时间：2023-11-29 06:15:25
关键词： BAS;智能大厦；应用
Abstract: Building Automation systems (Building Automation System, the abbreviation BAS) of intelligent Building is one of the important component parts. BAS is based on the modern computer technology, automatic control technology, the communication technology and network technology, through the network will be distributed in each of the monitoring system controller connect up, to complete the operation, management and focus on distributed control function of the integrated automation system. This paper analyzes the function of the system and the control work in the way to be introduced.
Keywords: BAS; Intelligent building; application
中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：
BAS通过对大厦内的机电设备采用现代计算机技术进行自动化监控和有效的管理，控制大厦内的温、湿度，创造舒适、安全的工作环境，并以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，以求取得最低的大厦运作成本。同时，BAS极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造了更高的经济效益。
楼宇自控系统将建筑电气设备与控制子系统、进行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、检测和管理，创造舒适、安全的工作环境，以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，取得最低的大厦运作成本。同时，通过优化控制提高管理水平，极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造更高的经济效益。
一、系统功能：
通过对楼内冷热源系统、空调系统的最佳控制，温、湿度的自动调节，新风量的控制，以及供排水、照明等合理设计从而保证各个区域的环境和满足各个区域的功能要求，楼宇自控系统可以根据不同区域进行日程安排，自动设定设备控制策略，使设备运行数量与环境控制要求相匹配，并提供最佳的能源供应方案。
建筑电气设备的能源消耗巨大，尤其是空调机组，系统采取运用优化运行方式，确保节能，使这些设备高效运行，从而降低运行费用。
楼宇自控系统的主要任务之一是管理建筑设备使其管理现代化，包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能及故障诊断功能，并使这些功能自动化，从而实现物业管理现代化，降低人工成本。
利用楼宇自控系统的软件功能，自动累计各种机电设备的运行时间，在可以利用备用设备的情况下，自动循环使用，平衡常用设备和备用设备使用时间，延长设备的使用寿命。
二、系统控制功能
1、新风系统监控
送风温度自动控制： 冬季时，根据传感器实测的温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证新风机送风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使送风温度达到用户的设定值。
送风湿度控制： 根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证送风湿度达到用户的湿度设定值。
过滤网堵塞报警： 空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。
新风机启停控制： 根据事先设定的工作时间表及节休息时间表，定时启停新风机，自动统计新风机运行时间，提示定时对新风机进行维护保养。
连锁保护控制： 风机停止后，新风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并连锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭风门，停风机。
节能运行,包括:
——间歇运行：使设备合理间歇启停,但不影响环境舒适程度。
——最佳启动：根据建筑物人员使用情况,预先开启空调设备,晚间之后,不启动空调设备。
——最佳关机：根据建筑物人员下班情况 ,提前停止空调设备。
——调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整,减少空调设备能量消耗。
——夜间风：在凉爽季节,用夜间新风充满建筑物,以节约空调能量。
2、空调系统监控
回风温度自动控制： 冬季时，根据传感器实测的回风温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证空调机组回风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的回风温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使回风温度达到用户的设定值；在过渡季节则根据室外送入新风的温湿度自动计算焓值，并与室内回风的焓值进行PID运算，其结果将自动控制新风阀、回风阀、排风阀的开度，以达到自动调节混风比的作用。
回风湿度控制： 根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证回风湿度达到用户的湿度设定值。
过滤网堵塞报警： 空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。
空气质量调节： 在重要场所设置二氧化碳测量点，根据测量值的浓度自动调节新风比。
空调机组启停控制： 根据事先设定的工作时间表及节休息时间表，定时启停空调机组，自动统计空调机组的运行时间，提示定时对空调机组进行维护保养。
连锁保护控制： 风机停止后，新回排风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并连锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭新风门，停风机，并在图形操作站上显示报警。
3、冷热水系统监控
根据实际热水量需求控制热交换器及水泵运行台数，以达到节能效果。
热水供水温度控制：由热水温度设定值与供水管的温度值比较作PID运算，控制电动蒸汽阀的开度，保持热水供水温度。
温度监测：监测蒸汽温度、热水供水温度及总管供水温度，确保系统操作正确。
水泵的监测与控制：监测水泵的运行状态、故障状态，控制水阀的启停。
可根据程序安排，每次启动不同的热交换器及水泵，从而增加设备寿命。
4、给排水系统监控
5、环境参数测量：室外温度/室外湿度、室内空气质量检测
6、送排风系统监控
关键词：楼宇 自控系统 电气自动化 应用
一、前言
楼宇自控系统在大型建筑中应用比较普遍，主要是通过对各种建筑设备进行自动化控制来满足对设备的合理利用，从而达到节约能源和人力的目的，并同时保证设备的安全运行。以往的楼宇自控系统主要是指建筑物内的暖通空调等设备系统，近些年来随着建筑物中可控电气设备的增加，电气自动化已经成为楼宇自控系统中不可或缺的重要部分。这里，我们针对楼宇自控系统中的电气自动化应用进行了介绍。
二、楼宇自控系统中的电气自动化应用介绍
电气自动化设计是楼宇自控系统中的重要组成部分，下面我们就电气自动化系统设计中的电气线路铺设设计、电气保护设计与电气接地设计三个方面进行简要的介绍。
（一）电气线路铺设设计
电气线路敷设施工要求严格按照施工平面图、系统图以及接线图进行施工。同时要注意电气线路的敷设要严格遵守国家的规范设计进行施工。具体操作过程中，要严格按照如下要求进行：
电缆铺设要进行合理的安排，不能存在交叉的情况，并且要防止电缆之间及其与其他物体之间的磨擦；
信号电线和强电电线的敷设要铺设成直角，并尽量分开一定距离，以避免相互之间的干扰；
电源线、信号线、网线要进行分别敷设，如果位于同一个线槽内则需要使用金属夹板来分开；
