新一代樓宇自控系統在智慧型大樓中的應用

張留原

摘 要：本文首先對樓宇自控系統進行了概述，進而結合具體案例分析了樓宇自控系統的應用，以提高智慧型樓宇自控系統應用的整體水平。

關鍵詞：樓宇自控系統；設備監控；BAS

中圖分類號：TN91 文獻標志碼：A

0 前言

信息時代來臨之后，我國的建筑業發生了翻天覆地的變化，現代建筑追求的已不僅是外形美觀、質量好，還包括了建筑內部技術系統的應用水平。其中，智能樓宇的概念越來越明確，并且在建筑領域的影響越來越大。智能樓宇是以計算機作為控制的中心，通過綜合的布線系統將通信終端和傳感器終端連接起來，如此，可以將建筑空間內的各種信息進行綜合，并通過計算機來進行處理，最終根據人們的需求做出相應的調整，從而有效提升建筑物的智能水平，以此提高管理效率，降低能耗。其中，樓宇自動化系統（BAS）起著關鍵性的作用。

1 樓宇自控系統的概述

1.1 樓宇自控系統的概念

樓宇自動化系統（BAS）通過對計算機網絡技術、自動控制技術以及傳感器技術進行綜合運用，來實現對各種電氣設備的自動控制，如空調、通風、照明、電源、電梯等，從而使樓宇能更好地滿足人們生活工作中的要求。根據建筑的實際功能需求情況，結合成熟性、可靠性、靈活性、可擴展性、穩定性和實用性等使用原則，可在樓宇自動化系統中采取先進的網絡技術、通信技術和計算機信息技術?？偟膩碚f，目前的樓宇實現智慧化，首先取決于它是否配備了自動控制系統，自動控制系統的智能程度和覆蓋率也非常重要。毫不夸張地說，自動控制系統的應用情況是建筑智慧化程度的重要標志。

1.2 自控系統在智慧化樓宇中的地位

智慧化作為信息時代發展的一個重要的特征，成為人們廣泛討論的焦點，尤其是在建筑行業。就智能樓宇而言，使用自動化控制系統是進行智能樓宇的建設和發展的核心理念，智慧化建設主要包括辦公自動化控制系統（OAS）、樓宇自動化控制系統（BAS）、安保自動化系統（SAS）、通信自動化控制系統（CAS）以及消防自動化系統（FAS）5個關鍵構成部分，通常被稱為5A系統，樓宇自動化系統不但是最為智能建筑物控制系統，也是5A系統中最為重要的自動控制系統。通過深入了解樓宇自動化系統的運行質量，能夠充分發揮出智能樓宇的控制功能和監控功能。此外，樓宇的自動化水平將能夠有效地提升智能樓宇的使用效率，能夠帶來更大的經濟效益。因此，積極才有合適的樓宇自動化系統非常重要。

1.3 樓宇自控系統的組成

通常所說的現代化樓宇自動化控制系統，主要應用于基礎設施建設，意在實現對設備全面的監測、管理和控制。樓宇自動化控制系統可以實現對受控設備或對象的分散控制和集中管理。樓宇自動化系統本質上屬于網絡系統，它要求能夠實現對各類建筑設備和設施的有效控制和管理。這是一種非常復雜的自動化控制系統。樓宇自動化控制系統的組成核心是中央計算機，中央計算機通過通信線路實現與關鍵設備和控制對象互聯，自控系統的監測對象包括執行器、傳感器、變送器、耦合元件，在先進軟件的支持下，能夠更加科學智能地進行數據整理分析、邏輯判斷和圖形編輯，這樣的智能化操作可以實現對整個系統的集中監測和控制，有效地提高了系統運行效率，增強系統運行穩定性，在此基礎上減少運行管理成本。這些整合在一起才形成了一個完整的樓宇自動化控制系統。

2 新一代樓宇自控系統在智慧型大樓中應用的案例分析

本文將某智慧化樓宇的自動化控制工程項目作為案例進行分析，在簡要介紹樓宇情況的基礎上，給出了該樓宇自控系統的總體設計方案及其子系統的監控方案，該案例的分析對了解智能通信在樓宇自控系統中的應用有一定的價值。

2.1 樓宇概況

某座現代化的商業樓宇，其總建筑面積約28萬㎡，屬于一種綜合性大樓，其主要功能包括營業、辦公、娛樂、居住等，基于以上功能特點，在對其進行設計的過程中，需要滿足以下特點：建筑大樓中所有的機電設備、照明設備和排水設備需要進行統一管理，實現各個系統之間的協調，建造安全、節能、舒適、高效的生活工作環境。

2.2 系統設計思想

基于智慧化系統的關鍵，在對建筑設備監控系統進行設計的過程中，需要具備以下幾種思想：

（1）首先需要保證系統具有較好的集成性和開放性，BAS系統就是一個很好的選擇，以便實現與消防系統、安保系統、辦公系統與其他系統之間的協調管理。基于遠程通信管理和計算機技術發展趨勢的要求，可以選擇標準網絡協議作為系統網絡，在多種標準通信協議的支持下實現系統集成，按照模塊集成的方法進行設計，保證在有相應功能需求的情況下，能夠實現系統規模和應用功能的擴展。

