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關(guān)鍵詞:智能樓宇、系統(tǒng)組成、功能
Abstract: intelligent building is an important part of the information technology, has long been in the modern Western developed countries, the rise of intelligent buildings, but fresh technology of intelligent building or in recent years appear intelligent buildingpresentations and programs designed to solve.Keywords: intelligent building system components, functions
(一)前言
樓宇智能化是信息化的重要組成部分,在現(xiàn)代的西方發(fā)達國家,樓宇智能化興起已久,但在我國,樓宇智能化還是近些年出現(xiàn)的新鮮技術(shù),本文對樓宇智能化進行了介紹和方案的設(shè)計解決。研究、開發(fā)出的樓宇網(wǎng)絡智能化控制軟件系列是采用引進的國際最先進的樓宇專利技術(shù)性處理法及計算機網(wǎng)絡和人工智能技術(shù),(可編程控制器)控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信,監(jiān)控整個系統(tǒng)主要工藝參數(shù)和設(shè)備運行情況,操作人員可通過可視化軟件對現(xiàn)場進行調(diào)控,根據(jù)過程儀表提供的主要工藝參數(shù),按樓宇工藝要求對生產(chǎn)工藝過程進行必要調(diào)整,使生產(chǎn)過程更合理、處理效果更好、運行成本更低。所開發(fā)系統(tǒng)軟件包,均源自國內(nèi)外業(yè)界權(quán)威經(jīng)驗。該軟件系統(tǒng)的成功開發(fā)將真正實現(xiàn)智能化運行機制,使國內(nèi)樓宇智能化系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀有一個革命性的飛躍
(二)智能樓宇的概念
1、智能樓宇的起源和發(fā)展
二十一世紀是信息化的世紀,目前推動世界經(jīng)濟發(fā)展的主要是信息技術(shù)、生物技術(shù)和新材料技術(shù),而其中信息技術(shù)對人們的經(jīng)濟、政治和社會生活影響最大,信息業(yè)正逐步成為社會的主要支柱產(chǎn)業(yè),人類社會的進步將依賴于信息技術(shù)的發(fā)展和應用。
近年來,隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù)的發(fā)展,使社會高度信息化, “樓宇智能化”的概念運應而生。 樓宇智能化是采用計算機技術(shù)對建筑物內(nèi)的設(shè)備進行自動控制,對信息資源進行管理,為用戶提供信息服務,它是建筑技術(shù)適應現(xiàn)代社會信息化要求的結(jié)晶。
2、智能化樓宇的基本要求
智能化樓宇的基本要求是,有完整的控制、管理、維護和通信設(shè)施,便于進行環(huán)境控制、安全管理、監(jiān)視報警。簡言之,樓宇智能化的基本要求是:辦公設(shè)備自動化、智能化,通信系統(tǒng)高性能化,建筑柔性化,建筑管理服務自動化。 樓宇智能化提供的環(huán)境應該是一種優(yōu)越的生活環(huán)境和高效率的工作環(huán)境:
3、智能化樓宇的解釋
目前世界上的對樓宇智能化的定義很多,歐洲、美國、日本的提法各有不同,其中,日本的國情與我國較為相近,其提法可以參考,日本電機工業(yè)協(xié)會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為:綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術(shù),使建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防災、防盜、運輸設(shè)備等協(xié)調(diào)工作,實現(xiàn)建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA),將這3種功能結(jié)合起來的建筑,就是智能化樓宇。
(三)系統(tǒng)的構(gòu)成
如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示,整個系統(tǒng)可以由以下四個部分組成:智能大廈集成管理系統(tǒng)、樓宇自動化管理系統(tǒng)、智能大廈內(nèi)各弱電子系統(tǒng)、遠程IE瀏覽站。
1.智能大廈集成管理系統(tǒng):負責對大廈內(nèi)各個子系統(tǒng)的進行集中監(jiān)控管理,接收各個子系統(tǒng)傳來的各種實時數(shù)據(jù)(視頻、設(shè)備信息和報警信息等),顯示監(jiān)控畫面和視頻內(nèi)容,實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時整理、分析、存儲、顯示和輸出等功能,處理所有的報警信息,記錄報警事件,打印系統(tǒng)信息,發(fā)送管理人員的控制命令給各子系統(tǒng),使得管理者能夠?qū)Ω黝愂录M行全局管理,實現(xiàn)一體化服務,提高系統(tǒng)管理的效率,方便大廈的決策部門進行合理的組織,并進行調(diào)度、協(xié)同、指揮,減少事故帶來的損失。
