关键词：智能楼宇；自动化控制系统；应用；发展趋势
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）29-0149-02
进入 21 世纪，智能化楼宇的概念逐渐清晰，并正在建筑领域中产生着越来越大的影响。楼宇自控系统以它优越的条件在智能建筑中得到了广泛的应用。因此研究楼宇自动化控制系统是十分必要的。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。
1 智能楼宇的发展
什么样的建筑才算是智能楼宇？智能楼宇是现代建筑技术与当代信息技术、计算机技术和自动控制技术等有机结合的产物。
从1984年在美国康涅狄格州哈特福德市中世界上第一个智能楼宇的产生，随着中国上个世纪90年代房地产市场的繁荣，智能楼宇开始进入中国市场。从二十一世纪初发展至今，这十几年是房地产业的黄金十几年，也是智能楼宇飞速发展的十几年。十几年间，规划更合理，建筑更智能，城市更宜居。行业发生了翻天覆地的变化，实现了立足建筑、面向城市，立足国内、面向国际的跨越式发展。
2 楼宇自控系统的概念与特点
楼宇自控系统综合运用计算机网络技术、传感器技术和自动控制等多种技术对建筑中的机电设备如空调、通风、照明、供配电、给排水以及电梯等设备进行有效的自动化控制，最终达到建筑设施更有利于人们居住的要求。
楼宇自控系统的特点：①节省能源。现代建筑物消耗能源非常大，建筑物的能耗占整个能耗的三分之一以上。楼宇自控系统充分利用了先进的焓值最佳控制、自动照度控制、最优设备启停控制等有效节能措施后，极大地减少了建筑物的能耗。②节省运营成本。楼宇自控系统是通过计算机集中控制的，可以大大减少操作人员和设备维护人员数量，节省了大量的人力。通过一些节能管理方案，在满足建筑环境舒适性的条件下，还可以进一步降低日常营运支出，节约建筑的运行成本，提高效益。③延长设备的使用寿命。楼宇自控系统可实时监测建筑设备的运行状况，通过程序控制实现机电设备的使用时间，及时发现设备故障和定期提示维护、保养，从而延长设备的使用寿命，降低维护费用，进一步提高投资回报效果。
2 楼宇自动化系统应用的优势
楼宇自动化系统将各个控制子系统集成为一个综合系统，其核心是集散控制系统，它是由计算机技术、自控技术、通信网络技术和人际接口技术相互发展渗透而产生的。集散控制系统的核心是中央监控与管理计算机，它通过信息通信网与各个子系统的控制器相连，组成分散控制、集中监控和管理的功能模式，各子系统间也能通过通信网络相互进行信息交换和联动，实现优化控制管理，最终形成统一的由建筑自动化运作的整体。
采用视频通话应用系统，通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节，确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统，通过ISDN、VDSL技术将其连接到互联网上，通过通信网络的数据漫游，提高无线通讯的实施信息载体。
设置火灾报警系统，使其完成自身所具有的防灾和灭火的功能。通过建筑物内不同位置的烟火控制装置提供的信息进行确认后报警，同时启动火灾联动系统，包括关闭空调、开启排烟装置、启动消防专用梯并且启动消防系统运作、紧急广播疏散人群，从而使得尽可能地减少生命、财产损失。
智能化自动化局部配线系统，选用电子设备提供完善的家庭工作环境，实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式，例如电话、网络数据同步、传真、宽带、Internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术，提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果，避免出现反复投资的问题，及时通过视频系统完成对老幼的远程监护，同时监控住宅内外的情况，确保楼宇的安全。
3 我国楼宇自动化系统发展的方向及建议
节能是楼宇自动化系统发展的主要功能及目的，也是未来发展的主要方向。在各类智能建筑设备能耗比例中，照明和空调设备占据了主要位置，因此做好照明和空调设备的节能设计是提高楼宇自控系统节能效果的关键。
1）照明系统
设计时应尽可能用节能灯代替高能耗的白炽灯，荧光灯等。根据室内照明、公共区域照明和泛光照明三大类型设计的不同照明策略，比如：室内照明和公共区域照明可以根据人员活动情况进行开关灯智能管理，做到人走灯灭，按需开灯；一些公共区域如走道等需要某时间段固定开灯的，可以设计按时间段开关灯，按场景状况开灯，保证亮度需求的同时严格控制开关灯的数量来达到节能；而在泛光照明和部分照度受外界影响明显的区域，可以加入自动调光技术，在保证亮度的情况下全自动调光，降低灯具能耗；还可以结合一些控光设备如百叶窗之类，充分利用室外自然光补充室内亮度，配合自动调光控制达到减少灯源耗能的目的。
2）空调系统
空调系统是建筑的另一个耗能超级大户。目前，在大型建筑中一般多采用分层和分区的全空气集中式空调系统。一个中央空调系统主要由末端空气处理设备如新风机组、空调机组、变风量控制（VAV）以及冷热源系统组成。当前流行的新风系统节能设计，一般在室外焓值小于室内焓值（制热方式）、室外焓值高于室内焓值（制冷方式）时，根据 CO2浓度值控制风阀，其他情况下完全依靠室外和室内的焓值差来控制风阀，采用夜间扫风，间歇性控制策略等。这种设计充分考虑了建筑物所处的外部环境气候因素以及内部实际用风量，是目前最有效的节能手段。这样可以在保证环境舒适度的情况下，缩不必要的空调启停时间，达到变风量控制（VAV）是一种新型的空调方式，它被证明与传统中央空调系统相比可节能 40% 左右。变风量控制的基本思路是，动态控制，按需提供风量，目前有变静压控制、总风量控制、定静压控制三种。
3）楼宇自控系统IP化
楼宇自动化系统未来发展的另一个重点是BA系统的IP化。一直以来，以太网都是信息网络的主流技术，BA系统采用以太网作为现场设备之间的通信网络平台，可以实现从管理层到控制层的“一网到底”，使 BA 系统的网络结构得到
实质性的简化，也能解决目前 BA 系统中控制网络多种现场总线技术并存、彼此兼容性差的问题。使用透明以太网，可使 BA 系统非常方便地以有线或无线方式介入 Internet。虽然Lonworks网、MS/TP 总线等控制网络也能实现与 Internet互联，但必须经过第三方网关或中间部件才能实现，实现过程也复杂得多。未来 BA 系统可采用基于 Web 的 BS 架构，通过 Internet 对分布在现场的 I/O 进行访问，实现对远程设备的检测和控制。参考当下新兴的智能家居市场发展方向，未来的 BA 系统也必将是可以通过移动智能设备来监控的新型楼宇自动化系统，可以说谁最先拥有完善的 BA 系统 IP 化技术，解决使用 Internet 网络所存在的安全、可靠及实时性问题，谁就能在未来的楼宇自动化市场中占导。
4 结束语
近年来，智能楼宇已经从写字楼发展到了智能社区，随着中国智能楼宇市场的竞争格局的打开，跨行业的合作更加广泛，一批批新技术新产品进入建筑智能化领域，无线技术，数字化技术产品被广泛采用，使智能建筑的实用价值得到了广泛提升，楼宇自动化系统也将朝着网络化、数字化、集成化、生态化方向发展。
参考文献：
[1] 汪海杰.楼宇自动化控制系统的应用和设计[D].电子科技大学，2012.
