基于酒店的智能建筑中电气自动化的应用

摘要：随着城市化进程的快速推进，现代化的建筑如雨后春笋般涌现，伴随而来的就是楼宇智能化的不断发展。酒店是为人们提供短期休息、工作、娱乐的一个综合性建筑，其智能化程度的高低对其是否能提供舒适、高效、安全及人性化服务起着至关重要的作用。而智能化酒店的电气自动化系统是楼宇自控系统的灵魂，是实现机电设备控制的关键，因此做好电气自动化系统的设计和应用在当下尤为重要。国内的电气自动化技术经过多年的发展，已经累积了很多经验和理念，为电气自动化系统的设计提供了宝贵的资料。本文结合工程实例，对酒店电气自动化系统的组成及功能实现、系统集成进行阐述，详细分析了电气自动化系统在酒店智能化中的应用。

关键词：酒店智能化电气自动化 应用

中图分类号： F407 文献标识码： A

引言

城市现代化建设的脚步越来越快，楼宇的建设也越来越来多，电气自动化技术在楼宇智能化中的应用也越来越广泛。楼宇智能化主要是指楼宇电气自动化，即运用自动化技术对楼宇的电气设备进行控制和管理，从而提高整个楼宇的舒适性和安全性能[1]。智能化楼宇拥有一个良好的电气自动化系统已经成为了普遍的要求，而如何做好电气自动化在实际楼宇设计中的应用是楼宇智能化的关键。下面结合电气自动化系统在楼宇内的实际应用实例，对楼宇智能化中电气自动化的应用进行科学的探究。

一、建筑电气自动化系统的组成及功能实现

建筑电气自动化系统负责完成变配电系统、照明系统、空调制冷系统、安防监控系统、消防系统的计算机监控和管理。它的主要控制部件如下:

变配电监控系统。主要针对供配电系统中的变配电环节，利用现代计算机控制技术、通信技术和网络技术等，采用抗干扰能力强的通讯设备及智能电力仪表，经电力监控管理软件组态，实现的系统的监控和管理。配电监控系统通过连接智能电力监控仪表、带有智能接口的低压断路器、中压综合保护继电器、变压器、直流屏等对系统各种运行开关量状态和电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等电量参数进行实时采集和显示，实现电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录和打印、统计报表的整理和打印、电能量成本管理和负荷监控等综合功能，使设备按最佳工况运行，使供电系统更安全、合理、经济的运行，提高供配电系统可靠性。同时使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷，实现对变配电系统的现代化运行管理，达到节约能源的目的。

照明监控系统。照明监控系统主要解决三项重要任务。一是合理控制照明的启停，达到节约电能的目的；照明设备的启停控制主要通过声音、影像及光学传感器件进行监测使得照明设备所在场所有人活动且环境照度不满足基本要求时启动照明设备，如门厅、走道、停车场等公共场所，而办公、休息等具有规律作息时间的场所则按照时间程序控制照明。二是精确控制照度，给以符合工作或娱乐休息所需要的照明，建立舒适合理的照明环境；照度控制则主要通过光学传感器件与调光开关的配合使灯光的亮度随环境光的变化而平滑过渡，使人所处空间照度始终处于舒适区间。三是根据不同场景监控照明终端的状态，及时发现照明故障以便于维修。通过中央监控系统在每一个预定的时间开关控制,监控开关的状态并通过PLC进行逻辑判断，一旦出现异常则发出警示并指引维修人员准确到达故障地点及时进行维修。

空调监控系统。空调系统主要包括空调冷、热源系统，空气处理机系统，新风空调机系统，末端风机盘管系统以及连接设备间的风管和其他附件组成。而空调监控系统需要通过由敏感元件、控制器、执行机构、调节机构等几部分组成的微电脑自动控制系统来实现对空调冷、热源系统，空气处理机系统，新风空调机系统，末端风机盘管系统等各系统的监测，最终达到控制温度、湿度、空气质量、节约能源的目的。

空调冷、热源系统担负着整栋职能大厦各楼层及各房间的制冷和制热任务，并随着自动控制系统的自动调节，满足大厦内温度的舒适性。空调制冷的主要设备有冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、冷水机组及各种水阀，主要制冷方式有压缩式制冷、吸收式制冷和蓄冰式制冷。在制冷系统中，被调节和控制的参数主要是冷冻水总供水和总回水之间的压差和冷却塔的回水温度。相对而言，制热系统有两种方式：机内电加热方式和外部供热方式。机内电加热方式一般很少采用，主要的方式是采取与大厦供热系统相结合的外部供热方式。在制热系统中被控制和调节的参数主要有热水箱和热水器出口的压力和温度。