2.樓宇自動化管理系統(tǒng):負責對樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)、CCTV電視監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、智能卡控制管理系統(tǒng)、、停車場系統(tǒng)等5個子系統(tǒng)進行集中監(jiān)控管理,接收各個子系統(tǒng)傳來的各種實時數(shù)據(jù)(視頻、設(shè)備信息和報警信息等),顯示監(jiān)控畫面和視頻內(nèi)容,實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時處理分析、存儲、顯示和輸出等功能,處理所有的報警信息,記錄報警事件,根據(jù)需要可以通過電話語音或手機短信等輸出報警內(nèi)容,打印系統(tǒng)信息,管理人員也可以通過該平臺發(fā)送控制命令給各子系統(tǒng)。
3.智能大廈內(nèi)各弱電系統(tǒng):實時采集本系統(tǒng)下掛的各類設(shè)備的參數(shù)、報警信息等現(xiàn)場信號,將采集的信號經(jīng)過分析、處理以后上傳。弱電系統(tǒng)包括下列自動化子系統(tǒng):
3.1配電子系統(tǒng):包括低壓配電系統(tǒng)、計算機不間斷UPS電源系統(tǒng)、冷凍站配電、變壓器、高壓系統(tǒng)和高壓二次線中的各個點進行監(jiān)測控制。
3.2空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng):中央空調(diào)是智能樓宇的重要組成部分,通過樓宇自控監(jiān)控組態(tài)軟件不僅可以為用戶提供舒適的工作環(huán)境,而且可以通過一些調(diào)度算法滿足節(jié)能需求。
3.3照明子系統(tǒng):對整個大樓的照明實施控制,包括公共區(qū)域照明和泛光照明。根據(jù)上班時間和季節(jié)的差異實施不同的照明控制方案,以達到節(jié)能目的。
3.4給排水子系統(tǒng):對水泵、水池和管網(wǎng)等進行監(jiān)控。
3.5電梯控制子系統(tǒng):根據(jù)電梯數(shù)量已經(jīng)用戶請求,智能調(diào)度電梯,合理滿足用戶需求。
4.遠程IE瀏覽站:遠程IE瀏覽站的主要功能是進行遠程的IE瀏覽功能。通過樓宇自控的WEB功能,便于管理人員隨時隨地了解整個大廈的實際運行狀況,實現(xiàn)管控一體化,在遠程的管理人員可以通過瀏覽器,直接觀看監(jiān)控畫面。
(四)系統(tǒng)主要功能
通過管理軟件平臺把各個子系統(tǒng)有機集成,系統(tǒng)主要完成下列功能:
管理各子系統(tǒng):可以在弱電、視頻等系統(tǒng)中無縫切換,各個系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。如火警信息可以和電梯、空調(diào)、大廈廣播等系統(tǒng)聯(lián)動。
流程圖顯示功能:以動畫形式顯示各設(shè)備的運行情況,如空調(diào)機組、停車場車位、電梯運行狀態(tài)等。根據(jù)用戶要求設(shè)計個性化界面,可以直觀、方便地對大廈內(nèi)各子系統(tǒng)實施監(jiān)視、控制和管理。場景逼真、鼠標控制、操作簡單。
實時、歷史數(shù)據(jù)管理功能:采集各子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)的顯示、存儲;對所有的歷史數(shù)據(jù)/實時數(shù)據(jù)可以靈活查詢、統(tǒng)計、輸出及打印,可按設(shè)備、樓層、功能等進行分類記錄和存儲,同時也可以按時間區(qū)間、設(shè)備類別、樓層、功能進行分類統(tǒng)計和打印。
報警管理:軟件支持各類報警系統(tǒng),包括限值報警、偏差報警等,而且支持不同的優(yōu)先級別。報警可以以聲音、動畫、打印、郵件、短信等多種方式警示相關(guān)人員,以便進行相應的操作。
趨勢分析:根據(jù)實時歷史數(shù)據(jù)庫,可以對用電量、空調(diào)機組運行情況等進行分析,以形成最優(yōu)控制方案,達到節(jié)能目的。
報表系統(tǒng):根據(jù)各系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)自動形成報表數(shù)據(jù),并提供查詢功能。
WEB:通過IE瀏覽器可以遠程瀏覽各系統(tǒng)運行情況。
照明控制
照明控制主要分為兩類控制,一類是通過PLC或單片機進行控制,一類是主要通過軟件的腳本進行控制,在實際中也可能兩種控制都會使用到。無論是哪種控制,都是把數(shù)字信號通過PLC或者模塊等轉(zhuǎn)化為實際的開關(guān)控制。在通過PC控制的時候,通常是通過腳本進行控制,可以實現(xiàn)多種控制方式;
電力監(jiān)測
電力監(jiān)測主要是通過采集智能電力儀表的數(shù)據(jù)。智能電力儀表可以自行測量電流、電壓、功率、電量等電參數(shù),并且會提供通訊接口(通常為Modbus協(xié)議)。采集智能電力儀表的數(shù)據(jù)即可實現(xiàn)對電力的監(jiān)測。
空調(diào)監(jiān)測