管内以及线槽内的电线不能存在接头，如果遇到导线需要进行连接的情况，就应该在线盒内进行焊接或者使用端子连接。
除此之外，系统设备在安装之前要对自控设备的安装要求和相关技术文件非常熟悉，包括水流方向、高低压侧、供水或回水管等问题。完成布线任务以后，还要根据实际需要进行调试，从而保证布线施工的质量。要配合专业人员对自控系统的调试工作做好记录。
（二）电气保护设计
电气保护的设计包括以下几种情况：
1、安全保护接地
接地的主要目的就是将电气设备中的带电部分的电子通过接地导线导入地下。建筑中很多电气设备都需要进行安全保护接地，这些设备都需要进行安全保护接地。因为电气设备的绝缘损坏以后会造成外壳带电，如果人体接触以后就会被受到电击危害。而如果使用接电线以后，当人接触带电设备后就会将电流导入地下，从而有效的保护人们的安全。
2、交流工作接地
交流工作接地则主要是指变压器的中性点以及中性线接地。N线必须要使用铜芯的绝缘线进行接地。需要注意的是，接线端子不可以暴露于空气中，并且不能够和其它的接地系统接触，，也不可以和PE线进行连接。在高压电力系统中，使用中性点的接地方式就可以保证接地继电保护的动作准确，还能够有效对单相电弧接地的过电压进行消除。
3、防雷接地设计
楼宇内部存在大量电子设备和布线系统，例如通信系统、火灾报警控制系统、楼宇自动化控制系统、保安监控系统等。这些设备的耐压等级都比较低，抗干扰的要求比较高，容易受到雷击等电气灾害的影响，造成电子设备的不同程度损坏和影响。所以在楼宇自控系统中要有接地功能，用于防止雷击灾害的发生。
4、直流接地
楼宇内包含大量计算机，例如通讯设备以及大楼自动控制设备。这些设备中信息的输入、传输、转换等过程都需要微电位以及微电流来进行。因此，为了保证信息处理的准确性和稳定性，不仅要建立一个稳定的电源，还需要建立一个稳定的基准电位。具体的处理方法可以使用大截面绝缘铜芯线做引线，引线两端分别连接基准电位和供电设备的直流接地。
（三）电气接地设计
楼宇自控系统的电气自动化设计中，接地系统的设计非常重要。近年来随着大量智能化楼宇的建设，导致接地系统的设计中出现很多新的内容。现在电气接地设计主要存在如下两种方式：
1、TN-S系统
这种系统是一种三相四线加PE线接地系统，经常应用于建筑物内设有独立变配电所时的进线。该系统的主要特点是其中性线N和保护接地线PE除了在变压器中性点处共同接地外，两条电线不再有其他的电气连接。该接地系统具备安全、可靠的基准电位，可以用作楼宇内接地系统。另外，在计算机等电子设备不存在特殊要求时，也采用这种接地系统。
2、TN-C-S系统
该系统主要由两个接地部分组成，一般应用在建筑物供电从区域变电所引来的部位。该系统的主要特点包括以下几个方面：中性线N和保护接地线PE在进户时共同接地后，不能再存在任何的电气连接。该系统中中性线N经常会带有电荷，保护接地线PE没有电的来源。而PE线的连接设备外壳和金属构件在系统正常运行的情况下，始终保持不带电的状态，所以TN-S接地系统对提高人和物的安全性有着明显的效果。同时我们只需要采取接地引线方式，从接地体一点引出，并选择正确的接地电阻从而保证电子设备能够获得一个等电位的基准点。所以说，TN-C-S系统可以作为智能型建筑物的一种先进的接地系统。
除了作到了上述几点，施工过程中还要严格要求，这样就能够在比较短的时间内完成电气自动化的应用设计，为楼宇内人员创造一个比较环保、舒适、节能的生活环境。楼宇自动化控制系统对建筑物内的通风系统、给排水系统、变配电系统、冷热源系统以及照明系统等设备的正常运行和管理、维护都具有重要的意义。
三、结论
楼宇自控系统中的电气自动化已经成为建筑中普遍应用的控制系统，对于保证设备的合理利用、节约能源、节约人力、以及确保设备的安全运行都有着重要的意义。因此，要加强对自控系统中的电气自动化的实践和研究，从多方面入手，保障电气系统的安全和正常运行。
参考文献
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1．1智能绿色建筑中楼宇自控系统的组成及基本作用楼宇自控系统是整个智能绿色建筑系统中，管理设备最多、涉及内容丰富、系统复杂、涉及管理控制范围最广，是智能绿色建筑控制系统最重要的组成部分。绿色建筑的设备控制系统、消防报警控制系统和安防控制系统构成了智能绿色建筑中楼宇自控系统的三大子系统。其中，绿色建筑设备控制系统由智能楼宇机电设备控制系统、监控巡更控制系统、火灾报警系统、广播系统及车场管理系统所组成。智能绿色建筑中的楼宇自控系统有如下基本功能:
1)实时对智能绿色建筑各个子系统的重点设备节点进行监控，将较为分散的子系统集成起来，协同控制，并利用图形、文字等直观的方式将设备运行情况传送给管理员。
2)执行管理员控制指令，管理受控设备的运行。
3)动态反馈智能绿色建筑各设备子系统的状态信息，并形成记录报告。
4)对智能绿色建筑设备的数据自动记录，并为综合信息数据管理研判提供数据支持。
1．2智能绿色建筑中楼宇自控系统的系统结构智能绿色建筑中楼宇自控系统一般分为集散式和现场总线式两种结构形式。
1)集散式(DCS)。集散式，即集散控制系统的结构形式(DCS:DistributedControlSystem)是应用较为普及的一种自动化系统结构形式，具有集中管理、分散控制的特点，通过两层网络的结构形式，可对三个层级的设备进行控制，它是伴随计算机信息技术的发展而产生出的一种控制理论和结构形式。集散式控制系统是通过对智能绿色建筑现场设备信号的采集、分析、控制等，来实现设备现场的控制过程。设备现场控制器由人机交互平台和控制处理中心两部分组成，计算机和操作台构成了人机交互平台，集散式控制系统通过控制处理中心实现系统的离线配置和在线监视及控制。集散式控制系统有较强的可靠性，当受控设备出现问题时，仍能独立运行和控制。随着智能绿色建筑中楼宇自动化系统的快速发展，集散式控制系统已逐步被现场总线结构形式所取代。
2)现场总线式(FCS)。现场总线式，即现场总线控制系统结构形式(FCS:FidlebusControlSystem)，智能绿色建筑中现场受控设备的仪器仪表、现场总线、控制计算机等三部分组成一个标准的现场总线式，其核心是现场总线控制技术。对于集散式系统来说，现场总线式具有实时、稳定、便捷、低廉等特点，广泛应用于智能绿色建筑受控现场，弥补了集散式系统的不足，从信号、传输和标准等方面都有了新的变化。它是自动控制技术、仪器仪表技术和计算机信息技术融合的结果;主流的楼宇自动化系统中一般都采用了这种结构形式。现场总线式控制系统已成为建筑智能化系统重要组成部分，作为传统集散式控制系统的替代，将成为第5代楼宇自控的结构形式。
2如何才能设计好智能绿色建筑中的楼宇自控系统
智能绿色建筑中的楼宇自控系统作用是对智能绿色建筑设备进行监控和管理。智能绿色建筑的水、电、暖类机电设备涵盖内容杂，关联技术多，各专业既独立成系统，又有相互交叉，为此，造成了智能绿色建筑中楼宇自控系统的多样性和复杂性，如何才能设计出功能全面、管理便捷的楼宇自控系统，成为了设计师较为棘手的问题。
2．1熟练掌握智能绿色建筑国家规范和楼宇自控系统的综合知识智能绿色建筑中楼宇自控系统所涉及的设计规范和绿色建筑系统知识，是设计师进行系统设计的理论依据。GB/T50314-2006智能建筑设计标准，GB50339-2003智能建筑工程质量验收规范，GB/T50378-2014绿色建筑评价标准以及相关建筑标准是重要设计规范参考。此外，楼宇自控系统是智能绿色建筑中最复杂的系统之一，综合了各类智能绿色建筑设备，各专业知识以及相互发生关系的知识点和接口必须要掌握。只有这样，设计者才能在设计时做到游刃有余。2．2做好楼宇自控系统设计的前期准备工作1)做好业主需求分析。楼宇自控系统最终是服务于建筑，不同的业主对于楼宇自控系统的理解以及功能定位是截然不同的，所以满足业主的使用需要至关重要。而且楼宇自控系统对于大部分业主显得过于专业，让一个非专业人士提供专业的智能绿色建筑需求是不可能的，这就需要设计人员发挥主观能动性，不断和业主方沟通，潜移默化的在智能绿色建筑、楼宇自控系统等基本建筑知识方面，对业主进行知识普及，确保沟通有力，提高设计前期落实业主需求的工作效率。
2)做好智能绿色建筑中可能应用的各类机电设备需求分析。在智能绿色建筑的各类机电设备中，空调、动力、照明、给排水设备等是主要机电设备，对此类设备的监控和管理是十分重要的。进行楼宇自控系统设计时应充分理解水、电、暖通等专业的设计思路，这样才能清楚整个楼宇自控系统应包括哪些内容、达到何种深度、实现哪些功能等。
3)做好前期配合协调。智能绿色建筑中的楼宇自控系统所涉及的机电设备种类繁杂，因此在进行系统前期设计时，一定要与机电专业人员进行充分沟通，详细了解专业需求及设备功能，并在设计前期就要明确控制设备的配电箱二次回路、设备接口等需求，并确认与其他专业的工作接口界面等。