关键词：楼宇建筑；自动化；控制系统
0 引言
随着信息化经济社会的快速发展，人们的工作生活与电子信息密切相关。计算机、网络、电话信息相继进入我们的日常生活，在住宅建筑室内环境设计中，以智能化、科技化、自动化的家庭应用，为人们的日常生活提供有效舒适、安全事宜的生活空间，为现代化网络信息进行整合，提供多彩丰富的文化生活，实现儿童的家庭教育、成人教育等多层次的综合教育，实现自动化家庭保健等服务项目。
1 楼宇的自动化系统控制简介
自动化楼宇电子系统包括公众电话网络、公用数字网络、计算机互联网语音技术、数据图像处理信息网络。家庭综合自动化网络是对室内社区、网络接口、共享办公系统进行的有效综合系统接口管理。智能住宅不但具有安全、便利、舒适、节能、有效娱乐性等各种特点，可以通过自动化电子设备实现网络功能的有效集成，确保人们可以在日常环境下进行家庭网络数据接口处理，实现楼宇家庭网络基础的家庭功能布线处理。楼宇的自动化系统处理是ANSI/T IA/E1A 570-A，家庭电讯的标准布线设置，通过规划新建筑、新增有效设备、建立良好的单独建筑通讯网络，快速的提高整体系统的自动化协调，确保楼宇自动化系统的有效合理应用。
2 楼宇自动化系统的组成
楼宇系统的装置设备中，每一个家庭都需要安装陪接线完成系统的自动化分布设置处理，其主要的接线端有电缆、跳线、插座和设备连接设置。线缆是楼宇家庭布线中的主要系统，主要的部分为水平电缆、75欧姆的同轴电缆、2芯的多模数字室内电缆。模板视频采用家居数字有线集成处理原则，提高有线电视、卫星电视、内置的整体合理性，确保最大限度的澄清视频信号。选用跳线完成数据接口处理，为连接设备提供有效的性能保证，满足高速网络数据的整体信号传输。安装箱是室内布线的核心部分，需要进行统一的分配管理，确保整个房间的传输介质合理性，实现家居自动化、网络访问合理化、家庭办公有序性等等。安装箱应当归哪个在配线架面板上，设置居住信息插座，完成光纤模块、视频、同轴电缆模块、音频模块、数据模块等各项数据的组合整理，实现有效的综合安装设备配置。
3 自动化系统设备适宜的使用要求
通过中心设备对通讯种类、型号进行外线、内线信号分配，在不同的房间提供不同的适配电线路，安装通讯系统最佳的位置是地下室或车库内，可以确保总配置电箱的位置合理性，实现足够的充分照明效果，有效地维护系统环境空间，控制电源插座的干净整洁。对通讯中心系统进行模块处理，完成配件、用户插座的种类数量分析。对每一个用户墙内预埋的过线盒进行处理，采用RG6U75欧姆的同轴线缆，从有效电视或卫星接收设备端实现视屏信号的有效接收，对设备中心的每一个用户进行接收端处理，采用非屏蔽双绞线处理原则实现邮电部门与外界用户之间的数据信号通信，实现室内分布的自动化系统同步，确保楼宇内各个部分之间的通信协调效果。
4 自动化系统应用的优势
4.1 室内自动化系统的应用
采用视频通话应用系统，通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节，确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统，通过ISDN、VDSL将其连接到互连网上，通过通信网络的数据漫游，提高无线通讯的实施信息船体。设置室内安全防护系统，确保室内防火、防盗的基本要求，在自动化管理控制系统中，一旦发生系统信号报警，连接局域网内的电视系统就会对室外环境进行搜索观察，分析住宅附近可能出现的异常，通过传真系统和视屏系统将数据传输到终端，配合实现基础家庭办公的有效应用。
4.2 室内自动化系统的优势
智能化自动化局部配线系统，选用电子设备提供完善的家庭工作环境，实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式，例如电话、网络数据同步、传真、宽带ADSL、internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术，提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果，避免出现反复投资的问题，及时通过视频系统完成对老幼的远程监护，同时监控住宅内外的情况，确保楼宇的安全。楼宇的自动控制系统可以用于远程的自动化家电开启设备，通过家居的智能布线系统实现高标准、科学便捷化的应用，为室内的环境带来有益而方便的功能应用，从而满足人们日益复杂的日常生活需求。伴随着室内环境设计中各个功能的逐步延伸，从而满足人们生活中各类复杂问题。在网络系统的快速发展过程中，一个有效地合理布线系统，可以大大的降低投资，提高家居应用使用效果，确保有效地住宅布局管理，实现合理的简单处理。从资金成本上看，住宅布线系统占据整体工程的极小投资，但是却分布在整个住宅建筑的各个方面，安装智能化的布线系统，提高安装空间的有效合理性，确保安装智能化的有效性，实现合理的智能化家居楼宇建设。从本质上改变住宅楼宇的生活性质，实现综合性智能楼宇建设，提高用户的认可程度，确保房地产开发的合理有效性，完善综合楼宇系统自动化的有效控制。
5 结语
综上所述，现代自动化楼宇控制技术是经济快速发展下，应需求要求实现的综合自动化系统管理。在自动化系统实践中，常常会因为布线错误或设置错误造成数据错误，影响自动化系统的合理应用。装饰电气在实践中逐步发展，不断暴露各种问题，如何有效的解决这些问题，实现自动化系统的健全发展，快速的改善投资可能产生的费用，从而实现自动化系统的正规化发展，建立良好的规范管理，提高综合性楼宇技术应用发展，确保楼宇自动化系统的有效应用。
参考文献：
[1]王再英，韩养社，高虎贤.智能建筑：楼宇自动化系统原理与应用（修订版）[M].北京：电子工业出版社，2011.16-25.
