時(shí)間：2023-01-24 11:40:03
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇樓宇自動化控制，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，樓宇的設(shè)計(jì)中也逐漸加入了智能的因素，在智能化發(fā)展的趨勢下，樓宇自動化控制系統(tǒng)在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的建工工程中，自動化系統(tǒng)不斷走向發(fā)展與完善，但是關(guān)于樓宇自動化控制系統(tǒng)的失敗案例也有不少，這就要求我們在實(shí)際工作中對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入淺出的分析與探討，希望能為樓宇建設(shè)的自動化系統(tǒng)控制的相關(guān)設(shè)計(jì)提供一些參考。
【關(guān)鍵詞】自動化 控制系統(tǒng) 完善
近年來我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到高速的發(fā)展，樓宇的建設(shè)開始全面開展，同時(shí)也帶動了樓宇自動化系統(tǒng)控制建設(shè)的發(fā)展。樓宇自動化控制系統(tǒng)主要包括四大部分，包括主機(jī)、現(xiàn)場監(jiān)控器、通信網(wǎng)絡(luò)和儀表。樓宇自動化系統(tǒng)對建筑內(nèi)的何磊設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，保證了運(yùn)行的安全、可靠，同時(shí)還能節(jié)省人力和物力。但是，因?yàn)槲覈臉怯钭詣踊刂频陌l(fā)展比較晚，在設(shè)計(jì)和施工等方面還只是處于初級發(fā)展階段，在具體的設(shè)計(jì)和施工方面還存在著很多不合理的地方，所以會有運(yùn)行不良、使用壽命短等問題的出現(xiàn)。所以，根據(jù)實(shí)際情況，我們要針對樓宇自動化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)對相關(guān)的管理功能進(jìn)行選擇，同時(shí)還要在實(shí)際的工作中積累關(guān)于自動化控制的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到相應(yīng)的完善，使樓宇自動化控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮出相應(yīng)的功能。
1 簡述自動化控制系統(tǒng)有哪些基本的功能
在樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的數(shù)據(jù)通常情況下都是根據(jù)自動采集而來的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為系統(tǒng)運(yùn)行的一種參數(shù)，對運(yùn)行情況進(jìn)行自我監(jiān)控，對系統(tǒng)中的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行全方位的調(diào)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和相應(yīng)的社會效益。
1.1 自動化系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動采集的功能
對現(xiàn)地控制單位之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理和存儲要建立在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，用上位計(jì)算機(jī)對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，從而形成系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)。在數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)資料可以對自動控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過本身的記錄、檢索等功能為系統(tǒng)的工作人員的靈活調(diào)用作為參考。
1.2 自動化系統(tǒng)具有自動監(jiān)控與調(diào)節(jié)的功能
想要提高系統(tǒng)的監(jiān)控水平和調(diào)節(jié)水平，可以達(dá)到減少對系統(tǒng)操作失誤的目的。但是，系統(tǒng)具有本身的復(fù)雜性，人工的監(jiān)控是難以達(dá)到要求的，所以就需要自動監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能的開發(fā)與利用。對各種功能設(shè)置模擬操作系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置要建立在數(shù)據(jù)科學(xué)合理的基礎(chǔ)上。將自動系統(tǒng)的指令設(shè)置在屏幕顯示器上，根據(jù)計(jì)算機(jī)屏幕顯示執(zhí)行的步驟，這樣就可以對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行一目了然的監(jiān)控了。
1.3 總動畫系統(tǒng)具有現(xiàn)地控制單元的功能
這個(gè)功能應(yīng)該在自動化操作系統(tǒng)中某個(gè)環(huán)節(jié)的后面，進(jìn)行現(xiàn)地的現(xiàn)實(shí)和處理，同時(shí)將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據(jù)指令對是否滿足指令的條件進(jìn)行分析。最后按照發(fā)出的指令將硬件運(yùn)行到相應(yīng)的位置上?，F(xiàn)地控制一般都會設(shè)置權(quán)限開關(guān)，根據(jù)開關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的切換，同時(shí)依然可以使用手動的方式進(jìn)行輔的操作，手動操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
在對自動化系統(tǒng)進(jìn)行上述三項(xiàng)基本功能的設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要體現(xiàn)出系統(tǒng)基本功能之間的共通性，還要對這些功能進(jìn)行合理的處理，使自動化控制功能的適用性能夠得到相應(yīng)的提高。
2.1 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
在對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之前要做到有針對性的進(jìn)行采集，對自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后，要及時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到上位計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這些數(shù)據(jù)可以作為盤點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的重要依據(jù)。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以用單端隔離的模擬量進(jìn)行輸入卡，用波形檢測的方式對系統(tǒng)自動收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與監(jiān)控，同時(shí)，必須要設(shè)置好采集范圍和輸出通道。
對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集設(shè)計(jì)時(shí)要做到對數(shù)據(jù)保存情況的實(shí)時(shí)顯示。在對軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還要對校本程序進(jìn)行編譯，同時(shí)用人機(jī)界面對數(shù)據(jù)的幾率、存儲等情況進(jìn)行顯示，最后將軟件和數(shù)據(jù)可連接起來。這種功能使數(shù)據(jù)記錄和存取的便利性得到大大的提高，同時(shí)還完成了對數(shù)據(jù)可的屬性設(shè)置。
值得一提的是，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的時(shí)候要遵循一個(gè)重要的原則，探測元件與要采集的內(nèi)體要盡量靠近，以減少傳導(dǎo)中的誤差，避免這些誤差對數(shù)據(jù)真實(shí)性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術(shù)，這種新技術(shù)的應(yīng)用可以達(dá)到準(zhǔn)確的目的同時(shí)又不會使誤差造成系統(tǒng)的誤動作。
2.2 監(jiān)控設(shè)計(jì)
在自動化系統(tǒng)中的監(jiān)控最常見的方式有三種：遠(yuǎn)程監(jiān)控方式、集中監(jiān)控方式和現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。其中幾種監(jiān)控方式便于系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)管理，對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較容易，也沒有較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)主要有對資源能夠起到節(jié)約監(jiān)控的目的，同時(shí)具有較高的可靠性，并且在實(shí)際的應(yīng)用中可以體現(xiàn)出組態(tài)靈活的優(yōu)勢，還可以實(shí)現(xiàn)對電纜、附屬材料的節(jié)約利用。現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是當(dāng)今條件下一種比較符合時(shí)代特征的監(jiān)控方式，它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，使監(jiān)控的連接線路縮短，在這種方式上可以很好的體現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)。同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.3 現(xiàn)地控制單元
自動化系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的實(shí)際采用了計(jì)算機(jī)軟件和硬件等先進(jìn)的技術(shù)，確保了各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都能符合指標(biāo)要求。隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在不斷的更新?lián)Q代，系統(tǒng)的規(guī)模也應(yīng)該隨著計(jì)算機(jī)的更型換代得到擴(kuò)展與升級，維護(hù)方面要具備自我診斷和自我恢復(fù)的功能，避免因?yàn)槿藛T操作失誤造成的損失?，F(xiàn)地控制單元的設(shè)計(jì)主要包括對機(jī)組設(shè)備的調(diào)節(jié)和將控制；對機(jī)組控制單元順序的控制；數(shù)據(jù)通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結(jié)語
綜上所述，對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)的輸送到上位計(jì)算機(jī)中，對整個(gè)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷。還要根據(jù)各種方式的運(yùn)用，使系統(tǒng)工作的效率得到提高，減少維護(hù)故障率，在新技術(shù)的幫助下，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對整個(gè)系統(tǒng)的配置與設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
汪詩雯（1985-），女，安徽省歙縣人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為柳州市人民醫(yī)院助理工程師。主要研究方向?yàn)殡娮有畔⒐こ獭?/p>
關(guān)鍵詞:樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 以太網(wǎng) 樓宇自動化系統(tǒng)
目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是信息社會的需要,也是未來建筑發(fā)展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(tǒng)(Buiding Automation system,縮寫為BAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)三大系統(tǒng)組成。其中,樓宇自動化系統(tǒng)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(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動化的綜合管理和控制系統(tǒng),將大樓內(nèi)部各種設(shè)備連接到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)上,通過網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行綜合的控制,這些設(shè)備包括空調(diào)、照明設(shè)備、電梯、消防設(shè)備、安防設(shè)備等等。它確保建筑物內(nèi)的舒適和安全的辦公環(huán)境,同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的要求。
2 現(xiàn)場控制系統(tǒng)FCS的出現(xiàn)以及在樓宇自控中的應(yīng)用
上個(gè)世紀(jì)七八十年代,伴隨著計(jì)算機(jī)可靠性提高,價(jià)格大幅下降,出現(xiàn)了由多個(gè)計(jì)算機(jī)遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(Distributed ControlSystem,簡稱DCS)。DCS是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統(tǒng)。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(shù)字混合控制系統(tǒng),這種系統(tǒng)較以前的各種控制系統(tǒng)有了較大的進(jìn)步。DCS在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,也開始應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)域。但是DCS存在如下一些缺點(diǎn):
(1)安裝費(fèi)用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式,導(dǎo)致接線龐雜、工程周期長、安裝費(fèi)用高、維護(hù)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(tǒng)封閉。各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng),系統(tǒng)封閉、不開放,難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的互換與互操作以及組成更大范圍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
上個(gè)世紀(jì)90年代以來,隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)(FCS),FCS克服了DCS的缺點(diǎn),它是一種全數(shù)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(tǒng)。目前,現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)成為自動化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn),備受國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。FCS極大地簡化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量,使其系統(tǒng)檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的DCS(分布式控制系統(tǒng))相比,FCS具有可靠性高、可維護(hù)性好、成本低、實(shí)時(shí)性好、實(shí)現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn),為工業(yè)自動化帶來了一場深層次的革命,從而開創(chuàng)了工業(yè)自動控制的新紀(jì)元,被譽(yù)為自動化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。鑒于FCS的許多優(yōu)點(diǎn),控制專家們紛紛預(yù)言“FCS將取代DCS成為2l世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流?！爆F(xiàn)在,FCS已經(jīng)被應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)域。
