时间：2023-05-29 17:45:12
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇楼宇控制，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.引言
随着我国城市化水平的不断加快，城市建筑的智能化、舒适化、便捷化的趋势愈来愈明显，与此同时，建筑设备运行的高能耗问题日益突出，如何在保证建筑设备运行高可靠性和舒适性的同时，降低楼宇设备的能耗，提高设备的管理控制水平，实现绿色环保型楼宇是现代智能建筑研究的重要方向之一。
2.楼宇设备节能优化控制总体分析
现代智能建筑智能化、科技化和舒适化的基础是种类众多、控制复杂、能耗高的各类建筑设备，包括电梯、给排水、空调、电气、消防、监控等设备，统计资料表明，在建筑设备总耗能占比中，空调设备系统、给排水系统、照明系统的能耗占智能建筑运行能耗的2/3，同时，空调系统的运行能耗占这三个系统能耗总和的2/3以上，因此，研究智能建筑设备的节能降耗，采取科学的设备集成控制系统以及必要的监测和传感设备及时的了解和控制设备的运行状态，及时的获取各类建筑设备的能耗数据，并根据设备的实际使用率调整设备运行时间、数量、功耗等，为降低设备能耗，节能减排提供必要的技术支持。
(1)空调系统能耗分析。空调系统能耗占楼宇设备总能耗的一半左右，其节能优化控制的必要性不言而喻，因此，研究楼宇设备节能优化控制首先需要分析空调系统各组成部分在不同时段、不同气候条件下的的能量消耗情况，在此基础上有针对性地提出控制措施，达到节能目的。供给空调系统的能量由热源和冷源系统产生、经水系统传递给风系统，再由风系统将能量传递给被调节的房间，以达到所要求的室内温度、湿度参数。在此过程中，能量的消耗主要包括输入水损失能量、蓄热损失、空气-水系统等的管道损失、输送风损失能量、以及室内能量损失、室内能量获取等。常用的空调设备系统能耗计算方法包括度日法、当量满负荷运行时间法、负荷频率法、设备能量消耗系数CEC、周边全年负荷系数PAL等
(2)给排水设备系统能耗分析。给排水系统的设备耗能分为两个方面，水能和电能的损耗。给水的能耗主要包括生活用水的能耗和消防用水的能耗两个方面，研究显示，各类建筑最高日生活用水量等于设计单位数与单位用水量标准的乘积，室内消防用水量可参照给排水设计手册，智能建筑用水损耗因素主要包括给水管网渗漏损耗和用水终端设备损耗两方面；给排水设备用电能耗主要集中在水泵运转耗电与消防系统自动喷淋系统用电，水泵的耗电量与建筑物用水量呈正相关，喷淋系统用电与系统设计功率正相关。
(3)照明系统设备能耗分析。建筑照明耗电主要取决于建筑所需的照度值，照度值决定了照明系统的设备数量、功率、容量、位置等，照度值的计算方面目前较常见的有利用系数法（国标(GBJ133-90)及(GB50034-92)）、单位容量法。
3.楼宇设备节能优化控制措施研究
(1)楼宇设备节能优化控制目标
楼宇设备节能优化控制的社会目标是在保证楼宇设备正常使用、科学使用的同时，采取合理有效的优化控制措施，降低设备的能耗水平，减少楼宇的运行维护费用，节能减排，使智能建筑向节能、智能化、安全性、舒适性、快捷性、经济性等方面更好的发展。空调系统的节能目标是实现空调系统的智能化控制，维持合理的控制温度，降低用电能耗；给排水系统节能目标是节电和节水；照明系统节能目标是合理安排用电需求，采用智能控制器进行照明器控制。楼宇设备集成控制是指以BAS为中心，采用LonWorks或BACnet系统总线技术实现设备控制的自动化、智能化。楼宇设备集成控制以信息集成为核心，采用现场总线技术将所有相关的楼宇设备连接，并根据需要综合地相互作用，以保证整体控制目标。楼宇设备集成控制内容包括变配电控制、给排水系统控制、暖通空调系统控制、
(2)空调设备系统节能优化控制分析
建筑设备空调系统能耗主要集中在冷源设备、水系统、空气处理设备以及新风机组四部分，因此调节和控制空调系统的节能主要针对以上四个部分。空调系统节能控制策略主要包括前期设计和后期管理与运行，首先，在节能设计上，空调主机的选择需要采用能效比高的热回收机组，冷源设备对于中央空调需要选用自动变频控制的水泵，水塔根据需要进行启停及变频控制；同时需要对水路和风路系统进行优化设计，保证通畅和高效，在保温上还加大投入，保证管路能量流失率最小，提高整体工程的施工工艺和质量；在节能控制上，首先要保证公共区域以及各房间温度的单独控制，用户根据需求选择空调系统的启闭，该技术对节能效果明显，其次，增加智能控制系统，用户如果设置温度过高或过低，温度未设置在限定的温度范围内，则会语音提醒，空调控制器并会在发出语音提醒后发出空调红外关机指令强制关闭空调，同时可设置空调用电配额，限制该空调该月的用电量，超量自动关闭；最后就是提高系统的整体维护水平，定期清理管道滤网，进风、出风口等，根据室外温度及时调节空调控制温度，另外大型中央空调的管道维护及水处理非常重要，定期检测水质PH值，防止管道内热水产生益生菌堵塞管道滤网。只要从空调系统整体设计、智能化节能使用以及科学的维护和管理三个方面入手，就能有效的提高楼宇空调设备的节能水平，减低能源费用投入，降低运行维护成本。
(3)给排水子系统节能优化控制分析
为提高建筑设备给排水系统的节能水平，需要在设备的选型、数量、运行、控制等方面做出科学合理的选择和优化。首先在水泵选型上需要选择变频调速水泵，采用闭环控制的水泵变颇调速可实现变量供水，大大降低水泵耗能，变频调速闭环供水方式确保管网压力恒定，减少了水能的损耗；其次，用水终端要选择节水型设备，推广使用节水型马桶、龙头等；第三需要设计中水回用装置，设计单独的给排水网，对生活用废水进行回收利用，用于绿化用水、灌溉和清洁用水；最后，设置一定的传感设备，对供排水管网爆管进行检测，以便第一时间发现爆管、第一时间处理，防止水量浪费和损耗。
(4)照明子系统节能优化控制分析
为保证照明子系统能够实现最优的节能效果，需要根据不同的照明区域和时间、季节的变化，建立照明智能控制子系统，办公室照明控制可根据上午、午休、下午、晚餐、加班、下班等时间段，采用时钟管理器控制照明，公共区域的照明以及泛光照明应采用定式控制，同时，考虑应急事件的照明需求，需要建立照明设备的联动控制。
(5)电梯子系统节能优化控制分析
电梯系统在楼宇设备中根据功能不同数量和类型也不同，主要包括普通客梯、消防梯、观光梯、货梯及自动扶梯等。为提高电梯子系统的节能水平，需要根据电梯的运行需求，对电梯的启动和关闭的时间进行时间程序设定，同时，根据时间段的不同，需要对多台电梯进行联动控制，选择合适的电梯数量，在保证用户需求的同时，节约电能，最后，电梯的运行采用交流变频调速控制系统控制，既可满足电梯运行速度要求，又可节约能耗。
4.结论
目前，节能减排已成为建筑设计需要综合考虑的因素之一，而建筑设备能耗占建筑总能耗的70%以上，因此，需要采取一定的措施和控制管理手段，有针对性的对建筑设备进行管理，以提高设备的节能水平，本文在分析建筑空调系统、照明系统、给排水系统以及照明系统能耗损失的基础上，针对性的提出了相应的控制和调节措施，其结果对提高楼宇设备的节能控制水平具有重要指导意义。
参考文献
[1]李冬辉.楼宇自控系统中节能控制的研究[J].低压电器,2004(6):15-17.
[2]吴志明.建筑设备监控系统的设计[J].计算机工程,2004,30(20):195-196.
关键词：建筑节能，楼宇自控，节能控制
Abstract: this paper aims to pressing energy situation, according to building energy efficiency in buildings and equipment control ways of saving energy control method for the analysis, it also summarizes the construction equipment automatic control usually adopt some energy saving control technology and strategy, and engaged in the industry to share personnel, and promote the development of the cause of building energy efficiency.
Keywords: building energy efficiency, building automation, energy control
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
1 大型建筑运行能耗的构成分析
下表是从某资料获取美欧国家建筑物能耗分配比例综合统计表，从中可以看出：一栋建筑内，暖通空调是最大的耗能大户。所以采用良好的节能控制措施，对节约能源，降低运行费用十分重要。
耗能课目 通风、空调 生活热水 动力、照明 厨房炊事
耗能比例% 65 15 14 6
2 楼宇自控系统节能控制措施
楼宇自控系统主要的功能之一就是可以尽可能地节约能源，针对不同的受控设备，采用相应的节能控制技术或控制策略实现节能运行，随着技术的不断进步，有的楼宇自控系统厂家，为了更好地保护客户利益，已经将一些通用的节能控制程序内置在控制器中，具体节能程序包括如下：
自动日光节约时间切换
基于日历的计划列表
计划表
经济节能控制
设备计划列表、优化和顺序列表
事件计划列表
假日计划列表
夜间低温设定控制
尖峰需求显示（PDL）
启停事件最优控制（SSTO）
临时强制计划表
控制器内置节能控制算法是对用户非常好的一个功能，而且目前作为一种技术发展趋势，相信越来越多的厂家会采用这一技术。
2.1 空调控制系统可以采用的节能控制策略
空调系统是建筑中的能耗大户。合理地控制空调设备的运行，在保证建筑物内舒适环境的前提下最大程度地降低能耗。在自控系统工程商在实施中，一般需要根据空调系统的工艺要求，结合工艺要求采用一定的节能控制策略，这样，可以在满足空调系统运行工艺要求的前提下进行节能，常见的节能控制策略主要包括如下：
2.1.1 最优启停控制
在启动暖通空调系统工作时，在最短的时间内达到所需要的舒适度。而最优停止控制是最优启动的逆过程，在工作区域停止使用前的合适时刻停止空调设备的运转，仍能达到最低的舒适度要求，其目标是使设备系统工作时间最短、能耗最低。空调制冷系统往往是建筑能耗最大的地方。
2.1.2 室内温度浮动（新风补偿）控制
一般来讲，维持室内恒定的温湿度（如夏季26℃、50%RH）不变，往往导致室内外较大的温差。人长时间停留在不变的低温环境和遇到室内外温差的较大突变，往往会引起皮肤汗腺收缩、血流不畅、神经功能紊乱等“空调适应不全症”（俗称“空调病”），同时空调系统的运行能耗也会大大的提高。采用室外新风温度补偿调节策略，随着室外空气温度的变化适当提高夏季室内空气温度和降低冬季的室内空气温度，为室内提供健康、舒适的动态热环境，同时为空调制冷系统带来显著的节能效果。
2.1.3 最小新风量控制
为符合卫生标准，空调系统需要引进室外新鲜的空气，称为最小新风量。新风量一般定在送风量的20%~30%，可以检测室内二氧化碳的浓度，对比允许浓度，减少新风量的输入。
2.1.4 提前预冷关闭新风
对于办公楼类建筑，为使工作人员到达室内时温度较为舒适，要提前开机，开机时要关闭所有新风阀，减少新风负荷的消耗。
2.1.5 夏季工况的夜间吹洗
在夏季，可利用凌晨清新的凉空气，开大新风阀，关闭冷冻水阀门，对整栋建筑进行吹洗，可以冷却建筑结构所吸收的热量，使得建筑物降温，减少开机时的冷负荷量。
2.1.6 焓差控制
通过设置室内外温湿度传感器测量室内外空气的焓，根据室内空气质量与焓值来控制送、排风量。
在夏季，由于在黎明前室外空气比室内空气温度低，空气品质也较好，系统自动适时地引入较为凉爽的室外新风，最大限度地利用自然能量和清洁的大气来置换建筑物内污浊的空气。当室外空气焓值小于室内空气焓值时，干球温度低于室内干球温度，开大新风阀，转至变新风量控制，直至最大新风量。
2.1.7 冷冻站设备台数控制
根据对自控系统深入的研究以及长期的施工经验，在冷冻站设置冷冻水回水流量变送器、供、回水温度传感器，可以计算出空调系统末端实际消耗冷负荷QL=CG（t2- t1）
QL——冷负荷 KW；
C——冷冻水的比热，4.186KJ/Kg.℃；
G——冷冻水流量，kg/s；
t1•t2-——冷冻水供、回水温度，℃；
冷机的额定制冷量为QNO，则冷机工作的台数和冷负荷的关系如下：
一台工作 QL ≤1 QNO
两台工作QL=1 QNO ~2 QNO
由于机械制冷的冷机（本工程冷水机组属于这种情况）的装机容量都在几十到几百千瓦，启动时对电网冲击很大，所以在增减冷机台数时，必须延迟一定的时间，比如10min~30 min。为避免频繁启、停，需要启动第二台冷机为1 QNO+ΔQ。由两台减至一台时，其冷量为1 QNO-ΔQ，设计一个不灵敏区。
通过冷机台数控制策略动态的决定投运的冷机台数，避免低负荷运行，同时根据冷水机组台数合理控制设备的台数（冷冻泵、冷却泵、冷却塔等）。这样既起到节能的效果又可以对冷机系统起到合理的保护作用，延长其使用寿命。当然，冷水机组台数控制策略还应结合各台冷水机组最佳制冷能效比（COP）进行合理编排。
