時間：2023-01-24 11:40:03
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網為您精選了8篇樓宇自動化控制，愿這些內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！
隨著時代的不斷發(fā)展，樓宇的設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，希望能為樓宇建設的自動化系統(tǒng)控制的相關設計提供一些參考。
【關鍵詞】自動化 控制系統(tǒng) 完善
近年來我國的經濟建設得到高速的發(fā)展，樓宇的建設開始全面開展，同時也帶動了樓宇自動化系統(tǒng)控制建設的發(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、通信網絡和儀表。樓宇自動化系統(tǒng)對建筑內的何磊設備進行監(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，在設計和施工等方面還只是處于初級發(fā)展階段，在具體的設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，根據實際情況，我們要針對樓宇自動化設計的特點對相關的管理功能進行選擇，同時還要在實際的工作中積累關于自動化控制的相關經驗，使系統(tǒng)設計得到相應的完善，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)設計中采用的數(shù)據通常情況下都是根據自動采集而來的數(shù)據，這些數(shù)據可以作為系統(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動，進而實現(xiàn)和創(chuàng)造經濟效益和相應的社會效益。
1.1 自動化系統(tǒng)具有數(shù)據自動采集的功能
對現(xiàn)地控制單位之間傳送的數(shù)據進行的處理和存儲要建立在系統(tǒng)數(shù)據庫的基礎之上，用上位計算機對系統(tǒng)的相關參數(shù)進行分析，從而形成系統(tǒng)運行的參數(shù)。在數(shù)據庫中提取的數(shù)據資料可以對自動控制進行調節(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用作為參考。
1.2 自動化系統(tǒng)具有自動監(jiān)控與調節(jié)的功能
想要提高系統(tǒng)的監(jiān)控水平和調節(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)控和調節(jié)功能的開發(fā)與利用。對各種功能設置模擬操作系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的設置要建立在數(shù)據科學合理的基礎上。將自動系統(tǒng)的指令設置在屏幕顯示器上，根據計算機屏幕顯示執(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)地控制一般都會設置權限開關，根據開關實現(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)據采集的設計
在對自動化系統(tǒng)進行上述三項基本功能的設計的時候，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)據采集的設計
在對系統(tǒng)數(shù)據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)據進行采集之后，要及時將數(shù)據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)據可以作為盤點系統(tǒng)運行是否正常的重要依據。對系統(tǒng)的數(shù)據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)據進行分析與監(jiān)控，同時，必須要設置好采集范圍和輸出通道。
對數(shù)據進行采集設計時要做到對數(shù)據保存情況的實時顯示。在對軟件進行設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)據的幾率、存儲等情況進行顯示，最后將軟件和數(shù)據可連接起來。這種功能使數(shù)據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)據可的屬性設置。
值得一提的是，對數(shù)據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)據真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術，這種新技術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。同時為網絡控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎。
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，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)地控制單元的設計主要包括對機組設備的調節(jié)和將控制；對機組控制單元順序的控制；數(shù)據通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結語
綜上所述，對自動化控制系統(tǒng)進行設計的時候，要將采集到的數(shù)據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，根據數(shù)據對系統(tǒng)運行狀況進行判斷。還要根據各種方式的運用，使系統(tǒng)工作的效率得到提高，減少維護故障率，在新技術的幫助下，實現(xiàn)計算機對整個系統(tǒng)的配置與設計。
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，2012（6）.
[2]楊慕鐵.淺析如何完善樓宇自動化控制系統(tǒng)設計[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇紅.樓宇自動化控制系統(tǒng)工程設計探析[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。
關鍵詞:樓宇自動化控制網絡 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 以太網 樓宇自動化系統(tǒng)
目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物,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)是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統(tǒng),將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上,通過網絡對其進行綜合的控制,這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環(huán)境,同時實現(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用
上個世紀七八十年代,伴隨著計算機可靠性提高,價格大幅下降,出現(xiàn)了由多個計算機遞階構成的集中、分散相結合的分布式控制系統(tǒng)(Distributed ControlSystem,簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術對生產過程進行集中監(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)有了較大的進步。DCS在工業(yè)自動化控制領域獲得了廣泛的應用,也開始應用到樓宇自動化控制領域。但是DCS存在如下一些缺點:
(1)安裝費用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式,導致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難;
(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。各廠家的產品自成系統(tǒng),系統(tǒng)封閉、不開放,難以實現(xiàn)產品的互換與互操作以及組成更大范圍的網絡系統(tǒng)。
上個世紀90年代以來,隨著控制技術、計算機技術、通信技術的發(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,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)場總線技術已經成為自動化技術中的一個熱點,備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注。FCS極大地簡化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術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、可維護性好、成本低、實時性好、實現(xiàn)了控制管理一體化的結構體系等優(yōu)點?，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)自動控制的新紀元,被譽為自動化領域的計算機局域網。鑒于FCS的許多優(yōu)點,控制專家們紛紛預言“FCS將取代DCS成為2l世紀控制系統(tǒng)的主流?！爆F(xiàn)在,FCS已經被應用到樓宇自動化控制領域。
