建筑自动化论文范文

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第1篇

为解决模型的问题，构建统一的工程信息模型是一个有效的方法，建筑结构设计的信息包含了工程的物理模型、模型的边界的条件、模型管理等很多方面的信息，物理模型包括了构件信息、截面信息、节点情况以及很多截面信息等，管理信息主要有不同构件的的关系以及模型与模型之间的关系等。建筑工程信息的管理性和一致性都比较好，相对而言可以更好的建立工程数据源，实现不同构件之间信息的共享，实现模型的全局共享，对建筑结构设计的模型自动转化的实现具有十分重要的意义。图1为建筑就该信息转化的基本流程，建筑结构设计包括结构设计以及施工图设计等，实现建筑结构模型的转化基本流程是：首先要提前结构设计信息，构件建筑结构设计的一些基本模型；然后对已经分析好的模型通过接口导出，对结构模型提取、分析、计算；接着将分析好模型通过接口导入结构设计构件模型，实现施工图设计；最后对设计好的结构模型进行工程量的计算，从经济学角度控制工程造价。通过件PKPM和CAD之间的转化解释模型转化的程序，当今结构设计中，软件PKPM应用较为广泛，其作为一个国产软件，相对国际上的软件易学而起比较好上手，但CAD和PKPM能够实现转换一直是工程师关系的问题，首先打开PKPM，选中AutoCAD平面图向建筑模型转化，导入的内容有轴网、梁、柱、剪力墙以及各种尺寸和标注，而要进行转化的则有梁、柱、剪力墙以及轴网，进入建筑模型与荷载输入，对各种模型进行修改。

2建筑设计模型转化为结构设计模型

在建筑工程中二维图形应用较多，设计人员主要进行结构图和施工图的设计，采用图元识别方法获取建筑轴网及定位墙、柱等，采用IFC文件导出，基于结构的设计模型和孔壁的实体的对结构墙体进行描述。材料相关和实体相关能够建造墙体定义的多材料模型，基于识别材料实体实现本构模型的建立，除了实体墙如此建立之外，结构也可以用这种方法定义。

3结构设计模型转化为结构分析模型

结构设计完成之后就要进行结构分析，国际上常用的结构析软件结构一般采用的都是公开数据的模型格式，这样方法将国产简化了很多，但这种转化的前提是基于不同分析软件之间，而不是实现设计模型到分析模型的转化。为此，需要遍历结构设计模型，利用软件导出结构构件信息写入模型文件；然后定义模型的约束条件以及荷载的情况；然后把设计结果导出到数据库；最后将构件配筋信息及其结构构件建立相对比较完整结构施工图的设计模型。

4建筑结构施工图的设计模型转化

为工程算量模型由施工图设计形成结构施工图设计模式，包括工程模型中的所有计算的信息量算工程量直接的数据源的模式，国内计数的当前应用的三维图形软件的数量尚未实现，现在的国际金融公司（IFC）等国际标准进行数据交换的支持，实现模型数据转换功能只能通过开发了一个专用接口。基于更广泛的取样的国内应用广联达钢筋软件，XML映射模型的结构模型的方式进入施工图设计的工程计算该模型的量来实现的。元语言定义了XML语言提供的XML模式的机制，可以通过文档类型定义有两种方法来定义和模型模板用于XML模式定义。可以以替代方式的文档类型定义文件的方式相比，由于元语言的具有XML文档法律的一致性、可扩展性、灵活的出来数据等优点，所以利用现替代文档类型方式定义XML文档类型的模型模板。

5结论与展望

第2篇

关键词：建筑物自动化总线技术

中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统（BAS）》所规定的模拟和数字混合的集散型系统（TDS），已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样，建筑物自动化市场在技术接受期曲线上，通常落后于商业领域技术应用会有几年之久，因此，在商业领域已经成功运用多年的个人计算机和以太网通信，现在却成为BAS更新途径的热门话题。PC-BasedControl和以太网技术，已经开始全面进入BAS领域。2000年3月，Honewell公司推出的全数字化闭路电视监视系统DVM，就用PC-BasedVideoServer，类似于商业领域应用的个人计算机式视频服务器，取代了传统的模拟和数字混合的CCTV闭路电视矩阵切换器和磁带录象设备；DVM系统中，经过信号转换接口把所有摄像机的视频信号直接连入以太网通信，每20台摄像机使用1台VideoServer。这种第三代保安监控电视的全数字化CCTV以太网系统，已经在澳大利亚悉尼机场使用。

PC机技术日新月异的进步，使BAS的中央站功能不断增强；PC机的商业软件，如ODBC、API等等，已成为BAS的标准软件；基于PC机技术的分站不断发展。信息领域的以太网技术对工业自动化和建筑物自动化各个层面的影响，从上到下。BAS管理层的以太网正在下植到自动化层和更低的现场层。BAS三层结构将会成为以太网"一网到底"的三层网络。完成这项"通体透明网络"革新的主要技术，就是以太网现场总线。以太网现场总线，也可称为以太网I/O（Input/Output），是控制技术和信息技术的完美结合，性能发挥到极致，它或许能够解决工业自动化长期争论不休的现场总线标准化问题，是商业技术影响工控技术的一个范例。

以总线为脉络，分析计算机总线、测控总线和网络总线在BAS技术发展中分别担纲的角色，可以加深对BAS未来发展的了解。

1、总线BUS

总线一词，源于计算机技术。总线是各种信号线的集合（包括地址、数据、控制、电源等），是各种信息传输的通路，有汇总的涵义。微软百科词典定义总线为：计算机系统中各部件之间用于数据传输的一组硬件连线（导线）。IBM公司将其简称为用于传输信号或功率的一根或多根导体。在建筑物自动化中，BAS总线可解释为用来连接中央站分站、现场设备或者各种系统的那些具有导电性的通路，以完成数据或信号的传输。

以应用范围来分，BAS总线可划分为计算机总线、测控总线和网络总线、。计算机总线用于上位管理计算机和中央站内部部件的连接。测控总线用于中央站与分站的连接，分站与现场设备的连接，现场设备之间的连接。网络总线则是将上位管理计算机和中央站、浏览器等视为节点而共同连接在一起的一条多分支线路，将数据置于网络总线中，数据将会经所有的节点检测后，由其指定地址的节点接收。BAS管理层的以太网就是网络总线。当以太网下植到自动化层和现场层以后，以太网又扮演着测控总线的角色，在这种背景下，我们借用"网络就是计算机"的概念，不免也可以说"网络就是控制器"，因为所有传感器、执行器、分站、中央站已经遍布以太网中，以太网被赋予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力，人们可以随心所欲使用以太网，无论是进行实时控制还是传递管理信息。

2、标准化Standardization

作为信息传输通路的总线，追求标准化，是各种总线的共同目标；只有标准总线，才能够支持更多的性能不同的产品的连接，完成更多更好的系统的集成，实现更完善的控制和管理，因此，总经以其有汇集性能的特点，尤其需要标准化。标准总线的形成，主要有两种方法，一种是由非商业的或政府组织所产生的标准，目的在于使某一种类型总线开发和使用规范化，例如RS232C；这种正规的合法的技术标准，是在对已有方法、途径及技术开发进行仔细研究的基础上起草，并经正式批准后产生，这种标准通常包括着一些国际标准。另外一种方法，是有某一家公司先行开发出一种总线技术，由于成功，得到其它公司模仿和广泛使用，以至一偏离该总线就会产生不兼容问题，导致产品在市场中受到限制，例如现场总线LonTalkBus；这类事实上的总线技术标准，是基于市场需求产生而形成的，无需正式批准，这种标准通常包括大量流行的工业标准。

3、计算机总线ComputerBus

中国行业标准JGJ/T16-92第26章BAS，对中央站硬件、组态、系统软件的规定（26.4.26.5）非常简单，仅是基于采用计算机作为监控中心的一般原则，如应设置CPU、CIU、CRT、打印机等规定，对上位管理计算机则仅限于优化控制与管理某些功能要求。但是，近年来计算机技术发展很快，系统软件、应用软件、存储系统、处理器技术、输入输出系统和计算机结构，都是如此，其中，计算机总线技术与工业自动化、建筑物自动化关系密切，计算机总线是计算机系统信息总通道，性能优劣，对BAS上位管理计算机和工作站的影响是至关重要的。因为采用先进的计算机总线，可以提高工作站的带宽，改变工作站的兼容性和开放性，并能提高工作站的可靠性，这对控制系统无疑是最重要的性能。例如，使用PCI总线技术的PC机，每年停机时间可以小于315秒中，可靠性高达99.99%，因此，BAS用户已经开始关心工作站的计算机总线，2000年9月山西省太原市某国际贸易中心大厦BAS招标文件中，明确提出中央站应该使用计算机33MHz三总线结构PCI（外部设备互联总线），说明用户不仅关心各种功能模块设置，还要求提供工控级别的总线来保证工作站性能。随着基于PC机控制的技术进展，计算机总线对BAS的影响会更加重要。因为BAS将逐渐最终成为由一台PC机控制几条现场总线的系统。

3．1计算机总线的发展历史

1970年，DEC公司首先推出了称为Unibus的总线，把PDP11小型计算机上所有的部件、设备都连接在一起。它是一种单总线结构。

1981年，IBM公司在第1台个人计算机IBMPC/XT上推出了XT总线，也是单总线，1984年，采用16位CPU的IBMPC/AT出台，AT总线在XT总线结构上，增加了一组输入/输出总线，形成双总线结构。AT总线就是著名的工业标准总线ISA，全称是IndustrialArchitecture工业标准结构，它是通过将板卡出入IBMPC及其兼容机的标准扩展槽来添加计算机部件的总线设计规范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基础上，推出EISA，扩展工业标准结构，这是一种把附加卡（例如视频卡、内置卡MODEM卡及支持其它设备的卡）联接到PC机主板的一种总线标准。EISA总线操作频率比ISA高很多，能提供很多的数据吞吐率。

为了提高PC机性能，使某些扩展板可以直接与微处理器通信，而不必经过通常使用的系统总线，Intel公司提供了PCI总线规范。这种局部总线允许在计算机上安装多至10个PCI兼容的扩展卡，PCI局部总线系统需要在某个PCI兼容插槽中安装一块PCI控制卡，每次可以以32位或64位的速度与CPU进行数据交换。PCI规范还考虑了多路复用Multiplexing。因此，PCI总线已成为今天计算机事实上的局部总线标准。由于PCI独立于处理器，不仅Intel系列可用，DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用，它的向前向后兼容性，能使现有的多种计算机都能平滑过度到新标准，所以尤其受工业控制机行业的欢迎，建立了PCI工业计算机协会PCIIndustrialComputerManufacturersGroup（PCIMG），致力于在工控机行业推广PCI总线。1995年，出版了CompactPCI规范。

