楼宇自控

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楼宇自控范文第1篇

关键字：传感器，报警器

中图分类号: TU855文献标识码：A文章编号：T2012-08（01）9502

1防火自动报警系统的设计

1.1 火灾自动报警系统的构成

（1）火灾探测器分类：火灾探测器的种类很多，而且可以有多种分类方法。一般根据被测的火灾参数特征，响应被测火灾参数的方法和原理，敏感组件的种类及分布特征划分：感烟火灾探测器，感温火灾探测器，感光火灾探测器，可燃气体火灾探测器。

（2）火灾探测器的选用：根据火灾的特点选用探头时，应符合下述要求：①对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的，选用感烟探头；②对火灾发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射的，选用感烟探头、感温探头、火焰探头或它们的组合； ③对情况复杂或火灾形成特点不可预料的，可进行模拟实验，根据实验选用适宜的探头。

在不同高度的房间设置火灾探测器时见表1。

表1 不同高度适用不同类别的探测器

（3）探测器设计：本文选择集成温度传感器AD590和气体传感器TGS202用作采集系统的敏感元件。

火灾中气体烟雾主要是CO2和CO。TGS202气体传感器能探测CO2，CO，甲烷、煤气等多种气体，它灵敏度高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。当TGS202探测到CO2或CO时，传感器的内阻变小，VA迅速上升。选择适当的电阻阻值，使得当气体浓度达到一定程度(如CO浓度达到0.06％)时，VA端获得适当的电压(设为3 V)。

1.2火灾报警控制器

火灾报警控制器就是自动报警系统的重要组成部分，它的先进性是现代建筑防火系统的重要标志。火灾报警控制器接收火灾探测器送来的火警信号，经过处理后认定火灾，发出火警信号。一方面启动火灾报警装置，发出声光报警等；另一方面启动灭火装置，用以驱动各种灭火设备，同时也启动联锁减灾系统，用以驱动各种减灾设备。

1.3火灾警报装置

声报警模块， 声报警电路在单片机P1口的控制下。声音信号由一简单的报警电路发出，P1.0接晶体管的基极输入端，当P1.0输出高电平1是，晶体管导通，蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫，当输出为低电平0时，晶体管截止，蜂鸣器停止发声。

光报警模块，由P1口的P1．4～P1．7分别控制4个发光二极管，予以光报警，如图1所示。P1．4～P1．7控制的灯依次为绿色(正常信号灯)、黄色(故障信号灯)、红色(异常信号灯)和红色(火灾信号灯)。当这些输出端输出低电平时，对应的信号灯便会发光报警。

图1光报警器

1.4电源

火灾自动报警系统属于消防用电设备，其主电源应当采用消防电源，备用电采用蓄电池。系统电源除为火灾报警控制器供电外，还为与系统相关的消防控制设备等供电。

2系统的总体结构和软硬件件设计

2.1火灾报警系统（图2）

图2系统结构框图

2.2 报警器硬件设计

2.2.1 硬件组成

如图3所示的报警器硬件由温度烟雾信号采集模块、声光报警模块以及单片机与Modem通信模块组成。图中1，2，组成数据采集模块，3，4组成声光报警模块，5，6组成与Modem通信模块。其中，1为传感器(包括烟感和温感)，将现场温度、烟雾等非电信号转化为电信号； 2为A/D转换电路，完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。声光报警模块由单片机和报警电路组成，由单片机控制实现不同的声光报警(异常报警、故障报警、火灾报警)功能。单片机与Modem通信模块由单片机、GM16C550串行端口扩展芯片和RS232电平转换电路组成，实现报警器经Modem与消防指挥中心的通信。

图3报警硬件组成

图3所示，中心控制系统采用了单片机AT89C51芯片，它包括一个8位的80C51微处理器，4个8位并行I/O端口P0-P3，每个端口即可以用作输入，也可以用做输出。具有5个中断源，两个中断优先级的中断控制系统等。芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。电容器C1和C2通常取30pF左右，可稳定频率并对振荡器频率有微调作用.和其他为处理器一样，89C51单片机在启动时需要复位。本文选用手动复位。既指通过接通一按钮开关，使单片机进入复位状态。复位电路虽然简单，但作用非常重要。