（2）為了滿足BAS的實時集中監控管理功能，同時滿足建筑功能的實際需求，需要采用最新網絡結構，符合國際通用標準。

（3）監控界面為更加直觀簡潔的Windows界面，能夠幫助操作員更快的學習和掌握。

（4）系統中所配置的相應硬件和軟件，能夠實時對各個設備的運行參數進行采集和整理，根據參數設置來對設備啟停進行控制。

2.3 系統架構

本次采用霍尼韋爾公司的EBI/ComfortPoint系統，包括EBI和ComfortPoint兩個組成部分。在本項目工程項目中，EBI系統不僅僅可以完成建筑設備的監控功能，同時還可以集成其他子系統的功能，使建筑設備監控管理以及相關系統的監控集成在同一工作站的同一操作界面之中，這種集成不僅僅是將不同子系統的相關信息傳輸到EBI系統之中，而且還可以在EBI系統平臺上對各子系統的信息進行分析、處理和表現。該系統充分體現了當前最新科技成果及霍尼韋爾公司多年制造經驗、工程實施經驗、系統運行管理經驗，特別適應本項目工程項目。

ComfortPoint Open是霍尼韋爾公司推出的最新一代控制系統中控制器的統稱，運行在現場監控層中，ComfortPoint Open系列控制器與現場的傳感器、閥門以及各類執行機構，完成對現場的各類受控設備的監控功能。endprint

由ComfortPoint Open控制器構成的控制系統充分分析了控制系統的要求，需要做到可靠性高，操作方便，易于擴充，易于維護和適應經濟原理，并且采用了包括管理層、控制層、現場設備這3層的BAS模型。

第一層，管理層。采用標準以太網，通過服務器-客戶端模式SQL數據庫對子系統的信息進行儲存，從而為用戶提供實時查詢、瀏覽和打印的Internet網絡服務。管理層的功能是連接EBI 服務器和工作站，可以全集成安防、火災報警及其他第三方系統；

管理軟件EBI安裝在Dell服務器上，采用Windows2013Server以上操作系統，數據庫采用SQL Server數據庫，支持ODBC技術，支持OPC、DDE、netDDE、SQL等，以方便與第三方樓宇系統在管理層的集成。

第二層，控制層。控制層所連接的控制器為32 位網絡控制器，無另外附加的BACnet路由器，同時可以支持擴展模塊；而現場層中連接的控制器同樣是32位可編程控制器，支持全局數據共享功能。實現大樓內的所有的機電設備如HVAC設備、供配電及照明設備、給排水設備等進行統一管理和其他現場設備的分散控制。其控制功能是強大的，它可以進行現場編程，也能夠實現對被控對象的獨立監控，并接受中央管理機統一的控制和管理。

第三層，現場設備層。BAS系統通過監測點實現對整個系統的監視控制。雖然現場有各種各樣的設備，但大致可以分為以下四類：傳感器，用于監控溫度、濕度、壓力、液位等；執行器，對各種閥門及閥門驅動裝置的監控；電控箱，控制設備的開關狀態、故障的節點；報警系統，負責連接消防報警、防盜報警的信號。

2.4 子系統的監控方案

BAS的子系統比較多，由于篇幅的限制，此處以組合空調機組的子監控系統作為案例進行介紹。

第一，監控內容。監控內容包括：回風和送風溫度監測、頻率顯示、壓力檢測、回風濕度、風機手/自動狀態、運行狀態、故障狀態檢測、過濾器堵塞狀態監測、風機壓差報警、風機啟/停控制、盤管冷水閥調節控制、新、回風風閥調節控制。

第二，組合空調機組監測系統的硬件結構。該系統的管理層采用了DELL-PC服務器，它負責接收的數據和發送控制命令，管理系統數據和實時顯示系統數據的工作過程?？刂茖硬捎?2位可編程的網絡控制器作為現場控制器，采用了霍尼韋爾CPO-8000系列的CPO-IPC網絡控制器，CPO-IPC網絡控制器具有 BACnet路由器功能，同時可以支持擴展模塊；而現場層中連接的控制器同樣是32位可編程控制器，支持全局數據共享功能?？蓪崿F現場每臺組合空調機組現場數據的接收機檢測、狀態控制及與管理層的數據傳輸等。

第三，系統軟件。系統軟件包括上位機組態軟件和現場控制軟件。首先是管理層組態軟件的實現，管理層軟件應用在Windows2013Server平臺上，采用霍尼韋爾EBI組態軟件，包括對各類樓控設備數據的實時監控、專業的圖形人機交互界面、強大的報警管理、提供大量的歷史數據和趨勢圖、靈活多樣的標準或用戶自定義的報表、強大的應用開發工具、支持基于工業標準網絡的本地及遠端多客戶機/服務器體系。

現場控制軟件。現場控制器軟件采用ComfortPoint Open Studio編程工具。ComfortPoint Open Studio允許用戶從應程序庫中選擇所需的應用程序，模擬及下載至控制器。ComfortPoint Open在線工具可連上TCP/IP網絡或MSTP網絡，可在線調試監測所有ComfortPoint Open控制器。允許用戶根據需求，自由編程以滿足不同項目需求。圖形化界面簡單易懂，易于操作。

結語

樓宇自動化系統中的廣泛應用是我國建筑行業發展的趨勢，與我國經濟的發展密切相關。因此，應大力發展和完善自控系統在我國建筑業的應用，樓宇自控系統的合理設計和應用對我國總體建設具有極為重要的意義。

參考文獻

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[2]黃文杰，趙茜.智能通信在樓宇自控系統中的應用[J].現代電子技術，2015，38（5）：14-16.endprint