发布时间:2023-10-08 10:05:34
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇智能建筑与楼宇自动化,期待它们能激发您的灵感。
所谓的智能建筑就是在建筑中设置的通讯设备和计算机相关技术的应用和集合,实现对建筑内部和外部的自动监控,对建筑所产生的信息进行分类和管理,实现为楼宇客户服务的基本诉求。楼宇中的自动化系统的应用主要目的就是要建立起高效、人性化、便利、安全的设备运行环境,以达到人们对居住环境高效、舒适、安全以及人性化的需求。
二、楼宇自动化系统的基本组成、基本功能和原理。
建筑智能化结构是由三大系统组成:楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)。这里我们主要涉及到的是楼宇自动化系统(BAS)。
楼宇自动化系统(BAS,Building Automation System)是智能建筑的主要组成部分之一。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物(群)内设备与建筑环境的全面监控与管理,为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境,并通过优化设备运行与管理,降低运营费用。楼宇自动化系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾、安全防范、车库管理等设备与系统,是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的子系统,它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。
2.1.楼宇自动化系统的基本功能
2.1.1自动监控功能
自动监控主要是指楼宇自动化系统可以有效监控楼宇内外的各种用电设备的运行起止、并能精确显示用电设备的运行状态。
2.1.2自动调节功能
自动调节功能主要是指通过相关自动化控制原件的应用感应和控制运行中的电气设备,对环境、温度、荷载的变化进行自动控制和调节、实现电气设备的效率化运行。
2.1.3数据整理保存功能
对正在运行中的设备的运行过程用数据进行有效记录,并自动生成运行记录予以保存,方便对于设备的数据查询和管理。
2.1.4能效管理
对于楼宇内消耗能源的设备进行自动化管理,通过声控、触控、以及时间控制等多种方式实现电气设备的能效管理。
2.1.5维修管理
通过相关数据的记录和管理实现对设备的后勤保障维修与管理。
2.2楼宇自动化控制系统的原理
楼宇自动化控制系统的发展是基于集散型远程计算机控制系统发展而发展起来的。也可以称为分布式控制系统(Distributed control Systems)。该系统的最大特点就是集中管理分散控制。能够有效实现分散控制得益于分散在楼宇各处的数字微机控制系统(DDC),分散在楼宇各处的数字微机控制系统(DDC)受控于中央控制室的中央控制计算机,中央控制计算机对系统进行系统的管理和控制,有效发挥在各处数字微机控制系统的有效功能,实现对设备运行有效管理,从而降低设备的运行能耗,提高设备的使用效率。
三、楼宇自动化控制系统
3.1数字微机控制系统Direct Digital Control简称DDC),数字微机控制系统通过有效的开关输入(DI)通道以及数字微机的输入通道(AI)有效应用实现对于系统数据信息的及时采集,对于采集到的数据进行计算机的运算从而发出下一个指令,指令的发出主要通过开关量通道和模拟量通道两个控制过程进行,数字微机控制系统是一个封闭的循环控制过程,每次实现命令都需要经历上述过程,但是伴随着现代自动化控制系统设备升级和改造,DDC系统控制设备一直呈现出运行稳定,适应性好可靠性高等诸多优点,被很多自动化控制系统所采用。
3.2分布式控制系统
分布式控制系统(DistributedControlSystems简称 DCS)可追溯到上世纪的70年代,由于将控制技术、信息通信技术、计算机技术以及图形显示等技术集成在一起,可以对很多分散的体系和结构设备进行良好的控制和管理,收到了广泛的认可,并迅速发展起来。DCS系统克服了传统系统由于界面不友好人机交互困难,集中控制和管理分散等多种不足。在现代的多种行业之中如计算机监控、数据采集站、现场控制站以及工程师站等多行业得到了广泛应用。
3.3传感器
传感器是楼宇实现自动化控制过程中最为重要的电气元件之一,由于传感器主要作用就是监测对象发生的相关变化,并用数据的形式把变化进行传输处理,对于传感器一般有三个重要的指标要求:在监测过程中要保持监测过程的稳定、准确和灵敏。
3.4执行器
执行器的作用原理是通过对输出装备的输出信号的接受,把信号有效转换为角位移或者直线位移,执行器通过改变自身的调节阀位置实现对于物料和能量的有效控制从而实现电气元件的自动化控制。
五、智能建筑的发展趋势
楼宇设自动化系统到目前为止已经历了四代产品:
