的應用,構建了智能卡系統,專門用于保護樓宇內部的安全性,確保出入人員的安全性。自動化控制中,包含了智能化系統,出入人員通過刷卡的方式,通過智能化系統,向自動控制系統提交認證信息,符合認證才能正常出入[2]。該案例的門禁、車庫等位置,均采用了智能卡服務,實現了自動化的識別。自動化系統中有數據庫,其可主動識別智能卡的用戶,身份匹配成功后,才能安全放行。該樓宇的人流量大,因為樓宇存在多項功能,所以在酒店、辦公等位置,專門配置了自動化的門禁系統,采取自動化的識別方法,門禁屬于智能卡系統的一部分,執行刷卡識別,保障樓宇內部的安全。2.視頻監控系統自動化控制在樓宇視頻監控中,表現出了高效的應用。樓宇的運行根本是安全,結合自動控制系統,在樓宇中安裝視頻監控系統,專門用于監督樓宇的內外環境。該樓宇中的安全管理方面,不僅安裝了視頻監控系統,還配置了防盜報警、信息巡防等模塊,其在該建筑樓宇的公共部位,安裝了視頻監控,以便實時掌握樓宇內外的環境狀態,避免發生突發狀態[3]。該樓宇內,不同功能的區域,管理人員之間相互協調,盡量擴大視頻監控系統的監測方法,遵循“以人為本”的保護方式,落實視頻監控系統的應用。例如:該案例的商業區,突發了安全事故,周圍居民及時按下了防盜報警,信號迅速傳達到了安全監控室,值班人員根據視頻監控系統與防盜系統,迅速找到了事故位置,及時排除了安保人員,解決了事故問題,有效避免了人員傷亡。3.設備管理系統智能建筑樓宇中,安裝的設備非常多,增加了設備管理的負擔,而自動控制系統,可以應用到設備管理上,緩解了各項設備的運行壓力。設備管理上的自動化,在智能建筑樓宇中,營造了舒適的環境[4]。該智能樓宇在設備管理時,以自動控制系統為基礎,引入了多項先進的技術,專門控制好智能建筑樓宇中的設備運行。例如:該樓宇中的空調設備,建筑內,安裝了30臺空調機組,其中8臺是空氣凈化變頻機組,空調機組中,采用了PLC編程控制,促使空調能夠根據樓宇內的環境,自動調節變風量和溫度,實現了室溫控制空調的方式,空調機組中安裝傳感器,夜間會降低或停止空調運行,降低了空調設備的能源消耗,體現了自動化控制在設備管理系統中的優勢,不僅具有管控的作用,還起到節能降耗的作用。自動控制系統除了在空調設備上,還應有到了通風排水、電器運行、電機等設備中,完善了智能樓宇的設備運行。
三、智能建筑樓宇自動控制系統的發展
智能建筑樓宇自動控制系統是信息時代的產物,其具備良好的發展前景。隨著通信技術和計算機技術的發展,自動控制系統在智能建筑樓宇中,可以更為及時、便捷的實行功能管理。未來發展中,自動控制系統可以參與智能建筑樓宇的各方面管理,不僅僅是現代幾點功能控制上,而是提供綜合的管理方法,充分體現自動化控制系統的功能。自動化控制系統在未來發展中,朝向高級化的方向發展,在智能建筑樓宇中,形成高級管家,提升自動化服務的水平,還要和通信自動化、辦公自動化相互配合,完善智能建筑樓宇的運營環境,充分發揮自動控制系統的功能優勢。
四、結束語
智能建筑樓宇的自動控制系統應用中,以規劃設計為基礎,滿足智能建筑樓宇的功能需求,體現自動控制系統的高效性。自動控制系統在智能建筑樓宇中,得到了積極的發展,結合系統的設計和應用,推進自動控制系統在智能建筑樓宇項目中的發展,以便在樓宇中,開發更多的自動化控制功能。
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中圖分類號: F407.6文獻標識碼: A
1.電氣自動化技術的特點
在我國現代化的建筑中,常見的電氣自動化系統主要有樓宇自動化系統、電氣接地系統、 電氣保護系統以及自動化系統等,而對于這些系統的安裝和調試工作也已經成為技術性和專業性都很復雜的工作了,在電氣自動化技術中包含了電工學、電子學、信息學以及自動化控制技術等多門復雜學科。而電氣自動化系統的安裝和使用以及電子自動化的控制工作不但大幅度的提高了電氣設備以及整座建筑的安全性和可靠性,同時也增強了各個系統之間的有效聯系,提高了優化決策的準確性。