2.1應用于樓字自動化領域的幾種現(xiàn)場總線
由于誘人的市場商機和不同的應用領域的存在,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)議標準。據不完全統(tǒng)計,目前國際上有40種宣稱為開放型的現(xiàn)場總線標準。這些協(xié)議根據國際標準化組織(ISO)的計算機網絡開放式互連系統(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域獲得了、較廣泛的應用。盡管基于現(xiàn)場總線的Fcs克服了DCS的許多缺點,但還是有一些不如人意的地方,最明顯的缺點:多種現(xiàn)場總線并存而互不兼容,導致FCS的可互操作性只能在同一種現(xiàn)場總線系統(tǒng)中實現(xiàn)。后面將對FCS的缺點做進一步說明。
(1)LonWorks
美國Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技術,又稱Lonworks技術。它得到了眾多計算機廠家、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、停車場管理等領域獲得廣泛應用。具體地說LonWorks具有以下優(yōu)點:
①網絡結構靈活、組網方便。它支持多種網絡拓撲形式,包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等,這樣可適應復雜的現(xiàn)場環(huán)境,方便現(xiàn)場布線;
②支持多種傳輸介質。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,最大傳輸距離由網絡拓撲形式和傳輸介質決定,一般可從500m到2700m。可接人的節(jié)點最多為32385個;
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語言的擴展;
④無主的網絡系統(tǒng)。LonWorks網絡中各節(jié)點的地位相同,網絡管理可設在任一節(jié)點處,并可安裝多個網絡管理器;
⑤開發(fā)LonWorks網絡節(jié)點的時間較短,也易于維護。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網絡節(jié)點的時間,也方便維護。
同其它現(xiàn)場總線一樣,LonWorks也有自身的缺點。首先,LonWorks的實時性、處理大量數(shù)據的能力有些欠缺;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疑。盡管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領域獲得了廣泛的應用。世界上有2萬多家OEM廠商生產LonWorks相關產品,其中種類已達3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個LonWorks節(jié)點,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也開始在國內獲得大量的應用。在建設部的支持下,國內一些研究所和企業(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部智能化小區(qū)試點工程中得到應用。
(2)BACnet
BACnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網絡的數(shù)據通信協(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,嚴格地說,BAcnet并不是現(xiàn)場總線,而是一種網絡協(xié)議,即通信規(guī)則。為不同商家產品的系統(tǒng)之間進行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據實現(xiàn)的途徑、使用的通信介質、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五種網絡技術進行通信。可根據系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網絡技術。相對其它現(xiàn)場總線,BACnet標準最大的優(yōu)點是可以與Etherent、LonWorks等網絡進行無縫集成。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計,并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設備。BACnet標準已在全球得到了廣泛的應用,全球生產和經營樓宇設備和樓宇自控設備的主要廠商均支持BACnet標準。BACnet在不到10年的時間內就從一個行業(yè)學會標準迅速成為樓宇自控領域中唯一的ISO標準。雖然我國是WTO和ISO成員國,但是BACnet在我國建筑領域中的應用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的BACnet產品和技術也基本上全部是從國外引進的,還沒有真正意義上的國產化BACwWw.LWlm.comLWLM.com編輯。net相關產品。
(3)CAN
CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監(jiān)控控制系統(tǒng)設計提出的,現(xiàn)在它已經成為一種國際標準,在電力、石化、空調、建筑等行業(yè)均有應用。CAN具有以下優(yōu)點:
①采用8字節(jié)的短幀傳送,故傳輸時間短、抗干擾性強:
②具有多種錯誤校驗方式,形成強大的差錯控制能力。而且在嚴重錯誤的情況下,節(jié)點會自動離線,避免影響總線上其它節(jié)點;
③采用無損壞的仲裁技術;
4 CAN芯片不但價格低而且供應商多。
CAN缺點是:CAN總線上最多可掛接110個節(jié)點,這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進行擴展,相對其它一些現(xiàn)場總線,CAN總線技術比較簡單,CAN相關產品的開發(fā)費用也遠遠低于其它現(xiàn)場總線技術產品的開發(fā)費用。因此,很早國內就有一些企業(yè)推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關產品。如獅島、索龍集團開發(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)場總線標準,在歐洲得到了進300家廠商的支持。1999年EIB被引進中國的智能化建筑領域,并在上海同濟大學建立了EIB認證技術培訓中心。在短短的幾年里,國內的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應用,如廈門國際會展中心、大連國貿中心、浙江人民大會堂等。國內的EIB項目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。
關鍵詞：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的電力、照明、空調、給排水、防災、保安、車庫管理等設備或系統(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、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)據通信網絡被有機地結合起來，組成分級分布控制系統(tǒng)，它是運用計算機數(shù)據處理、自動測量及控制技術，對以上子系統(tǒng)的機電設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)場被控設備處的微型計算機控制裝置完成被控設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，保證設備在最佳狀態(tài)下運行。
2.1分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據通信網絡
數(shù)據通信網絡是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個分布式控制系統(tǒng)的結構，實質上是一個網絡結構，現(xiàn)場控制站、數(shù)據采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計算機等都是這個網絡上的“節(jié)點”，都含有CPU和網絡接口，它們都有自己特定的網絡地址，可以通過網絡發(fā)送和接收數(shù)據，網絡中的各節(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構，網絡的架構區(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，LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網技術。LonWorks網絡節(jié)點由神經元芯片、收發(fā)器、固件和I／O接口電路組成。神經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、網絡處理器和應用處理器組成，這就使得節(jié)點既能管理網絡通信，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構，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)的基礎上，采用LonWorks現(xiàn)場總線的建筑設備自動化系統(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，構成一個完全分散的、真正開放的建筑設備自動化系統(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：根據室外的溫度相對濕度，充分發(fā)揮自然潛力，控制空調系統(tǒng)的運行、節(jié)約能源。