关键词：楼宇自动化自动化控制系统
中图分类号：TN830.1文献标识码： A 文章编号：
楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分，其任务是对建筑物内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统以集中监视、控制和管理为目的，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。
一、楼宇自动化系统的组成
楼宇建筑通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统，楼宇自动化系统由以上系统的场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来，组成分级分布控制系统，它是运用计算机数据处理、自动测量及控制技术，对以上子系统的机电设备进行自动控制和统一管理。
二、楼宇自动化系统的原理
楼宇自动化系统采用的是分布式控制系统，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。
2.1分布式控制系统的数据通信网络
数据通信网络是分布式控制系统的支柱。整个分布式控制系统的结构，实质上是一个网络结构，现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机等都是这个网络上的“节点”，都含有CPU和网络接口，它们都有自己特定的网络地址，可以通过网络发送和接收数据，网络中的各节点处于平等地位，既能共享资源，又不相互依赖，形成既有统一指挥，又使危险分散的功能结构，网络的架构区具有极大的伸缩性，可扩性很强，可以满足分布式控制系统扩充与升级的需要，十分灵活、方便。
2.2分布式控制系统的进一步分散化
(1)LonWorks技术，LonWorks是一种完全分布式控制的局部操作网技术。LonWorks网络节点由神经元芯片、收发器、固件和I／O接口电路组成。神经元芯片是这种智能节点的核心，它由媒体访问控制处理器、网络处理器和应用处理器组成，这就使得节点既能管理网络通信，又具有控制功能。
(2)传统的分布式控制系统在现场控制站这一级依然是一个集中式结构，而现在的分布式控制系统是在原有分布式控制系统的基础上，采用LonWorks现场总线的建筑设备自动化系统发展起来的新系统，标准LAN为原有的分布式控制系统，使用BACnet协议，以利于实现多种供应商的不同类型的子系统之间的通信信息交换，把具有控制功能的各个岛连成一个整体。新增的LonWorks现场总线使用LonTalk协议，把控制功能进一步分散到现场级仪表，标准LAN与现场总线之间的路由器相联。这样BACnet和LonMark两项标准互相补充，互为依托，构成一个完全分散的、真正开放的建筑设备自动化系统。
三、楼宇自动化系统的硬件、软件的配置
1、楼宇自动化系统的硬件主要由下列几部分组成：
(1)建筑物监视系统：提供一个以windows环境下的人机交互界面，为工程师提供应用程序的编制平台，为操作人员提供直观和快捷的操作界面。中央管理机实现对个系统的集中监测、管理与最优控制。
(2)建筑物控制系统：对所需的模拟量输入/输出和数字量输入/输出进行现场监视和控制。
(3)建筑物防火及保安系统：实现出入控制，保安监视和控制，集成摄像控制，火灾报警等功能。
2、楼宇自动化系统软件的配置有：
(1)身份鉴别软件：只有操作员身份密码，才能行使操作员职责范围内的指令。
(2)常规记录软件：负责常规记录资料的处理、显示、打印。
(3)节能控制软件：根据室外的温度相对湿度，充分发挥自然潜力，控制空调系统的运行、节约能源。
(4)运行时间累计、维修记录软件：在设备累计运行时间超过设定值时，进行报警，这是供预防性维修保养用的。
(5)故障报告软件：负责设备的故障报警，以及故障的显示和打印记录。
(6)最大负荷限制软件：当实际负荷超过额定的极限值时，发出报警信号，同时切除预定可以切断的负荷，减少电费的开支。
四、楼宇自动化系统将实现如下主要功能：
1、中央空调系统的监控管理
(1)监视控制整个大厦的空调系统（包括：风机盘管控制、冷热水泵旁通控制、冷却水塔进水控制等；
(2)通过冷冻水的供/回水温度和流量测量、自动计算出空调系统的冷负荷，并在楼宇自动化系统的CRT上显示；
(3)根据实际的冷负荷通过空调冷冻水机组带的群控装置来决定冷冻水机组的启停数，以达到最佳的节能效果；
(4)测量并自动控制冷冻水系统供/回水总管的差压，维持系统要求的差压值。
2、给排水系统的监控管理
(1)楼宇自动化系统将监控给排水系统的所有水泵的运行状态；
(2)楼宇自动化系统将对给排水系统的设备运行时间、状态、水量、压力值进行记录；
(3)当水泵出现故障时，楼宇自动化系统会通过联锁控制备用泵自动投入运行；
(4)监控给排水系统的如下设备：生活给水泵、消防给水泵、自动喷淋泵、稳压水泵、排污泵、屋顶水池、地下水池、污水池、给排水监控系统。
3、供配电监控系统
变配电系统正常运行，可靠供电是智能大厦安全使用的保证。因此，智能大厦的控制中心要控制、监视、记录供电系统的运行情况，主要包括：
(1)高压系统：进线与蹭联络断路器状态控制监测、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、变压器温度及故障状态显示与报警；
(2)低压系统：进线与联络断路器状态控制监测、电压、电流、功率因数、重要输出支路断路状态监控、故障情况显示、报警；
(3)直流系统：交流电源主进线断路器控制、直流输出、电压、电流及故障状态显示报警；
(4)发电机系统：发电机启动、供电、主断路器状态、电压、电流、频率、转速、油箱位高低、水温等显示、故障报警、断路器状态控制；
(5)照明系统：根据大厦内的使用功能、分成不同的区域照明，如办公室照明、走廊照明、大厦立面照明、航空障碍灯照明、室外环境照明等，按照时间顺序及使用需要，由中央监控系统控制开、关状态，故障显示。
4、保安自动化系统，楼宇自动化系统将监控保安系统的如下设备：门禁系统、闭路电视系统、防盗报警系统、巡更系统。
关键词：楼宇自动化控制网络 现场总线控制系统 以太网 楼宇自动化系统
目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)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连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制，这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。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。
2 现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用
上个世纪七八十年代，伴随着计算机可靠性提高，价格大幅下降，出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed ControlSystem，简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，因此它属于一种模拟数字混合控制系统，这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用，也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点：
(1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式，导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难；
(2)可靠性差。模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差；
(3)系统封闭。各厂家的产品自成系统，系统封闭、不开放，难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。
上个世纪90年代以来，随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展，出现了基于现场总线的控制系统(FCS)，FCS克服了DCS的缺点，它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前，现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点，备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比，FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现，为工业自动化带来了一场深层次的革命，从而开创了工业自动控制的新纪元，被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点，控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在，FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。