本建筑设备中制冷、换热系统的耗能最大，其运行监控管理直接影响到每日消耗的电量，所以对其节能控制应给予重视。利用实测所需冷（热）负荷控制冷机运行台数，这是当今比较好的节能措施，经验统计，可节约运行费用10~25%左右。
2.1.8 水泵变频控制
在空调系统设计过程中，泵的选型是根据系统的最大负荷来选择的，泵的额定功率往往要大于设计的最大功率，这样就导致了设备选型所造成的能量浪费。另外，由于受到内、外界干扰等不定因素的影响，系统的实际负荷总是不断变化的，大部分时间系统都工作在部分负荷状态。为使循环水量与负荷变化相适应，冷冻、冷却泵变频控制系统则摒弃传统的采用阀门节流调节流量，避免大量能量被阀门消耗，而是充分考虑建筑负荷状况、管网状况、室外气象参数等多种变化的因素，对水泵采用变频处理，调节水泵转速，使水泵的流量与实际负荷相适应，达到降低泵耗、提高空调品质的目的。当然，变频系统的最低运行频率需要根据冷水机组允许的最小流量限制水泵的最低运行频率。水泵变频控制一般可节省40~60％的水泵能耗，节省的泵耗主要包括设备选型过大引起的泵耗和变频后减少的流量所消耗的泵耗。
生活供水系统目前大部分都已经采用成套的恒压变频供水控制方式，已经普遍考虑了节能。
2.1.9 室内温度分层控制
对于大型公共建筑，例如政府办公大楼或机场、火车站、大型商场类建筑，由于考虑到人员流动通道需要，在建筑内内上下层自动扶梯处存在大面积的空间连通现象，由于空气对流造成热气流上升、冷气流下沉，影响空调系统的舒适性效果。
这种情况下，通过设置在屋顶、室内或地面的设置温度传感器可检测到室内不同空间内的温度，从而指导不同楼层空调系统改变其系统运行设定温度，例如，降低靠上楼层的设定温度，适当提高靠下楼层的设定温度；
另外，对于不同空调系统，如位于大空间定风量空调系统，可改变末端风口的送风方向，例如，对于有电动球形喷口送风末端，在夏季和冬季应调整到不同的送风方向，夏季冷风尽可能向上吹出，冬季热风尽可能吹向地面，这样可尽量减少垂直方向温度不均匀的问题。
2.2 通风系统节能控制
楼宇自控系统是通过控制通风系统每小时送排风量的大小从而达到节能的要求。
通过现场DDC控制器对建筑内的通风设备实现联网集中控制，实现最佳启停和最佳节能控制。
对于大功率送排风机，可采用根据室内或回风空气质量变频或定时间歇开关的工作模式，避免长期连续运行，这样不经可满足通风工艺要求，有节约了大量能源。
3 结束语
随着国家对节能要求的大力推行，楼宇自控系统实施的质量控制是目前智能化建筑行业关注的重点。为了使其发挥应有的投资效果，本文结合楼宇自控系统设计、施工、调试以及验收等实施中存在的问题并通过全国海关信息中心备份中心的楼宇自控工程案例对实施质量控制进行分析和探讨，以推进楼宇自控系统能更有序、更有效地运行，发挥其应有的效果。
楼宇自控系统组成
及实施内容
楼宇自控系统组成装置包括检测装置（各类型传感器，如温度传感器、压力、压差传感器等）、直接数位控制器（简称DDC，包括DO、DI、AI、AO点等）以及传输线路与控制主机。
楼宇自控是建筑智能化工程的主要系统，通常包括对暖通空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等系统的监控。它集网络、计算机、控制和检测技术于一身，使得建筑内机电设备管理高效、环境获得最佳舒适度、大幅度的节约建筑运行能耗。
楼宇自控系统实施现状
目前，许多现代化大楼尤其是高层大楼内安装了楼宇自控系统，不仅极大改善了大楼的环境效率，而且也使大楼能源消耗在量化控制之下，确保大楼能源成本降低成为可能。
但不可否认的是，由于各种原因也确实造成一些楼宇自控项目不太成功甚至完全失败。从目前众多实施的工程来看效果不甚理想。有调查显示：顾客对楼宇自控系统运行情况评价，“满意”的约占30%，“一般”的约占40%，“差”的约占30%。
下面结合设计阶段、施工阶段以及调试验收阶段对楼宇自控系统的实施质量进行探讨分析。
深化设计阶段质量控制
设计阶段应深入全面了解业主的最新要求，结合设计院对楼宇自控系统的设计内容要求，进行施工图二次深化设计，提出详尽的管线施工图、系统结构图、产品型号规格、设备材料数量、接线安装图、调试以及维护等技术文件，确保设备清单、监控点表与施工图三者完全一致。要把握楼宇自控工程的设计标准和系统的功能定位，从功能需求出发，反映工程的功能特点或某些功能设计亮点。
经常出现由于设计者对其他专业受控对象的工艺要求理解上的肤浅，甚至存在认识上的错误而导致的设计失误使楼宇自控运行效果欠佳的事例屡屡发生，其中暖通空调系统占较大比重，下面结合设计中容易出现差错的实际问题进行分析及控制。
1.针对工程地点进行设计
由于我国幅员辽阔，南北气候温度等方面存在很大差异，在楼宇自控设计方面的选择差别较大，在系统配置方面要注意区分。南方大多空气温度高且潮湿，要注重在除湿方面控制的考虑，北方空气干燥，要注重在加湿方面控制的考虑。
往往设计者依据常规进行设计，没有结合我国各地气候特点和地方要求进行分析研究及慎重确定，使设计方案选择不当，结果不但对投资、运行、能源消耗起负面的影响，而且还危及人员的健康。
2.针对工程实际需求进行设计
进行深化设计前，要了解工程中被控设备的情况以及被控精度要求，根据实际情况进行系统设计。有些工程，尤其是政府出资兴建的工程，业主方往往从业绩方面考虑进行大而全的要求，工程商也出于为了多赢利的角度出发迎合业主需求扩大设计。但经常由于设计不配套，在使用结果方面大打折扣，真正发挥作用的功能却很少，性价比极低。在这种情况下，就要站在工程的实际情况及需要的角度进行设计。
3.系统网络构架设计
在楼宇自控系统未招标选定设备前，设计院往往对楼宇控制网络架构规划设计不是很明确，DDC的布置比较随意，只注重控制原理及点表，网络架构形式、执行标准、设备配置标准选用等方面的设计相对来讲比较薄弱。目前，在楼宇各自动化控制系统中底层流行采用现场总线控制网络。随着工控计算机及网络技术发展在建筑业广泛普遍的应用，现场总线技术必将成为智能建筑领域主要的发展方向之一。
4.系统设备选型设计
在满足功能要求的基础上，针对被控对象要求控制精度进行设备选型，这样才能保证系统的性价比达到最佳，也不会造成因为设备选择的失误对使用造成影响。
在设备选型中最主要的是电动水阀的选择，包括特性选择及口径选择。电动水阀的口径决定了阀门的调节精度。常规设计中电动水阀口径确定是根据被控设备管径缩小一个级别进行的，水阀口径选择过大，不仅增大业主投资成本，而且使阀门基本行程变大导致阀门调节精度降低，达不到节能目的。水阀口径选择过小，往往会出现即使水阀全部打开时系统也难以达到设定温度值，无法实现控制目标。根据在全国海关信息中心备份中心楼宇自控中的设计经验，对电动水阀型号的选择可采用下述办法进行。
电动调节水阀的流量特性是指空调水流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的函数关系，目前工程上常用的主要有直线流量特性、等百分比流量特性的电动水阀。等百分比流量特性水阀可调范围相对较宽，比较适合具有自平衡能力的空调水系统，因此楼宇自控系统中大量应用的是等百分比流量特性的电动水阀。
工程上我们常用的是通过计算电动阀门的流量系数Cv值来推导电动水阀口径，因为流量系数和水阀口径是成对应关系的，也就是说，流量系数定了，水阀口径大小也就确定了。Cv值是当调节阀全开时，阀两端的压差ΔP为100KPa，流体重度r为1gf/cm3（即常温水）时，每小时流经调节阀的流量数，以m2/h或T/h计。
水阀流量系数Cv值可采用公式计算：Cv=Q/√ΔP
其中：Q为设备（空调/新风机组）的冷量/热量；ΔP为调节阀门前后压差比。
理论上讲，在不同的空调回路中，ΔP值是不同的，是一个动态变化的值，取值范围一般在1-7之间。但由于在流量系数的计算过程中ΔP是开根号取值，所以对Cv计算影响并不是很大。因此，在工程设计中一般选ΔP值为4。然后用计算出来的流量系数Cv来选用与其相应口径的调节水阀。
施工阶段质量控制
施工阶段按施工工艺和相关的施工及验收规范分阶段进行施工，按质量保证体系进行质量控制。做好电管、线槽、电缆敷设及隐蔽工程的施工记录和验收。表现在了解现场楼宇自控系统工程的建设环境以及其他各专业的施工进度基础上，按设计图纸及施工规范进行施工。除了常规的工程施工质量管理外，对楼宇自控系统更应重点抓好以下几个方面的质量控制。
1.图纸会审与技术交底
图纸会审是楼宇自控系统施工重要的环节之一，通过图纸会审可以发现本专业与其他专业图纸有冲突的地方，及时进行调整。并通过技术交底将施工方法及施工要点传授给直接进行施工的人员，保证施工要求的连续性，确保施工质量。
2.施工过程中接口方面
楼宇自控系统与被控设备间的接口包括两种，一种是将监控信号采用干接点的方式接入DDC，另一种是采用通信接口点对点或总线的方式接入楼宇自控系统。干接点的方式实现起来比较简单，也比较可靠，不足之处是采集的信息量比较少，采用通信接口的方式可以克服干接点的不足，但实现起来比较困难，受通信协议是否标准、厂家是否开放编码表等因素的制约。
硬件接口的实现
由于楼宇自控系统接口涉及到暖通空调、给排水、照明、变配电等多个专业，因此，在相关设备订货前即向业主提出接口要求并积极与各设备商探讨接口的解决方案，避免资金的浪费，同时明确各方的责任及工作内容，避免出现问题时，互相扯皮，从而实现楼宇自控系统的完整性。下面就与配电控制箱的设计接口为例来说明。
配电控制箱内设本地与远程转换开关和控制用隔离中间继电器（无源或有源AC220V），本地手动控制，远程靠楼宇自控系统的DDC向配电控制装置发出遥控启/停信号，并接收配电控制箱返回的运行状态、热继电器过负荷信号及本地/远程控制转换开关状态信号。 本地DDC的电源（AC 220V）由配电控制箱提供，包括DDC有源控制和无源控制两种方式，应该优先选择有源控制，因为有时配电控制回路并未设控制隔离变压器，这样无源控制触点有可能直接接入AC 220V回路，造成对其他控制线路的干扰。另一方面，楼宇自控系统的控制电源宜由自己提供，避免造成扯皮现象。以上这些需要在业主订购配电控制箱之前提出来，便于厂家加工。但在系统实施过程中，经常出现由于系统硬件接口的问题而导致系统的最终功能不够完善，丢项、甩项等事情经常发生。
软件接口的实现
楼宇自控系统与制冷机组、电梯、变配电、C-BUS照明控制等自带控制装置设备的接口现在基本上都是通过通信协议方式来实现的。在以上设备订货时要及时向业主提出书面的接口协议要求，以免造成协议间不能正常通信的后果。
3.设备安装过程中的质量控制
楼宇自控系统前端设备多为检测信号设备，对安装位置有着严格的要求。施工过程中一定要严格遵照设备安装图纸以及设备说明书要求进行安装，并重点注意设备的可靠接地。在空调控制中，测温点位置的选择尤为重要，测温点应该设在具有典型代表的位置。尤其是在大堂等公共部位温度调节时，不能守旧的安装在空调机组的送风管道上，而是要选择具有代表性位置点进行测温，这样才能真正满足业主的需求。如位置选择不当，则达不到温度调节的目的，同时也造成了能量的极大浪费。
调试及验收阶段
质量控制
楼宇自控系统在调试阶段，要严格进行施工文档检查以及现场施工检查，检查合格后编制调试大纲，经审查确认后才能进行加电调试。调试过程中要准确记录测试数据，发现问题及时处理并采取有效措施解决。验收阶段严格按照规范和调试大纲要求进行验收，科学客观的检查验收是保证楼宇自控系统成败的关键。
楼宇自控调试的难点在于闭环控制PID调节参数的选择方面以及对空调控制参数的认识。
调试过程中经常出现对夏季、冬季及过渡季的认识深度不够。空调系统所指的夏季、冬季及过渡季控制参数是按照夏季、冬季及过渡季三种状态划分的三种工况，对应相应的温度、湿度或焓值等工作环境参数，如果仅仅按照夏季、冬季及过渡季的实际季节变化来简单的理解，往往使得空调系统最终不能获得理想的控制效果。
在楼宇自控系统的调试过程中，遇到了这样的情况，空调控制系统在运行过程中按照回风、新风的温湿度与设定参数的差值，不停地改变着各台空调机组电动调节阀的开启度，也就是常说的“振荡”情况，最终形成了冷热水管总流量值处于不停的变化之中。
整个空调系统在运行中是存在着极其复杂的动态扰动的，外来的扰动使得空调系统原有的平衡被破坏。智能化系统发挥调节作用，让系统重新建立新的平衡。在旧平衡转入到新的平衡所经历的过程，在自动控制系统中称为“过渡过程”。如果这个“过渡过程”是振荡不收敛的，那么被调节量始终会在设定值的上下波动，达不到新的平衡稳态。
这种振荡是由于PID参数整定不好所造成的。因此，PID参数的选择就变成了解决问题的关键。实际的舒适性空调系统是个大惯性系统，对控制精度要求也不是特别高，主要以人体感觉舒适为主。而控制精度越高，系统越容易引起振荡。调节时间过短，也容易引起振荡，过快的调整反而会产生反弹超调现象。所以，在现场的实验过程中，选择5℃的固定偏差值，同时根据室内温湿度与室外自然气温之间的差值作为设定值选择的参照。略微放宽调节时间要求，选择恰当的采样周期和控制函数，使系统实现最小调整时间，快速趋于稳态。
采样时间的选择：采样时间的选择取决于被控空调机组的响应过程特性曲线。比例增益P参数和积分I参数确定：这两个参数的选择应根据每台空调机组不同的动态特性（传递函数）来设置，以获得满意的过渡时间为标准。
关键词：楼宇建筑；自动化；控制系统
0 引言