(4)運行時間累計、維修記錄軟件：在設備累計運行時間超過設定值時，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、中央空調系統(tǒng)的監(jiān)控管理
(1)監(jiān)視控制整個大廈的空調系統(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)根據實際的冷負荷通過空調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)：根據大廈內的使用功能、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)。
關鍵詞：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文獻標識碼：A
一、引言
樓宇自動化系統(tǒng)也叫建筑設備自動化系統(tǒng)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任務是對建筑物內的能源使用、環(huán)境、交通及安全設施進行監(jiān)測、控制等，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。
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，將建筑物或其內的照明、電力、給排水、空調通風、車庫管理系統(tǒng)等設備或系統(tǒng)構成綜合系統(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，所以常把它們獨立設置，并與BAS 監(jiān)控中心建立通信，確保災情發(fā)生時能按約定進行操作權轉移，實施一體化的協(xié)調控制。諸多的機電設備之間有著內在的相互聯(lián)系，于是就需要完善的自動化管理。建立機電設備管理系統(tǒng)，達到對機電設備進行綜合管理、 調度、監(jiān)視、操作和控制。
2.樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能
樓宇設備自控系統(tǒng)是建筑智能化系統(tǒng)的一個重要的組成部分。智能建筑通過建筑設備自動化系統(tǒng)實現(xiàn)以下幾個方面的功能：
2.1、采用先進的管理手段，實現(xiàn)設備的高效管理和安全可靠運行
BAS系統(tǒng)使用先進的網絡技術、計算機技術和現(xiàn)代控制技術，對建筑物內各類樓宇設備進行集中監(jiān)視、自動化控制，實現(xiàn)建筑物內各類樓宇設備的高效管理和安全可靠運行。
2.2、實現(xiàn)最優(yōu)控制和節(jié)能管理，節(jié)省能耗
樓宇設備自控系統(tǒng)通過對大樓設備進行監(jiān)視和控制，實現(xiàn)最優(yōu)控制和節(jié)能管理。特別是對空調系統(tǒng)的用電和公共照明用電等樓宇設備的進行節(jié)能控制實現(xiàn)節(jié)省大樓的能耗。
2.3、減少管理維護人員，降低管理費用
通過先進的自動化監(jiān)控，可以大量減少各類樓宇設備和系統(tǒng)的運行操作人員和維護人員，降低管理費用。
2.4、延長設備的使用壽命
樓宇設備自控系統(tǒng)可以：實時反映設備和系統(tǒng)運行情況，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題并能及時處理；定期打印出維護、保養(yǎng)通知單，這樣可以保證維護人員不超前、不誤時地進行設備保養(yǎng)；實現(xiàn)使用和備用設備的定期互換工作。從而實現(xiàn)延長設備的使用壽命，也就降低了建筑的運行費用。
2.5、提供舒適的辦公環(huán)境
樓宇設備自控系統(tǒng)對環(huán)境空氣質量、溫濕度、照度等進行檢測和有效的控制，為大樓創(chuàng)造一個舒適的環(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，是指通過計算機網絡技術及綜合布線系統(tǒng)，把智能建筑的各個主要子系統(tǒng)從分離的設備、功能和信息等集中于一個統(tǒng)一的、有關聯(lián)的和協(xié)環(huán)境之中，在同一個操作平臺之下運行，使大家能共享資源，能高效地完成規(guī)定任務。系統(tǒng)集成后有如下的特征表現(xiàn)：形式上是一個完整的綜合系統(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
通過功能模塊設計和軟件編程，智能建筑集成管理軟件可為弱電系統(tǒng)提供聯(lián)動邏輯，進而提高全局事件的控制能力，保證人身及設備的安全。
（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)的計算機平臺，把建筑物的各個子系統(tǒng)進行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理，減少了關聯(lián)人員，提高了管理效率，也增強物業(yè)管理了對全局事件的控制能力。
（3）開放的數(shù)據結構使信息資源得以共享
集成系統(tǒng)的建立提供了一個開放的平臺，這些采集到的各子系統(tǒng)的數(shù)據，使信息系統(tǒng)根據功能需要，自由選取其所需，這樣就提高了信息的利用率，發(fā)揮出其增值服務的功能。
（4）智能建筑系統(tǒng)的工程建設也需要系統(tǒng)集成
智能建筑系統(tǒng)其實不是各產品與子系統(tǒng)的簡單堆積，而是采用系統(tǒng)工程方法及技術，讓不同廠家的產品充分發(fā)揮其功能。這有利于工程建設，減小工程的承包面，方便工程的實施及管理，保證工程進度及質量，降低工程管理費用。
3.系統(tǒng)集成應遵循的原則
（1）可靠性與開放性
應該采取多種措施來建立一個容錯性和可靠性極高的系統(tǒng)，使系統(tǒng)能不間斷、有足夠的延時來應對各種突發(fā)事件，以滿足用戶在工作、生活中的個性需求。當然，因系統(tǒng)集成的過程主要是解決不同產品和系統(tǒng)之間的協(xié)議和接口的標準化問題，故在設計系統(tǒng)時，所選用的設備、系統(tǒng)、及軟硬件產品都應符合國家或國際標準，這種標準應是開放式標準，如：靈活性好、可擴展性、兼容性等。
（2）先進性和經濟性
在設計系統(tǒng)和選型產品時，要采用與技術發(fā)展潮流相適應的、成熟的新產品，確保前期施工與后續(xù)投資的可延續(xù)性。當然，因經濟成本是系統(tǒng)集成的重要因素，系統(tǒng)設計者應從用戶需求和系統(tǒng)目標出發(fā)，經過反復論證，選取合適的產品，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）可擴充性和可管理性
系統(tǒng)的可擴充性由系統(tǒng)結構的合理性決定，模塊化的系統(tǒng)結構有利于功能的擴充及系統(tǒng)升級。對于那些基于網絡平臺的模塊化結構的系統(tǒng)，其集成是一種非常有效的方法。此外，在一個統(tǒng)一的操作界面下，集成系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息共享，對跨系統(tǒng)的全局事件進行管理。
4.系統(tǒng)集成模式
系統(tǒng)集成根據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集成是將相互關聯(lián)的、相互獨立的安全防范系統(tǒng)SAS、消防自動化系統(tǒng)FAS、樓宇自動化系統(tǒng)BAS 集成到一個統(tǒng)一的運行系統(tǒng)中進行協(xié)調管理。BMS 能進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，進而達到建筑物設備的自動監(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不同功能的子系統(tǒng)連在一起，進而實現(xiàn)信息的綜合化與資源的共享，也即是利用通信技術和計算機網絡，將構成智能建筑的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、語音、圖像和相關監(jiān)控信號綜合在一起，以PDS 為介質，通過建筑內外的PDS 和公共通信網，協(xié)調各局域網和各子系統(tǒng)之間的協(xié)議和接口，將那些分離的功能、設備和信息有機地組合成一個完整的系統(tǒng)。
四、總結
智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)及其集成技術涵蓋了計算機技術、自動控制技術、信息技術以及通訊技術等，它是這些技術的集合體，作為一項規(guī)模龐大、跨多門學科的系統(tǒng)工程，雖說其發(fā)展的歷史并不長，但隨著新技術的發(fā)展，樓宇自動化系統(tǒng)一定會有更新的發(fā)展和應用，達到一個新的高度。
參考文獻：
1.談工業(yè)以太網及其與智能建筑領域的應用 .方甲松 .《智能建筑》2004年 第5期
2.關于智能建筑的思考. 馬克•馬沖 .《建筑智能化》 2000年10月
3.低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗 .王厚余 .中國電力出版社
4.智能建筑：樓宇自動化系統(tǒng)原理與應用. 王再英 韓養(yǎng)社 高虎賢. 電子工業(yè)出版社
5.華東建筑設計研究院，智能建筑設計技術[M].上海：同濟大學
出版社，2002.
