試析樓宇自動化控制系統的構成與應用

龐礴

摘 ?要：隨著樓宇自動化控制系統的推廣和普及，可以智能控制建筑空調系統、消防系統、變配電系統、給排水系統、照明系統和電梯控制系統，提升建筑使用和管理的效率，提高建筑使用者的舒適感。本文以南寧市某大廈為案例，深入分析樓宇自動化控制系統的構成與應用，闡明自動化控制系統在樓宇建筑中的運行方式以及給建筑帶來的具體改變，希望通過本文的研究，可以為相關人員提供借鑒與參考。

關鍵詞：樓宇;智能建筑;自動化控制系統

前 ?言

在上個世紀 90年代開始，智能化技術開始廣泛的研究和展開，在生活領域中的應用也越來越多。隨著智能技術以及信息技術在建筑領域當中的廣泛應用，智能建筑系統隨之產生。而樓宇自控系統，具備對自身系統設備檢查和控制的監控作用，在建筑工程中應用也更受歡迎。

1 智能化建筑系統

1.1 智能建筑系統的概述

智能化建筑系統，是在技術發展的背景下形成的，在建筑技術、信息技術以及智能控制技術的發展和在建筑系統當中的應用，使建筑物的功能更加全面，也更具有現代化，方便了人們的生活，也加強了建筑系統內部的管理。傳統的智能建筑更多的應用技術和設備為主，而目前的智能建筑系統更多的將各技術和設備系統化，更有效的發揮智能作用。

1.2 智能建筑系統的組成

1.2.1 樓宇自動化系統

樓宇自動化系統是智能建筑系統的重要組成部分，通過樓宇自動化系統的使用，可以對建筑物內的機電設備進行有效的監控。樓宇自控系統能夠對建筑物內的排風系統、變電站以及電壓器、空調系統進行有效的管理，從而達到控制建筑物內環境的目的[1]。

1.2.2 安防自動化系統

建筑物安防自動化系統，起到對建筑的安全問題防范工作。由門禁管理系統、電視監控系統、防盜巡視系統等組成。為了保證建筑物內居民的安全，安防自動化系統一般都是一天 24小時連續工作，并且反應非常迅速。

1.2.3 信息網絡系統

信息網絡系統是建筑物中信息技術應用的體現，它是由計算機網絡系統與大數據庫系統共同組成。通過該系統的有效應用提升了建筑系統內部的數據資源共享功能。根據系統使用者的不同，將建筑物內的信息網給系統分為供物業公司使用的內部業務處理系統，以及供建筑內商戶使用的外部處理系統。

1.2.4 建筑集成管理系統

建筑集成管理系統應用了先進的集成技術以及網絡通信技術，通過這一系統的應用將建筑內的其他系統有效的連接，實現了建筑系統的整體化， BMS 管理系統的應用，實現了建筑功能的優化和升級。

2 樓宇自動化系統的結構和組成

得益于快速發展的科學技術與日益先進的計算機系統，樓宇自動化系統能夠收集樓宇內的數據并進行處理，再根據相關的數據進行決策，進而實現樓宇內各種設備的自動化控制。通過處理由傳感器收集而來的數據，樓宇自動化系統能夠控制樓宇內的各種設備，使它們能夠安全運行，并且互相協調進行高效的工作。與此同時，樓宇自動化系統還會記錄各種設備的運行情況，分析它們是否出現問題，并在第一時間向有關工作人員進行匯報，對問題設備進行排查，防范事故發生[2]。

作為一個能夠執行精細化工作的系統，樓宇自動化系統的組成十分復雜，而且還有諸多的子系統來控制樓宇內部的不同設備。這些子系統包括：

（1）空調系統。作為通過調節樓宇內部溫度來提高環境舒適度的設備，中央空調無疑是現代樓宇中十分重要的設備。再樓宇自動化系統中控制中央空調的子系統的任務就是使樓宇內溫度與濕度處于一個令人舒適的狀態。該子系統控制空調的具體流程如下：首先通過傳感器感應溫度以及濕度，并將數據上傳到系統中，系統通過對實際溫度與濕度和良好環境下的溫度與濕度比較，發出指令，調節中央空調，進而創造一個令人舒適的環境以供樓宇內的人員生活和工作。另外，控制中央空調的子系統還能調節空調風機的轉速等，以此保證能夠保持樓宇內環境的舒適。