随着信息化经济社会的快速发展，人们的工作生活与电子信息密切相关。计算机、网络、电话信息相继进入我们的日常生活，在住宅建筑室内环境设计中，以智能化、科技化、自动化的家庭应用，为人们的日常生活提供有效舒适、安全事宜的生活空间，为现代化网络信息进行整合，提供多彩丰富的文化生活，实现儿童的家庭教育、成人教育等多层次的综合教育，实现自动化家庭保健等服务项目。
1 楼宇的自动化系统控制简介
自动化楼宇电子系统包括公众电话网络、公用数字网络、计算机互联网语音技术、数据图像处理信息网络。家庭综合自动化网络是对室内社区、网络接口、共享办公系统进行的有效综合系统接口管理。智能住宅不但具有安全、便利、舒适、节能、有效娱乐性等各种特点，可以通过自动化电子设备实现网络功能的有效集成，确保人们可以在日常环境下进行家庭网络数据接口处理，实现楼宇家庭网络基础的家庭功能布线处理。楼宇的自动化系统处理是ANSI/T IA/E1A 570-A，家庭电讯的标准布线设置，通过规划新建筑、新增有效设备、建立良好的单独建筑通讯网络，快速的提高整体系统的自动化协调，确保楼宇自动化系统的有效合理应用。
2 楼宇自动化系统的组成
楼宇系统的装置设备中，每一个家庭都需要安装陪接线完成系统的自动化分布设置处理，其主要的接线端有电缆、跳线、插座和设备连接设置。线缆是楼宇家庭布线中的主要系统，主要的部分为水平电缆、75欧姆的同轴电缆、2芯的多模数字室内电缆。模板视频采用家居数字有线集成处理原则，提高有线电视、卫星电视、内置的整体合理性，确保最大限度的澄清视频信号。选用跳线完成数据接口处理，为连接设备提供有效的性能保证，满足高速网络数据的整体信号传输。安装箱是室内布线的核心部分，需要进行统一的分配管理，确保整个房间的传输介质合理性，实现家居自动化、网络访问合理化、家庭办公有序性等等。安装箱应当归哪个在配线架面板上，设置居住信息插座，完成光纤模块、视频、同轴电缆模块、音频模块、数据模块等各项数据的组合整理，实现有效的综合安装设备配置。
3 自动化系统设备适宜的使用要求
通过中心设备对通讯种类、型号进行外线、内线信号分配，在不同的房间提供不同的适配电线路，安装通讯系统最佳的位置是地下室或车库内，可以确保总配置电箱的位置合理性，实现足够的充分照明效果，有效地维护系统环境空间，控制电源插座的干净整洁。对通讯中心系统进行模块处理，完成配件、用户插座的种类数量分析。对每一个用户墙内预埋的过线盒进行处理，采用RG6U75欧姆的同轴线缆，从有效电视或卫星接收设备端实现视屏信号的有效接收，对设备中心的每一个用户进行接收端处理，采用非屏蔽双绞线处理原则实现邮电部门与外界用户之间的数据信号通信，实现室内分布的自动化系统同步，确保楼宇内各个部分之间的通信协调效果。
4 自动化系统应用的优势
4.1 室内自动化系统的应用
采用视频通话应用系统，通过卫星电视、有线数字电视、天线、闭合电路、电缆调试调解器对视频信号进行同步调节，确保同种电缆的视频信号传递效果。采用语音数据用户服务插座控制系统，通过ISDN、VDSL将其连接到互连网上，通过通信网络的数据漫游，提高无线通讯的实施信息船体。设置室内安全防护系统，确保室内防火、防盗的基本要求，在自动化管理控制系统中，一旦发生系统信号报警，连接局域网内的电视系统就会对室外环境进行搜索观察，分析住宅附近可能出现的异常，通过传真系统和视屏系统将数据传输到终端，配合实现基础家庭办公的有效应用。
4.2 室内自动化系统的优势
智能化自动化局部配线系统，选用电子设备提供完善的家庭工作环境，实现用户即插即用的方便效果。支持多种接入方式，例如电话、网络数据同步、传真、宽带ADSL、internet接入网等等。采用有效的多方位数据家庭娱乐技术，提高有线电视、视屏点播技术、网络购物、远程教学等等多种音频视频设备的使用效果，避免出现反复投资的问题，及时通过视频系统完成对老幼的远程监护，同时监控住宅内外的情况，确保楼宇的安全。楼宇的自动控制系统可以用于远程的自动化家电开启设备，通过家居的智能布线系统实现高标准、科学便捷化的应用，为室内的环境带来有益而方便的功能应用，从而满足人们日益复杂的日常生活需求。伴随着室内环境设计中各个功能的逐步延伸，从而满足人们生活中各类复杂问题。在网络系统的快速发展过程中，一个有效地合理布线系统，可以大大的降低投资，提高家居应用使用效果，确保有效地住宅布局管理，实现合理的简单处理。从资金成本上看，住宅布线系统占据整体工程的极小投资，但是却分布在整个住宅建筑的各个方面，安装智能化的布线系统，提高安装空间的有效合理性，确保安装智能化的有效性，实现合理的智能化家居楼宇建设。从本质上改变住宅楼宇的生活性质，实现综合性智能楼宇建设，提高用户的认可程度，确保房地产开发的合理有效性，完善综合楼宇系统自动化的有效控制。
5 结语
综上所述，现代自动化楼宇控制技术是经济快速发展下，应需求要求实现的综合自动化系统管理。在自动化系统实践中，常常会因为布线错误或设置错误造成数据错误，影响自动化系统的合理应用。装饰电气在实践中逐步发展，不断暴露各种问题，如何有效的解决这些问题，实现自动化系统的健全发展，快速的改善投资可能产生的费用，从而实现自动化系统的正规化发展，建立良好的规范管理，提高综合性楼宇技术应用发展，确保楼宇自动化系统的有效应用。
参考文献：
[1]王再英，韩养社，高虎贤.智能建筑：楼宇自动化系统原理与应用（修订版）[M].北京：电子工业出版社，2011.16-25.
关键词：自动控制;节能;改进
Abstract: Building automation system is also called building equipment automation control system, the facilities here refers to the basic factors that are mainly used in the building of the environmental effect, it can provide basic for the construction, including water, electricity, warm wind, etc.. Automatic control of construction equipment in order to achieve resource conservation, rational use of human, financial, material and other resources, and ensure the operation control system is reasonable, efficient objective.
Key words: automatic control; energy saving; improvement
中图分类号：TB486+.3文献标识码：A 文章编号：
在几年以前，我们对楼宇自控系统的认识主要集中在建筑物内暖通空调设备的自动化控制系统上。现在，随着自动化控制系统的发展，它已经包含了建筑中几乎所有的设备。对楼宇自控系统来说，它的发展经历了从低级到高级的进程。现在，随着科学技术的进步，尤其是信息技术、计算机技术、显示技术、控制技术等高新科学技术的研发与使用，楼宇自控系统也得到了很大的发展，现在楼宇控制系统优化与改进设计已经成为当务之急。
一、什么叫智能楼宇控制系统：
楼宇控制系统包括电梯、变配电、照明、送排风机、空调新风机组、集水坑与排水泵等系统和设备。楼宇控制系统主要是在整体上对楼层的设备和系统进行预设时间程序、最优化设计程序。在这样的条件下，对机会所有的机电设备进行集中式控制和管理。
当然，控制不能为了智能而智能，而要在满足控制要求的前提下，再去考虑节能和智能的目的。自动控制的优点在于节省时间和人力，因为用控制器的控制功能代替日常人工的运行维护，就可以在很大程度上减小工作量，然后较少认为误差、设备损耗等。
二、如何进行楼宇控制系统的优化与改进
1、集成各种子系统
要达到楼宇控制系统的优化和改进，首先必须集成各种子系统，楼宇的子系统包括楼宇的智能照明系统、综合保安管理系统、自控系统、火灾报警系统、广播系统等。不仅要把子系统集成成为一个统一有机的整体，而且要在这个基础上使接口界面达到标准化、规范化的要求，这样才能很好地完成各子系统相互之间的信息交换和通讯转换。在功能方面的集成，要在这五个方面加以实现：
（1）对所有子系统的集中监视和控制；
（2）所有子系统信息的集成和综合管理；
（3）流程自动化管理；
（4）全局事件的管理；
（5）最终实现集中监视控制与综合管理的功能；
2、集成视频监控的要求。
为了达到楼宇控制系统的优化和改进，在视频监控方面要通过硬盘录像机的 RJ45 网络通讯口来直接监视大楼的各种动态，不仅即时而且清晰。这就是说把实时视频窗口和系统融合在了一起，在方便了管理的同时，又增加了公开透明，让楼宇公用场所的换面都能够在阳光下运行。
3、 设计标准的要求。
在集成各种子系统的同时，设计不能漫无目的，随意而为，要保证整个系统的完整性，这就要求统一设计标准，采用了大量的信息管理标准、通信协议、软件集成模块等等。
4、集成电梯自控系统的设计要求。
我们在日常生活中都可以看到，电梯主要可分为手扶电梯和直升电梯两种。单独对于直升电梯来说，其功能用途又有很多：消防梯、客梯、货梯、客货梯等。电梯的控制方式有很多种，比如群控方式、层间控制方式、集选控制方式、简易自动方式等。在楼宇控制系统中，对于楼层比较高的大厦来说，一般选用群控方式。集成电梯的自动控制系统的要求非常高，常见的方式有这样几种：
（1）交流调压调速拖动方式；
（2）双速拖动方式；
（3）交流调压调频拖动方式；
5、集成火灾报警系统的设计要求。
通过我们身边的多种火灾实例，我们可以很明显地感觉到火灾报警系统在现代建筑中的重要作用，它担负着现代楼宇的重要安全保障。在楼宇控制系统中，火灾报警系统是整个智能大厦系统的一个重要的子系统。但是，火灾报警系统又和其他子系统的联系不是那么密切，它可以完全脱离其他系统和网络进行正常的运行和操作，完全可以完成自身所具有的防灾和灭火的功能，这就保证了火灾报警系统的绝对优势。火灾报警系统的结构、组成、功能都应符合我国现行的规范，应该由独立的消防控制室、控制主机、 探测器、控制模块等组成。最重要的一点是，火灾报警系统有自己独立的网络系统和布线系统，这样就可以保证在任何特殊的情况下，火灾报警该系统能够独立运作，从而来提高防范火患和降低火灾损失的能力。
6、集成语音广播系统的设计要求。
我们能够体验到的集成语音广播系统在楼宇中的应用主要有多媒体信息广播、多媒体会议室、室内背景音乐播放、突发紧急情况报警等。 BMS 主要通过语音广播主机提供的可读取数据总线通讯接口及通讯协议，对语音广播系统进行实时监控，在 BMS 监测到有火灾或者非法入侵等紧急情况时，然后联动到语音广播系统，即时切换到报警模式，保证楼宇内的安全。
7、集成智能照明控制系统的设计要求。
智能照明控制系统之所以成为智能，就是指它可以根据某一区域的使用功能、每天不同的日照时间、室外光线的亮度、该区域的用途等不同方面的因素来自控制照明。要达到这个目的就必须进行预设，预设就是说在设计时要把具体的将照明亮度经过换算转换成为一系列不同的设置功能。智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。
这种系统的应用主要是为了节约能源，在最小的能耗下达到最优的照明系统，具体的功能一般包括下面几项：
(1) 智能照明控制系统进行参数设置；
(2)监测系统中的设备运行状态并给出报警；
(3)对智能照明控制系统进行控制
(4)BMS 系统通过 OPC 接口对智能照明系统进行监控。
三、优化与改进必须遵守的原则
楼宇控制系统的优化设计和改进是一个复杂的系统系统，要实现这样的目的就必须遵循下面的原则：
1、开放性原则。
开放性原则是指可扩展、灵活、可移植、可兼容等特点。集成后的系统是一个开放性的系统主要就是说它可以解决不同系统和产品间接口和协议的“标准化”，这样就可以为不同的系统提供标准数据接口、应用软件接口、网络接口。
2、标准化和结构化原则。
结构化和标准化是为了保证不同厂商的设备产能够综合在一个系统中使用，在此基础上达到相互高度的信息资源共享，这样就可以保证系统在日后扩展中能够方便地进行，遇到问题和障碍时又可以比较便利地换取和替代，就是我们常说的扩充快的优点。这有达到结构化和标准化才能在满足通用性的前提条件下，又能够达到可替换性的目的。
3、模块化。
模块化和结构化、标准化是一脉相承测，楼宇控制系的优化和改造模式就是在模块基础上进行的严格的开发流程。只有按照模块化的结构方式开发，才能满足楼宇设施的通用性和可替换性。
四、结束语：
总而言之，要想实现楼宇自控系统的优化和改进，就不仅要求设计单位进行详细科学的调查研究、系统的设计论证、统一规划风格，而且要求工程的施工单位在施工时做到严格精确，更需要系统集成商从客户角度出发，用高度认真负责的态度为每一个项目单独设计一个适合它本身特点的功能配置。对甲方来说，要及时配备具有专业知识的工程技术人员投入到项目的施工中，只有这样才能够实现楼宇控制系统的优化和改进设计，从而达到项目的接受和系统的运行维护，在真正意义上发挥楼宇自控系统的效能，让管理者感觉到方便，让使用者感觉到安全，这才是我们的目的。达到了这样的目的，才能够很好地创造社会经济效益，为社会发展贡献一份力。
参考文献：
[1]永清、王莲清；楼宇控制系统中的若干问题； [J].北京：中国林业出版 社，2011.