[關鍵詞]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 文獻標識碼：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融合的產物，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)不但可以控制設備的啟動與關閉還能定期提供設備的運行報告，保證了設備的運行。為保證樓宇自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，建筑學專家還需要結合目前科技進行研究。
一、樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能及應用
（一）空調系統(tǒng)
中央空調系統(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系統(tǒng)的耗能。
為保證建筑物內的各個區(qū)域都能夠享受提高空氣的處理的服務，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內。通過與外部空氣中的溫度與濕度進行分析，使用計算機對中央空調系統(tǒng)進行調節(jié)。同時好要注重空調設備的定期維護和保養(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小時運行以防意外的發(fā)生，消防系統(tǒng)要與就近的消防站形成聯(lián)動的機制，保證在火災發(fā)生的第一時間消防站就可以得知，并安排舊貨。
在火災發(fā)生時，樓宇自動化系統(tǒng)必須要及時的關閉電梯設施，將消防通道的大門打開。為建筑內的業(yè)主提供方便，并自動打開智能樓內的花曬，防止火勢迅速蔓延，危機生命。
（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備的監(jiān)測，來保證配電柜的和運行狀態(tài)，保證建筑物內部電力的持物供應。
電力系統(tǒng)本身就有一定的特殊性，在計算機一定要歲電力系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控。對任何參數(shù)的變化都要進行記錄，為今后電力系統(tǒng)的維修提供依據。
（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、污水泵等設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測與管理，使水箱的水保持在一定的安全范圍內，根據水位與水壓的變化及時的將水泵的關閉或開啟。以此來保證智能建筑物內部水的供應。
（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行狀況進行及時的掌握與分析，利用樓宇自動化系統(tǒng)對電梯的使用情況和故障次數(shù)進行記錄。來保證電梯的順利運行。
（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)以及防盜報警系統(tǒng)。這三者互相作用保護智能建筑物內業(yè)主的安全。設備安裝人員將攝像機安裝在建筑物中的各個角落，利用電纜將圖像傳達給建筑物控制中心，對大樓的內部進行實時的監(jiān)控。同時，利用電子鎖或磁卡開關這些設備對建筑物的人群進行嚴格的控制，報警系統(tǒng)可以做相應的反應，通過建筑物管理人員對異常情況進行及時的處理。
在建筑投入使用時，安保是一個經常被忽視的話題。樓宇自動化系統(tǒng)必須能夠防止攻擊，并保護自己。如果攻擊者獲得非授權訪問，樓宇自動化系統(tǒng)應能夠保證系統(tǒng)的完整性，保護生命和財產免遭損失。
二、我國樓宇自動化系統(tǒng)的應用現(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)的技術還比較差，只是使建筑物內的設備管理系統(tǒng)正常的運行，滿足了人們在建筑物很舒適的需求，在系統(tǒng)的維護上還需要依靠國外的技術。
目前我國樓宇自動化系統(tǒng)的控制性能并不過關，閥門容易反復正當，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。同時也增加了閥門的壓力導致閥門極易破損，增加設備維修的成本。傳感器是樓宇自動化系統(tǒng)中最重要的設備，傳感器必須具有準確性、穩(wěn)定性以及靈敏度。但我國目前的技術達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。
每一個樓宇自動化系統(tǒng)都帶有節(jié)能的措施，但是在實際運行的過程當中，操作者往往會將節(jié)能裝置忽略，這樣就導致，大量的能源被浪費，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，要加大科研的投入，這不單單是建筑學科的研究發(fā)現(xiàn)，還要結合電力、風能等多方面的知識，形使得系統(tǒng)原設計的功能得到充分的發(fā)揮，達到降低能耗和設備運行成本的目的。進而，研發(fā)出我們國家自己的系統(tǒng)產品，達到占領國內市場的目的。
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，每一個人都要響應國家號召。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行改造。隨著21世紀科學的不斷進步，我國計算機與應用技術的廣泛應用雖然為在我國發(fā)展智能大樓提供了基礎條件。但是目前國內的職能大廈還是以國外的智能建筑技術為主。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，這不僅是科技推進的結果也是可持續(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，我們向其他國家進行學習，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：
[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
根據招標文件JCA 2001―009Y的招標項目要求，并結合廣西建筑智能化現(xiàn)狀，區(qū)檢綜合樓是屹今為止整個廣西所有建筑物當中智能化程度要求最高的。因此，在智能化系統(tǒng)的設計上，如何將各子系統(tǒng)的設計完美結合，這是業(yè)主關心的也是我們設計的側重點。
區(qū)檢綜合樓的機電設備數(shù)量龐大，為了將這些設備有機的管理起來，提高設備的運行效率，減低設備的運行成本，一方面通過樓宇設備自動控制系統(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，更加對以后機電設備運行和維護的高效率提供了解決方案，提高樓宇設備管理水平，這是目前業(yè)主關心的也是我們設計所側重的。
廣西區(qū)檢察院作為～個國家的重要部門，每天都要處理很多事務，工作人員的工作繁重，這便要求一個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)進行設計時，將提高舒適性和高效率擺在一個很重要的位置上，運用高科技手段，將環(huán)境參數(shù)調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。
根據區(qū)檢綜合樓樓宇自控系統(tǒng)的設計要求(招標書JCA2001-009Y)、相關專業(yè)的國家標準及業(yè)主提供的相關圖紙進行工程設計，設計將會參照所提供的技術說明，并以品質標準進行樓宇中管理系統(tǒng)的設計。本系統(tǒng)工程監(jiān)控范圍包括以下部分：
1、柜式空調機系統(tǒng)
2、風機盤管
3、新風機系統(tǒng)
4、冷凍站系統(tǒng)
5、計算機中心機房專用空調
6、通風系統(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)
設計原則
廣西區(qū)檢察院智能化系統(tǒng)建設工程是面向二十一世紀的高技術高標準工程，其智能化系統(tǒng)在符合實際需要的前提下應有適當?shù)某靶裕詽M足未來的需求。其BA系統(tǒng)的設計應遵循以下原則：
1、實用性
樓宇自控系統(tǒng)的設計應以實用為第一原則。在符合需要的前提下，合理平衡系統(tǒng)的經濟性與超前性，以避免片面追求超前性而脫離實際或片面追求經濟性而損害區(qū)檢綜合樓的智能性。
2、可靠性
系統(tǒng)必須保持每天24小時連續(xù)工作。子系統(tǒng)故障不影響其他子系統(tǒng)運行，也不影響集成系統(tǒng)除該子系統(tǒng)之外的其他功能的運行。
3、經濟性
在樓宇自控系統(tǒng)工程投資中，以總體目標為方向，局部服從全局，力求系統(tǒng)在初次投入和整個運行生命周期獲得最佳的性價比。
4、易維護性
因為本系統(tǒng)極為復雜，要保證日常運行，系統(tǒng)必須具有高度的可維護性和易維護性，盡量做到所需維護人員少，維護工作量小，維護強度低，維護費用低。