2．3抓好后期楼宇自控系统深化设计的及时跟进智能绿色建筑中楼宇自控系统的设计随着工程项目建筑设计的进行，是一个不断变化的过程。设计人员要根据建筑、设备专业及其他因素的变化，对楼宇自控系统进行设计，尽可能的跟上业主的需求变化，最大限度的满足业主的功能要求。深化设计不仅在方案设计中应积极开展，而在后期项目施工图设计中更应作为重点认真对待，使其系统的功能方案得到进一步延续和贯彻，从而确保整个智能绿色建筑中楼宇自控系统的实用性和有效性。
3结语
智能绿色建筑楼宇自控系统设计是一项综合各专业知识的复杂设计工作，它涉及工程技术、IT技术、绿色建筑技术、管理技术等众多方面，且各个方面都有独立的知识结构体系，这就需要掌握好智能绿色建筑中综合各专业的基本知识要点，并在日常设计中将这些专业的相互关系加以协调，这样才能设计出适用、有效的楼宇自控系统。
关键词：楼宇自控 研究报告 在我国建筑业大力兴建的环境下，建筑智能化市场迅速成长起来，而给人们带来舒适工作及生活环境的楼宇自控系统的市场随之越来越大。
通过楼宇自控系统（这里指通常所说的小BA系统或狭义BA系统），采用先进的计算机控制技术，以丰富灵活的控制、管理软件和节能程序，使建筑物机电或建筑群内的设备有条不紊、综合协调、科学地运行，从而达到有效地保证建筑物内有舒适的工作环境、实现节能、节省维护管理工作量和运行费用的目的。 在工程数据的积累中，楼宇自控系统工程造价数据可参考为：
住宅小区：约2元/m2；大型工建及商业建筑：约20～30元/m2。这里造价的最高与最低可有一倍之差。
1 楼宇自控市场期待规范化管理
调查数据表明：当前的楼宇自控市场有喜有忧，喜的是这个市场很大，国内外楼宇自控厂家纷纷争抢这块大蛋糕；而忧的是目前这个市场存在着一定的问题，缺乏统一的管理。
就中国的大环境而言，建筑智能化的市场前景非常乐观。加上近两年，业主对智能建筑的要求越来越高，这给楼宇自控厂家提供了一个很大的市场，各楼宇自控厂家竞相使出法宝，以抓住有利商机。
尤其是2008年第29届奥运会带来更多的商机，有几个楼宇自控厂家专门为此成立了相应的部门，如霍尼韦尔（天津）有限公司成立了场馆设施项目部、西门子楼宇科技（中国）有限公司成立了奥林匹克项目部等，以期用完善的技术解决方案来服务北京奥运。
2003年厂家重要市场举措：
施耐德电气收购瑞典TAC公司
2003年6月12日，施耐德电气宣布收购著名楼宇自控公司瑞典TAC公司。TAC是一家世界知名的楼宇自控公司，市场价值约110亿欧元，并正在以每年6％的速度增长。TAC 在其产品中采用了包括LonWorks网络等许多开放技术，这些技术与施耐德的”透明工厂”概念能够完美地结合。收购TAC将为施耐德公司在楼宇自控领域奠定坚实的基础。
霍尼韦尔抓住发展契机 亚太总部移师中国
2003年6月18日，霍尼韦尔公司宣布：即日起将亚太公司总部从新加坡移至中国上海，在上海张江高科园内建立新基地。
将公司总部移至上海是霍尼韦尔商业战略的一个重要组成部分，它有助于抓住亚太地区的发展机会，尤其是在中国这样的新兴市场。在过去的几年里，中国的投资不断增加，基础设施不断完善，客户群、供应商及专业人才都有迅速的增长。
江森自控与QAD战略合作开发新一代准时制
2003年7月9日，江森自控有限公司与QAD公司（全球制造业协作商务解决方案的供应商）宣布：双方已携手建立合作伙伴关系，共同为QAD的旗舰产品MFG/PRO开发新一代准时制（Just-In-Time）顺序交付模块。通过建立合作关系，QAD公司可以得到汇聚了江森自控有限公司10余年的知识和专业经验的准时制顺序交付软件模块开发成果，同时还可获得江森最好的专业知识和建议，从而可以进一步改进 QAD产品的设计并减少该项产品上市的准备时间。
市场竞争的结果势必会引起一些问题，如竞争手段、技术水平、服务质量等方面，同时也会造成利润的下滑。在这种情况下，就需要有机构来出面管理这个市场。在这方面，国家对行业的管理机制特别重要。建立行业协会、制定行业标准、规范行业市场，是产品成熟化的标志。如何定义智能建筑BA系统行业厂家，如何制定行业标准，关系到产品化的目标能否真正实现，也关系到BA市场能否走向规范。
目前，国际上尚未有完整的关于楼宇自控的设计与施工的标准，其主要原因是世界上的建筑物设备工程因地域、传统、能源、标准等差异，建筑设备的系统设计方案有很大的不同，因此针对建筑设备监控的BA系统其设计方法也会有较大的不同。
国际上一些供热、制冷空调学会或协会等组织，分别在其制定的协议与标准中不同程度地包含了一些关于BA系统工程设计的规定。如用于楼宇自动控制网络的数据通信协议BACcom，就是由美国冷暖空调工程师协会组织（ASHRAE）的标准项目委员会（SPC）135P于1995年6月制定的。 2002年1月30日，北京市质量技术监督局了《建筑及住宅小区智能化工程检测验收规范》（DB11/146-2002），从2002年2月 20日起实施。其中，第三部分”建筑设备监控系统”适用于建筑设备监控系统的检测验收，相应的改、扩建工程也可参照使用。
2002年，上海市建设与管理委员会责成同济大学社区信息化与智能建筑研究中心组织中国上海测试中心、上海市智能建筑检测中心、浦东科技局和上海市设备安装公司起草上海市工程建设规范《建筑设备监控系统检验标准》，目前已完成报批稿。
2 楼宇自控系统的发展趋势
2.1 我国建筑智能化市场初具规模
近年来，我国许多专家访问了欧美与亚洲发达国家，并与这些国家的专业人士就智能建筑技术进行交流，得到的结论是发达国家并没有象我们那样对智能建筑的热情，也不存在专业权威的智能建筑协会组织，对智能建筑的热烈谈论曾是多年前的历史。现在发达国家的智能建筑系统大都是按照建筑物使用功能进行设置，尽管没有刻意把智能化放在建设目标上，但是智能化系统的装备技术是先进的，系统的设置是完备的，系统的工程设计是合理的，系统的运行状态是良好的。
经过业界各方人士多年来的探索、推进，我国建筑智能化系统工程得到了迅速发展。目前，无论是智能建筑的理论、设计理念、建设法规、设计方法、施工技术、工程管理，还是建筑智能化行业管理及智能物业管理，都通过教训与经验的总结，日臻成熟完善。
就目前而言，我国智能建筑的建设理念与建设目标并不低于国外，某些理念高度甚至超过了一些发达国家。但是，在准确把握智能建筑的设计定位、高质量的工程实施与系统有效运行管理方面，还有一定的差距。
近年来，建设部与各地建设主管部门对智能建筑工程加强行业管理力度是很有必要的，但是政府无法也不可能解决所有的问题，大量的工程与技术问题、市场问题最好由相关的行业协会来牵头解决。
2.2 楼宇自控系统的集成化
2.2.1 以楼宇自控系统为基础的系统集成方式
系统集成主要通过建筑与建筑群综合布线系统和计算机网络技术，使构成智能建筑的各个主要子系统具有开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。
系统集成的方式主要包括：
（1）智能建筑的系统集成可采用以BAS为中心，通过LonWorks或BACcom等技术实现和集成模式。
当前BAS的结构大多采用二级网络形式，即上层为以太网，下层采用RS485、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式，具备集成的有利条件。此外，以BAS为中心的集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口（网关或网络控制器），将各种系统数据集成到网络主干上，这样BAS网关就能将SAS、FAS等第三方系统的协议转化为BAS级通信主干协议，从而实现了以BAS为中心的集成目的。
各楼宇自控系统厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成，有的楼宇自控系统厂家还专门开发了系统集成的管理软件。
（2）智能建筑是以信息集成为核心，连接所有与之相关的对象，并根据需要综合地相互作用，以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。
（3）新的集成技术是将信息集成建立在建筑物（群）内部网Intracom 的基础上通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。
（4）实时数据的集成和管理数据的集成。
智能建筑中包括多个子系统，涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。由于处理对象差异，各个子系统无论在硬件和软件结构上都有着很大的不同。系统集成的实质是一种横向集成，是把各个子系统通过物理集成、网络集成、应用集成而连接成一个完整的大系统。
对于智能建筑来说，实时数据的集成是最为重要的，也是首先实现的要充分利用先进的产品和技术，实现对建筑物消防、安全防范、电梯控制、灯光控制、停车等诸多子系统实时数据的集成，并完成各子系统之间的联动控制。