2.1應(yīng)用于樓字自動化領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場總線
由于誘人的市場商機(jī)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域的存在,世界一些大公司或公司聯(lián)盟紛紛提出自己的現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前國際上有40種宣稱為開放型的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)議根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式互連系統(tǒng)的OSI參考模型來制定的。大多數(shù)現(xiàn)場總線只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場總線呈現(xiàn)雜亂紛呈的局面。在這些現(xiàn)場總線中不乏優(yōu)異的現(xiàn)場總線,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BAC
net、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EiB等現(xiàn)場總線在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)用。盡管基于現(xiàn)場總線的Fcs克服了DCS的許多缺點(diǎn),但還是有一些不如人意的地方,最明顯的缺點(diǎn):多種現(xiàn)場總線并存而互不兼容,導(dǎo)致FCS的可互操作性只能在同一種現(xiàn)場總線系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。后面將對FCS的缺點(diǎn)做進(jìn)一步說明。
(1)LonWorks
美國Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技術(shù),又稱Lonworks技術(shù)。它得到了眾多計(jì)算機(jī)廠家、系統(tǒng)集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持,已經(jīng)在樓宇自動化、工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)供配、消防監(jiān)控、停車場管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地說LonWorks具有以下優(yōu)點(diǎn):
①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便。它支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?包括總線型、星型、樹型、自由拓?fù)湫偷?這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境,方便現(xiàn)場布線;
②支持多種傳輸介質(zhì)。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(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蛡鬏斀橘|(zhì)決定,一般可從500m到2700m?？山尤说墓?jié)點(diǎn)最多為32385個(gè);
③完善的玨發(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,采用開放的NEURON C語言,它是ANSI C語言的擴(kuò)展;
④無主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的地位相同,網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點(diǎn)處,并可安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器;
⑤開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間較短,也易于維護(hù)。LonWorks采用的LonTalk協(xié)議固化在Echelon公司的Neuron芯片中,這樣可以節(jié)省開發(fā)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間,也方便維護(hù)。
同其它現(xiàn)場總線一樣,LonWorks也有自身的缺點(diǎn)。首先,LonWorks的實(shí)時(shí)性、處理大量數(shù)據(jù)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(zhì)疑。盡管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上有2萬多家OEM廠商生產(chǎn)LonWorks相關(guān)產(chǎn)品,其中種類已達(dá)3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個(gè)LonWorks節(jié)點(diǎn),LonT~k協(xié)議也被接納為歐洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以來,LonWorks也開始在國內(nèi)獲得大量的應(yīng)用。在建設(shè)部的支持下,國內(nèi)一些研究所和企業(yè)開始陸續(xù)開發(fā)出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統(tǒng),并在一些新建智能大廈和建設(shè)部智能化小區(qū)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用。
(2)BACnet
BACnet是作為世界上第一個(gè)樓宇自動控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它代表了智能建筑發(fā)展的主流趨勢。BAcnet不是軟件或硬件,也不是固件,嚴(yán)格地說,BAcnet并不是現(xiàn)場總線,而是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,即通信規(guī)則。為不同商家產(chǎn)品的系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細(xì)闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的途徑、使用的通信介質(zhì)、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規(guī)則。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信。可根據(jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相對其它現(xiàn)場總線,BACnet標(biāo)準(zhǔn)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以與Etherent、LonWorks等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫集成。不過BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統(tǒng)相互間的通訊問題設(shè)計(jì),并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。BACnet標(biāo)準(zhǔn)已在全球得到了廣泛的應(yīng)用,全球生產(chǎn)和經(jīng)營樓宇設(shè)備和樓宇自控設(shè)備的主要廠商均支持BACnet標(biāo)準(zhǔn)。BACnet在不到10年的時(shí)間內(nèi)就從一個(gè)行業(yè)學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中唯一的ISO標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國是WTO和ISO成員國,但是BACnet在我國建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的BACnet產(chǎn)品和技術(shù)也基本上全部是從國外引進(jìn)的,還沒有真正意義上的國產(chǎn)化BACwWw.LWlm.comLWLM.com編輯。net相關(guān)產(chǎn)品。
(3)CAN
CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出的,現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國際標(biāo)準(zhǔn),在電力、石化、空調(diào)、建筑等行業(yè)均有應(yīng)用。CAN具有以下優(yōu)點(diǎn):
①采用8字節(jié)的短幀傳送,故傳輸時(shí)間短、抗干擾性強(qiáng):
②具有多種錯(cuò)誤校驗(yàn)方式,形成強(qiáng)大的差錯(cuò)控制能力。而且在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下,節(jié)點(diǎn)會自動離線,避免影響總線上其它節(jié)點(diǎn);
③采用無損壞的仲裁技術(shù);
4 CAN芯片不但價(jià)格低而且供應(yīng)商多。
CAN缺點(diǎn)是:CAN總線上最多可掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn),這不完全能滿足整個(gè)智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進(jìn)行擴(kuò)展,相對其它一些現(xiàn)場總線,CAN總線技術(shù)比較簡單,CAN相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用。因此,很早國內(nèi)就有一些企業(yè)推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關(guān)產(chǎn)品。如獅島、索龍集團(tuán)開發(fā)出了$2000樓宇自控系統(tǒng)。
(4)EiB
EIB是歐洲安裝總線(European Installation Bus)的縮寫。它在1990年被提出,經(jīng)過十多年的發(fā)展,成為歐洲最有影響的建筑智能化現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),在歐洲得到了進(jìn)300家廠商的支持。1999年EIB被引進(jìn)中國的智能化建筑領(lǐng)域,并在上海同濟(jì)大學(xué)建立了EIB認(rèn)證技術(shù)培訓(xùn)中心。在短短的幾年里,國內(nèi)的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)用,如廈門國際會展中心、大連國貿(mào)中心、浙江人民大會堂等。國內(nèi)的EIB項(xiàng)目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。
關(guān)鍵詞：樓宇自動化自動化控制系統(tǒng)
中圖分類號：TN830.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
樓宇自動化系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分，其任務(wù)是對建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車庫管理等設(shè)備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和管理為目的，以提供一個(gè)既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。
一、樓宇自動化系統(tǒng)的組成
樓宇建筑通常包括暖通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)由以上系統(tǒng)的場控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和管理計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)被有機(jī)地結(jié)合起來，組成分級分布控制系統(tǒng)，它是運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、自動測量及控制技術(shù)，對以上子系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動控制和統(tǒng)一管理。
二、樓宇自動化系統(tǒng)的原理
樓宇自動化系統(tǒng)采用的是分布式控制系統(tǒng)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即用分布在現(xiàn)場被控設(shè)備處的微型計(jì)算機(jī)控制裝置完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測和控制任務(wù)，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來的危險(xiǎn)性高度集中的不足和常規(guī)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(jì)算機(jī)具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強(qiáng)的數(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難、無法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。
2.1分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個(gè)分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等都是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的“節(jié)點(diǎn)”，都含有CPU和網(wǎng)絡(luò)接口，它們都有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)處于平等地位，既能共享資源，又不相互依賴，形成既有統(tǒng)一指揮，又使危險(xiǎn)分散的功能結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)區(qū)具有極大的伸縮性，可擴(kuò)性很強(qiáng)，可以滿足分布式控制系統(tǒng)擴(kuò)充與升級的需要，十分靈活、方便。
2.2分布式控制系統(tǒng)的進(jìn)一步分散化
(1)LonWorks技術(shù)，LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網(wǎng)技術(shù)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由神經(jīng)元芯片、收發(fā)器、固件和I／O接口電路組成。神經(jīng)元芯片是這種智能節(jié)點(diǎn)的核心，它由媒體訪問控制處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器組成，這就使得節(jié)點(diǎn)既能管理網(wǎng)絡(luò)通信，又具有控制功能。
(2)傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)在現(xiàn)場控制站這一級依然是一個(gè)集中式結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在的分布式控制系統(tǒng)是在原有分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用LonWorks現(xiàn)場總線的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)發(fā)展起來的新系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)LAN為原有的分布式控制系統(tǒng)，使用BACnet協(xié)議，以利于實(shí)現(xiàn)多種供應(yīng)商的不同類型的子系統(tǒng)之間的通信信息交換，把具有控制功能的各個(gè)島連成一個(gè)整體。新增的LonWorks現(xiàn)場總線使用LonTalk協(xié)議，把控制功能進(jìn)一步分散到現(xiàn)場級儀表，標(biāo)準(zhǔn)LAN與現(xiàn)場總線之間的路由器相聯(lián)。這樣BACnet和LonMark兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互相補(bǔ)充，互為依托，構(gòu)成一個(gè)完全分散的、真正開放的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)。
三、樓宇自動化系統(tǒng)的硬件、軟件的配置
1、樓宇自動化系統(tǒng)的硬件主要由下列幾部分組成：
(1)建筑物監(jiān)視系統(tǒng)：提供一個(gè)以windows環(huán)境下的人機(jī)交互界面，為工程師提供應(yīng)用程序的編制平臺，為操作人員提供直觀和快捷的操作界面。中央管理機(jī)實(shí)現(xiàn)對個(gè)系統(tǒng)的集中監(jiān)測、管理與最優(yōu)控制。
(2)建筑物控制系統(tǒng)：對所需的模擬量輸入/輸出和數(shù)字量輸入/輸出進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視和控制。
(3)建筑物防火及保安系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)出入控制，保安監(jiān)視和控制，集成攝像控制，火災(zāi)報(bào)警等功能。