第一代:CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)
BAS从仪表系统发展成计算机系统,采用计算机键盘和CRT构成中央站,打印机代替了记录仪表,散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息,下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各分站信息,作出决策,完成全部设备的控制,中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。
第二代:DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)
随着微处理机技术的发展和成本降低,DGP分站安装了CPU,发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站,可以独立完成所有控制工作,具有完善的控制、显示功能,进行节能管理,可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成,分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点,中央站完成监视,分站完成控制,分站完全自治,与中央站无关,保证了系统的可靠性。
第三代:开放式集散系统(20世纪90年代产品)
随着现场总线技术的发展,DDC分站连接传感器、执行器的输人输出模块,应用ON现场总线,从分内部走向设备现场,形成分布式输入输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活,由于onWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构,分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(ON)。
第四代:网络集成系统(21世纪产品)
随着企业网Intranet建立,建筑设备自动化系统必然采用Web技术,并力求在企业网中占据重要位置,BAS中央站嵌入Web服务器,融合Web功能,以网页形式为工作模式,使BAS与Intranet成为一体系统。
网络集成系统(EDI)是采用Web技术的建筑设备自动化系统,它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。
EBI系统从不同层次的需要出发提供各种完善的开放技术,实现各个层次的集成,从现场层、自动化层到管理层。EBI系统完成了管理系统和控制系统的一体化。
目前,规模和影响较大的楼宇设备供应公司有美国霍尼维尔公司、江森公司、KMC公司、德国西门子公司等。
[关键字]智能建筑;楼宇;自动化控制系统
[abstract] this article is based on the current situation of the development of intelligent building, discusses its scientific structure and automation control system structure and function characteristics of advantage, and looks forward to intelligent building automation control system of the future development direction practice to improve building and construction quality, improve automation control system comprehensive service function is positive and effective stimulative effect.
[key words] intelligent building; Building; Automatic control system
中图分类号: C931.9 文献标识码: A 文章编号:
1、智能建筑内涵及其发展现状
智能建筑主体通过对四项建筑基本要素,即系统、结构、管理、服务与他们之间的内在联系展开优化设计,进而为用户提供投资合理、使用环境舒适、便利高效的智能化建筑空间。智能建筑系统主要指为实现建筑物智能化服务功能而设计安装及运行的光机电设备服务系统,例如电梯、空调、给排水、照明、通信、物业管理、综合布线、一卡通与办公业务等智能化控制系统;结构主要指其环境结构,囊括了建筑物装饰、结构、建材与空间的划分;管理主要指对财、物、人、丰富信息与智能化系统的综合管理,而服务则指为智能化建筑管理及使用者提供优质、高效的全方位人性化服务,为其创设舒适、安全、便利与高效的生活、工作与学习环境,合理降低智能建筑系统设备的服务运行维护成本费用等。智能建筑的理念在我国的产生及发展起步较晚,初期由单一专用功能系统开始,逐步发展成为集成系统模式,以楼宇的自动开控制管理系统为核心,实现了卓有成效的较快发展。然而与国际先进的发展水平相比,我国智能化建筑的还存在较大差距,基于我国建筑市场现行巨大的发展潜力,我们只有本着深入实践、完善创新的原则才能为智能建筑的快速发展营造良好的环境。