PCI总线在计算机中配置了3组总线，时钟33MHz，与CPU时钟频率无关，宽度32位，可扩展至64位，带宽达132Mbps至246Mbps，可以和ISA、EISA、VL-BUS等总线兼容，支持5V和3.3V两种电压，可以在芯片、软件和开发工具方面广泛利用PC机丰富资源，它具有良好的网络性能、图形视窗介面和数据存贮性能，是工业自动化和建筑物自动化中央站理想的计算机总线。

3．2标准计算机总线

国际标准

IEEE969（S-100）微机通用

IEEE488（HP-IB）测试仪器

IEEE1394（FireWire）测试仪器

EIARS232C设备总线

EIARS422/423/449/485设备总线

ANSISCSI小型计算机，设备总线

VESAVL-BUS局部总线

工业标准（流行微机总线）

ISA系统总线

EISA系统总线

PCI局部总线

3．3新一代计算机总线（正在开发中）

1998.9PCI-XCompaqIBMHP

1998.12NGIO（NextGenerationI/O）IntelDellSunNEC日立NEC西门子

1999.2FutuieI/OCompaqIBMHP

4、网络总线NetworkBus

中国标准JGJ/T16-92第26章BAS，规定"优先采用共享总线型"局域网结构作为BAS管理层、自动化层、现场层的网络拓扑，即用一条总线，把上位管理计算机、中央站、分站、现场设备各自连接在一起，形成三层局域网。因为所有节点共享一条传输通路，一次只能允许一个节点发送信息，所以需要建立信息发送的控制方式，JGJ/T96-在26.6.6条文说明中，没有明确规定是用IEEE802.3以太网的CSMA/CD波及监听多路访问/冲突检测争抢发送，还是用IEEE802.4令牌总线排队访问控制，只有指出这两种方法都是"目前流行的"，但是"并无一致的看法"。在26.6《信号传输与数据通信》中，则把现场层至自动化层之间的信息传递成为"信号传输"，把自动化层和管理层之间的信息传递，称为"数据通信"，以示区别，前者为现场设备与计算机通信，包括模拟信号，后者为计算机之间通信，全部为数字信号。

20多年来，发展极为成功的以太网技术，已经得到公认。人类进入英特网时代，以太网也迅速进入工业自动化的各层网络。电气电子工程师协会IEEE基于802.3以太网国际标准，正在积极制定现场与以太网通信的新标准，使以太网能够直接为现场层所使用，可以预见，正象个人计算机PC迅速进入工业自动化领域一样，以太网以及TCP/IP、UDP/IP协议将十分迅速进入工业自动化各个领域，包括BAS。

网络总线是网络通信总线的简称，在BAS中，网络总线是上位管理计算机、中央站、分站、现场设备之间的连接总线，从计算机系统结构的角度上看，它是计算机的外部总线，计算机总线则可视为内部总线。网络总线属于网络技术，计算机总线属于计算机技术，网络是多个计算机的集合系统，数据通信和资源共享是其特点。今天，已经进?quot;网络就是计算机"的时代，通信和计算机技术紧密结合、同步发展，计算机总线和网络总线是计算机一种技术的两个方面。新一代的计算机已经把网络接口集成到计算机母板上，网络功能已经嵌入到操作系统中，使得网络总线可以视为计算机总线的外部延伸，密不可分。不进入网络的工作站，是不完整的工作站。在建筑物领域，BAS是建筑物整体计算机网络的重要子网，形成建筑物管理和建筑物设备控制一体化是从网络开始的。计算机总站维系着BAS的通信子网，资源子网和通信子网的组合，就是建筑物自动化网络，就是建筑物自动化系统。

4．1以太网的发展历史

1968-1972Aloha无线电系统夏威夷大学开创争用型通信

1972-1977首台以太网2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD

1979-1983粗同轴以太网10MCom（DEC、Intel、Xerox）10BASE5

1980-1982细同轴以太网商品化10M3ComISA总线与10BASE2相连

1984-1987双绞线以太网1MUTPHP、AT&T1BASE5

1986-1990综合布线+双线绞线以太网10MSynOptics、HP10BASET

1990-1994交换式和全双工以太网10MKalpanaEtherSwitch

1992-1995快速以太网100MUTPGrandJunction100BASET

1996-?千兆位以太网1000MIEEE802.3z1000BASEF

4．2以太网与局域网国际标准IEEE802.3

以太网是商业市场上发展的，而802.3标准是独立的标准组织《电气与电子工程师学会》开发的802.3是基于以太网第1个版本制定，但在一定程度上改进了设计，1983年公布以后，以太网以此又作了修改，原来互不兼容的局域网，变为互相兼容（但不完全兼容）。二者主要区别是结构不同，例如，最大数据单元，802.3是1460字节，以太网是1500字节。但是，通常可以把802.3视同以太网。

以太网速率有10M和100M两种，最大1518字节，最大段长度500米（粗同轴）、185米（细同轴）、100米（UTP），中断段综合长度2500米（粗同轴）、925米（细同轴）、2500米（UTP）。

在BAS中用以太网作为网络总线时，现在BAS供应商所提供的以太网接口卡NIC（安装在中央站中），应该是10M/100M自适应型，以满足用户部署100M快速以太网的要求，例如Intel公司的PRO/100+管理适配器，适用于有PCI总线的台式机，能自动监听集线器速度，从而自动选择10M或100M，能支持最新的连接管理规范wfw2.0，支持所有的主要操作系统和网络操作系统，WinNT、95、98、2000，Nerware、UNIX，支持10BAS-TX，5类UTP，RJ-45连接器，数据路径宽度32位，可在0-55℃环境中工作。

4．3以太网介质访问控制（MAC）CSMA/CD

载波监听多址访问/冲突检测是以太网抢先式信息发送的主要技术，它包括有先听再讲、无声则讲、有空就讲、边讲边听、一人独讲、退避三舍等信息发送规则，保证所有站点都能以公平方式通过竞争来访问大家共享的以太网，虽然难免有"后到先服务"的现象，但是，由于CSMA/CD有一套完整的处理冲突的方法，大体上实现了对网络总线的公平访问。它是退避三舍的自调整功能，保证所有信息的发送都是成功的，例如常用的一种冲突退避延迟算法，称为"截断的二进制指数回退（EBE）"，它使发送信息的站点，每冲突一次，自动延迟一个以2的幂函数计算的退避时间，用这种不断扩大回退时间来适应网络流量的变化，这是一种很巧妙的方法。它规定了退避也是有限度的，即最大退避时间以210倍为限，忍让次数也是有限的，以216次为限，否则就会丢掉这个屡发屡败以太冈帧，这种情况是绝少发生的，除非以太网已经瘫痪。

以太网每帧发送之间有一个固定的间隙64字节、512位，称为时间片，用来识别由于冲突而失败的发送信息帧碎片（最小帧规定为64字节，包括48字节数据），在512位时间内，网络冈所有站点检测到载波（有信息发送）和合法的冲突、信息帧碎片，从而保证以太网能正常工作，不受非有效帧（碎片）的影响。

一般谈到以太网，主要是指802.3的CSMA/CD协议，它是以太网的主经软件（其它还帧结构软件等）此外，以太网还包括以太网接口卡NIC、收发器、中继器硬件。总之，以太网是一种局域网，是共享总线型局域网（包括集线器Hub网络），是国际标准局域网之一，应用最广泛。

4．4以太网与TCP／IP

传输控制协议／网际协议（TCP／IP）是实践中产生的解决网络互连和异构计算机之间提供可行的透明通信服务的一组协议，它是世界上最大网络因特网的基础。以其公用性和有效性，成为公认的开放系统。TCP／IP是网络数据传输事实上的标准，或者简称其为因特网通信协议。

BAS结构图中，标明以太网，是说网络采用共享总线拓扑，标明TCP／IP，是说数据传输采用因特网通信协议。

TCP／IP独立于特定的计算机软硬件、独立于特定的网络系统，即使你不接入Internet，用它也是最好的组网方案，所以，我们在本文开始，对JGJ／T16－92BAS的网络结构就标明采用TCP／IP，更何况，BAS进入Internet也是势在必行的事情。

TCP／IP协议有三个特点，首先它的开放性，可以把现行的各种局域网互联起来，其次，它统一了地址规则，这种IP地址与域名系统的唯一性，保证了因特网走向全球，最后，高层协议基本标准化，使各种用户可靠而且便利，这一特点，在工业自动化中，有很好的应用，可以把标准化的控制总线协议，包装在高层协议中，使TCP／IP成为工业控制通信协议。

TCP／IP分成4个层次：

应用层--常用的应用程序有SMTP（邮件传送）、NFS（网络文件）、NIS（网络信息）、SNMNP（网络管理）、FTP（文件传输）、DNS（域名系统）等，以及工业自动化通信协议，也可在本层打包，如Moddbus、HoneywellC-Bus等。

传输层--提供端到端（即应用程序之间）的通信，主要功能是信息格式化、数据确认和丢失重传等，主要有（TCP传输控制协议）和UDP（用户数据报协议UserDataprogramProtocol，它在工业自动化应用中看好，它把数据先打包，后经IP发送，效率高于TCP）

网络接口层--不同网或同网中计算机之间的通信，处理数据报和路由，主要是IP（网际互连协议）

网络接口层--提供与物理网络的连接，它包括所有现行的网络访问标准，最重要的是以太网（802.3系列）。

5、测控总线MeasureandControlBus

BAS现场层和自动层的总线，可视为测控总线。JGJ／T16－92第26章BAS26.6.l节规定"从现场到计算机系统的信号传输，需综合考虑""（1）简化传输控制的硬件结构；（2）减少传输导线的根数；（3）弱化维修的技术难度"，还进一步指出了采用的方法"可选用一对一的传输方式、矩阵选码一公用线传输方式或多路复用技术的一路通道多方使用的传输方式（阵列式传输方式）""首先考虑时分制"等等。反映中国行业标准对测控信号传输的重视以及要求采用最新技术的愿望。在当时的历史条件下，已经把测控总线阐述得淋漓尽致。

自从HGH／TI6颁布近十年来，测控信号传输领域发生了重大的变化，这就是现场总线技术所带来的深刻变革，对BAS的影响当然也是非常深远的。只有现场总线技术才能符合JGJ/T1-92第26.6.1节规定的三项要求：最简单的传输控制，最少的导线根数，最方便的维修技术；而且，最重要的是，现场总线带来了工业自动化开放系统的新局面，减少了自控系统寿命周期成本LifeCycleCost。

因此，测控总线的讨论，可以归纳为现场总线的讨论。

国际电工委员会IEC定义现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。

安装在控制室内的BAS中央站与现场的分站，分站与现场的传感器，它们之间的信号传输均适用现场总线技术。换言之，自动化层和现场层，采用现场总线技术是历史发展的必然。当有人提?quot;现场总线是管理控制一体化方案的催化剂"时（美国Fisher公司Martin先生），我们深刻体会这一隽语的丰富内涵。