2.2.2 智能化对建筑物的影响
由于我国经济发展的不同，各地区的智能建筑建设速度及水平也有相应的变化。上海作为我国的现代化大城市，城市智能建筑的建设发展很快，出现了街区智能建筑群的建设现象。上海同济大学社区信息化与智能建筑研究中心曾对上海市淮海中路商业街区建筑群智能化系统深入的调查研究，对该地区智能化系统工程建设的现状作了分析。
表1
表2
（2）智能化系统投资与大楼经营效益
弱电投资、智能化水平与出租率之间的关系，见表3。
表3
令 x —— 单位建筑面积的弱电系统投资（元/m2）
y —— 大楼设备所达到的智能化水平（%）
z —— 大楼出租率（%）
由表3中的相关关系可见，单位建筑面积弱电系统投资越大，其智能化水平越高，则其出租率也越高。
弱电投资、智能化水平与大楼租金之间的关系，见表4。
表4
令 x——单位建筑面积的弱电系统投资（元/m2）
y——大楼设备所达到的智能化水平（%）
z—— 大楼租金（$/ m2.月）
各大楼的租金虽然取决于以下诸多方面：大楼的设计、建造标准；大楼建造的年代；物业管理的水平；建筑物所处的地段；大楼的装修标准、风格；物业营销策略，而且大楼租金与实际成交价之间有差异，但是单位建筑面积弱电系统的投资、大楼智能化程度，对大楼租金有着一定程度的影响。［节选摘自《智能建筑与城市信息》2003年第2期《商业街区智能建筑群的工程建设》］。
2.3 楼宇自控系统的数字化
2.3.1 数字化楼宇自控系统的概念
最近几年，未来的楼宇被人们认为将会是充满了各种各样的智能设备。楼宇控制网络中的传感器、执行器、阀门等都是智能的。楼宇的基础设施能无缝隙的将数据网和控制网连接起来，形成整体的楼宇网络。
整体的楼宇网络将成为未来楼宇控制的典范。整体的楼宇网络概念已不再是一个对将来的期望，今天它正在发生中。提供智能设备、子系统和系统的厂家正在如指数般的成长。这种推动力主要来自于业主们，他们对楼宇物业集成度的要求越来越高，这也是合理的。因为在今天，楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保安和消防中的智能产品都已问世了。
虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新，但真正的整体的楼宇网络系统仍然少见。生产厂商们一方面表示他们全面向开放性系统靠拢，但另一方面又限制互操作性产品的发展，因为他们必须面对一个标准网络通信协议和真正的开放性结构所带来的市场变化。大公司愿意维持现状大多是因为利益上的考虑。许多大厂商在他们的底层设备中采用了LonWorks技术，是因为发现使用LonWorks平台这一经济有效的技术可以实现他们的封闭系统中的设备互通信息。
2.3.2 楼宇自控系统的远程监控
基于因特网的楼宇设备远程监控结构可以基于各种操作系统平台。对于市场上的BA系统，如江森和霍尼韦尔等产品，其系统内置有专用的数据库，并提供有接口，可以转化为标准的数据库，通过前面提到的方法，用户可以从远程通过调用数据库来了解整个BA系统的情况。如果他想获得BA系统的实时状况和实时控制BA系统，可以直接通过浏览的方式监控BA系统。
现代的楼宇自动化系统应基于Intercom来实现信息交互、综合与共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问，真正做到局域和远程信息的实时监控，数据资源的综合共享，以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理。一旦将传统的BAS系统延伸到因特网上，建筑管理人员即便是在千里之外也可以完成他的职责。可以说因特网与智能建筑是分不开的，通过因特网，不仅可以完成监控职责，而且还有很多便利，比如楼宇设备厂家可以通过因特网持续了解自己设备的运转情况，当设备运行在非正常状态时，厂家可以立即采取措施避免事故发生，当然可以减少运行管理费用。可以说，基于因特网的BAS技术代表着楼宇自动化的发展方向。
2.4 楼宇自控系统被控设备日趋智能化
2001年，根据BSRIA的估计，中国的商用中央空调市场总价值约在9亿美元。而家用空调如果按产量来估算价值（考虑到价格战的因素），估计在60～70亿美元之间。两者相加不到80亿美元。而当年美国开利公司的全球销售额就接近90亿美元。 BA系统的价值与意义就在于降低初投资，节约运行费用和人工成本，更好地实现舒适性控制要求并协调各个系统，BA系统是集中空调系统不可或缺的组成部分。
3 智能建筑的节能与管理
智能建筑特别是BAS（楼宇自动化）与研究高层建筑节能有着极为密切的关系，检测建筑物各项能耗的各类传感器和仪表是BAS的组成部分之一，建立能量使用数据库是研究节能的基础，是BAS核心软件的组成部分，集散控制系统是完成BAS各子系统控制功能的主要手段，更是实施节能的媒介。良好的管理可减小高层建筑能耗10%，通过优化设备的运行可节能10%，而这二者都可由BAS的软件来实施。
智能建筑中BAS的核心是HVAC（供热、通风、空气调节）系统，此部分投资比重大，能源消耗大，占建筑总能源消耗的50%以上。因此HVAC系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。
智能建筑中实现节电节能，重在HVAC系统节电节能。国外BAS，系统节能率一般可达30%左右，也正是业主投资建筑智能化所期待的主要回报内容之一。然而目前国内在智能建筑中，真正能做到这一点并不多。其主要原因是市场管理和技术管理方面的问题。
技术管理方面的问题是HVAC自控设计与HVAC系统设计存在着脱节现象。在智能建筑中，HVAC及其自控系统的工程实施的步骤大体上是建筑设计院的暖通空调专业人员进行HVAC设计，并提出HVAC自控要求，由自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工设计，并安装调试，然后移交给物业管理部门进行运行管理。这几个环节包括了建筑设计院、设备安装、自控厂商和业主等单位。工程实施本应形成密切配合，一环扣一环的运转；然而，实践表明，目前其中各个重要环节常常脱节，遗留后患，给BA系统的正常运行和节能效果带来严重的问题。因此，应针对上述问题采取有力措施加以解决，使节能效果真正实现。
智能建筑中还有其它系统节电节能，如照明、电梯等应通过优化设计，采用先进的节电技术，以获得良好的节电节能效果。照明系统能耗占商业建筑能耗的26%，照明系统的节能设计可以较大比例地减少高层建筑的能耗。
4 2003年楼宇自控系统市场调查数据
主要针对国内外楼宇自控系统品牌进行了调查。
（1）楼宇自控系统的满意度。
性价比满意度，见表5/图1；
表5
图1
销售服务满意度，见表6/图2。
表6
图2
（2） 楼宇自控管理软件的满意度，见表7/图3。
表7
图3
（3） 常用的控制器/传感器品牌，见表8/图4。
表8
图4
（4） 常用的执行器品牌，见表9/图5。
表9
图5
（5）常用的变风量控制系统品牌，见表10/图6。
表10
图6
（6）常用控制系统品牌
常用的空调控制系统品牌，见表11/图7；
表11
图7
常用的新风机控制系统品牌，见表12/图8；
表12
图8
常用的变配电控制系统品牌，见表13/图9；
表13
图9
常用的给排水控制系统品牌，见表14/图10。
表14
图10
5 结论
【关键词】建筑；智能化；楼宇自控系统
【Abstract】With the development of economy， the living standard is getting higher and higher. China's construction industry has also been getting better and better. The construction of cities is getting better and better. The competition between the construction industry is fierce. In order to achieve the undefeated land in the industry， it is only constantly improving itself and innovating its development. High and new technology is applied in every aspect， and people's demands in life are constantly improving， and the intelligence of buildings is growing rapidly. The technology of building intelligence is also on the rise.