关键词：照明控制；总线；组态；节能
中图分类号：TP202 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0266-03
1 概述
照明是利用各种光源照亮工作和生活等各种场所的措施，照明控制是为了实现舒适节能的照明环境的具体手段。照明控制系统则是利用多种照明技术手段，并能够相互配合以达到照明控制的系统。
在智能楼宇中，照明用电量占用了很大的比例，照明灯具较多，用户所选择的照明控制方式是否合适直接影响到灯具使用效果。传统的照明多以手动方式为主，不管是上班时间还是下班时间，由于人为疏忽，会议室，楼道的照明灯具经常长时间处于点亮状态，造成了电力资源的浪费，不利于节约能源。传统方式对照明控制而言，简单，有效，直观；控制相对分散和无法有效管理，并且缺乏实时监控，自动化程度较低，容易造成安全隐患。因此，合理地进行照明设计和加强照明装置的运行维护工作，对各行各业的生产和学生、职工的生活和身心健康具有十分重要的意义。
本文采用直接数字控制器（DDC），实现了智能楼宇照明的控制。该系统根据智能大楼里的实际需要分模式、分时间段，使照明灯具在规定的时间段开启和关闭。把不必要的照明设备关掉，在需要时自动开启，并能够通过上位机组态实时监控照明灯具的运行状态。本设计实现了照明控制的自动化，比传统的照明控制更容易管理，降低了电能消耗，节约了人力、物力、财力，具有经济节能的优势。
智能楼宇DDC照明控制系统由DDC控制器、Lonworks网卡、组态监控软件、照明控制设备、光控开关等组成。系统的总体框图如图1所示。
2系统模块介绍
2.1直接数字控制器（DDC）简介
DDC系统的组成通常包括中央控制设备（集中控制电脑、彩色监视器、键盘、打印机、不间断电源、通讯接口等）、现场DDC控制器、通讯网络、以及相应的传感器、执行器、调节阀等元器件。它代替了传统控制组件，如温度开关、接收控制器或其他电子机械组件，已经成成为各种建筑环境控制的通用模式。DDC控制器是利用微信号处理器来执行各种逻辑控制功能，它主要采用电子驱动，但也可用传感器连接气动机构。DDC的最大特点就是从参数的采集、传输到控制等各个环节均采用数字控制功能来实现。同时一个数字控制器可实现多个常规仪表控制器的功能，可有多个不同对象的控制环路。
直接数字控制器（DDC）是楼宇自动化系统（BAS）的基本控制单元，DDC控制器是整个控制系统的核心。是系统实现控制功能的关键部件。它的工作过程是控制器通过模拟量输入通道（AI）和数字量输入通道（DI）采集实时数据，并将模拟量信号转变成计算机可接受的数字信号（A/D转换），然后按照一定的控制规律进行运算，最后发出控制信号，并将数字量信号转变成模拟量信号（D/A转换），并通过模拟量输出通道（AO）和数字量输出通道（DO）直接控制设备的运行。可对各个控制设备的控制参数以及运行状态进行再设定，同时还具备显视和监测功能，另外与集中控制电脑可进行各种相关的通讯。
DDC控制器通过一条总线与集中控制电脑相连，它的最大优点就是系统简单、通信速度较快。对一些中、小型工程较为适用。DDC系统可安装于各种规格的建筑中，可通过中心管理系统管理，从而比单个管理更节省人力和能源。能够实现点到点通讯，除了总线方式的上下位机通讯外，DDC和DDC之间实现数据共享，极大减少了楼宇自控项目的布线工程量。
本设计采用HW-BA5208DDC控制模块和HW-BA5210DDC控制模块控制照明系统。HW-BA5208DDC控制模块采用Lonworks现场总线技术与外界进行通讯，包括5个数字输入接口和5个数字输出接口。控制器内部的功能模块，可以通过相应的Plug_in，进行配置，实现逻辑运算和算术运算。HW-BA5210DDC控制模块作为节能控制模块，其内部有时钟芯片，可完成对楼控系统中与时间相关的设备起停的控制和校时功能。其内部的RealTime（实时时钟）功能模块提供当前日期、时间、星期，并提供日期、时间、星期的校准。EventScheduler（任务列表）功能模块可以根据时间、星期、及确定好的周计划表对照明灯具进行定时的启动和停止控制，并且可以在线下载应用程序，具有功能丰富的应用程序库和强大的运算能力。
2.2 Lonworks总线
Lonworks总线技术是美国Echelon公司于1991年推出的局部操作网络。对于智能建筑而言，在它的楼宇自动化系统中，需要集成多个厂家的多种控制系统，多种控制系统可能具有不同的现场控制总线、设备总线、传感器总线，而且还需要跨系统进行数据信息的传输和共享，所以往往实现不了简单的集成，Lonworks总线技术的应用解决了利用一种网络实现不同设备系统之间的统一管理和调度，给楼宇系统的运行带来了极大的方便。Lonworks总线技术是专门为实时控制而设计的，最主要应用于楼宇智能化方面，包括建筑物的出入口控制、电梯控制、能源管理、消防、安全、供配电、照明、给排水等监控系统。
Lonworks总线技术使用LonTalks通信协议，它固化在Lonworks设备的神经元芯片中或片外存储器中，LonTalks通信协议提供了对应于ISO/RM七层协议所有内容的服务。支持分散的端到端的通信，可以组成总线型、树形、环形等多种网络拓扑结构。并且是以实现自由拓扑结构使系统布线更方便灵活，便于设备的安装，便于方案的更改，为日后系统的更新升级和进一步的拓展网络带来了极大的方便。LonTalks是直接面向对象的网络协议，具体实现即采用网络变量的形式，又由于硬件芯片的支持，能够实现实时性和接口的直观、简洁等现场总线的应用要求。Lonworks技术是能在控制层提供互操作的现场总线技术，其安装的节点数超过了任何其他现场总线产品，几乎囊括了测控应用的所有范畴。Lonworks技术有效地解决了集散控制系统的通信难题，有利于系统的模块化设计，具有直接互联性、自助通信、网络结构多样化、传输数据量庞大、编程调试方便等优点，在自动控制领域得到了广泛的应用。
2.3力控组态软件
力控是北京三维力控科技有限公司“管控一体化解决之道”产品线的总称，由监控组态软件、“软”控制策略软件、实时数据库及其管理系统、Web门户工具等产品组成。是在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务要求，配置包括对象定义、制作、编辑，对象状态特征属性参数的设定等用户应用软件的过程，即使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足使用者要求的目的，完成系统硬件与软件的沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，主要应用于工业自动化领域。
力控组态软件的开发系统设置工程中的人际交互界面，生成各种动画显示画面，配置系统参数；工程管理器用于创建、删除、备份、恢复选择、管理当前工程。界面运行系统View用来运行开发系统的创建的画面、脚本、动画连接等工程，在运行状态下监控控制设备的运行状态；实时数据库是应用系统的数据处理中心，构建分布式应用系统的基础，负责实时数据、历史数据、报警数据等的处理；I/O驱动程序负责建立系统与外部硬件系统的连接，实现对运行设备的实时监控；网络通信程序采用TCP/IP协议，利用Internet网实现不同网络结点上的数据通信。
2.4光控开关
选用THPGK-1型光控开关。采用先进的嵌入式微型计算机控制技术，融光控功能和普通时控器两大功能为一体的多功能高级时控器（时控开关），根据节能需要可以将光控探头与时控功能同时启用，将达到最佳节能效果。可以根据用户设定的时间（光照度门限）值，自由控制用电器的电源开关，是路灯、景观灯、广告灯箱、霓虹灯等设备的最佳节能控制装置，广泛应用于街道、铁路、车站、航道、学校及供电部门等一切需要时间控制的应用场所。
3 DDC监控照明系统电路设计
3.1 控制要求
根据大楼内照明灯具的实际使用情况，DDC楼宇照明系统的控制要求如下：
1）两种控制方式：手动控制、自动控制。
所有的照明灯具均可以由安装在墙壁上的开关面板来实现开启和关闭。还可以通过上位机上的组态软件开启和关闭。
2）室内灯的自动控制要求为见表1所示。
3）楼道照明灯由THPGK-1型光控开关控制。
3.2照明控制电路设计
基于系统的可靠性和运行的稳定性，DDC监控及照明系统控制电路设计如图2所示。
HW-BA5208DDC和节能控制模块HW-BA5210DDC通过Lonworks总线连接。楼道照明灯和室内照明灯的反馈信号作为HW-BA5208DDC的数字输入信号，分别与数字量输入端子DI1、DI2连接；光控开关与HW-BA5208DDC的数字输入DI3连接；楼道照明灯和室内照明灯的开关信号分别通过继电器K1、K2与HW-BA5208DDC的数字量输出端子DO1、DO2连接。
3.3利用LonMaker集成工具设计Lonworks网络
LonMark功能模式在LonMaker图形中以图形功能块的形式显示，可以很方便地目视和编制控制系统的逻辑文档，为Lonworks网络提供图形设计、启动、操作和维护。LON网络文件的设计步骤如下：
1）配置5208和5210两个设备，并添加到LON网络文件总线上，完成设备创建。
2）再添加5个功能模块，分别配置为一个数字输入类型、两个数字输出类型，一个小状态机、一个任务列表类型。如图3所示。
3）上述完成后进行功能模块属性配置，按照照明灯具的实际情况设置为：
①当采用手动控制方式时，能直接通过上位机的组态软件界面上的开、关按钮控制DO1和DO2的开启或关闭。
②当采用自动控制方式，根据室内灯自动控制时间表，对任务列表功能模块进行配置。例如：时间点为6：00时，动作设置为开，星期设置周日（×），一（√），二（√），三（√），四（√），五（√），六（×）。其他时间段类似设置即可。
③上述设置完成后所对应的网络数据变量以及网络变量所对应的十进制数见表2所示。
④最后将得到的十进制数值写入网络变量nvi_SchEvent， 并点击下载按钮，保存即可。
当系统采用自动控制方式时，楼道照明灯可由光控开关对应连接的变量直接控制。
3.4设备组态
上位机采用力控组态软件进行配置并设计人机界面。上位机可以发送控制指令，实现对数据的接收、处理、计算和显示等。实时数据库中定义了六个变量，与控制器内部变量对应建立连接。对象、变量配置及动作设置要求如表3所示。
本照明监控系统设计利用了Lonmaker开发的底层控制网络与上位机组态软件。在底层DDC中可以修改楼道和室内照明时间参数，设置RealTime功能模块和EventScheduler功能模块，实现实时控制。管理人员可在管理中心实时的远程监控智能楼宇里的照明灯具的运行情况，人为切换手动、自动按钮，发送控制指令驱动执行设备，实现手动、自动控制。减轻了人员的劳动强度，提高了自动化水平，比传统的照明更先进、经济、实用。DDC照明控制系统照明时间控制方式灵活，修改方便，相对其他控制方式具有稳定性强且总体造价低廉的特点。
4结论
在本控制系统中，DDC控制器与上位机通过LON总线实现通信。本文选取的HW-BA5208DDC控制器和节能控制模块HW-BA5210配合使用，能够满足灯具的控制要求。照明灯具的开关时间能够根据实际情况随时修改，有利于节约资源，降低能耗，适应现代建筑的需要，具有一定的经济价值。基于DDC和Lonworks技术的照明监控系统以自动控制为主，手动控制为辅。照明系统实现了自动控制，整栋大楼的电能消耗和运行维护费用大大减少。
DDC智能监控照明控制系统作为一项新的控制技术，其先进性和优越性勿庸质疑。然而作为一项新的技术，仍有待发展和提高。通过对DDC智能照明控制系统的应用，不断实践总结，不断创新，让该项技术在照明领域中充分发挥其作用，满足智能楼宇的自动化要求。
参考文献：
[1] 张钰唯.照明控制技术的发展及应用现状[J].照明工程学报，2010（4）.
[2] 梁人杰.智能照明控制技术发展现状与未来展望[J].照明工程学报，2014（2）.
[3] 张佑春.基于lonworks技术的职能楼宇照明监控系统[J].河南科技学院学报，2013（2）.
[4] 许锦标，张振昭.楼宇智能化技术[M].北京：机械工业出版社，2010.
