时间:2023-09-01 16:56:53
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篇智能建筑与楼宇自动化,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。
中图分类号:TU198 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)19-0009-02
智能建筑系统是由计算机网络将各个不同的独立系统综合在一起的大系统,也就是说,计算机技术、通信技术、网络技术实现了楼宇内的各个物理设备的有机统一,可以高速地传输楼宇内的语音、图像、数据、视频数据。而楼宇自动化系统是整个建筑物的核心子系统,计算机技术、通信技术、网络技术也主要应用于这一子系统中。计算机技术、通信技术、网络技术在楼宇自动化系统中的应用,使其可以监控建筑物内的能源使用、交通、安全设施以及环境状况,给人提供一个安全可靠、节约能源、舒适宜人的生活和工作环境。
1 楼宇自动化系统的定义
楼宇自动化系统又叫建筑设备自动化系统,它主要包括暖通空调、供配电、照明、消防、给排水、电梯、安全防范等子系统。楼宇自动化系统通过最优化的控制手段分析、处理各种机电设备的信息,实现对各系统设备的集中监控与管理的目的,从而使各子系统能够高效、有序的运行,给人提供一个高效、安全、舒适的生活和工作环境。
2 楼宇自动化系统的组成、基本功能和原理
2.1 楼宇自动化系统的组成
建筑设备自动化系统即楼宇自动化系统一般由暖通空调、供配电、照明、消防、给排水、电梯、安全防范等子系统组成。楼宇自动化系统更够给客户提供一个安全、舒适、高效的生活和工作环境,并能保证建筑大系统经济的运行和智能化管理。广义的楼宇自动化系统应包括保安自动化和消防自动化,由于保安自动化与消防自动化是相对独立的,所以可以考虑独立设置保安与消防自动化子系统,但同时也要建立楼宇自动化系统监控中心与之的通信联系,以便发生灾情时,转移操作权,实现一体化的协调控制。
2.2 楼宇自动化系统的基本功能
楼宇自动化系统的主要目的是通过计算机技术实现对建筑内的各种机电设备的全面监控和集中管理,从而为建筑用户提供良好的生活与工作环境,方便建筑管理者进行管理,减少建筑物的能耗和减少管理费用。其基本功能包括:①对各种机电设备的运行状态进行监视控制,控制其起或停;②自动检测并显示各种机电设备的运行参数、变化趋势、历史数据,供管理者查询或打印;③外界条件、环境因素、负载情况发生变化时,自动调节各种设备运行状态,以保证其始终处于最佳的运行状态;④自动监测各种意外、突发事件,并进行及时有效的处理;⑤协调控制、统一管理建筑物内的各种机电设备,使之有条不紊地运行;⑥自动计量建筑物内用户的水、电、气等费用,实现能源管理的自动化;⑦对设备的档案、运行报表和维修等进行管理。
2.3 楼宇自动化控制系统的原理
楼宇自动化控制系统采用了以现代控制理论为基础的集散型计算机控制系统,它也叫分布式控制系统,英文名为Distributed control systems,简称DCS。微型计算机控制装置分布在现场被空设备处,具有对被控设备进行实时的检测和控制的功能,分布式控制系统利用了微型计算机的这一功能,因此表现出“集中管理分散控制”的特征,克服了具有危险性高度集中的计算机集中控制的不足,此外,还克服了常规仪表控制功能单一的缺陷性。为了延长设备的使用寿命、提高设备的利用率、降低能源消耗,就要系统地管理有关联的设备,发挥设备的整体优势和潜力。基于这一点考虑,在中央控制的中央管理计算机上相应的安装了管理软件,从而减轻维护人员的劳动强度,降低所需的工时数量。另外,中央管理计算机还具有CRT显示、打印输出、软件管理和强大的数字通信功能,可以完成显示、打印、报警、优化控制等任务,克服了常规仪表控制下的人机联系困难的缺点,从而实现对机电设备的统一管理,使得设备始终处于最佳的运行状态,降低了设备运行成本。
3 我国楼宇自动化系统的应用现状与前景
3.1 我国楼宇自动化系统的应用现状
从我国楼宇自动化系统建设和应用的现状来看,我国智能建筑发展仍处于初始阶段,与国外相比,其应用水平相当低,系统的控制性能还没有得到优化,各系统接口处的系统还没有实现自动化操作,一些偏远地区,甚至还没有实现楼宇自动化系统的接通。主要表现在以下几个方面。
1)市场上流行的智能建筑楼控系统产品还是国外的一些著名品牌,我国的智能建筑楼控系统产品开发较少,没有占领智能建筑楼控系统的市场。除此之外,我国对空调系统的控制本质以及控制策略的研究深度不够,缺乏内涵。
2)随着经济的发展和技术的进步,我国有一些建筑引入了楼宇自动化控制系统技术,但只是实现了楼宇自控系统技术的应用的第一个层次,即只是简单地满足了人们对建筑物安全、舒适的要求。
我国公共建筑的发展水平分为三个阶段,第一阶段也是最低的层次是在建筑中接通楼宇自控系统,使建筑内的设备管理系统正常的运行,从而满足人们对建筑物安全、舒适的功能性需求。第二阶段要引进国外先进技术,优化楼宇自动化控制系统的性能,使得系统原设计的功能得到充分的发挥,达到降低能耗和设备运行成本的目的。第三阶段加大对楼宇自动化系统技术的科研投入,通过各领域科研人员的技术攻关,使智能建筑楼控系统产品国产化,拥有自主知识产权,达到占领国内市场的最终目的。
3)控制性能没有得到完全优化。相关数据显示,我国楼宇自动化系统的控制精度只能达到±2%,且阀门极易反复振荡。阀门反复振荡不仅会增加流体的阻力,增加能耗,而且会造成执行机构与阀门的磨损,增加了设备维护的成本。
4)传感器不能准确地反映建筑物和设备的运行参数与状态。传感器是自控系统的首要设备,直接作用与被测对象,所以,传感器必须具有高准确性、高稳定性和高灵敏度。但事实上,我国楼宇自控系统中至少有10%或更多的传感器准确性不高。另外,部分传感器安装位置有偏差,使得测量精度降低。
5)检测手段不足。①在热源检测方面,对燃料没有相应的智能检测手段,如对锅炉的用气或用油的检测。对用户的用气采用普通的表具;对用油没有计量表,只是靠每年的进油量来计算;②没有智能检测仪表对楼层空调的能耗情况进行计量,采用精度不足的酒精温度计测量空调供回水的温度,因此,无法准确计量水系统的能耗;③楼宇自动化系统中没有接入智能仪表,不能测量出冷却塔的运行能耗;④一些供应商常常忽略对冷源离心机组的寻叶开度的监测。
6)缺乏能源管理,节能效果欠佳。尽管每个建筑楼控系统的投标书上都有节能管理的措施,但在实际运行中,没有一栋楼将节能管理措施落到实处。例如,锅炉没有在最佳效率区运行。每台锅炉都有一个运行的最佳效率区,锅炉在这种最佳效率区运行时,其产生的热效率会达到最高。而在低负荷区运行时,锅炉内的温度降低,虽然燃料的使用量有所减少,但燃烧工况较差,不完全燃烧也会增大,降低了燃烧效率。锅炉处于超负荷区运行时也会增加不完全燃烧,超负荷区设备运行速度加快,对燃料的需求也相应增加,短时间内,燃料无法充分燃烧,效率降低。另外,几乎所有智能建筑的冷热源没有在最佳时机被起动或停止,过早启动或过晚停止冷热源都会导致能源的浪费。
3.2 我国楼宇自动化系统的发展前景
现今我国95%的既有建筑都是高耗能建筑,每年要消耗大量的能源,不适合我国低碳社会的发展要求,建筑领域的节能减排势在必行。另外,21世纪智能建筑高新技术不断发展,信息网络技术、无线局域网技术、智能卡技术、可视化技术、控制网络技术、家庭智能化技术、流动办公技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等都将会被广泛地应用于智能建筑领域内。以上这些都给楼宇自动化系统带来了良好的发展机遇,楼宇自动化的内涵也必将随着技术的发展而不断变化,可以说,智能建筑中的楼宇自动化系统技术应用前景广阔。
4 结论
我国楼宇自动化系统满足了人们的建筑安全、舒适的需求,但在节能方面还有待于完善,在开发中国自己的智能化系统产品还有所欠缺。要想改善我国楼宇自动化系统必须紧跟国际主流技术,加大科研投入,研发具有自主知识产品的智能化系统产品,优化我国楼宇自动化系统,摆脱受制于外的局面,促进我国智能建筑的可持续发展。
参考文献
[1]徐岩.浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统[J].智能建筑电气技术,2010(6).