2.建筑中的電氣工程及其自動化技術運用
2.1 樓宇自動化 樓宇自動化控制一般采用的是計算機集散控制。直接數字控制器往往被大部分用作分散控制器,然后運用上位計算機來管理和監控主機屏幕;曲線、動畫、數據庫、各種專用的控件以及文本和腳本等等都可以作為手段來進行使用;樓宇自動化是一個非常復雜的系統,包括很多的方面,比如通風與空調監控系統、照明監控系統、電力供應監控系統、消防監控系統、供水與排水監控系統以及電梯運行監控系統以及綜合保安系統和結構化布線系統等等。設計樓宇自動化系統主要是分析、分類和處理判斷建筑內各項機電設備的信息,從而有效的集中管理和監控各項系統設備的運行,保證各個子系統設備運行狀態是有序和高效的,讓工作的環境變得更加的舒適和安全;從而有效的保證各系統造價是最少的,并且在能源和日常管理費方面也可以大大的節省,保證系統能夠將其作用充分的發揮出來,這樣就可以將現代化智能樓宇的管理和服務層次有效的提升。
2.2 電氣安全 隨社會的發展,電力設備和電力設施在人類生活中的應用范圍越來越廣。電氣絕緣:要想保證人身的安全和電氣設備的正常運行,首先就應該保證配電線路和電氣設備的絕緣;要想測試電氣的絕緣性能,可以采用衡量絕緣電阻、抗壓強度、漏電流等參數的方法。安全距離:電氣安全距離指的是人體和電力設備之間的安全可靠距離;地面與帶電體之間、身體與帶電體之間、帶電體與帶電體之間等等都需要保持一定的距離。安全載流量:導體的安全載流量指的是通過導體內部的電流量是符合相關的要求和標準的。通過導體的電流量如果超過了安全的范圍,就會出現一些事情,比如損壞絕緣,甚至是出現一些火災等等。
2.3 建筑設備自動化系統樓宇自動化系統是集中監控建筑物內的空調設備、冷熱源設備、 防火防盜設備等等, 保證這些設備的正常運行,從而讓建筑物內的環境變得更加的舒適和安全。
2.4 電氣接地自動化技術
現代建筑物的接地系統中核心的組成部分就是電氣接地自動化技術,而這其中最主要的兩個系統則為 TN-S 系統以及 TN-C-S 系統,這兩種接地技術的應用大大的提高了建筑物中供電系統的可靠性和安全性,而越來越多高層建筑以及智能化建筑的建設完成也大大的促進了電氣接地技術的發展。
2.4.1TN-S 系統此系統對于其名稱中的各個字母都是有著明確的定義的,T就是指一點接地,而 N 則是指接地的點與電氣直接連接,S 是指中性線和保護線是分開的,這類電氣接地系統更加的適用于設置有獨立的變配電場所的建筑。此系統最大的特點就是其接地線與中心線只在一個位置處相互連接,而這個位置就是變壓器的中性點。在我國的現代建筑中,用電設備通常都是單相的,所以中性線中就會有一定的電流的,而線與線之間的連接就有可能導致火災事故的發生,所有采用此系統的建筑還應采取直流接地、防雷保護以及安全保護等措施,從而避免火災事故的發生。
2.4.2TN-C-S 系統此系統是由兩部分組成的,即 TN-S 系統和 TN-C 系統,居民進戶之前采用 TN-S 系統,進戶之后則采用 TN-C 系統,這樣就能夠保證 PE 線在連接其它設備和構件時都不帶電,建筑中的設備以及使用用戶的安全性就都得到了充分的保證。另外,使用方便以及連接便捷也是此系統的主要優點,是現代建筑中接地系統的最重要組成部分,充分的提高了現代建筑的可靠性和智能性。
3.建筑中電氣工程及其自動化技術的完善
建立自動化的系統架構:在建筑中設計電氣工程及其自動化的時候,就應該建立自動化的系統架構,包括電氣工程及其自動化技術需要具備的功能、需要處理的問題等等,在自動化的系統架構中應該設置一些管理模塊,根據實際需要,將相應的功能設置在管理模塊中;根據這個自動化的系統架構還可以作為后續制度建設的依據,并且在設置相關人員的時候, 也可以充分的發揮指導作用;常見的模塊有數據管理、運行監控、人員管理、電力設施養護以及電氣工程管理等等。