2、樓宇自動化系統(tǒng)軟件的配置有：
(1)身份鑒別軟件：只有操作員身份密碼，才能行使操作員職責(zé)范圍內(nèi)的指令。
(2)常規(guī)記錄軟件：負(fù)責(zé)常規(guī)記錄資料的處理、顯示、打印。
(3)節(jié)能控制軟件：根據(jù)室外的溫度相對濕度，充分發(fā)揮自然潛力，控制空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行、節(jié)約能源。
(4)運(yùn)行時(shí)間累計(jì)、維修記錄軟件：在設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，這是供預(yù)防性維修保養(yǎng)用的。
(5)故障報(bào)告軟件：負(fù)責(zé)設(shè)備的故障報(bào)警，以及故障的顯示和打印記錄。
(6)最大負(fù)荷限制軟件：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷超過額定的極限值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，同時(shí)切除預(yù)定可以切斷的負(fù)荷，減少電費(fèi)的開支。
四、樓宇自動化系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)如下主要功能：
1、中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控管理
(1)監(jiān)視控制整個(gè)大廈的空調(diào)系統(tǒng)（包括：風(fēng)機(jī)盤管控制、冷熱水泵旁通控制、冷卻水塔進(jìn)水控制等；
(2)通過冷凍水的供/回水溫度和流量測量、自動計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，并在樓宇自動化系統(tǒng)的CRT上顯示；
(3)根據(jù)實(shí)際的冷負(fù)荷通過空調(diào)冷凍水機(jī)組帶的群控裝置來決定冷凍水機(jī)組的啟停數(shù)，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果；
(4)測量并自動控制冷凍水系統(tǒng)供/回水總管的差壓，維持系統(tǒng)要求的差壓值。
2、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控管理
(1)樓宇自動化系統(tǒng)將監(jiān)控給排水系統(tǒng)的所有水泵的運(yùn)行狀態(tài)；
(2)樓宇自動化系統(tǒng)將對給排水系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、狀態(tài)、水量、壓力值進(jìn)行記錄；
(3)當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，樓宇自動化系統(tǒng)會通過聯(lián)鎖控制備用泵自動投入運(yùn)行；
(4)監(jiān)控給排水系統(tǒng)的如下設(shè)備：生活給水泵、消防給水泵、自動噴淋泵、穩(wěn)壓水泵、排污泵、屋頂水池、地下水池、污水池、給排水監(jiān)控系統(tǒng)。
3、供配電監(jiān)控系統(tǒng)
變配電系統(tǒng)正常運(yùn)行，可靠供電是智能大廈安全使用的保證。因此，智能大廈的控制中心要控制、監(jiān)視、記錄供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，主要包括：
(1)高壓系統(tǒng)：進(jìn)線與蹭聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)控制監(jiān)測、電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、變壓器溫度及故障狀態(tài)顯示與報(bào)警；
(2)低壓系統(tǒng)：進(jìn)線與聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)控制監(jiān)測、電壓、電流、功率因數(shù)、重要輸出支路斷路狀態(tài)監(jiān)控、故障情況顯示、報(bào)警；
(3)直流系統(tǒng)：交流電源主進(jìn)線斷路器控制、直流輸出、電壓、電流及故障狀態(tài)顯示報(bào)警；
(4)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)啟動、供電、主斷路器狀態(tài)、電壓、電流、頻率、轉(zhuǎn)速、油箱位高低、水溫等顯示、故障報(bào)警、斷路器狀態(tài)控制；
(5)照明系統(tǒng)：根據(jù)大廈內(nèi)的使用功能、分成不同的區(qū)域照明，如辦公室照明、走廊照明、大廈立面照明、航空障礙燈照明、室外環(huán)境照明等，按照時(shí)間順序及使用需要，由中央監(jiān)控系統(tǒng)控制開、關(guān)狀態(tài)，故障顯示。
4、保安自動化系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)將監(jiān)控保安系統(tǒng)的如下設(shè)備：門禁系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：樓宇自動化系統(tǒng)智能建筑基本功能原理 發(fā)展趨勢
中圖分類號: TB381文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一、引言
樓宇自動化系統(tǒng)也叫建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任務(wù)是對建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測、控制等，以提供一個(gè)既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。
二、樓宇自動化系統(tǒng)的組成與功能
1.樓宇自動化系統(tǒng)的組成
樓宇自動化系統(tǒng)是以集中監(jiān)視、控制及管理為目的，將建筑物或其內(nèi)的照明、電力、給排水、空調(diào)通風(fēng)、車庫管理系統(tǒng)等設(shè)備或系統(tǒng)構(gòu)成綜合系統(tǒng)。廣義的樓宇自動化系統(tǒng)BAS 一般包含消防自動化系統(tǒng)FAS和安全自動化系統(tǒng)SAS，但這兩種系統(tǒng)較為特殊，所以常把它們獨(dú)立設(shè)置，并與BAS 監(jiān)控中心建立通信，確保災(zāi)情發(fā)生時(shí)能按約定進(jìn)行操作權(quán)轉(zhuǎn)移，實(shí)施一體化的協(xié)調(diào)控制。諸多的機(jī)電設(shè)備之間有著內(nèi)在的相互聯(lián)系，于是就需要完善的自動化管理。建立機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)，達(dá)到對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行綜合管理、 調(diào)度、監(jiān)視、操作和控制。
2.樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能
樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)是建筑智能化系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。智能建筑通過建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：
2.1、采用先進(jìn)的管理手段，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效管理和安全可靠運(yùn)行
BAS系統(tǒng)使用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，對建筑物內(nèi)各類樓宇設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、自動化控制，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)各類樓宇設(shè)備的高效管理和安全可靠運(yùn)行。
2.2、實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和節(jié)能管理，節(jié)省能耗
樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)通過對大樓設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和節(jié)能管理。特別是對空調(diào)系統(tǒng)的用電和公共照明用電等樓宇設(shè)備的進(jìn)行節(jié)能控制實(shí)現(xiàn)節(jié)省大樓的能耗。
2.3、減少管理維護(hù)人員，降低管理費(fèi)用
通過先進(jìn)的自動化監(jiān)控，可以大量減少各類樓宇設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行操作人員和維護(hù)人員，降低管理費(fèi)用。
2.4、延長設(shè)備的使用壽命
樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)可以：實(shí)時(shí)反映設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題并能及時(shí)處理；定期打印出維護(hù)、保養(yǎng)通知單，這樣可以保證維護(hù)人員不超前、不誤時(shí)地進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)；實(shí)現(xiàn)使用和備用設(shè)備的定期互換工作。從而實(shí)現(xiàn)延長設(shè)備的使用壽命，也就降低了建筑的運(yùn)行費(fèi)用。
2.5、提供舒適的辦公環(huán)境
樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)對環(huán)境空氣質(zhì)量、溫濕度、照度等進(jìn)行檢測和有效的控制，為大樓創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境。
三、智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)集成
1.系統(tǒng)集成的定義
所謂系統(tǒng)集成，是指通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及綜合布線系統(tǒng)，把智能建筑的各個(gè)主要子系統(tǒng)從分離的設(shè)備、功能和信息等集中于一個(gè)統(tǒng)一的、有關(guān)聯(lián)的和協(xié)環(huán)境之中，在同一個(gè)操作平臺之下運(yùn)行，使大家能共享資源，能高效地完成規(guī)定任務(wù)。系統(tǒng)集成后有如下的特征表現(xiàn)：形式上是一個(gè)完整的綜合系統(tǒng)；統(tǒng)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(tǒng)一化，操作簡單方便；功能齊全、完備，各個(gè)子系統(tǒng)派生出許多新功能。
2.系統(tǒng)集成的必要性
（1）系統(tǒng)集成為管理者提供統(tǒng)一的指揮和協(xié)調(diào)
通過功能模塊設(shè)計(jì)和軟件編程，智能建筑集成管理軟件可為弱電系統(tǒng)提供聯(lián)動邏輯，進(jìn)而提高全局事件的控制能力，保證人身及設(shè)備的安全。
（2）系統(tǒng)集成為高效物業(yè)管理提供可能
系統(tǒng)集成利用同一操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)平臺，把建筑物的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理，減少了關(guān)聯(lián)人員，提高了管理效率，也增強(qiáng)物業(yè)管理了對全局事件的控制能力。
（3）開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使信息資源得以共享
集成系統(tǒng)的建立提供了一個(gè)開放的平臺，這些采集到的各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，使信息系統(tǒng)根據(jù)功能需要，自由選取其所需，這樣就提高了信息的利用率，發(fā)揮出其增值服務(wù)的功能。
（4）智能建筑系統(tǒng)的工程建設(shè)也需要系統(tǒng)集成
智能建筑系統(tǒng)其實(shí)不是各產(chǎn)品與子系統(tǒng)的簡單堆積，而是采用系統(tǒng)工程方法及技術(shù)，讓不同廠家的產(chǎn)品充分發(fā)揮其功能。這有利于工程建設(shè)，減小工程的承包面，方便工程的實(shí)施及管理，保證工程進(jìn)度及質(zhì)量，降低工程管理費(fèi)用。
3.系統(tǒng)集成應(yīng)遵循的原則
（1）可靠性與開放性
應(yīng)該采取多種措施來建立一個(gè)容錯(cuò)性和可靠性極高的系統(tǒng)，使系統(tǒng)能不間斷、有足夠的延時(shí)來應(yīng)對各種突發(fā)事件，以滿足用戶在工作、生活中的個(gè)性需求。當(dāng)然，因系統(tǒng)集成的過程主要是解決不同產(chǎn)品和系統(tǒng)之間的協(xié)議和接口的標(biāo)準(zhǔn)化問題，故在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，所選用的設(shè)備、系統(tǒng)、及軟硬件產(chǎn)品都應(yīng)符合國家或國際標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是開放式標(biāo)準(zhǔn)，如：靈活性好、可擴(kuò)展性、兼容性等。
（2）先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性
在設(shè)計(jì)系統(tǒng)和選型產(chǎn)品時(shí)，要采用與技術(shù)發(fā)展潮流相適應(yīng)的、成熟的新產(chǎn)品，確保前期施工與后續(xù)投資的可延續(xù)性。當(dāng)然，因經(jīng)濟(jì)成本是系統(tǒng)集成的重要因素，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)從用戶需求和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，經(jīng)過反復(fù)論證，選取合適的產(chǎn)品，用最小的成本改善環(huán)境條件，最大限度地滿足用戶需求。
（3）可擴(kuò)充性和可管理性
系統(tǒng)的可擴(kuò)充性由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性決定，模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有利于功能的擴(kuò)充及系統(tǒng)升級。對于那些基于網(wǎng)絡(luò)平臺的模塊化結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其集成是一種非常有效的方法。此外，在一個(gè)統(tǒng)一的操作界面下，集成系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息共享，對跨系統(tǒng)的全局事件進(jìn)行管理。
4.系統(tǒng)集成模式
系統(tǒng)集成根據(jù)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(tǒng)BMS 集成BMS集成是將相互關(guān)聯(lián)的、相互獨(dú)立的安全防范系統(tǒng)SAS、消防自動化系統(tǒng)FAS、樓宇自動化系統(tǒng)BAS 集成到一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行系統(tǒng)中進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。BMS 能進(jìn)一步與通信自動化系統(tǒng)CAS、辦公自動化系統(tǒng)OAS 間建立更高級的智能建筑綜合管理系統(tǒng)IBMS，進(jìn)而達(dá)到建筑物設(shè)備的自動監(jiān)測與優(yōu)化控制，使信息資源得以共享。
（2）智能建筑綜合管理系統(tǒng)IBMS 集成IBMS 集成是在物理上、邏輯上和功能上把智能建筑內(nèi)不同功能的子系統(tǒng)連在一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息的綜合化與資源的共享，也即是利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將構(gòu)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(tǒng)PDS 將數(shù)據(jù)、語音、圖像和相關(guān)監(jiān)控信號綜合在一起，以PDS 為介質(zhì)，通過建筑內(nèi)外的PDS 和公共通信網(wǎng)，協(xié)調(diào)各局域網(wǎng)和各子系統(tǒng)之間的協(xié)議和接口，將那些分離的功能、設(shè)備和信息有機(jī)地組合成一個(gè)完整的系統(tǒng)。
四、總結(jié)
智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)及其集成技術(shù)涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)以及通訊技術(shù)等，它是這些技術(shù)的集合體，作為一項(xiàng)規(guī)模龐大、跨多門學(xué)科的系統(tǒng)工程，雖說其發(fā)展的歷史并不長，但隨著新技術(shù)的發(fā)展，樓宇自動化系統(tǒng)一定會有更新的發(fā)展和應(yīng)用，達(dá)到一個(gè)新的高度。
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出版社，2002.
