智能建筑实训平台的构建及实践

一、前言

高等职业技术教育是适应社会发展越来越受到重视的高等教育形式，而实践教学基地建设是高素质高技能人才培养的必备硬件。“成都航空职业技术学院智能建筑实验实训中心构建”是四川省“2006年高等教育教学”科研项目之一。课题组成员本着高职教育“创设真实环境、营造工程氛围、培养职业能力”的实训基地建设理念，于2007年建设完成了“技术先进、环境一流，规模与多样性结合，集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体”的“智能建筑校内实训基地”，保证了“楼宇智能化工程技术专业”及相关专业的岗位技能训练，为学生实践能力和专业技术应用能力培养创造了条件。

二、设计指导思想

（1）涵盖目前建筑智能化系统工程的主要内容，并要求可扩展；

（2）应用建筑智能化新技术，保证实训基地的先进性；

（3）建立综合实训系统集成，体现智能建筑系统集成的特点；

（4）既体现生产现场的真实性，又适合学生实训教学。

三、智能建筑实训基地结构与功能

本着使学生了解和熟悉现代建筑中大量使用的建筑智能化设备，掌握先进的智能建筑应用技术目的，智能实训基地建设主要包括建筑设备综合管理系统（BMS）和通信网络系统（CNS）的建设。建筑设备综合管理系统包括建筑设备监控模拟演示及实训系统、火灾消防自动报警模拟演示及实训系统以及安全防范模拟演示及实训系统，目的是让学生熟悉建筑设备监控系统、火灾消防自动报警及联动系统和安全防范系统的组成、功能，熟悉建筑设备自控系统管理软件，BMS集成系统的管理功能，并使学生在真实的现场环境中从设计、运行管理、安装调试、故障检修等众多环节接受职业训练。通信网络系统（CNS）包括综合布线实训系统和计算机网络实训及应用系统，目的是让学生了解智能建筑中通信系统的组成和应用，具备综合布线操作技能。

1.建筑设备监控模拟演示及实训系统

（1）冷热源系统冷热源系统采用风冷热泵机组，为实训基地空调系统提供冷热源。该系统通过低压配电仿真教学系统进行统一供配电，按实训基地实际需要进行系统设计和配置，使学生通过实训了解风冷热泵机组系统的启停、补水阀及旁通阀的控制、设备运行状态监视、操作参数设定，熟悉相关软件的使用。

（2）空调系统由风冷热泵机组、全空气一次回风、风机盘管、排风兼排烟四个子系统组成，按实训基地实际需要进行设计和配置，能实现运行设备控制、室内温度控制、风高校智能建筑创新实训基地建设与实践杨婉（成都航空职业技术学院，四川成都610021）机及过滤网报警控制、设备运行监视、温度参数设定与回显等功能。该系统与中央监控系统配合，实现对空调系统运行的实时监控；与消防报警及联动系统配合，实现空调系统与防火阀自动切换等联动控制。

（3）给排水系统给排水系统分给水和排水两部分，给排水系统主要设备有给水（排污）泵、高低位水箱、污水池等，主要摸拟给排水主要设备在实际中的运行工况，能实现水箱及水池水位监视、水泵的自动及手动启停控制、水泵运行状态监视和故障报警等。

（4）供配电与照明系统通过实训基地内不同子系统的配置，按实训基地实际需要进行供配电分配。根据灯具的不同组合，实现不同环境的照明效果，如教学实验室、中央监控办公区、应急照明。供配电与照明系统可实现定时控制、分区控制和合成照度控制，并与消防报警及联动系统配合，实现联动控制。

（5）电梯系统电梯系统直按参与电梯模型的控制，通过串行接口采集现场电梯运行的参数，显示电梯所在的层站、轿内及厅外呼梯信息、井道传感器状态、电梯运行的调配状态等。

2.火灾消防自动报警及联动系统火灾消防自动报警系统是联动的消防系统，它由两个分支系统组成，一是自动喷水灭火系统和消火栓系统，一是火灾报警控制系统。前者是对火灾的及时扑灭和有效防护，后者是对火灾初期的探测和警报。二者配合紧密，互为因果，组成了一个功能完善的自动消防系统。