需求分析
根据招标文件JCA 2001―009Y的招标项目要求，并结合广西建筑智能化现状，区检综合楼是屹今为止整个广西所有建筑物当中智能化程度要求最高的。因此，在智能化系统的设计上，如何将各子系统的设计完美结合，这是业主关心的也是我们设计的侧重点。
区检综合楼的机电设备数量庞大，为了将这些设备有机的管理起来，提高设备的运行效率，减低设备的运行成本，一方面通过楼宇设备自动控制系统集中监视和控制，另一方面首次将楼宇综合管理系统的概念和可行性方案提供给区检综合楼，使本方案不仅满足区检综合楼现在的需求，更加对以后机电设备运行和维护的高效率提供了解决方案，提高楼宇设备管理水平，这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。
广西区检察院作为～个国家的重要部门，每天都要处理很多事务，工作人员的工作繁重，这便要求一个极为舒适宽松的办公环境，以提高办公效率。为此，我们在对区检综合楼楼宇自控系统进行设计时，将提高舒适性和高效率摆在一个很重要的位置上，运用高科技手段，将环境参数调整到对人最舒适的数值，充分体现科技以人为本的真谛。
根据区检综合楼楼宇自控系统的设计要求(招标书JCA2001-009Y)、相关专业的国家标准及业主提供的相关图纸进行工程设计，设计将会参照所提供的技术说明，并以品质标准进行楼宇中管理系统的设计。本系统工程监控范围包括以下部分：
1、柜式空调机系统
2、风机盘管
3、新风机系统
4、冷冻站系统
5、计算机中心机房专用空调
6、通风系统
7、供配电系统
8、给排水系统
9、电梯控制
1O、消防系统
11、其它系统
设计原则
广西区检察院智能化系统建设工程是面向二十一世纪的高技术高标准工程，其智能化系统在符合实际需要的前提下应有适当的超前性，以满足未来的需求。其BA系统的设计应遵循以下原则：
1、实用性
楼宇自控系统的设计应以实用为第一原则。在符合需要的前提下，合理平衡系统的经济性与超前性，以避免片面追求超前性而脱离实际或片面追求经济性而损害区检综合楼的智能性。
2、可靠性
系统必须保持每天24小时连续工作。子系统故障不影响其他子系统运行，也不影响集成系统除该子系统之外的其他功能的运行。
3、经济性
在楼宇自控系统工程投资中，以总体目标为方向，局部服从全局，力求系统在初次投入和整个运行生命周期获得最佳的性价比。
4、易维护性
因为本系统极为复杂，要保证日常运行，系统必须具有高度的可维护性和易维护性，尽量做到所需维护人员少，维护工作量小，维护强度低，维护费用低。
5、开放可扩展性
本楼宇自控系统设计尽量采用国家和国际标准及规范，兼容不同厂商、不同协议的设备和系统的信号传输，各子系统可方便进出系统。
设计依据
1、电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232-82)
2、建筑设计防火规范(GBJ 116-88)
3、区检综合楼的弱电设计图纸和招标项目要求
4、JOHNSON CONTROLS产品设计手册
5、智能建筑设计标准(GB／T50314-2000)
系统设计
根据我们的设计，区检综合楼楼宇自控系统是由2台网络控制器(NCU)及1台操作站(OWS)所组成的。
直接数字式控制器(DDC)主要分散布置在区检综合楼现场设备所在的位置，总共有24个，DDC之间是通过RS485通讯网络相互连接至网络控制器(NCU)，每个网络控制器(NCU)有1个N2E通讯接口。
由于区检综合楼分布着很多的控制设备，所以我们建议系统采用集散式控制方式。因高级的控制过程复杂，用同一控制过程的结果并不能满足各个区域，采用集散式控制方式还可增强系统可靠性、减少施工费用。
DDC分布以就近控制设备为原则，每个DDC箱均有一个主控器(DX-9100)。主控器带有操作键盘及显示装置。因此，当网络或操作站有故障时，每个DDC均能完成各自所有的就地控制功能。
1、柜式空调机系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列空调设备进行监控：
一层：2台柜式空调机
二层：1台柜式空调机
二十层：2台柜式空调机
(2)控制说明
每台柜式空调机在送风口及回风口均设温度传感器1个共2个、压差开关1个、冷冻水开度比例调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对空调机的监控，其监控功能主要有：
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动。用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
手动／自动转换显示
DDC控制器通过对手动／自动转换装置状态的检测，把信号读回来分析来确定控制算法，并把信号送回中央监控系统并显示。
送风、回风温度检测
DDC控制器通过安装在送风口和回风口的温度传感器，把送风及回风的温度读回来，以做为控制算法的原始参数，并把检测回来的温度送回中央监控系统显不。
冷冻水阀门开度控制及显
示、回风温度控制
DDC控制器通过温度传感器可以检测到回风温度并将它与预设的温度值(可供用户调较)作比较，进行PID运算，然后把控制信号输出至冷冻水阀来对阀门进行开度调节，以控制冷冻水的进水量，进而达到温度调节的目的。另外，此冷冻水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下将冷冻水阀关死。冷冻水阀同时返回阀门开度的百分比数值给中央监控系统。
滤网状态监察
BA系统通过压差开关监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。
运行时间累计
BA系统利用软件统计计时功能可以实时的累计风机的运行时间，并记录显示。
此外，由于柜式空调机组没有风速控制及加湿装置，故招标书上对应的有关招标项目要求无法实现。另外，为了方便系统的管理及维护，根据以往的经验，在招标项目要求的基础上，我们添置了以下采集点：
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的运行状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。
2、风机盘管
(1)控制设备内容
BA系统将会对整栋大楼的风机盘管共322台进行监控。
(2)控制说明
根据我们多年的工程经验以及结合招标项目要求的控制功能进行综合分析，我们认为对风机盘管的控制最好采取BA远程控制与现场设定控制相结合的方式。因为大厦的风机盘管数量众多，采用此控制方式可大幅度降低工程投资成本。
采用BA系统的DDC现场控制器控制风机盘管的程序启停并显示其运行状态及故障告警。
风机盘管的现场温度控制仍采用常规的墙装式温控器与电动二通阀进行控制，以方便人员在现场根据自己的喜好进行温度点的设定。(墙装式温控器与电动二通阀在空调专业工程中已有设计配置，不需重复投资)
从节能的角度来说，当室内的温度达到设定点时，常规的温度控制器会将电动二通阀关闭，空调系统冷冻水的流量与压力变化会实时地反映到中央冷冻站的BA监控系统上，BA系统根据上述参数变化重新计算出大楼的冷负荷需求，实时控制冷冻站相关设备的启停，以达到最佳的节能效果。
3、新风机系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列新风机设备进行监控：
一至十九层：每层1台共19台空调机
(2)控制说明
每台新风机在送风口设温度传感器1个、压差开关1个、冷冻水开度调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对新风机的监控，其监控功能主要有：
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。
滤网状态监察
BA系统通过压差开关监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
运行时间累计
BA系统利用软件统计记时功能，可以实时累计风机的运行时间，并记录显示。
冷冻水阀门开度控制及显示、送风温度控制
DDC控制器会监察送风温度并将它与预设的温度值(可供用户调较)作比较，进行PID运算，然后输出至冷冻水阀，以作温度调节作用。另外，此冷冻水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下将冷冻水阀关死。冷冻水阀同时返回阀门开度的百分比数值给中央监控系统。
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
4、冷冻站监控系统
(1)控制设备内容
BA系统会对以下设备进行监控：
冷冻主机
冷冻水泵
冷却水泵
冷却塔
冷冻水膨胀水箱
(2)数据采集及显示
冷水机组的工作状态及故障报警：由BA系统将通过Integrator集成器与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻水的送水、回水温度：BA系统通过安装在水管上的水管式温度传感器来实现数据的采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷冻水的回水流量：BA系统通过安装在回水管的水流量传感器来实现数据采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷却水的送水、回水温度：BA系统通过安装在总水管上的水管式温度传感器来实现数据的采集，并可通过中央监控系统显示出来。
冷冻水供回水压差：BA系统通过监测安装在供回水管之间的压差开关状态来了解供回水之间的压差。
冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔的启停通过系统的DO输出来控制其供电回路的继电器来实现，并通过继电器的常闭触点及热继电器的状态来监察水泵、冷却塔的过载及工作状态，并结合安装在水管上的水流开关采集回来的水流状态来监测水泵的故障。
BA系统通过对冷却塔的低水位开关的状态进行监察，可以实时地了解冷却塔的水位情况。 (要求空调设计安装专业提供电子式水位开关)
BA系统通过对冷冻水膨胀水箱的高、低水位开关的状态进
行监察，可以实时地了解冷冻水膨胀水箱的水位情况。 (要求空调设计安装专业提供电子式水位开关)
通过BA系统的软件功能，能准确累计并显示柜式空调机、风机盘管、新风机、冷冻主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备的运行时间、启停次数的累计并显示。
为节省系统投资，考虑到招标项目要求的冷却塔的进出水温度检测对节能控制及管理没有多大的作用，故本设计方案不做以上项目的数据采集。另外，为实现节能的优化控制及提高操作管理的效率，在冷却塔冷却水的进出口进行添加电动蝶阀(共6套)以实现对冷却水的控制。
(3)控制说明
启停控制：BA系统将通过Integrator集成器与冷冻机系统进行数据交换来实现。
冷冻主机启停台数控制：网络控制器及直接数字控制器将预先编写的软件程序来控制冷冻主机的启停台数，并联动控制相关设备(如冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔等)。基本的控制原理如下：BA系统通过量度冷冻水的总供、回水、温差及回水流量而计算出空调系统的冷负荷，然后根据冷负荷来决定冷冻主机的启停组合及台数，并通过BA系统的控制算法来联动相关的水泵、冷却塔，以便达到最佳的节能状态。
冷冻站各设备(冷冻机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、蝶阀等)通过程序实现群控功能，即根据冷负荷决定设备开启台数，根据累计运行时间选择开启设备，运行中自动进行故障切换，实现设备启停的时间联锁关系。
对于冷冻水旁通阀的控制，BA系统会监察冷冻水的供回水压差，将它与预设的设定值(可供用户修改)作比较，通过DDC的PID计算，输出控制要求给冷冻水旁通阀，以维持供回水间压力平衡。
系统会对上述各返回数值做记录，预设值为24小时。如有需要，可用Trend的功能对有关的监察对象作长时间的监察记录，有关数据可输出至其它第三方的软件，如Excel等，以作数据管理及分析用途。同时，系统也允许用户对各监察对象预设上下报警值、上下预警值、报警提示及报警等级。当监察的对象超出预设值，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。至于配电柜的开关状态、故障，系统会对各返回数值做记录，预设值为对上十次状态改变。对于每个报警点，BA系统允许用户预设报警提示及报警等级。当监察点报警时，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
5、计算机中心机房专用空调
控制设备内容
BA系统将会对以下机房专用空调设备进行监控：
计算机网络中心：1台
BA系统通过INTEGRATOR集成器与制冷主机进行数据交换，实现机房专用空调的自动启停与机房温湿度控制。
6、通风系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对整栋大楼共6台送排风机设备进行监控。
(2)控制说明
风机开关控制
风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启停风机或用音频式电话遥控风机启停。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
风机跳闸报警监察
DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
风机运行状态
BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态。
7、供配电系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列设备进行监察：
低压配电柜进线回路ACB
发电机
干式变压器
低压配电柜联络母线ACB
低压配电柜出线回路MCB
低压配电柜ATS
事故供电MCCB
蓄电池／充电器系统
(2)监测说明