空調(diào)監(jiān)測通常都是監(jiān)測工業(yè)空調(diào)或者中央空調(diào)。一般通過直接和空調(diào)自身攜帶的通訊接口進行通訊監(jiān)測,或者通過PLC等進行間接監(jiān)測。
其他監(jiān)測
其他監(jiān)測主要是指關(guān)于溫度、濕度、氣壓等參數(shù),這類數(shù)據(jù)的監(jiān)測主要通過相關(guān)智能儀表或者PLC進行監(jiān)測。
相對于其他的樓宇監(jiān)控系統(tǒng),比如江森、西門子等,基于樓宇自控軟件的樓宇監(jiān)控系統(tǒng)由于其開放性具有如下的特點:
監(jiān)控的設(shè)備通常為常見的各種硬件設(shè)備,一般無需購買專用的一些控制設(shè)備,比如燈光控制器等;
連接設(shè)備的種類很多,可以根據(jù)現(xiàn)場的情況自由選擇性價比高的產(chǎn)品;
通訊的方式多,可以根據(jù)現(xiàn)場需求選擇串口、以太網(wǎng)、無線等多種方式;
界面需要根據(jù)實際情況和客戶需求進行繪制,提供了多種繪圖工具,繪圖便捷;
軟件提供了多種控件,可以方便的實現(xiàn)歷史曲線、報警查詢、報表和Web等功能;
使用樓宇自控軟件構(gòu)建樓宇監(jiān)控系統(tǒng)時,通常按照以下步驟進行:
調(diào)研現(xiàn)場情況,和客戶溝通,統(tǒng)計需要采集數(shù)據(jù)種類、數(shù)量;
分析采集的數(shù)據(jù)源是否有直接的通訊接口,如果有通訊接口要確定具體的通訊協(xié)議,如果沒有通訊接口看能否通過其他方式采集數(shù)據(jù);
設(shè)計整體框架,估計工程量;
確定具體到硬件設(shè)備和布線工作;
軟件工程開發(fā),繪制界面,采集數(shù)據(jù)。
(五).經(jīng)濟和社會效益
樓宇監(jiān)控分采集的數(shù)據(jù)的種類和個數(shù)不同,成本懸殊。常見的樓宇監(jiān)控會包括燈光、
空調(diào)、濕度等數(shù)據(jù)。單就這里監(jiān)控系統(tǒng),成本包括以下內(nèi)容:
監(jiān)控所需的智能儀表、PLC、線纜、配電柜;
通訊所需的布線費用;
對應采集點數(shù)的軟件費用;
工控機的費用;
軟件開發(fā)的人工費用;
項目后期維護的費用
關(guān)鍵詞:樓宇自動化自動化控制系統(tǒng)
中圖分類號:TN830.1文獻標識碼: 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,其任務是對建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災、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)控計算機和管理計算機通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡被有機地結(jié)合起來,組成分級分布控制系統(tǒng),它是運用計算機數(shù)據(jù)處理、自動測量及控制技術(shù),對以上子系統(tǒng)的機電設(shè)備進行自動控制和統(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)備處的微型計算機控制裝置完成被控設(shè)備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險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算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數(shù)字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、打印與優(yōu)化控制等任務,避免了常規(guī)儀表控制分散后人機聯(lián)系困難、無法統(tǒng)一管理的缺點,保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運行。
2.1分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),實質(zhì)上是一個網(wǎng)絡結(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)控計算機等都是這個網(wǎng)絡上的“節(jié)點”,都含有CPU和網(wǎng)絡接口,它們都有自己特定的網(wǎng)絡地址,可以通過網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù),網(wǎng)絡中的各節(jié)點處于平等地位,既能共享資源,又不相互依賴,形成既有統(tǒng)一指揮,又使危險分散的功能結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡的架構(gòu)區(qū)具有極大的伸縮性,可擴性很強,可以滿足分布式控制系統(tǒng)擴充與升級的需要,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)絡節(jié)點由神經(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)點的核心,它由媒體訪問控制處理器、網(wǎng)絡處理器和應用處理器組成,這就使得節(jié)點既能管理網(wǎng)絡通信,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),標準LAN為原有的分布式控制系統(tǒng),使用BACnet協(xié)議,以利于實現(xiàn)多種供應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島連成一個整體。