[2]陈火根,杜立贤.智能建筑中的楼宇自动化控制系统[J].能源工程,2011(6).
[3]赵炜.浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统技术[J].科技广场,2012(7).
关键词:智能建筑;楼宇自动化;集成;模式
一、引言
我们知道,智能化建筑是高科技与建筑的巧妙集成,是信息时代的产物,也是现代化建筑的重要发展方向。楼宇自动化系统,作为智能化建筑的重要组成部分,是建筑智能化的根基。使用智能建筑,可以感受其舒适性、高效性、便捷性、安全性和经济性,故楼宇自动化系统具有巨大的实用价值。
二、楼宇自动化系统的组成及功能
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。
BAS的主要功能是调节、控制建筑的各个设施,并检测显示其运行参数,监视它们的运行状态,根据外界因素、负载变化而自动调节各种设备。BAS与高层建筑节能的关系十分密切,因为建筑物各项能耗的检测传感器和仪表是BAS的组成部分,集散控制系统是控制BAS各子系统的主要手段,也是实施节能的媒介。现在发达国家的智能建筑系统大多按照建筑物的使用功能来予以设置,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,故系统能够良好地实现其功能。
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、结束语
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
智能建筑最近最近几年在我国发展很快。许多公共设施,高层建筑,甚至住宅小区都要求智能化,智能建筑热就要到来或已经到来。任何新事物刚一出现人们都有一个认识过程,一旦被人们认识了,很快就会引起一股热潮,但有热就会有冷,当热过了头的时候就要适当冷一点,否则会像人一样热过了头就会生病。
一、我国智能建筑概况
我国智能建筑开始于80年后期与90年代初,1991年曾派人去当时瑞士能德公司(后改名为兰吉尔公司,是西门子楼宇科技之金属公司,其楼宇自控系统S600品牌为兰吉尔·驷法)进行了技术培训与学习。随后便与该公司联合在国内推广楼宇自动化系统(BAS)。
1991年开始,我国建成不少智能建筑,但根据有关资料介绍,我国已建成的智能建筑有70%以上运行不正常,上述比例是否正确没有去分析过,但根据工作中接触的情况看,至今见到的运行正常,真正达到智能建筑标准的确实为数不多。造成投资浪费现象惊人。国家已经发现了再这样下去会造成更大的浪费,因此成立了智能建筑专家委员会,开始着手编制有关标准与设计规定,对智能建筑系统集成商进行资质审定工作。
智能建筑运行不正常,可分为以下几种情况:最严重的是系统处于停运状态,这种项目大都建于90年代初期,通过商订货,调试,验收及培训工作不完善,后期服务无法保证,出现问题找不到原订货商,找到了费用也很高;另一种情况是系统仍在运行,但只能进行显示与手动控制,这种情况比较多,部分自动控制能正常投入的项目不太多,达到自动控制全部投入运行,实现经济运行的工程确实不多,只有在近几年来人们注意了对供货商或商资质的审查,并对设计、调试、验收、培训及后期服务在合同中都作了明确规定之后,情况大有好转。
造成大量智能建筑不能正常运行的原因是多方面的,有些是对智能建筑定义认识不正确,有些是设计上的原因,有些是供货商的原因,有些是施工单位的原因。需要进行认真分析,总结经验,不断改进。
由于人们对智能建筑的定义认识不正确应该是实际上也不是的智能建筑也称为智能建筑去宣传到现场参观以后,当然就会对智能建筑产生误解这不仅有损于智能建筑,当然就会对智能建筑运行情况发挥经济效益与社会效益的调查形成误导。
电气施工图设计不完善也是智能建筑不能正常投入运行的一个重要原因,智能建筑中所涉及到的办公自动化系统(OAS)通信自动化系统(CAS)与楼宇自动化系统(BAS)都是当前世界上的先进技术,设计单位很难一下掌握,熟悉起来要有一个过程,设计单位对选用系统不熟悉,施工图设计就相当困难,对每个系统应包括哪些内容,专家都有分歧,因此3A之后,又出现5A,把本来已经包括在楼宇自动化系统(BAS),当然应包括消防自动化系统(SAS)与保安自动化系统(FAS)。国内由于消防部门的要求,消防自动化系统(SAS)要单独设计,否则有关部门无法审批通过。办公自动化系统(OAS)与通信自动化系统(CAS)也要求由设计单位来完成设计。这两个系统施工图设计与产品的关系比较密切,各个厂家的产品在网结结构、产品功能及价格上判别也比较,施工图设计如果定了某一家产品,随着建设周期的拖延,资金的变化等原因,很难按设计图纸进行订货,订货一旦有变化,设计就要变化,所以办公自动化系统(OAS)与通信自动化系统(CAS)施工图设计只能做到综合布线,并提出一个概算,由于设计上认识的不统一,加上一个工程设备订货往往变化多次,这也是造成智能建筑不能正常运行,影响基本经济效益与社会效益的正常发挥的一个重要原因。
供货商及其产品质量也是影响智能建筑正常运行的一个重要因素,运行不正常,不能发挥其经济效益,造成投资浪费大都指楼宇自动化系统(BAS),因为楼宇自动化系统(BAS)运行不正常往往是无法保证自动控制正常投入运行,或者无法实现工况自动转换,以有效利用室外新风来节约能源,部分一般够能保证正常运行,由于不直接影响工作,就引不起业主的高度重视。国内智能建筑中所选用的楼宇自动化系统(BAS)基本上都是国外产品,而且以兰吉尔、江森与霍尼威尔三大公司的产品为主。国外楼宇自动化系统(BAS)的供货都是从敏感元件、执行机、阀门、变送器、现场控制站(子站)、网络 服务器及所有软件成套供货,其产品质量是完全可以保证的,但国外供货商在现场调试,人员培训,后期服务等方面不能保证,特别在与甲方及施工单位配合上更难做好。设备到货,有些安装调试一结束,再进行联系就相当困难,后期服务费用甲方难以承受,这样就严重影响了楼宇自动化系统(BAS)的正常运行。
现场调试及后期服务问题最近几年也引起了国外公司的重视,他们有的在国内寻找商或合作伙伴,有的办事处也开始配备这方面的人员,开始承接工程并负责现场调试与后期服务。所以最近几年智能建筑的楼宇自动化系统(BAS)正常投运率提高了很多。
二、智能建筑标准的制定
智能化建筑设计标准如何制定,制定之后如何招待是一个值得探讨的问题。标准制定出来,大家就要执行,如果标准制定的不合理,制定出来以后大家都不去认真执行也就失去了制定标准的意义。
有些设计单位结合多年设计工作中的经验,制订了一个智能建筑设计标准,当地政府还发了文件要求本地区参照执行,这种积极性是值得学习的,但标准出来之后,也引起了许多不同看法。分析其原因主要是大家对智能建筑及其标准的制定理解与认识上差异较大。
市场经济情况下标准如何制订,制订出来以后又如何去执行,这都是一个新问题,有些专家建议标准按建筑面积制定,有些专家建议按行业划分来制定,有些专家建议按地区划分来制定,这些都是需要由专家去论证,按建筑面积去制定,建筑面积达不到,但投资允许,实际使用又需要,就不能按标准去设计与施工,建成以后再改造。如果按行业划分,那么多的省委大楼,市委大楼能否按标准去设计与建设值得讨论,按地区划分来制定问题就更大了,作为出来,让大家进行分析讨论是完全可以的,作为一个政府部门制定出来的标准规定什么地区可以建什么标准的智能化建筑,什么地区不能建什么标准的智能化建筑,可能就不太合适。所以智能化建筑标准的制定如何适应市场经济的发展要引起标准制定者的高度重视。
三、智能建筑设计规范的制定
设计规范在设计中起到法律的作用,国家制定的设计规范实际上就是建设单位与设计单位必须遵守的法规。安全性在智能化建筑中的位置是非常重要的,没有安全性,舒适性和实用性都无法保证。安全性包括人身安全与设备安全。智能化建筑人员集中,设备昂贵,安全性就尤为重要,所以智能化建筑必须严格遵守设计规范,所以大家都希望智能化建筑的设计规范早日制定。但仔细分析一下智能化建筑的设计规范如何制定,制定出来又如何执行都存在不少问题。
关键词:建筑
智能 集成 自动化
一、前言
智能建筑的概念,在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德(Hartford)市建成。我国于90年代才起步,但迅猛发展势头令世人瞩目。随着计算机控制技术、网络技术和信息技术的高速发展,楼宇自控领域的技术创新正以迅猛的势头不断发展。楼宇自控系统由独立的控制子系统向集中化、网络化、信息化的监控与管理系统发展,实现数据采集、过程控制、流程优化运行管理和信息化的各项功能.