5、開放可擴展性
本樓宇自控系統(tǒng)設計盡量采用國家和國際標準及規(guī)范，兼容不同廠商、不同協(xié)議的設備和系統(tǒng)的信號傳輸，各子系統(tǒng)可方便進出系統(tǒng)。
設計依據
1、電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范(GBJ232-82)
2、建筑設計防火規(guī)范(GBJ 116-88)
3、區(qū)檢綜合樓的弱電設計圖紙和招標項目要求
4、JOHNSON CONTROLS產品設計手冊
5、智能建筑設計標準(GB／T50314-2000)
系統(tǒng)設計
根據我們的設計，區(qū)檢綜合樓樓宇自控系統(tǒng)是由2臺網絡控制器(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)場設備所在的位置，總共有24個，DDC之間是通過RS485通訊網絡相互連接至網絡控制器(NCU)，每個網絡控制器(NCU)有1個N2E通訊接口。
由于區(qū)檢綜合樓分布著很多的控制設備，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雜，用同一控制過程的結果并不能滿足各個區(qū)域，采用集散式控制方式還可增強系統(tǒng)可靠性、減少施工費用。
DDC分布以就近控制設備為原則，每個DDC箱均有一個主控器(DX-9100)。主控器帶有操作鍵盤及顯示裝置。因此，當網絡或操作站有故障時，每個DDC均能完成各自所有的就地控制功能。
1、柜式空調機系統(tǒng)
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對下列空調設備進行監(jiān)控：
一層：2臺柜式空調機
二層：1臺柜式空調機
二十層：2臺柜式空調機
(2)控制說明
每臺柜式空調機在送風口及回風口均設溫度傳感器1個共2個、壓差開關1個、冷凍水開度比例調節(jié)閥及其驅動裝置一套。DDC通過對以上的數(shù)據采集裝置及執(zhí)行機構的控制，實現(xiàn)對空調機的監(jiān)控，其監(jiān)控功能主要有：
風機開關控制
風機的開關控制主要是通過BA系統(tǒng)預設的時間表來進行啟?？刂频?。在一些特別的情況如加班情況，風機有需要在預先設定時間表之外的時間啟動。用戶可選擇在BAS操作站上操作啟停風機或用音頻式電話遙控風機啟停。BA系統(tǒng)允許用戶自行設定風機狀態(tài)與控制之間的聯(lián)鎖監(jiān)察功能。在設定此功能后，BA系統(tǒng)會自動監(jiān)察風機的狀態(tài)是否與控制要求一致，如果不一致，則說明此控制點的設備有故障，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應的處理。另外，BA系統(tǒng)會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。另外，BA系統(tǒng)允許用戶自行設定測量設備的累積運行時間，以便維修人員在設備運行至一定時間后進行維修工作。
手動／自動轉換顯示
DDC控制器通過對手動／自動轉換裝置狀態(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、回風溫度檢測
DDC控制器通過安裝在送風口和回風口的溫度傳感器，把送風及回風的溫度讀回來，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、回風溫度控制
DDC控制器通過溫度傳感器可以檢測到回風溫度并將它與預設的溫度值(可供用戶調較)作比較，進行PID運算，然后把控制信號輸出至冷凍水閥來對閥門進行開度調節(jié)，以控制冷凍水的進水量，進而達到溫度調節(jié)的目的。另外，此冷凍水閥會與風機狀態(tài)聯(lián)鎖，在風機關閉的情況下將冷凍水閥關死。冷凍水閥同時返回閥門開度的百分比數(shù)值給中央監(jiān)控系統(tǒng)。
濾網狀態(tài)監(jiān)察
BA系統(tǒng)通過壓差開關監(jiān)測過濾網的前后壓差。當壓差超過壓差開關的預設值(在壓差開關上可調)，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員安排有關人員做濾網清洗工作。而BA系統(tǒng)也會將有關的事項一一記錄，以作日后檢查之用。
運行時間累計
BA系統(tǒng)利用軟件統(tǒng)計計時功能可以實時的累計風機的運行時間，并記錄顯示。
此外，由于柜式空調機組沒有風速控制及加濕裝置，故招標書上對應的有關招標項目要求無法實現(xiàn)。另外，為了方便系統(tǒng)的管理及維護，根據以往的經驗，在招標項目要求的基礎上，我們添置了以下采集點：
風機跳閘報警監(jiān)察
DDC控制器會監(jiān)察風機熱繼電器跳閘報警。在有報警時，停下風機并以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員安排有關人員做檢修工作。而BA系統(tǒng)也會將有關的事項一一記錄，以作日后檢查之用。
風機運行狀態(tài)
BA系統(tǒng)通過風機主接觸器測量風機的運行狀態(tài)，以便操作人員實時了解風機的運行狀態(tài)。
2、風機盤管
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對整棟大樓的風機盤管共322臺進行監(jiān)控。
(2)控制說明
根據我們多年的工程經驗以及結合招標項目要求的控制功能進行綜合分析，我們認為對風機盤管的控制最好采取BA遠程控制與現(xiàn)場設定控制相結合的方式。因為大廈的風機盤管數(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)場控制器控制風機盤管的程序啟停并顯示其運行狀態(tài)及故障告警。
風機盤管的現(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行控制，以方便人員在現(xiàn)場根據自己的喜好進行溫度點的設定。(墻裝式溫控器與電動二通閥在空調專業(yè)工程中已有設計配置，不需重復投資)
從節(jié)能的角度來說，當室內的溫度達到設定點時，常規(guī)的溫度控制器會將電動二通閥關閉，空調系統(tǒng)冷凍水的流量與壓力變化會實時地反映到中央冷凍站的BA監(jiān)控系統(tǒng)上，BA系統(tǒng)根據上述參數(shù)變化重新計算出大樓的冷負荷需求，實時控制冷凍站相關設備的啟停，以達到最佳的節(jié)能效果。
3、新風機系統(tǒng)
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對下列新風機設備進行監(jiān)控：
一至十九層：每層1臺共19臺空調機
(2)控制說明
每臺新風機在送風口設溫度傳感器1個、壓差開關1個、冷凍水開度調節(jié)閥及其驅動裝置一套。DDC通過對以上的數(shù)據采集裝置及執(zhí)行機構的控制，實現(xiàn)對新風機的監(jiān)控，其監(jiān)控功能主要有：
風機開關控制
風機的開關控制主要是通過BA系統(tǒng)預設的時間表來進行啟停控制的。在一些特別的情況如加班情況，風機有需要在預先設定時間表之外的時間啟動，用戶可選擇在BAS操作站上操作啟停風機或用音頻式電話遙控風機啟停。BA系統(tǒng)允許用戶自行設定風機狀態(tài)與控制之間的聯(lián)鎖監(jiān)察功能。在設定此功能后，BA系統(tǒng)會自動監(jiān)察風機的狀態(tài)是否與控制要求一致，如果不一致，則說明此控制點的設備有故障，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應的處理。另外，BA系統(tǒng)會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。另外，BA系統(tǒng)允許用戶自行設定測量設備的累積運行時間，以便維修人員在設備運行至一定時間后進行維修工作。
風機運行狀態(tài)
BA系統(tǒng)通過風機主接觸器測量風機的實際狀態(tài)，以便操作人員實時了解風機的運行狀態(tài)。
濾網狀態(tài)監(jiān)察
BA系統(tǒng)通過壓差開關監(jiān)測過濾網的前后壓差。當壓差超過壓差開關的預設值(在壓差開關上可調)，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員安排有關人員做濾網清洗工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。
運行時間累計
BA系統(tǒng)利用軟件統(tǒng)計記時功能，可以實時累計風機的運行時間，并記錄顯示。
冷凍水閥門開度控制及顯示、送風溫度控制
DDC控制器會監(jiān)察送風溫度并將它與預設的溫度值(可供用戶調較)作比較，進行PID運算，然后輸出至冷凍水閥，以作溫度調節(jié)作用。另外，此冷凍水閥會與風機狀態(tài)聯(lián)鎖，在風機關閉的情況下將冷凍水閥關死。冷凍水閥同時返回閥門開度的百分比數(shù)值給中央監(jiān)控系統(tǒng)。