【Key words】Building；Intelligent；Building automation system
1. 前言
社会的不断发展，给人们的生活质量提升带来了前所未有的新体验，新的生活方式正在快速的取代传统的以劳动力为代表的生活方式，但是社会的发展给人们带斫步的同时，由于人口数量的大幅度增长，人们对建筑物的需求越来越高，建筑智能化的楼宇自控系统出现的非常及时，随着人们生活水平的不断提高，设计也在不断完善优化，楼宇自控系统它能够促进建筑更加智能更加完善，极大地顺应了历史发展满足了人们的需求。
2. 建筑智能化下楼宇自控的基本构造
（1）建筑智能化是计算机信息技术快速发展下的产物，将建筑技术与高新技术相融合，以建筑为平台，同时兼备其他系统，例如建筑设备、办公自动化、公共安全及通信网络，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个高效、安全、舒适、便利的建筑环境。楼宇自控系统是高效协调运作整个建筑中的主要机电设备，可以系统地对机电设备进行自动管理、监视、控制其运行状况，发挥被控设备的利用率，节约能源，降低维护人员的劳动强度。
（2）楼宇自控系统由以下几个方面组成：第一，传感装置。传感装置是系统中最为关键的装置之一，可与被测装备直接连接。传感装置在感受参数化方面也起了重要的作用，可以及时有效的发送信号，起到有效的自控系统的作用。因此，在选择传感装置时要遵循灵敏、准确、稳定的原则。在自控系统中，最为常见的是压力传感器、温度传感器和湿度传感器；其次是现场控制设备。现场控制设备的主要功能是对建筑内部的设备运作进行监控，具有一定的完整性，完善的硬件与软件可以让它独立的完成运行。通常一般的设备故障和网络问题影响不到它，电源模块和通信模块等存储在控制器中，主要优点为：定时启动、定时扫描、控制扫描系统等等，其次，就是中央监控系统。以中央处理计算机为基础，保障设备达到最好的运行状态，有效地管理建筑内部生活环境。
3. 建筑智能下楼宇自控系统的优越性
3.1节约能源好。将楼宇自控系统应用到建筑中去，能够有效的控制与管理系统设备，合理利用资源的同时也节约了能源。在智能系统中，可以提前预设好程序，契合国家可持续发展的要求，智能化的楼宇自控系统可以有效的调控建筑内的空调与照明，能够有效地把能耗降低下来。
3.2降低管理成本。智能自控系统有效的取代传统的人工管理，能够更高效的完成工作任务，同时，也节省了人工管理的费用，降低了管理成本。以系统地对机电设备进行自动管理、监视、控制其运行状况，发挥被控设备的利用率，节约能源，降低维护人员的劳动强度。
3.3减少疏漏，提升可靠性。传统的人工管理有时候会因为工作人员的一些疏忽，一个小错误能影响到整个工作系统。在智能自控系统中，可以对这些问题进行有效的控制。在预设系统中，可以管控好每个环节。同时还能对工作时间有更好的管控。
3.4带来更多的经济效益。在智能自控系统下，将失误降到了最低，提高了工作效率的同时，也延长了设备的使用年限，故而可以带来经济效益。
4. 楼宇自控系统的发展与前进分析
楼宇的自行和建筑智能化之间的关系是相辅相成的，在我们提高楼宇自控就会很自然的想到智能建筑。在当代社会中智能建筑的发展根本是建筑设备自动化发展而来的，这就是我们说的建筑智能化。智能建筑关系到很多方面比如说排水设备、照明设备、空调设备等等许多电气设备，但是这些设备存在的问题就是繁多和复杂。数量特别多，被它测量、监视、控制的对象非常广泛，也非常复杂，并不是人力能够做到的。存在的缺点就是这些设备存在于各个环节管理起来存在一定的难度。为了能够合理的使用这些设备，起到它应有的作用就需要合理利用人
力资源，保证设备的安全性和稳定性。建筑智能化随着时代的不断发展，人们对环境的要求也越来越高。在发展过程中建筑智能化存在的问题也开始逐渐露出水面。在这种背景下楼宇自控系统开始脱颖而出。楼宇自控系统有着先进的信息技术和计算机技术的辅助，能够高速有效地帮助建筑内的建筑使用设备达到最好状态，能够起到监视和测量的作用。在此同时系统控制的方式也达到了不断完善和优化。
5. 建筑楼宇自控系统实施后注意后期的节能维护
（1）在建筑楼宇自控系统方案之前需要我们详细的考察该建筑的整体性能和结构以及用电情况，制定合适科学的节能方案，在工程实施过程中将每一环节的节能方案认真落实到位，这项节能工程还没有结束，需要注意一点，在设计施工结束之后，一定要注意节能工作的后期维护，对工具的维护，对线路的维护，维护好电气设备中的各种硬件设施，一方面减少设备的损坏导致的浪费，另外保持节能工具的顺畅工作，这都是节能的一部分工作内容，也是重要环节。
（2）大部分的设计安装目前还处于人工作业的水平，这就要求在进行设计时设计人员要有很强的业务素质和能力，有创新的想法和节能的理念，才有可能设计出节能的方案，所以要不断开阔设计人员的思路，普及节能理念。另外还要加强施工工人的技能，施工过程的顺畅保证不浪费材料，也属于优化完善的一方面。
6. 结束语
城市建设也越来越好，建筑行业之间的竞争激烈，为了能够在行业中达到不败之地只有不断提高自己，创新发展。高新技术在在各个方面的应用，人们对生活中各项要求也在不断的提升，建筑智能化也在迅速发展。建筑智能化的楼宇自控系统已经逐渐发展完全，随着人们生活水平的不断提高，设计也在不断完善优化，楼宇自控系统它能够促进建筑更加智能更加完善，极大地顺应了历史发展满足了人们的需求。
参考文献
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关键词 医院 智能化 楼宇自动控制系统
在科技日新月异的今天，绿色、可持续发展、智能化的医院已经是医院建设的必然趋势。对于医院病房综合大楼的楼宇节能控制系统来说，其重点在于满足环境的舒适性、体现高效便捷的管理特点、提供有效的节能措施、达到远程设备监控、节省人力投资的目的，从而营造出一个高效、便利、先进的信息管理环境。
江苏省徐州医学院附属医院的病房综合楼，地下3层，地上22层，建筑面积较大。为了给医护工作者提供一个健康、安全、舒适的工作环境，为经营管理者提供一个高效、便捷的管理环境，医院采用了完善的楼宇自动控制系统。
智能化系统包括：综合布线系统、电话通讯系统、机房工程、综合安防系统、一卡通系统、卫星与有线电视接收系统、信息引导及系统、呼叫对讲系统、病房探视系统、楼宇自动控制系统、能耗计量管理系统、病房节水系统、智能建筑集成管理系统、时钟显示系统、公共管路系统等，下面将重点介绍楼字自动控制系统（Building Automation System，简称BAS）。
一、楼宇自动控制系统设计目标和要求
楼宇自控系统应具有实用性、可靠性，兼具开放性、灵活性和可扩展性。设计中应综合考虑初期投资于长期受益、使用费用与维护成本、实际使用效能及技术先进性等因数。
楼宇自控系统采用集中管理分散控制模式，由现场控制级和中央管理级两级组成。为确保可靠性，网络分为管理级和控制级，要求系统数据存储不仅仅依赖于管理电脑，当管理电脑瘫痪后，系统的运行、数据的存储依然有可靠的保障。
楼宇自控系统应提供许多标准接口，如：NET、API、ODBC、DDE、OPC标准的SQL等多种接口，并且支持BACNET、OPC、LonWorks等工业标准协议，以方便集成及日后的扩展。系统集成平台应为开放式，且通用性强。管理控制软件须是基于标准数据库设计的应用系统。
系统DDC输入输出点配置数量，不得少于系统点位表要求的DDC控制器I/O输入输出点的总数量。
二、楼宇自动控制系统监控内容
（一）冷热源系统
在指定管道位置设置温度及压差传感器和水压调节阀，以测量空调水供回水温度，调节空调水供回水压差。
当机组需要投入时，控制程序首先打开该机组对应的冷冻水、冷却水蝶阀。在得到各蝶阀打开状态信号后，延时30秒启动相应的冷冻水一次水泵、冷却水泵，在得到相应的水流状 态信号后，延时5分钟启动冷水机组。
累计每台机组运行时间，合理选择运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组使用寿命，自动监测各关键设备的运行状态，故障报警，手/自动状态，并按照程序及实际情况自动启动备用设备。
测量冷却水总管回水温度，控制冷却水总管上的旁通蝶阀，控制冷却塔风机的运行台数，以维持适当的冷却水温并节约能源。
冷热源系统同时还完成如下控制：根据热交换器的供回水水温控制电动碟阀，以维持供回水温度。
（二）空调新风系统
