張留原

摘 要：本文首先對樓宇自控系統(tǒng)進行了概述，進而結(jié)合具體案例分析了樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用，以提高智慧型樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)用的整體水平。

關(guān)鍵詞：樓宇自控系統(tǒng)；設(shè)備監(jiān)控；BAS

中圖分類號：TN91 文獻標(biāo)志碼：A

0 前言

信息時代來臨之后，我國的建筑業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，現(xiàn)代建筑追求的已不僅是外形美觀、質(zhì)量好，還包括了建筑內(nèi)部技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用水平。其中，智能樓宇的概念越來越明確，并且在建筑領(lǐng)域的影響越來越大。智能樓宇是以計算機作為控制的中心，通過綜合的布線系統(tǒng)將通信終端和傳感器終端連接起來，如此，可以將建筑空間內(nèi)的各種信息進行綜合，并通過計算機來進行處理，最終根據(jù)人們的需求做出相應(yīng)的調(diào)整，從而有效提升建筑物的智能水平，以此提高管理效率，降低能耗。其中，樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）起著關(guān)鍵性的作用。

1 樓宇自控系統(tǒng)的概述

1.1 樓宇自控系統(tǒng)的概念

樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）通過對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)以及傳感器技術(shù)進行綜合運用，來實現(xiàn)對各種電氣設(shè)備的自動控制，如空調(diào)、通風(fēng)、照明、電源、電梯等，從而使樓宇能更好地滿足人們生活工作中的要求。根據(jù)建筑的實際功能需求情況，結(jié)合成熟性、可靠性、靈活性、可擴展性、穩(wěn)定性和實用性等使用原則，可在樓宇自動化系統(tǒng)中采取先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和計算機信息技術(shù)?？偟膩碚f，目前的樓宇實現(xiàn)智慧化，首先取決于它是否配備了自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)的智能程度和覆蓋率也非常重要。毫不夸張地說，自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況是建筑智慧化程度的重要標(biāo)志。

1.2 自控系統(tǒng)在智慧化樓宇中的地位

智慧化作為信息時代發(fā)展的一個重要的特征，成為人們廣泛討論的焦點，尤其是在建筑行業(yè)。就智能樓宇而言，使用自動化控制系統(tǒng)是進行智能樓宇的建設(shè)和發(fā)展的核心理念，智慧化建設(shè)主要包括辦公自動化控制系統(tǒng)（OAS）、樓宇自動化控制系統(tǒng)（BAS）、安保自動化系統(tǒng)（SAS）、通信自動化控制系統(tǒng)（CAS）以及消防自動化系統(tǒng)（FAS）5個關(guān)鍵構(gòu)成部分，通常被稱為5A系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)不但是最為智能建筑物控制系統(tǒng)，也是5A系統(tǒng)中最為重要的自動控制系統(tǒng)。通過深入了解樓宇自動化系統(tǒng)的運行質(zhì)量，能夠充分發(fā)揮出智能樓宇的控制功能和監(jiān)控功能。此外，樓宇的自動化水平將能夠有效地提升智能樓宇的使用效率，能夠帶來更大的經(jīng)濟效益。因此，積極才有合適的樓宇自動化系統(tǒng)非常重要。

1.3 樓宇自控系統(tǒng)的組成

通常所說的現(xiàn)代化樓宇自動化控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，意在實現(xiàn)對設(shè)備全面的監(jiān)測、管理和控制。樓宇自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對受控設(shè)備或?qū)ο蟮姆稚⒖刂坪图泄芾?。樓宇自動化系統(tǒng)本質(zhì)上屬于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它要求能夠?qū)崿F(xiàn)對各類建筑設(shè)備和設(shè)施的有效控制和管理。這是一種非常復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。樓宇自動化控制系統(tǒng)的組成核心是中央計算機，中央計算機通過通信線路實現(xiàn)與關(guān)鍵設(shè)備和控制對象互聯(lián)，自控系統(tǒng)的監(jiān)測對象包括執(zhí)行器、傳感器、變送器、耦合元件，在先進軟件的支持下，能夠更加科學(xué)智能地進行數(shù)據(jù)整理分析、邏輯判斷和圖形編輯，這樣的智能化操作可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的集中監(jiān)測和控制，有效地提高了系統(tǒng)運行效率，增強系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上減少運行管理成本。這些整合在一起才形成了一個完整的樓宇自動化控制系統(tǒng)。