2．1应用于楼字自动化领域的几种现场总线
由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在，世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计，目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线，如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点，但还是有一些不如人意的地方，最明显的缺点：多种现场总线并存而互不兼容，导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。
(1)LonWorks
美国Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技术，又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持，已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点：
①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式，包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等，这样可适应复杂的现场环境，方便现场布线；
②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等；两种传输速率：78bps和1．25Mbps，最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定，一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个；
③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境，采用开放的NEURON C语言，它是ANSI C语言的扩展；
④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同，网络管理可设在任一节点处，并可安装多个网络管理器；
关键词：楼宇自动化系统智能建筑基本功能原理 发展趋势
中图分类号: TB381文献标识码：A
一、引言
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。
二、楼宇自动化系统的组成与功能
1.楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化系统是以集中监视、控制及管理为目的，将建筑物或其内的照明、电力、给排水、空调通风、车库管理系统等设备或系统构成综合系统。广义的楼宇自动化系统BAS 一般包含消防自动化系统FAS和安全自动化系统SAS，但这两种系统较为特殊，所以常把它们独立设置，并与BAS 监控中心建立通信，确保灾情发生时能按约定进行操作权转移，实施一体化的协调控制。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。
2.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：
2.1、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
BAS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。
2.2、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。
2.3、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。
2.4、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。
2.5、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。
三、智能建筑楼宇自动化系统集成
1.系统集成的定义
所谓系统集成，是指通过计算机网络技术及综合布线系统，把智能建筑的各个主要子系统从分离的设备、功能和信息等集中于一个统一的、有关联的和协环境之中，在同一个操作平台之下运行，使大家能共享资源，能高效地完成规定任务。系统集成后有如下的特征表现：形式上是一个完整的综合系统；统一管理和控制硬件、软件及多元化信息的流动；用户的界面统一化，操作简单方便；功能齐全、完备，各个子系统派生出许多新功能。
2.系统集成的必要性
（1）系统集成为管理者提供统一的指挥和协调
通过功能模块设计和软件编程，智能建筑集成管理软件可为弱电系统提供联动逻辑，进而提高全局事件的控制能力，保证人身及设备的安全。
（2）系统集成为高效物业管理提供可能
系统集成利用同一操作系统的计算机平台，把建筑物的各个子系统进行统一的监控和管理，减少了关联人员，提高了管理效率，也增强物业管理了对全局事件的控制能力。
（3）开放的数据结构使信息资源得以共享
集成系统的建立提供了一个开放的平台，这些采集到的各子系统的数据，使信息系统根据功能需要，自由选取其所需，这样就提高了信息的利用率，发挥出其增值服务的功能。
（4）智能建筑系统的工程建设也需要系统集成
智能建筑系统其实不是各产品与子系统的简单堆积，而是采用系统工程方法及技术，让不同厂家的产品充分发挥其功能。这有利于工程建设，减小工程的承包面，方便工程的实施及管理，保证工程进度及质量，降低工程管理费用。
3.系统集成应遵循的原则
（1）可靠性与开放性
应该采取多种措施来建立一个容错性和可靠性极高的系统，使系统能不间断、有足够的延时来应对各种突发事件，以满足用户在工作、生活中的个性需求。当然，因系统集成的过程主要是解决不同产品和系统之间的协议和接口的标准化问题，故在设计系统时，所选用的设备、系统、及软硬件产品都应符合国家或国际标准，这种标准应是开放式标准，如：灵活性好、可扩展性、兼容性等。
（2）先进性和经济性
在设计系统和选型产品时，要采用与技术发展潮流相适应的、成熟的新产品，确保前期施工与后续投资的可延续性。当然，因经济成本是系统集成的重要因素，系统设计者应从用户需求和系统目标出发，经过反复论证，选取合适的产品，用最小的成本改善环境条件，最大限度地满足用户需求。
（3）可扩充性和可管理性
系统的可扩充性由系统结构的合理性决定，模块化的系统结构有利于功能的扩充及系统升级。对于那些基于网络平台的模块化结构的系统，其集成是一种非常有效的方法。此外，在一个统一的操作界面下，集成系统可以实现信息共享，对跨系统的全局事件进行管理。
4.系统集成模式
系统集成根据投资者的投资状况与需求可分为以下两种模式：
（1）建筑物管理系统BMS 集成BMS集成是将相互关联的、相互独立的安全防范系统SAS、消防自动化系统FAS、楼宇自动化系统BAS 集成到一个统一的运行系统中进行协调管理。BMS 能进一步与通信自动化系统CAS、办公自动化系统OAS 间建立更高级的智能建筑综合管理系统IBMS，进而达到建筑物设备的自动监测与优化控制，使信息资源得以共享。
（2）智能建筑综合管理系统IBMS 集成IBMS 集成是在物理上、逻辑上和功能上把智能建筑内不同功能的子系统连在一起，进而实现信息的综合化与资源的共享，也即是利用通信技术和计算机网络，将构成智能建筑的OAS、CAS 以及BAS三大要素作为核心，综合布线系统PDS 将数据、语音、图像和相关监控信号综合在一起，以PDS 为介质，通过建筑内外的PDS 和公共通信网，协调各局域网和各子系统之间的协议和接口，将那些分离的功能、设备和信息有机地组合成一个完整的系统。
四、总结
智能建筑楼宇自动化系统及其集成技术涵盖了计算机技术、自动控制技术、信息技术以及通讯技术等，它是这些技术的集合体，作为一项规模庞大、跨多门学科的系统工程，虽说其发展的历史并不长，但随着新技术的发展，楼宇自动化系统一定会有更新的发展和应用，达到一个新的高度。
参考文献：
1.谈工业以太网及其与智能建筑领域的应用 .方甲松 .《智能建筑》2004年 第5期
2.关于智能建筑的思考. 马克•马冲 .《建筑智能化》 2000年10月
3.低压电气装置的设计安装和检验 .王厚余 .中国电力出版社
4.智能建筑：楼宇自动化系统原理与应用. 王再英 韩养社 高虎贤. 电子工业出版社
5.华东建筑设计研究院，智能建筑设计技术[M].上海：同济大学
出版社，2002.