空气处理机系统利用直接数字控制DDC控制和手动控制相结合的方式对混合风进行温度和湿度处理，达到环境要求后，通过送风机送出，达到对各个室内温度、湿度进行调节的目的。由于温度和湿度均具有一定的延时性，为了达到节能效果一级满足房间的舒适性，在空气处理中常采用串级调节系统，送风管和回风管的温度、湿度检测串行进行。

新风空调机系统对空调系统中的新风量比例以及新风的温度和湿度进行控制，清除空气循环所积蓄的陈旧空气，保证大厦内的空气保持清新。此外，从卫生角度出发，大厦内没人都必须保证有一定的新风量，但新风量取得过多，将增加新风耗能量，新风量大小一般可根据二氧化碳的浓度来确定，因此对新风量大小的控制，通常采用二氧化碳浓度检测来实现。

安防监控系统。安防系统是智能建筑的重要组成部分,它提供了构建图像监控、探测报警、控制管理及自动化辅助四大部分。安防监控系统采用矩阵切换微机控制系统将四大部分整进行有机整合，形成一个相辅相成，互联互动的安防体系。图像监控主要通过各类摄像机、显示器、模拟或数字记录装置、照明装置实现对要害部门、重要设施、公共场所的视像监控、并在报警时显示记录报警现场实况，完成影像验证；而对于出入口的图像监控还包括图像识别系统，主要通过读卡机或以人体生物特征作为识别凭证通过图像扫描比对鉴定识别访客。探测报警则通过在不通场所安装双鉴移动、被动红外、玻璃破碎、声音、微波和主动红外等各种类型的探测器实现内部和周界防卫探测，并在异常情况发出报警信号。控制管理是通过中央处理器对来自各个终端的信号按照优先层级进行排序、比对、逻辑判断并发出控制信号，实现显示控制和操作控制。自动化辅助则是对主系统的一种完善和延伸，如通过内部、无线双向通信实现主控室与各终端的通信，更好地实行鉴定和控制功能，通过有线广播播放音乐

发送指令和广播紧急信息，通过电话拨打想外界传送救助信息，通过巡更管理检查巡更员是否到位等。进行门接触点及门锁状态指示专注于视频切换控制、水平/俯仰/缩放控制和自备检测。

消防监控系统。消防监控系统包括火灾自动报警系统和消防联动控制系统两大部分，主要通过接收火灾报警控制器发出的火灾报警信息，按预设逻辑对自动消防设备实现联动控制和状态监视。消防联动控制器可直接发出控制信号，通过驱动装置控制现场的受控设备，达到隔离火灾区域、延缓火灾蔓延、降低火灾损失的目的。

火灾自动报警系统是由火宅探测触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能装置组成，它是通过火灾探测器将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施的预警系统。

消防联动控制系统包括消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、传输设备、消防电气控制装置（防火卷帘控制器等）、消防设备应急电源、消防电动装置、消防联动模块、消火栓按钮、消防应急广播设备、消防电话等设备和组件。消防联动控制器的主控单元在系统程序的控制下，向回路控制单元发出对回路连接的消防联动模块等现场设备的巡检或动作执行指令，回路控制单元对来自主控单元的任务指令进行解释和调制，并通过现场回路发送出去；各种现场设备回馈的信息通过回路控制单元的解调转化和预处理，按照接口规约反馈到主控单元；主控单元应用其特定软件对通信控制单元、回路控制单元和直接手动控制单元反馈信息进行分析和判别，识别消防联动模块、专线设备和回路网络的各种状态，接收连接火灾报警控制器发出的火灾报警信号，经确认后，生成报警、联动信息和异常事件的指示和记录。

二、建筑电气自动化系统集成

上述系统在现代建筑中均起着举足轻重的作用，而且能够独立运行以完成不通的功能，但要实现真正的自动化、智能化，还需要进行系统集成，将建筑内不同功能的智能化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享。系统实现集成以后，原本各自独立的子系统在集成的角度来看，就如同一个系统一样，无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系，这种跨系统的控制流程，大大提高了建筑的自动化水平。