A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，电路如图4所示。温度、烟雾传感器的输出分别接到ADC0809的IN0和IN1。ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由89C51的P0．0～P0．2经地址锁存器74LS373输出提供。由ALE锁存通道号地址后让ST有效,当P2.7=0时，与写信号WR共同选通ADC0809。图中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信 号的上升沿写入地址信号，在其下降沿启动A/D转换。

EOC: 转换结束信号；

OE: 输出允许控制端；

ST: 启动信号；

ADDA-ADDC: 模拟开关地址.存入地址锁存器,ALE=0时地址被锁存；

ALE: 地址锁存信号.有低到高电平是,把三位地址信号送入通道号地址锁存器,并经译码器得到地址输出。

图4 主控电路

2.2.2单片机与Modem通信模块

当报警器监测到火灾信息后，除了在火灾现场产生声光报警信号外，还需要将火灾信息按事先预留的电话号码自动拨号通知单位有关人员，并迅速上报消防指挥中心，为此，系统设计了单片机与Modem通讯模块，该模块由单片机、MAX232芯片组成。

MAX232芯片是MAX公司生产的，包含两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种EIA/TIA-232-E和V.28/V.24的通信接口。MAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电平转换为RS-232C输出电平所需的正或负10V电压。尤其适用于没有±12V的单电源系统。MAX232的工作温度范围为0℃～70℃，MAX232I的工作温度范围为-40℃～85℃。其适应性强，而其价格适中，硬件接口简单，所以被广泛的使用。

3 报警器软件程序设计

监控程序流程图如图5所示。系统复位后，首先要进行初始化，包括对各个控制用寄存器的初始化、设置中断服务程序的入口地址、设置堆栈等。

图5 流程图

楼宇自控范文第2篇

关键词: 楼宇自控系统 PLC 制冷站

1. 设计思想

（1）采用高性价比的集散型控制系统

（2）楼宇自控系统支持开放协议

（3）为生产人员提供舒适的工作环境

（4）将机电系统的运行费用降到最低

（5）各主要控制参数目标满足或超过业主方合同技术条款之要求。

（6）提供突发故障的预防手段

（7）采用模块化的现场控制器

（8）自控系统支持两级网络结构

（9）监控工作站应提供良好的人机界面

（10）系统支持登录控制、时间控制及数据记录。具备时间和控制功能，可按

（11）系统具备登录控制功能，对不同级别的操作人员给予不同的操作权限和口令。

（12）系统具备数据记录功能，可在指定时间内收集、记录监测值，从而可以方便的制作分析报表和统计记录。

（13）提供给用户系统备份和恢复的简便方法，采用Ghost8.0恢复/还原系统分区。

此外，为保证设计质量及符合工程的高标准，在本工程的设计过程中严格按相关设计规范进行实施，并与暖通、电气等相关专业密切配合。参考的标准及规范有：

《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000）

《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339－2004）

《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311－2000）

《建筑与建筑群综合布线工程验收规范》（GB/T50312－2000）

《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBJ93－86）

《电子计算机房设计规范》（GB50174－93）

《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79－85）

《通用用电设备设计规范》（GB50055－93）

《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）2001修订

《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）

《智能建筑弱电工程设计施工图集》（97X700上/下）

《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19－87）

2. 系统功能模块设计

2.1 BAS系统结构配置

楼宇自控系统管理的暖通设备包括：

（1）制冷站，包括三台冷机，四台冷却水泵，四台冷冻水泵，三台冷却塔；

（2）输液车间四台组合式空调机组；

（3）固体车间四台组合式空调机组；

（4）屋面排风机共21台。

经过总体分析以上设备的分布情况、设备的I/O点数量、各被控设备需实现的功能以及经济性考虑，最终采用美国SIEMENS公司的S7-300PLC控制系统系统作为该工程楼宇自控系统的解决方案。