BAs对于区检综合楼供配电系统的监测，主要采用各种变送器，通过电路分析仪与BAS的DDC进行数据交换，收集电流、电压、功率因数、频率、点度量等数据。BA系统主要的功能是做监察、记录、报警的用途。系统会对各返回数值做记录，预设值为24小时，并可用Trend的功能对有关的监察对象作长时间的监察记录，有关数据可输出至其它第三方的软件，如Excel等，以作数据管理及分析用途。同时系统也允许用户对各监察对象预设上下报警值、上下预警值、报警提示及报警等级。当监察的对象超出预设值，BA系统会以声光报警形式在操作站上显示以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。
对于区检综合楼供配电系统中的开关状态、电源状态、故障报警、等开关量输入点，我们在设计中，主要的功能是做监察、记录、报警的用途。
对于干式变压器的监控，我们的设计主要是监测变压器的温度状态。当变压器温度过高报警时，我们的BA系统将以声光报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理工作。而BA系统也会将有关事项一一记录，以作日后检查之用。另外BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后进行维修工作。
8、给排水系统
(1)控制设备内容
BA系统将会对下列设备进行监控：
地下室：集水井及排水泵共5处
生活给水系统：1套
(2)控制说明
集水坑及其水泵监控
通过水位开关监察集水坑的高低水位报警；
DDC通过高水位报警来启动水泵，把集水坑里的水抽走。当低水位报警时，DDC则停止水泵的工作；
通过安装在水管上的水流开关，系统可以了解到水流的状态，并结合DDC从水泵供电回路的继电器状态，BA系统可以判断水泵的状态及故障。
生活给水系统监控
通过水位开关监察屋顶水箱、地下水池的高低水位报警；
DDC通过屋顶水箱低水位报警来启动水泵向屋顶水箱供水。当屋顶水箱高水位报警时，DDC则停止水泵的工作；
通过安装在水管上的水流开关，系统可以了解到水流的状态，并结合DDC从水泵供电回路的继电器状态，BA系统可以判断水泵的状态及故障，一旦有故障警报时，DDC立刻把对应的备用泵投入工作，以提高供水的可靠性；
所有设备的运行时间、报警、启停等，BA系统都进行记录，以便查看。
9、电梯控制
BA系统通过INTEGRATOR集成器与电梯系统进行数据交换，以获得电梯运行的状态信息，如升降状态、停梯状态、故障告警、消防状态等，通过INTEGRATOR集成器，还可对电梯进行远程复位、程序启停等。
楼宇自动化控制系统是建筑智能化工程中一个重要的子系统,其调试一直是一个较难的过程,而DDC物理点的调试是整个控制系统调试的基础,通过该环节的工作可以排除线路上的错误及设备安装过程中导致的设备损坏,最终达到物理点的100%正常,系统正常运行。下面我们从几个方面来展示一下这个过程。
一、DDC箱的检查
1.所有设备已按说明书要求安装和接线完毕。首先对DDC箱内进行检查,目测检查合格后,再使用万用表,测量接地和所有输入、输出点间及所有信号线之间的电压和阻值,若发现有不正确的地方要及时改正。
2.将DDC箱内电源开关断开,检查市电供电电源及供电线路,无问题后将电源送入DDC箱。闭合箱内电源开关,检查电源和各变压器输出电压。正常后再断开DDC盘内电源开关,连接控制器电源线,闭合电源开关,检查各模块指示灯是否显示正常。
3.完成软件编程。物理点、参数点,控制策略,控制逻辑等编程工作均已完成且完全符合实际情况,下载到相应的控制器中。
二、设备调试过程
1.空调、新风机组的调试
检查温湿度传感器、压差开关、水阀及执行器、风阀执行器等设备的安装和接线情况及强电控制箱内的接线情况,如有不符合安装要求或接线不正确的需立即改正。
在BAS终端上观察温度、湿度等模拟量输入点信号的数值,该类监视点的调试过程比较复杂,主要在于检测系统的数据值往往因为传感器自身检测偏差或传输线路过长导致的信号衰减使得显示值与实际值有误差,而这类监控点往往参与系统的调节控制,会直接影响整个控制系统的调节过程,因此必须经过调试将误差降到最低程度。
在强电控制箱处,手动启停机组,确认在手动状态下能够正常控制,随后将手自动开关拧到自动运行(就是执行BAS终端远程控制)的一侧。首先,在BAS终端上确认过滤网、防冻报警、故障报警等反馈点的显示均为正常,冷热水控制阀和新风阀则显示为零开度,现场设备处于关闭位置。依次在终端上将每个数字量输出点,如风机启停等分别置于开、关状态,观察DDC箱内相应输出点所控制的继电器动作情况,如无相应动作,则检查相关线路及控制器输出端和继电器,分析原因,进行处理。在风机启动后正常运行时,用压差计测定风机前后的压差,由此来做为压差开关报警值设定的依据,并确认风机运行、停机时压差开关状态翻转并在终端上同步显示相同的状态。通过BAS终端,依次将每个模拟量输出点,如水阀执行器、风阀执行器等分别手动送出固定的等比例输出命令,然后用万用表测量相应输出点的电压或电流信号值是否正确,无误后观察现场设备实际的运行情况是否与命令值吻合。以上操作选五个不同位置,看设备运行是否符合要求,如果偏差较大,则调节执行机构的机械部分,使其吻合。如还不能满足控制要求,说明阀门非线性度太大,则应进行更换,再重新进行调试,直至达到标准。
当风机状态显示为运行时,观察各执行器,应自动运行到终端所显示的开度。用纸板阻塞部分过滤器网,使过滤器前后压差超过压差开关设定值,此时BAS终端上的过滤器阻塞报警点显示为报警状态,当拿走纸板时,恢复为正常。在强电控制柜中短接故障报警端子,模拟电气故障。此时,终端上显示故障报警信息,相应的风机和各关联设备应自动运行到关闭状态。在机组防冻开关处短接触点,模拟防冻报警信号。终端显示报警信息,风机自动停止工作,并连锁新风阀关闭,回风阀和预热水阀打开至100%。恢复防冻报警点为正常后,则送风风机重新启动,各设备根据程序运行。
在终端上改变冬夏转换开关状态,手动调整回风温度值,模拟当回风温度变化时程序运行的过程。风机运行在夏季工况下,如果回风温度高于设定温度,程序可以自动开大水阀开度;当回风温度低于设定温度时,程序可自动减小水阀开度。而在冬季工况下,如果回风温度高于设定温度,程序可以自动减小水阀开度;当回风温度低于设定温度时,程序可自动开大水阀开度。
让机组在全自动控制下运行足够长的时间,使被控区域或房间内温度趋于稳定。通过软件把在DDC控制器内的参数作相应的调整。系统稳定之后,细致调整温度控制回路,以确保当改变温度设定点时不会引起系统的振荡。如发生振荡,则调整控制回路的参数,以获得所有状态条件下的稳定控制。
同样,排风机的调试过程与空调机组的风机一样,现场设备运行状态同BAS终端的命令保持一致,终端显示的反馈信号状态也要始终和现场同步。
2.水系统的调试
检查所有设备的安装及接线,不符合安装要求或接线不正确情况则改正。
如同空调系统,先进行模拟量输入点的调试。校正管道上安装的温度、压力等信号的显示值。完成后,在被控设备现场强电控制箱处直接手动启停水泵,可正常启停后,将转换开关拧到自动档。在终端上观察水泵启停及状态均为关,水泵故障报警点为正常。通过BAS控制,依次将每个数字量输出点,手动置于启停位置,观察所控继电器动作情况。如未响应,则检查相应线路及控制器。启动水泵,确认水泵已启动,水泵运行状态为开。关闭水泵,确认水泵停止,水泵运行状态为关。
手动改变液位开关的位置,看BAS终端上液位变化与实际状态是否一致,如果不一致,则改变报警信息属性,直到状态一致。根据水箱水位监测要求设置报警点和启停泵的参考点让水泵投入自动运行,当水箱水位到达启泵水位时,确认可自动启动水泵;而水箱水位到达停泵水位时,确认可自动停止水泵;水箱水位到溢流水位时,可自动报警。当模拟水泵出现故障时,可自动停止水泵运行,并进行报警。
关键词：楼宇自动化系统智能建筑基本功能原理 发展趋势
中图分类号: TB381文献标识码：A
一、引言
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统，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、交通及安全设施进行监测、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、楼宇自动化系统的组成与功能
1.楼宇自动化系统的组成
楼宇自动化系统是以集中监视、控制及管理为目的，将建筑物或其内的照明、电力、给排水、空调通风、车库管理系统等设备或系统构成综合系统。广义的楼宇自动化系统BAS 一般包含消防自动化系统FAS和安全自动化系统SAS，但这两种系统较为特殊，所以常把它们独立设置，并与BAS 监控中心建立通信，确保灾情发生时能按约定进行操作权转移，实施一体化的协调控制。诸多的机电设备之间有着内在的相互联系，于是就需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统，达到对机电设备进行综合管理、 调度、监视、操作和控制。
2.楼宇自动化系统的基本功能
楼宇设备自控系统是建筑智能化系统的一个重要的组成部分。智能建筑通过建筑设备自动化系统实现以下几个方面的功能：
2.1、采用先进的管理手段，实现设备的高效管理和安全可靠运行
BAS系统使用先进的网络技术、计算机技术和现代控制技术，对建筑物内各类楼宇设备进行集中监视、自动化控制，实现建筑物内各类楼宇设备的高效管理和安全可靠运行。
2.2、实现最优控制和节能管理，节省能耗
楼宇设备自控系统通过对大楼设备进行监视和控制，实现最优控制和节能管理。特别是对空调系统的用电和公共照明用电等楼宇设备的进行节能控制实现节省大楼的能耗。
2.3、减少管理维护人员，降低管理费用
通过先进的自动化监控，可以大量减少各类楼宇设备和系统的运行操作人员和维护人员，降低管理费用。
2.4、延长设备的使用寿命
楼宇设备自控系统可以：实时反映设备和系统运行情况，及时发现系统存在的问题并能及时处理；定期打印出维护、保养通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养；实现使用和备用设备的定期互换工作。从而实现延长设备的使用寿命，也就降低了建筑的运行费用。
2.5、提供舒适的办公环境
楼宇设备自控系统对环境空气质量、温湿度、照度等进行检测和有效的控制，为大楼创造一个舒适的环境。
三、智能建筑楼宇自动化系统集成
1.系统集成的定义
所谓系统集成，是指通过计算机网络技术及综合布线系统，把智能建筑的各个主要子系统从分离的设备、功能和信息等集中于一个统一的、有关联的和协环境之中，在同一个操作平台之下运行，使大家能共享资源，能高效地完成规定任务。系统集成后有如下的特征表现：形式上是一个完整的综合系统；统一管理和控制硬件、软件及多元化信息的流动；用户的界面统一化，操作简单方便；功能齐全、完备，各个子系统派生出许多新功能。
2.系统集成的必要性
（1）系统集成为管理者提供统一的指挥和协调
通过功能模块设计和软件编程，智能建筑集成管理软件可为弱电系统提供联动逻辑，进而提高全局事件的控制能力，保证人身及设备的安全。
（2）系统集成为高效物业管理提供可能
系统集成利用同一操作系统的计算机平台，把建筑物的各个子系统进行统一的监控和管理，减少了关联人员，提高了管理效率，也增强物业管理了对全局事件的控制能力。
（3）开放的数据结构使信息资源得以共享
集成系统的建立提供了一个开放的平台，这些采集到的各子系统的数据，使信息系统根据功能需要，自由选取其所需，这样就提高了信息的利用率，发挥出其增值服务的功能。
（4）智能建筑系统的工程建设也需要系统集成
智能建筑系统其实不是各产品与子系统的简单堆积，而是采用系统工程方法及技术，让不同厂家的产品充分发挥其功能。这有利于工程建设，减小工程的承包面，方便工程的实施及管理，保证工程进度及质量，降低工程管理费用。
3.系统集成应遵循的原则
（1）可靠性与开放性
应该采取多种措施来建立一个容错性和可靠性极高的系统，使系统能不间断、有足够的延时来应对各种突发事件，以满足用户在工作、生活中的个性需求。当然，因系统集成的过程主要是解决不同产品和系统之间的协议和接口的标准化问题，故在设计系统时，所选用的设备、系统、及软硬件产品都应符合国家或国际标准，这种标准应是开放式标准，如：灵活性好、可扩展性、兼容性等。
（2）先进性和经济性
在设计系统和选型产品时，要采用与技术发展潮流相适应的、成熟的新产品，确保前期施工与后续投资的可延续性。当然，因经济成本是系统集成的重要因素，系统设计者应从用户需求和系统目标出发，经过反复论证，选取合适的产品，用最小的成本改善环境条件，最大限度地满足用户需求。
（3）可扩充性和可管理性
系统的可扩充性由系统结构的合理性决定，模块化的系统结构有利于功能的扩充及系统升级。对于那些基于网络平台的模块化结构的系统，其集成是一种非常有效的方法。此外，在一个统一的操作界面下，集成系统可以实现信息共享，对跨系统的全局事件进行管理。
4.系统集成模式
系统集成根据投资者的投资状况与需求可分为以下两种模式：
（1）建筑物管理系统BMS 集成BMS集成是将相互关联的、相互独立的安全防范系统SAS、消防自动化系统FAS、楼宇自动化系统BAS 集成到一个统一的运行系统中进行协调管理。BMS 能进一步与通信自动化系统CAS、办公自动化系统OAS 间建立更高级的智能建筑综合管理系统IBMS，进而达到建筑物设备的自动监测与优化控制，使信息资源得以共享。
（2）智能建筑综合管理系统IBMS 集成IBMS 集成是在物理上、逻辑上和功能上把智能建筑内不同功能的子系统连在一起，进而实现信息的综合化与资源的共享，也即是利用通信技术和计算机网络，将构成智能建筑的OAS、CAS 以及BAS三大要素作为核心，综合布线系统PDS 将数据、语音、图像和相关监控信号综合在一起，以PDS 为介质，通过建筑内外的PDS 和公共通信网，协调各局域网和各子系统之间的协议和接口，将那些分离的功能、设备和信息有机地组合成一个完整的系统。
四、总结
智能建筑楼宇自动化系统及其集成技术涵盖了计算机技术、自动控制技术、信息技术以及通讯技术等，它是这些技术的集合体，作为一项规模庞大、跨多门学科的系统工程，虽说其发展的历史并不长，但随着新技术的发展，楼宇自动化系统一定会有更新的发展和应用，达到一个新的高度。
参考文献：
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关键词：楼宇自动化；控制；无线传感器；应用
中图分类号：TP212文献标识码： A 文章编号：
楼宇自动化系统是广义的，是建立在无线传感器的基础上实现的，主要起到对火灾、安保、电力等进行实时监控的作用。通过无线传感器对相关数亿的采集与监视，运用现代计算机技术、通信技术对这些数据进行处理、运算和判断，实现楼宇各种功能的自动控制。随着现代科技的发展，无线传感器网络技术具有非常广阔的前景。
一、无线传感器网络系统概述