智能建筑系统总体功能集成通常划分为三个层次：设备级集成、系统级集成和经营管理级集成。设备级集成完成系统的硬件资源连接，实现最底层设备的联动和各种基本控制功能等；系统级集成完成各分、子系统内部的集成及各分、子系统间的互联，实现系统间的数据通信和资源共享，同时在互联的基础上完善它们之间功能上的协调控制；经营管理级集成是面向用户的高层次功能集成，是在实现系统基本功能的基础上，满足建筑物综合服务管理的需要，使系统的楼宇设备控制管理、信息通信和信息管理等基本功能与建筑物的经营管理有机地融合为一体，最终实现智能建筑的最优化目标。

系统集成的解决方案主要采取IBMS即智能建筑管理系统，其主要思想是借助于计算机网络和结构化布线技术建立系统集成管理网络，将各子系统视为下层现场控制网，并都以平等方式集成，系统集成管理网络运行系统集成高性能实时数据库，各子系统的实时数据，通过开放的工业标准接口，主要利用OPC接口转换成统一的格式存储在系统集成数据库中，系统集成管理网络通过IBMS系统核心调度程序对各子系统实行统一管理、监控和信息交换。

IBMS系统集成最核心的技术在于信息域，即在一个共同的软件平台上实现各个子系统之间的信息交换，对各子系统实现统一的管理和监控。主要体现在通过计算机局域网技术和开放式数据库技术实现不同系统所产生的数据的共享。因此，系统集成首先应关注信息域，即各子系统的互联性和互操作性问题，它是一个多厂商、多协议、面向各种系统的体系结构，需要解决各类设备、子系统之间的接口、协议、系统平台、应用软件、建筑环境、运行管理等各类面向集成的问题。

三、应用实例介绍

本文依托笔者参与实施的内蒙古乌海市某酒店采用的电气自动化系统总结而成。本工程总建筑面积22800平方米，地上十层地下一层，总高度45米。地下设机房、设备用房和车库，首层为酒店大厅和中控室，二层为酒店餐厅，三层为多功能会议厅、办公室，四至十层为酒店客房。本工程按照五星级标准设计、建造，其智能化设计内容包括变配电、照明、空调、安防、消防五个大类，19个子系统：变配电、照明、电梯、冷热源、空调、给排水、闭路监控、防盗报警、巡更、通道监控、火灾报警、灭火联动、电视会议、有线电视、公共广播、数字电话、计算机网络、会议中心、停车场管理,近2000个控制点。

在工程设计中，我们根据高标准酒店应实现的智能化功能，从先进性、合理性和经济性方面进行了综合考虑，确定了IBMS系统的组成设计，采用OPC技术进行了系统集成设计，根据系统集成技术要求对供应厂商提出了具体的接口标准，供应厂商根据接口要求开发并提供接口形式和接口协议，同时编制接口开发及系统调试实施方案。

在工程施工及调试过程中，要求设计及设备供应厂商派出驻场技术负责人对各系统安装、调试进行全程盯控，并及时解决出现的各种技术问题，最大程度低规避了因系统复杂、涉及厂商多、专业领域广而造成的工序不合理、系统接口不兼容，甚至大量返工的问题，确保了工程质量，同时保证了工程安全、有序地进行，实现了很好的进度、质量、安全和成本控制。

结束语：

随着社会科学技术的发展，建筑的智能化、自动化要求也将进入一个新的高度，势必会带动电气自动化和人工智能的高速发展。楼宇智能化中的电气自动化系统已成为现代楼宇的核心技术和管理系统，也将得到空前的发展，电气自动化在未来也将有其新的内涵和意义。而酒店智能化实现的目的主要是为使用者创造一个安全、方便、舒适的投资合理，能耗低、维护成本低的具有普遍市场意义的环境。我们在建筑内装设的任何系统与设施均要为这个目标而服务，偏离这个目标而一味地追求智能化、集成化及电气自动化是毫无意义的。作为一个能够跟随时代进展的电气工程师，更应该深入了解电气自动化的本质和其发展方向，坚持不懈地学习，为社会做出自己的贡献。

参考文献：

[1]．中华人民共和国建设部.智能建筑设计标准.GB/T50314-2006. 中国计划出版社出版社，2007.

[2]．章云，许锦标.建筑智能化系统.清华大学出版社，2007.

[3]．冯秋良.建筑电气工程[M].中国建材工业出版社,2005.

[4]．逄凌滨.建筑电气工程[M].中国电力出版社,2010.