二、智能建筑的发展
1.智能建筑系统分类:
智能建筑系统是楼宇自控系统(BAS) 、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三者的有机结合-也就是传统意义上的3A 。楼宇自控系统是一种将建筑物内有关电力、照明、空调通风、给排水、防灾等电气设备进行控制和管理的综合系统,是智能建筑的重要组成部分。此外,随着科技的发展,对智能就是的要求不断提高,像安全防范系统(SAS)和消防自动化系统(FAS)也被纳入其中,从而形成了5A体系。最近出现一些房地产商甚至提出保安自动化(SA)等要求。
2.楼宇自动化系统综述
智能建筑是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是未来建筑发展的方向,在智能建筑中楼宇自动化系统是最基本也是最重要的组成部分,楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种机电设备连接到一个控制网络上,通过网络及计算机对其进行全自动综合监视、控制和管理,确保建筑物内的舒适、安全、高效、合理的办公环境。
3.楼宇自动化控制系统是将建筑设备或系统进行分散控制、集中监视、管理 。楼宇自控系统的神经中枢是通信,采用开放的通信协议与标准是实现系统具有开放性的基本条件之一,使用先进和实用的关键技术是架构效能和先进的楼宇控系统的基础。
4.结构化综合布线系统
SCS 又称综合布线系统(Premises Distribution System 简称PDS),它是建筑物或建筑群内部之间的传输网络,。它把建筑物内部的语音交换、智能数据处理设备及其广义的数据通信设施相互连接起来,并采用必要的设备同建筑物外部数据网络或电话局线路相连接。在楼宇弱电设计方面,如果名副其实的采用多网合一的综合布线,可以大大的简化弱电设计的复杂性和设计、施工成本 。
三、现代楼宇智能化系统的组成
1.火灾报警和联动智能控制系统智能消防控制系统,是以整套防火安全,报警系统。其又可分为4个子系统:火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。
消防智能控制系统通过中央处理器对系统所有部分进行通讯监控,并反馈显示其故障情况,一旦系统检测到火警信号后,可以自动执行该程序,并报警通知所有人员。系统对报警信号起确认作用,系统可根据办公楼内不同场合,将烟感探头灵敏度设定相应的转换。
2.照明智能控制系统
包括工作照明、事故照明、断电应急灯等特殊照明,主要功能有控制各楼层门厅及楼梯照明定时开关;控制室外灯定时开关;控制停车场照明定时开关;显示障碍灯状态及故障警报灯的开启;控制事故应急照明;监测照明设备的运行状态等。
3.通信网络系统
通信网络系统是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上, 同时与外部通信网( 如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网) 相连, 确保信息畅通。通信网络系统主要由程控数字用户交换机网和有线电视网两大网构成 。
4.通风空调控制子系统
包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等,主要作用是监测空调机组运行状态;测量空调机组运行参数;控制空调机组的开关时间;控制空调机组预定程序;监测新风机组状态;控制新风机组的开关时间;控制新风机组预定程序;监测和控制排风机组;控制能源系统工作的工作状态等。
5.停车库自动化子系统
机动车是现代社会的重要交通工具。随着人们生活水平的提高, 公寓停车管理越来越迫切地成为摆在公寓管理者面前的课题。根据工程具体情况和建设方要求, 现代的停车库智能系统通常由出入读卡器、自动开门机、探测器、控制器等设备组成, 同时配备图象对比系统
6.变配电控制子系统
包括高压配电、变电、低压配电、应急发电等,主要功能有监视变电设备各高低压主开关动作状况及故障报警;自动检测供配电设备运行状态及参数;监理各机房供电状态;控制各机房设备供电;自动控制停电复电;控制应急电源供电顺序等。
四、系统集成设计总结
系统集成设计一般应遵循以下的原则:(1) 开放性 (2) 模块化 (3) 互连性 (4) 可管理性 (5) 先进性 (6) 经济性 (7) 高效率 (8) 可靠性
五、结语
现在国内智能化建筑选用的设备大部分都从国外进口。但近几年来我国计算机系统技术水平与产品质量提高的也非常快,完全可以满足一些中小型智能化建筑的使用要求,相信在不久的将来,智能建筑一定能发展兴盛起来。
参考文献
[1]高素萍.楼宇自控系统的专业化与系统集成.楼宇自动化.2007年第8期
[2]邱雪松.楼宇自动化系统在柳钢综合大楼的应用.柳钢科技.2008年第4期
关键词:智能建筑;楼宇自动化;中央监控;集散控制;开放式集散;网络集成
一、关于智能建筑
智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术(即Computer计算机技术、Contro控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)。将4C技术综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。
智能建筑应当是:
“通过对建筑物的4个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间的内在联系,以最优化的设计, 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”
二、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(Buiding Automation System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、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。
三、楼宇自动化系统的作用、组成与基本功能:
楼宇自动化系统(BAS)作用是对整个建筑的所有公用机电设备,包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统,进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平,降低设备故障率,减少维护及营运成本。
建筑设备自动化系统组成通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下,这两个子系统宜一同纳入BAS考虑,如将消防与安全防范子系统独立设置,也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时,能够按照约定实现操作权转移,进行一体化的协调控制。
建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下:
(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停,显示或打印当前运转状态。
(2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。
(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使之始终运行于最佳状态。
(4)监测并及时处理各种意外、突发事件。
(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。
(6)能源管理:水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。
(7)设备管理:包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。
四、楼宇自动化控制系统的原理
楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(Distributedcontro systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用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。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。
五、楼宇自动化系统设备的发展历史及相关产品简介
楼宇设备自动化系统到目前为止已经历了四代产品:
第一代:CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)