采用DDC控制器方式，对大楼空调系统实行具体的监控，内容如下：
送、回风温湿度的监测；
空气过滤网堵塞、防冻状态及报警的监测；
根据测量回风温度与设定温度的比较，调节电动二通阀的开度；
根据室外温度与回风温度的比较，调节新风风门和回风风门的开度，以求节约能源；
室外温度湿度的监测。
（三）送排风系统
1.启停控制
于预定时间程序下控制送排风机的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段（DO）。
2.状态监测
通过启动柜接触器辅助触点，直接监测风机运行状态（DI）；
通过启动柜手、自动开关的辅助触点，检测风机手、自动状态（DI）；
通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号（DI）。
（四）给排水系统
采用DDC采集给排水系统中的生活水箱、消防水箱、消防水池、集水坑，各种水泵的参数。具体如下：
设备监控内容：
消防水池、消防水箱、生活水箱的高低液位监测（DI）；
集水坑的高低液位报警检测（DI）；
消防水泵、喷淋水泵、排污泵的运行状态，故障状态（DI）；
系统还可根据时间表对排水泵启停进行分时、分区控制。
（五）电梯系统
监测电梯的运行状态、故障报警、上/下行状态。
（六）照明系统
公共照明在一幢建筑中能耗也是非常大的，因此照明控制系统主要对楼层公共照明、大堂公共照明等进行节能控制，同时可根据大厦的需求配合安保系统实现联锁控制。
照明回路启停控制（DO）；
照明回路状态反馈（DI）；
照明回路手、自动状态监视（DI）；
照明回路故障报警（DI）。
（七）变配电系统
为了大楼的安全，对变配电系统的有关变配电状况，由中央监控系统实施监视而不作任何控制，一切控制操作均留给现场有关控制器或操作人员执行。BA系统通过标准网关的方式和变配电监控系统相连，采集变配电系统的有关参数。
监测各低压并开关柜的电流、电压、频率等电力参数；
监测高压电源的电流、电压、电能和功率因数、无功功率等电力参数；
检测高、低压开关柜的开关状态，故障报警；
检测变压器的超温报警和运行时间记录及变压器的风机状态；
监测发电机电压、电流和频率；
发电机的储油罐油位与温度监视，供油泵与回油泵的运行状态显示；UPS电源供电电压、电流和频率；应急电源供电电压、电流和频率。
（八）医用气体系统
系统提供标准开放的协议接口，由BAS接入进行远程监视和管理。
三、结束语
楼宇自动控制系统为医院带来的好处，主要体现在以下5个方面：
第一，通过对送/排风、空调等系统的精细控制，满足了医疗大楼内部环境要求，提供了舒适的就医环境。
第二，通过对机电设备的自动化控制和集中管理，极大地减少日常巡视的维护工作量，减少每班工作人员。节省人力资源，提高了人员的工作效率。
第三，保证了建筑物内机电设备的运行安全，通过对设备有计划的使用、实现设备的最低折旧，降低设备的运行能耗及运行成本。
第四，通过对设备运行的趋势分析，可以对设备故障进行提前预警，保证设备的及时维护、维修，延长设备的使用寿命。
关键词:楼宇智能化 电气自控 应用
Abstract: intelligent building electrical automation mainly includes is electric control system and electrical control system security, in the design process control system is a foundation, security system is the guarantee. Only the design of both the rationalization and scientific process to achieve the real "intelligent". So in electrical system design process must hold on to the core, and the core of the system needs to come to open each part, eventually to establish a complete system of the target.
Keywords: intelligent building electrical control applications
中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：
楼宇智能化通常包括建筑自动化、通讯自动化、办公自动化等多个方面。随着我国国民经济的迅猛发展,高档智能化建筑已成为当今建筑的主流。楼宇自控系统是建筑设备自动化控制系统的简称。建筑设备主要是指为建筑服务的、那些提供人们基本生存环境所需的大量机电设备,如暖通空调设备、照明设备、变配电设备以及给排水设备等,通过实现建筑设备自动化控制,以达到合理利用设备,节省能源、节省人力,确保设备安全运行之目的。电气自动化已成为楼宇自控系统不可缺少的基本环节。在楼宇自控系统中,电气自动化系统设计占有重要的地位。前些年人们提到楼宇自控系统,指的主要是暖通空调系统的自动化系统,而目前自控系统已涵盖所有可控的电气设备,电气自动化已经是楼宇自控系统最为基础的环节之一。在此,文章针对电气自动化在楼宇智能化的电气接地及保护两方面进行粗略的探讨。
1 电气接地
在电气自动化应用中,电气接地占有极为重要的地位,接地系统关系整个供配电系统的稳定性与可靠性,是保障系统安全的基础。随着楼宇智能化的发展,电气自动化给楼宇接地系统带来了新的改变。目前主要有TN―S、TN―C和TN―C―S三种电气接地系统。
TN―S电气接地系统是三相五线制,分别是三根火线和一根中性线、一根接地保护线。该系统具有以下特点:中性线与保护接地线共同在所属变压器中性点实现接地,除此之外二者没有电气连接;中性线带电,保护接地线不带电;中性线与保护接地线均重复接地;TN―S电气接地系统具备安全的基准电位,安全可靠。
TN―C电气接地系统是三相四线制,分别是三根火线和一根保护中性线,其中性线与保护接地线合一,多用于较早的低压配电系统。由于该系统是三相四线制,中性线只有在三相负载平衡时才不带电,而智能化楼宇中单项负荷较大,其三相负荷一般是不均衡的,中性线中通常有随机电流。除此之外智能化楼宇中荧光灯使用量大,由此产生的三次谐波加大了中性线的电流量,中性线如果连接设备外壳可能导致电击事故或是火灾事故。因此,使用TN―C电气接地系统时必须对电子设备安设直流、交流工作、安全保护和防雷保护接地。与此同时,考虑到智能化楼宇中的大量的精密电子仪器设备容易受到电磁波干扰,程控交换机房、消防报警监控室、计算机房等均有防静电要求,因而在设计智能化楼宇以及施工、安装过程中需要考虑屏蔽、防静电接地的要求。
TN―C―S电气接地系统由TN―C系统和TN―S系统两部分组成,其中TN―C系统用于进户之前,TN―S系统用于进户之后,二者分界面处于中性线与保护接地线相连处。由于使用TN―C―S系统能够降低设备对地电压,却不能彻底消除,对地电压大小受负载平衡等因素影响,因此需要在进户处布置重复接地,并控制负载平衡情况。组合使用TN―C和TN―S系统不仅提高了设备和人员的安全性,还节省了建设成本,兼顾安全性、稳定性和经济性。但如果三相负载不平衡,楼宇内有电力变压器时应选择TN―S系统。
2 电气保护
楼宇智能化中的电气保护主要包括交流工作、安全保护、屏蔽与防静电、直流工作、防雷保护接地五方面内容。独立的交流工作接地或是安全保护、防静电、直流工作、防雷保护接地电阻分别不应大于4Ω、4Ω、100Ω、4Ω、10Ω。
交流工作接地指的是必须在变压器中性线或者是中性点接地,中性线选择铜芯绝缘线,配电中存在的等电位接线端子通常在箱柜内。需要注意的是,等电位接线端子不仅不能外露,也不能和直流接地、安全保护接地或是屏蔽接地等其它接地系统混接,还不能和保护接地线连接。采取中性点接地能够确保高压系统继电保护动作可靠、准确,并避免零序电压偏移,确保三相电压平衡。