[關(guān)鍵詞]智能建筑；樓宇自動化；環(huán)境舒適度；未來趨勢
中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0197-01
智能建筑是將高科技與建筑美學(xué)融合的產(chǎn)物，樓宇自動化控制系統(tǒng)作為智能建筑的重要組成部分之一，在智能建筑日常的運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用。樓宇自動化控制系統(tǒng)不但可以控制設(shè)備的啟動與關(guān)閉還能定期提供設(shè)備的運(yùn)行報(bào)告，保證了設(shè)備的運(yùn)行。為保證樓宇自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，建筑學(xué)專家還需要結(jié)合目前科技進(jìn)行研究。
一、樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能及應(yīng)用
（一）空調(diào)系統(tǒng)
中央空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑物中主要作用就是保持環(huán)境的舒適度，但是它的耗能巨大，所以在樓宇自動化系統(tǒng)中必須減少中央空調(diào)系統(tǒng)的耗能。
為保證建筑物內(nèi)的各個(gè)區(qū)域都能夠享受提高空氣的處理的服務(wù)，這就要求空氣中的溫度與濕度都要保持在令人舒服的指標(biāo)內(nèi)。通過與外部空氣中的溫度與濕度進(jìn)行分析，使用計(jì)算機(jī)對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)好要注重空調(diào)設(shè)備的定期維護(hù)和保養(yǎng)。
（二）消防系統(tǒng)
在樓宇自動化系統(tǒng)中，消防系統(tǒng)在其中占有重要的位置，對智能建筑的安全有著武科替代的重要作用。消防系統(tǒng)必須一天24小時(shí)運(yùn)行以防意外的發(fā)生，消防系統(tǒng)要與就近的消防站形成聯(lián)動的機(jī)制，保證在火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間消防站就可以得知，并安排舊貨。
在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，樓宇自動化系統(tǒng)必須要及時(shí)的關(guān)閉電梯設(shè)施，將消防通道的大門打開。為建筑內(nèi)的業(yè)主提供方便，并自動打開智能樓內(nèi)的花曬，防止火勢迅速蔓延，危機(jī)生命。
（三）變配電系統(tǒng)
變配電系統(tǒng)是樓宇自動化系統(tǒng)的核心，它是為整棟智能大廈供電并保證用電安全的系統(tǒng)。變配電系統(tǒng)可以通過歲建筑物中電力設(shè)備的監(jiān)測，來保證配電柜的和運(yùn)行狀態(tài)，保證建筑物內(nèi)部電力的持物供應(yīng)。
電力系統(tǒng)本身就有一定的特殊性，在計(jì)算機(jī)一定要?dú)q電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。對任何參數(shù)的變化都要進(jìn)行記錄，為今后電力系統(tǒng)的維修提供依據(jù)。
（四）給排水系統(tǒng)
給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物中的水泵與排水泵、污水泵等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與管理，使水箱的水保持在一定的安全范圍內(nèi)，根據(jù)水位與水壓的變化及時(shí)的將水泵的關(guān)閉或開啟。以此來保證智能建筑物內(nèi)部水的供應(yīng)。
（五）照明系統(tǒng)
照明系統(tǒng)最能體現(xiàn)樓宇自動化系統(tǒng)有效的節(jié)能減排的系統(tǒng)之一，在智能建筑中，電能是不可缺少的能源，照明系統(tǒng)是除很大的電能消耗系統(tǒng)，照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要體現(xiàn)在停車場、走廊與對門廳等不必要照明開啟與關(guān)閉的控制，這對樓宇自動化系統(tǒng)的敏感度提出了要求。
（六）電梯系統(tǒng)
電梯系統(tǒng)的自動化管理是樓宇自動化系統(tǒng)的重要組成部分之一，是智能建筑中的公交車。電梯本身就擁有具有全套的自動控制裝置，建筑物的管理者必須對電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握與分析，利用樓宇自動化系統(tǒng)對電梯的使用情況和故障次數(shù)進(jìn)行記錄。來保證電梯的順利運(yùn)行。
（七）安保監(jiān)控系統(tǒng)
在樓宇自動化系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)被分為三類包括閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)以及防盜報(bào)警系統(tǒng)。這三者互相作用保護(hù)智能建筑物內(nèi)業(yè)主的安全。設(shè)備安裝人員將攝像機(jī)安裝在建筑物中的各個(gè)角落，利用電纜將圖像傳達(dá)給建筑物控制中心，對大樓的內(nèi)部進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。同時(shí)，利用電子鎖或磁卡開關(guān)這些設(shè)備對建筑物的人群進(jìn)行嚴(yán)格的控制，報(bào)警系統(tǒng)可以做相應(yīng)的反應(yīng)，通過建筑物管理人員對異常情況進(jìn)行及時(shí)的處理。
在建筑投入使用時(shí)，安保是一個(gè)經(jīng)常被忽視的話題。樓宇自動化系統(tǒng)必須能夠防止攻擊，并保護(hù)自己。如果攻擊者獲得非授權(quán)訪問，樓宇自動化系統(tǒng)應(yīng)能夠保證系統(tǒng)的完整性，保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)免遭損失。
二、我國樓宇自動化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國樓宇自動化系統(tǒng)目前還處于發(fā)展階段，與國外相比，我國的樓宇自動化系統(tǒng)的技術(shù)還比較差，只是使建筑物內(nèi)的設(shè)備管理系統(tǒng)正常的運(yùn)行，滿足了人們在建筑物很舒適的需求，在系統(tǒng)的維護(hù)上還需要依靠國外的技術(shù)。
目前我國樓宇自動化系統(tǒng)的控制性能并不過關(guān)，閥門容易反復(fù)正當(dāng)，會形成液體的阻力。增加的耗能，與樓宇自動化系統(tǒng)最初投入使用的目的背道而馳。同時(shí)也增加了閥門的壓力導(dǎo)致閥門極易破損，增加設(shè)備維修的成本。傳感器是樓宇自動化系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，傳感器必須具有準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性以及靈敏度。但我國目前的技術(shù)達(dá)不到智能建筑的要求，傳感器不但不靈敏，并且安裝位置有很大的偏差。
每一個(gè)樓宇自動化系統(tǒng)都帶有節(jié)能的措施，但是在實(shí)際運(yùn)行的過程當(dāng)中，操作者往往會將節(jié)能裝置忽略，這樣就導(dǎo)致，大量的能源被浪費(fèi)，沒有突顯出樓宇自動化系統(tǒng)的巨大作用。在研究樓宇自動化系統(tǒng)時(shí)，要加大科研的投入，這不單單是建筑學(xué)科的研究發(fā)現(xiàn)，還要結(jié)合電力、風(fēng)能等多方面的知識，形使得系統(tǒng)原設(shè)計(jì)的功能得到充分的發(fā)揮，達(dá)到降低能耗和設(shè)備運(yùn)行成本的目的。進(jìn)而，研發(fā)出我們國家自己的系統(tǒng)產(chǎn)品，達(dá)到占領(lǐng)國內(nèi)市場的目的。
三、樓宇自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展前景
目前，我國的很多建筑都是高耗能的建筑，每年要消耗大量的能源。近些年來政府宣傳節(jié)能環(huán)保、低碳生活，每一個(gè)人都要響應(yīng)國家號召。高耗能建筑并不符合現(xiàn)在的可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展趨勢，所以我國高耗能建筑必須要進(jìn)行改造。隨著21世紀(jì)科學(xué)的不斷進(jìn)步，我國計(jì)算機(jī)與應(yīng)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用雖然為在我國發(fā)展智能大樓提供了基礎(chǔ)條件。但是目前國內(nèi)的職能大廈還是以國外的智能建筑技術(shù)為主。眼下我們所要面臨的困難就是，開發(fā)帶有中國特色的樓宇自動化系統(tǒng)。
結(jié)束語
綜上所訴，未來我國建筑的發(fā)展趨勢必然向著智能化和綠色節(jié)能化，這不僅是科技推進(jìn)的結(jié)果也是可持續(xù)發(fā)展的要求。但目前我國在樓宇自動化發(fā)展還不是很完全，我們向其他國家進(jìn)行學(xué)習(xí)，研發(fā)并優(yōu)化我國的樓宇自動化系統(tǒng)，為公眾的生活提供生活便利。
參考文獻(xiàn)：
[1] 曾益保.智能建筑中的樓宇自動化控制系統(tǒng)分析[J].科技視界，2014，28：207+328.
需求分析
根據(jù)招標(biāo)文件JCA 2001―009Y的招標(biāo)項(xiàng)目要求，并結(jié)合廣西建筑智能化現(xiàn)狀，區(qū)檢綜合樓是屹今為止整個(gè)廣西所有建筑物當(dāng)中智能化程度要求最高的。因此，在智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，如何將各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完美結(jié)合，這是業(yè)主關(guān)心的也是我們設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)。
區(qū)檢綜合樓的機(jī)電設(shè)備數(shù)量龐大，為了將這些設(shè)備有機(jī)的管理起來，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，減低設(shè)備的運(yùn)行成本，一方面通過樓宇設(shè)備自動控制系統(tǒng)集中監(jiān)視和控制，另一方面首次將樓宇綜合管理系統(tǒng)的概念和可行性方案提供給區(qū)檢綜合樓，使本方案不僅滿足區(qū)檢綜合樓現(xiàn)在的需求，更加對以后機(jī)電設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的高效率提供了解決方案，提高樓宇設(shè)備管理水平，這是目前業(yè)主關(guān)心的也是我們設(shè)計(jì)所側(cè)重的。
廣西區(qū)檢察院作為～個(gè)國家的重要部門，每天都要處理很多事務(wù)，工作人員的工作繁重，這便要求一個(gè)極為舒適寬松的辦公環(huán)境，以提高辦公效率。為此，我們在對區(qū)檢綜合樓樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將提高舒適性和高效率擺在一個(gè)很重要的位置上，運(yùn)用高科技手段，將環(huán)境參數(shù)調(diào)整到對人最舒適的數(shù)值，充分體現(xiàn)科技以人為本的真諦。
根據(jù)區(qū)檢綜合樓樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求(招標(biāo)書JCA2001-009Y)、相關(guān)專業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主提供的相關(guān)圖紙進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)將會參照所提供的技術(shù)說明，并以品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行樓宇中管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)工程監(jiān)控范圍包括以下部分：
1、柜式空調(diào)機(jī)系統(tǒng)
2、風(fēng)機(jī)盤管
3、新風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
4、冷凍站系統(tǒng)
5、計(jì)算機(jī)中心機(jī)房專用空調(diào)
6、通風(fēng)系統(tǒng)
7、供配電系統(tǒng)
8、給排水系統(tǒng)
9、電梯控制
1O、消防系統(tǒng)
11、其它系統(tǒng)
設(shè)計(jì)原則
廣西區(qū)檢察院智能化系統(tǒng)建設(shè)工程是面向二十一世紀(jì)的高技術(shù)高標(biāo)準(zhǔn)工程，其智能化系統(tǒng)在符合實(shí)際需要的前提下應(yīng)有適當(dāng)?shù)某靶裕詽M足未來的需求。其BA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：
1、實(shí)用性
樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以實(shí)用為第一原則。在符合需要的前提下，合理平衡系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與超前性，以避免片面追求超前性而脫離實(shí)際或片面追求經(jīng)濟(jì)性而損害區(qū)檢綜合樓的智能性。
2、可靠性
系統(tǒng)必須保持每天24小時(shí)連續(xù)工作。子系統(tǒng)故障不影響其他子系統(tǒng)運(yùn)行，也不影響集成系統(tǒng)除該子系統(tǒng)之外的其他功能的運(yùn)行。
3、經(jīng)濟(jì)性
在樓宇自控系統(tǒng)工程投資中，以總體目標(biāo)為方向，局部服從全局，力求系統(tǒng)在初次投入和整個(gè)運(yùn)行生命周期獲得最佳的性價(jià)比。
4、易維護(hù)性
因?yàn)楸鞠到y(tǒng)極為復(fù)雜，要保證日常運(yùn)行，系統(tǒng)必須具有高度的可維護(hù)性和易維護(hù)性，盡量做到所需維護(hù)人員少，維護(hù)工作量小，維護(hù)強(qiáng)度低，維護(hù)費(fèi)用低。
5、開放可擴(kuò)展性
本樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡量采用國家和國際標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，兼容不同廠商、不同協(xié)議的設(shè)備和系統(tǒng)的信號傳輸，各子系統(tǒng)可方便進(jìn)出系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)依據(jù)
1、電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GBJ232-82)