本文所设计的楼宇自控系统网络组态结构，包括服务器、冗余的服务器以及DDC控制器之间的关系。见下文所述：

2.2 网络设计

考虑系统可靠性要求及规模大小，楼宇自控系统的网络采用PROFIBUS现场总线网络。为每一台控制器配置了一个总线通讯模块，以减少CPU的通讯压力，更好的处理现场控制任务。PROFIBUS 是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的现场总线标准。符合： - IEC 61158 国际标准- JB/T10308.3-2001(中国标准2001 年)。这种结构具备以下优点：

Ⅰ.网络节点少，数据包转发快，网络响应快；

Ⅱ.DDC控制器可选择各种类型的控制器，功能强大。控制器与被控设备可实现一对一甚至一对多的较方便的控制模式，其控制程序不依赖于网络生存，可靠性高；

Ⅲ.系统检查维护较分布网络更为便利。由于通讯处理器和CPU的互相独立，使得单一控制器死机/断电对系统的影响范围较小。

2.3 服务器配置

系统配置两台工业级控制计算机作为管理服务器，且互为冗余备用。在两台计算机上均安装有WinCC/Redundancy 选件，可运行两个并行的WinCC 站。这种组态的最明显优点是由 WinCC 冗余系统完成的自动归档匹配所保证的数据完整性。当一台服务器发生故障时，另一台WinCC 客户机就会自动切换到当前的服务器。

2.4 DDC控制器设计

各被控对象的I/O点设置是根据业主提供的初步设计要求、暖通专业提供的工艺要求并结合《智能建筑设计规范》和本文作者的多年经验而得。根据I/O点数的设置，结合“就地控制、集中管理”的集散系统设计理念，在本工程中，采用5台S7-300PLC控制器对暖通设备进行全面的监控.

2.5 图纸设计

每个DDC相关的图纸包括：控制对象原理图、控制器柜体图、控制器模块接线图、控制器柜端子出线图、控制柜电源回路图、控制程序流程图等。

3. 结论

在本文的设计以及应用方法确定后，本文作者随相关技术人员一起在现场进行了楼宇自控系统调试，并对设计结果进行了验证。

设计验证主要验证了BAS对温湿度控制的效果和精度，其次也对设计的其他功能、人机画面等进行了试验，确保系统实现设计功能和设计要求。

3.1 温湿度控制结果

对于K301设计的温湿度控制，其主要控制目标在于保证输液生产车间的温度和相对湿度（简称湿度）。

夏季温湿度控制效果：

在系统调试完毕后，对BAS系统的夏季控制效果进行了15天数据记录，每日在上午10点、下午2点和6点在主要生产现场分别记录一次采样（AM10、PM2、PM6）。

自动控制运行下，绝大多数的温度和湿度测点在设计要求的精度范围内（温度24℃±1℃、相对湿度55%±10%）。个别记录点的超越精度范围，经分析认为由于以下原因造成：

1.由于K301的制冷/制热区域包括生产车间内各个工艺房间，而K301的温度控制和湿度控制以这些区域的平均温度和平均湿度（即回风温度）作为过程量。因此，对回风温度/湿度控制与生产房间的温度/湿度有细微差别，造成某些时刻的精度控制超过允许值。

2.部分可能由于突然的扰动而导致控制精度瞬间超过允许值。

楼宇自控范文第3篇

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

[1]丁卓平，郭卉.建筑设备系统对象模型的研究[J].岳阳师范学院学报（自然科学版），2001（03）.

[2]刘金样，龚红卫，高寿云，俞锋，吴平.高校建筑设备实验室建设途径的探讨[J].实验室研究与探索，1998（06）.

楼宇自控范文第4篇

【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

[1]建筑智能化系统的开放性再认识[J].电气应用.2005年12期.

[2]胡力勤，王崇梅，胡联红.建筑智能化系统建设存在的问题及对策[J].今日科技.2007年06期.

[3]殷滔，周平.建筑智能化系统工程监理初探[J]南通职业大学学报（综合版）.2006年01期.