BAS从仪表系统发展成计算机系统,采用计算机键盘和CRT构成中央站,打印机代替了记录仪表,散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息,下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各分站信息,作出决策,完成全部设备的控制,中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。
第二代:DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)
随着微处理机技术的发展和成本降低,DGP分站安装了CPU,发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站,可以独立完成所有控制工作,具有完善的控制、显示功能,进行节能管理,可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成,分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点,中央站完成监视,分站完成控制,分站完全自治,与中央站无关,保证了系统的可靠性。
第三代:开放式集散系统(20世纪90年代产品)
随着现场总线技术的发展,DDC分站连接传感器、执行器的输入输出模块,应用ON现场总线,从分内部走向设备现场,形成分布式输入输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活,由于onWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构,分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(ON)。
第四代:网络集成系统(21世纪产品)
随着企业网Intranet建立,建筑设备自动化系统必然采用Web技术,并力求在企业网中占据重要位置,BAS中央站嵌入Web服务器,融合Web功能,以网页形式为工作模式,使BAS与Intranet成为一体系统。
网络集成系统(EDI)是采用Web技术的建筑设备自动化系统,它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理
软件。
EBI系统从不同层次的需要出发提供各种完善的开放技术,实现各个层次的集成,从现场层、自动化层到管理层。EBI系统完成了管理系统和控制系统的一体化。
目前,规模和影响较大的楼宇设备供应公司有美国霍尼维尔公司、江森公司、KMC公司、德国西门子公司等。
关键词:智能建筑;自动化控制技术;电气自动化
智能建筑的优势日益突出,增加了其受重视程度。国内部分施工单位不具有相应智能建筑的施工资质,导致智能化发展缓慢,对应楼宇、消防、自动化系统无法全面匹配,整体调度控制方面无法满足实际需求,降低了业主满意度。主要原因在于技术手段落后,无法充分落实智能建筑全新理念。现代城市化发展较快,对应智能建筑的功能日趋完善,增加自动化技术的分析研究具有重大意义。
1智能建筑自动化控制技术的概述
智能建筑是在传统建筑体基础之上,进行现代电气自动化、计算机通信、便捷通信等方法的设计,保证建筑体提供功能齐全、舒适便捷、管理维护高效的新体系,是未来建筑发展的必然趋势。可全面满足当代社会工作、生产、生活的基本需求,提高生活效率,降低维护成本。自动化控制技术在各行业中的应用日益频繁,如工业、农业、军事行业等。借助自动控制技术可免去大量人为参与等行为,根据相应设置参数、设备特点进行装置自动运行设置。促进现代科技的应用发展,同时借助新科技不断升级自动化控制技术,据报道,现阶段,自动化控制技术逐渐朝着以模糊逻辑、专家系统、遗传算法等为主的智能控制方向发展。
2弱点技术与智能建筑的关系分析
智能建筑中,弱电设备较多,一般将弱电系统视为智能建筑的核心部分。现代智能建筑包括通信、自动控制、综合布线等方面,如图1所示。图1智能建筑构成要素示意图图1中可以分析得出,自动控制、计算机作为主要部分,对智能建筑的综合控制影响较大,可提高内部软件配置等级水平,提高建筑体功能服务的全面合理性。其中弱电技术是智能建筑的主要载体,借助建筑内部信息进行处理控制,提高传感设备、信息通信的实际运营效率,实现智能管理。且推进对应图像处理、集成控制能力,带动智能建筑的功能日趋完善。
3自动控制技术的应用分析
3.1通信自动化
智能建筑的通信系统是维持楼宇正常通信功能的关键,同时可实现图像传输、外部通讯等功能。整个系统需要从实际用户需求角度出发进行设计,保证智能化、科学化、人性化发展。支持多种形式的数据传输,如文本、图像、视频等。通信系统一般包括固话通信、移动通信功能,这是用户基本需求,在移动通信普遍盛行的今天,固话的地位仍然很重要。语音通讯系统能够及时呼叫用户所在单位,多媒体通信系统通过电话网,分组数据网等介入,服务于办公系统,视讯系统也是重要的子系统,楼宇办公,监控,用户通信都需要这个功能,电视通讯系统和公共广播系统则属于基础设施,公共广播系统则包括视频点播,同声翻译等。所有通讯系统共同维持建筑内部和内外部之间的正常通信。
3.2楼宇自动化
楼宇自动化是指楼宇中电力设备,如电梯、水泵、风机、空调等,其主要工作性质是强电驱动。通常这些设备是开放性的工作状态,也就是说没有形成一个闭环回路。楼宇自动化是智能楼宇的一部分,利用计算机等控制设备实现对各种系统的信息采集和自动控制,主要包括:空调/新风系统、冷/热源系统、变/配电系统、给/排水系统、送/排风系统、照明系统、电梯系统等。楼宇自动化系统采用分散控制集中管理的机制,分散控制器通常采用DDC,主要目的是将建筑内部各种自动化设备进行分析,处理并且采用智能化控制手段,营造温馨舒适的生活空间,同时降低系统运行的资源消耗、实现良好的经济效益,保证设计合理性、管理先进性、回收可执行性的操作控制。楼宇自动化属于智能建筑中技术要求较高的部分,需要保证对应设备的运行稳定,其设计等级、使用水平与建筑结构智能化控制相关度较高。此外,楼宇自动控制还需进行集成设计考虑,原因在于楼宇自动相关设备的功能实现、维护管理需要建立相应的数据库平台,保证设备故障、维修等全面登记。可根据设备运行维护规律进行相应预定方法,保证维修处理的高效性。
3.3办公自动化
办公自动化系统,就是集办公和管理于一身的系统,是利用计算机技术,全面的收集、处理办公信息,办公自动化是提高企业,事业单位工作效率的必然,因为电脑网络的普及,以前很多繁杂的工作,通过使用office办公软件,实现办公自动化,让企业快速发展起来。目前我国基本实现计算机的应用,大多数都是依靠计算机的管理来自动运行。但办公自动化水平比较低,主要设备就是传真机,复印机,企业内部局域网等通讯设施。办公自动化控制中需要注意便捷性特点,相关设备操作简单、技术方法便于理解,可提高办公设备的实际应用程度,对应办公设计的相关软件需要具有人性化特点,满足大部分人群的使用习惯为宜。此外,还需具有较强使用性,尤其是使用频率高的系统,避免重复使用导致的系统不稳、甚至系统瘫痪,不可过多依赖于硬件设施,需要充分加强网络技术优化实现对系统配置的最优化调整。再者,开放性,例如微软的办公软件套装都可以关联使用,系统软件要具备关联性,能够配合其他子系统或者软件共同完成办公目的,要采用整合性和兼容性强的架构作为基础技术框架开发相关系统。办公自动化系统也要具备严密性和实用性,尽量满足用户实际需求,改变办公方式、提高办公效率、节约传统沟通的鸿沟,便于其快速高效完成办公作业内容。
3.4保安自动化
智能建筑中需要注重安全管理等方面的影响,传统小区管理过于依赖人工操作,隐患多、危害大、安全性低,已经引起社会大众的关注。智能建筑中借助电子设备、网络技术实现了先进科学的保安自动化。包括身份识别系统,监控系统,火警和防盗警报系统,系统自身内部网络要建立防火墙等安全措施,方式外部人员进入内网,而内网要留有和公安系统等安全部门的接口。一旦危险发生即可瞬间触动警报,及时提醒住户并实现报警操作,门岗管理、房门安全管理借助身份识别提高安全等级,如指纹识别等。车辆管理中,可借助射频设备实现控制,避免陌生车辆的随意进出,带来不必要的危险。
3.5消防自动化
智能建筑中,火灾发生危害度高,内部设备、管线的安全等级较差,需要重点进行消防自动化处理控制,关键部位较多,如机房设施需要加强阻燃材料、探测报警体系、火灾信息传输体系等。各类系统设计需要充分考虑防火、灭火的实际能力。消防自动化控制可提高灭火、报警的实际操作能力,便于快速实现人群操作、高效指挥的目的。
4结束语
综上分析,智能建筑的应用较为先进,具有人性化、合理化、安全舒适的优势,在未来建筑行业中应用前景广泛,加强现代智能建筑中自动控制技术的优化调整具有重大现实意义。现代智能建筑中,自动化控制已经成为不可或缺的部分,对整体功能管理和安全管理的重要性极大,必须加强对自动控制技术的研发,提高新技术、新材料在现代建筑的应用,带动社会建筑行业的长期稳定发展。
参考文献:
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[2]王浩.浅析电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用[J].智能城市,2016,(4):21.