新增的LonWorks現(xiàn)場總線使用LonTalk協(xié)議,把控制功能進一步分散到現(xiàn)場級儀表,標準LAN與現(xiàn)場總線之間的路由器相聯(lián)。這樣BACnet和LonMark兩項標準互相補充,互為依托,構(gòu)成一個完全分散的、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):提供一個以windows環(huán)境下的人機交互界面,為工程師提供應用程序的編制平臺,為操作人員提供直觀和快捷的操作界面。中央管理機實現(xiàn)對個系統(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/輸出進行現(xiàn)場監(jiān)視和控制。
(3)建筑物防火及保安系統(tǒng):實現(xiàn)出入控制,保安監(jiān)視和控制,集成攝像控制,火災報警等功能。
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范圍內(nèi)的指令。
(2)常規(guī)記錄軟件:負責常規(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)的運行、節(jié)約能源。
(4)運行時間累計、維修記錄軟件:在設(shè)備累計運行時間超過設(shè)定值時,進行報警,這是供預防性維修保養(yǎng)用的。
(5)故障報告軟件:負責設(shè)備的故障報警,以及故障的顯示和打印記錄。
(6)最大負荷限制軟件:當實際負荷超過額定的極限值時,發(fā)出報警信號,同時切除預定可以切斷的負荷,減少電費的開支。
四、樓宇自動化系統(tǒng)將實現(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)視控制整個大廈的空調(diào)系統(tǒng)(包括:風機盤管控制、冷熱水泵旁通控制、冷卻水塔進水控制等;
(2)通過冷凍水的供/回水溫度和流量測量、自動計算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷,并在樓宇自動化系統(tǒng)的CRT上顯示;
(3)根據(jù)實際的冷負荷通過空調(diào)冷凍水機組帶的群控裝置來決定冷凍水機組的啟停數(shù),以達到最佳的節(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)備運行時間、狀態(tài)、水量、壓力值進行記錄;
(3)當水泵出現(xiàn)故障時,樓宇自動化系統(tǒng)會通過聯(lián)鎖控制備用泵自動投入運行;
(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)的運行情況,主要包括:
(1)高壓系統(tǒng):進線與蹭聯(lián)絡斷路器狀態(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)顯示與報警;
(2)低壓系統(tǒng):進線與聯(lián)絡斷路器狀態(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、報警;
(3)直流系統(tǒng):交流電源主進線斷路器控制、直流輸出、電壓、電流及故障狀態(tài)顯示報警;
(4)發(fā)電機系統(tǒng):發(fā)電機啟動、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)、防盜報警系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)。
隨著時代的不斷發(fā)展,樓宇的設(shè)計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)得到了廣泛的應用。在實際的建工工程中,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,這就要求我們在實際工作中對自動控制系統(tǒng)進行進一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統(tǒng)進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、現(xiàn)場監(jiān)控器、通信網(wǎng)絡和儀表。樓宇自動化系統(tǒng)對建筑內(nèi)的何磊設(shè)備進行監(jiān)控,保證了運行的安全、可靠,同時還能節(jié)省人力和物力。但是,因為我國的樓宇自動化控制的發(fā)展比較晚,在設(shè)計和施工等方面還只是處于初級發(fā)展階段,在具體的設(shè)計和施工方面還存在著很多不合理的地方,所以會有運行不良、使用壽命短等問題的出現(xiàn)。所以,根據(jù)實際情況,我們要針對樓宇自動化設(shè)計的特點對相關(guān)的管理功能進行選擇,同時還要在實際的工作中積累關(guān)于自動化控制的相關(guān)經(jīng)驗,使系統(tǒng)設(shè)計得到相應的完善,使樓宇自動化控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮出相應的功能。