5．1现场总线发展历史

1983年，Honeywell公司推出的差分信号驱动器，成功地在4-20mA直流信号上叠加了数字信号，随即投入市场的智能化仪表Smart变送器，是现场总线产品的前驱，这些带有微处理器芯片的仪表，除了在原由模拟信号仪表的基础上增加了复杂的计算功能外，还在4-20mA直流信号上迭加了数字信号，使现场与控制室之间的连接，从模拟信号过渡到了数字信号。这种工作机制，成为美国fisher-Rosemount公司著名的现场总线HART通信协议的基础。

1984年，美国仪表协会ISA／SO50工作组，开始制定现场总线标准。IEC也成立现场总线工作组IEC／TC65／SC65C／WG6，开始研究现场总线标准。

1985年，国际电工委员会决定由ProwayWorkingGroup负责研究现场总线体系结构和制定标准。

1986年，德国推出Profibus过程现场总线标准。

1990年，美国Echelon公司推出LonWorks现场总线产品。

1992年，Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合，成立ISP协会，着手在Profibus基础上制定标准。

1993年，Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP协会，有120家公司参加，准备以法国标准FIP（FactorInsrtumentationProtocol）为基础制定标准。

1994年，ISP和WorldFIP北美部份合并，成立FF现场总线基金会（FieldbusFoundation）。推动现场总线国际标准的开发。

1996年，FF公布了低速总线H1标准。

2000年1月4日，IEC宣布现场总线国际标准以86%赞成、12%反对通过，IEC-61158面世。

5．2现场总线国际标准IEC-61158

8种现有的现场总线纳入国际标准，如果考虑到世界上已有30多种现场总线，这也还是在统一的路程上，前进了一大步。

从上表可以看出，8种现场，有8种通信协议，互不兼容，距离统一标准的现场总线，还有很大距离，虽然这些现场总线在功能上可以互补。

为了解决现场总线统一问题，借鉴IT行业的统一网络通信标准，就是第5种类型，即以太网现场总线。1998年，在美国休斯敦召开的ISA展览会期间，成正了工业自动化开放式网络联盟IAONA，建议把FF的H2高速现场总线，改成高速以太网HSE，有Honeywell参加的18个公司31位工程师正在Foxboro公司积极进行开发，希望HSE能成为众望所归的现场总线。

HSE的特点是速度高（100Mbps），数据通过量大，与计算机联接容易，价格低。有两类用途，一类是完成由于计算量过大而不适合在现场仪表中进行的运算，另一类是作为多条低速H1总线或其他网络的网关设备。

HSE是否适用干BAS，是有待研究的事情。

在IEC61158国际标准中，有欧洲标准建筑物自动化系统MBS－TC247推荐的ProfibusFMS总线和WorldFIP总线，但是没有欧洲推荐的LonWorks总线和欧洲设备总线EIB。

5．3现场总线的三层结构

从IEC61158标准中的8类总线，可以看出现场总线并不需要保持与ISO／OS17层结构一致，只需物理层、数据链路层、应用层等三层就可以了。因为面向控制的信息比较简单，但需要快速而可靠地到达目的地，七层模式使数据转换变慢，会滞后实时控制的时间要求，七层有关的网络接口成本也较高，同时，现场设备也不需要OSI地址。

IEC61158还规定，所有2至8类现场总线，均需对类型1的FF总线提供接口，但2至8类总线之间，不要求提供接口。

5．4以太网作为现场总线的主要问题及其解决方法

由于以太网802.3采用随机式的CSMA/CD信息发送方式，对事实控制来说，就带来一?quot;不确定性"问题，不能事先预言测控信息传送的时间，存在着"后到先服务"现象。而令牌式"排队发言"信息传送是可以预言的。要克服这个缺点，就要提高以太网的传输能力。由于10／100BASE－T全双工交换式以太网技术发展，基本上解决了CSMA／CD随即发送带来的"不确定性"问题。1990年，智能交换机的出现，基本上淘汰了信息发送时的冲突，而且，智能交换机的成本不断下降，为工业控制实际应用提供了可能。智能交换机（网络开关EtherSwitch），能同时提供多条数据传输途径，功能和电话交换机相似，使整体吞吐量显著提高，同时智能交换机还使用一种名为"切入法"（CutThrough）的新桥接技术（常规桥接是使用存储转发技术），是延迟时间又降低了一个数量级。1993全双工技术是以太网可以同时发送和接收数据，理论上又可以使传输速度翻上一番，再加上快速以太网的出现，以太网在处理事实控制方面，已经可以做到测控信息的传输不再是"不确定"的，而是有着"良好概率GoodProbability"的表现，能够适应事实控制的需要。

以太网传送测控信息的另一个问题是线路"利用率"，线路效率。利用率是指线路用来成功地传输帧的时间部分。每个以太网数据包中那些不代表实际数据部分（同步、地址、字段长度、错误检验）较大，共26个字节，这种"开销"使线路利用率下降。在测控领域，实际数据很短，例如，DI20个字节、DO16个字凇IAO200个字节、通信接口500字节、PID运算500字节、计数器4个字节等，这样，当使用以太网信息包包装时，大量信号还需要加上填充符才能满足最小48个字节数据段的长度要求，如DI、DO、计数器，因此，效率较低。

但是，实际上，由于争先式发送，会改变效率，计算指出，如果连续发送两个64字节的以太网信息包，效率可以提高到54％。尽管如此，在工业自动化领域，仍然重视如何减少"开销"，提高通信效率，例如，在通信协议中，想已用户数据报协议UDP来取代最常用的传输控制协议TCP，因为UDP信息包的包装比TCP简单，只有4个字节，而TCP，则是26个字节。IEC61158国际标准现场总线HSE高速以太网就考虑采用UDP／IP来代替TCP／IP。

不过，以太网的高速度，已经把这些问题全部覆盖了，就算是以最低速3Mbps有效速率运行，一个100个字节的实时控制信息，在以太网的传输时间，只有0.336毫秒（[100＋26]×8/3M），对BAS，已是很理想的数据了。

5．5TCP／IP作为现场总线的通信协议的讨论

TCP／IP协议是一组协议，采用四层结构，与现场总路线三层结构很相似，因此，适用于现场总线。

采用TCP／IP的以太网现场总线，由于数据链路层的CSMA／CD，使得数据传输时间是建立?quot;概率"基础上，但由于以太网线路的改进，情况大为改善。

TCP／IP是非常流行的技术，移植到现场总线是顺理成章的事，问题之一是TCP／IP是为因特网设计的，TCP是要处理面对成千上万的网站，它要处理好这么多路由的连接，只能采取在TCP层，设置发送机和接收机，提供端到端的可靠的进程间的通信，使数据报在传输过程中始终保持连接状态，只有双向通信。TCP才去发送数据报（双向通信不是指两机器独占式通过网络对话，而是说两台机器间有一交互信息流），TCP发出信号后，必须等待对方应答信号，否则会重发，这种定向连接协议，使两个端机经常以适当的速度相互通话，TCP传输控制在两个机器问来回发送状态信息。而UDP用户数据表协议却比TCP简单得多。对于自动控制的应用程序来说，并不需要时时保持个连接，以节约开销和网络通信量，而UDP是一个无连接系统，从TCP到UDP放弃了许多功能，简单了许多，只是作为一个数据报的发端机和收端机操作，而不理会二者之间的连接。帧的结构简化为源端口2字节，目的端口2字节，长度2字节，校验2字节。UDP传递服务不建立通信双方的连接，发完数据就完事大吉，所以，比较灵活，效率高，非常适合测控数据的发送，因为这类数据非常短，还有，在控制网络中，通行的站点比起因特网来，少之又少，非常强调二者之间的连接管理，就显得多余，比起TCP的大文件来，测控程度只是"发出一个请求"或者"等待一个响应"，三言两语，传递本身就会很可靠。此外，在实时控制中，有时强调一种完全控制，即使在信号传输过程中发生错误，控制器业能够自行处理作出决策，而不需要让TCP一遍又一遍重复发送数据，因为自控系统控制器的自制能力都极强。

无论TCP还是UDP，应用程序都是驻留在通信协议顶层的应用中，包括控制和人机接口等一系列应用程序以及用于系统集成的OPC，都藉信息传输，获取其中的数据。

5．6以太网在工业自动化中的应用

美国Foxboro公司在1995年就推出了采用以太网10BASE－5粗同轴电缆I／AnodeBus用于现场总线控制系统，近年来，新I／A现场总线系统已经改为双绞线BASE－T，室内及机柜内，都使用RJ-45接插件，对室外及振动严重的场所，则按防护等级IP-67生产了密封式RJ-45的连接器，Hirschman公司也能提供现场总线中作为以太网连接的接插件，抗震密封，适用于工业环境。

1997年，Schneider公司为其著名现场总线ModbusTCP通信协议产品，它的PLC产品中的I／O模块，Momentum系列，均可以设置以太网端口。这些I／O模块通过这些端口直接连入以太网中。Schneider公司把Modbus通信协议变址为TCP／IP通信协议，这是世界上较早的以太网I／O产品。TCP／IP和UDP／IP的一个重要的优点是在同一个以太网中，可以运行许多不同的通信协议，它们都变址在TCP／IP或UDP／IP中。

Honeywell公司几年前就已经开始着手把以太网用于建筑物自动化系统自动化层总线通信的应用工作，目前，第一步已经实现，即，把所有测控总线通过TCP／IP接口连入以太网中，通过以太网得数据通信，进行实时控制。以太网成为BA、FA、SA集成的通信平台，进而与管理系统在此平台上完成管理控制一体化集成。

随着以太网应用技术的进一步发展，把以太网芯片内嵌与现场设备的一天，也许会很快来临，意味着因特网内置与现场设备的时代终会来到，其意义在于因特网与控制网融为一体，因特网无处不在，会进一步改变工业自动化和建筑物自动化的面貌。

5．7建筑物自动化的现场总线

现场总线这个技术热点，长期争论不休，虽然出台了IEC61158所推荐的8种国际标准总线，但是仍然没有一种统一的标准现场总线能够满足各种行业有要求。在这纷争的局面中，以太网的确受到了许多厂商的重视，在管理层（工厂级）采用以太网已经成了共识，而在低层次上的应用，还要假以时日，许多厂商正在积极研究和开发。

目前，LonWorks现场总线在BAS行业中的地位，是很重要的，尤其LonMark产品给用户带来产品互换互操的巨大利益（大幅度下降系统的寿命周期成本），所以受到用户的重视。Honeywell公司在2000年6月推出了全LonWorks现场总线系统，原来的C-BUS已经可以换用LonTalk现场总线，所有其它生产厂商的LonWorks现场总线，可以直接联入Honeywell中央站。