2、建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GBJ 116-88)
3、區(qū)檢綜合樓的弱電設(shè)計(jì)圖紙和招標(biāo)項(xiàng)目要求
4、JOHNSON CONTROLS產(chǎn)品設(shè)計(jì)手冊
5、智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB／T50314-2000)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)我們的設(shè)計(jì)，區(qū)檢綜合樓樓宇自控系統(tǒng)是由2臺網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)及1臺操作站(OWS)所組成的。
直接數(shù)字式控制器(DDC)主要分散布置在區(qū)檢綜合樓現(xiàn)場設(shè)備所在的位置，總共有24個(gè)，DDC之間是通過RS485通訊網(wǎng)絡(luò)相互連接至網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)有1個(gè)N2E通訊接口。
由于區(qū)檢綜合樓分布著很多的控制設(shè)備，所以我們建議系統(tǒng)采用集散式控制方式。因高級的控制過程復(fù)雜，用同一控制過程的結(jié)果并不能滿足各個(gè)區(qū)域，采用集散式控制方式還可增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性、減少施工費(fèi)用。
DDC分布以就近控制設(shè)備為原則，每個(gè)DDC箱均有一個(gè)主控器(DX-9100)。主控器帶有操作鍵盤及顯示裝置。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或操作站有故障時(shí)，每個(gè)DDC均能完成各自所有的就地控制功能。
1、柜式空調(diào)機(jī)系統(tǒng)
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對下列空調(diào)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：
一層：2臺柜式空調(diào)機(jī)
二層：1臺柜式空調(diào)機(jī)
二十層：2臺柜式空調(diào)機(jī)
(2)控制說明
每臺柜式空調(diào)機(jī)在送風(fēng)口及回風(fēng)口均設(shè)溫度傳感器1個(gè)共2個(gè)、壓差開關(guān)1個(gè)、冷凍水開度比例調(diào)節(jié)閥及其驅(qū)動裝置一套。DDC通過對以上的數(shù)據(jù)采集裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)機(jī)的監(jiān)控，其監(jiān)控功能主要有：
風(fēng)機(jī)開關(guān)控制
風(fēng)機(jī)的開關(guān)控制主要是通過BA系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時(shí)間表來進(jìn)行啟?？刂频?。在一些特別的情況如加班情況，風(fēng)機(jī)有需要在預(yù)先設(shè)定時(shí)間表之外的時(shí)間啟動。用戶可選擇在BAS操作站上操作啟停風(fēng)機(jī)或用音頻式電話遙控風(fēng)機(jī)啟停。BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定風(fēng)機(jī)狀態(tài)與控制之間的聯(lián)鎖監(jiān)察功能。在設(shè)定此功能后，BA系統(tǒng)會自動監(jiān)察風(fēng)機(jī)的狀態(tài)是否與控制要求一致，如果不一致，則說明此控制點(diǎn)的設(shè)備有故障，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理。另外，BA系統(tǒng)會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。另外，BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定測量設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間，以便維修人員在設(shè)備運(yùn)行至一定時(shí)間后進(jìn)行維修工作。
手動／自動轉(zhuǎn)換顯示
DDC控制器通過對手動／自動轉(zhuǎn)換裝置狀態(tài)的檢測，把信號讀回來分析來確定控制算法，并把信號送回中央監(jiān)控系統(tǒng)并顯示。
送風(fēng)、回風(fēng)溫度檢測
DDC控制器通過安裝在送風(fēng)口和回風(fēng)口的溫度傳感器，把送風(fēng)及回風(fēng)的溫度讀回來，以做為控制算法的原始參數(shù)，并把檢測回來的溫度送回中央監(jiān)控系統(tǒng)顯不。
冷凍水閥門開度控制及顯
示、回風(fēng)溫度控制
DDC控制器通過溫度傳感器可以檢測到回風(fēng)溫度并將它與預(yù)設(shè)的溫度值(可供用戶調(diào)較)作比較，進(jìn)行PID運(yùn)算，然后把控制信號輸出至冷凍水閥來對閥門進(jìn)行開度調(diào)節(jié)，以控制冷凍水的進(jìn)水量，進(jìn)而達(dá)到溫度調(diào)節(jié)的目的。另外，此冷凍水閥會與風(fēng)機(jī)狀態(tài)聯(lián)鎖，在風(fēng)機(jī)關(guān)閉的情況下將冷凍水閥關(guān)死。冷凍水閥同時(shí)返回閥門開度的百分比數(shù)值給中央監(jiān)控系統(tǒng)。
濾網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)察
BA系統(tǒng)通過壓差開關(guān)監(jiān)測過濾網(wǎng)的前后壓差。當(dāng)壓差超過壓差開關(guān)的預(yù)設(shè)值(在壓差開關(guān)上可調(diào))，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員安排有關(guān)人員做濾網(wǎng)清洗工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)的事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
運(yùn)行時(shí)間累計(jì)
BA系統(tǒng)利用軟件統(tǒng)計(jì)計(jì)時(shí)功能可以實(shí)時(shí)的累計(jì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，并記錄顯示。
此外，由于柜式空調(diào)機(jī)組沒有風(fēng)速控制及加濕裝置，故招標(biāo)書上對應(yīng)的有關(guān)招標(biāo)項(xiàng)目要求無法實(shí)現(xiàn)。另外，為了方便系統(tǒng)的管理及維護(hù)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，在招標(biāo)項(xiàng)目要求的基礎(chǔ)上，我們添置了以下采集點(diǎn)：
風(fēng)機(jī)跳閘報(bào)警監(jiān)察
DDC控制器會監(jiān)察風(fēng)機(jī)熱繼電器跳閘報(bào)警。在有報(bào)警時(shí)，停下風(fēng)機(jī)并以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員安排有關(guān)人員做檢修工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)的事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)
BA系統(tǒng)通過風(fēng)機(jī)主接觸器測量風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以便操作人員實(shí)時(shí)了解風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
2、風(fēng)機(jī)盤管
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對整棟大樓的風(fēng)機(jī)盤管共322臺進(jìn)行監(jiān)控。
(2)控制說明
根據(jù)我們多年的工程經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合招標(biāo)項(xiàng)目要求的控制功能進(jìn)行綜合分析，我們認(rèn)為對風(fēng)機(jī)盤管的控制最好采取BA遠(yuǎn)程控制與現(xiàn)場設(shè)定控制相結(jié)合的方式。因?yàn)榇髲B的風(fēng)機(jī)盤管數(shù)量眾多，采用此控制方式可大幅度降低工程投資成本。
采用BA系統(tǒng)的DDC現(xiàn)場控制器控制風(fēng)機(jī)盤管的程序啟停并顯示其運(yùn)行狀態(tài)及故障告警。
風(fēng)機(jī)盤管的現(xiàn)場溫度控制仍采用常規(guī)的墻裝式溫控器與電動二通閥進(jìn)行控制，以方便人員在現(xiàn)場根據(jù)自己的喜好進(jìn)行溫度點(diǎn)的設(shè)定。(墻裝式溫控器與電動二通閥在空調(diào)專業(yè)工程中已有設(shè)計(jì)配置，不需重復(fù)投資)
從節(jié)能的角度來說，當(dāng)室內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定點(diǎn)時(shí)，常規(guī)的溫度控制器會將電動二通閥關(guān)閉，空調(diào)系統(tǒng)冷凍水的流量與壓力變化會實(shí)時(shí)地反映到中央冷凍站的BA監(jiān)控系統(tǒng)上，BA系統(tǒng)根據(jù)上述參數(shù)變化重新計(jì)算出大樓的冷負(fù)荷需求，實(shí)時(shí)控制冷凍站相關(guān)設(shè)備的啟停，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
3、新風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對下列新風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：
一至十九層：每層1臺共19臺空調(diào)機(jī)
(2)控制說明
每臺新風(fēng)機(jī)在送風(fēng)口設(shè)溫度傳感器1個(gè)、壓差開關(guān)1個(gè)、冷凍水開度調(diào)節(jié)閥及其驅(qū)動裝置一套。DDC通過對以上的數(shù)據(jù)采集裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，實(shí)現(xiàn)對新風(fēng)機(jī)的監(jiān)控，其監(jiān)控功能主要有：
風(fēng)機(jī)開關(guān)控制
風(fēng)機(jī)的開關(guān)控制主要是通過BA系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時(shí)間表來進(jìn)行啟?？刂频?。在一些特別的情況如加班情況，風(fēng)機(jī)有需要在預(yù)先設(shè)定時(shí)間表之外的時(shí)間啟動，用戶可選擇在BAS操作站上操作啟停風(fēng)機(jī)或用音頻式電話遙控風(fēng)機(jī)啟停。BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定風(fēng)機(jī)狀態(tài)與控制之間的聯(lián)鎖監(jiān)察功能。在設(shè)定此功能后，BA系統(tǒng)會自動監(jiān)察風(fēng)機(jī)的狀態(tài)是否與控制要求一致，如果不一致，則說明此控制點(diǎn)的設(shè)備有故障，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理。另外，BA系統(tǒng)會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。另外，BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定測量設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間，以便維修人員在設(shè)備運(yùn)行至一定時(shí)間后進(jìn)行維修工作。
風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)
BA系統(tǒng)通過風(fēng)機(jī)主接觸器測量風(fēng)機(jī)的實(shí)際狀態(tài)，以便操作人員實(shí)時(shí)了解風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
濾網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)察
BA系統(tǒng)通過壓差開關(guān)監(jiān)測過濾網(wǎng)的前后壓差。當(dāng)壓差超過壓差開關(guān)的預(yù)設(shè)值(在壓差開關(guān)上可調(diào))，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員安排有關(guān)人員做濾網(wǎng)清洗工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
運(yùn)行時(shí)間累計(jì)
BA系統(tǒng)利用軟件統(tǒng)計(jì)記時(shí)功能，可以實(shí)時(shí)累計(jì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，并記錄顯示。
冷凍水閥門開度控制及顯示、送風(fēng)溫度控制
DDC控制器會監(jiān)察送風(fēng)溫度并將它與預(yù)設(shè)的溫度值(可供用戶調(diào)較)作比較，進(jìn)行PID運(yùn)算，然后輸出至冷凍水閥，以作溫度調(diào)節(jié)作用。另外，此冷凍水閥會與風(fēng)機(jī)狀態(tài)聯(lián)鎖，在風(fēng)機(jī)關(guān)閉的情況下將冷凍水閥關(guān)死。冷凍水閥同時(shí)返回閥門開度的百分比數(shù)值給中央監(jiān)控系統(tǒng)。
風(fēng)機(jī)跳閘報(bào)警監(jiān)察
DDC控制器會監(jiān)察風(fēng)機(jī)熱繼電器跳閘報(bào)警。在有報(bào)警時(shí)，停下風(fēng)機(jī)并以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員安排有關(guān)人員做檢修工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
4、冷凍站監(jiān)控系統(tǒng)
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)會對以下設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：
冷凍主機(jī)
冷凍水泵
冷卻水泵
冷卻塔
冷凍水膨脹水箱
(2)數(shù)據(jù)采集及顯示
