1、建筑智能樓宇自控系統(tǒng)電氣控摘要:隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對各類建筑物的使用功能要求越來越高,以自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的樓宇設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用越來越普及,也越來越受到人們的喜愛。 關(guān)鍵詞:智能建筑、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、電氣控制Abstract: with the rapid development of information technology, people of all kinds of buildings of the use function of the demand is higher and higher, with automatic control
2、 technology, the communication technology and computer network technology of building equipment automatic control system of the use is becoming more and more popular, it will become more and more popular.Key words: intelligent building, building automation system, electric control中圖分類號: TM571 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:
3、A 文章編號:引言:智能建筑一般定義為:智能建筑是通過對建筑物的4個(gè)基本要素:結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì),從而提供一個(gè)投資合理的,具有高效、舒適、便利環(huán)境的建筑空間。其中結(jié)構(gòu)指的是建筑環(huán)境結(jié)構(gòu),它涵蓋了建筑物的結(jié)構(gòu)、裝飾、建材、空間劃分等;系統(tǒng)指的是實(shí)現(xiàn)建筑物功能所安裝運(yùn)行的光機(jī)電設(shè)備系統(tǒng),如空調(diào)、電梯、照明、給排水、通信、綜合布線、物業(yè)管理、一卡通、業(yè)務(wù)辦公等智能化系統(tǒng);服務(wù)是指為建筑物的使用者和管理者提供高效、優(yōu)質(zhì)的全方位服務(wù),提供安全、舒適、高效、便利的生活、學(xué)習(xí)與工作環(huán)境,并降低建筑設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用;管理指的是對人、財(cái)、物、信息及智能化系統(tǒng)的全面管
4、理。一、現(xiàn)代智能建筑的發(fā)展以往人們常把高樓大廈視為城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一,但是隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,尤其以現(xiàn)代代通信技術(shù)和現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)CRT即所謂4C技術(shù)的歷史性突破和在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用使過去的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了質(zhì)的變化。智能建筑的使用功能和技術(shù)性能較之傳統(tǒng)建筑發(fā)生了深刻變化使這種綜合性高科技建筑物成為現(xiàn)代化城市的又一重要標(biāo)志。1、智能建筑的基本概念國際上的智能建筑物研究機(jī)構(gòu)把智能建筑定義為:通過對建筑物的4個(gè)基本要素即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化設(shè)計(jì),為業(yè)主提供一個(gè)投資合理的,且又擁有高效率的優(yōu)雅舒適便利快捷而又高度安全的環(huán)境空間,現(xiàn)代智能建筑的構(gòu)成是以建筑物為載
5、體,以結(jié)構(gòu)化布線,為信息傳輸平臺(tái) 由3大系統(tǒng)即樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BA),通信自動(dòng)化系統(tǒng)(CA)以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OA) 構(gòu)成智能建筑的特點(diǎn)是通過完善的3A系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)將現(xiàn)代建筑中的各系統(tǒng)高度集成,使人們能夠通過信息管理平臺(tái)將建筑物內(nèi)的設(shè)備管理、數(shù)字語音通信、商業(yè)管理、辦公自動(dòng)化以及某些人工智能的I C卡等諸多子系統(tǒng)集成為一體化的綜合計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),該系統(tǒng)應(yīng)能全面實(shí)施對建筑物內(nèi)上述各子系統(tǒng)進(jìn)行檢測、控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和自動(dòng)化管理。二、智能建筑中的樓字自控系統(tǒng)1、樓宇自控系統(tǒng)的構(gòu)成及基本功能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)智能大廈智能化系統(tǒng)中,內(nèi)容最為豐富、設(shè)備最多、控制管理最復(fù)雜、控制范圍最廣的建筑智
6、能化系統(tǒng),是整個(gè)智能大廈建筑智能系統(tǒng)最重要的組成部分之一。它包括狹義的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)BAS、消防報(bào)警自動(dòng)化系統(tǒng)FAS和安全防范自動(dòng)化系統(tǒng)SAS 3大子系統(tǒng)。智能建筑樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)中包括下列實(shí)時(shí)監(jiān)控子系統(tǒng):樓宇機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng);保安系統(tǒng);消防報(bào)警系統(tǒng);廣播音響系統(tǒng)及停車場管理系統(tǒng)。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能如下:(1)實(shí)時(shí)監(jiān)控各子系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵點(diǎn):樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將獨(dú)立分散的子系統(tǒng)集成起來,提供一個(gè)集中監(jiān)控的方式,并以圖形、文字、動(dòng)畫的方式顯示出來。(2)執(zhí)行上層下達(dá)的管理方面的控制指令:根據(jù)需要,系統(tǒng)管理人員可以直接下達(dá)命令,控制任何一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行。(3)綜合各個(gè)設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)的狀態(tài)
