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随着计算机技术、控制技术、通信技术及信息技术的飞速发展,人们对生活、办公环境安全性、舒适性的要求日渐增长,智能建筑应运而生。智能建筑通常包含三大基本要素,即楼宇自动化系统(BAS)、通信三者的有机结合,使建筑物能够提供一个合理、高效、舒适、安全、方便的生活和工作环境。其中,楼宇自动化控制系统是智能建筑的一个重要组成部分。
楼宇自动化控制系统就是对大厦内的各种机电设施进行全面的计算机监控管理,如空调制冷系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯、消防、安全防范系统等;通过对各个子系统进行监控、控制、信息记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为建筑物用户提供良好的工作环境,为建筑物的管理者提供方便的管理手段,从而减少建筑物的能耗并降低管理成本。
楼宇自动化控制系统的组成如此所示。
1楼宇自动化控制系统的设计步骤
楼宇自动化控制系统的设计通常分为如下几个步骤。
1.1工程需求分析(1)研究建筑物的使用功能,了解业主的具体需求以及期望达的目标;(2)确定建筑物内实施自动化控制及管理的各功能子系统;(3)根据各功能子系统所包含的设备,制作出需纳入楼宇自控系统实施监控管理的被控设备一览表。
1.2确定系统的控制方案(1)对于需进行自动化控制的功能子系统,给出详细的控制功能说明,并说明每一系统的控制方案及达到的控制目的,以指导工程设备的安装、调度及工程验收;(2)根据系统大致规模及今后的发展,确定监控中心位置和使用面积;并预留接口,与智能化系统设计形成和谐的统一整体。
1.3确定系统监控点
在确定被控设备的数量及相应的控制方案后,确定每一被控设备的监控点数及监控点数及监控点的性质,核定对指定监控点实施监控的技术可行性,绘制监控点一览表。
1.4系统及设备选型(1)系统选型应综合技术、经济各项指标,进行全面、客观的分析比较并实地考查,选取合适的产品;(2)设备选型结合各设备工种平面图,进行监控点划分(监控点应留有20%的余量);根据该监控范围,确定系统网络结构和系统软件;(3)根据各设备的控制要求,选用相应的传感器、阀门及执行机构,并配出满足要求的楼宇控制器。
1.5绘制BAS总控制网络图
根据选定的系统结构和现场楼宇设备的具体布置,画出BAS总控制网络图。
1.6画出各子系统被控设备的控制原理图
1.7绘制整个楼宇自控系统讯息工期平面图
1.8监控中心设计及平面布置
1.9提供设计施工说明、列出材料表
2变配电监控系统的设计
变配电监控系统是大楼的心脏,是大厦的动力系统。如果没有变配电系统,所有的机电设备都将无法工作。因此,变配电系统是大厦的最主要部分。变配电监控系统除了确保大厦的动力系统正常的运行外,还可以大大提高其工作效率,节省能源消耗。另外,许多建筑都配备了相应的应急电源,如柴油发电机组,当工作电源没电后,备用柴油发电机组自动启动,投入运行,确保负载的正常供电。
现大楼设有两台变压器和一台柴油发电机组,设计如下:
2.1被控设备清单
系统设备名称数量单位备注
变配电系统配电箱2台配电室
变压器2台
柴油发电机1台
2.2变配电监控系统主要设置功能:(1)检测运行参数,如电压、电流、功率、变压器温度等,为正常运行时的计量管理、事故发生时的故障原因分析提供数据;(2)监视电气设备运行状态,如高、低压进线断路器等各种类型开关当前分、合状态,是否正常运行,如发现故障,自动报警;(3)对建筑物内所有设备的用电量进行记录与统计,包括动力用电和照明用电,对高峰负荷、日用电量、平均用电量等指标进行分析和管理;(4)对各种电气设备的检修、保养、维护进行管理。
2.4选型
根据HW-BA5000楼宇自动化控制系统,选用HW-BA5941B、HW-BA5942B低压配电智能节点控制箱各一台及HW-BA5943B后备电源智能节点控制器一台。
2.5绘制BAS总控制网络图。2.6画出变配电系统的控制原理图
DI无极性数字量输入
DO无极性数字量输出
AI模拟量输入
AO模拟量输出
关键词:智能建筑;自动化;系统建设
1 智能建筑的自动化系统简介
一般来说,智能建筑的自动化系统包含有三大部分,分别是楼宇自动化系统、通信自动化系统及办公自动化系统。
楼宇自动化系统即BAS,又被称作设备自动化系统,是智能建筑中最为基础的自动化系统,主要功能是完成对智能建筑物内的环境、安全、能源等多方面进行实时监控和管理,从而为智能建筑提供安全可靠、舒适方便的居住环境。
通信自动化系统即CAS,它是实现智能建筑物内语音、视频等数据传输的根本基础,同时也是智能建筑与外部通信网络,如计算机网络、电话网络、卫星网络相连的唯一通道,从而实现与全球各地进行信息的交互。智能建筑的通信系统主要包含两大系统,一是程控数字交换机系统,二是有线电视网系统。
办公自动化系统即OAS,该系统是实现智能建筑的重要组成部分之一,主要是通过利用计算机软件技术和先进的办公设备来提升办公效率和质量,从而实现办公的简易化、决策的科学化、管理的智能化。
2 智能建筑自动化系统实现的基本功能