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)運行的一種參數(shù),對運行情況進行自我監(jiān)控,對系統(tǒng)中的各個指標進行全方位的調(diào)動,進而實現(xiàn)和創(chuàng)造經(jīng)濟效益和相應的社會效益。
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,用上位計算機對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行分析,從而形成系統(tǒng)運行的參數(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)具有本身的復雜性,人工的監(jiān)控是難以達到要求的,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),這個系統(tǒng)的設(shè)置要建立在數(shù)據(jù)科學合理的基礎(chǔ)上。將自動系統(tǒng)的指令設(shè)置在屏幕顯示器上,根據(jù)計算機屏幕顯示執(zhí)行的步驟,這樣就可以對系統(tǒng)運行進行一目了然的監(jiān)控了。
1.3 總動畫系統(tǒng)具有現(xiàn)地控制單元的功能
這個功能應該在自動化操作系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)的后面,進行現(xiàn)地的現(xiàn)實和處理,同時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行分析。最后按照發(fā)出的指令將硬件運行到相應的位置上?,F(xiàn)地控制一般都會設(shè)置權(quán)限開關(guān),根據(jù)開關(guān)實現(xiàn)遠程的切換,同時依然可以使用手動的方式進行輔的操作,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
在對自動化系統(tǒng)進行上述三項基本功能的設(shè)計的時候,一定要體現(xiàn)出系統(tǒng)基本功能之間的共通性,還要對這些功能進行合理的處理,使自動化控制功能的適用性能夠得到相應的提高。
2.1 對數(shù)據(jù)采集的設(shè)計
在對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集之前要做到有針對性的進行采集,對自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集之后,要及時將數(shù)據(jù)傳送到上位計算機中,實現(xiàn)系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控,這些數(shù)據(jù)可以作為盤點系統(tǒng)運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)進行分析與監(jiān)控,同時,必須要設(shè)置好采集范圍和輸出通道。
對數(shù)據(jù)進行采集設(shè)計時要做到對數(shù)據(jù)保存情況的實時顯示。在對軟件進行設(shè)計的時候還要對校本程序進行編譯,同時用人機界面對數(shù)據(jù)的幾率、存儲等情況進行顯示,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)進行采集的時候要遵循一個重要的原則,探測元件與要采集的內(nèi)體要盡量靠近,以減少傳導中的誤差,避免這些誤差對數(shù)據(jù)真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術(shù),這種新技術(shù)的應用可以達到準確的目的同時又不會使誤差造成系統(tǒng)的誤動作。
2.2 監(jiān)控設(shè)計
在自動化系統(tǒng)中的監(jiān)控最常見的方式有三種:遠程監(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)運行的維護管理,對系統(tǒng)的設(shè)計比較容易,也沒有較高的要求和標準。遠程監(jiān)控方式的優(yōu)點主要有對資源能夠起到節(jié)約監(jiān)控的目的,同時具有較高的可靠性,并且在實際的應用中可以體現(xiàn)出組態(tài)靈活的優(yōu)勢,還可以實現(xiàn)對電纜、附屬材料的節(jié)約利用?,F(xiàn)場總線監(jiān)控方式是當今條件下一種比較符合時代特征的監(jiān)控方式,它可以實現(xiàn)遠程監(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。同時為網(wǎng)絡控制系統(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)地控制單元的實際采用了計算機軟件和硬件等先進的技術(shù),確保了各項標準都能符合指標要求。隨著科技的不斷發(fā)展,計算機在不斷的更新?lián)Q代,系統(tǒng)的規(guī)模也應該隨著計算機的更型換代得到擴展與升級,維護方面要具備自我診斷和自我恢復的功能,避免因為人員操作失誤造成的損失?,F(xiàn)地控制單元的設(shè)計主要包括對機組設(shè)備的調(diào)節(jié)和將控制;對機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)進行設(shè)計的時候,要將采集到的數(shù)據(jù)及時的輸送到上位計算機中,對整個運行流程實現(xiàn)實時監(jiān)控,根據(jù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行狀況進行判斷。還要根據(jù)各種方式的運用,使系統(tǒng)工作的效率得到提高,減少維護故障率,在新技術(shù)的幫助下,實現(xiàn)計算機對整個系統(tǒng)的配置與設(shè)計。