安全保护接地指的是对电气设备中没有带电的各个金属部分使用金属连接的方式与接地体作良好连接,使用保护接地线连接智能化楼宇中的用电设备及其附近的金属构件,但不能连接保护接地线与中性线。智能化楼宇中的强电、弱电、非带电导电构件或是设备都需要安全保护接地,如果不作安全保护接地,设备外部绝缘损坏可能使外壳带电,不仅容易进一步损坏设备,还可能造成人员触电事故。由于并联电路中支路电阻与电流成反比,正常情况下人体电阻要远远高于接地电阻,因此使用安全保护接地后设备外壳的电压十分低,流经人体产生的电流极小,不会对人员造成威胁。使用安全保护接地,尽量降低接地电阻,能够保障电气系统运行的稳定、安全,还能保障设备安全和人身安全。
屏蔽与防静电接地分别指的是用保护接地线连接设备外壳、屏蔽管路两端、室内的多个部位,用导静电体连接带静电或可能产生静电的物体与大地,以避免设备、导线、室内受到电磁干扰,消除静电。由于人员在房间内走动或是移动设备等行为都可能产生大量静电,如果接地不好不仅会对电子设备产生干扰,还可能损坏设备芯片,甚至引发一些安全事故,因此防静电接地需要将所有可能产生或带静电的设备外壳和设施与保护接地线可靠连接,并使接地电阻尽量降低。
直流工作接地指的是用截面积较大的铜芯绝缘线连接电子设备与基准电位。由于智能化楼宇中有大量的电子设备,在计算机、自动化设备、通讯设备等电子设备中输入、传输、输出信息或是放大信号等操作都以微电位或者是微电流进行,需要依靠直流工作接地使其基准电位和供电电源保持稳定,以提高其操作的准确性和稳定性。需要注意的是,直流工作接地不宜与保护接地线连接,更不能与中性线连接。
防雷保护接地指的是对智能化楼宇中的电子设备、线路等做防雷保护接地,并以电力通信运维工作的流程化管理,使各种运维工单处于有序化、闭环化的环境下流转,显示工单在各个部门间流动的情况,使运维工单所流经的每个环节都有据可查。同时,在固化完成一系列运维流程基础上,提供支持流程灵活定制的平台,以提高运维工作人员的效率。
3 系统设计原则
3 . 1 标准体系结构原则
通信网全程管控系统的设计应采用体系结构,本次系统将采用TMN网管结构体系,其优点在于成熟性和完整性。TMN体系是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系;国外的众多大公司已开发出TMN的应用开发平台(如HP的Open View,IBM的Net View,SUN的Sol-stice Enterprise Manager等),以支持TMN的标准;而众多的国际、国内的通信设备制造厂商也已接受Q3接口标准,并在他们的设备上配置Q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用TMN来建设网管系统的成功范例。
3.2 兼容性原则
电力通信网在通信本质的角度上与公网是一致,但在业务成分以及各业务成分Qos要求与公网有相应差异,对于组织结构较为分散的电力通信网络来说,网管系统对各种体系的兼容性很有必要。因TMN体系其各种不足:结构复杂性和接口的单一化 。因 此 , 在 本 次 通 信 网 全 程 管 控 系 统建设中采用TMN体系结构,但也会对此体系结构中存在的问题加以考虑。因此,系统在接受TMN的同时,也需遵循兼容性原则,即兼容其他网管体系结构以解决TMN中存在的问题。系统的兼容性对电力通信网网络管理十分必要, 如SNMP协议,SNMP简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的管理标准,SNMP网络管理系统也是目前应用较为广泛的网络管理系统类型之一。众多的通信设备制造厂商也支持SNMP的标准。因此,本次通信网全程管控系统也应该兼容SNMP简单网路管理协议等。另外,通信网全程管控系统还应考虑对目前新的网管体系和标准的兼容性,CORBA体系、开放式分布处理ODP体系,基于Web的网管体系、TINA体系等。
3.3 系统实用性原则
通信网全程管控系统设计不能好高骛远,应严格遵循系统实用性原则。充分考虑本次管理对象的实际情况,对系统进行总体设计。人机操作界面的设计应充分考虑工作的具体情况和实际需要。
3.4 接口开放性原则
要保证通信网全程管控系统的先进性和实用性,必须先保证系统接口的开放性,由于传输网跨多个不同行政区域,各级用户的管理功能要求的不一致性更大,因此,系统的接口开放性的要求显得尤为重要。所以,系统的接口应遵循开放性原则,能支持满足应用功能接口的第三方应用程序,保证其在不改变系统核心功能的条件下进行新的应用功能的接入或研发。
3.5 可扩展性原则
随着通信技术的不断发展,电力通信网中各类新兴通信技术的应用也不断增加,因此系统的可扩展性也是本次通信网全程管控系统必须遵循的设计原则之一。系统的设计充分考虑传输网网络扩容和功能深入的要求,采用分布式处理体系结构,便于升级和扩展。现有系统的处理能力需充分考虑未来5年至10年的发展,采用的硬件平台应充分支持应用的扩展性。可通过增加主机等设备扩展系统的负荷能力或通过扩充硬件配置达到系统扩展要求。
3.6 稳定性原则
电力通信网关乎电力生产安全,因此通信网全程管控系统应遵循稳定性原则,系统的硬件配置中网络、服务器、前置机结构均采用双机配置,以保证系统的高可靠性。同时,系统自身的功能设计也具有自诊断能力,在系统运行时能够对其自身所处环境如系统应用程序、数据库及构成网管系统的网络设备进行自诊断功能。
4 总体架构设计
根据对系统前期的调研,遵照系统的设计目标及设计原则,智能全程管控系统应实现南网、省、地系统的纵向互联互通,其总体架构设计如(图1）所示。各级智能全程管控系统的数据采集与控制通过北向接口收集传输网、业务网、支撑网等各类设备网管信息。数据采集与控制模块将数据上传到数据处理模块,在数据处理模块之上构建综合监视、资源管理、运维管理三类应用功能。南网、省级系统及地级系统通过数据交换系统实现互联,完成纵向一体化运行和管理。通过数据交换平台将各级系统架构互联起来形成电力通信网智能全程管控系统的整体架构。
5 结语
本文根据木材大厦中央空调各系统的控制要求，采用分布式控制系统（集散型），对中央空调各设备的现场监控系统进行设计。对DDC控制器进行选型，绘制接线图。再采用WebCTRL楼宇自控系统为控制平台，对各现场监控系统进行网络搭建和系统集成。通过使用ALC产品完成了监控任务。
关键词：分布式控制 奥莱斯 楼宇自控
中图分类号： S611 文献标识码： A
引言
随着时代的变迁，楼宇自动化系统已成为智能建筑不可缺少的一部分，在建筑物内的能源使用、环境进行监测、控制等方面，都能提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。楼宇自动化系统自上世纪70年代以来在技术领域方面不断发展，至今已经历四个阶段。第一代：CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品) ；第二代：DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)； 第三代：开放式集散系统(20世纪90年代产品)；在如今的21世纪，随着建筑设备自动化系统采用Web技术，逐渐产生了第四代：网络集成系统。并已广泛应用于项目当中。
其中，以西直门北大街42号的北京木材贸易大厦为例，对重点研究的空调自动控制方面（新风系统）进行方案设计。
1.1 工程概况
北京木材大厦新楼位于西直门北大街，建筑为地下二层，地上九层，机房放在地下二层，有办公区、会客厅、电梯厅、空调机房、网络间、电话机房、地下车库、配电区、锅炉房设备用房等多功能建筑。
1.2 监控对象
监控对象： 新风机组 6台 二～七层
1.3 监控方案论证
一、楼宇自动化系统简介
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuidingAutomationSystem简称BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。
二、楼宇自动化系统设备的特点和方案确定
随着电子技术、计算机技术、通信技术、控制理论的不断发展，计算机控制技术分为集中式、集中控制的分级分布式、分散控制的分级分布式（集散型）等。
集中式常用于小型和被控设备比较集中的较小型系统，仅设一台微处理机，不设分站，组成单机多回路系统，由微处理机直接对现场的多种设备进行控制、测量及监视。
集中控制的分级分布式常用于中型系统及被控设备布局较为分散的较小型系统，操作权集中在中央，由中央控制室设微机（CPU），控制所属设备按时间程序进行启停，按参数进行能量调节，完成显示、记录、生成报表等功能；分站不设CPU，仅完成数据采集、指令转换及传递功能。