【关键词】楼宇自动化；智能建筑；LonWorks；OPC
现代智能建筑节能减排方面首先考虑的就是节能系统和各子系统之间的联动控制，其中中央空调系统和新风系统是建筑物内的耗能大户，提高冷热源系统的运行效率将对建筑物降低能耗产生积极的推动作用。本文意在根据建筑物节能系统的基本设计基础上，对该系统与其他系统的联动加以优化，即各子系统的集成做探讨。
一、楼宇自动化系统
智能建筑是计算机和信息处理等技术与建筑艺术的有机结合，综合性智能建筑由三大基本要素构成，即3A系统：楼宇自动化系统（BAS）、通信自动化系统（CNS）和办公自动化系统（OAS）。结合西安某综合办公楼的实际情况，本案BAS应包括以下几部分：冷热源系统的监控；空调新风机组的监控；通风设备的监控；给、排水系统的监控；供配电设备的监控以及电梯系统的监视等。
BAS系统由中央控制站、区域控制器、现场控制器和通信网络四部分组成，各部分相互配合形成对楼宇设备全方位的监测、控制和优化处理。具体功能如下：
1、现场数据采集点的监视、检测，数据的记录和保存，并提供相关报告；
2、现场调控点的优化控制，通过数学建模，计算出合适的设备控制运行参数。
3、具有自适应控制、模糊控制等，可以实现高级控制能力；
4、开放的网络系统，各厂商的设备可通过联网接入系统。
二、冷热源系统的节能原理
空调系统、新风系统是冷热源系统的主要负载。通过采集参数值并经模糊运算，在空调负荷发生变化时，及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的工作参数，改变冷却水流量，调整冷却塔风机风量，确保冷水机组处于最佳状态，供回水温度处于设定值，保证主机始终处于高转换效率的运行状态。
冷热源系统控制的关键在于屮央控制器内设立模糊控制模型和模糊运算法则，形成智能联合模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数，经模糊运算，获取控制参数，并将其送到冷水机组、冷（温）水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用变频控制技术，调整空调系统循环水的流量和温度，适配系统在全负荷、部分负荷状况下均处于最佳运行状态，达到节能的目的。
模糊控制即是在整个系统控制过程中，采用由模糊数学语言描述的控制规则操纵系统工作的控制方式。它根据系统的误差信号等决定控制器的参数，并可以跟踪受控参数的变化，始终使被控系统处于最佳运行状态，对各种非线性系统及时变性系统都 能提供最佳的决策。在实际应用中，通过建立优化模糊控制模型，整个系统稳定性较好，通过准确调节流量的方法实现节能，水泵以及冷却塔等平均节能可达50%左右。
三、楼宇集成系统
楼宇自动化集成系统的核心内容是在各功能子系统相对完善的基础上开展系统集成，将各子系统通过中央监控系统联动运转，从而达到最高效率的状态。在实际操作过程中，由于各功能子系统软件开发都具有独特背景，虽然属于专业化管理通用平台软件，但是都不能较好地满足集成平台软件统一监控、联动、高效的要求。使用统一的通信协议实现系统集成，这种方式效率最{，但目前很难实现。目前传统解决不同厂家产品互连问题主要通过采用硬件网关进行协议转换、开发自身网关局域网互联等方法解决，但是上述方法对资金和技术方面均有较高的要求。近几年，在系统下层基于LonWorks技术，将楼宇自动化的各个设备通过Lon总线连接起来进行通信；在上层基于0PC技术，通过OPC接口将不同的弱电系统集成在同一个平台上的新型方法正在逐步普及。
1、 LonWorks和OPC技术
Lon Works技术是一种现场总线技术，Lon的意思为局部操作网络，具有现场总线技术的全部特点，它构筑了一个完整、可互操作的控制系统解决方案。LonWorks分布式测控网络技术高度执行了“分散控制、集中管理”的控制理念，有效地解决了集散控制系统的相互通信问题。
OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，OPC标准为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了有效的联通渠道。
2、基于LonWorks和OPC技术的集成
在该综合办公楼项目中需要集成的系统有BAS、安全防范系统、消防报警系统、闭路监控系统、停车场管理系统、电梯系统等。基于Lon Works技术和OPC技术的集成如下图所示。
本设计方案优势主要体现在以下几方面：
（1）直接互联性。不同品牌、功能的DDC组成统一的控制网络协同工作。
（2）自主通信。多个小规模DDC分布布置、共同运行，可完全替代单CPU多I/O点的中大型DDC。
（3）系统反映速度。在合理配置网络设备和选择合理网络结构的前提下，LonWoks系统的反映速度和数据传输效率都较高。
本系统采用OPC技术，可以从网络节点上获得数据，允许客户程序从不同的OPC服务器存取数据。其核心基础是微软公司在PC机中采用的OLE/COM组件技术。本系统将这一技术引入控制系统，使OPC成为各个子系统与楼宇管理系统之间的有效联接工具，相互之间的数据交换得以简捷化和标准化，整个系统的稳定性和工作效率都得到了有效的提高。
四、结束语
该系统在西安某综合办公楼的试运行阶段运转正常，达到了预期的节能和联动控制目标。充分说明了在系统下层基于Lon Works技术，在上层基于0PC技术的系统集成方法在冷热源控制系统中是可行的。在楼宇自动化系统内，在各子系统内部或是子系统间的集成，借助综合布线技术，可以极大的减少布线工作量，且提高系统的稳定性和运转效率。
【参考文献】
[1]阳先惠.现场总线技术及其应市[M]北京：清华大学出版2001.
需求分析
根据招标文件JCA 2001―009Y的招标项目要求，并结合广西建筑智能化现状，区检综合楼是屹今为止整个广西所有建筑物当中智能化程度要求最高的。因此，在智能化系统的设计上，如何将各子系统的设计完美结合，这是业主关心的也是我们设计的侧重点。
区检综合楼的机电设备数量庞大，为了将这些设备有机的管理起来，提高设备的运行效率，减低设备的运行成本，一方面通过楼宇设备自动控制系统集中监视和控制，另一方面首次将楼宇综合管理系统的概念和可行性方案提供给区检综合楼，使本方案不仅满足区检综合楼现在的需求，更加对以后机电设备运行和维护的高效率提供了解决方案，提高楼宇设备管理水平，这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。
广西区检察院作为～个国家的重要部门，每天都要处理很多事务，工作人员的工作繁重，这便要求一个极为舒适宽松的办公环境，以提高办公效率。为此，我们在对区检综合楼楼宇自控系统进行设计时，将提高舒适性和高效率摆在一个很重要的位置上，运用高科技手段，将环境参数调整到对人最舒适的数值，充分体现科技以人为本的真谛。
根据区检综合楼楼宇自控系统的设计要求(招标书JCA2001-009Y)、相关专业的国家标准及业主提供的相关图纸进行工程设计，设计将会参照所提供的技术说明，并以品质标准进行楼宇中管理系统的设计。本系统工程监控范围包括以下部分：
1、柜式空调机系统
2、风机盘管
3、新风机系统
4、冷冻站系统
5、计算机中心机房专用空调
6、通风系统
7、供配电系统
8、给排水系统
9、电梯控制
1O、消防系统
11、其它系统
设计原则
广西区检察院智能化系统建设工程是面向二十一世纪的高技术高标准工程，其智能化系统在符合实际需要的前提下应有适当的超前性，以满足未来的需求。其BA系统的设计应遵循以下原则：
1、实用性
楼宇自控系统的设计应以实用为第一原则。在符合需要的前提下，合理平衡系统的经济性与超前性，以避免片面追求超前性而脱离实际或片面追求经济性而损害区检综合楼的智能性。
2、可靠性
系统必须保持每天24小时连续工作。子系统故障不影响其他子系统运行，也不影响集成系统除该子系统之外的其他功能的运行。
3、经济性
在楼宇自控系统工程投资中，以总体目标为方向，局部服从全局，力求系统在初次投入和整个运行生命周期获得最佳的性价比。
4、易维护性
因为本系统极为复杂，要保证日常运行，系统必须具有高度的可维护性和易维护性，尽量做到所需维护人员少，维护工作量小，维护强度低，维护费用低。
5、开放可扩展性