无线传感器网络的主要功能是实时监测，在现代军事、特殊环境监测、智能建筑中应用十分广泛。该系统与数字蜂窝移动通信系统（GSM）、蓝牙（Bluetooth）、无线局域网（WLAN）等无线通信网络不同，无线传感器网络是类似于传统Ad-hoe网络，没有基站设备支持，自组织、自管理的多跳网络。无线传感器网络是Ad-Hoe网络应用在传感器技术中的一种具有动态拓扑结构的组织网络。
1、自组织的网络：无线传感器网络通常具备自组织能力；
2、自管理的网络：无线传感器网络通常具备自管理能力；
3、网络规模大，分布密集：无线传感器网络中的节点数量多于传统Ad-hoc网络中的节点数量，并且分布密度大；
4、网络节点易出错：无线传感器网络中的节点较之传统Ad-hoe网络中的节点更容易出错；
5、单个节点能力较弱：无线传感器网络的节点的计算能力、存储能力十分有限，无法进行复杂的计算和数据存储；
6、节点间广播式通信：无线传感器网络节点主要采用广播方式通信，而传统Ad-hoe网络大都采用点对点通信；
7、以数据为中心的网络：与数据为中心的含义指无线传感器网络运行时，通常只关心整个任务的执行情况，用户在使用网络查询事件时，只关心是否获得了所需的数据，不关心数据是由哪个节点发来。
二、硬件选型设计
传感器是楼宇监控系统的重要组成部分，好比人体的皮肤和神经系统，负责对环境的整体感知，其中温度和烟雾是楼宇监控的主要监测对象。
2.1温度传感器
楼宇室内的环境温度传感器可以选择瑞士盛世瑞恩传感器公司SHT10，用它采集各点位温度，将这些数据通过显示单元直观显示给用户，让人们可以知道实时的楼内温度，空调系统则通过这些数据可以自动的对室内温度进行自动调节，以达到人们舒适与节能的目的。SHT10包括电源和地共有四只管脚。DATA负责串行数据发送，与处理芯片cc2430连接，进行数据传送，SCK是串行时钟连接，与处理芯片连接进行时钟同步。布线时需要0.1μF的去耦电容接在电源和地间，DATA线接外部上拉电阻，芯片结构见图2-1。
图2-1SHT10电路连接图
在楼宇监控平台中，还有一种基于感应人体温度的红外探测器CH-718。从生物学角度看，有恒定体温的人体会发出波长比较固定的红外线，如果感应到该波段红外线，红外探测器就会发出信号。红外探测器CH-718在楼宇安保系统中用于监测人员的活动，从而对重要区域进行监视，确保人员物资的安全。下面是CH-718的技术参数。
红外探测器CH-718功耗很低，输出电压和处理芯片CC2430相匹配。触发方式可以配置，方便后续应用。
2.2烟雾传感器
我们选择烟雾传感器HIS07监测烟雾，它是离子式的，工作稳定可靠，广泛运用于消防报警中。离子感烟探测方式中，内电离室是密封的，烟雾进不去，当没有烟雾时离子能到达对面电极，内、外电离室电压、电流平衡；有烟雾进入外电离室，烟雾阻挡了离子到达对面电极，外电离室电场失去平衡，报警器探测到后发出警报。HIS07输出电压是5v和CC2430不匹配，采用电阻分压来解决。
串口主要是调试和与上位机通信。楼宇平台工作时，只有协调器需要串口模块。为了设计的统一性，所有的节点都有串口。CC2430具有UART模块，工作电压是3V。计算机串口标准是RS232，逻辑1的电平是-3到-15伏，逻辑0的电平是3到15伏。电平需要转换，采用MAX3232芯片实现。电路连接见图2-2。
图2-2MAX3232电路图
从前面模块的介绍知道，所需供电电压是9V（烟雾和红外传感器）和3V（其余模块）。9V电压还可以给充电模块供电，为锂电池充电，电池输出8.4伏电压可以在无市电时给9V的模块供电。电池充电采用TI公司的BQ24105模块，支持自动休眠降低功耗，还具备LED指示灯表示充电完成的情况。电路连接见图2-3。
图2-3电池充电模块电路
9V电压可以用DC/DC芯片降压到3V，这样外部只需要输入9V就足够了。当用220V交流电时，用市面上很常见的适配器就可以获得稳定的9V电压。电池和市电的切换用二极管就可以简单无缝切换。至于DC/DC芯片我们可以采用TPS62111，电压调节到需要的3.3V。电路连接见图2-4。
图2-4DC/DC电压转换模块
2.3处理芯片
CC2430是TI公司首选的传感器网络处理芯片。功耗小，有完善的软件支持和参考方案。内核是Intel8051，支持汇编和C语言编程，开发者都比较熟悉，还有对应的开发工具。高频电路部分集成在芯片内部，不需要太多高频硬件方面的经验。我们可以选择其作为传感器网络节点的平台。
三、软件设计
楼宇监控上层平台用于和无线传感器节点通信，监控节点所在房间区域的温度、湿度，是否有可疑人员闯入，是否有火灾发生。温度、湿度信息会存储到数据库，用曲线等直观的方式显示出来。整个无线传感器网络节点的连接状况也会反映出来。系统软件功能如下：
(1)连接协调器节点的串口，可与其良好通信，接收整个网络的汇总信息，发送控制信息。
(2)从收到的原始数据中解析出可理解的信息，然后更新界面上各节点、各房间的温度、湿度、红外、烟雾信息。
(3)节点在软件中的位置可以调整，按照每个房间节点的位置和号码进行设置。也就是将地理信息和节点绑定，在界面中可以直观的看到。不同的房间可以载入各自的房间平面图，更方便节点的摆放。
(4)实时的更新网络拓扑图，能看到网络中每个节点是怎么连接的，入网和退网都能如实的反映。
(5)检测到报警信息，包括红外、烟雾和高温情况，及时的报警；特别是有人闯入和发生火灾，需要让管理员及时发现，在界面上有直观的图片及文字显示，还能发出报警声。
(6)连接数据库，把解析好的信息存储起来。可以查询历史数据，能以曲线图方式直观表示其变化状况。发生报警的信息也会专门记录在库。各种数据能进行汇总，报告如平均温度等信息。
四、结语
楼宇监控是楼宇自动化系统的组成部分，在智能建筑中占据重要地位。现代智能化建筑中，以无线传感器网络技术的应用前景广泛。它的无线传输方式、低功耗、组网容易等特性给楼宇监控领域带来新的动力。而且无线传感器组成的楼宇监控系统运行稳定可靠，操作简单、易于扩展与升级，并且可以大幅度降低维护和巡检成本，给用户及维修人员带来很大的方便。
参考文献
[1]王再英,韩养社,高虎贤.楼宇自动化系统原理与应用.北京:电子工业出版社,2008
在民用建筑电气设计中，消防设备的供电和控制是非常重要的。民用建筑中的消防设备主要包括消防水泵、排烟风机、正压送风机、消防电梯、防火阀、防火卷帘门、气体灭火装置等。
消防设备供电与控制的设计中，主要涉及到以下几个常用规范：《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）；《火灾自动报警系统设计规范》GB500116-98。
消防设备供电与控制流程上的合理是保证消防设备在发生火灾时正常发挥其功能的重要保证，是将火灾损失减小到最小程度比较有效的方法。因此，对消防设备的供电和工艺控制流程进行讨论是非常必要的。
2消防设备的供电
2.1消防设备的供电负荷等级
根据《民用建筑电气设计规范》、《建筑设计防火规范》、《高层建筑设计防火规范》等，消防用电的负荷等级与建筑物中供电负荷的最高等级相同。
一类建筑的消防用电按一级负荷供电，二类建筑的消防用电按二级负荷供电，除此以外的建筑采用三级负荷供电。
火灾事故照明和疏散指示标志在外部电源不能保证时，可采用蓄电池作为备用电源，连续供电时间不应少于20分钟。
火灾自动报警系统应设有主电源和直流备用电源。主电源应采用消防电源，备用电源宜采用火灾报警系统控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。在设CTR显示器、通信设备等时，宜由UPS装置供电。
2.2 消防电气的供电线路
消防用电设备应采用单独的回路供电，并当发生火灾切断生产、生活用电时，应仍能保证消防用电，其配电设备应有明显的标志。建筑物内不设配电柜室，消防电源应单独接引，单独配线穿管；室内设配电柜室，消防电源可从配电柜单独专线配出。
一、二级负荷供电的消防电源线路，应采用双源双回路供电，并在线路末端设双电源自切自投装置，两个供电线路不能穿同一钢管、线糟、电缆桥架。
消防电源线路若采用普通电线电缆，必须穿穿管暗敷设在非燃烧结构体内，明致设时，必须穿金属管并采取防火保护措施。在电缆沟、电缆桥架内敷设时，应采用阻燃型电线电缆。
随着社会经济的发展和进步，电线电缆绝缘层着火发出的有害气体逐渐为人们所重视，因此，电线电缆的低烟无卤要求逐渐提上日程，对于地铁车站等人员密集的场合，电线电缆必须要求低烟无卤，对于地上建筑至少应保证低卤低烟。
3常见的消防电气设施
在民用建筑中，常见消防电气设施主要有以下几种：
3.1 消火栓及其消防泵
这是最常规的消防电气设施，设置于大多数可以使用水防的场合，主要用于火灾时灭火。该系统一般采用手动触发。
3.2 自喷消防泵
设置于可以使用水消防且面积较大、人流较密的场合，如高层、大型商场等，主要用于火灾时大面积的灭火。该系统一般采用压力开关进行触发。
3.3 防火卷帘门及电动防火门
主要设置于高层建筑、空间面积比较大的商场等，主要用途是防火、防烟，缩小火灾事故范围，防止火灾的蔓延。该系统一般采用安装于卷帘两侧的探测器触发。
3.4 正太送风机
发生火灾时，向火灾层输送正压新鲜空气，一方面为火灾层的人员提供足够逃生的氧气，以免因空气中氧气缺少而窒息，另一方面阻止因烟囱效应使火灾向上层蔓延。该系统一般由火灾报警联动控制器触发。
3.5 排烟风机
火灾扑灭后，排出火灾层的烟雾和有害气体，保持火灾救护人员能够呼吸到足够的新鲜空气。该系统一般由火灾报警联动控制器触发。
3.6 消防电梯
火灾发生时，帮助人们从火灾发生层快速逃生至底层，离开发生火灾的建筑物。
3.7 火灾自动报警系统
利用火灾早期的一些现象，如各种烟雾、火光等信息，及时反映火灾信息，做到先期预防，将火灾发生的可能消灭在萌芽状态，最大限度地减少火灾损失。该系统一般由探测器、控制器、消除设备执行机构和相关的控制线路组成。
3.8 气体消防系统
该系统集火灾探测、气体灭火为一体，主要适用于一些不便用水消除的含有贵重设备的场合。
该系统一般自成体系，它包含必要的火灾探测和相应的执行机构，在保护区域发生火灾时，自动释放灭火气体。该系统由保护区域内配套的火灾探测器进行触发。
3.9 消防广播和声光报警器
该系统主要用于发生火灾时，组织和疏导人员疏散和快速撤离，该系统触发由消防控制中心（消防值班室）完成。
3.10 火灾应急照明
该系统用于发生停电事故时（包括火灾事故），帮助人员逃生与疏散。
4常见消防设施的控制
对于消防设施的控制要求，有以下几点基本要求：
（1）容易造成混乱、带来严重后果的被控对象应由消防控制室集中管理。
（2）火灾报警信号由人直接发出的消防系统，应直接启动消防设施，无须经过消防控制室确认。
（3）消防水泵（包括喷洒泵）、排烟风机及正压送风机等重要消防用电设备，宜采取定期自动试机、检测措施。
4.1 消火栓及其消防泵
消火栓消防泵的起停一般直接由消防栓上的消防按钮直接启动。即使在有火灾自动报警系统的建筑中，火灾自动报警系统仅监视该系统的各种信息，并不对消火栓按钮的报警信息进行加工处理，原因十分简单，消火栓按钮是由人工进行触发的，无需再进行火灾的确认。值得注意的是，消火栓按钮的控制电压若采用220V，则必须保证使用消火栓时按钮上无电，以免发生触电事故。若采用36V的安全电压，则不需选择适当截面的控制线，以免因线路压降过大而无法驱动接触器线圈。
设有火灾自动报警系统的建筑，对消火栓消防系统的控制要求如下：
⑴消火栓按钮控制回路应采用50V以下的安全电压。
⑵消火栓设有消火栓按钮时，应能向消防控制（值班）室发送消火栓工作信号和起动消防水泵。
⑶消防控制室内，对消火拴灭火系统应有下列控制、显示功能：控制消防水泵的起、停；显示消防水泵的工作、故障状态；显示消火栓按钮的工作部位，当有困难时可按防火分区或楼层显示。
从上边的要求可以看出，在设有火灾自动报警系统的建筑物中，消火栓系统除了常规的消火栓控制按钮控制起动消防泵线路外，还应增加以下的线路：
（1）每个消火栓按钮的接点状态通过地编模块接入火灾自动报警系统，将其作为一个探测器看待，以便消防控制室能够显示火栓按钮的工作部位。
（2）消防泵控制箱的控制线路中并联消防控制室的起停控制接点，并将泵的运行信息返回消防控制室。
4.2 自喷消防泵
自喷消防系统一般较少单独使用，往往与火灾自动报警系统同时使用。
自喷消防系统的工作流程为：当保护区域内因发生火灾引起温度升高，从而使喷头上的阻水设施爆裂，管道内压力下降，管道上压力开关触点闭合，开启自喷消防泵。
自动喷水灭火系统的控制应符合下列要求：
（1）设有自动喷水灭火喷头、需早期火灾自动报警的场所（不易检修的天棚、闷顶内或厨房等处除外），宜同时设置感烟探测器。
（2）自动喷水灭火系统中设置的水流指示器，不应作自动起动消防水泵的控制装置。报警阀压力开关、水位控制开关和气压罐压力开关等可控制消防水泵自动起动。
（3）消防控制室内，自动喷水灭火系统宜有下列控制监测功能：
①控制系统的起、停；
②系统的控制阀处开启状态。但对管网末端的试验阀，应在现场设置手动按钮就地控制开闭，其状态信号可不返回；
③消防水泵电源供应和工作情况；
④水池、水箱的水位。对于重力式水箱，在严寒地区宜安设水温探测器，当水温降低到5℃以下时，即应发出信号报警；
⑤干式喷水灭火系统的最高和最低气压。一般压力的下限值宜与空气压缩机联动，或在消防控制室设充气机手动起动和停止按钮；
⑥预作用喷水灭火系统的最低气压；
⑦报替阀和水流指示器的动作情况。
（4）设有充气装置的自动喷水灭火管网应将高、低压力告警信号送至消防控制室。消防控制室宜设充气机手动启动按钮和停止按钮。
（5）预作用喷水灭火系统中应设置由感烟探测器组成的控制电路，控制管网预作用充水。
（6）雨淋和水喷雾灭火系统中宜设置由感烟、定温探测器组成的控制电路，控制电磁阀。电磁阀的工作状态应反馈消防控制室。
由于自喷消防系统的消防泵（包括电磁阀、气压泵）可以直接由压力开关控制，因此，在该系统的设计中，应尽量利用压力开关和相应的消防泵组成自动控制系统，在和火灾自动报警系统配合使用时，应将其作为独立的一个子系统，火灾报警系统只监视其报警信号（包括压力开关、水流指示仪）。
自喷消防系统和火灾自动报警系统配套使用时的基本要求如下：
（1）消防泵（包括电磁阀、气压泵）的启动应有相应的压力开关（包括水位控制仪）直接启动，同时并接消防控制室传来的强制起停按钮信号。
（2）所有相关的报警及反映系统工作的传感器信号应通过地编输入模块进入报警总线。
4.3 防火卷帘门及电动防火门
防火卷帘门是现代高层建筑防火中不可缺少的设施，具有防火、防烟、防盗、防风等多种功能，广泛应用于高层建筑、大型商场等人员密集的场合，其作用是在火灾事故发生时，在能够保证人员快速疏散的情况下，阻止火灾事故的蔓延，将火灾限制在一定的范围内，从而最大限度地限制火灾事故的损失。