冷水機(jī)組的工作狀態(tài)及故障報(bào)警：由BA系統(tǒng)將通過Integrator集成器與冷凍機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來實(shí)現(xiàn)。
冷凍水的送水、回水溫度：BA系統(tǒng)通過安裝在水管上的水管式溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，并可通過中央監(jiān)控系統(tǒng)顯示出來。
冷凍水的回水流量：BA系統(tǒng)通過安裝在回水管的水流量傳感器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并可通過中央監(jiān)控系統(tǒng)顯示出來。
冷卻水的送水、回水溫度：BA系統(tǒng)通過安裝在總水管上的水管式溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，并可通過中央監(jiān)控系統(tǒng)顯示出來。
冷凍水供回水壓差：BA系統(tǒng)通過監(jiān)測安裝在供回水管之間的壓差開關(guān)狀態(tài)來了解供回水之間的壓差。
冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔的啟停通過系統(tǒng)的DO輸出來控制其供電回路的繼電器來實(shí)現(xiàn)，并通過繼電器的常閉觸點(diǎn)及熱繼電器的狀態(tài)來監(jiān)察水泵、冷卻塔的過載及工作狀態(tài)，并結(jié)合安裝在水管上的水流開關(guān)采集回來的水流狀態(tài)來監(jiān)測水泵的故障。
BA系統(tǒng)通過對冷卻塔的低水位開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)察，可以實(shí)時(shí)地了解冷卻塔的水位情況。 (要求空調(diào)設(shè)計(jì)安裝專業(yè)提供電子式水位開關(guān))
BA系統(tǒng)通過對冷凍水膨脹水箱的高、低水位開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)
行監(jiān)察，可以實(shí)時(shí)地了解冷凍水膨脹水箱的水位情況。 (要求空調(diào)設(shè)計(jì)安裝專業(yè)提供電子式水位開關(guān))
通過BA系統(tǒng)的軟件功能，能準(zhǔn)確累計(jì)并顯示柜式空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)、冷凍主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間、啟停次數(shù)的累計(jì)并顯示。
為節(jié)省系統(tǒng)投資，考慮到招標(biāo)項(xiàng)目要求的冷卻塔的進(jìn)出水溫度檢測對節(jié)能控制及管理沒有多大的作用，故本設(shè)計(jì)方案不做以上項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集。另外，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能的優(yōu)化控制及提高操作管理的效率，在冷卻塔冷卻水的進(jìn)出口進(jìn)行添加電動蝶閥(共6套)以實(shí)現(xiàn)對冷卻水的控制。
(3)控制說明
啟?？刂疲築A系統(tǒng)將通過Integrator集成器與冷凍機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來實(shí)現(xiàn)。
冷凍主機(jī)啟停臺數(shù)控制：網(wǎng)絡(luò)控制器及直接數(shù)字控制器將預(yù)先編寫的軟件程序來控制冷凍主機(jī)的啟停臺數(shù)，并聯(lián)動控制相關(guān)設(shè)備(如冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔等)?；镜目刂圃砣缦拢築A系統(tǒng)通過量度冷凍水的總供、回水、溫差及回水流量而計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，然后根據(jù)冷負(fù)荷來決定冷凍主機(jī)的啟停組合及臺數(shù)，并通過BA系統(tǒng)的控制算法來聯(lián)動相關(guān)的水泵、冷卻塔，以便達(dá)到最佳的節(jié)能狀態(tài)。
冷凍站各設(shè)備(冷凍機(jī)、冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔、蝶閥等)通過程序?qū)崿F(xiàn)群控功能，即根據(jù)冷負(fù)荷決定設(shè)備開啟臺數(shù)，根據(jù)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間選擇開啟設(shè)備，運(yùn)行中自動進(jìn)行故障切換，實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟停的時(shí)間聯(lián)鎖關(guān)系。
對于冷凍水旁通閥的控制，BA系統(tǒng)會監(jiān)察冷凍水的供回水壓差，將它與預(yù)設(shè)的設(shè)定值(可供用戶修改)作比較，通過DDC的PID計(jì)算，輸出控制要求給冷凍水旁通閥，以維持供回水間壓力平衡。
系統(tǒng)會對上述各返回?cái)?shù)值做記錄，預(yù)設(shè)值為24小時(shí)。如有需要，可用Trend的功能對有關(guān)的監(jiān)察對象作長時(shí)間的監(jiān)察記錄，有關(guān)數(shù)據(jù)可輸出至其它第三方的軟件，如Excel等，以作數(shù)據(jù)管理及分析用途。同時(shí)，系統(tǒng)也允許用戶對各監(jiān)察對象預(yù)設(shè)上下報(bào)警值、上下預(yù)警值、報(bào)警提示及報(bào)警等級。當(dāng)監(jiān)察的對象超出預(yù)設(shè)值，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。至于配電柜的開關(guān)狀態(tài)、故障，系統(tǒng)會對各返回?cái)?shù)值做記錄，預(yù)設(shè)值為對上十次狀態(tài)改變。對于每個(gè)報(bào)警點(diǎn)，BA系統(tǒng)允許用戶預(yù)設(shè)報(bào)警提示及報(bào)警等級。當(dāng)監(jiān)察點(diǎn)報(bào)警時(shí)，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
5、計(jì)算機(jī)中心機(jī)房專用空調(diào)
控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對以下機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心：1臺
BA系統(tǒng)通過INTEGRATOR集成器與制冷主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)機(jī)房專用空調(diào)的自動啟停與機(jī)房溫濕度控制。
6、通風(fēng)系統(tǒng)
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對整棟大樓共6臺送排風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
(2)控制說明
風(fēng)機(jī)開關(guān)控制
風(fēng)機(jī)的開關(guān)控制主要是通過BA系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時(shí)間表來進(jìn)行啟?？刂频?。在一些特別的情況如加班情況，風(fēng)機(jī)有需要在預(yù)先設(shè)定時(shí)間表之外的時(shí)間啟動，用戶可選擇在BAS操作站上操作啟停風(fēng)機(jī)或用音頻式電話遙控風(fēng)機(jī)啟停。BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定風(fēng)機(jī)狀態(tài)與控制之間的聯(lián)鎖監(jiān)察功能。在設(shè)定此功能后，BA系統(tǒng)會自動監(jiān)察風(fēng)機(jī)的狀態(tài)是否與控制要求一致，如果不一致，則說明此控制點(diǎn)的設(shè)備有故障，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理。另外，BA系統(tǒng)會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。另外，BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定測量設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間，以便維修人員在設(shè)備運(yùn)行至一定時(shí)間后進(jìn)行維修工作。
風(fēng)機(jī)跳閘報(bào)警監(jiān)察
DDC控制器會監(jiān)察風(fēng)機(jī)熱繼電器跳閘報(bào)警。在有報(bào)警時(shí)，停下風(fēng)機(jī)并以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員安排有關(guān)人員做檢修工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)
BA系統(tǒng)通過風(fēng)機(jī)主接觸器測量風(fēng)機(jī)的實(shí)際狀態(tài)。
7、供配電系統(tǒng)
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對下列設(shè)備進(jìn)行監(jiān)察：
低壓配電柜進(jìn)線回路ACB
發(fā)電機(jī)
干式變壓器
低壓配電柜聯(lián)絡(luò)母線ACB
低壓配電柜出線回路MCB
低壓配電柜ATS
事故供電MCCB
蓄電池／充電器系統(tǒng)
(2)監(jiān)測說明
BAs對于區(qū)檢綜合樓供配電系統(tǒng)的監(jiān)測，主要采用各種變送器，通過電路分析儀與BAS的DDC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，收集電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、點(diǎn)度量等數(shù)據(jù)。BA系統(tǒng)主要的功能是做監(jiān)察、記錄、報(bào)警的用途。系統(tǒng)會對各返回?cái)?shù)值做記錄，預(yù)設(shè)值為24小時(shí)，并可用Trend的功能對有關(guān)的監(jiān)察對象作長時(shí)間的監(jiān)察記錄，有關(guān)數(shù)據(jù)可輸出至其它第三方的軟件，如Excel等，以作數(shù)據(jù)管理及分析用途。同時(shí)系統(tǒng)也允許用戶對各監(jiān)察對象預(yù)設(shè)上下報(bào)警值、上下預(yù)警值、報(bào)警提示及報(bào)警等級。當(dāng)監(jiān)察的對象超出預(yù)設(shè)值，BA系統(tǒng)會以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。
對于區(qū)檢綜合樓供配電系統(tǒng)中的開關(guān)狀態(tài)、電源狀態(tài)、故障報(bào)警、等開關(guān)量輸入點(diǎn)，我們在設(shè)計(jì)中，主要的功能是做監(jiān)察、記錄、報(bào)警的用途。
對于干式變壓器的監(jiān)控，我們的設(shè)計(jì)主要是監(jiān)測變壓器的溫度狀態(tài)。當(dāng)變壓器溫度過高報(bào)警時(shí)，我們的BA系統(tǒng)將以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員做出相應(yīng)的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關(guān)事項(xiàng)一一記錄，以作日后檢查之用。另外BA系統(tǒng)允許用戶自行設(shè)定測量設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間，以便維修人員在設(shè)備運(yùn)行至一定時(shí)間后進(jìn)行維修工作。
8、給排水系統(tǒng)
(1)控制設(shè)備內(nèi)容
BA系統(tǒng)將會對下列設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：
地下室：集水井及排水泵共5處
生活給水系統(tǒng)：1套
(2)控制說明
集水坑及其水泵監(jiān)控
通過水位開關(guān)監(jiān)察集水坑的高低水位報(bào)警；
DDC通過高水位報(bào)警來啟動水泵，把集水坑里的水抽走。當(dāng)?shù)退粓?bào)警時(shí)，DDC則停止水泵的工作；
通過安裝在水管上的水流開關(guān)，系統(tǒng)可以了解到水流的狀態(tài)，并結(jié)合DDC從水泵供電回路的繼電器狀態(tài)，BA系統(tǒng)可以判斷水泵的狀態(tài)及故障。
生活給水系統(tǒng)監(jiān)控
通過水位開關(guān)監(jiān)察屋頂水箱、地下水池的高低水位報(bào)警；
DDC通過屋頂水箱低水位報(bào)警來啟動水泵向屋頂水箱供水。當(dāng)屋頂水箱高水位報(bào)警時(shí)，DDC則停止水泵的工作；
通過安裝在水管上的水流開關(guān)，系統(tǒng)可以了解到水流的狀態(tài)，并結(jié)合DDC從水泵供電回路的繼電器狀態(tài)，BA系統(tǒng)可以判斷水泵的狀態(tài)及故障，一旦有故障警報(bào)時(shí)，DDC立刻把對應(yīng)的備用泵投入工作，以提高供水的可靠性；
所有設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間、報(bào)警、啟停等，BA系統(tǒng)都進(jìn)行記錄，以便查看。
9、電梯控制
BA系統(tǒng)通過INTEGRATOR集成器與電梯系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以獲得電梯運(yùn)行的狀態(tài)信息，如升降狀態(tài)、停梯狀態(tài)、故障告警、消防狀態(tài)等，通過INTEGRATOR集成器，還可對電梯進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位、程序啟停等。
隨著計(jì)算機(jī)、通信、控制和圖形顯示技術(shù)即4C技術(shù)的快速發(fā)展和全球?qū)π畔⒏咚俟返拇罅ㄔO(shè)，智能建筑，這個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化的結(jié)合產(chǎn)物開始進(jìn)入人們的視野。然而，如今智能建筑內(nèi)各種控制功能變得愈發(fā)強(qiáng)大而復(fù)雜，致使不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備使用于同一建筑物內(nèi)，但各個(gè)廠商基本上都是開發(fā)自己專有的通信協(xié)議，于是各式各樣的通信協(xié)議和設(shè)備給智能建筑的系統(tǒng)集成及管理使用帶來諸多不便，用戶處于受制于廠商而使造價(jià)提高、使用和維護(hù)費(fèi)用增加的境地。所以制定一個(gè)開放的、統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并形成即插即用（plug and play）的環(huán)境，就成為十分迫切需要解決的問題。