第3篇

变配电系统，顾名思义，就是保证建筑物供电与用电安全的系统，实现建筑物正常用电运行是变配电系统的主要监控目标。首先，变配电系统通过对建筑物各类型的电力开关设备进行监测，对配电柜高压与低压的运行状态进行控制来实现对建筑物内部电力供应与使用的监督与管理。其次，变配电系统还会对建筑物电路回路的电流与电压、功率因数这些电力关键参考值进行监测。变压器与电缆的温度、发电机的运行状态的好坏都是变配电系统的重要监督。电力系统本身具有一定的特殊性，其可以在瞬间发生很多的变化，所以在利用计算机系统对电力系统进行控制之时，其监测的频率是很高的，在监测的同时，要对这些监测中设备开关的状态与参数的变化进行准确且连续的记录，只有这样，变配电系统才能够准确地预测事故发生的机率，在自动状态下对变电系统事故地点进行分析。楼宇自动化系统中的变配电系统可以利用计算机对供电设备的开关进行远程控制，在停电发生后，可以对开关进行自动的顺序控制。另外，变配电系统还可以对应急的发电设备进行运行状态的监测，使其在有应急需要之时可以正常运行，自动切断不主要的电路回路，保证应急发电机的负荷在合理的范围之内。变配电系统除了对建筑物进行供电之外，还会对用电量进行计算，对每家每户的电费进行分析与计算，还可以对我国的供电政策进行有效的落实与执行，在供电高峰期超负荷的情况下对不主要的回路进行切断。

2给排水系统

使建筑物内部的中水系统得到正常的运行是智能建筑中给排水系统的运行目标与任务，给排水系统的主要功能是将建筑物内水泵与排水泵、污水泵等运行状态进行监测与管理，使建筑内各水箱的水位保持在安全可靠的限制值当中。另外，给排水系统还会对给水系统的压力进行测量，使水位与压力保持在安全范围内，根据水位与压力的变化及时进行水泵的关闭与开启。

3照明系统

智能建筑中的照明系统是建筑物内主要的节能系统，节能减排主要体现在照明系统的运行之中。照明系统的协调程度与运行力度是建筑物自动化与智能化的重要体现。在智能建筑中，电能是不可缺少的，照明系统是除了空调系统之外最大的电能消耗系统。与传统的建筑管理方法相比，智能建筑中的自动化系统可以实现40%左右电能的节省。照明系统的节能，主要利用于自动化系统对于停车场、走廊与对门厅等照明进行开启与关闭控制，对建筑物内的照明回路进行分组控制，使用电量过大、电路负荷过多时进行自动切断，对办公室与厅堂这些地方的照明系统进行无人熄灯的自动控制。这些控制的实现可以利用计算机中设定的开关开启与关闭时间进行远程控制，门锁与红外线也是比较好的照明系统控制手段。

4电梯系统

电梯系统属于智能建筑中的交通系统，对电梯系统的自动化管理也是楼宇交通管理的重要内容。对于电梯而言，其本身具有全套的自动控制装置，但是，要使其成为智能建筑中楼宇自动化系统的一部分，要将电梯本身的控制装置与楼宇的自动化系统相联系，使其实现数据的共享，使建筑物的管理者可以对电梯的运行状况进行及时的掌握与分析，在有意外事故发生的时候，可以利用自动化系统对电梯进行有效的控制。

5保安监控系统

保安监控系统主要由三部分组成。第一，闭路电视监视系统。闭路电视监视系统主要是利用摄像机完成的，管理人员将摄像机安放在需要进行监控的各个区域之间，利用电缆这一中介将图像传达到建筑控制中心，使建筑物的管理人员可以对大楼内部的实时情况进行观察与管理。还可以利用现代化的计算机技术对这些上传的图像进行分析，使影视中的物体与烟雾等不安全因素得到确认，为事故的处理提供证据。第二，出入口控制系统。对建筑物的出入口进行控制，就是利用电子锁或者是门磁开关这些设备对建筑物的人群进行控制。将读卡机等设备安装在建筑物当中，使建筑物的进入具有一定的权限性，对进入到建筑物的对象与建筑物的开放时间进行控制，随时掌握人员的出入情况。第三，防盗报警系统。防盗功能的实现，是利用各种敏感软件的安装实现对建筑物内部空间的控制，比如说红外线与震动传感器等等，将其安装在重要的防盗部位，如果监测区域内出现异常，报警系统可以做出相应的反应，通过建筑物管理人员对异常情况进行及时的处理。

6结束语

第4篇

论文摘要：从办学思路、教材设置、师资结构等方面讨论了目前高校建筑环境与设备工程专业中出现的问题和应改革的内容;结合中南大学建筑环境与设备工程专业教学实践，提出了明确办学思路、强调专业特色、加强实践环节等方面的专业教学体系改革的思路。

科学技术是第一生产力，是推动社会进步的巨大动力。人是从事科学技术的主体，因此当今社会的竞争就是人才的竞争。而人才核心竞争力的培养，主要来源于大学教育。为了适应社会的发展，教育部在上世纪末对大学很多专业都进行了调整，包括建筑环境与设备专业。建筑环境与设备工程专业是根据教育部1998年颁布的全国普通高等学校本科专业目录，将“供热通风与空调工程”和“燃气工程”两专业合并，调整、拓宽组建而成的新专业[1]。该专业以培养从事工业与民用建筑室内环境及建筑设备、公共设施、建筑热能供应系统的设计和建筑自动化与能源管理工作的人才为目标。这次调整，不是简单的合并，而是产生了一个面向21世纪新的专业学科。近年来，该专业如雨后春笋般在全国范围91所各类众多高校中涌现出来，问题也随之凸现。笔者认为有必要进行深入的、切实可行的教学改革。

一、主要凸现的问题

(一)办学思路不清晰

虽然很多学校秉承了“厚基础、宽口径”的办学思想，在教学内容上增加了建筑环境、建筑热能供应以及建筑自动化等方面的知识，并把建筑环境学列为了专业的平台，搭建了新的本科专业的框架体系。但是“厚而宽”不是“大而全”。知识口径的拓宽不是各种知识的堆积和罗列。专业的办学首先要服从于所在大学的办学思路，即学校的定位。一般院校和重点院校不同，创新型大学与研究型大学和综合型大学也不同。如果全国九十一所建筑环境与设备专业的教学体系都参照某一两个名牌大学的教学体系，那么这样的后果是显而易见的:一，专业建设没有或者散失了原有专业的特色;二，专业培养出来的人才也没有特色。

(二)教材建设的质量不容乐观

目前围绕建筑环境与设备专业的教材种类繁多，质量参差不一。教材是教学内容的具体体现，教学体系中的教材应该具有知识的系统性、延续性和完整性。而不是各个知识块之间简单的粘贴或移动的关系。以《暖通空调》为例，集结了原来供热、供燃气及通风空调工程专业的主要专业课:《空气调节》、《工业通风》以及《供热工程》的主要内容。剔出了三门课管网输配的交叉部分，而另设了一门课:《流体输配管网》。但就这两门课程的教材来看，共同的缺点是把原来空调、通风和供热三门课的三个系统简单地归类总结，系统总结有余，阐述不足。使得在具体教学过程中，出现老师觉得不好讲，学生不易接受的情况。

(三)配套的师资队伍结构有待改善

由于建筑环境与设备专业由原来的暖通空调专业或燃气专业演变而来，因此师资基本上是暖通空调或燃气专业的。但是专业的领域已经扩充到建筑室内环境、建筑设备、公用设备和智能建筑等方面。专业的内涵已经由原来的设备或系统扩充到既包括设备、系统，也包括智能建筑。其中的弱势部分是智能建筑。因为智能建筑技术也是一门交叉学科，而大部分搞自动控制的人才是自动化专业、电气工程及其自动化专业或计算机专业的人员。对智能建筑、智能化系统及设备缺乏全面的了解和掌握，缺乏建筑结构、建筑设备、供热空调等方面的专业知识和理解。另一方面，搞设备的人才又缺少对建筑自动化、BAS功能科学要求的理解，缺少有效的上层控制管理逻辑与算法。两方面人才又缺少“接口”，从而制约了智能建筑技术的发展[2]。因此合理搭配师资，在教学安排方面与其它专业知识交叉融合，才能培养出新时代的建筑环境与设备复合型人才。

二、改革的内容

(一)明确办学思路，办出专业特色[3]

明确办学思路是确定专业人才培养目标和教学体系的前提和基础。是以科研人才为主，还是以工程技术人员为主，不仅与专业本身的内涵有关，更重要的是与专业所在大学的性质有关。这样才能形成专业建设和发展的良性竞争。办学思路还与专业特色有着密切联系。专业特色与专业在多年的建设发展过程中的教学和科研历史有关，如有的学校在暖通空调的系统工程方面是强项，而有的学校在制冷空调设备的研究与开发方面是强项。那么在培养人才方面，这些特色就应该很好的继承和发挥，在课程设置和训练中要体现出来。

(二)稳固基础知识，拓宽专业口径

建筑环境与设备专业是一门跨学科的工科专业，学生基础知识应包括数理方面、工程热物理方面、流体机械方面、建筑热物理方面和自动化控制的知识。只有牢固的基础知识， 学生才能深刻地理解专业课程，拓宽本专业的服务领域。当然，正如前面强调的，专业办学的前提是要继承和发扬本专业的特色。这些基础知识本身就是属于很多领域，要与专业在建设和发展过程中的特色结合起来，构造和稳固所必需的专业基础知识。

专业知识的拓宽，是构架新时代建筑环境与设备专业教学体系的重要部分。专业教学体系不仅仅局限于暖通空调，或是供热供燃气，或是把这两方面的课程全部笼统地包括进去，或是把建筑环境、公用设备和智能建筑方面的知识硬塞进去。在专业学时有限的条件下，很有可能会造成各种知识的七拼八凑。因此，要有侧重点地把某些方面作为原本专业特色的延伸和发展，切忌一口吃成一个胖子的思想，盲目地贪大。

(三)编制优秀的教材，配备合理的师资队伍

正如前面所说，由于原有专业教学体系架构的割断和组合，使得最近几年采用的教材在编制上都有这样或那样的问题，因此在教材的建设方面还必需投入更多的精力。而选用合适的优秀教材的基础正是现在的教学体系的完善，必需从根本上理解和制定本专业的教学体系和知识模块。

师资的知识结构要分布合理，除了保留原来专业特色的知识结构以外，还要补充新的知识，如智能建筑和建筑环境方面的知识结构。师资的梯队建设也很重要。教学梯队的形成有利于知识传授的传承和不断更新。每个专业知识模块，也就是我们所说的课群下面，形成以教授为龙头，教授副教授主讲，青年教师为重要组成的教学梯队。

三、我校建筑环境与设备专业教学体系改革的几点思路

中南大学建筑环境与设备工程专业主要源于长沙铁道学院的制冷空调学科。长沙铁道学院从上世纪70年代起，就开展了制冷空调及冷藏运输方面的研究工作， 1985年在机车车辆系成立制冷空调教研室，并开始招收制冷空调专业专科学生; 1989年开始招收供热通风与空调专业本科学生; 1998年根据教育部文件调整为建筑环境与设备专业。因此，在二十多年的建设中，形成了制冷与暖调、系统与设备并重的特色。我专业在调整后修订了教学计划，增加了供燃气、建筑环境和建筑自动化方面的知识模块，保留了原来的制冷方面的知识模块，包括有制冷原理、制冷压缩机和铁路车辆制冷、制冷装置自动化等课程。 转贴于

