樓宇自動化控制系統(tǒng)設(shè)計解決方案

仇 亞

（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，濟南 250101）

1 系統(tǒng)概述

樓宇自動化系統(tǒng)是以計算機為中心，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通訊，將分布于現(xiàn)場區(qū)域智能分站進行連接，通過特定的末端檢測設(shè)備，實現(xiàn)對建筑物內(nèi)大多數(shù)機電設(shè)備集中監(jiān)控和管理自動化控制系統(tǒng)總稱。

2 設(shè)計依據(jù)

設(shè)計依據(jù)以下標準與規(guī)范：《智能建筑設(shè)計標準》GB/T50314-2015；《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB 50311-2016；《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50303-2015；《智能建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50339-2013；《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)定》HG/T 20573-2012；《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-2011；《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50243-2002；《網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)標準》ISO7498-2N；《TCP/IP通信協(xié)議標準》IAB，RFC793/791；《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008；《公共建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》DBJ/T14-071-2010；相關(guān)行業(yè)的規(guī)定及規(guī)范；提供的弱電、強電、暖通、水施工圖及自動控制要求。

3 設(shè)計目標

樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計主要目的是對建筑物內(nèi)各種設(shè)備的采用末端特定檢測設(shè)備，進行數(shù)據(jù)信息采集、分析、歸類、判斷、處理，通過計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對各系統(tǒng)設(shè)備進行全面有效的監(jiān)控與管理，使各子系統(tǒng)設(shè)備處于高效、有序運行狀態(tài)，以確保建筑物內(nèi)所有設(shè)備處于高效、節(jié)能、合理的運行狀態(tài)。

圖1 樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計目的

4 設(shè)計思路及原則

將針對建筑物或者建筑群內(nèi)的冷凍站系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、新風(fēng)空調(diào)和通排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)等設(shè)備的自動化控制進行設(shè)計，采用了樓宇管理平臺和樓宇自控系統(tǒng)，以期達到綠色建筑標準。

樓宇自動化系統(tǒng)將建筑物內(nèi)冷熱源、空調(diào)機組、新風(fēng)機組、公共照明、熱回收新風(fēng)換氣機組、消防系統(tǒng)、電梯控制、送排風(fēng)機和給排水等設(shè)備進行監(jiān)測、控制、處理、信息記錄，實現(xiàn)分散控制和集中管理，使設(shè)備運行處于高率，節(jié)能，合理的狀態(tài)，節(jié)省人力，安全延長設(shè)備壽命的目的。

系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循適用性原則主要包括：技術(shù)成熟；安全可靠；先進高效；經(jīng)濟合理；可擴展；易維護。

系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備的配置應(yīng)本著工程使用的實際需要，采用的產(chǎn)品應(yīng)符合結(jié)構(gòu)化、模塊化和標準化，保證系統(tǒng)的完整性和經(jīng)濟性，并具有開放性和可擴展性。

系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)，由中央工作站、直接數(shù)字控制器DDC、現(xiàn)場傳感器、執(zhí)行器等組成。通過以太網(wǎng)將中央工作站和主控制器連接，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和交換。安裝在建筑物各處的直接數(shù)字控制器DDC通過現(xiàn)場總線連接到主控制器上。現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備上的傳感器及執(zhí)行器連接至各DDC，實現(xiàn)分散控制、集中管理。

集散型系統(tǒng)實現(xiàn)集中管理和操作，分散控制和執(zhí)行。能夠按照管理、操作者的意愿對建筑物內(nèi)的設(shè)備進行集中管理和控制，最終達到樓內(nèi)各種設(shè)備協(xié)調(diào)有序地工作。盡可能減少管理人員和最大程度的節(jié)約能耗，從而最大限度降低大樓的管理營運成本，提供管理水平。

系統(tǒng)設(shè)計方案和設(shè)備配置應(yīng)充分反映出實用性、先進性、擴展性和經(jīng)濟性，大樓的樓宇自動化控制系統(tǒng)設(shè)計考慮將來集中管理預(yù)留集成接口需要。

5 系統(tǒng)控制模式

系統(tǒng)控制模式分為本地控制和遠程控制，當主機設(shè)備的轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置于本地時，自動化控制系統(tǒng)只能監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)以及參數(shù)。所有設(shè)備啟停控制在其電控柜上的啟停按鈕本地操作。當主機設(shè)備的轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置于遠端時，自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)對所有設(shè)備遠程啟停控制。具體控制模式如下：

（1）本地控制模式：一切設(shè)備的運行由人工在現(xiàn)場進行操作。

（2）遠程控制模式：系統(tǒng)處于遠程控制時，自控系統(tǒng)分為遠程手動控制、遠程自動控制。遠程手動控制是所有的設(shè)備由操作人員在上位機（或工作站）進行控制，包括啟停控制和參數(shù)設(shè)定。遠程自動控制分為時區(qū)自控和非時區(qū)自控，時區(qū)自控即在計算機上設(shè)置設(shè)備的啟動和停止時間段，自動控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的時間自動完成系統(tǒng)的順序自動啟停控制設(shè)備，由自動控制系統(tǒng)自動實現(xiàn)各設(shè)備之間的邏輯連鎖、啟動停止順序。非時區(qū)啟停控制是操作人員在計算機上手動操作啟動系統(tǒng)，在計算機上自動完成各設(shè)備之間的邏輯連鎖、順序啟動停止操作，非時區(qū)啟停時由操作人員在計算機上手動操作啟動后，必須手動進行停機操作。

6 總體架構(gòu)

樓宇自動化控制系統(tǒng)采用集散型控制方式，首先通過現(xiàn)場區(qū)域控制，計算機局域網(wǎng)技術(shù)通訊，最后進行設(shè)備的集中監(jiān)控、管理的系統(tǒng)控制方式。實現(xiàn)中央站、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和專用控制、接口設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信、資源共享和管理。可以實現(xiàn)與建筑物中其他系統(tǒng)以及其他廠家設(shè)備兼容、聯(lián)接。把樓宇自動化控制系統(tǒng)中所有設(shè)備的監(jiān)控信息及時通過傳輸回傳至中央站，中央站也可通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將指令程序等傳達到有關(guān)監(jiān)控設(shè)備。這種控制方式既可以做到各個子系統(tǒng)能夠獨立控制，又可以做到中央工作站的集中監(jiān)控、管理，從而使得整個控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上完善、在性能上可靠。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

7 結(jié)束語

樓宇自動化控制系統(tǒng)使得建設(shè)物內(nèi)的機電設(shè)備的監(jiān)控和管理在統(tǒng)一的界面上完成，極大方便了操作和維修，樓宇自動化系統(tǒng)的使用，可以做到無人值守，降低建筑能耗，可以極大地提高工作效率，降低運營成本，為用戶提供更加舒適、安全的工作、生活環(huán)境。