2 新一代樓宇自控系統(tǒng)在智慧型大樓中應(yīng)用的案例分析

本文將某智慧化樓宇的自動化控制工程項目作為案例進行分析，在簡要介紹樓宇情況的基礎(chǔ)上，給出了該樓宇自控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案及其子系統(tǒng)的監(jiān)控方案，該案例的分析對了解智能通信在樓宇自控系統(tǒng)中的應(yīng)用有一定的價值。

2.1 樓宇概況

某座現(xiàn)代化的商業(yè)樓宇，其總建筑面積約28萬㎡，屬于一種綜合性大樓，其主要功能包括營業(yè)、辦公、娛樂、居住等，基于以上功能特點，在對其進行設(shè)計的過程中，需要滿足以下特點：建筑大樓中所有的機電設(shè)備、照明設(shè)備和排水設(shè)備需要進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，建造安全、節(jié)能、舒適、高效的生活工作環(huán)境。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計思想

基于智慧化系統(tǒng)的關(guān)鍵，在對建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，需要具備以下幾種思想：

（1）首先需要保證系統(tǒng)具有較好的集成性和開放性，BAS系統(tǒng)就是一個很好的選擇，以便實現(xiàn)與消防系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)管理。基于遠程通信管理和計算機技術(shù)發(fā)展趨勢的要求，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，在多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的支持下實現(xiàn)系統(tǒng)集成，按照模塊集成的方法進行設(shè)計，保證在有相應(yīng)功能需求的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)規(guī)模和應(yīng)用功能的擴展。

（2）為了滿足BAS的實時集中監(jiān)控管理功能，同時滿足建筑功能的實際需求，需要采用最新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)。

（3）監(jiān)控界面為更加直觀簡潔的Windows界面，能夠幫助操作員更快的學(xué)習(xí)和掌握。

（4）系統(tǒng)中所配置的相應(yīng)硬件和軟件，能夠?qū)崟r對各個設(shè)備的運行參數(shù)進行采集和整理，根據(jù)參數(shù)設(shè)置來對設(shè)備啟停進行控制。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

本次采用霍尼韋爾公司的EBI/ComfortPoint系統(tǒng)，包括EBI和ComfortPoint兩個組成部分。在本項目工程項目中，EBI系統(tǒng)不僅僅可以完成建筑設(shè)備的監(jiān)控功能，同時還可以集成其他子系統(tǒng)的功能，使建筑設(shè)備監(jiān)控管理以及相關(guān)系統(tǒng)的監(jiān)控集成在同一工作站的同一操作界面之中，這種集成不僅僅是將不同子系統(tǒng)的相關(guān)信息傳輸?shù)紼BI系統(tǒng)之中，而且還可以在EBI系統(tǒng)平臺上對各子系統(tǒng)的信息進行分析、處理和表現(xiàn)。該系統(tǒng)充分體現(xiàn)了當(dāng)前最新科技成果及霍尼韋爾公司多年制造經(jīng)驗、工程實施經(jīng)驗、系統(tǒng)運行管理經(jīng)驗，特別適應(yīng)本項目工程項目。

ComfortPoint Open是霍尼韋爾公司推出的最新一代控制系統(tǒng)中控制器的統(tǒng)稱，運行在現(xiàn)場監(jiān)控層中，ComfortPoint Open系列控制器與現(xiàn)場的傳感器、閥門以及各類執(zhí)行機構(gòu)，完成對現(xiàn)場的各類受控設(shè)備的監(jiān)控功能。endprint

由ComfortPoint Open控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)充分分析了控制系統(tǒng)的要求，需要做到可靠性高，操作方便，易于擴充，易于維護和適應(yīng)經(jīng)濟原理，并且采用了包括管理層、控制層、現(xiàn)場設(shè)備這3層的BAS模型。

第一層，管理層。采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，通過服務(wù)器-客戶端模式SQL數(shù)據(jù)庫對子系統(tǒng)的信息進行儲存，從而為用戶提供實時查詢、瀏覽和打印的Internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。管理層的功能是連接EBI 服務(wù)器和工作站，可以全集成安防、火災(zāi)報警及其他第三方系統(tǒng)；

管理軟件EBI安裝在Dell服務(wù)器上，采用Windows2013Server以上操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server數(shù)據(jù)庫，支持ODBC技術(shù)，支持OPC、DDE、netDDE、SQL等，以方便與第三方樓宇系統(tǒng)在管理層的集成。