目前已拟定完2008级新的教学体系和教学计划，主要的思路有如下几点。

(一)明确办学思路，与学校的定位一致。

我专业隶属于以本科生、研究生教育为主的高层次综合性大学——中南大学，学校的定位是立足湖南，面向全国，放眼世界，努力建设国内一流、国际上有重要影响的高水平、综合性、研究型、创新型大学[4]。因此，我专业的办学思路是以创新素质教育为核心，坚持全面发展的人才培养标准，面向社会主义市场经济的人才需求，培养出具有实践能力、创新能力，既懂技术又懂管理的复合型人才。

(二)继承和发扬专业特色，整合知识架构。

充分利用能源知识的平台。从2008年开始本专业与同属能源科学与工程学院的热能专业进行能源与动力大类招生，使学生在低年级的时候的基础知识面广，起到“厚基础、宽口径”的作用。

继续保留专业的特色之一:制冷模块。从毕业生就业的反馈来看，用人单位对既懂制冷，又懂暖通，既了解系统，又了解设备的人才非常欢迎。

加强暖通和建筑环境的优势。把空调、供热、通风和建筑环境的节能、环保、热舒适与空气品质结合起来，也是当前时展的需求。

减弱供燃气和燃烧模块。从本系教师多年从事的科研工作来看，燃气和燃烧模块并没有形成特色，因此可以适当减少其份额，作为选修课程开设。

加强智能建筑模块。智能建筑是楼宇发展的重要方向。本系在制冷和空调系统的自动化控制方面有着多年的研究和实　践经验。可以在此基础上进一步扩充相关领域的知识内容。

(四)加强实践环节，培养创新人才

实践环节包括实习、课程设计和毕业设计。实践环节应受到更多的重视。既保证实践环节的“量”，又要保证实践环节的“质”。即:实践环节的课时量必需严格保证，同时要求学生在实践环节动手、动脑，培养其综合运用所学知识和创新能力。

毕业设计从选题开始抓起，选题来源于教师的科研课题或工程实际，具有很强的实际意义和理论研究价值，有利于培养学生的综合能力。

严格把握好实践环节的考核。本系在近两年所有的专业实践环节考核中都涵盖有答辩部分的考核，既锻炼了学生的胆量、自信和表达能力，又能很客观地反映实际的情况。

参考文献

[1]肖勇全，李岱森.建筑环境与设备工程专业[J].高等建筑教育，2002， (2).

[2]刘春蕾，赵三元，海.智能建筑相关专业课程体系建设研究[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版)， 2004， (4).

第5篇

关键词：电气自动化;智能化;应用

Abstract: With the progress of science and technology and the improvement of people's living standard, convenient and comfortable living modern architectural goal and office environment become, electrical automation in construction applications, to achieve the intelligent modern architecture. This paper introduces the electrical and automation background and future development trends, analysis of the composition and application of electrical automation system.

Key words: electrical automation; intelligent; application

中国分类号：TU69 文献标识码：A 文章标号：2095-2104（2012）03-0001-02

1电气自动化在建筑中的应用及发展趋势

电气自动化技术的发展，与智能自动控制、计算机网络、电子技术的飞速发展密不可分，各种技术的发展催生了电气自动化的繁荣。“自动化”一词出现在20世纪50年代，随之电机电力等产品相继产生，直至60年代，自动化控制理论的开始应用到各行各业中，过程自动化、机械制造自动化和管理自动化，使自动化的发展进入全新的阶段。电气专业的自动化技术成为自动控制与信息处理结合产物，电气自动化技术的发展极其迅速日臻成熟已经成为高新技术产业的重要组成部分。现代建筑无论从建筑科学技术方面，还是在建筑设计和建筑艺术方面，都取得了巨大的进步，是以往任何时期所无法比拟的。建筑设计理念的不断提升，促使现代建筑在智能化发展方面提出更高的要求，在此背景下，电气自动化技术应运而生，90年代起，中国的智能建筑迅速发展，北京、上海等大城市的高楼大厦基本都采用了智能化系统。

随着我国经济和现代化工业的不断发展，4C技术（即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）在自动化系统中的应用，自动化产品不断普及，智能楼宇走向智能家居，智能化系统的广泛应用，为电气自动化技术应用提供了广阔的发展前景。为满足和迎合消费者越来越高的消费品位及消费理念，现代建筑需要不断提高建筑内涵，势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑，特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。

2 建筑电气自动化系统的组成

现代智能建筑自动化系统主要包括通信自动化系统（CAS）、楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)、闭路电视监控系统（CCTV）、火灾报警及消防联动控制系统(SAS)及其相应的布线系统。

2.1通信自动化系统（CAS）

通信自动化系统为智能建筑内的用户提供高速、全面、安全可靠的语音、数据、图像等多媒体信息服务，满足办公自动化系统的要求，并能适应楼外电信部门的通信网向数字化、智能化、综合化、宽带化及个人化发展的趋势。

目前，智能建筑中的通信系统主要由两大系统组成：程控数字用户交换机和有线电视网(CATV )。随着4C技术的不断推广，现在智能建筑通信自动化系统主要包括以下子系统：综合布线系统、电视电话通讯系统、计算机网络系统等。

综合布线系统(Premises Distributed System，简称PDS)是智能化办公室建设数字化信息系统基础设施，是一种集成化通用传输系统。它是将所有语音、数据等系统进行统一的规划设计的结构化布线系统，为办公提供信息化、智能化的物质介质，支持将来语音、数据、图文、多媒体等综合应用，是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理及建筑物自动化管理设备等系统之间彼此相联。综合布线系统由工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和建筑群子系统六部分组成。

电话通讯系统通常有两种方式：数字程控交换系统和虚拟电话网系统。数字程控电话交换系统由程控电话交换机、配线架、中继进线组成。电视通讯系统应用最广的还是闭路电视系统，主要由接收信号源、前端设备、干线传输系统、用户分配网络四部分组成。

计算机网络系统是智能建筑中的主干网络，将智能大厦的计算机系统、网络通信设备、网络外部设备和局域网连接起来，形成互联互通，结构合理计算机网络系统，并在此基础上建立能满足办公的软硬件环境，更好的实现网络信息资源共享。

2.2楼宇自动化系统(BAS)

楼宇自动化系统是利用现代控制方法、对楼宇内的机电设备或系统进行自动集中控制管理，以达到节约能源的目的而构成的综合系统。系统通过集中监测和控制来提高现代建筑的管理水平，降低设备故障率和维护及营运成本。 它包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统等。楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式，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，实现多种控制及管理功能。

2.3办公自动化系统(OAS)

办公自动化是20世纪80年代迅速发展起来的一门综合性学科，它是利用技术的手段提高办公的效率，进而实现办公自动化处理的系统。它采用Internet/Intranet技术，基于工作流的概念，使企业内部人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作。系统集成主要包括运行坏境集成和技术集成。

2.4闭路电视监控系统（CCTV）

Closed Circuit Television (CCTV) 一种图像通信系统，它综合了传感技术、监控摄像技术、通讯技术和计算机技术，组成一个多功能全方位监控的高智能化的处理系统。智能建筑中闭路电视的应用，可以保护人身安全，节省时间和费用，提高效率，实现实时指挥和调度，处理和保存信息。闭路电视监控系统视频监控系统主要由前端摄像部分、控制部分、传输部分、显示与记录四大部分所组成。

2.5火灾报警及消防联动控制系统(SAS)

消防联动控制系统是当火灾发生后，联动启动各种消防设备，以达到报警及扑灭火灾的综合系统。火灾自动报警及消防联动控制系统主要由以下设备组成：主机主板、回路卡、手动控制盘、多线制控制盘、直流不间断电源、消防应急广播系统、消防电话系统、CRT系统、机箱。

3 结束语

在全球信息化的今天，信息的共享和高效显得尤为重要，智能化系统在现代建筑的应用，成就了人、信息和工作环境的智慧结合，使人们的生活和办公环境更加方便快捷，极大地提高了人类的生存质量。随着科学技术的发展日新月异，智能化小区的内涵也必将随着科技的进步不断地变化、发展。

参考文献

第6篇

关键词：电气自动化；建筑；自控系统；应用

Abstract: the construction of electrical automation for building users create a comfortable, safe, economic and efficient, convenient working environment, and through its strong management function realizes the equipment operation optimization of water supply, power supply, air conditioning system for monitoring and control, lower operating costs. This paper expounds the electrical automation system composition and basic functions, and analyses the architecture electrical automation control system of the principles, advantages, and introduces the electrical automation in the building of the application of the automatic control system, to have the certain reference value.

Keywords: electrical automation; Architecture; Automatic control system; application

中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：

引 言：

电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。随着信息化社会的到来，人们对建筑控制系统的先进性、开放性、互动操作性等方面的要求也越来越高。

建筑自控系统 (Building Automation System) 是针对建筑内各种机电设备进行集中管理和监控的综合系统。建筑控制系统主要包括空调新风机组、送排风机、集水坑与排水泵、电梯、变配电、照明等。在整个建筑范围内，通过整套建筑自动控制系统及其内置最优化控制程序和预设时间程序，对所有机电设备进行集中管理和监控。在满足控制要求的前提下，实现全面节能，用控制器的控制功能代替日常运行维护的工作，大大减少日常的工作量，减少由于维护人员的工作失误而造成的设备失控或设备损坏。

随着社会经济和科学技术水平的日益增长，建筑电气自动化在日常生活中的应用变得越来越普遍，建造一座现代化、智能型的建筑，电气自动化已成为建筑自控系统不可缺少的基本环节。随着电气自动化技术的发展,电气自动化在建筑自控系统中也得到了更多的应用。在此，文章对其应用进行了粗略的探讨。

一、建筑电气自动化系统的介绍

1、建筑电气自动化系统组成

建筑电气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，这两个子系统宜一同纳入BAS考虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够进行一体化的协调控制。

2、建筑电气自动化系统的基本功能

(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态；

(2)监测并及时处理各种意外、突发事件；

(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行于最佳状态；

(4)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据；

(5)设备管理：包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等；

(6)能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化；

(7)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。

3、建筑电气自动化控制系统的原理

建筑电气自动化控制系统采用的是集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统。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(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务。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。