3.安全防范系统包含CATV监控和电子巡更系统，以实训基地及周围环境为对象，设置防区，布设摄像头、各种探测器和报警装置，实现视频监测功能。现场上位机自动记录巡更时间和事件，在实训基地门口设置入口管理系统，实现识别、确认等功能。

4.综合布线系统在实验环境下建立模拟的设备间子系统、模拟的垂直干线子系统、模拟的楼层配线间子系统、模拟的水平子系统和实际应用的各工作区子系统。在操作台上让学生进行综合布线系列接口的操作实训，体现当前综合布线系统的主流技术。

5.计算机网络实训及应用系统上述各子系统均通过高速以太网联网，构成一个基于局域网的分布式监控系统，通过中央监控站实现对各子系统的管理与控制，实现系统集成。该系统支持TCP/IP网络协议，以中央交换机为核心，形成星形网络结构，具有DDE、WebSever功能，采用RS232/485串行接口实现不同子系统之间的网络互连。通过网络系统测试、网络设备性能和网络管理功能等方面的实验，使学生掌握组建网络及管理网络的技能。

四、实训平台构建

作为一套教学设备，该系统主要服务于教学。由于高等职业技术教育培养的是生产、管理、建设、服务第一线需要的高级技术应用型人才，注重实践能力培养，因此，在系统设计中应突出教学应用的目的，不仅要包含系统运行过程的教学演示，也要实现学生的可操作性。本教学系统设计中充分考虑实训设备能根据教学要求现场拆卸、组装和组合，并能进行任意故障设置和检测，将仿真与工程实际相结合，使学生能够理论结合实践，提高学生的实际动手能力和分析解决问题的能力。

在该系统的建设过程中，同时开发与之配套的实践教学“软件”，即实训项目、实训教学大纲、实训指导书、多媒体实训课件等。此教学“软件”有利于帮助学生学习如何操作、判断、识别和处理现场信息。本系统开发的实训项目共计78个，以空调系统为例，主要实训项目如下：实训1智能空调仿真一次回风系统的基本操作实训2智能空调仿真一次回风系统回风阀的控制实训3智能空调仿真一次回风系统冷热水阀的控制实训机盘管系统控制实训5智能空调系统综合实训（一）设备运行状态监视实训6智能空调系统综合实训（二）温度设定、参数显示实训7联动编程实训8线路故障的判断与处理十例实训9程序设置错误的判断与纠正十例实训10按控制线路图将各部分联接实训11设计一个简单的应用系统上述实训项目既有仿真实训，也有实物操作，通过训练，学生能够熟悉空调自动控制系统的工作流程和原理，掌握基本的操作方法，学习如何进行故障的判断与处理，并能进行系统设计。本智能建筑实训基地是利用先进的计算机技术、网络通信技术等现代化管理手段进行开放性实训教学环境及教学管理。实训教师在管理中，可以进行实训基地设备、仪器的使用介绍，安排实训任务，督促学生预习、提交实训报告，以过程评价方式进行实训考核及成绩管理。

五、结束语

职业能力训练是高职教育培养高等技术应用型和专业化技能型人才的重要教学环节，是突出高职教育应用性和针对性的体现，也是高职教育区别于普通高等教育的一个特点。成都航空职业技术学院“智能建筑实训基地”建设，无论在使用功能还是职业环境方面都有别于一般的工程设计，为我院2004级至2007级楼宇智能化工程技术专业及相关专业教学提供了与工程实际密切结合的最优化实训环境，并定期开展针对企业的培训，培训对象累计2000余人次，教学和培训效果良好。本项目对相关专业教学实训基地建设，有一定的参考价值。