该消防设施一般自成体系，其自带的控制箱内一般设有温感探测器、烟感探测器、限位开关、外部控制信号的接口，在完成外部接线后，一般就能独立工作。
电动防火卷帘的控制应符合下列要求：
（1）一般在电动防火卷帘两侧设专用的感烟及感温两种探测器，声、光报警信号及手动控制按钮（应有防误操作措施）。当在两侧装设确有困难时，可在火灾可能性大的一侧装设。
（2）电动防火卷帘应采取两次控制下落方式：第一次由感烟探测器控制下落距地1.5m处停止；第二次由感温探测器控制下落到底。并应分别将报警及动作信号送至消防控制室。
（3）电动防火卷帘宜由消防控制室集中管理。当选用的探测器控制电路采用相应措施提高了可靠性时，亦可在就地联动控制，但在消防控制室要有应急控制手段。
（4）当电动防火卷帘采用水幕保护时，水幕电磁阀的开启宜用定温探测器与水幕管网有关的水流指示器组成电路控制。
电动防火门的控制，应符合以下要求：
（1）门两侧应装设专用的感烟探测器组成控制电路，在现场自动关闭。此外，在就地亦宜设人工手动关闭装置。
（2）电动防火门宜选用平时不耗电的释放器，且宜吸设。要有返回动作信号功能。
电动防火卷和防火卷帘门由于自成体系，实际使用时只需按照其外部接线端子的要求配置操作电源、火灾探测器和相关的手动操作按钮。在和火灾自动报警系统配合使用时，在其火灾探测器回路中接入总线型控制模块来仿真火灾探测器的动作，使消防控制时的指令能够得到执行（一般需要两个总线制控制模块，分别指令半降和全降），同时应将卷帘门的工作状态通过总线型输入模块返回消防控制中心。
4.4 正压送风机
该系统一般单独较少使用，往往和火灾自动报警系统联合使用，其动作指令直接由消防控制室发出。
4.5 排烟风机
防烟、排烟设施包括排烟阀和相关的风机。其控制要求如下：
（1）排烟阀宜由其排烟分担区内设置的感烟探测器组成的控制电路在现场控制开启。
（2）排烟阀动作后，应起动相关的排烟风机和正压送风机，停止相关范围内的空调风机及其他送、排风机。
（3）同一排烟区内的多个排烟阀，若需同时动作，可采用接力控制方式开启，并由最后动作的排烟阀发送动作信号。
（4）设在排烟风机入口处的防火阀动作后，应联动停止排烟风机。
（5）防烟垂壁应由其附近的专用感烟探测器组成的控制电路就地控制。
（6）设于空调通风管道上的防排烟阀，宜采用定温保护装置直接动作阀门关闭；只有必须要求在消防控制室远方关闭时，才采取远方控制。关闭信号要反馈消防控制室，并停止有关部位风机。
（7）消防控制室应能对防烟、排烟风机（包括正压送风机）进行应急控制。
防、排系统单独使用时，根据上述要求采用电气连锁的方式完成其控制，在和火灾自动报警控制系统配套使用时，其连锁控制可以通过系统进行程序连锁。
4.6 气体消防系统
自动灭火系统的控制应要求如下：
（1）设有卤代烷、二氧化碳等气体自动灭火装置的场所（或部位）应设感烟定温探测器与灭火控制装置配套组成的火灾报警控制系统。
（2）管网灭火系统应有自动控制、手动控制和机械应急操作三种起动方式；无管网灭火装置应有自动控制和手动控制两种起动方式。
（3）自动控制应在接到两个独立的火灾信号后才能起动。
（4）应在被保护对象主要出入口门外，设手动紧急控制按钮，并应有防误操作措施和特殊标志。
（5）机械应急操作装置应设在贮瓶间或防护区外便于操作的地方，并能在一个地点完成释放灭火剂的全部动作。
（6）应在被保护对象主要出入口外门框上方设放气灯，并应有明显标志。
（7）被保护对象内应设有在释放气体前30s内人员硫散的声警报器。
（8）被保护区域常开的防火门，应设有门自动释放器，在释放气体前能自动关闭。
（9）应在释放气体前，自动切断被保护区的送、排风风机或关闭送风阀门。
（10）对于组合分配系统，宜在现场适当部位设置气体灭火控制室；单元独立系统是否设控制室，可根据系统规模及功能要求而定；无管网灭火装置一般在界场设独制盘（箱），但装设位置应接近被保护区，控制盘（箱）应采取防护措施。在经常有人的防护区内设置的无管网灭火系统，应设有切断自动控制系统的手动装置。
（11）气体灭火控制室应有下列控制、显示功能：
①控制系统的紧急起动和切断；
②由火灾探测器联动的控制设备，应具有30s可调的延时功能；
③显示系统的手动、自动状态；
④在报警、喷射各阶段，控制室应有相应的声、光报警信号，并能手动切除声响信号；
⑤在延时阶段，应能自动关闭防火门、停止通风、空气调节系统。
（12）气体灭火系统在报警或释放灭火警时，应在建筑物的消防控制室（中心）有显示信号。
（13）当被保护对象的房间无直接对外窗户时，气体释放灭火后，应有排除有害气体的设施，但此设施在气体释放时应是关闭的。
由于气体消防系统大都是自成体系，其控制设备均由厂家配套，实际使用时只需按照生产厂家的要求配置相关的火灾探侧器，并按照其要求安装好相关的声光报警装置即可，在和火灾报警系统配套使用时，火灾报警系统仅监视其工作状态，一般不对其发出操作指令。
4.7 消防广播和声光报警器
本部分一般和火灾自动报警系统配套使用，在发生火灾时由消防控制室发出指令。
4.8 火灾应急照明
火灾应急照明集中供电时，应由消防控制中心在切断其它非消防电源的同时，强制开启应急照明；分散供电时，应设里外部电源断电后的自开启功能。
4.9 非消防电源断电及电梯应急控制
非消防电源断电和电梯应急控制要求如下：
（1）火灾确认后，应能在消防控制室或配电所（室）手动切除相关区域的非消防电源。
（2）火灾发生后，根据火情强制所有电梯依次停于首层，并切断其电源，但消防电梯除外。
Abstract： Based on the introduction of the characteristics of wireless intelligent lighting system， intelligent building lighting control system in colleges and universities based on ZigBee wireless networking technology is proposed. Hardware design is based on SoC chip CC2530 that supports ZigBee， and software design is based on Z-Stack protocol stack. This system has the function of ad-hoc networks when the power is on， users can control coordinator， and sends a signal to any terminal device of the router nodes by the router， terminal device will control the lighting equipment after receiving the signals.
关键词： 智能照明系统;无线传感网络;ZigBee;CC2530
Key words： intelligent lighting system;wireless sensor network;ZigBee;CC2530
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）04-0230-03
0 引言
在随着时代的进步人们生活水平的提高，以及计算机技术迅猛的发展，人们对楼宇的智能化程度要求也越来越高。在智能楼宇中，照明设备的智能化是其中不可或缺的一个子系统。照明设备在日常生活与工作中是必不可少的，无论是日常的照明还是生活中的装饰，照明设备都扮演着无可替代的角色。随着时代的进步，人们环保意识的提高，在照明领域中，节能和环保已是大势所趋，人们开始采用各种新型的节能光源和材料来达到节约电能的目的[1]。如何通过控制各照明设备达到节约能源的目的已经成为目前这一领域的热点。在传统的基于有线的照明控制系统中，存在诸多缺点，包括：布线麻烦且复杂，可扩展性差，系统安装和维护成本高且移动性差等。
因此实现智能照明最理想的选择就是采用无线通信技术。目前市场上存在多种智能照明的解决方案。其中利用ZigBee技术组网配合MCU控制的方案因其成本低，功耗低和易于实现等优点而得到广泛应用。本文提出并实现了一种利用ZigBee技术组建无线传感网络并通过8051MCU来实现实时控制的无线智能照明系统[2][3]。
1 ZigBee技术
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。从2001年8月，ZigBee Alliance成立，到2004年ZigBee V1.0诞生，近十年来，ZigBee因其低功、低成本、高安全以及网点多、体积小等诸多优点而被广泛应用于环境监测、无线抄表、智能小区、工业控制等领域。目前，世界各大半导体公司都各自推出了符合ZigBee标准的芯片和协议栈[4]。本文采用了TI的CC2530加Z-Stack协议栈的平台，设计出了一种高校智能楼宇照明控制系统。通过声音传感器、光敏传感器和红外传感器检测出声音、光照强度以及人体红外信息等建筑环境参数，并通过这些参数合理控制楼宇的照明系统，最终达到优化节能的目的。
2 系统设计方案
2.1 系统结构 本系统的实现采用了由终端节点、路由节点和协调器节点组成的Mesh拓扑结构的无线传感器网络。其中，分布在各教室、卫生间和储物间的信号采集终端节点作为单个无线传感节点，采集相应的数据信息之后，通过ZigBee无线传输协议把采集的信号传输给路由器节点。整体结构布局及组网方式如图1所示。
2.2 硬件设计 本系统的无线控制器采用TI公司的CC2530芯片。TI公司推出的SoC芯片CC2530是真正的片上系统解决方案，支持IEEE802.15.4/ZigBee/ZigBee RF4CE标准。拥有庞大的闪存空间（此系统Flash为256kb），更大RAM空间;允许芯片无线下载/空中升级;支持系统编程。此外，CC2530结合了一个完全集成的、高性能的RF收发器与一个增强型8051微处理器以及其他强大的支持功能和外设。CC2530提供了101dB的链路质量，优秀的接收器灵敏度和健壮的抗干扰性，四种供电模式以及一套广泛的外设集――包括2个USART、12位ADC和21个通用GPIO[3][5]。该系统使用的协调器节点带有4*4键盘用来设置系统的参数和发送相关的命令，128*64点阵液晶模块用来显示网络状态信息。协调器输出开关量直接完成对系统终端节点的开关控制，输出的数字量经过8位的数/模转换器后，可以实现对照明灯的256级调光控制。另外，各终端节点还带有声音传感器、光敏传感器和红外传感器，用于感测现场的声音信息、亮度信息和红外信息。以声音传感器为例，当各终端节点的声音传感器测得的声音信号微弱时，即认为现场人员已经离开，此时可以自动的关闭照明灯或者调暗亮度。当声音传感器测得声音信号较为强烈时，即可开启照明灯或者调高照明灯的亮度。由于该系统的每个ZigBee节点都安装了相关的传感器，因此该系统可以感测到楼层不同位置的信息并控制楼层不同位置的照明情况，实现了对整个照明系统的智能控制。
2.3 软件设计 该系统的软件设计基于TI公司推出的跟CC2530芯片配套的Z-Stack协议栈和IAR集成开发环境。系统软件的主流图见图2。
由于该系统采用了mesh网络，在ZigBee技术中实现mesh网络，就需要先对各设备进行定义，以此完成相互连接，传输数据及控制信号等功能。ZigBee技术中新建网络由协调器完成，应用NIME-NETWORK-FORMATION.REPUEST原语，启动网络建立。建网完成后，网络管理层实体将找到合适的通道并为新网络定义的标示符PANID写为MAC层的macPANID属性，并选择一个16位的网络地址，该地址等于需要设置的MAC层的macShortAddress
PIB属性地址。而系统中的端点设备，可以使用NINE-PERMIT-JOINING.request加入网络，与协调器连接通信[6]。
NINE-PERMIT-JOINING.request（
PermitDuration） //协调器允许连接时间
NINE-PERMIT-JOINING.confirm（
Status）
系统设备在发送数据时，将调用到AF_DataRequest（），此函数的原型为：
afStatus_t AF_DataRequest（
afAddrType_t *dstAddr， //目的地址
endPointDesc_t *srcEP， //源节点端口号
uint16 CID， //cluster ID
unit16 len， //数据长度
unit8 *buf， //数据
unit8 *transID， //传输序列号
unit8 options， //传输选项
unit8 radius， //路由跳数
）
3 实验结果
本次实验是以高校典型的楼层布局为例，楼层布局如图3所示，通过对分布在每个房间的终端设备的传感器采集到的数据信息，实时监控楼宇环境信息并对照明设备进行实时有效的控制，相关传感器数据见图3。
声音传感器和红外传感器可以实时地感知室内的声音变化情况和人体红外信息。通过实验数据的变化，可以选择最符合实际情况的一组阈值作为判定是否有人的标准，当超过这一阈值时，开启照明设备或者提高照明设备的亮度，如果传感器反馈的数据一直低于这一阈值，则控制照明设备保持关闭或者低亮度的状态。
光敏传感器主要用来检测室内环境的光照强度。照明设备的控制有以下几种情况：
①当终端设备检测到室内自然光光照强度较强，且已经符合高校日常教学时的光照强度要求，则给终端设备发送关闭室内照明设备的指令;②当室内光照强度较弱，且声音传感器和红外传感器一直维持在低于阈值的状态，则自动关闭该区域的照明设备。
另外，在终端节点加上人为控制方式，这样可以使照明设备的控制更为人性化，更加符合实际应用。由于楼宇里的照明设备采用了闭环控制的方式，通过此系统可以有效地节约电能，避免电能不必要的浪费。
4 结语
ZigBee无线传感网络技术因其低功耗、低复杂度、低成本、短距离和低速率等特点，目前已经广泛应用于工业控制、智能家居、楼宇自动化、消费型电子等领域[7]。本研究通过在高校楼层建立ZigBee无线传感网络，对楼层里的实验室、办公室、卫生间、多媒体教室等位置的环境参数进行实时监控，采集得到包括人体红外、光照强度、声音强度等信息，并用得到的参数来优化控制照明系统，实验证明，在高校楼宇构建的物联网系统可以有效的降低楼宇的能耗，让学习和办公更加舒适，让生活更加低碳。该系统稍作更改，便可应用于其他智能楼宇的构建，具有较好的实用性和较强的通用性，这将带来一定的经济效益。
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