本楼宇自控系统设计尽量采用国家和国际标准及规范，兼容不同厂商、不同协议的设备和系统的信号传输，各子系统可方便进出系统。
设计依据
1、电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232-82)
2、建筑设计防火规范(GBJ 116-88)
3、区检综合楼的弱电设计图纸和招标项目要求
4、JOHNSON CONTROLS产品设计手册
5、智能建筑设计标准(GB／T50314-2000)
系统设计
根据我们的设计，区检综合楼楼宇自控系统是由2台网络控制器(NCU)及1台操作站(OWS)所组成的。
直接数字式控制器(DDC)主要分散布置在区检综合楼现场设备所在的位置，总共有24个，DDC之间是通过RS485通讯网络相互连接至网络控制器(NCU)，每个网络控制器(NCU)有1个N2E通讯接口。
由于区检综合楼分布着很多的控制设备，所以我们建议系统采用集散式控制方式。因高级的控制过程复杂，用同一控制过程的结果并不能满足各个区域，采用集散式控制方式还可增强系统可靠性、减少施工费用。
DDC分布以就近控制设备为原则，每个DDC箱均有一个主控器(DX-9100)。主控器带有操作键盘及显示装置。因此，当网络或操作站有故障时，每个DDC均能完成各自所有的就地控制功能。
1、柜式空调机系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列空调设备进行监控：
一层：2台柜式空调机
二层：1台柜式空调机
二十层：2台柜式空调机
(2)控制说明
每台柜式空调机在送风口及回风口均设温度传感器1个共2个、压差开关1个、冷冻水开度比例调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对空调机的监控，其监控功能主要有：
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动。用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
手动／自动转换显示
DDC控制器通过对手动／自动转换装置状态的检测，把信号读回来分析来确定控制算法，并把信号送回中央监控系统并显示。
送风、回风温度检测
DDC控制器通过安装在送风口和回风口的温度传感器，把送风及回风的温度读回来，以做为控制算法的原始参数，并把检测回来的温度送回中央监控系统显不。
冷冻水阀门开度控制及显
示、回风温度控制
DDC控制器通过温度传感器可以检测到回风温度并将它与预设的温度值(可供用户调较)作比较，进行PID运算，然后把控制信号输出至冷冻水阀来对阀门进行开度调节，以控制冷冻水的进水量，进而达到温度调节的目的。另外，此冷冻水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下将冷冻水阀关死。冷冻水阀同时返回阀门开度的百分比数值给中央监控系统。
滤网状态监察
BA系统通过压差开关监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。
运行时间累计
BA系统利用软件统计计时功能可以实时的累计风机的运行时间，并记录显示。
此外，由于柜式空调机组没有风速控制及加湿装置，故招标书上对应的有关招标项目要求无法实现。另外，为了方便系统的管理及维护，根据以往的经验，在招标项目要求的基础上，我们添置了以下采集点：
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的运行状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。
2、风机盘管
(1)控制设备内容
BA系统将会对整栋大楼的风机盘管共322台进行监控。
(2)控制说明
根据我们多年的工程经验以及结合招标项目要求的控制功能进行综合分析，我们认为对风机盘管的控制最好采取BA远程控制与现场设定控制相结合的方式。因为大厦的风机盘管数量众多，采用此控制方式可大幅度降低工程投资成本。
采用BA系统的DDC现场控制器控制风机盘管的程序启停并显示其运行状态及故障告警。
风机盘管的现场温度控制仍采用常规的墙装式温控器与电动二通阀进行控制，以方便人员在现场根据自己的喜好进行温度点的设定。(墙装式温控器与电动二通阀在空调专业工程中已有设计配置，不需重复投资)
从节能的角度来说，当室内的温度达到设定点时，常规的温度控制器会将电动二通阀关闭，空调系统冷冻水的流量与压力变化会实时地反映到中央冷冻站的BA监控系统上，BA系统根据上述参数变化重新计算出大楼的冷负荷需求，实时控制冷冻站相关设备的启停，以达到最佳的节能效果。
3、新风机系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列新风机设备进行监控：
一至十九层：每层1台共19台空调机
(2)控制说明
每台新风机在送风口设温度传感器1个、压差开关1个、冷冻水开度调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对新风机的监控，其监控功能主要有：
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。
滤网状态监察
BA系统通过压差开关监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
运行时间累计
BA系统利用软件统计记时功能，可以实时累计风机的运行时间，并记录显示。
冷冻水阀门开度控制及显示、送风温度控制
DDC控制器会监察送风温度并将它与预设的温度值(可供用户调较)作比较，进行PID运算，然后输出至冷冻水阀，以作温度调节作用。另外，此冷冻水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下将冷冻水阀关死。冷冻水阀同时返回阀门开度的百分比数值给中央监控系统。
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
4、冷冻站监控系统
(1)控制设备内容
BA系统会对以下设备进行监控：
冷冻主机
冷冻水泵
冷却水泵
冷却塔
冷冻水膨胀水箱
(2)数据采集及显示
冷水机组的工作状态及故障报警：由BA系统将通过Integrator集成器与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻水的送水、回水温度：BA系统通过安装在水管上的水管式温度传感器来实现数据的采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷冻水的回水流量：BA系统通过安装在回水管的水流量传感器来实现数据采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷却水的送水、回水温度：BA系统通过安装在总水管上的水管式温度传感器来实现数据的采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷冻水供回水压差：BA系统通过监测安装在供回水管之间的压差开关状态来了解供回水之间的压差。
冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔的启停通过系统的DO输出来控制其供电回路的继电器来实现，并通过继电器的常闭触点及热继电器的状态来监察水泵、冷却塔的过载及工作状态，并结合安装在水管上的水流开关采集回来的水流状态来监测水泵的故障。
BA系统通过对冷却塔的低水位开关的状态进行监察，可以实时地了解冷却塔的水位情况。 (要求空调设计安装专业提供电子式水位开关)
BA系统通过对冷冻水膨胀水箱的高、低水位开关的状态进
行监察，可以实时地了解冷冻水膨胀水箱的水位情况。 (要求空调设计安装专业提供电子式水位开关)
通过BA系统的软件功能，能准确累计并显示柜式空调机、风机盘管、新风机、冷冻主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备的运行时间、启停次数的累计并显示。