合理選用自動化設備:電氣工程自動化技術的基礎就是自動化設備,因此自動化設備選用的合理與否將會直接影響到整個自動化技術的科學性和效率等等。一般情況下,可以電氣工程及其自動化技術設備分為三個類別,第一類別是電磁開關、自動化和變壓器設備等, 屬于經營設備;第二類設備主要是一些傳輸設備、監測設備和網絡傳輸設備等,具體指的是電子信號轉換系統和信息收集傳遞裝置等等,通過第二類設備收集的信息可以將系統的實時動態有效的反映出來;第三類設備主要是對系統的加工設備進行控制。
環境監控:環境監控主要是對電氣工程設備的運行環境進行檢測,還應該實時監控溫度、 濕度、電壓和功率等等,并且建立相應的警戒線值,從而對外部環境做出正確的判斷,如果外部鏈接發生比較大變化的時候,控制中心就會及時的接收到這些變化的數據,從而及時的發出相關的指令。
4.智能建筑中電氣自動化的應用特點及其技術優勢
對于當前我國智能建筑中電氣自動化的應用情況而言特點及其技術優勢大致體現在以下幾個方面:
首先,智能建筑中電氣自動化實現了對設備及其系統運行的全過程有效監控。尤其是在功能頗多的大型樓宇中電氣自動化系統的結構體系多變、功能實現復雜。而現代智能建筑中電氣自動化技術由于能夠對整個系統實現實時的數字信息化有效監控,因此能夠將控制中心發出的命令迅速傳遞到各個系統,同時將其反饋信息迅速返回到控制中心,從而實現一種高效、持續且實時的控制目標。
其次,智能建筑中電氣自動化大大加強了聯動性能。該自動化技術不僅將樓宇中的安防消防、通風照明等系統整合為一個大的體系。從而充分加強了其聯動性能并且實現了各個子系統之間的優化配置和聯合互動。再次,智能建筑中電氣自動化的安全性能非常強大。由于智能建筑中電氣自動化系統本身就具有一定的危險,無論是設備問題還是操作不當甚至是周邊環境的不利變化都有可能會對整個系統的安全性造成極大的風險。而該自動化控制技術就可以大大提高整個系統對于這些不利的異常因素作出迅速而有效的反饋。并且能夠采取遙控模式來很大程度上減輕各種突況對于系統控制和維護人員帶來的傷害風險。
最后,智能建筑中電氣自動化能夠提供更加詳細的數據和更加精確的計算。該自動化系統可以通過對它的運行流程等各方面的數據進行整合,從而建立一個更加準確詳細的數據庫以此來給后期的各種優化決策予以可靠的信息數據保障。
5.結語
隨著時代的發展和科技的進步,現代建筑對電氣工程及其自動化的要求越來越高,所以在設計的時候,應該采取高標準和高規格,保證電氣工程及其自動化能夠將設計的功能充分的發揮出來。本文簡要概述了電氣工程及其自動化,然后重點分析了建筑電氣工程自動化設計及實現,希望可以提供一些有價值的參考意見。
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現代化醫院智能化系統工程建設實踐劉偉陳剛(38)
中控.SUPCON樓宇自控產品在醫院建筑中的節能應用龔小斌龍孔榮(42)
樓宇自動化
智能大廈電力監控系統的應用陳明(51)
一種新型的新風機組數字式定風量風閥及其控制器趙曉軍宋四海郭啟輝王建平(58)
HoneywellEBI與Carrier冷水機組接口通信佘鳳程(62)
“八一大樓”樓宇自控系統的改造宋志偉車蓋偉(65)
布線全攻略
工程設計CAD及自動化 綜合布線系統的設計——綜合布線系統設計體會曾松鳴(69)
在綜合布線設計中如何選擇多模光纖和單模光纖(74)
百通公司優秀布線理念簡介倪建華(76)
綜合布線系統設計金海濤(79)HttP://
檢驗布線質量(81)
建筑電氣與智能化專業實驗室的建設陳志新周渡海張少軍(83)
技術與工程
淺議酒店智能化系統工程建設(二)——建設與管理模式篇柳長波沈曄(86)