4、建筑电气自动化系统的优点

(1)实现计算机测控网络与管理的数据共享；

(2)建筑设备运行状态的实时监测、故障自动诊断、报警；

(3)运行数据与故障信息自动存入数据库，实现了运行数据的实时管理；

(4)确保建筑内具有最佳的工作与生活环境；

(5)延长设备使用寿命；

(6)提高建筑物整体安全水平。

二、电气自动化在建筑自控系统中的应用

1、在电气保护方面的应用

建筑自控系统中的电气保护主要包括交流工作、安全保护、屏蔽与防静电、直流工作、防雷保护接地五方面内容。

（1）交流工作接地指的是必须在变压器中性线或者中性点接地,中性线选择铜芯绝缘线,配电中存在的等电位接线端子通常在箱柜内。需要注意的是,等电位接线端子不能外露,也不能和直流接地、安全保护接地或是屏蔽接地等其它接地系统混接,还不能和保护接地线连接。采取中性点接地能够确保高压系统继电保护动作可靠、准确,并避免零序电压偏移,确保三相电压平衡。

（2）安全保护接地指的是对电气设备中没有带电的各个金属部分使用金属连接的方式与接地体作良好连接,使用保护接地线连接用电设备及其金属构件,但不能连接保护接地线与中性线。建筑中的强电设备、弱电设备、导电构件都需要安全保护接地，如果不作安全保护接地,设备外部绝缘损坏可能使外壳带电,不仅容易进一步损坏设备,还可能造成人员触电事故。使用安全保护接地,应该尽量降低接地电阻,这样可以保障电气系统运行的稳定、安全,还能保障设备安全和人身安全。

（3）屏蔽与防静电接地分别指的是用保护接地线连接设备外壳、屏蔽管路两端、室内的多个部位,用导静电体连接带静电或可能产生静电的物体与大地,以避免设备、导线受到电磁干扰。由于人员在房间内走动或是移动设备等都可能产生大量静电,如果接地不好不仅会对电子设备产生干扰,还可能损坏设备芯片,甚至引发一些安全事故,因此防静电接地需要将所有可能产生或带静电的设备外壳和设施与保护接地线可靠连接,并使接地电阻尽量降低。

（4）直流工作接地指的是用截面积较大的铜芯绝缘线连接电子设备与基准电位。由于建筑中有大量的电子设备,在计算机、自动化设备、通讯设备等电子设备中输入、传输、输出信息或是放大信号等操作都以微电位或者是微电流进行,需要依靠直流工作接地使其基准电位和供电电源保持稳定,以提高其操作的准确性和稳定性。需要注意的是,直流工作接地不宜与保护接地线连接,更不能与中性线连接。

（5）防雷保护接地指的是对建筑中的电子设备、线路等做防雷保护接地。如通信自动化系统，火灾报警及消防联动控制系统，建筑自动化系统，保安监拧系统，办公自动化系统，闭路电视系统等，以及他们相应的布线系统。这些电子设备及线路系统一搬均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击的部分。因此楼字的所有功能接地。必须以防雷接地系统为基础，并建立严密，完整的防雷结构。

2、在中央空调中的应用

（1）中央空调的配电负荷电流的计算

中央空调负荷基本都属于三相负荷, 在计算负荷电流时,要注意以下两点：功率P是指电功率，而不是指制冷量，因为它们用的单位都是kw，有些人常将它们弄错。中央空调中的电功率会随着运行工况的变化而变化，在进行电流计算时，应取中央空调最恶劣工况下的电功率进行计算。􀀁

（2） 电线电缆载流量

在计算好负荷电流后，就可以进行低压电器和电线电缆的选择。选择低压电器, 需要满足额定电流小于所在回路的计算电流。 电线的载流量不是跟截面积成正比关系的，而是根据不同的敷设方式和环境温度查表得到的。因此，我们在进行电线电缆选型时，务必认真求实，保证有足够的载流量，杜绝电线火灾隐患。􀀁

（3）中央空调的远程监控

中央空调的远程监控可以有很多种，我们这里讲的是现场总线控制系统(FCS) ，实现的是用远程计算机直接对现场的空调设备进行监控。一栋大楼的空调系统, 可能包括多台冷水主机和多台空气处理风柜, 每台冷水主机和空气处理风柜都有自己的独立控制系统。对于设备管理部门来说, 多台空调机组的开关机、故障处理、数据抄录, 将耗费很大的人力物力， 并且效率低下。如果有一套集中监控现场所有空调机组的系统, 所有问题就可以解决, 这就是我们要讨论的FCS系统。“现场设备”就是我们的空调机组，“操作站”就是我们的计算机监控中心􀀂计算机监控中心通过总线对现场的空调机组进行数据的采集和修改,从而达到了监控的目的􀀁计算机监控。包括计算机、打印机、U PS 、上位机软件、数据服务器等; 监控中心通过网络介质( 通信线) 访问现场控制器, 但在数据交换时, 我们需要用到通信协议, 在此, 我们使用免费开放的通信协议Modbus或Profibus，目前, 我们推荐使用Modbus通信方式, 因为Modbus通信方式需要的硬件配置很简单: 1 套上位机软件( 网络主站) ，1个转换器就可以与现场控制器建立通讯。􀀁远程监控系统的使用, 大大提高了设备管理部门的工作效率, 他们通过在一台计算机上面操作, 就可以对现场所有的空调设备进行集中管理。同时，远程监控系统还生成了历史故障报表，可直接在监控中心的打印机上打印出来。

三、结束语

电气自动化技术及其应用在国民生产中各个部门和领域已得到了广泛应用，能够有效提高建筑行业整体的自动化水平，特别是行业的运行管理水平，还可以大大节省建筑成本，提高设备的安全性和可靠性。随着更多建筑的出现，将有更加先进的技术补充到这一领域中，使这一技术更加成熟、完善，电气自动化的应用也必将有长足的进步和发展。因此很有必要对其进行探讨，这是一个很漫长而艰巨的任务，同时也是一个新的研究趋势，具有较大的经济价值和社会意义。

四、参考文献：

[1]于海英．浅谈电气自动化在建筑自控系统中的应用[J]．黑龙江科技信息，2009，(01).

[2]李成荫．电气自动化系统在建筑智能化中的应用分析[J]．科技资讯，2009，(04).

[3]胡新．对智能建筑建筑自动化控制系统的探讨[J]．科技资讯，2008，(19).

[4]李灿旭．楼字自动化控制[J]．中国高新技术企业，2008，(3) .

[5]李桓栋，左攀华.陈强浅谈建筑电气自动化的应用[期刊论文]-中国科技博览 2009，(30).

第7篇

[关键词]　建环专业；教学团队；建设

一、教学团队的含义与发展

团队(Workteams)是由少数技能互补，愿意为了共同的目的、业绩目标和方法而承担责任的人们组成的的群体。它作为一个学术概念最初来源于企业管理，团队管理被认为是企业成功的基本保障。把团队引入教育领域以后出现了教学团队的概念。教学团队比较典型的定义是“由一个专业或某一课程的教师组成的，以提高教学质量为目标而相互协作、共同承担责任的教师群体。”

美国在上世纪50年代中期开始在中小学推行团队教学，70年代以后在高校应用团队教学，目前美国的大中小学中存在80％左右实施某种形式的团队教学。我国高校在上世纪90年代后期才开始进行教学团队实验。2007年国务院、教育部、财政部先后出台了国发(2007)14号文件、教高(2007)1号文件和2文件，全面实施高等学校本科教学质量与教学改革工程(简称“质量工程”)，明确提出“加强本科教学团队建设，重点遴选和建设一批教学质量高、结构合理的教学团队，建立有效的团队合作机制，推动教学内容和方法改革和研究，促进教学研讨和教学经验交流，开发教学资源，推进教学工作的老中青相结合，发扬传、帮、带的作用，加强青年教师培养。”同年教育部在全国选出100个国家级教学团队，并成为全国教学团队建设的范例。

下文对本校省品牌专业-建环专业教学团队的设置特色、专业特色、创新性改革措施、资源建设与网络教学等特色内容分别进行总结，以供其他高校教学团队建设借鉴。

二、建环专业教学团队的建设内容与特色

建环专业是1998年教育部将原供热通风与空调工程专业和燃气工程专业(简称“暖通专业”)经调整拓宽组建而成的新专业，它主要培养从事燃气工程、供热工程、通风空调工程等方面的设计、施工、运行管理等方面的高级复合型人才。目前，全国已有140余所高校设置了建环专业，每年培养专业技术人才过万人。本校建环专业是湖北省高校中最早开办建环专业的学校。生源地涉及全国20多个省、自治区和直辖市。建环专业教学团队从1985年组建以来，经过创始、稳定发展与快速发展三个阶段20多年的建设和发展，拥有了一个特色鲜明的优秀教学队伍。

(一)教学团队的设置特色

1.团队成员高学历、高层次，知识与年龄结构合理。团队由14人组成，其中教授4人、副教授5人、讲师3人；具有博士学位的4人(博士后1人)、1位教师正在攻读博士学位，硕士学位的7人；硕士生导师6人。团队成员中，50岁以上4人、40岁以上5人、35～40岁4人、35岁以下1人，老中青配置合理，年龄结构优化，是可持续发展的教学团队。

2.以品牌专业建设为契机，全面发展，打造精品教学团队。经过团队成员多年不懈的共同努力，目前团队具有了良好的发展平台。2008年“建筑环境与设备工程专业”被评为省级品牌专业，2009年“建筑设备实验教学示范中心”被评为省级教学实验示范中心，2009年建筑自动化课程被评为省级精品课程，2009年“建筑环境与设备工程专业课程体系改革的研究”与“土建类人才培养的立体化教学模式研究与实践”均获省教改立项。另外，还有关于专业发展定位与人才培养模式、专业课程教学、双语教学等方面的研究获校教研立项。这些教研项目既有对专业发展进行全面的宏观研究，也有就某门专业课程的教学进行微观的教改研究，还有对实验等实践教学环节进行的教研。它们既相对独立，又相互促进，是全面建设“建筑环境与设备工程专业”省级品牌专业的重要内容。

3.分工协作、优势互补、充分发挥团队优势。本专业开设专业基础课、专业方向课与专业选修课共35门。团队12名专业教师均承担1门及以上专业主干课程与2至3门专业选修课程的理论课堂教学，每门专业主干课程都由2个及以上教师组成课程教学小组共同负责。

除实验外本专业共完成42周实践教学，其中36周是专业实习、设计由专业教师负责指导完成。团队12名专业教师每年均要承担毕业实习与毕业设计的工作，每人指导6至8名学生，毕业设计1生1题，选题由设计指导小组把关；认识实习和生产实习主要由中青年教师承担，分小组指导，集中答辩与评定成绩；课程设计由任课教师组织课程教学小组集中对学生进行设计指导、答疑与成绩评定。

课程实验由任课教师与专职实验员共同指导，实验分组进行。课外开放与创新实验以学生为主体，申请相关教师课外指导。

以上教学工作安排充分发挥了分工协作、优势互补的团队优势，取得了很好的教学效果。

4.教研结合，以研促教，教研并重。根据教学需要，目前本专业已经形成了三个教学科研团队：团队A主要研究本专业课程体系如何适应科学技术的发展、市场经济的需求；团队B主要研究学生工程能力与创新意识的培养：团队c主要研究供热空调系统与建筑智能化的有机结合，扩展专业范围，适应智能建筑的发展。