2、智能建筑系统层次结构
智能化的建筑系统结构应包含上层综合建筑智能管理系统与二层智能化控制子系统。二层子系统又分为网络通信系统、建筑设备综合管理系统与自动化办公子系统。该类子系统主体通过综合的布线体系连接而成一个智能化的完整系统,由上层智能建筑管理系统进行统一监管。智能建筑的核心是智能化控制系统,只有当其涵盖的各类子系统统筹结合,共同作用,才能有效支撑构建智能建筑。智能化控制系统为建筑赋予了快捷便利的服务功能,有效提升了民用住宅、商用写字楼的综合智能化水平,并满足了社会公众在新时期日益增长的对海量信息的综合需求。
3、智能建筑楼宇自动化控制系统
3、1建筑楼宇自动化控制系统构成及其优势功能
建筑楼宇自动化控制系统涵盖内容丰富、设备众多,是控制管理最为复杂、范畴最为广泛的建筑智能自动化系统,其包含狭义建筑自动化设备系统、报警消防自动化系统与自动化安全防范系统三类子系统。智能建筑楼宇的自动化设备系统主体包括实时监控系统、建筑楼宇保安系统、机电设备综合监控系统、音响广播系统以及停车场系统。以上自动化子系统赋予了建筑楼宇显著的优势功能,主体体现在实时监控子系统为智能建筑楼宇提供了集中监控方式,以丰富的文字、图形、动画方式呈现出来;依据各方需要自动化系统管理人员可直接进行命令下达,对任何一项系统设备进行运行控制;自动化控制体系可对各项设备监控子系统状态信息进行综合处理并提供必要的报告,对历史数据进行完善记录从而发挥对价值化信息的综合管理功能。
3、2建筑楼宇自动化控制系统的网络结构
一般层面来讲建筑楼宇的自动化控制系统网络结构主体采用现场总线形式,将系统分为三层,上层为信息域干线,依据相关国家标准利用拓扑总线结构以太网进行建筑楼宇自动化控制系统干线的布置,进而合理实现网络资源的集成共享及同中央站点间进行畅通高速的通信传输。系统二层为控制域干线,主体完成对各分站点的总线控制,通常应用RS485网络总线,以高效通信速度将各个分站点进行稳固连接并实施对各类丰富信息的处理。再者位于分站点的总线还需配备与他类厂商进行设备连接的相关接口,以合理实现同其他设备的高效通信联网。三层结构为子站点总线,主体由分散控制器进行相互连接,各子站总线在连接器辅助下实现同分站总线的高效连接,完成由监控现场设备到传输信息再到中央工作站的处理,并由上级网络实现信息处理结果的准确获取。
3、3建筑楼宇自动化控制系统结构
随着建筑行业的科学发展,目前建筑楼宇自动化系统主要呈现集散结构与现场总线结构两类。前者为目前较为广泛使用的建筑设备自动化系统结构,具有管理集中、控制分散的显著特征,一般包含两层网络结构与三级控制设备。现场控制器主要执行对设备信号的处理、采集、输出与控制等。操作站则由工业化计算机系统与控制操作台构成。中央监控站可实施对集散控制系统的离线配置、在线监控、维护与组态工作等管理。一旦操作站或中央监控站发生故障,其下层控制功能设备仍然可实施独立的控制,确保系统的安全可靠性。现场总线系统控制主体由智能现场设备、监控组态与现场总线三部分构成,其核心在于现场总线控制技术。与DCS系统相比,现场总线控制技术的可靠、实时、成本低、便利使用等特征令其在现场层实现了广泛的应用,并令DCS系统控制中遗留的各类问题得到了良好的解决,该系统技术由信号、通信到系统标准,从结构体系、设计方式、调试安装再到产品结构均实现了革命性变革。其实际上属于仪表工业技术、控制技术与网络技术三类完善结合的产物。也就是说在制造与过程控制由设备分立发展为设备共享、在工业仪表由简单结构发展为智能化仪表、计算机网络拓展至传感器与执行器时,几类分支技术则呈现必然的结合趋势。因此以现场总线为中心的总线控制系统必然成为今后工业生产实践的核心部分,令传统DCS系统被取代并发展成为第五代智能化过程控制结构体系。当前该类现场总线控制结构系统形式已逐步得到了人们的认可并实现了科学发展,我们可在建筑楼宇自动化系统中科学采用该类结构,令其成为未来建筑楼宇自动化系统高效应用与全面发展的主流方向。
4、结语
信息时代,随着人们物质文化生活水平的不断提升,其对各类建筑楼宇的人性化使用功能需求越来越丰富,加之各类现代化信息技术的持续更新发展令由通信技术、自动化控制技术与计算机网络技术构建的建筑楼宇自动化控制系统得到了广泛的应用。基于这一良好发展态势我们只有深入了解智能建筑内涵、科学层次结构、自动化控制系统楼宇建筑的构成、网络结构,才能发挥其自动化控制优势并真正创设出智能化、精品化、科技化的优质建筑楼宇,促进建筑行业实现可持续的全面发展。
[参考文献]
关键词:楼宇自动化系统智能建筑基本功能原理 发展趋势
1.引言