風機跳閘報警監(jiān)察
DDC控制器會監(jiān)察風機熱繼電器跳閘報警。在有報警時，停下風機并以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員安排有關人員做檢修工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。
4、冷凍站監(jiān)控系統(tǒng)
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)會對以下設備進行監(jiān)控：
冷凍主機
冷凍水泵
冷卻水泵
冷卻塔
冷凍水膨脹水箱
(2)數(shù)據采集及顯示
冷水機組的工作狀態(tài)及故障報警：由BA系統(tǒng)將通過Integrator集成器與冷凍機系統(tǒng)進行數(shù)據交換來實現(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現(xiàn)數(shù)據的采集，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現(xiàn)數(shù)據采集，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現(xiàn)數(shù)據的采集，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現(xiàn)，并通過繼電器的常閉觸點及熱繼電器的狀態(tài)來監(jiān)察水泵、冷卻塔的過載及工作狀態(tài)，并結合安裝在水管上的水流開關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的狀態(tài)進行監(jiān)察，可以實時地了解冷卻塔的水位情況。 (要求空調設計安裝專業(yè)提供電子式水位開關)
BA系統(tǒng)通過對冷凍水膨脹水箱的高、低水位開關的狀態(tài)進
行監(jiān)察，可以實時地了解冷凍水膨脹水箱的水位情況。 (要求空調設計安裝專業(yè)提供電子式水位開關)
通過BA系統(tǒng)的軟件功能，能準確累計并顯示柜式空調機、風機盤管、新風機、冷凍主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等設備的運行時間、啟停次數(shù)的累計并顯示。
為節(jié)省系統(tǒng)投資，考慮到招標項目要求的冷卻塔的進出水溫度檢測對節(jié)能控制及管理沒有多大的作用，故本設計方案不做以上項目的數(shù)據采集。另外，為實現(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出口進行添加電動蝶閥(共6套)以實現(xiàn)對冷卻水的控制。
(3)控制說明
啟停控制：BA系統(tǒng)將通過Integrator集成器與冷凍機系統(tǒng)進行數(shù)據交換來實現(xiàn)。
冷凍主機啟停臺數(shù)控制：網絡控制器及直接數(shù)字控制器將預先編寫的軟件程序來控制冷凍主機的啟停臺數(shù)，并聯(lián)動控制相關設備(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算出空調系統(tǒng)的冷負荷，然后根據冷負荷來決定冷凍主機的啟停組合及臺數(shù)，并通過BA系統(tǒng)的控制算法來聯(lián)動相關的水泵、冷卻塔，以便達到最佳的節(jié)能狀態(tài)。
冷凍站各設備(冷凍機、冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔、蝶閥等)通過程序實現(xiàn)群控功能，即根據冷負荷決定設備開啟臺數(shù)，根據累計運行時間選擇開啟設備，運行中自動進行故障切換，實現(xiàn)設備啟停的時間聯(lián)鎖關系。
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，將它與預設的設定值(可供用戶修改)作比較，通過DDC的PID計算，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)會對上述各返回數(shù)值做記錄，預設值為24小時。如有需要，可用Trend的功能對有關的監(jiān)察對象作長時間的監(jiān)察記錄，有關數(shù)據可輸出至其它第三方的軟件，如Excel等，以作數(shù)據管理及分析用途。同時，系統(tǒng)也允許用戶對各監(jiān)察對象預設上下報警值、上下預警值、報警提示及報警等級。當監(jiān)察的對象超出預設值，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。至于配電柜的開關狀態(tài)、故障，系統(tǒng)會對各返回數(shù)值做記錄，預設值為對上十次狀態(tài)改變。對于每個報警點，BA系統(tǒng)允許用戶預設報警提示及報警等級。當監(jiān)察點報警時，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。
5、計算機中心機房專用空調
控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對以下機房專用空調設備進行監(jiān)控：
計算機網絡中心：1臺
BA系統(tǒng)通過INTEGRATOR集成器與制冷主機進行數(shù)據交換，實現(xiàn)機房專用空調的自動啟停與機房溫濕度控制。
6、通風系統(tǒng)
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對整棟大樓共6臺送排風機設備進行監(jiān)控。
(2)控制說明
風機開關控制
風機的開關控制主要是通過BA系統(tǒng)預設的時間表來進行啟?？刂频?。在一些特別的情況如加班情況，風機有需要在預先設定時間表之外的時間啟動，用戶可選擇在BAS操作站上操作啟停風機或用音頻式電話遙控風機啟停。BA系統(tǒng)允許用戶自行設定風機狀態(tài)與控制之間的聯(lián)鎖監(jiān)察功能。在設定此功能后，BA系統(tǒng)會自動監(jiān)察風機的狀態(tài)是否與控制要求一致，如果不一致，則說明此控制點的設備有故障，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應的處理。另外，BA系統(tǒng)會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。另外，BA系統(tǒng)允許用戶自行設定測量設備的累積運行時間，以便維修人員在設備運行至一定時間后進行維修工作。
風機跳閘報警監(jiān)察
DDC控制器會監(jiān)察風機熱繼電器跳閘報警。在有報警時，停下風機并以聲光報警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員安排有關人員做檢修工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。
風機運行狀態(tài)
BA系統(tǒng)通過風機主接觸器測量風機的實際狀態(tài)。
7、供配電系統(tǒng)
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對下列設備進行監(jiān)察：
低壓配電柜進線回路ACB
發(fā)電機
干式變壓器
低壓配電柜聯(lián)絡母線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進行數(shù)據交換，收集電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、點度量等數(shù)據。BA系統(tǒng)主要的功能是做監(jiān)察、記錄、報警的用途。系統(tǒng)會對各返回數(shù)值做記錄，預設值為24小時，并可用Trend的功能對有關的監(jiān)察對象作長時間的監(jiān)察記錄，有關數(shù)據可輸出至其它第三方的軟件，如Excel等，以作數(shù)據管理及分析用途。同時系統(tǒng)也允許用戶對各監(jiān)察對象預設上下報警值、上下預警值、報警提示及報警等級。當監(jiān)察的對象超出預設值，BA系統(tǒng)會以聲光報警形式在操作站上顯示以提醒操作人員做出相應的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。
對于區(qū)檢綜合樓供配電系統(tǒng)中的開關狀態(tài)、電源狀態(tài)、故障報警、等開關量輸入點，我們在設計中，主要的功能是做監(jiān)察、記錄、報警的用途。
對于干式變壓器的監(jiān)控，我們的設計主要是監(jiān)測變壓器的溫度狀態(tài)。當變壓器溫度過高報警時，我們的BA系統(tǒng)將以聲光報警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員做出相應的處理工作。而BA系統(tǒng)也會將有關事項一一記錄，以作日后檢查之用。另外BA系統(tǒng)允許用戶自行設定測量設備的累積運行時間，以便維修人員在設備運行至一定時間后進行維修工作。