分散控制的分级分布式又称集散型控制，常用于大型、较大型系统，其监控范围大、设备数量多、监控状态与参数的类型、数量多且分散。在控制系统方案的选取上，宜坚持“分散控制、集中管理”的原则，即利用DDC对被控对象实施“分散控制”，通过中央监控计算机对被控对象实施统一管理。中央监控计算机担负着系统集中监视、管理、系统生成及诊断等监控与管理的职能。
北京木材大厦新楼是办公为主的建筑物，楼内设备多且控制要求复杂，楼内设备应该实施“分散控制，集中管理”。分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性，提高了管理质量、节省了人力。不但适应了设备分布广和各设备相对独立的控制要求，而且还减少了初次投资，系统扩展也易于实现。
综上所述，北京木材大厦新楼监控方案适宜采用集散式控制系统。
2. 北京木材大厦新楼中央空调设备现场监控设计
2.1新风机组现场监控设计
图2-1 新风机组监控原理图
（1）监控内容：
1）送风温度监测
2）送风湿度监测
3）送风机启停控制、运行状态、故障报警、手自动转换
4）送风机压差开关监测
5）加湿阀控制
6）冷热盘管水阀调节
7）防冻监测
8）过滤器堵塞报警
9）新风阀监测/控制
（2）监控功能：
1）温度传感器取采集到的送风温度，把信号传入DDC。
2）湿度传感器取采集到的送风湿度，把信号传入DDC。
3）对送风机故障，状态，手自动转换进行监测，通过电控柜，再将信号传入DDC。通过DDC控制送风机的启停。
4）压差开关将会监查送风机的状况，若风机过滤网灰尘逐渐增多，送风机两侧的压差逐渐增大，当达到某一数值后输出报警信号，以催促维护人员清洗过滤网。
5）根据房间湿度与湿度设定值进行比较，经过PID调节加湿阀，使湿度满足设定要求。
6）根据设置在送风风管上的温/湿度传感器所测的送风温/湿度与设定值比较，通过PID作用调节阀的开度来控制冷/热水管回水流量和加湿器开关，以达到恒温恒湿的目的。
7）防冻开关防止盘管温度太低，起保护作用，当盘管温度过低时，发出报警信号，并且关闭风机和风阀，同时打开冷热水调节阀。
8）主要监测过滤器是否出现堵塞现象，通过压差控制器监测过滤器状态，将信号传入DDC，提醒清理过滤器。
9）根据房间温度与温度设定值进行比较，经过PID调节水阀开度，使得实际温度达到设定值。
新风机组监控点表见下表2-1。
表2-1新风机组监控点表
3中央空调网络化控制系统的设计
木材大厦的自控系统采用美国ALC公司推出的楼宇自控系统产品---WebCTRL系统的平台进行设计，用Sitebuilder进行系统搭建数据库。如下对Webctrl系统做一个简单介绍。
3.1 Webctrl楼宇自控系统
3.1.1系统集成能力
系统结构为WEB 结构：即系统采用Bowser/Server 和 Internet 相结合的方式，以WebServer为中心对各弱电子系统进行集中的管理，可集成管理空调、给排水、发电机、电梯、照明、机房、消防、安保、门禁、停车场等系统。进而与办公自动化系统、酒店管理系统集成。
整个系统的通讯协议均采用标准的开放式通讯协议：在上位网络层采用BACnet-TCP/IP通讯协议，保证了与其它系统的有效通讯。在控制网络层，同样采用BACnet 标准开放式通讯协议，应此可以和各家弱电子系统在控制网络层进行无缝集成。
3.1.2 图形化操作功能
WebCTRL 是功能强大的图形化操作系统，使管理所有的设备异常轻松。不出房门仅仅点击鼠标就可浏览本地或远程的房间、楼层、大楼甚至整个楼群。通过动态的、具有色彩标记的图形组成的直观的图形界面，能简捷、快速地反映房间舒适程度和设备运行状态。
WebCTRL对设备的操作极其简单。采用定制的图形表示楼宇的构成和子系统，如空气调节、集中采暖、电力、照明、保安等，通过点击按钮可浏览任意建筑或子系统的细节。色彩被创造性地用来实现更先进的功能，局部的或整体的设定值调整非常直观。WebCTRL的时间表设定被公认为是业内最好的，可进行灵活的时间设定，可以在几秒钟内对一个区域或区域群，一个设备或多个设备进行设定。见下图3-1 WebCTRL系统结构图。
图3-1 WebCTRL系统结构图
3.1.3 图形化编程工具EIKON
EIKON是行业内最先进的图形化编程工具。通过点击按钮，就能构造复杂的控制算法、诊断故障、通过实时或模拟的运行参数来检验控制程序的性能。EIKON并不采用逐行的深奥的计算机代码，所以控制程序很容易理解。
EIKON能提供复杂的编程功能，使楼宇系统的操作更简单。通过EIKON可以对控制算法进行模拟或实时的显示和检测，以确保对昂贵的机械设备和用户环境进行精确的控制，同时使诊断和解决故障更加简单。EIKON界面 如下图3-2。
图3-2EIKON界面
3.2 硬件产品
（1）网络路由器LGELGE是基于微处理器的高性能网络路由器，用于M系列、S系列、UNI、WebPRTL系列控制器与以太网通讯。LGRM-E基于10Base-T以太网，负责所在控制器子网下的控制器、其它网络路由器及其下面所在控制器子网下的控制器、服务器上运行的上位机软件WebCTRL Server之间传送信息。网络路由器LGE见下图3-3。
图3-3 网络路由器LGE
（2）ME/M/Mnx 系列控制器它是适合多设备控制的现场控制器。是ALC公司WebCTRL系统的一部分, 系统还包括SE-系列和ZN-系列控制器。ME/M/Mnx系列控制器结构坚固、具独立运作能力，采用BACnet 通讯协议，在弧网156K 波特的网络上通讯，性能卓越。应用于多设备控制场合中十分理想。ME-line及M-line具备可扩展性，做为主板使用，可支持不可点数的扩充板，进行控制点扩充。Mnx-lines不具备扩展性。不可接扩充板。Mecpu见下图3-4。
图3-4MEcpu(ME-lines中的一个产品)
（3）SE系列现场控制器SE系列独立控制器适合单一设备控制，为单设备应用场合提供高度的可靠性，超强的设计使控制器能经受各种环境条件。它支持控制程序远程下载，控制程序可使用图形化程序编译软件进行程序编译。SE6104见下图3-5。
图3-5SE6104(SE-lines中的一个产品)
3.3搭建控制网络
利用软件SiteBuilder创建数据库，搭建出相应的控制网络。如图3-6。
图3-6 中央空调的控制网络
3.4 WEBCTRL 系统硬件的安装接线
北京木材大厦新楼的主要控制硬件的接线方式， DDC接线图、LGE接线图
见下图3-2、图3-3。
图3-2 新风机组DDC接线图
图3-3 LGE接线图
4.1控制器的选型
美国奥莱斯产品比较适用于本项目。它的优势如下：1.结合高新IT技术，成就全功能互联网平台运作2.系统支持多操作系统软件及数据格式3.具同时多通讯协议支持4.采用上位机资料共享接口5.开放标准的集成平台6.最佳化的能源管理7.精确可靠的控制实现等等。除此之外美国奥莱斯产品的价格也比较合理。所以本项目采用奥莱斯产品的自控元件。
4.1.2 S系列现场控制器
S系列控制器适合单一设备控制，该系统还包括M系列（多设备应用）和U系列（单元系统应用）控制器。S系列独立控制器为单设备应用场合提供高度的可靠性，超强的设计使控制器能经受各种环境条件，甚至屋顶安装。S系列控制器采用156K波特ARCNET之上的BACnet通讯标准以保证超强的性能。由于采用了32位微处理器技术、通用的输入、数字和模拟的输出，S系列控制器能很好地满足各种类型的单设备控制场合。
根据本项目特点，北京木材大厦系统中新风机组需要的AI输入点12个、DI输入点36个、AO输入点6个、DO输入点12个！共计72个点。参照附录中产品参数选型表对多设备现场控制器进行选型。见下表4-1。
表4-1 新风机组DDC选型
结论
通过对木材大厦的实际情况分析，在众多的网络结构中选用了集散式控制，并采用了ALC推出的楼宇自控系统---WebCTRL系统的平台进行设计。根据本项目的控制要求，确定了系统监控内容，提供了详细的控制点表，分析了控制原理，对中央空调自控元件及软硬件做了选型，并对空调新风系统进行了集成设计。
本自控方案符合空调专业的自控要求，设计结果具有一定的可实施性，对中央空调全系统的自动控制和节能运行，具有一定的借鉴价值。
参考文献
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