智能建筑(IntellingentBuilding)起源于1984年的美国,它是信息时代的产物,是随着社会信息化和经济全球化应运而生的现代高科技的结晶。近十余年来智能建筑在我国得到了蓬勃发展。在我国颁布的国家标准《智能建筑设计标准》中对智能建筑有了一个明确的定义:智能建筑是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统,是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。
2 .楼宇自动化系统的组成
建筑设备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,应将消防与安全防范子系统一同纳入BAS考虑,如要独立设置,也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时,能够按照约定实现操作权转移,进行一体化的协调控制。
2.1楼宇自控系统由以下部分组成:
2.1.1建筑设备运行管理的监控,包括
1) 暖通空调系统的监控(HVAC);
2) 给排水系统监控;
3) 供配电与照明系统监控
2.1.2火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制
2.1.3公共安全技术防范,包括:
1)电视监控系统;
2)防盗报警系统;
3)出入口控制及门禁系统;
4)安保人员巡查系统;
5)汽车库综合管理系统;
6)各类重要仓库防范设施;
7)安全广播信息系统。
诸多的机电设备之间有着内在的相互联系,于是就需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统,达到对机电设备进行综合管理、 调度、监视、操作和控制。
3 .楼宇自动化系统的基本功能
楼宇设备自控系统是建筑智能化系统的一个重要的组成部分。智能建筑通过建筑设备自动化系统实现以下几个方面的功能:
3.1、采用先进的管理手段,实现设备的高效管理和安全可靠运行
BA系统使用先进的网络技术、计算机技术和现代控制技术,对建筑物内各类楼宇设备进行集中监视、自动化控制,实现建筑物内各类楼宇设备的高效管理和安全可靠运行。
3.2、实现最优控制和节能管理,节省能耗
楼宇设备自控系统通过对大楼设备进行监视和控制,实现最优控制和节能管理。特别是对空调系统的用电和公共照明用电等楼宇设备的进行节能控制实现节省大楼的能耗。
3.3、减少管理维护人员,降低管理费用
通过先进的自动化监控,可以大量减少各类楼宇设备和系统的运行操作人员和维护人员,降低管理费用。
3.4、延长设备的使用寿命
楼宇设备自控系统可以:实时反映设备和系统运行情况,及时发现系统存在的问题并能及时处理;定期打印出维护、保养通知单,这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养;实现使用和备用设备的定期互换工作。从而实现延长设备的使用寿命,也就降低了建筑的运行费用。
3.5、提供舒适的办公环境
楼宇设备自控系统对环境空气质量、温湿度、照度等进行检测和有效的控制,为大楼创造一个舒适的环境。
4.楼宇自动化系统工作原理
楼宇自动化系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(Distributedcontrol systems简称DCS)。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,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。楼宇自动化系统工作主要包括以下方面:
4.1、冷冻机房设备监控
空调系统中的冷源一般由冷冻系统提供,整个冷源系统由多台制冷机、冷冻水和冷却塔、补水箱和膨胀水箱等设备组成。
4.1.1对供水和回水总管之间的压差监测,并根据设定压差调节旁通阀开度;
4.1.2监测水泵的运行状态,控制水泵的启停,并在故障发生时报警;
4.1.3监测机组的运行状态,控制机组的启停,并在故障发生时报警;
4.1.4冷冻/却水隔离阀控制
4.2、送排风系统的设备监控
本系统对楼内的对分布于大楼各处的风机的运行状态进行监控,对风机运行过程中出现的故障及时报警并可以控制风机的启/停。具体监控对象如下监测其运行状态、手自动状态,控制其启停。
4.3、给排水系统的设备监控
本系统的给排水设备包括生活给水系统,楼宇自控系统能实现以下功能:
4.3.1生活水泵运行状态监视,手自动状态,控制其启停;
4.3.2生活水箱液位超高检测
4.4、电梯系统的监测
4.4.1按程序设定的运行表启动/停止电梯并监视其运行状态、故障及紧情况的报警
4.4.2对多台电梯的群控管理
4.4.3对火灾的应对处理
4.4.配合安全防范系统协同工作
4.5、照明系统的监视与控制
4.5.1根据季节的变化,对各城区的照明设备进行开/停的顺序控制
4.5.2正常照明供电出现故障时,自动将故障区域的应急照明投入运行
4.5.3发生火灾时,关闭火灾区域的照明设备,并启动应急照明
4.5.4保安系统报警时,将报警区域的照明打开
4.6、空调系统的监测