8、給排水系統(tǒng)
(1)控制設備內容
BA系統(tǒng)將會對下列設備進行監(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
通過水位開關監(jiān)察集水坑的高低水位報警；
DDC通過高水位報警來啟動水泵，把集水坑里的水抽走。當?shù)退粓缶瘯r，DDC則停止水泵的工作；
通過安裝在水管上的水流開關，系統(tǒng)可以了解到水流的狀態(tài)，并結合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
通過水位開關監(jiān)察屋頂水箱、地下水池的高低水位報警；
DDC通過屋頂水箱低水位報警來啟動水泵向屋頂水箱供水。當屋頂水箱高水位報警時，DDC則停止水泵的工作；
通過安裝在水管上的水流開關，系統(tǒng)可以了解到水流的狀態(tài)，并結合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，一旦有故障警報時，DDC立刻把對應的備用泵投入工作，以提高供水的可靠性；
所有設備的運行時間、報警、啟停等，BA系統(tǒng)都進行記錄，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)進行數(shù)據交換，以獲得電梯運行的狀態(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，還可對電梯進行遠程復位、程序啟停等。
隨著計算機、通信、控制和圖形顯示技術即4C技術的快速發(fā)展和全球對信息高速公路的大力建設，智能建筑，這個數(shù)字化、網絡化和信息化的結合產物開始進入人們的視野。然而，如今智能建筑內各種控制功能變得愈發(fā)強大而復雜，致使不同廠商生產的設備使用于同一建筑物內，但各個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提高、使用和維護費用增加的境地。所以制定一個開放的、統(tǒng)一的通信協(xié)議標準，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，在智能建筑領域，現(xiàn)場總線和通信協(xié)議主要有：（1）最初應用于工業(yè)控制領域的總線協(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作詳細介紹。
圖1 BACnet的體系結構層次圖
1 BACnet協(xié)議概述
樓宇自動控制網絡數(shù)據通信協(xié)議BACnet（A Data
Communication Protocol for Building Automation and Control Network）由美國供熱、制冷與空調工程師協(xié)會組織的標準項目委員會135P于1995年6月正式通過制定。標準編號為ANSI／ASHRAE Standard l35－1995，同年12月正式成為美國國家標準，并得到歐盟標準委員會的承認，成為歐盟標準草案。2000年1月ISO組織TC205委員會的15個國家（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”進行廣泛評議，適當修改后列為“國際標準化草案”，最后成為國際標準。
一般樓宇自控設備從功能上講分為兩部分：一部分專門處理設備的控制功能；另一部分專門處理設備的數(shù)據通信功能。而BACnet就是要建立一種統(tǒng)一的數(shù)據通信標準，使得設備可以互操作。BACnet協(xié)議只是規(guī)定了設備之間通信的規(guī)則，并不涉及實現(xiàn)細節(jié)。
BACnet協(xié)議模型為：（1）所有的網絡設備，除基于MS／TP協(xié)議的以外，都是完全對等的（peer to peer）；（2）每個設備都是一個“對象”的實體，每個對象用其“屬性”描述，并提供了在網絡中識別和訪問設備的方法；設備相互通信是通過讀／寫某些設備對象的屬性，以及利用協(xié)議提供的“服務”完成；（3）設備的完善性（Sophistication），即其實現(xiàn)服務請求或理解對象類型種類的能力，由設備的“一致性類別”（Conformance Class）所反映。
1．1 BACnet的體系結構
BACnet是一種針對智能建筑的開放性的網絡協(xié)議，遵循OSI模型體系結構，BACnet體系結構層次圖如圖1所示。BACnet協(xié)議從硬／軟件實現(xiàn)、數(shù)據傳輸速率、系統(tǒng)兼容和網絡應用等幾方面考慮，目前支持五種組合類型的數(shù)據鏈路／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備設計的數(shù)據鏈路規(guī)范。BACnet在物理介質上，支持雙絞線、同軸電纜和光纜。在拓撲結構上，支持星型和總線拓撲。
BACnet沒有嚴格規(guī)定網絡拓撲結構，如圖2所示。其中：網段（Segment）是多個物理網段通過中繼器（R）連接形成的段落區(qū)間；網絡是多個網段通過網橋（B）連接而成的，每個網絡都形成一個MAC地址域；BACnet／Internet網絡是將使用不同局域網技術的多個網絡用路由器（RT）互聯(lián)起來形成的網際網。
在BACnet拓撲中設備之間只存在一條邏輯通路，無需廣域網的最優(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絡層協(xié)議，向應用層提供不確認無連接的數(shù)據單元傳送服務。每個BACnet設備都被一個網絡號碼和一個MAC地址唯一確定。
網絡層通過“路由器”實現(xiàn)兩個或多個異類BACnet局域網（不同的數(shù)鏈層）的連接，并通過協(xié)議報文進行“路由器”的自動配置、路由表維護和擁塞控制。BACnet路由器與每個網絡的連接處稱為一個“端口”。路由表中包含端口的下列項目：（1）端口所連接網絡的MAC地址和網絡號；（2）端口可到達網絡的網絡號列表及與這些網絡的連接狀態(tài)。圖2中，“1／2 RT”是半路由器，由PTP連接形成一個完整的BACnet路由器，即BACnet網際網將廣域網技術向應用層屏蔽。
BACnet應用層即BACnet應用實體，通過API（應用編程接口）為上層應用程序服務，并與對等應用層實體通信。應用實體由兩部分組成：用戶單元和應用服務單元（ASE）。ASE是一組特定內容的應用服務。而用戶單元支持本地API、保存事務處理上下文信息、產生請求ID、記錄ID對應的應用服務響應、維護超時重傳機制所需的計數(shù)器以及將設備行為要求映射為對象。
BACnet應用層提供證實和非證實兩種類型的服務。BACnet定義了四種服務原語：請求、指示、響應和證實，它們通過應用層協(xié)議數(shù)據單元（APDU）傳遞。由于BACnet建立在無連接的通信模式上，所以OSI模型提供端到端服務的傳輸層部分簡化功能也由應用層實現(xiàn)，分別為：可靠的端到端傳輸和差錯校驗；報文分段和流量控制；報文重組和序列控制。
1．2 BACnet的對象、服務和功能組
BACnet采用面向對象技術，借此提供一種表示樓宇自控設備的標準。在BACnet中，對象就是在網絡設備之間傳輸?shù)囊唤M數(shù)據結構，網絡設備通過讀取、修改封裝在應用層APDU中的對象數(shù)據結構，實現(xiàn)互操作。BACnet目前定義了18個對象，如表1所示，每個對象都必須有三個屬性：對象標志符（Object＿Identifier）、對象名稱（Object＿Name）和對象類型（Object＿Type）。其中，對象標志符用來唯一標識對象；BACnet設備可以通過廣播自身包含的某個對象的對象名稱，與包含相關對象的設備建立聯(lián)系。BACnet協(xié)議要求每個設備都要包含“設備對象”，通過對其屬性的讀取可以讓網絡獲得設備的全部信息。
表1 BACnet對象