关键词:楼宇自动化控制网络现场总线控制系统以太网楼宇自动化系统
目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(buidingautomationsystem,缩写为bas)、通信自动化系统(cas)和办公自动化系统(oas)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。
2现场控制系统fcs的出现以及在楼宇自控中的应用
上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(distributedcontrolsystem,简称dcs)。dcs是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。dcs在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是dcs存在如下一些缺点:
(1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难;
(2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差;
(3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。
上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(fcs),fcs克服了dcs的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。fcs极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的dcs(分布式控制系统)相比,fcs具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于fcs的许多优点,控制专家们纷纷预言“fcs将取代dcs成为2l世纪控制系统的主流。”现在,fcs已经被应用到楼宇自动化控制领域。
2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线
由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(iso)的计算机网络开放式互连系统的osi参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中lonworks、bacnet、can、eib等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的fcs克服了dcs的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致fcs的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对fcs的缺点做进一步说明。
(1)lonworks
美国echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技术,又称lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说lonworks具有以下优点:
①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线;
②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个;
③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的neuronc语言,它是ansic语言的扩展;
④无主的网络系统。lonworks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器;
⑤开发lonworks网络节点的时间较短,也易于维护。lonworks采用的lontalk协议固化在echelon公司的neuron芯片中,这样可以节省开发lonworks网络节点的时间,也方便维护。
同其它现场总线一样,lonworks也有自身的缺点。首先,lonworks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于lonworks依赖于echelon公司的neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管lonworks存在一些不足,但是lonworks的fcs还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家oem厂商生产lonworks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个lonworks节点,lont~k协议也被接纳为欧洲centc247、centc205的一部分。自1996年以来,lonworks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于lonworks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。
(2)bacnet
bacnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。bacnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,bacnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。bacnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。bacnet采用了etherent、arcnet、ms/tp、ptp、lontalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,bacnet标准最大的优点是可以与etherent、lonworks等网络进行无缝集成。不过bacnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。bacnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持bacnet标准。bacnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的iso标准。虽然我国是wto和iso成员国,但是bacnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的bacnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化bacnet相关产品。
(3)can
can总线最初是德国bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。can具有以下优点:
①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强:
②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点;
③采用无损坏的仲裁技术;
4can芯片不但价格低而且供应商多。
can缺点是:can总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,can总线技术比较简单,can相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于can总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。
(4)eib
eib是欧洲安装总线(europeaninstallationbus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年eib被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了eib认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的eib项目基本上被abb公司和simens公司所垄断。
3以太网开始进入楼宇自控领域
以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的ieee802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3com、华为、dlink等公司开始提供符合ieee802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如odva(开放devicenet供货商协会)和ci(contolnet国际组织)的ethernet/ip标准、ff(现场总线基金会)的hse(hig}lspeedethemet,高速以太网)、profibus国际组织的profinet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如moxa公司的eds-508系列工业以太网交换机(支持ethernet/ip)、北京航天华辉自动化技术有限公司的anybus-sio/100m(支持ethemet/ip和modbus/tcp)等。美国vdc(venturedevelopmentcorp.)调查报告指出,ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。
伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的enc-2001ip智能建筑测控系统。enc-200lip控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过enc参量控制模块集成到以太网上;带有rs232或rs485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;ip电话以及ip摄像机直接连接到以太网上。
在楼宇自控网络中采用基于现场总线的fcs的优点是:
①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计
图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用csma/cd的以太网的时实性好;
②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。
在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。
4结束语
就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的fcs还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,fcs和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。
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关键词:楼宇自动化 设计 应用
建筑行业的不断发展,人们对生活品质的要求也逐渐增高,楼宇自动化系统为建筑的使用者提供一个安全、舒适、高效的生活环境,在现代建筑中得以广泛运用。楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部门,主要提供建筑群内部的监控与管理服务,全面优化设备的运行与管理,不断降低运营费用。楼宇自动化系统涉及建筑物内部的防灾、照明、通风、空调等设备的运行,设计任务与施工工程量都较大,它的设计与施工水平直接影响这个建筑系统的质量与功能。
一、 楼宇自动化系统的组成及其关键功能
楼宇自动化系统也称为建筑设备自动化系统,是现代建筑物不可或缺的重要组成部分,楼宇自动化系统对建筑物内部能源使用、交通、环境状况进行实时的监测与控制,为建筑物的使用者提供较为安全、可靠地内部居住环境。楼宇自动化系统一般包括照明、消防、排水、供配电等子系统,按照不同的行业标准,楼宇自动化系统具有不同的分类标准,但是其基本功能大致可以进行如何归纳:进行能源管理,实现内部水电气等费用的计量,进行能源的自动化管理;显示、自动检测各种机电设备的历史数据、变化趋势等;对各种机电设备的起、停等运行状态进行自动监视;依据内外部环境的变化自动对设备进行调节,使设备处于最佳运行状态;及时监测与处理各种突发状况;根据设备的运行情况,进行设备报表与设备维修管理工作。楼宇自动化系统是采用现代的控制理论,利用计算机控制系统对系统内部进行集中管理分散控制。
二、楼宇自动化系统的设计路径
(一)编制监控总表
建筑系统中楼宇自动化系统一般采用的是一种集散型的系统结构,这种系统结构需要准确的对现场控制分站进行划分,从工程实际出发确定子系统的功能,具体编制监控总表的目的是为分站选型提供重要的依据,同时确定系统的软硬件配制,划分重要的通信信道。完整的监控总表既要包括设备的名称、容量与编号,还需要对控制盘进行编号,确定设备的安装部位,同时对监控点的所属类型进行划分,具体在实际运作的过程中,可以对监控总表进行简化,同时按照设备输入输出数目,将编制监控总表提供至分站使用。
(二)系统的分级结构
为了实现对建筑物内部的集中管理与分散控制,需要实施分级系统管理,合理划分系统架构,实现内部监测与控制。利用现场控制级对现场的数据进行采集,同时实现直接的数字控制、对数字设备进行系统的测试与诊断,这种现场控制设备需要与执行器与传感器相连,进行相关的记录工作。而监控级的设计,是对整个系统的运行参数进行监控,一旦出现异常状态,进行报警显示,分析原因,做好现场的记录工作,一般性的监控级结构可以分为操作站与监控站两个部分,监控站与现场控制器相互连接,保持通信畅通,一旦出现异常,直接将系统状态数据传送给操作站。监控层的计算机需要不断完善其内部软件,同时保证内部硬件的可靠性。而管理级位于系统的顶部,用来协调子系统的正常运行,在经济层面、技术层面以及人事层面发挥着重要的协调作用,能够促使系统信息的最优化,保证系统结构的完整性。
(三)选择恰当的通信协议
系统是由各个不同的部分组成,必须要选择恰当的通信协议将不同部分组成一个完整的系统,这种连接不是简单地电气设备连接,而是在保证各个部分通信功能的基础上进行连接。一般的楼宇自动化系统由专门的设备处理功能机设备的控制系统组成,很多建筑物都采用各自专门的数据通信方式,缺乏协调性,建议采用专门的数据通信协议。标准的数据通信协议包括四个层次的内容,即物理层、网络层、数据链路层、应用层。物理层做好设备之间的物理连接,传输载波信号,而网络层则将全局的地址解释为局部的地址,协调不同网络之间的差异、进行流量控制。数据链路层负责将数据进行分层,同时对一些流量进行控制,做好错误的校正工作。应用层提供不同程序所需要的通信服务,利用应用程序可以实现楼宇自动化系统的全面监控。
(四)实现现场控制
楼宇自动化系统需要实现现场控制单元与被控的对象相互的连接,同时在不同的集散控制系统中,现场控制单元的名称也在差异。现场控制单元主要安装在控制现场,同时还需要接收上级监控站传送过来的命令。现场控制单元作为一个独立控制的单元,应当由输入输出通道、处理器以及接口电路等重要部位组成,进行详细的设计。在多年的工作实际中,发现,现场控制单元面临的最大问题就是干扰问题,受外部信号或者外部环境的影响,会对系统的正常运行功能造成影响,需要采用有效的抗干扰措施。采用交流滤波或者是变压器对电源进行隔离,也可采用开关电源,避免工业电源引入的干扰。采用隔离措施,利用光电耦合器件隔离,实现各个环节相互绝缘,削减高频干扰的信号源。为了更好地实现现场控制,还需要采用电磁屏蔽,根据施工现场的状况进行相应的硬件安装。
三、 某大厦的楼宇自动化设计及应用
(一)大厦基本情况
新世界大厦是一幢集大型商场和写字楼于一体的现代化建筑。整幢楼宇三十二层,由26层主塔楼、10层副塔楼、四层群楼商场及2层地库停车场组合而成,总建筑面积约9万平方米。作者参与了该工程部分项目的系统设计,本章将就该项目的具体技术方案设计与实施进行研究。新世界大厦是一座集物流、商流、信息流、资金流为一体的现代化综合性建筑,采用目前世界上先进的科学和资讯技术,创造一个高度安全、优雅舒适和方便快捷的内部环境,实现智能楼宇系统“更安全、更舒适、更经济、高效率、可扩充”的目的。为此,从方案设计开始,就立足于把它建成集综合布线、楼宇控制、安全监视为一体的现代化智能大楼,以使其能够达到通信快捷、运行高效、安全节能、舒适温馨的效果。
(二)该大厦楼宇自动化系统设计及应用
BAS是楼宇智能化的关键。因此,设计要求必须采用先进的楼宇自动控制产品,并做到系统运行稳定可靠、功能齐全,从而对楼宇的空调系统、冷/热水系统、照明系统、给排水系统、电梯系统及高压、市电等机电设备实现自动监视和控制。由于受控设备分布在各个楼层,因此,BA系统宜采用“集散型”系统,实现集中管理、分散控制,集中操作、分散执行。
1、系统设计特点
BAS实现了大楼内各种机电设备的自动控制和管理,设计应突出以下技术特点:
(1)采用现场总线技术,现场控制器DDC以微处理器为核心,实现全部监控功能,其工作与控制中心无关。DDC与中央站之间直接挂在总线上,DDC与DDC之间可直接通讯。
(2)现场控制器灵活多样,可适应不同控制点信号和容量的要求,降低成本,提高工程质量。
(3)系统具有较强的开放性,在底层的控制总线上,提供多种类的开放接口,智能设备的接入方便、灵活。
2、设计方案
BAS的设计分中央操作站和现场控制设备两个部分。在中央部分选用现今主流的机型和系统软件平台,在现场端根据具体的监控设备及各楼层功能进行设计,优化配置控制器容量,保证整个系统的合理性和先进性,本系统共设计409个受控点。
结语
随着电子信息技术的不断发展,建筑物楼宇自动化的程度不断提升,同时在智能建筑技术蓬勃发展的状况下,各种技术的相互融合,融入了计算机技术、通信技术、管理技术以及自动控制技术等,不断提升楼宇自动化的程度。因为楼宇自动化在现代建筑中应用更加广泛,在进行系统设计时,必须要细致仔细,同时实现集中管理与分散监控。
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关键词:自动化控制系统;楼宇自动化;智能建筑
中图分类号: TN830.1 文献标识码: A 文章编号:
楼宇自动化是运用一定的电子技术、计算机技术、自动化控制技术、网络通讯技术及消防、安全防范、建筑电气、给水排水、通风与空调等系统专业知识对现代化建筑及住宅小区进行安装、调试及维护其设备自动化系统、力、公自动化系统、通讯网络系统。电气自动化系统控制是楼宇自动化的核心内容楼宇自动化对智能建筑具有重要意义。
1楼宇自动化系统的功能
楼宇自动化系统的任务就是利用现代化的计算机控制技术和计算机网络通讯技术对其内部的各类机电设备实现有机的监控,具体来说,可以实现以下功能:
(1)楼宇自动化系统的控制中心显示:并打印各监控设备的运行参数及运行状态,进行远距离控制和程序控制,并进行节能控制。
(2)根据系统在控制器上安装的各种控制程序实现最优化启停控制、时间设定控制、设备台数控制、动态图形显示、报警及打印、能耗统计,保证监控区域具有舒适的环境。
(3)采用集散型计算机监控管理系统,即集中管理、分散控制,以此来实现危险分散,分站和子站的工作,与中央站无关,即使中央站停止工作,所有设备均由分站和子站独立控制正常工作。
(4)提供现场手动控制工作模式,所有受控设备均可就地手动单独启停,中央站并能显示手动工作设置状态。
(5)提高设备的应急能力,在设备故障时,备用设备可自动投入运行,并在中央站显示故障报警,提醒管理人员及时检修。