7、信息,提供相關(guān)報(bào)告。(4)記錄歷史數(shù)據(jù),提供綜合信息管理功能。2、樓字自控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般來說,樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都采用現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)形式。簡單來說,可以分成3層,如圖1所示。最上層是信息域的干線,按照國家標(biāo)準(zhǔn)采用總線結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)作為樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的干線,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享以及各個(gè)中央站點(diǎn)之間的通信。第2層為控制域的干線,即完成控制的各分站點(diǎn)總線,一般采用RS485總線網(wǎng)絡(luò),作用是以不小于98 kbits的通信速度把各分站點(diǎn)連接起來,處理各種信息;同時(shí),在分站點(diǎn)總線上還必須設(shè)有與其他廠商設(shè)備連接的接口,以便實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的通信聯(lián)網(wǎng)。第3層為子站點(diǎn)總線,它是由分散的控制器相互連接使用,子
8、站總線通過子站連接器與分站總線連接,從現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控到的信息傳輸?shù)街醒牍ぷ髡具M(jìn)行處理,并從上級網(wǎng)絡(luò)獲得信息的處理結(jié)果。圖1樓字自動(dòng)化系統(tǒng)的3級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3、樓字自控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過20多年的發(fā)展,現(xiàn)在主要有集散結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)形式兩種。(1)集散式結(jié)構(gòu)(DCS)形式集散結(jié)構(gòu)形式,即集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式(DCS)是20世紀(jì)70年代后,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展而誕生的一種先進(jìn)而有效的控制方法,是目前使用最多的一種BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),特征是集中管理、分散控制。一般有2層網(wǎng)絡(luò)和3級控制設(shè)備,如圖2所示圖2集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)現(xiàn)場控制器實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備信號的采集、處理、控制、輸出等
9、執(zhí)行過程。操作站由工業(yè)計(jì)算機(jī)(或PC機(jī))和操作控制臺(tái)組成。中央監(jiān)控站可對集散控制系統(tǒng)進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)視、控制和維護(hù)。當(dāng)中央監(jiān)控站或操作站出現(xiàn)故障時(shí),其下層控制設(shè)備仍能獨(dú)立實(shí)施控制,保證系統(tǒng)的可靠性。集散結(jié)構(gòu)形式,是目前使用最多的一種BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),但隨著現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)形式的快速發(fā)展,已逐步被現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)形式所取代。(2)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)(FCS)形式現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)形式,如圖3所示。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS),一般由現(xiàn)場智能設(shè)備(儀表)、現(xiàn)場總線、監(jiān)控組態(tài)計(jì)算機(jī)3部分構(gòu)成。其核心是現(xiàn)場總線技術(shù)。相比于DCS系統(tǒng)來說,現(xiàn)場總線技術(shù)的實(shí)時(shí)、可靠、低成本、使用方便等特點(diǎn)使其在被控現(xiàn)場層得
10、到了廣泛應(yīng)用,也很好地解決了DCS控制系統(tǒng)中遺留的問題,從信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)到系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),從體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法、安裝調(diào)試到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都有革命性的變化。它實(shí)際上是控制技術(shù)、儀表工業(yè)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三者結(jié)合的產(chǎn)物。換句話說,當(dāng)制造和過程控制由分立設(shè)備發(fā)展到共享設(shè)備、工業(yè)儀表由簡單電子儀表進(jìn)化到智能儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)延伸到傳感器和執(zhí)行器時(shí),它即成為這幾大技術(shù)分支結(jié)合的歷史必然。以現(xiàn)場總線為核心的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)必將成為未來工業(yè)生產(chǎn)重要的組成部分,必將取代傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng),成為第5代過程控制體系結(jié)構(gòu)。圖3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)結(jié)束語:進(jìn)入21世紀(jì),智能建筑將成為我國建筑業(yè)發(fā)展的主流,其技術(shù)和產(chǎn)品必將形成一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。同時(shí)智能建筑作為全球信息高速公路的節(jié)點(diǎn), 它對21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到不可估量的作用。參考文獻(xiàn):1施鑒諾;智能建筑的建筑設(shè)備自動(dòng)化,北京工業(yè)大學(xué),20012王波、卿曉霞;智能建筑導(dǎo)論北京高等教育出版社,20033華東建筑設(shè)計(jì)院.智能建筑設(shè)計(jì)技術(shù)M.上海: 同濟(jì)大學(xué)出版社 1996 -10 .4張瑞武;智能建筑M. 北京: 清華大學(xué)出版社 1996 .5花鐵森;智能建筑技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)向研究Z. 建筑電氣資訊1997 .注:文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。