對 象 名 稱應 用 舉 例01模擬輸入Analog Input模擬傳感器輸入如機械開關On/Off輸入02模擬輸出Analog Output模擬控制量輸出03模擬值Analog Value模擬控制設備參數(shù)如設備閥值04數(shù)字輸入Binary Input數(shù)字傳感器輸入如電子開關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向多設備多對象寫多值如日期設置08日歷表Calender程序定義的事件執(zhí)行日期列表09時間表Schedule周期操作時間表10事件登記Event Enrollment描述錯誤狀態(tài)事件如輸入值超界或報警事件。通知一個設備對象，也可通過“通知類”對象通知多設備對象11文件File允許訪問（讀/寫）設備支持的數(shù)據文件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“控制環(huán)”的標準化操作14多態(tài)輸入Multi-state Output表述多狀態(tài)處理程序的狀況，如制冷設備開、關和除霜循環(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)，如制冷設備開始冷卻、除霜的時間16通知類Notification Class包含一個設備列表，配合“事件登記”對象將報警報文發(fā)送給多設備17程序Program允許設備應用程序開始和停止、裝載和卸載，并報告程序當前狀態(tài)18設備Device其屬性表示設備支持的對象和服務以及設備商和固件版本等信息在BACnet中，把對象的方法稱為服務，對象及其屬性提供了對一個樓宇自控設備“網絡可見信息”的抽象描述，而服務提供了如何訪問和操作這些信息的命令和方法。BACnet設備通過在網絡中傳遞服務請求和服務應答報文實現(xiàn)服務。BACnet定義了35種服務，并將其劃分為6個類別：（1）報警與事件服務（Alarm and Event Services）包含8種服務處理環(huán)境狀態(tài)的變化，提供了BACnet設備預設的請求值改變通告、請求報警或事件狀態(tài)摘要、發(fā)送報警或事件通知、收到報警通知確認等方法；（2）文件訪問服務（File Access Services）包含2種服務，提供讀寫文件的方法，包括上／下載控制程序和數(shù)據庫的能力；（3）對象訪問服務（Object Access Services）包含9種服務，提供了讀、修改和寫屬性值以及增刪對象的方法；（4）遠程設備管理服務（Remote Device Management Services）包含11種服務，提供對BACnet設備進行維護和故障檢測的工具、方法；（5）虛擬終端服務（Virtual Terminal Services）包含3種服務，提供了一種面向字符的數(shù)據雙向交換機制，使其他具有專有特性的樓宇自控設備成為一個BACnet虛擬終端并使BACnet網絡能對其進行重構；（6）網絡安全服務（Network Security Services）包含2種服務，提供對等實體驗證、數(shù)據源驗證、操作者驗證和數(shù)據加密等功能。
BACnet功能組規(guī)定了實現(xiàn)特定控制功能所需的對象和服務的組合。BACnet已定義了13個功能組，包括時鐘功能組、事件響應功能組、文件功能組、虛擬終端功能組、設備通信功能組等。
1．3 BACnet設備級別和設備等級說明
在實際的樓宇自動化系統(tǒng)中，沒有必要也不可能所有的設備都支持、包含上述所有的對象和服務。因此，BACnet定義了6個一致性類別（設備級別）。一致性類別的分級編號為1～6，最低級別是類別l。每個類別都規(guī)定了設備要實現(xiàn)的最小服務子集，且包含低級別的所有服務。
為了幫助用戶和工程人員確定不同BACnet設備之間的互操作性，需要廠商為每個設備提供標準格式文件以標識設備中己實現(xiàn)的BACnet標準的內容，即文件需包括設備符合BACnet等級的說明。這個文件就是PICS（Protocol Implementation Conformance Statement），它包括：（1）標識廠商和描述設備的基本信息；（2）設備符合BACnet的級別；（3）設備所支持的功能組；（4）設備所支持的基于標準或專有的服務，設備啟動或響應服務請求的能力；（5）設備所支持的基于標準或專有的對象類型及其屬性描述；（6）設備支持的數(shù)據鏈路技術；（7）設備支持的分段請求和響應。
2 BACnet的互聯(lián)網擴展
目前，BACnet標準使用兩種技術實現(xiàn)與Internet的互聯(lián)。第一種技術附件H中稱之為“隧道”技術，并將其設備稱之為分組封裝／拆裝設備，簡稱PAD。其作用就像一個網關／路由器，這在圖2中兩個半路由器連接廣域網形成一個完全的BACnet路由器有所體現(xiàn)。第二種技術附件J中稱之為BACnet／IP，設備直接封裝IP幀／包在BACnet網絡和Internet上傳輸。
PAD將BACnet報文數(shù)據封裝在IP協(xié)議數(shù)據包內傳輸，在目的BACnet網絡解封。因此每個連接Internet的BACnet網絡都要配置PAD網關／路由器。它可以是一個單獨的設備，也可以是某種樓宇控制設備功能的一部分。
[關鍵字]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)、結構、管理、服務與他們之間的內在聯(lián)系展開優(yōu)化設計，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計安裝及運行的光機電設備服務系統(tǒng)，例如電梯、空調、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)；結構主要指其環(huán)境結構，囊括了建筑物裝飾、結構、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、高效的全方位人性化服務，為其創(chuàng)設舒適、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)層次結構
智能化的建筑系統(tǒng)結構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)又分為網絡通信系統(tǒng)、建筑設備綜合管理系統(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)籌結合，共同作用，才能有效支撐構建智能建筑。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)構成及其優(yōu)勢功能
建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)涵蓋內容豐富、設備眾多，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)設備進行運行控制；自動化控制體系可對各項設備監(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)的網絡結構
一般層面來講建筑樓宇的自動化控制系統(tǒng)網絡結構主體采用現(xiàn)場總線形式，將系統(tǒng)分為三層，上層為信息域干線，依據相關國家標準利用拓撲總線結構以太網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備連接的相關接口，以合理實現(xiàn)同其他設備的高效通信聯(lián)網。三層結構為子站點總線，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)場設備到傳輸信息再到中央工作站的處理，并由上級網絡實現(xiàn)信息處理結果的準確獲取。
3、3建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)結構
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)集散結構與現(xiàn)場總線結構兩類。前者為目前較為廣泛使用的建筑設備自動化系統(tǒng)結構，具有管理集中、控制分散的顯著特征，一般包含兩層網絡結構與三級控制設備。現(xiàn)場控制器主要執(zhí)行對設備信號的處理、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)場設備、監(jiān)控組態(tài)與現(xiàn)場總線三部分構成，其核心在于現(xiàn)場總線控制技術。與DCS系統(tǒng)相比，現(xiàn)場總線控制技術的可靠、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)技術由信號、通信到系統(tǒng)標準，從結構體系、設計方式、調試安裝再到產品結構均實現(xiàn)了革命性變革。其實際上屬于儀表工業(yè)技術、控制技術與網絡技術三類完善結合的產物。也就是說在制造與過程控制由設備分立發(fā)展為設備共享、在工業(yè)儀表由簡單結構發(fā)展為智能化儀表、計算機網絡拓展至傳感器與執(zhí)行器時，幾類分支技術則呈現(xiàn)必然的結合趨勢。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構體系。當前該類現(xiàn)場總線控制結構系統(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)中科學采用該類結構，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、結語
信息時代，隨著人們物質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)代化信息技術的持續(xù)更新發(fā)展令由通信技術、自動化控制技術與計算機網絡技術構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涵、科學層次結構、自動化控制系統(tǒng)樓宇建筑的構成、網絡結構，才能發(fā)揮其自動化控制優(yōu)勢并真正創(chuàng)設出智能化、精品化、科技化的優(yōu)質建筑樓宇，促進建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。
[參考文獻]