(6)对所有设备提供累计运行时间记录,当设备运行时间达到规定时间时,系统提出报警,提醒管理人员及时维护。
因此,通过楼宇自动化系统可以为管理者带来以下的益处:
①提供舒适的环境;
②大大降低设备的运行能耗,降低运行成本;
③有效监护设备的运行状态,出现故障时立即报警,保证设备的及时维护、维修,延长设备的使用寿命;
④大大减少管理人员的数量,提高人员的工作效率,降低人员开支成本。
2楼宇自动化设计
(1)冷冻/冷却水系统的监控:冷冻岭却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水器、集水器和冷冻机组等组成。要监控的数据点数量多、类型复杂。利用一台MEG 40、若干模块、若干前端设备加上。在Insigh基础上开发的软件完成这些设备的监控工作。
(2)热换器的监控:热换站与冷冻系统共用一个MBC-40,在管路的适当位置安装了温度传感器和热水调节阀。监测热换器二次测的供水温度,程序将此温度和设定值进行比较,采用比例积分微分算法闭环调节换热器一次测的供水流量。在保证供热要求的情况下,尽可能地节约能量。
(3)给排水系统的监控:用水位开关监测生活水池的水位,根据设定的高低水位控制供水阀的开/关。水位降到低水位时开阀,升到高水位时关阀,并做到超低水位和超高水位报警。根据供水管路的压力,控制供水泵的启停,监测供水泵的运行状态,故障时报警。为防止因排污泵等故障造成的污水溢出,监测了超限报警水位,当达到此水位日寸,系统将报警,以便工作人员及时处理
(4)空调机组的监空:利用先进的比例积分微分算法闭环调节盘管供水阀门的开度和加湿器。通过网络和软件,可以实现在中央控制室对各空调机组进行控制和管理,还可以将各空调机组的风机运行状态、风机故障报警、过滤阻塞报警、盘管低温报警等传到中央控制室的控制主机上,一旦有报警发生,程序将使现场控制器发出关机和开水阀等保护动作,以免设备受损。
(5)新风机组的监控:因为新风机组和送风机组无回风,所以风道温度和湿度传感器GFM 65安装在送风管道上。对新风机组和送风机组来说,只要机组工作,新风阀就得全开,不需要调节,因此选用开关式风阀驱动器。因为进来的都是新风,所以不用监测空气质量。
(5)送风机组的监控:送风机组工作情况与新风机组大体相同。区别只有两点:其一,送风机是为地下车库送新风的,不需要调节湿度;其二,送风机组在发生火灾事故时必须启动,当消防系统启动送风机时,新风阀必须随之全开
(6)风机盘管的监控:在风机盘管所在房间安装了手动风机盘管控制器,由各房间人员自行调节。但考虑到节能,我们将这些风机盘管分为四组,每组由计算机来控制其电源和水阀。免得楼内无人时还有许多风机盘管开着而造成浪费
(7)排风机系统的监控:这些排风机平时用作排风,火灾时用作排烟为了便于设备的集中管理,在不影响消防系统的情况下,对每台排风机进行启停控制,使其按一定的时间间隔,定时启/停。必要的时候,在现场和楼控计算机上都可让每一台风机进行手动启/停。计算机上可对每一台风机的运行状态和故障状态进行监视,累计运行时旬
(8)热风幕的监控:本大厦采用的是电热幕。这种电热幕要求电热器关闭后,风扇要继续工作2~3min,以免余热散发不出来而造成损坏。厂家提供的电热幕有两个按键,分别控制电热器和风扇,可在现场手动操作。
(9)照明系统的控制:利用MBC,DPU、计算机和软件配合,对每一回路按预先设定的时间表进行控制。必要的时候,在现场和楼控计算机上都可对每一路灯进行手动开/关。对公共走廊和泛光照明也实现了光控制。
(10)变配电的监控:监测全部四台变压器的输出功率、功率因数、用电量和次级回路每相电压、电流,并可按时间累计这些数值。当出现过压、欠压、过流等异常情况时报警。所监测的各项参数均可在楼控计算机上显示。
3结语
经过调研,与同等规模,但不采用楼宇自动化的大厦相比:可节约电能30%以上;可节约人力60%;可延长设备使用寿命;可以更充分地满足用户需求。自动化控制在现代社会占据越来越重要的作用,应用也越来越广泛,这就要求不断提高自动化控制的精度和密度,优化自动化控制系统的安装施工。
参考文献:
[1]李爱民,宋文军,霍杜霞.楼宁自动化系统的技术探讨[J].工业控制计算机.2005
【关键词】智能建筑;楼宇;自动控制系统
自动控制系统是智能建筑楼宇的核心部分,通过自动化技术、通信网络以及计算机技术,规划了自动化控制部分,应用到智能建筑楼宇内,满足楼宇智能化的基本需求。目前,我国建筑行业表现出了智能化、自动化的发展特征,直接提高了智能建筑楼宇的服务能力,由此对自动控制系统有一定的需求,目的是通过自动控制系统,优化智能建筑楼宇自动化的运行环境。
一、智能建筑楼宇自动控制系统的设计
1.系统设计自动控制系统主要参与智能建筑楼宇的运行控制,其在设计中,注重功能性的运行内容,管控好楼宇的运行和消耗,促使楼宇内的各项自动化项目,保持在最佳的状态[1]。自动控制系统的设计,可以规划成3个模块,分别是:(1)安保管理,自动化监测智能建筑楼宇,实行防火防电及防爆,同时还要执行安全中的数据管理,提高数据传输的水平,达到数据传送的规范标准;(2)物业管理,自动控制系统中,辅助计算出智能建筑楼宇的资金消耗,监督各项设备的运行状态,及时发现有异常的设备,制定设备更新计划,更换异常设备;(3)环境能源管理,自动控制系统管控智能建筑楼宇内的照明、空调以及运输项目,重点规范照明系统和空调系统的能源分配,有效控制能源消耗,实现节能降耗,自动控制系统在运输方面的环境能源管理,是指电梯、停车场等项目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自动控制系统的设计。2.系统分区自动控制系统在智能建筑楼宇中的系统分区,分为两个部分。分析如:(1)控制分区,自动控制系统分为集中控制与集散控制两个部分,集中控制是指计算机为自动控制的基础,所有监控点均连接到监控中心的计算机体系中,计算机处理好运行数据后,重新传送到设备的执行器内,缩短了运行控制的时间,集散控制的核心是分布式控制,监控中心采用通信总线结构,在智能建筑楼宇的监控区,实行分级分布式的控制方法,分散的状态下,完成自动化控制;(2)协调分区,是指对智能建筑楼宇中的子系统,实行协调化的自动控制,不同子系统,其核心功能不同,采用自动化控制系统,确保子系统能够在协调的状态下独立运行,子系统单独连接到自动控制系统内,做到协调运行。
二、智能建筑楼宇自动控制系统的应用
本文以某商务型的智能建筑楼宇为研究对象,该案例中,建筑楼宇占地120585.21㎡,建筑总高度是85.3m,该智能建筑楼宇,集酒店、办公、商业、车库等功能于一体,该建筑在建设初期,就提出了智能化要求,落实了自动化系统的应用,探讨几点自动化系统在该楼宇中的应用表现,如下:1.智能卡系统该商务型智能建筑楼宇,自动控制系统的应用,构建了智能卡系统,专门用于保护楼宇内部的安全性,确保出入人员的安全性。自动化控制中,包含了智能化系统,出入人员通过刷卡的方式,通过智能化系统,向自动控制系统提交认证信息,符合认证才能正常出入[2]。该案例的门禁、车库等位置,均采用了智能卡服务,实现了自动化的识别。自动化系统中有数据库,其可主动识别智能卡的用户,身份匹配成功后,才能安全放行。该楼宇的人流量大,因为楼宇存在多项功能,所以在酒店、办公等位置,专门配置了自动化的门禁系统,采取自动化的识别方法,门禁属于智能卡系统的一部分,执行刷卡识别,保障楼宇内部的安全。2.视频监控系统自动化控制在楼宇视频监控中,表现出了高效的应用。楼宇的运行根本是安全,结合自动控制系统,在楼宇中安装视频监控系统,专门用于监督楼宇的内外环境。该楼宇中的安全管理方面,不仅安装了视频监控系统,还配置了防盗报警、信息巡防等模块,其在该建筑楼宇的公共部位,安装了视频监控,以便实时掌握楼宇内外的环境状态,避免发生突发状态[3]。该楼宇内,不同功能的区域,管理人员之间相互协调,尽量扩大视频监控系统的监测方法,遵循“以人为本”的保护方式,落实视频监控系统的应用。例如:该案例的商业区,突发了安全事故,周围居民及时按下了防盗报警,信号迅速传达到了安全监控室,值班人员根据视频监控系统与防盗系统,迅速找到了事故位置,及时排除了安保人员,解决了事故问题,有效避免了人员伤亡。3.设备管理系统智能建筑楼宇中,安装的设备非常多,增加了设备管理的负担,而自动控制系统,可以应用到设备管理上,缓解了各项设备的运行压力。设备管理上的自动化,在智能建筑楼宇中,营造了舒适的环境[4]。该智能楼宇在设备管理时,以自动控制系统为基础,引入了多项先进的技术,专门控制好智能建筑楼宇中的设备运行。例如:该楼宇中的空调设备,建筑内,安装了30台空调机组,其中8台是空气净化变频机组,空调机组中,采用了PLC编程控制,促使空调能够根据楼宇内的环境,自动调节变风量和温度,实现了室温控制空调的方式,空调机组中安装传感器,夜间会降低或停止空调运行,降低了空调设备的能源消耗,体现了自动化控制在设备管理系统中的优势,不仅具有管控的作用,还起到节能降耗的作用。自动控制系统除了在空调设备上,还应有到了通风排水、电器运行、电机等设备中,完善了智能楼宇的设备运行。
三、智能建筑楼宇自动控制系统的发展
智能建筑楼宇自动控制系统是信息时代的产物,其具备良好的发展前景。随着通信技术和计算机技术的发展,自动控制系统在智能建筑楼宇中,可以更为及时、便捷的实行功能管理。未来发展中,自动控制系统可以参与智能建筑楼宇的各方面管理,不仅仅是现代几点功能控制上,而是提供综合的管理方法,充分体现自动化控制系统的功能。自动化控制系统在未来发展中,朝向高级化的方向发展,在智能建筑楼宇中,形成高级管家,提升自动化服务的水平,还要和通信自动化、办公自动化相互配合,完善智能建筑楼宇的运营环境,充分发挥自动控制系统的功能优势。
四、结束语
智能建筑楼宇的自动控制系统应用中,以规划设计为基础,满足智能建筑楼宇的功能需求,体现自动控制系统的高效性。自动控制系统在智能建筑楼宇中,得到了积极的发展,结合系统的设计和应用,推进自动控制系统在智能建筑楼宇项目中的发展,以便在楼宇中,开发更多的自动化控制功能。
参考文献
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[3]祝铮.智能楼宇自动控制系统的设计与应用研究[J].电脑知识与技术,2016,(04):231-232.