按照上述的智能建筑的自动化系统的组成,三大系统应分别基于智能建筑的实际需求,完成基本功能的实现,具体如下:首先是楼宇自动化系统,楼宇自动化系统的基本功能主要包括如下几方面:一是实现对建筑物的自动监视并实现对各类机电设备的开始或运行控制;二是实现对建筑物内各种基本参数和机电设备参数的自动检测、显示、汇总、打印等功能;四是实现对建筑物内各种设备的协调管理和统一控制,尤其是对水、电、暖、气的自动计费功能的实现。其次是办公自动化系统,该系统在智能建筑内表现出很强的系统性、网络性和多学科交叉性。智能建筑的办公自动化系统一般具有以下功能:一是实现对建筑物物业管理的办公自动化系统,包括物业管理信息、电子账务处理、物业信息、业主会议管理、综合文件等功能;二是实现对传统办公与服务的管理功能,主要包括有文字处理、公文收发、档案管理以及各种公共服务的管理、建筑物人员管理等;三是对建筑物内的信息库的管理,建筑物内的资源信息种类繁多,公共信息需要办公自动化来维护,主要包括公共信息或资源的采集、检索、查询、等功能。
3 智能建筑自动化系统建设的方法
3.1 楼宇自动化系统的建设方法
楼宇自动化系统的建设应在控制理论的基础上实现计算机控制的综合系统,是一种分布式控制系统,其主要特征是集中管理且分散控制。楼宇自动化系统的内部是把智能建筑内的各个主要子系统集成在统一的开放式结构和协议之下,保证接口的标准化,集成的方法主要有以下几种:
一是完成硬件网络的集成,楼宇自动化系统的集成结构应该采用两层网络的形式,第一层为以太网络,第二层为LonWorks等速率低的标准工控总线,来完成对各种硬件设备的串连,同时,这种集成的结构还可以留下与第三方系统的接口,从而实现把多种系统都集成到主干网络的目标。
二是完成信息系统的集成,通过采用ODBC技术等,实现楼宇自动化系统中各设备管理软件的集成,也就是能够透过硬件网络集成的架构,实现各设备之间的连接,从而实现把各种信息综合地结合起来,实现信息的整体获取、利用和分析。
3.2 通信自动化系统的建设方法
通信自动化系统是智能建筑内基于计算机网络的高速网络的集成系统,该系统的建设需要主要以下两点:
首先是应该设计建设一个合理的能够完全满足智能建筑需求的综合布线系统。众所周知,智能建筑中的通信网络是实现智能化的根本,大多数的智能建筑通信网络都会分为主干网和子网,主干网的建设必须是基于ATM的高速宽带局域网,并能支持建筑中的各种通信业务和子网互联的需求。
其次是采用虚拟局域网技术,在建筑物内构建虚拟局域网,这样,每个虚拟局域网具有相对的独立性,其物理位置不会影响逻辑子网,同一个虚拟局域网内部的通信不受其它子网影响。同时,一些需要在物理上进行改动的网络设备也能够保持在相同的虚拟局域网上不发生改变。
3.3 办公自动化系统的建设方法
在办公自动化建设过程中,主要进行以下两方面工作:
一是选择合适的硬件设备,以个人PC为主,辅助以大型的数据服务器,PC作为终端或工作站,并与程控交换设备相连,服务器则用来存储办公自动化系统的所有数据。同时,还应该配备有一些基本设备,如打印机、复印机、录音设备、投影设备等,以支持更复杂的办公需求。
二是软件的选型,根据智能建筑的办公自动化需求,应该按照操作系统级、应用系统级等分别进行选型,操作系统建议选择较为流行的windows操作系统平台,应用系统则根据实际需求,可直接购买或定制,同时,还应该配置微软的文字处理软件、语音识别软件、多媒体应用软件等。
[参考文献]
[1]王浩.智能建筑控制网络安全探讨[J].建设科技,2010(1)
智能建筑自动化系统建设的方法:
1楼宇自动化系统的建设方法
楼宇自动化系统的建设应在控制理论的基础上实现计算机控制的综合系统,是一种分布式控制系统,其主要特征是集中管理且分散控制。楼宇自动化系统的内部是把智能建筑内的各个主要子系统集成在统一的开放式结构和协议之下,保证接口的标准化,集成的方法主要有以下几种:一是完成硬件网络的集成,楼宇自动化系统的集成结构应该采用两层网络的形式,第一层为以太网络,第二层为LonWorks等速率低的标准工控总线,来完成对各种硬件设备的串连,同时,这种集成的结构还可以留下与第三方系统的接口,从而实现把多种系统都集成到主干网络的目标。二是完成信息系统的集成,通过采用ODBC技术等,实现楼宇自动化系统中各设备管理软件的集成,也就是能够透过硬件网络集成的架构,实现各设备之间的连接,从而实现把各种信息综合地结合起来,实现信息的整体获取、利用和分析。
2通信自动化系统的建设方法
通信自动化系统是智能建筑内基于计算机网络的高速网络的集成系统,该系统的建设需要主要以下两点:首先是应该设计建设一个合理的能够完全满足智能建筑需求的综合布线系统。众所周知,智能建筑中的通信网络是实现智能化的根本,大多数的智能建筑通信网络都会分为主干网和子网,主干网的建设必须是基于ATM的高速宽带局域网,并能支持建筑中的各种通信业务和子网互联的需求。其次是采用虚拟局域网技术,在建筑物内构建虚拟局域网,这样,每个虚拟局域网具有相对的独立性,其物理位置不会影响逻辑子网,同一个虚拟局域网内部的通信不受其它子网影响。同时,一些需要在物理上进行改动的网络设备也能够保持在相同的虚拟局域网上不发生改变。