參考文獻
[1]張雪峰.樓宇自動化控制系統(tǒng)的IP化發(fā)展分析[J].智能建筑電氣技術(shù),2012(6).
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[3]何宇紅.樓宇自動化控制系統(tǒng)工程設(shè)計探析[J].科技與企業(yè),2012(10).
作者簡介
汪詩雯(1985-),女,安徽省歙縣人。大學本科學歷?,F(xiàn)為柳州市人民醫(yī)院助理工程師。主要研究方向為電子信息工程。
[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 文獻標識碼: 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建筑基本要素,即系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理、服務與他們之間的內(nèi)在聯(lián)系展開優(yōu)化設(shè)計,進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)主要指為實現(xiàn)建筑物智能化服務功能而設(shè)計安裝及運行的光機電設(shè)備服務系統(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、物、人、豐富信息與智能化系統(tǒng)的綜合管理,而服務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,為其創(chuàng)設(shè)舒適、安全、便利與高效的生活、工作與學習環(huán)境,合理降低智能建筑系統(tǒng)設(shè)備的服務運行維護成本費用等。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,實現(xiàn)了卓有成效的較快發(fā)展。然而與國際先進的發(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?,我們只有本著深入實踐、完善創(chuàng)新的原則才能為智能建筑的快速發(fā)展營造良好的環(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智能化的完整系統(tǒng),由上層智能建筑管理系統(tǒng)進行統(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)主體包括實時監(jiān)控系統(tǒng)、建筑樓宇保安系統(tǒng)、機電設(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)在實時監(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)管理人員可直接進行命令下達,對任何一項系統(tǒng)設(shè)備進行運行控制;自動化控制體系可對各項設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)狀態(tài)信息進行綜合處理并提供必要的報告,對歷史數(shù)據(jù)進行完善記錄從而發(fā)揮對價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)國家標準利用拓撲總線結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)進行建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)干線的布置,進而合理實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的集成共享及同中央站點間進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的總線控制,通常應用RS485網(wǎng)絡總線,以高效通信速度將各個分站點進行穩(wěn)固連接并實施對各類豐富信息的處理。再者位于分站點的總線還需配備與他類廠商進行設(shè)備連接的相關(guān)接口,以合理實現(xiàn)同其他設(shè)備的高效通信聯(lián)網(wǎng)。三層結(jié)構(gòu)為子站點總線,主體由分散控制器進行相互連接,各子站總線在連接器輔助下實現(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)絡實現(xiàn)信息處理結(jié)果的準確獲取。