[4]董建华，梁以平.张庆林，王健，张向宏，陈卫.建筑智能化系统在医院中的应用[J].中国医院建筑与装备.2004年03期.

[5]曹鹏.试论弱电系统集成与智能系统建立的关系[J].科技创新与应用.2012年25期.

楼宇自控范文第5篇

【关键词】楼宇自控系统；PID调节；集散控制系统；现场总线技术

中图分类号： TB381 文献标识码： A

1 前言

智能建筑已成为未来建筑的标志，是信息时代的必然产物，它是建立在建筑设计、信息科学、行为科学、环境科学、系统工程学、人类工程学等各类学科之上的交叉应用，是人、信息及工作环境的智能结合。楼宇自控系统是实现智能建筑的基础。现就有关于楼宇自控系统的问题做些介绍，以供探讨。

2 楼宇自控系统的概念

楼宇自控系统（Building Automation System，简称BAS）是指采用现代计算机技术对智能建筑中分散的各类建筑设备的运行、能源使用状况、安全状况以及节能等进行有效的综合自动监测、控制与管理的系统，确保建筑物内舒适、安全的工作、生活环境，同时实现高效节能的要求。

3 PID调节及控制技术

自控系统包括现场传感器、变送器、输入/输出接口、执行机构、控制器。控制器的输出经过输出接口、执行机构，被加到受控系统；控制系统的被控量经过现场传感器、变送器，通过输入接口送到控制器。在工程实际中，比例―积分―微分控制（PID）又称PID调节，是应用最广泛的调节器控制规律。

PID调节器是根据系统的给定值与实际值的偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。自控系统要很好地完成控制任务，必须在满足工作状态稳定的前提下，同时保证系统的精度，满足调节过程的质量指标要求。比例控制系统的响应快速性作用于输出；积分控制系统的准确性消除过去的累积误差；微分控制系统的稳定性具有超前控制作用。因此，PID调节可以解决在控制过程中，系统稳定性与精度之间的矛盾。

4 集散控制系统及现场总线技术

集散控制系统（DCS）是采用分散控制策略、集中管理的计算机控制系统。它通过分布在现场的数字化控制器完成对被控设备的实时监测、控制和保护任务，以具有强大数据处理、记录、显示及丰富软件功能的中央计算机完成优化管理、集中操作及显示报警等工作。集散控制系统（DCS）是一种横向分散、纵向分层的体系结构，功能分层可分为现场控制级、监控级、管理级，层与层之间通过通信网络相连。现场控制级由现场直接数字控制器（DDC）及现场通信网络组成，其主要功能为采样现场数据，处理采样数据，控制算法与运算，执行控制输出，并与监控级、其它站点进行数据交互，实现对现场设备的实时监测与诊断。监控级由一台或多台通过局域网连接的计算机工作站构成，作为现场控制器的上位计算机。监控计算机可分为以管理、改进系统功能为目的的监控站及以操作为目的的操作站，其主要功能是采集数据，进行数据转换与处理，进行数据监视和存储，实施连续控制、批量控制或顺序控制的运算和输出控制，进行数据和设备的自诊断，实施数据通信。管理级的中央管理计算机是以中央控制室操作站为中心，辅以报警装置、打印机等外设组成，是集散控制系统（DCS）人机联系的主要界面。中央管理计算机是对整个系统的集中操作和监视，其主要功能为实现数据记录、存储、显示和输出，优化控制和优化整个集散控制系统的管理调度，实施故障报警、事件处理和诊断，实现数据通信。

现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线作为传送信息的公共路径实现信息互换，并共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统，是计算机控制系统与通信技术相结合的产物，其本质体现在以下六个方面：

（1）现场设备互连。

（2）现场通信网络。

（3）互操作性。

（4）分散功能块。

（5）通信线供电。

（6）开放式互联网络。

现场总线的特点可归纳为以下五点：

（1）用数字化通信代替4～20mA模拟信号传输。

（2）控制功能下移，实现彻底的分散控制。

（3）具有互操作性。

（4）集现场设备的远程控制、参数化及故障诊断为一体。

（5）真正的开放系统。

由于现场总线技术体现出的特点及优势，现今楼宇自控系统（BAS）多采用在集散控制系统（DCS）中引入现场总线进行数据传输，从而进一步完善了整个系统的控制、管理、决策等功能。常用的主流现场总线有：控制器局域网（CAN）、LonWorks、PROFIBUS、INTERBUS等。