中图分类号: F407.6文献标识码: A
1.电气自动化技术的特点
在我国现代化的建筑中,常见的电气自动化系统主要有楼宇自动化系统、电气接地系统、 电气保护系统以及自动化系统等,而对于这些系统的安装和调试工作也已经成为技术性和专业性都很复杂的工作了,在电气自动化技术中包含了电工学、电子学、信息学以及自动化控制技术等多门复杂学科。而电气自动化系统的安装和使用以及电子自动化的控制工作不但大幅度的提高了电气设备以及整座建筑的安全性和可靠性,同时也增强了各个系统之间的有效联系,提高了优化决策的准确性。
2.建筑中的电气工程及其自动化技术运用
2.1 楼宇自动化 楼宇自动化控制一般采用的是计算机集散控制。直接数字控制器往往被大部分用作分散控制器,然后运用上位计算机来管理和监控主机屏幕;曲线、动画、数据库、各种专用的控件以及文本和脚本等等都可以作为手段来进行使用;楼宇自动化是一个非常复杂的系统,包括很多的方面,比如通风与空调监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、消防监控系统、供水与排水监控系统以及电梯运行监控系统以及综合保安系统和结构化布线系统等等。设计楼宇自动化系统主要是分析、分类和处理判断建筑内各项机电设备的信息,从而有效的集中管理和监控各项系统设备的运行,保证各个子系统设备运行状态是有序和高效的,让工作的环境变得更加的舒适和安全;从而有效的保证各系统造价是最少的,并且在能源和日常管理费方面也可以大大的节省,保证系统能够将其作用充分的发挥出来,这样就可以将现代化智能楼宇的管理和服务层次有效的提升。
2.2 电气安全 随社会的发展,电力设备和电力设施在人类生活中的应用范围越来越广。电气绝缘:要想保证人身的安全和电气设备的正常运行,首先就应该保证配电线路和电气设备的绝缘;要想测试电气的绝缘性能,可以采用衡量绝缘电阻、抗压强度、漏电流等参数的方法。安全距离:电气安全距离指的是人体和电力设备之间的安全可靠距离;地面与带电体之间、身体与带电体之间、带电体与带电体之间等等都需要保持一定的距离。安全载流量:导体的安全载流量指的是通过导体内部的电流量是符合相关的要求和标准的。通过导体的电流量如果超过了安全的范围,就会出现一些事情,比如损坏绝缘,甚至是出现一些火灾等等。
2.3 建筑设备自动化系统楼宇自动化系统是集中监控建筑物内的空调设备、冷热源设备、 防火防盗设备等等, 保证这些设备的正常运行,从而让建筑物内的环境变得更加的舒适和安全。
2.4 电气接地自动化技术
现代建筑物的接地系统中核心的组成部分就是电气接地自动化技术,而这其中最主要的两个系统则为 TN-S 系统以及 TN-C-S 系统,这两种接地技术的应用大大的提高了建筑物中供电系统的可靠性和安全性,而越来越多高层建筑以及智能化建筑的建设完成也大大的促进了电气接地技术的发展。
2.4.1TN-S 系统此系统对于其名称中的各个字母都是有着明确的定义的,T就是指一点接地,而 N 则是指接地的点与电气直接连接,S 是指中性线和保护线是分开的,这类电气接地系统更加的适用于设置有独立的变配电场所的建筑。此系统最大的特点就是其接地线与中心线只在一个位置处相互连接,而这个位置就是变压器的中性点。在我国的现代建筑中,用电设备通常都是单相的,所以中性线中就会有一定的电流的,而线与线之间的连接就有可能导致火灾事故的发生,所有采用此系统的建筑还应采取直流接地、防雷保护以及安全保护等措施,从而避免火灾事故的发生。
2.4.2TN-C-S 系统此系统是由两部分组成的,即 TN-S 系统和 TN-C 系统,居民进户之前采用 TN-S 系统,进户之后则采用 TN-C 系统,这样就能够保证 PE 线在连接其它设备和构件时都不带电,建筑中的设备以及使用用户的安全性就都得到了充分的保证。另外,使用方便以及连接便捷也是此系统的主要优点,是现代建筑中接地系统的最重要组成部分,充分的提高了现代建筑的可靠性和智能性。
3.建筑中电气工程及其自动化技术的完善
建立自动化的系统架构:在建筑中设计电气工程及其自动化的时候,就应该建立自动化的系统架构,包括电气工程及其自动化技术需要具备的功能、需要处理的问题等等,在自动化的系统架构中应该设置一些管理模块,根据实际需要,将相应的功能设置在管理模块中;根据这个自动化的系统架构还可以作为后续制度建设的依据,并且在设置相关人员的时候, 也可以充分的发挥指导作用;常见的模块有数据管理、运行监控、人员管理、电力设施养护以及电气工程管理等等。
合理选用自动化设备:电气工程自动化技术的基础就是自动化设备,因此自动化设备选用的合理与否将会直接影响到整个自动化技术的科学性和效率等等。一般情况下,可以电气工程及其自动化技术设备分为三个类别,第一类别是电磁开关、自动化和变压器设备等, 属于经营设备;第二类设备主要是一些传输设备、监测设备和网络传输设备等,具体指的是电子信号转换系统和信息收集传递装置等等,通过第二类设备收集的信息可以将系统的实时动态有效的反映出来;第三类设备主要是对系统的加工设备进行控制。
环境监控:环境监控主要是对电气工程设备的运行环境进行检测,还应该实时监控温度、 湿度、电压和功率等等,并且建立相应的警戒线值,从而对外部环境做出正确的判断,如果外部链接发生比较大变化的时候,控制中心就会及时的接收到这些变化的数据,从而及时的发出相关的指令。
4.智能建筑中电气自动化的应用特点及其技术优势
对于当前我国智能建筑中电气自动化的应用情况而言特点及其技术优势大致体现在以下几个方面:
首先,智能建筑中电气自动化实现了对设备及其系统运行的全过程有效监控。尤其是在功能颇多的大型楼宇中电气自动化系统的结构体系多变、功能实现复杂。而现代智能建筑中电气自动化技术由于能够对整个系统实现实时的数字信息化有效监控,因此能够将控制中心发出的命令迅速传递到各个系统,同时将其反馈信息迅速返回到控制中心,从而实现一种高效、持续且实时的控制目标。
其次,智能建筑中电气自动化大大加强了联动性能。该自动化技术不仅将楼宇中的安防消防、通风照明等系统整合为一个大的体系。从而充分加强了其联动性能并且实现了各个子系统之间的优化配置和联合互动。再次,智能建筑中电气自动化的安全性能非常强大。由于智能建筑中电气自动化系统本身就具有一定的危险,无论是设备问题还是操作不当甚至是周边环境的不利变化都有可能会对整个系统的安全性造成极大的风险。而该自动化控制技术就可以大大提高整个系统对于这些不利的异常因素作出迅速而有效的反馈。并且能够采取遥控模式来很大程度上减轻各种突况对于系统控制和维护人员带来的伤害风险。
最后,智能建筑中电气自动化能够提供更加详细的数据和更加精确的计算。该自动化系统可以通过对它的运行流程等各方面的数据进行整合,从而建立一个更加准确详细的数据库以此来给后期的各种优化决策予以可靠的信息数据保障。
5.结语
随着时代的发展和科技的进步,现代建筑对电气工程及其自动化的要求越来越高,所以在设计的时候,应该采取高标准和高规格,保证电气工程及其自动化能够将设计的功能充分的发挥出来。本文简要概述了电气工程及其自动化,然后重点分析了建筑电气工程自动化设计及实现,希望可以提供一些有价值的参考意见。
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