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)化計算機系統(tǒng)與控制操作臺構(gòu)成。中央監(jiān)控站可實施對集散控制系統(tǒng)的離線配置、在線監(jiān)控、維護與組態(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)備仍然可實施獨立的控制,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、實時、成本低、便利使用等特征令其在現(xiàn)場層實現(xiàn)了廣泛的應用,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)標準,從結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計方式、調(diào)試安裝再到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均實現(xiàn)了革命性變革。其實際上屬于儀表工業(yè)技術(shù)、控制技術(shù)與網(wǎng)絡技術(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、計算機網(wǎng)絡拓展至傳感器與執(zhí)行器時,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可并實現(xiàn)了科學發(fā)展,我們可在建筑樓宇自動化系統(tǒng)中科學采用該類結(jié)構(gòu),令其成為未來建筑樓宇自動化系統(tǒng)高效應用與全面發(fā)展的主流方向。
4、結(jié)語
信息時代,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)與計算機網(wǎng)絡技術(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,促進建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。
[參考文獻]
智能建筑最主要的是體現(xiàn)在其先進與實用性,具體功能可視為用多元化信息傳輸,大樓全面監(jiān)控及管理,體現(xiàn)一體化集成,資源共享,實現(xiàn)“綠色照明工程”計劃。
智能照明作為智能建筑智能系統(tǒng)的一部分,從各個方面無一不體現(xiàn)了“綠色照明工程”所要求的節(jié)能、高效、安全和舒適。
安裝便捷,節(jié)省線纜
C-Bus系統(tǒng)是一種二線制的照明控制系統(tǒng),以一對UTP五類線作為控制總線,將系統(tǒng)中的各個輸入、輸出和系統(tǒng)支持單元連接起來,大截面的負載線纜從輸出單元的輸出端直接接到照明燈具或其它用電負載上,而無須經(jīng)過開關(guān)。安裝時不必考慮任何控制關(guān)系,在整個系統(tǒng)安裝完畢后再通過C-Bus軟件設(shè)置各個單元的地址編碼,從而建立對應的控制關(guān)系。由于C-Bus系統(tǒng)僅在輸出單元和負載之間使用負載線纜連接,與傳統(tǒng)控制方法相比節(jié)省了大量原本要接到開關(guān)的線纜,也縮短了安裝施工的時間,節(jié)省人工費用。
編程性
C-Bus系統(tǒng)可以通過電腦,用C-Bus控制軟件對整個照明系統(tǒng)進行遠程控制和中央監(jiān)控,并可以隨時方便地根據(jù)用戶需求修改控制關(guān)系。C-Bus系統(tǒng)提供的可編程性對今后可能發(fā)生的變動有很強的適應性,當某種原因需要變更照明控制關(guān)系時,只需在軟件中進行修改,而無須重新敷設(shè)線纜。
3.改善工作環(huán)境,提高工作效率
在大樓辦公室,配以可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的日光燈在C-Bus智能照明控制系統(tǒng)控制下與傳統(tǒng)的日光燈照明系統(tǒng)相比具有顯著的優(yōu)點。
因為配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以100Hz的頻率閃動(電網(wǎng)頻率的2倍),這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹,眼睛疲勞,降低了工作效率。而可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高的頻率(40KHz—70KHz)下,不僅克服了閃頻,而且消除了由于使用START而造成起輝時的亮度不穩(wěn)定,健康、舒適的環(huán)境,同時也提高了工作效率,而這一點卻給業(yè)主帶來預想不到的巨大經(jīng)濟回報。
4.節(jié)約能源,降低運行維護費用
由于C-Bus系統(tǒng)中采用了紅外線傳感器、亮度傳感器、定時開關(guān)以及可調(diào)光技術(shù),智能化的運行模式,使整個照明系統(tǒng)可以按照經(jīng)濟有效的最佳方案來準確運作,不但大大降低運行管理費用,而且最大限度地節(jié)約能源,與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較,可以節(jié)約電能30%。我們在澳大利亞的萊爾托大廈用電負載幾乎相同的兩個樓層作了一次對比測算,其中一個樓層安裝了C-Bus智能化照明管理系統(tǒng),另一層采用傳統(tǒng)照明方式。結(jié)果顯示安裝了C-Bus系統(tǒng)的樓層每月(按28個工作日)節(jié)約電能2,310千瓦時,按照每千瓦時0.19澳元計算,每月可節(jié)約438.20澳元,由此兩年半就可收回投資。