为节省系统投资，考虑到招标项目要求的冷却塔的进出水温度检测对节能控制及管理没有多大的作用，故本设计方案不做以上项目的数据采集。另外，为实现节能的优化控制及提高操作管理的效率，在冷却塔冷却水的进出口进行添加电动蝶阀(共6套)以实现对冷却水的控制。
(3)控制说明
启停控制：BA系统将通过Integrator集成器与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻主机启停台数控制：网络控制器及直接数字控制器将预先编写的软件程序来控制冷冻主机的启停台数，并联动控制相关设备(如冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔等)。基本的控制原理如下：BA系统通过量度冷冻水的总供、回水、温差及回水流量而计算出空调系统的冷负荷，然后根据冷负荷来决定冷冻主机的启停组合及台数，并通过BA系统的控制算法来联动相关的水泵、冷却塔，以便达到最佳的节能状态。
冷冻站各设备(冷冻机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、蝶阀等)通过程序实现群控功能，即根据冷负荷决定设备开启台数，根据累计运行时间选择开启设备，运行中自动进行故障切换，实现设备启停的时间联锁关系。
对于冷冻水旁通阀的控制，BA系统会监察冷冻水的供回水压差，将它与预设的设定值(可供用户修改)作比较，通过DDC的PID计算，输出控制要求给冷冻水旁通阀，以维持供回水间压力平衡。
系统会对上述各返回数值做记录，预设值为24小时。如有需要，可用Trend的功能对有关的监察对象作长时间的监察记录，有关数据可输出至其它第三方的软件，如Excel等，以作数据管理及分析用途。同时，系统也允许用户对各监察对象预设上下报警值、上下预警值、报警提示及报警等级。当监察的对象超出预设值，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。至于配电柜的开关状态、故障，系统会对各返回数值做记录，预设值为对上十次状态改变。对于每个报警点，BA系统允许用户预设报警提示及报警等级。当监察点报警时，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
5、计算机中心机房专用空调
控制设备内容
BA系统将会对以下机房专用空调设备进行监控：
计算机网络中心：1台
BA系统通过INTEGRATOR集成器与制冷主机进行数据交换，实现机房专用空调的自动启停与机房温湿度控制。
6、通风系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对整栋大楼共6台送排风机设备进行监控。
(2)控制说明
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态。
7、供配电系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列设备进行监察：
低压配电柜进线回路ACB
发电机
干式变压器
低压配电柜联络母线ACB
低压配电柜出线回路MCB
低压配电柜ATS
事故供电MCCB
蓄电池／充电器系统
(2)监测说明
BAs对于区检综合楼供配电系统的监测，主要采用各种变送器，通过电路分析仪与BAS的DDC进行数据交换，收集电流、电压、功率因数、频率、点度量等数据。BA系统主要的功能是做监察、记录、报警的用途。系统会对各返回数值做记录，预设值为24小时，并可用Trend的功能对有关的监察对象作长时间的监察记录，有关数据可输出至其它第三方的软件，如Excel等，以作数据管理及分析用途。同时系统也允许用户对各监察对象预设上下报警值、上下预警值、报警提示及报警等级。当监察的对象超出预设值，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
对于区检综合楼供配电系统中的开关状态、电源状态、故障报警、等开关量输入点，我们在设计中，主要的功能是做监察、记录、报警的用途。
对于干式变压器的监控，我们的设计主要是监测变压器的温度状态。当变压器温度过高报警时，我们的BA系统将以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
8、给排水系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列设备进行监控：
地下室：集水井及排水泵共5处
生活给水系统：1套
(2)控制说明
集水坑及其水泵监控
通过水位开关监察集水坑的高低水位报警；
DDC通过高水位报警来启动水泵，把集水坑里的水抽走。当低水位报警时，DDC则停止水泵的工作；
通过安装在水管上的水流开关，系统可以了解到水流的状态，并结合DDC从水泵供电回路的继电器状态，BA系统可以判断水泵的状态及故障。
生活给水系统监控
通过水位开关监察屋顶水箱、地下水池的高低水位报警；
DDC通过屋顶水箱低水位报警来启动水泵向屋顶水箱供水。当屋顶水箱高水位报警时，DDC则停止水泵的工作；
通过安装在水管上的水流开关，系统可以了解到水流的状态，并结合DDC从水泵供电回路的继电器状态，BA系统可以判断水泵的状态及故障，一旦有故障警报时，DDC立刻把对应的备用泵投入工作，以提高供水的可靠性；
所有设备的运行时间、报警、启停等，BA系统都进行记录，以便查看。
9、电梯控制
BA系统通过INTEGRATOR集成器与电梯系统进行数据交换，以获得电梯运行的状态信息，如升降状态、停梯状态、故障告警、消防状态等，通过INTEGRATOR集成器，还可对电梯进行远程复位、程序启停等。
随着计算机、通信、控制和图形显示技术即4C技术的快速发展和全球对信息高速公路的大力建设，智能建筑，这个数字化、网络化和信息化的结合产物开始进入人们的视野。然而，如今智能建筑内各种控制功能变得愈发强大而复杂，致使不同厂商生产的设备使用于同一建筑物内，但各个厂商基本上都是开发自己专有的通信协议，于是各式各样的通信协议和设备给智能建筑的系统集成及管理使用带来诸多不便，用户处于受制于厂商而使造价提高、使用和维护费用增加的境地。所以制定一个开放的、统一的通信协议标准，并形成即插即用（plug and play）的环境，就成为十分迫切需要解决的问题。
目前，在智能建筑领域，现场总线和通信协议主要有：（1）最初应用于工业控制领域的总线协议，如具有代表性的Profibus总线、Lonworks总线、CAN总线等；（2）专门针对智能建筑的总线和通信协议，如美国的BACnet和CEBus、欧洲的EIB等。本文就其中的BACnet作详细介绍。
图1 BACnet的体系结构层次图
1 BACnet协议概述
楼宇自动控制网络数据通信协议BACnet（A Data
Communication Protocol for Building Automation and Control Network）由美国供热、制冷与空调工程师协会组织的标准项目委员会135P于1995年6月正式通过制定。标准编号为ANSI／ASHRAE Standard l35－1995，同年12月正式成为美国国家标准，并得到欧盟标准委员会的承认，成为欧盟标准草案。2000年1月ISO组织TC205委员会的15个国家（中国、法国、日本、英国、美国等）的代表一致通过决议，将BACnet作为“委员会草案”进行广泛评议，适当修改后列为“国际标准化草案”，最后成为国际标准。
一般楼宇自控设备从功能上讲分为两部分：一部分专门处理设备的控制功能；另一部分专门处理设备的数据通信功能。而BACnet就是要建立一种统一的数据通信标准，使得设备可以互操作。BACnet协议只是规定了设备之间通信的规则，并不涉及实现细节。
BACnet协议模型为：（1）所有的网络设备，除基于MS／TP协议的以外，都是完全对等的（peer to peer）；（2）每个设备都是一个“对象”的实体，每个对象用其“属性”描述，并提供了在网络中识别和访问设备的方法；设备相互通信是通过读／写某些设备对象的属性，以及利用协议提供的“服务”完成；（3）设备的完善性（Sophistication），即其实现服务请求或理解对象类型种类的能力，由设备的“一致性类别”（Conformance Class）所反映。
1．1 BACnet的体系结构