5 楼宇自控系统的内容

楼宇自控系统对楼宇内暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯系统进行综合协调、运行管理和维护保养，为所有机电设备提供安全、可靠、节能、长效运行的保证，实现暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯系统之间的信息互通，从而提高整个建筑物内部设备运行的效率，减少能源消耗，同时使管理者随时掌握设备运行状况、能量消耗情况及各种参数变化情况。楼宇自控系统包括对空调、给排水、供配电、照明、电梯系统的监视及控制。楼宇自控系统应根据建筑设备的情况选择配置以下各项监控功能：

（1）压缩式制冷系统和吸收式制冷系统的运行状态监测、监视、故障报警、启停程序配置、机组台数或群控控制、机组运行均衡控制及能耗累计。

（2）蓄冰制冷系统的启停控制、运行状态显示、故障报警、制冰与溶冰控制、冰库蓄冰量监测及能耗累计。

（3）热力系统的运行状态监视、台数控制、燃气锅炉房可燃气体浓度监测与报警、热交换器温度控制、热交换器与热循环泵连锁控制及能耗累计。

（4）冷冻水供、回水温度、压力与回水流量、压力监测、冷冻泵启停控制和状态显示、冷冻泵过载报警、冷冻水进出口温度、压力监测、冷却水进出口温度监测、冷却水最低回水温度控制、冷却水泵启停控制和状态显示、冷却水泵故障报警、冷却塔风机启停控制和状态显示、冷却塔风机故障报警。

（5）空调机组启停控制及运行状态显示；过载报警监测；送、回风温度监测；室内外温、湿度监测；过滤器状态显示及报警；风机故障报警；冷（热）水流量调节；加湿器控制；风门调节；风机、风阀、调节阀连锁控制；室内CO2浓度或空气品质监测；（寒冷地区）防冻控制；送回风机组与消防系统联动控制。

（6）变风量（VAV）系统的总风量调节；送风压力监测；风机变频控制；最小风量控制；最小新风量控制；加热控制。

（7）送排风系统的风机启停控制和运行状态显示；风机故障报警；风机与消防系统联动控制。

（8）风机盘管机组室内温度测量及控制；冷（热）水阀开关控制；风机启停及调速控制；能耗分段累计。

（9）水泵自动启停控制及运行状态显示；水泵故障报警；水箱液位监测、超高与超低水位报警。污水处理系统的水泵启停控制及运行状态显示；水泵故障报警；污水集水井、中水处理池监视、超高与超低液位报警；漏水报警监视。

（10）中压开关与主要低压开关的状态监视及故障报警；中压与低压主母排的电压、电流及功率因数测量；电能计量；变压器温度监测及超温报警；备用及应急电源的手动/自动状态、电压、电流及频率监测；主回路及重要回路的谐波监测及记录。

（11）大空间、门厅、楼梯间及走道等公共场所的照明按时间程序控制（值班照明除外）；航空障碍灯、庭院照明、道路照明按时间程序或按亮度控制和故障报警；泛光照明的场景、亮度按时间程序控制和故障报警；广场及停车场照明按时间程序控制。

（12）电梯、自动扶梯的运行状态显示及故障报警。

（13）当热力系统、制冷系统、空调系统、给排水系统、电力系统、照明系统和电梯管理系统等采用分别自成体系的专业监控系统时，应通过通信接口纳入楼宇自控系统。

6 结束语

随着计算机技术的飞速发展，采用开放性技术的楼宇自控系统将对建筑的安全性、舒适性、高效性、经济性、适应性等方面起到更大的作用。

参考文献

[1]《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006中华人民共和国国家标准

[2]徐洪彬《现代酒店智能化系统工程》东南大学出版社