建筑節能的設計技術、發展探討陳碩黃寧海(90)
淺談建筑設備管理系統設計的規范化操作黎安明(93)
綠色照明
《城市道路照明設計標準》CJJ45-2006簡介李景色李鐵楠(96)
城市道路燈具設計的景觀性研究初探王健徐華(100)
城市景觀照明的綠色與節能(一)——城市景觀照明的發展與問題熊志強(106)
住宅科技
依山別墅的卓越音響(109)
產品與應用
智能流量平衡解決方案沈新榮郁輝球石磊(111)
企業風采
施耐德電氣收購Pelco進一步拓展其樓宇自動化業務(116)
培訓視界
2007年智能建筑專業技術系列培訓課程(117)
“IB中國行走近國標”南京、福州、武漢站:推動智能建筑行業創新與可持續發展主題論壇——暨智能建筑新標準新技術推廣系列活動4月再掀熱潮趙瑩(6)
本期關注
智能建筑企業銷售渠道(一)——不斷了解和滿足客戶需求——訪比利時巴可有限公司大中國區市場總監唐朝暉比利時巴可有限公司中國區智能顯示與虛擬仿真部門總經理蘇晹蘇慧萍(9)
力求“專注、專業、專一”的管理銷售渠道——訪美國康普公司SYSTIMAXSolutions大中國區總監黃海濤蘇慧萍(13)
以客戶為尊,充分了解客戶需求——訪霍尼韋爾建筑智能系統部中國區銷售總監劉鋒趙晶宜(16)
精心出精品專業鑄卓越——訪杭州立方自動化工程有限公司總經理周林健苑曉蒙(18)
信息與雙贏施耐德的制勝法寶——訪施耐德電氣(中國)投資有限公司綜合布線產品(中國區)銷售經理溫燕丹苑曉蒙(20)
保證高品質平衡價值鏈——訪索特自控系統(北京)有限公司市場總監張鴻軍苑曉蒙(22)
中控電子:堅持“產品+服務”的營銷模式——訪浙江中控電子技術有限公司樓宇控制產品事業部總經理龔小斌蘇慧萍(25)
樓宇自動化
新一代BACnet控制器吳彬(27)
LonWorks智能節點及其Plug-in程序設計任曉強燕飛韓寧(32)
變風量變水溫系統解耦控制實驗研究徐小軍翁文兵(37)
智能建筑電源技術均應用研究程敏珍繆希仁(41)
布線全攻略
綜合布線施工的重要性——綜合布線工程實施中問題雜談(46)
綜合布線施工中的穿線曾松鳴(51)
數據中心布線過程中機柜和機架問題工程設計CAD及自動化 張昊巍(55)
關于企業布線(58)
“安裝型性能”布線方案梁俊(59)
數據中心即插即用新產品——光/銅轉換模塊(61)
自由空間光通信技術范圍研究(62)
令人期待的視頻、數據、語音測試設備CarolineChenDanPayerle莊焰(譯(65)
淺談雙絞線在現代化高速公路視頻監控系統中的應用(68)
TCL-羅格朗經典工程案例(70)
技術與工程
北京市東直門交通樞紐公交場站火災探測器的選擇邱勇(72)
北京大學體育館擴聲系統淺談王蘇穎(74)
門禁系統百家爭鳴——大型智能IC卡網絡門禁管理系統在廣州地鐵三號線中的實際應用苗健(76)
美國西屋門禁系統在電力行業無人值守變電站的應用嚴斌(83)
智能卡在制衣廠的應用(88)
松下平移自動門門禁系統出入口解決方案(92)
跨區域、跨國大型企業組織出入口安全協同控制和管理技術:Digitalor2006SuperGroup超級組織網絡門禁系統(95)
CCF指紋考勤門禁(98)
泰科安防門禁控制和管理(100)
辦公室照明的現狀與未來(二)袁樵(101)
走近標準
明確智能建筑的建設最終目標——訪華東建筑設計研究院國際工程設計部電氣室主任林海雄趙晶宜(105)
建設部關于國家標準《綜合布線系統工程驗收規范》的公告(106)
建設部關于國家標準《綜合布線系統工程設計規范》的公告(106)
工程設計CAD及自動化 IB中國行近國標:互動答疑(107)
產品與應用
精臻于專,尊顯于惠——HP高性價比AMD雙核處理器工作站xw3400(109)
溝槽式解決方案使“鳥巢”管道連接如期完工(111)