第二層，控制層?？刂茖铀B接的控制器為32 位網(wǎng)絡(luò)控制器，無另外附加的BACnet路由器，同時可以支持擴展模塊；而現(xiàn)場層中連接的控制器同樣是32位可編程控制器，支持全局數(shù)據(jù)共享功能。實現(xiàn)大樓內(nèi)的所有的機電設(shè)備如HVAC設(shè)備、供配電及照明設(shè)備、給排水設(shè)備等進行統(tǒng)一管理和其他現(xiàn)場設(shè)備的分散控制。其控制功能是強大的，它可以進行現(xiàn)場編程，也能夠?qū)崿F(xiàn)對被控對象的獨立監(jiān)控，并接受中央管理機統(tǒng)一的控制和管理。

第三層，現(xiàn)場設(shè)備層。BAS系統(tǒng)通過監(jiān)測點實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視控制。雖然現(xiàn)場有各種各樣的設(shè)備，但大致可以分為以下四類：傳感器，用于監(jiān)控溫度、濕度、壓力、液位等；執(zhí)行器，對各種閥門及閥門驅(qū)動裝置的監(jiān)控；電控箱，控制設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、故障的節(jié)點；報警系統(tǒng)，負責(zé)連接消防報警、防盜報警的信號。

2.4 子系統(tǒng)的監(jiān)控方案

BAS的子系統(tǒng)比較多，由于篇幅的限制，此處以組合空調(diào)機組的子監(jiān)控系統(tǒng)作為案例進行介紹。

第一，監(jiān)控內(nèi)容。監(jiān)控內(nèi)容包括：回風(fēng)和送風(fēng)溫度監(jiān)測、頻率顯示、壓力檢測、回風(fēng)濕度、風(fēng)機手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障狀態(tài)檢測、過濾器堵塞狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機壓差報警、風(fēng)機啟/?？刂?、盤管冷水閥調(diào)節(jié)控制、新、回風(fēng)風(fēng)閥調(diào)節(jié)控制。

第二，組合空調(diào)機組監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的管理層采用了DELL-PC服務(wù)器，它負責(zé)接收的數(shù)據(jù)和發(fā)送控制命令，管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)和實時顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)的工作過程?？刂茖硬捎?2位可編程的網(wǎng)絡(luò)控制器作為現(xiàn)場控制器，采用了霍尼韋爾CPO-8000系列的CPO-IPC網(wǎng)絡(luò)控制器，CPO-IPC網(wǎng)絡(luò)控制器具有 BACnet路由器功能，同時可以支持擴展模塊；而現(xiàn)場層中連接的控制器同樣是32位可編程控制器，支持全局數(shù)據(jù)共享功能?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場每臺組合空調(diào)機組現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接收機檢測、狀態(tài)控制及與管理層的數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

第三，系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件包括上位機組態(tài)軟件和現(xiàn)場控制軟件。首先是管理層組態(tài)軟件的實現(xiàn)，管理層軟件應(yīng)用在Windows2013Server平臺上，采用霍尼韋爾EBI組態(tài)軟件，包括對各類樓控設(shè)備數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、專業(yè)的圖形人機交互界面、強大的報警管理、提供大量的歷史數(shù)據(jù)和趨勢圖、靈活多樣的標(biāo)準(zhǔn)或用戶自定義的報表、強大的應(yīng)用開發(fā)工具、支持基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的本地及遠端多客戶機/服務(wù)器體系。

現(xiàn)場控制軟件?，F(xiàn)場控制器軟件采用ComfortPoint Open Studio編程工具。ComfortPoint Open Studio允許用戶從應(yīng)程序庫中選擇所需的應(yīng)用程序，模擬及下載至控制器。ComfortPoint Open在線工具可連上TCP/IP網(wǎng)絡(luò)或MSTP網(wǎng)絡(luò)，可在線調(diào)試監(jiān)測所有ComfortPoint Open控制器。允許用戶根據(jù)需求，自由編程以滿足不同項目需求。圖形化界面簡單易懂，易于操作。

結(jié)語

樓宇自動化系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用是我國建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢，與我國經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。因此，應(yīng)大力發(fā)展和完善自控系統(tǒng)在我國建筑業(yè)的應(yīng)用，樓宇自控系統(tǒng)的合理設(shè)計和應(yīng)用對我國總體建設(shè)具有極為重要的意義。

參考文獻

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