在科研方面，各个团队都有自己的研究方向与特色。团队十分重视科研转化教学工作，同时也积极鼓励学生参与到科研课题中来，培养学生创新思维和实践动手能力。

5.立足教书育人，开放办系，服务社会。团队紧紧抓住“以学生为本”的教育宗旨，以培养本专业工程应用型人才为目标，结合当前复合型人才培养模式和社会需求，开放办系。鼓励教师积极参加专业教研与科研等会议、专业教学与技能等培训，并给予经费支持。每年毕业设计都定期邀请知名专家来我校为师生作专题讲座。另外，本系是“湖北省土木建筑学会暖通空调专业委员会”和“武汉土木建筑学会暖通空调专业委员会”的挂靠单位，依托这个资源优势，本系在社会上有一定的影响力，在学生落实实习单位与教师开展对外技术服务方面都有一定的优势。

在服务社会方面，要抓住两型社会对环境与节能的永恒需求这个契机，充分利用本专业节能环保的专业知识优势，通过“产、学、研”结合，使本专业人才能更好地服务于社会，将知识转化为生产力，创造价值，通过进一步的建设，使团队形成自己的特色，为学生服务，为社会服务。

(二)教学团队的专业特色

1.结合专业的技术发展和社会需要开展科学研究。本团队成员在暖通空调系统节能、建筑节能、泵与风机的节能应用研究、平衡阀的应用研究、智能控制、暖通空调CFD、室内空气品质、蓄能技术应用、地源热泵、太阳能除湿空调、制冷系统的匹配等领域开展了深入的理论与应用研究，取得了一批有价值的科研成果，既服务了两型社会的建设需要，同时也丰富了课堂教学内容。

2.实习方式的改革和教学体系改革是本专业教学改革的

两个主要方面。暖通专业“顶岗实习”实施方式及效果研究曾获原冶金部教改成果二等奖。几年来仍在不断探索和改进学生的专业实习方式。关于本专业的教学体系改革，不断完善培养方案、编制实践性教学环节体系，结合自身优势开设了暖通空调新进展、冷热源工程、热泵及应用、智能建筑概论、暖通空调工程设计方法与系统分析、小型制冷设备的组装与维修、蓄能空调技术等多门特色专业选修课。另外在大一、大二年级实行了专业导师制度，对学生进入大学后如何有效的学习和做好未来的职业规划进行引导，培养学生对本专业浓厚的学习兴趣，建立师生沟通的良好渠道。

(三)教学团队的创新性改革措施

本校建环专业历来重视教学改革研究，倡导用正确的理论指导教学实践。教学改革是一个渐进的过程，经过团队成员多年的实践探索，及时总结有关经验，参与相关教研课题工作，取得了些阶段性教学成果，得到了几点切实可行的创新性改革措施。

1.依据社会发展和市场需要，提出了地方高校建环专业发展定位与人才培养模式的新要求。社会的发展对建筑环境与设备专业的人才提出新了的要求。“以人为本，舒适、便捷、安全、健康、环保、节能”的思想已成为本专业的核心理念。而高校要发展，专业要适应社会需求，就必须及时掌握社会发展需求与专业设置和教育模式之间的差距。通过调查研究，并根据我校的办学优势和地方特点，探讨本校建环专业学科的发展定位是主要培养从事燃气工程、供热工程、通风空调工程等方面的设计、施工、运行管理等方面的高级应用型人才，能适应其专业服务面广、跨行业特色的需要。面对新的形势，应对专业教学体系与人才培养目标进行及时的调整，配置适应市场要求的课程体系和教学内容，真正体现教育面向社会经济发展、服务于市场经济建设的精神。

2.改革教学体系，加强实践环节的教学投入，突出应用型人才的培养特色。加强实践环节的教学投入，实践环节的教学主要是通过做设计、实验或论文培养学生发现问题的能力，综合运用所学知识分析问题、解决问题，培养实际动手能力。

团队主要通过三方面的措施来加强实践环节的教学投入。首先，优化实践教学队伍。选派认真负责、实践经验丰富的教师指导实习与设计实践教学：专业任课教师与专任实验教师共同指导课程实验；科研能力强的教师指导学生的创新实践等。其次，灵活安排实践教学时间。根据本专业特点，把4周的生产实习调整到第七学期前4周，便于学生充分暑假进行实习，一方面夏季更容易找到实习工地，另一方面，可以满足学生与实习单位要求实习时间延长的实际需求。由于毕业就业找工作与考研的冲击，毕业设计可提前布置给学生，以便能保证设计时间与质量。通过几年的实施，取得满意的效果。最后，尽可能地加大实践经费的投入，以保证实践效果。比如向实习单位争取报销学生的交通费与适量的实习补足等。

3.设置特色课程，培养知识面宽的专业人才，满足市场需求。经济建设的发展和科学技术的进步使得节约能源已成为建筑设备管理十分紧迫的任务。建筑设备的能效管理必然成为今后的一大热点领域和重要市场。所以计划增设中央空调系统运行管理和物业设施管理等方砸相关选修课程。

另一方面，原暖通专业的教授内容主要是建筑物单纯的供热和空调，缺少建筑物内热、湿、声、光及空气质量等方面的综合考虑，尤其对创造人工建筑环境对生活和生产质量的影响的重要性认识不足，因此应对建筑环境学、建筑环境测试技术等课程的内容进行重新调整，并充分重视建筑设备动化与智能建筑等课程在专业教学中的作用。

另外，随着经济的全球化发展需要，应强化学生的英语与计算机应用能力，计划多开些双语课程。

(四)教学团队的资源建设与网络教学

1.网站与多媒体课件建设。为了充分发挥计算机和网络通信技术在专业教学中的重要作用，本教学团队十分注重专业信息平台和网络环境的建设，建立了网络化的教学和管理信息平台，实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。在资源建设与网络教学方面主要做了许多工作。团队购买了一批专业课动画索材，自行开发了一批多媒体课件，目前本专业所有主干课程均采用了多媒体课件辅助教学，教学效果很好，深受学生的欢迎。先后建设了建筑自动化省级精品课程网，建筑智能化教学网http：//hvac.省略／，建筑设备实验教学示范中心网http：//jzsblab.wust.省略／，专业基础课教师博客http：//zhou3.woku.eom／，QQ答疑与师生交流群等。

2.教材建设。教材是体现大学教学内容和教学方法的知识载体，是进行教学的基本工具，也是深化教育教学改革，全面推进素质教育，培养创新人才的重要保证。本团队教师注重教材，近几年主编、参编教材《建筑自动化》、《建筑安装工程概预算与运行管理》、《室内污染控制与洁净技术》、《制冷装置管理技术》、《热泵技术与应用》、《燃气供应工程》、《自动控制原理与CAI教程》、《制冷技术与装置》以及《建筑环境学》等9部，这些教材的编写、出版和使用对教学效果的提高起到了很好的保障作用。

3.实践教学资源建设。本专业的教学非常注重理论与实践的结合，注重学生实践能力与工程能力的培养。本专业设有开放实验室，大学生科技创新基地，实验教学示范中心等，为培养学生动手能力，科研能力，创新能力等提供了较好的平台，学生积极参加各种科技竞赛活动，取得了一些可喜的成果。

经过近20年的发展，已形成了比较稳定的实习基地，学生的金工实习、认识实习、生产实习以及毕业实习均有比较固定的地点，建有8个校外实习基地，4个签订实习协议单位，2个校内实习基地，实习基地为学生各类实习提供了很好的保障。另外，本专业同湖北省内多家设计院建立了长期稳定的合作关系，定期与不定期邀请一些工程设计专家到校举办学术和技术讲座，开拓师生的视野，深受师生欢迎。

第8篇

关键词 智能建筑；综合布线；意义

中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）110-0132-02

1综合布线的基本概述

综合布线工程具有技术性强作用强度密集等特点，由于线路种类的繁多，在智能控制的高要求下需要综合考虑光控，声控，手控，自动监控等一系列的技术设备，因此，在智能建筑综合布线中的系统定位，设计，布线标准以及具体的技术要求细节都要进行全方位的研究和探讨，以确保综合布线系统在智能建筑中得到最大作用的发挥作用。

综合布线的基本结构是由六个模块组成，即通常所说的设备间，工作区，管理区，水平子系统，干线子系统，建筑群子系统六个基本部分。

2综合布线功能探讨

2.1设备间

所谓设备间就是在建筑物内运用综合布线技术安置的相关硬件设备的场所。一般该设备间放置在大楼的三层或二层，以便于相关设备的搬运和节省投资。设备间是用于把公共系统的各种设备相互联系起来，它相当于电话系统中的电缆和导线连接部分，另外设备间的功能还具备在楼宇入口处的保护系统和其他的连接设备。

2.2工作区

工作区是放置应用系统设备的地方。它相当于电话系统中的终端部分，是由终端设备连接到信息插座的接插软线构成，在进行终端信息和设备的插座连接时，一般需要电气转换装置配合作业。

2.3管理区

管理区是在设备间的配线区域内。其采用的是交联和互联的方式来连接干线子系统和水平子系统的线缆，并且在这种智能的管理下为繁杂的子系统提供了便捷管理的可靠保障，大大的节省了传统布线系统中的管理成本，提升了管理效率。

2.4水平子系统

水平子系统是在建筑物内连接楼层配线间管理区到工作区的系统干线子系统的信息装置。所谓水平子系统就是在同一楼层上线缆的一端接在信息插座上另一端接在配线间的配线架上并多为4对双绞电缆的系统。而干线子系统是在建筑物内位于垂直的弱电间多采用双绞电缆的系统。他们都能支持大多数的终端设备。

2.5干线子系统

干线子系统是由设备间和楼层配线间的线缆连接组成。前面以讨论了，其两端分别连接在设备间和楼层配线间的配线装置上，且多采用双绞电缆，相当于电话系统中的干线电缆装置。

2.6建筑群干线子系统

所谓的建筑群即两个或以上的建筑物组成的建筑实物。这些建筑物之间要进行信息交流和传递，就必须依靠该系统进行完成。在连接各个建筑物的线缆中建筑物群综合布线所需的硬件例如铜电缆，光缆以及相关的电气保护装置等都是群干线子系统的重要组成部分。

3 综合布线的特点分析

综合布线与传统的布线相比具有很大的优越性和技术性，以下我们来分析其无法匹敌的特点。

3.1兼容性

所谓兼容性是指自身的完全独立性可以完全适用于多种应用系统而与其他应用系统相对无关的特性。以往的建筑物内进行布线是往往采用不同厂家生产的缆线，插座等设备，这些设备都使用的是不同的配线材料，质量，标准都不同，彼此互不兼容。而当需要改变终端机或电话机位置时就必须要重新安置插座接头及电缆等。而综合布线的各种数据，设备及各种线缆，连接设备等都采用统一的规划和设计，把不同的传输介质 综合到一套布线标准里，从而大大的简化了布线程序，节约了成本和空间，而且也便于工作人员的操作和管理。

