浅析建筑设备自动控制系统的设计

引言：随着科技和网络的发展，各种设备系统软件平台的开放，现代建筑的能化程度越来越高，通过电气技术自动系统系统智能网络，对建筑中的水、电、空调、设备等进行检测和控制，合理的系统配置使建筑最大程度高效和节能。

一、民用建筑设备自动控制系统概述

楼宇自动化控制系统是智能建筑系统的开端，设计好坏将直接影响着楼宇自动化控制系统能否正常运行。为智能控制系统的智能建筑设备电气自动化系统，由两级网和中央监控计算机、主控制器、现场控制器和通信网络等四级控制器装置组成了集散装置。其对现场控制器的控制是通过中央监控计算机进行交流的。两级网络是由局域网的一级网络由工业控制总线的二级网共同构成的，中央监控计算机为第一级控制装置，连接一级网络和二级网络的现主控制器是二级控制装置，在二级网络上有现场控制器连接着，它负责对现场的设备进行控制，从而构成了三级控制装置。第四级的控制装置是安装在建筑设备基础上的传感器和执行器，这样的连接形式对现场控制器的独立工作能力有了很好的保护作用。建筑设备电气自动化系统可以实现自动控制、监视、显示各种机电设备的启动和停止、自动检测、对各种设备的运行参数进行显示等多项功能，通过这些功能的实现，可以对一些设备的变化趋势和历史数据有清晰的掌握，同时对检测到的意外和突发事件可以及时的采取处理措施。还可以根据外界的环境变化对各种设备的运行状态进行调节，使其始终处于最优状态。通过上述部分功能，可以对建筑物内的各种机电设备进行统一的管理和协调控制，实现对能源的自动化管理和对建筑设备的维护管理。

在建筑设备电气自动化系统中，比较重要的元件有现场控制器、执行器和传感器。其中，对智能建筑中的相关设备进行控制作用的是现场控制器，该元件既可以接受中央监控计算机的管理控制，还可以脱离故障了的中央监控计算机独立运行；执行器是智能控制系统的末端主控元件，一般采用DDC与其进行直接的连接控制。传感器有多种类别，常用的有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和变送器等。

二、民用建筑设备自动控制系统的设计

在建筑设备电气自动化系统设计过程中，一般分为用户需求分析、功能子系统方案设计、BA系统监控点数表编制和系统设备配置及施工图纸绘制四个步骤。其中，设计系统的首要步骤就是用户需求分析，该阶段要求设计人员对建筑物内部设备及其自动化系统方案进行仔细研究；在功能子系统方案设计阶段，是设计人员通过前期的调查结果对控制方案进行设计，然后对各个子系统的数量及其所应实现的控制功能设计相关的控制方案；在BA系统监控点数表编制阶段实现对控制设备的选配进行列表之后进行统计汇总的工作，最后的阶段就是配置系统设备和绘制施工图纸了。

1.给水排水系统

一般的建筑物中的给水系统是采用水泵直接给水、高位水箱给水和气压罐给水的形式，而室内的排水方式则是采用重力直接排放，设置有集水坑，通过潜污泵排出的方式。为了检测溢流、最低报警水位和可允许启泵液位，在水泵直接给水控制系统中的缓冲池安装有三个液位传感器，检测水压的传感器主要实现的是完成恒压供水、控制工频泵、检测和报警、管理运行设备的功能，同时气压罐给水控制系统同样实现生活泵的上述功能，而排水系统主要依靠排水泵、生活水池、污水池和集水坑等设备实现潜水泵的上述功能。

2.变配电控制系统

建筑设备电气自动化系统需要要求很高的供电系统，同时需要设置备用电源对突发停电事件的发生进行预防。中央控制室的电源应该使用由变电所直接引出的专用回路供电，这样几乎可以杜绝突然断电现象的发生，保证系统的稳定运行。其次控制室内要有专门的配电盘，负荷能力要达到一定的要求，目前普遍上对于负荷能力的要求是负荷等级要不低于建筑中最高负荷等级。为了防止突发状况的发生，我们的中央管理计算机要配置稳定的UPS电源为其供电，其电容量要充分考虑到各种因素的影响，在满足系统正常运行的情况下，要格外预设出一些电容量，以防止极特殊情况的发生，做到万无一失，此外供电时间不低于30分钟。智能建筑的变配电系统还可以实现参数检测、监视设备状态、故障报警和电量计量等多种功能。

3.照明与动力控制系统

在智能建筑物中会产生很大的照明用电量需求，因此，节能设计控制系统的关键就是保证照明质量的同时又做到节能的设计。一般的智能建筑多是高层建筑，因此还需要将电梯等动力系统的安全性进行考虑，为了对动力系统实现完好的控制，一般的动力系统都自带一个完善的计算机控制系统。对于照明系统还应实现下班时间关掉走廊、楼梯等处的照明设备，而动力系统依靠DDC和电梯控制箱的电气触点进行连接，来实现对系统运行状态和故障情况的监视功能。

4.通风和空调控制系统

按照空气处理设备的不同将空调系统分为了三类，分别是集中式空调系统、半集中式空调系统和局部空调系统。无论哪种空调都是由冷源、热源和前端设备三部分组成的。通风系统分为局部通风和全面通风两种，其主要作用是净化排除室内的污染空气；空调控制系统实现对设备的启动控制、冷水机组开启台数控制、压差旁通控制、水流检测水泵控制、冷却水温度控制和水箱补水等控制功能；热水控制系统实现对交换器二次热水出口温度控制、热水泵及其连锁控制等功能；空气处理监控系统实现对回风温度控制、回风湿度控制等控制功能；通过风机盘管监控系统实现对风机风速的控制及定时启停控制能功能。通过通风系统对空气中CO、CO2等浓度的检测来运行风机的启停，可以有效的保证了空气质量。

三、结束语

建筑设备电气自动化系统设计的关键是保证系统的低碳、环保和节能功能，同时采用智能管理代替人工管理的方式对管理进行自动控制系统控制。随着更多智能建筑的出现，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

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[2]杨炜锋.浅谈电气自动化在楼宇自控系统中的应用[J].江西建材.2013（02）.

[3]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材.2013（05）.

（作者单位：中建材钢构工程有限公司）