BACnet是一种针对智能建筑的开放性的网络协议，遵循OSI模型体系结构，BACnet体系结构层次图如图1所示。BACnet协议从硬／软件实现、数据传输速率、系统兼容和网络应用等几方面考虑，目前支持五种组合类型的数据链路／物理层规范。其中主从／令牌传递（MS／TP）协议是专门针对楼宇自控设备设计的数据链路规范。BACnet在物理介质上，支持双绞线、同轴电缆和光缆。在拓扑结构上，支持星型和总线拓扑。
BACnet没有严格规定网络拓扑结构，如图2所示。其中：网段（Segment）是多个物理网段通过中继器（R）连接形成的段落区间；网络是多个网段通过网桥（B）连接而成的，每个网络都形成一个MAC地址域；BACnet／Internet网络是将使用不同局域网技术的多个网络用路由器（RT）互联起来形成的网际网。
在BACnet拓扑中设备之间只存在一条逻辑通路，无需广域网的最优路由算法；其次，BACnet具有单一的局部地址空间，所以BACnet参照OSI模型制定了简化的网络层协议，向应用层提供不确认无连接的数据单元传送服务。每个BACnet设备都被一个网络号码和一个MAC地址唯一确定。
网络层通过“路由器”实现两个或多个异类BACnet局域网（不同的数链层）的连接，并通过协议报文进行“路由器”的自动配置、路由表维护和拥塞控制。BACnet路由器与每个网络的连接处称为一个“端口”。路由表中包含端口的下列项目：（1）端口所连接网络的MAC地址和网络号；（2）端口可到达网络的网络号列表及与这些网络的连接状态。图2中，“1／2 RT”是半路由器，由PTP连接形成一个完整的BACnet路由器，即BACnet网际网将广域网技术向应用层屏蔽。
BACnet应用层即BACnet应用实体，通过API（应用编程接口）为上层应用程序服务，并与对等应用层实体通信。应用实体由两部分组成：用户单元和应用服务单元（ASE）。ASE是一组特定内容的应用服务。而用户单元支持本地API、保存事务处理上下文信息、产生请求ID、记录ID对应的应用服务响应、维护超时重传机制所需的计数器以及将设备行为要求映射为对象。
BACnet应用层提供证实和非证实两种类型的服务。BACnet定义了四种服务原语：请求、指示、响应和证实，它们通过应用层协议数据单元（APDU）传递。由于BACnet建立在无连接的通信模式上，所以OSI模型提供端到端服务的传输层部分简化功能也由应用层实现，分别为：可靠的端到端传输和差错校验；报文分段和流量控制；报文重组和序列控制。
1．2 BACnet的对象、服务和功能组
BACnet采用面向对象技术，借此提供一种表示楼宇自控设备的标准。在BACnet中，对象就是在网络设备之间传输的一组数据结构，网络设备通过读取、修改封装在应用层APDU中的对象数据结构，实现互操作。BACnet目前定义了18个对象，如表1所示，每个对象都必须有三个属性：对象标志符（Object＿Identifier）、对象名称（Object＿Name）和对象类型（Object＿Type）。其中，对象标志符用来唯一标识对象；BACnet设备可以通过广播自身包含的某个对象的对象名称，与包含相关对象的设备建立联系。BACnet协议要求每个设备都要包含“设备对象”，通过对其属性的读取可以让网络获得设备的全部信息。
表1 BACnet对象
对 象 名 称应 用 举 例01模拟输入Analog Input模拟传感器输入如机械开关On/Off输入02模拟输出Analog Output模拟控制量输出03模拟值Analog Value模拟控制设备参数如设备阀值04数字输入Binary Input数字传感器输入如电子开关On/Off输入05数字输出Binary Output继电器输出06数字值Binary Value数字控制系统参数07命令Command向多设备多对象写多值如日期设置08日历表Calender程序定义的事件执行日期列表09时间表Schedule周期操作时间表10事件登记Event Enrollment描述错误状态事件如输入值超界或报警事件。 通知一个设备对象，也可通过“通知类”对象通知多设备对象11文件File允许访问（读/写）设备支持的数据文件12组Group提供单一操作下访问多对象多属性13环Loop提供访问一个“控制环”的标准化操作14多态输入Multi-state Output表述多状态处理程序的状况，如制冷设备开、关和除霜循环15多态输出Multi-state Output表述多状态处理程序的期望状态，如制冷设备开始冷却、除霜的时间16通知类Notification Class包含一个设备列表，配合“事件登记”对象将报警报文发送给多设备17程序Program允许设备应用程序开始和停止、装载和卸载，并报告程序当前状态18设备Device其属性表示设备支持的对象和服务以及设备商和固件版本等信息在BACnet中，把对象的方法称为服务，对象及其属性提供了对一个楼宇自控设备“网络可见信息”的抽象描述，而服务提供了如何访问和操作这些信息的命令和方法。BACnet设备通过在网络中传递服务请求和服务应答报文实现服务。BACnet定义了35种服务，并将其划分为6个类别：（1）报警与事件服务（Alarm and Event Services）包含8种服务处理环境状态的变化，提供了BACnet设备预设的请求值改变通告、请求报警或事件状态摘要、发送报警或事件通知、收到报警通知确认等方法；（2）文件访问服务（File Access Services）包含2种服务，提供读写文件的方法，包括上／下载控制程序和数据库的能力；（3）对象访问服务（Object Access Services）包含9种服务，提供了读、修改和写属性值以及增删对象的方法；（4）远程设备管理服务（Remote Device Management Services）包含11种服务，提供对BACnet设备进行维护和故障检测的工具、方法；（5）虚拟终端服务（Virtual Terminal Services）包含3种服务，提供了一种面向字符的数据双向交换机制，使其他具有专有特性的楼宇自控设备成为一个BACnet虚拟终端并使BACnet网络能对其进行重构；（6）网络安全服务（Network Security Services）包含2种服务，提供对等实体验证、数据源验证、操作者验证和数据加密等功能。
BACnet功能组规定了实现特定控制功能所需的对象和服务的组合。BACnet已定义了13个功能组，包括时钟功能组、事件响应功能组、文件功能组、虚拟终端功能组、设备通信功能组等。
1．3 BACnet设备级别和设备等级说明
在实际的楼宇自动化系统中，没有必要也不可能所有的设备都支持、包含上述所有的对象和服务。因此，BACnet定义了6个一致性类别（设备级别）。一致性类别的分级编号为1～6，最低级别是类别l。每个类别都规定了设备要实现的最小服务子集，且包含低级别的所有服务。
为了帮助用户和工程人员确定不同BACnet设备之间的互操作性，需要厂商为每个设备提供标准格式文件以标识设备中己实现的BACnet标准的内容，即文件需包括设备符合BACnet等级的说明。这个文件就是PICS（Protocol Implementation Conformance Statement），它包括：（1）标识厂商和描述设备的基本信息；（2）设备符合BACnet的级别；（3）设备所支持的功能组；（4）设备所支持的基于标准或专有的服务，设备启动或响应服务请求的能力；（5）设备所支持的基于标准或专有的对象类型及其属性描述；（6）设备支持的数据链路技术；（7）设备支持的分段请求和响应。
2 BACnet的互联网扩展
目前，BACnet标准使用两种技术实现与Internet的互联。第一种技术附件H中称之为“隧道”技术，并将其设备称之为分组封装／拆装设备，简称PAD。其作用就像一个网关／路由器，这在图2中两个半路由器连接广域网形成一个完全的BACnet路由器有所体现。第二种技术附件J中称之为BACnet／IP，设备直接封装IP帧／包在BACnet网络和Internet上传输。
PAD将BACnet报文数据封装在IP协议数据包内传输，在目的BACnet网络解封。因此每个连接Internet的BACnet网络都要配置PAD网关／路由器。它可以是一个单独的设备，也可以是某种楼宇控制设备功能的一部分。
购物车(0)