4.6.1检测风机手自动状态
当机组处于楼宇自控系统控制时,可控制风机的启停。
4.6.2监测送风机压差状态、表冷气防冻报警
在送风风管内设置温/湿度传感器监测送风温/湿度。
4 6.3启动顺序:开新风阀启动风机调节水阀开度。
4.6.4停机顺序:停止风机运行关闭新风门关闭调节水阀。
新/回风门控制、水阀控制、启停控制、手/自动状态
空调机组监控原理图
4.7变配电系统的设备监视
为保证变配电设备的运行正常,本系统采用智能化电力仪表可对以下综合参数监测:
4.7.1变压器风机状态
4.7.2高压进线的电压、电流
4.7.3低压回路的主开关电压、电流、功率因数
4.7.4低压母联状态检测
5. 楼宇自动化系统的集成
5.1、系统组成
Continuum系统由网络控制器(包括PSU电源模块,Continuum NCU及I/O模块)、B4920系统控制器、各类独立数字控制器(简称DDC,包括楼控和安保控制器)、纯BACnet独立数字控制器,工作站和可以支持多个工作站的文件服务器等组成。Continuum系统将提供控制、报警检测、日程表控制、报告和信息管理等,网络结构为局域网(LAN)和广域网(WAN), 采用ODBC兼容的数据库。Continuum楼宇自动化系统结构如下图:
5.2、第一层网络
第一层网络是系统的主干网,采用以太网LAN/WAN,支持TCP/IP和BACnet/IP。所有网络控制器、B4920系统控制器、BACnet路由器、工作站、数据库文件服务器可直接连接到这层网上,并不需要任何网关设备。
5.3、第二层网络
第二层网络通过网络控制器由一条或多条现场总线组成,现场总线有以下两种:RS485的Infinet现场总线和采用RS485方式的BACnet MS/TP现场总线。
采用RS485的Infinet现场总线,最多可支持254个独立数字控制器,可控制HVAC设备、照明系统、给排水系统、安防系统等;采用RS485或FTT-10方式的I/O的现场总线,最多可支持32个输入/输出模块(包括门禁模块),输入/输出模块可与网络控制器一起装在统一控制箱内,也可通过屏蔽双绞线安装在控制现场。
采用RS485方式的BACnet MS/TP现场总线,最多可以支持127个纯BACnet控制器。
5.4、标准网络支持
所有的网络控制器,工作站和文件服务器可直接连接到建筑物的以太网(TCP/IP,LAN/WAN)而不需网关。此外,网络控制器、工作站和文件服务器可连接路由器、交换机、HUB和结构化布线系统,并通过信息系统标准的 TCP/IP来对 LAN/WAN进行维护。
5.5、远程通讯
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
关键词:智能建筑;楼宇自动化系统;节能
中图分类号:TU855 文献标识码:A
智能建筑(Intelligent Building)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation System,缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备(包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等)连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。
楼宇自动化概述
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Buiding Automation System简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。
其功能: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。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监测并及时处理各种意外、突发事件。⑤实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。⑥能源管理:水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。⑦设备管理:包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。
其原理:楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(distributed control systems,简称DCS)。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,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。
楼宇智能化系统的组成
楼宇自控作为智能建筑的重要组成部分,楼宇自控系统主要包括以下系统:冷热源系