目前，在智能建筑領(lǐng)域，現(xiàn)場總線和通信協(xié)議主要有：（1）最初應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的總線協(xié)議，如具有代表性的Profibus總線、Lonworks總線、CAN總線等；（2）專門針對智能建筑的總線和通信協(xié)議，如美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。本文就其中的BACnet作詳細(xì)介紹。
圖1 BACnet的體系結(jié)構(gòu)層次圖
1 BACnet協(xié)議概述
樓宇自動控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議BACnet（A Data
Communication Protocol for Building Automation and Control Network）由美國供熱、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會組織的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會135P于1995年6月正式通過制定。標(biāo)準(zhǔn)編號為ANSI／ASHRAE Standard l35－1995，同年12月正式成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)，并得到歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會的承認(rèn)，成為歐盟標(biāo)準(zhǔn)草案。2000年1月ISO組織TC205委員會的15個(gè)國家（中國、法國、日本、英國、美國等）的代表一致通過決議，將BACnet作為“委員會草案”進(jìn)行廣泛評議，適當(dāng)修改后列為“國際標(biāo)準(zhǔn)化草案”，最后成為國際標(biāo)準(zhǔn)。
一般樓宇自控設(shè)備從功能上講分為兩部分：一部分專門處理設(shè)備的控制功能；另一部分專門處理設(shè)備的數(shù)據(jù)通信功能。而BACnet就是要建立一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，使得設(shè)備可以互操作。BACnet協(xié)議只是規(guī)定了設(shè)備之間通信的規(guī)則，并不涉及實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
BACnet協(xié)議模型為：（1）所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，除基于MS／TP協(xié)議的以外，都是完全對等的（peer to peer）；（2）每個(gè)設(shè)備都是一個(gè)“對象”的實(shí)體，每個(gè)對象用其“屬性”描述，并提供了在網(wǎng)絡(luò)中識別和訪問設(shè)備的方法；設(shè)備相互通信是通過讀／寫某些設(shè)備對象的屬性，以及利用協(xié)議提供的“服務(wù)”完成；（3）設(shè)備的完善性（Sophistication），即其實(shí)現(xiàn)服務(wù)請求或理解對象類型種類的能力，由設(shè)備的“一致性類別”（Conformance Class）所反映。
1．1 BACnet的體系結(jié)構(gòu)
BACnet是一種針對智能建筑的開放性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，遵循OSI模型體系結(jié)構(gòu)，BACnet體系結(jié)構(gòu)層次圖如圖1所示。BACnet協(xié)議從硬／軟件實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸速率、系統(tǒng)兼容和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等幾方面考慮，目前支持五種組合類型的數(shù)據(jù)鏈路／物理層規(guī)范。其中主從／令牌傳遞（MS／TP）協(xié)議是專門針對樓宇自控設(shè)備設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)鏈路規(guī)范。BACnet在物理介質(zhì)上，支持雙絞線、同軸電纜和光纜。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，支持星型和總線拓?fù)洹?/p>
BACnet沒有嚴(yán)格規(guī)定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2所示。其中：網(wǎng)段（Segment）是多個(gè)物理網(wǎng)段通過中繼器（R）連接形成的段落區(qū)間；網(wǎng)絡(luò)是多個(gè)網(wǎng)段通過網(wǎng)橋（B）連接而成的，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都形成一個(gè)MAC地址域；BACnet／Internet網(wǎng)絡(luò)是將使用不同局域網(wǎng)技術(shù)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)用路由器（RT）互聯(lián)起來形成的網(wǎng)際網(wǎng)。
在BACnet拓?fù)渲性O(shè)備之間只存在一條邏輯通路，無需廣域網(wǎng)的最優(yōu)路由算法；其次，BACnet具有單一的局部地址空間，所以BACnet參照OSI模型制定了簡化的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，向應(yīng)用層提供不確認(rèn)無連接的數(shù)據(jù)單元傳送服務(wù)。每個(gè)BACnet設(shè)備都被一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號碼和一個(gè)MAC地址唯一確定。
網(wǎng)絡(luò)層通過“路由器”實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)異類BACnet局域網(wǎng)（不同的數(shù)鏈層）的連接，并通過協(xié)議報(bào)文進(jìn)行“路由器”的自動配置、路由表維護(hù)和擁塞控制。BACnet路由器與每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接處稱為一個(gè)“端口”。路由表中包含端口的下列項(xiàng)目：（1）端口所連接網(wǎng)絡(luò)的MAC地址和網(wǎng)絡(luò)號；（2）端口可到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號列表及與這些網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)。圖2中，“1／2 RT”是半路由器，由PTP連接形成一個(gè)完整的BACnet路由器，即BACnet網(wǎng)際網(wǎng)將廣域網(wǎng)技術(shù)向應(yīng)用層屏蔽。
BACnet應(yīng)用層即BACnet應(yīng)用實(shí)體，通過API（應(yīng)用編程接口）為上層應(yīng)用程序服務(wù)，并與對等應(yīng)用層實(shí)體通信。應(yīng)用實(shí)體由兩部分組成：用戶單元和應(yīng)用服務(wù)單元（ASE）。ASE是一組特定內(nèi)容的應(yīng)用服務(wù)。而用戶單元支持本地API、保存事務(wù)處理上下文信息、產(chǎn)生請求ID、記錄ID對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)響應(yīng)、維護(hù)超時(shí)重傳機(jī)制所需的計(jì)數(shù)器以及將設(shè)備行為要求映射為對象。
BACnet應(yīng)用層提供證實(shí)和非證實(shí)兩種類型的服務(wù)。BACnet定義了四種服務(wù)原語：請求、指示、響應(yīng)和證實(shí)，它們通過應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（APDU）傳遞。由于BACnet建立在無連接的通信模式上，所以O(shè)SI模型提供端到端服務(wù)的傳輸層部分簡化功能也由應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)，分別為：可靠的端到端傳輸和差錯(cuò)校驗(yàn)；報(bào)文分段和流量控制；報(bào)文重組和序列控制。
1．2 BACnet的對象、服務(wù)和功能組
BACnet采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，借此提供一種表示樓宇自控設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。在BACnet中，對象就是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳輸?shù)囊唤M數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過讀取、修改封裝在應(yīng)用層APDU中的對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)互操作。BACnet目前定義了18個(gè)對象，如表1所示，每個(gè)對象都必須有三個(gè)屬性：對象標(biāo)志符（Object＿Identifier）、對象名稱（Object＿Name）和對象類型（Object＿Type）。其中，對象標(biāo)志符用來唯一標(biāo)識對象；BACnet設(shè)備可以通過廣播自身包含的某個(gè)對象的對象名稱，與包含相關(guān)對象的設(shè)備建立聯(lián)系。BACnet協(xié)議要求每個(gè)設(shè)備都要包含“設(shè)備對象”，通過對其屬性的讀取可以讓網(wǎng)絡(luò)獲得設(shè)備的全部信息。
表1 BACnet對象
對 象 名 稱應(yīng) 用 舉 例01模擬輸入Analog Input模擬傳感器輸入如機(jī)械開關(guān)On/Off輸入02模擬輸出Analog Output模擬控制量輸出03模擬值A(chǔ)nalog Value模擬控制設(shè)備參數(shù)如設(shè)備閥值04數(shù)字輸入Binary Input數(shù)字傳感器輸入如電子開關(guān)On/Off輸入05數(shù)字輸出Binary Output繼電器輸出06數(shù)字值Binary Value數(shù)字控制系統(tǒng)參數(shù)07命令Command向多設(shè)備多對象寫多值如日期設(shè)置08日歷表Calender程序定義的事件執(zhí)行日期列表09時(shí)間表Schedule周期操作時(shí)間表10事件登記Event Enrollment描述錯(cuò)誤狀態(tài)事件如輸入值超界或報(bào)警事件。通知一個(gè)設(shè)備對象，也可通過“通知類”對象通知多設(shè)備對象11文件File允許訪問（讀/寫）設(shè)備支持的數(shù)據(jù)文件12組Group提供單一操作下訪問多對象多屬性13環(huán)Loop提供訪問一個(gè)“控制環(huán)”的標(biāo)準(zhǔn)化操作14多態(tài)輸入Multi-state Output表述多狀態(tài)處理程序的狀況，如制冷設(shè)備開、關(guān)和除霜循環(huán)15多態(tài)輸出Multi-state Output表述多狀態(tài)處理程序的期望狀態(tài)，如制冷設(shè)備開始冷卻、除霜的時(shí)間16通知類Notification Class包含一個(gè)設(shè)備列表，配合“事件登記”對象將報(bào)警報(bào)文發(fā)送給多設(shè)備17程序Program允許設(shè)備應(yīng)用程序開始和停止、裝載和卸載，并報(bào)告程序當(dāng)前狀態(tài)18設(shè)備Device其屬性表示設(shè)備支持的對象和服務(wù)以及設(shè)備商和固件版本等信息在BACnet中，把對象的方法稱為服務(wù)，對象及其屬性提供了對一個(gè)樓宇自控設(shè)備“網(wǎng)絡(luò)可見信息”的抽象描述，而服務(wù)提供了如何訪問和操作這些信息的命令和方法。BACnet設(shè)備通過在網(wǎng)絡(luò)中傳遞服務(wù)請求和服務(wù)應(yīng)答報(bào)文實(shí)現(xiàn)服務(wù)。BACnet定義了35種服務(wù)，并將其劃分為6個(gè)類別：（1）報(bào)警與事件服務(wù)（Alarm and Event Services）包含8種服務(wù)處理環(huán)境狀態(tài)的變化，提供了BACnet設(shè)備預(yù)設(shè)的請求值改變通告、請求報(bào)警或事件狀態(tài)摘要、發(fā)送報(bào)警或事件通知、收到報(bào)警通知確認(rèn)等方法；（2）文件訪問服務(wù)（File Access Services）包含2種服務(wù)，提供讀寫文件的方法，包括上／下載控制程序和數(shù)據(jù)庫的能力；（3）對象訪問服務(wù)（Object Access Services）包含9種服務(wù)，提供了讀、修改和寫屬性值以及增刪對象的方法；（4）遠(yuǎn)程設(shè)備管理服務(wù)（Remote Device Management Services）包含11種服務(wù)，提供對BACnet設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和故障檢測的工具、方法；（5）虛擬終端服務(wù)（Virtual Terminal Services）包含3種服務(wù)，提供了一種面向字符的數(shù)據(jù)雙向交換機(jī)制，使其他具有專有特性的樓宇自控設(shè)備成為一個(gè)BACnet虛擬終端并使BACnet網(wǎng)絡(luò)能對其進(jìn)行重構(gòu)；（6）網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)（Network Security Services）包含2種服務(wù)，提供對等實(shí)體驗(yàn)證、數(shù)據(jù)源驗(yàn)證、操作者驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密等功能。
BACnet功能組規(guī)定了實(shí)現(xiàn)特定控制功能所需的對象和服務(wù)的組合。BACnet已定義了13個(gè)功能組，包括時(shí)鐘功能組、事件響應(yīng)功能組、文件功能組、虛擬終端功能組、設(shè)備通信功能組等。
1．3 BACnet設(shè)備級別和設(shè)備等級說明
在實(shí)際的樓宇自動化系統(tǒng)中，沒有必要也不可能所有的設(shè)備都支持、包含上述所有的對象和服務(wù)。因此，BACnet定義了6個(gè)一致性類別（設(shè)備級別）。一致性類別的分級編號為1～6，最低級別是類別l。每個(gè)類別都規(guī)定了設(shè)備要實(shí)現(xiàn)的最小服務(wù)子集，且包含低級別的所有服務(wù)。