3.2开放性和灵活性

建筑界的朋友可能都知道，传统的布线不仅在方式上单一刻板，而且一旦用户选定的设备就必须要使用与其配套的传输方式和布线标准，这如果有突发事件需要改变时将大大增加难度和成本。但如果采用综合布线的方式，其配置标准对所有的著名厂商的产品都是开放的。从而可以大大的节省人财物等资源。另外综合布线所采用的硬件和相关设备都是模块化设计，对所有的通道和标准都是适用的。因此，所有的设备的开通和更换都不需要重新布线，只需在出现问题的环节进行必要的跳线管理即可，这就大大的提升了布线的灵活性和开放性。

3.3可靠性和先进性

由于传统的布线方式使得各个应用系统互不兼容，从而也造成了建筑物系统的脆弱性，像综合布线发生错位或不当时就可能导致信息的混乱和交叉。综合布线系统采用的是高科技的材料和先进的建筑布线技术，它本身形成了一套完善兼容的信息输送体系。而且每条通道都可以达到链路阻抗的效果，任何一条链路出现问题都不会影响到其他链路的工作，在系统传输介质的采用上他们互为备用，从而提升了冗余度。由此可见，综合布线的种种优越性保证了应用系统的可靠运作。

4综合布线技术在工程应用中的实例分析

综合布线技术在工程应用中最成功的例子是深圳行政中心工程，它是由12层政府行政大楼，招待所，会堂等组成的建筑，其综合布线技术是由国外某公司设计，其中，分配线架数据采用架式光纤配线架和六类插式配线架，语音采用的是BIX模块化配线架，水平线缆采用的是六类UTP产品，宽带>200mHz。垂直主干线线缆数据采用8芯62.5/125um多模光纤。数据插座采用超5类产品，而且各楼宇之间的主配线架通过6芯多模光纤连接。核心交换机采用2台Catalyst6509路由交换机冗余配置，一共配置4块16口1000m光纤模块来连接关键服务器，配置一块3层交换功能的48口10/100m的模块用于连接网管工作站。深圳行政中心工程的综合布线技术代表了当前最先进的建筑技术和智能水平。

5综合布线的应用前景和技术经济分析

由于综合布线优良的兼容性，开放性，先进性和可靠性的优势，越来越受到人们的关注和认可，同时其具有的应用前景也日渐突出。

一个好的建筑产品的应用前景应从两个方面进行考虑，及初期的投资和性价比的相协调。在不增加新的投资的情况下，仍能保证建筑物的质量和性能的产品必然在以后的发展中应用前景广阔，而综合布线与传统的布线相比就具有此种特性。

首先，综合布线系统的初期投资，就目前而言，综合布线设备价格较高，由于其良好的系统特性，以及在全部弱电线缆布线时仅有一个施工单位就可完成，这样可大大省去劳动和设备的费用，使得布线的周期缩短，从而便整体上节省了建筑布线的费用。其次，是综合布线的性价比高，由于综合布线在建筑业的应用中时间短，属于新生的事物，代表了先进的技术和全新的设计思维 ，进一步解放了生产力提高了劳动效率，也符合时展的潮流，因此，不久的将来综合布线将会是未来智能建筑界的主流技术。

参考文献

第9篇

关键词 大学物理 实验 学以致用 专业 联系 打基础 举例说明

中图分类号：G642 文献标识码：A

On the Combination of University Physics

Experiments and Professional Knowledge

LIU Jian

(Faculty of Science, Shenyang Jianzu University, Shenyang,Liaoning 110168)

Abstract College physics experiment teaching and the teaching content of organic combination of instance, on the importance of college physics experiment teaching and expertise, and pointed out the direction of physics experiment teaching development efforts with other disciplines, cross lateral development.

Key words college physical experiment; apply the knowledge; professional contacts; laying the foundation; example

1 学学物理实验，具有非常重要的意义

1.1 学科之间横向发展，学科知识出现交叉

高校各学科发展方向有两方面，一是向着更深、更细的分支发展，研究尖端科学；另一方面就是建立各学科之间的联系，横向交叉发展，彼此互相补充，互相充实，与实践生活结合。物理实验也如此，物理实验虽然是基础的验证性的实验居多，但是也要与时俱进，以适应学生由基础向高深尖端学科内容发展的过程。当学生刚接触高深理论时不可能立即接受，物理实验课程如果和其它专业知识结合，可能成为学生学习高深理论知识的桥梁，因为实验是具体操作，是比较容易理解的。所以，物理实验发展方向就应该向着其他学科应用方向发展，成为学生“认可的、有用的”实验课。

1.2 作为实验基础课程，可以为其他实验课程打基础

学生通过物理实验学习，多了解其他专业知识，扩大知识面。可以基本掌握实验技能，为其他专业实验的学习打下良好的基础，动手能力的提高，对学生适应社会生活有非常大的帮助。加大各届学生之间宣传力度，调动学生实验热情，使物理实验“活”起来。

1.3 与其他专业课有必然联系

（1）课程内容设置侧重基础又结合专业知识。为培养综合素质人才，大学物理实验课程结合学校各专业的特点，经过了多轮的教学实践，不断改革，本着在基础原理技能培养的基础上，将原来的物理实验内容与其他专业知识整合，融入一些学生感兴趣，便于掌握，觉得“有用”的知识点。（2）选课体系有利于学生有侧重点的学习。物理实验现在实行选课，课程内容比学生所选内容多，学生可以根据自己的需要，自由选择与他们专业相关的实验，或者要扩展知识面，选择感兴趣的实验项目，学生自由选择项目给出了非常重要的信息，学生选择结果能够帮助物理实验教师了解学生需要，可以决定学科的发展动态，能够确立实验改革的方向。（3）对各专业学生毕业论文和专题研究有帮助。多届毕业生的毕业设计很多涉及要进行物理实验和咨询，这充分说明，物理实验课程对学生是“有用”的，不少其他专业的老师到实验室借实验仪器设备，进行材料分析，研究物质的性质，测试力的作用效果。这些都充分说明物理实验对某些专题研究很有帮助。

2 物理实验开设内容与专业联系实例

对所有专业学生来说，绪论中有效数字表示测量结果都是必不可少的学习内容。建筑类学校是以土木，建筑专业为主要专业的学校，其他各专业也都要接触测量，测量结果要使用有效数字加上单位表示，为准确的表示测量结果，有效数字位数取舍是关键，有效数字之间的运算规律是依据。所以绪论知识对所有各专业学生都要求必须学习。

（1）对环境专业学生来说，制冷系数测试实验是他们的最爱，很多学生都选择该实验项目，实验中介绍压缩机工作原理，通过实验学生能够了解日常生活中的冰箱、空调等制冷设备的工作情况，这与学生专业知识的学习建立起一定的联系。学生觉得所学知识“有用”。

（2）对交通机械专业。交通机械专业的学生主要进行机械工程领域知识的学习，未来从事机械工程领域设计、科技开发和应用研究等工作。他们需要在大学阶段掌握机械工程理论、电工电子技术、测试技术、计算机技术和信息处理等各种知识。对交通机械专业学生来说，最重要的应该是设计理念的培养和创新能力的提高。他们应该首先学会将日常生活中基本物理想象和本专业知识结合起来，再通过思维的整合产生设计理念，最后达到实际应用的目的。因此，在学生学习的每一个环节上，都应该有意识的安排一些与专业相关的课程内容。比如在大学物理中有声速的测量实验，通过该实验，学生可以掌握测量超声波在空气中的传播速度的方法，同时对驻波和振动合成等理论的也有了更加深入的认识，并且可以提高学生综合使用示波器、声速发生器等仪器的能力。传感器技术在日常生活应用也越来越广泛。在以上实验基础上可以给学生提供传感器，超声波发射接受等装置启发学生设计汽车倒车防碰装置。实验课与日常实际应用的结合吸引了学生的眼球，学生顿时觉得枯燥的实验内容有用了，即使实验有一定难度，学生也非常愿意做，这样就达到培养学生思考的目的，同时培养了他们的设计理念。

（3）对信息专业。信息与控制工程专业的学生将从事建筑智能化及电气自动化工程设计、施工、运行管理和科学研究等领域工作，学生需要掌握建筑自动化，电气自动化，通信自动化，安全保卫自动化等专业知识，具有建筑电气自动化工程设计、施工、系统运行与维护等基本能力。通信中应用最多的应该是光纤，物理实验课程中设置了光纤传感技术相关内容，通过光纤传感器原理的学习及对光纤传感器的实际应用使学生掌握位移、电压、温度信号的基本物理量的测量。在物体导热系数测量中，通过导热系数PID自动控温系统的介绍，使学生从实际中掌握所学专业的实际应用的意义，使学生更加热爱学习，同时也增强了学生对自动控温技术的理解。

（4）对土木专业。土木专业主要培养从事土木工程的设计、施工、安装、管理、科研以及工程项目规划等方面工作的高级工程技术人才。该专业学生通过系统学习和基本训练，掌握结构工程、道路与铁道工程、桥梁与隧道工程、岩土工程和地下工程等学科的基本理论和知识，具备土木工程项目的勘察设计、研究、开发、施工与管理等初步能力。要想具备以上能力必须学会测量。测量是土木学院学生最基本的技能。为培养学生测量能力，在物理实验中设置了分光计的应用实验，让学生学会测量光学角度，会进行光谱分析。学会用自准法调节仪器，分光计的调节比较麻烦，通过该实验培养学生的耐心，让学生懂得，要测量精确，前提必须熟练掌握仪器调节。从而可以使这种理念应用于专业测量仪器上。

（5）对材料专业。材料专业主要培养建筑材料科学与工程领域科学研究、技术开发、工艺和设备设计、建筑施工、监理、材料检测、技术及经营管理等方面工作技术人才。学生通过系统学习和专业训练，掌握该领域的基础理论、专业知识和基本技能；研究无机非金属材料及其复合材料的组成结构、合成制备与性能之间的关系；探索无机非金属材料及其复合材料的制备、加工工艺技术及性能测试评价。以无机非金属材料科学为中心，以工业化、工程化高新技术为先导，发展新型无机非金属材料。对无机材料物理性能了解需要通过一定测试和研究获得，物理实验对材料专业学生设置导热系数测量实验，使学生掌握导热系数测试仪的使用，会用稳态法测量不良导体导热系数方法，加深对热学基本知识的理解。

3 结论

大学物理实验作为基础操作课程，一定要与学生的专业学习联系起来，让学生觉得学学物理实验是非常必要的，是有用的。任课教师备课过程中，不应该仅局限于课本知识的熟悉，还要了解所教授学生涉及的专业知识领域，将实验教学和专业知识的结合既有利于调动学生的学习积极性，也有利于物理实验内容的充实。

参考文献

[1] 顾明远.教育观念的现代转化[J].21世纪的中国教育,1996.

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