统、空调(新风)系统、送排风系统、通风空调、给排水系统、电梯系统、照明系统、电力变配电系统、消防系统的设备监视、控制等。
1.火灾报警和联动智能控制系统
智能消防控制系统,是以整套防火安全,报警系统。其又可分为4个子系统:火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。
消防智能控制系统通过中央处理器对系统所有部分进行通讯监控,并反馈显示其故障情况,一旦系统检测到火警信号后,可以自动执行该程序,并报警通知所有人员。系统对报警信号起确认作用,系统可根据办公楼内不同场合,将烟感探头灵敏度设定相应的转换。
2.照明智能控制系统
包括工作照明、事故照明、断电应急灯等特殊照明,主要功能有控制各楼层门厅及楼梯照明定时开关;控制室外灯定时开关;控制停车场照明定时开关;显示障碍灯状态及故障警报灯的开启;控制事故应急照明;监测照明设备的运行状态等。
3.通信网络系统
通信网络系统是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上, 同时与外部通信网( 如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网) 相连, 确保信息畅通。通信网络系统主要由程控数字用户交换机网和有线电视网两大网构成。
4.通风空调控制子系统
包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等,主要作用是监测空调机组运行状态;测量空调机组运行参数;控制空调机组的开关时间;控制空调机组预定程序;监测新风机组状态;控制新风机组的开关时间;控制新风机组预定程序;监测和控制排风机组;控制能源系统的工作状态等。
5.停车库自动化子系统
机动车是现代社会的重要交通工具。随着人们生活水平的提高, 公寓停车管理越来越迫切地成为摆在公寓管理者面前的课题。根据工程具体情况和建设方要求, 现代的停车库智能系统通常由出入读卡器、自动开门机、探测器、控制器等设备组成, 同时配备图象对比系统。
6.变配电控制子系统
包括高压配电、变电、低压配电、应急发电等,主要功能有监视变电设备各高低压主开关动作状况及故障报警;自动检测供配电设备运行状态及参数;监理各机房供电状态;控制各机房设备供电;自动控制停电复电;控制应急电源供电顺序等。
三、楼宇自控系统节能的主要技术实施要点
1.大量新技术、新设备和实验系统的应用
采用热、湿负荷独立控制新型空调系统,利用了热泵的冷、热量,并且排风采用全热回收等技术,可以使空调能耗降低 20%左右。 配置辐射吊顶,利用毛细管现象构成循环系统的塑料细网栅方式,提高空调供热、制冷辐射能力。 综合运用节能系统、节能照明及智能监控技术,通过统一的智能监控技术,对空调、照明、安防、一卡通等系统实现智能监控,在确保正常运行的前提下,尽可能节约能源能耗。
2.多种技术的综合应用
综合运用节能系统、节能照明及智能监控技术,通过统一的智能监控技术,对空调、照明、安防、一卡通等系统实现智能监控,在确保正常运行的前提下,尽可能节约能源能耗。
3.节能方案的应用分析和优化
以数据采集、通信、计算、控制等信息技术为手段,运用成套先进的智能集成控制系统,包括室内环境综合调控系统及软件,照明及空调节能监控系统,安全保障及办公设备控制系统的集成平台和应用软件等,实现大型遮阳百页的转动控制,空调等设备的节能监控,照明采光监控,室内空气质量等室内环境动态调节,确保建筑运行的节能、舒适和高效。
四、节能方法的选择
1.任何节能方法必须与现场设备配置情况相适应,在满足要求前提下尽量选用简单的控制方案,防止控制系统过于复杂,造成整个系统的成本过高。
2.各种节能方法是相互联系的,对一个实际的系统必须综合考虑整体的节能,避免相互之间产生的影响可能抵消,达不到很好的节能效果。
3.各种运行状态的切换条件应考虑一定的滞环,防止频繁的切换影响系统的有效运行和稳定性及设备的安全运行和寿命。
4.注意每个回路控制算法及参数的优化调整,使控制系统具有良好的控制性能。
5.注意设备本身的运行和限制条件,防止因采用的节能方法对设备寿命产生影响。
6.重视系统的在线调试、传感器精度的校正及各种联动功能等的综合测试,防止设计参数和实际运行情况的背离。
7.充分利用楼宇自控系统强大的软件功能和信息的集成性,保证系统的软、硬件得到合理的利用。
五、结束语
现在我国的楼宇自控系统主要应用于各大型写字楼、宾馆、酒店等。随着大厦功能的多样化及精致化要求的提出,大厦中的各种机电设备也日趋复杂,技术含量日益提高,同时机电设备又是大厦的主要能耗单位,节能性成为大厦运转成本的主要指标,所有这些都决定了楼宇自控系统已成为大厦必不可少的一个组成部分。楼宇自动化控制技术在我国还是一个新兴的技术领域,随着智能建筑的出现,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。
参考文献:
[1]冯宗宁,沈华熙.楼宇自动化系统与节能[J]. 能源工程. 2000(04)