為了幫助用戶和工程人員確定不同BACnet設(shè)備之間的互操作性，需要廠商為每個(gè)設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)格式文件以標(biāo)識設(shè)備中己實(shí)現(xiàn)的BACnet標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，即文件需包括設(shè)備符合BACnet等級的說明。這個(gè)文件就是PICS（Protocol Implementation Conformance Statement），它包括：（1）標(biāo)識廠商和描述設(shè)備的基本信息；（2）設(shè)備符合BACnet的級別；（3）設(shè)備所支持的功能組；（4）設(shè)備所支持的基于標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ械姆?wù)，設(shè)備啟動或響應(yīng)服務(wù)請求的能力；（5）設(shè)備所支持的基于標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ械膶ο箢愋图捌鋵傩悦枋觯唬?）設(shè)備支持的數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)；（7）設(shè)備支持的分段請求和響應(yīng)。
2 BACnet的互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展
目前，BACnet標(biāo)準(zhǔn)使用兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)與Internet的互聯(lián)。第一種技術(shù)附件H中稱之為“隧道”技術(shù)，并將其設(shè)備稱之為分組封裝／拆裝設(shè)備，簡稱PAD。其作用就像一個(gè)網(wǎng)關(guān)／路由器，這在圖2中兩個(gè)半路由器連接廣域網(wǎng)形成一個(gè)完全的BACnet路由器有所體現(xiàn)。第二種技術(shù)附件J中稱之為BACnet／IP，設(shè)備直接封裝IP幀／包在BACnet網(wǎng)絡(luò)和Internet上傳輸。
PAD將BACnet報(bào)文數(shù)據(jù)封裝在IP協(xié)議數(shù)據(jù)包內(nèi)傳輸，在目的BACnet網(wǎng)絡(luò)解封。因此每個(gè)連接Internet的BACnet網(wǎng)絡(luò)都要配置PAD網(wǎng)關(guān)／路由器。它可以是一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，也可以是某種樓宇控制設(shè)備功能的一部分。
[關(guān)鍵字]智能建筑；樓宇；自動化控制系統(tǒng)
[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
中圖分類號： C931.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
1、智能建筑內(nèi)涵及其發(fā)展現(xiàn)狀
智能建筑主體通過對四項(xiàng)建筑基本要素，即系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理、服務(wù)與他們之間的內(nèi)在聯(lián)系展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而為用戶提供投資合理、使用環(huán)境舒適、便利高效的智能化建筑空間。智能建筑系統(tǒng)主要指為實(shí)現(xiàn)建筑物智能化服務(wù)功能而設(shè)計(jì)安裝及運(yùn)行的光機(jī)電設(shè)備服務(wù)系統(tǒng)，例如電梯、空調(diào)、給排水、照明、通信、物業(yè)管理、綜合布線、一卡通與辦公業(yè)務(wù)等智能化控制系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)主要指其環(huán)境結(jié)構(gòu)，囊括了建筑物裝飾、結(jié)構(gòu)、建材與空間的劃分；管理主要指對財(cái)、物、人、豐富信息與智能化系統(tǒng)的綜合管理，而服務(wù)則指為智能化建筑管理及使用者提供優(yōu)質(zhì)、高效的全方位人性化服務(wù)，為其創(chuàng)設(shè)舒適、安全、便利與高效的生活、工作與學(xué)習(xí)環(huán)境，合理降低智能建筑系統(tǒng)設(shè)備的服務(wù)運(yùn)行維護(hù)成本費(fèi)用等。智能建筑的理念在我國的產(chǎn)生及發(fā)展起步較晚，初期由單一專用功能系統(tǒng)開始，逐步發(fā)展成為集成系統(tǒng)模式，以樓宇的自動開控制管理系統(tǒng)為核心，實(shí)現(xiàn)了卓有成效的較快發(fā)展。然而與國際先進(jìn)的發(fā)展水平相比，我國智能化建筑的還存在較大差距，基于我國建筑市場現(xiàn)行巨大的發(fā)展?jié)摿?，我們只有本著深入?shí)踐、完善創(chuàng)新的原則才能為智能建筑的快速發(fā)展?fàn)I造良好的環(huán)境。
2、智能建筑系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
智能化的建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)包含上層綜合建筑智能管理系統(tǒng)與二層智能化控制子系統(tǒng)。二層子系統(tǒng)又分為網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、建筑設(shè)備綜合管理系統(tǒng)與自動化辦公子系統(tǒng)。該類子系統(tǒng)主體通過綜合的布線體系連接而成一個(gè)智能化的完整系統(tǒng)，由上層智能建筑管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管。智能建筑的核心是智能化控制系統(tǒng)，只有當(dāng)其涵蓋的各類子系統(tǒng)統(tǒng)籌結(jié)合，共同作用，才能有效支撐構(gòu)建智能建筑。智能化控制系統(tǒng)為建筑賦予了快捷便利的服務(wù)功能，有效提升了民用住宅、商用寫字樓的綜合智能化水平，并滿足了社會公眾在新時(shí)期日益增長的對海量信息的綜合需求。
3、智能建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)
3、1建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)構(gòu)成及其優(yōu)勢功能
建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)涵蓋內(nèi)容豐富、設(shè)備眾多，是控制管理最為復(fù)雜、范疇最為廣泛的建筑智能自動化系統(tǒng)，其包含狹義建筑自動化設(shè)備系統(tǒng)、報(bào)警消防自動化系統(tǒng)與自動化安全防范系統(tǒng)三類子系統(tǒng)。智能建筑樓宇的自動化設(shè)備系統(tǒng)主體包括實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、建筑樓宇保安系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備綜合監(jiān)控系統(tǒng)、音響廣播系統(tǒng)以及停車場系統(tǒng)。以上自動化子系統(tǒng)賦予了建筑樓宇顯著的優(yōu)勢功能，主體體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)控子系統(tǒng)為智能建筑樓宇提供了集中監(jiān)控方式，以豐富的文字、圖形、動畫方式呈現(xiàn)出來；依據(jù)各方需要自動化系統(tǒng)管理人員可直接進(jìn)行命令下達(dá)，對任何一項(xiàng)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行控制；自動化控制體系可對各項(xiàng)設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行綜合處理并提供必要的報(bào)告，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行完善記錄從而發(fā)揮對價(jià)值化信息的綜合管理功能。
3、2建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
一般層面來講建筑樓宇的自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主體采用現(xiàn)場總線形式，將系統(tǒng)分為三層，上層為信息域干線，依據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)利用拓?fù)淇偩€結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)進(jìn)行建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)干線的布置，進(jìn)而合理實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的集成共享及同中央站點(diǎn)間進(jìn)行暢通高速的通信傳輸。系統(tǒng)二層為控制域干線，主體完成對各分站點(diǎn)的總線控制，通常應(yīng)用RS485網(wǎng)絡(luò)總線，以高效通信速度將各個(gè)分站點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)固連接并實(shí)施對各類豐富信息的處理。再者位于分站點(diǎn)的總線還需配備與他類廠商進(jìn)行設(shè)備連接的相關(guān)接口，以合理實(shí)現(xiàn)同其他設(shè)備的高效通信聯(lián)網(wǎng)。三層結(jié)構(gòu)為子站點(diǎn)總線，主體由分散控制器進(jìn)行相互連接，各子站總線在連接器輔助下實(shí)現(xiàn)同分站總線的高效連接，完成由監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備到傳輸信息再到中央工作站的處理，并由上級網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息處理結(jié)果的準(zhǔn)確獲取。
3、3建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
隨著建筑行業(yè)的科學(xué)發(fā)展，目前建筑樓宇自動化系統(tǒng)主要呈現(xiàn)集散結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)兩類。前者為目前較為廣泛使用的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有管理集中、控制分散的顯著特征，一般包含兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與三級控制設(shè)備?，F(xiàn)場控制器主要執(zhí)行對設(shè)備信號的處理、采集、輸出與控制等。操作站則由工業(yè)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與控制操作臺構(gòu)成。中央監(jiān)控站可實(shí)施對集散控制系統(tǒng)的離線配置、在線監(jiān)控、維護(hù)與組態(tài)工作等管理。一旦操作站或中央監(jiān)控站發(fā)生故障，其下層控制功能設(shè)備仍然可實(shí)施獨(dú)立的控制，確保系統(tǒng)的安全可靠性?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)控制主體由智能現(xiàn)場設(shè)備、監(jiān)控組態(tài)與現(xiàn)場總線三部分構(gòu)成，其核心在于現(xiàn)場總線控制技術(shù)。與DCS系統(tǒng)相比，現(xiàn)場總線控制技術(shù)的可靠、實(shí)時(shí)、成本低、便利使用等特征令其在現(xiàn)場層實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，并令DCS系統(tǒng)控制中遺留的各類問題得到了良好的解決，該系統(tǒng)技術(shù)由信號、通信到系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，從結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)方式、調(diào)試安裝再到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均實(shí)現(xiàn)了革命性變革。其實(shí)際上屬于儀表工業(yè)技術(shù)、控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三類完善結(jié)合的產(chǎn)物。也就是說在制造與過程控制由設(shè)備分立發(fā)展為設(shè)備共享、在工業(yè)儀表由簡單結(jié)構(gòu)發(fā)展為智能化儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓展至傳感器與執(zhí)行器時(shí)，幾類分支技術(shù)則呈現(xiàn)必然的結(jié)合趨勢。因此以現(xiàn)場總線為中心的總線控制系統(tǒng)必然成為今后工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的核心部分，令傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)被取代并發(fā)展成為第五代智能化過程控制結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)前該類現(xiàn)場總線控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式已逐步得到了人們的認(rèn)可并實(shí)現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展，我們可在建筑樓宇自動化系統(tǒng)中科學(xué)采用該類結(jié)構(gòu)，令其成為未來建筑樓宇自動化系統(tǒng)高效應(yīng)用與全面發(fā)展的主流方向。
4、結(jié)語
信息時(shí)代，隨著人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提升，其對各類建筑樓宇的人性化使用功能需求越來越豐富，加之各類現(xiàn)代化信息技術(shù)的持續(xù)更新發(fā)展令由通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用?；谶@一良好發(fā)展態(tài)勢我們只有深入了解智能建筑內(nèi)涵、科學(xué)層次結(jié)構(gòu)、自動化控制系統(tǒng)樓宇建筑的構(gòu)成、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才能發(fā)揮其自動化控制優(yōu)勢并真正創(chuàng)設(shè)出智能化、精品化、科技化的優(yōu)質(zhì)建筑樓宇，促進(jìn)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。
[參考文獻(xiàn)]