（2）消防系統。作為樓宇安全保障之一的消防系統，其地位再樓宇自動化系統中不可謂不重要。消防系統連接著消防檢測系統以及消防設備，在日常工作中消防系統時刻保持運行狀態，防范隨時可能發生的火災。而當消防檢測系統檢測到火災的時候，消防系統便會調動火災發生區域周邊的消防設施進行滅火，并協調其他子系統進行應急處理，保障人員以及財物安全，將災害帶來的損失降至最低。

（3）變配電系統。該系統通過監督和管理宇內部各處的電力供應與使用情況來保障樓宇內各處的正常供電。除此之外，變配電系統還會測定樓宇內電路回路的電壓、電流和功率因數等電力運行關鍵參數，并以這些參數作為基準來調節樓宇內電力的變配電。與此同時，樓宇自動化系統還會通過傳感器來獲取變壓器與電纜等設備運行時的溫度等數據，經過對照之后再判斷是否需要對配電系統進行調節。由于變配電系統再工作的時候產生的變化是瞬態的，所以在監控變配電系統工作情況的時候需要進行大量的數據采集以及分析工作，進而把握關于配電設備運行狀況的信息，防范可能會發生的故障并做出相應處理。由于樓宇自動化系統具有自動化控制的功能，當樓宇發生斷電時，樓宇自動化系統能夠通過變配電子系統來遠程操控配電開關，并自動進行順序控制，或者自動將樓宇內部的應急發電設備啟動來為樓宇內部的各種設備進行緊急供電，保障樓宇內人員的生命和財產的安全。此外，通過變配電系統，樓宇自動化系統還能掌握各用戶的具體用電情況，當用電高峰期來臨時，一旦所需電量超過電路能夠承擔的負載，樓宇自動化系統便會切斷樓內的非主要回路，防范隨時可能發生的故障和事故，保證樓宇內的用電安全。

（4）給排水系統。樓宇自動化系統中的給排水控制子系統能夠監控和管理樓宇的給水泵、排水泵和污水泵等設備，保證樓宇內水箱的水位保持在安全的閥值，確保樓內用戶的用水情況。樓宇自動化系統還能通過對樓內用水情況進行監控，進而讓給排水子系統對建筑的給水壓力進行調節，盡量滿足所有用戶的用水需求。

（5）照明系統。樓宇自動化系統能夠智能化對樓內照明進行管理，通過減少不必要的光照來減少樓宇電力的消耗。作為第二大耗能的部分，樓宇內的日常照明所消耗的電力僅次于中央空調。而樓宇自動化系統能夠智能操控樓宇內各處的燈光照明，減少了不必要的電力消耗，減輕了變配電系統的負擔。樓宇自動化系統對樓宇內照明的管理時以分組控制的形式來完成的，當某一區域沒有人的時候將會遠程關閉該區域的照明設備以減少不必要的電力消耗，而對電路符合較大的區域則會進行節能管控，減少電力消耗。

（6）電梯控制系統。樓宇自動化系統與電梯控制系統是直接相連的，因此在正常運行中電梯的各項參數都能夠實時被樓宇自動化系統獲取，進而掌握電梯的運行狀況，可見電梯的自動化控制是樓宇自動化系統中的重點。當發生事故的時候，樓宇自動化系統能夠遠程操控電梯，將其鎖死或者監控，減少突發事故帶來的人員傷亡和經濟損失。

3 樓宇自動化控制系統的應用分析

樓宇自控系統是現代建筑物當中使用非常廣泛的智能系統，本文以南寧市某大廈為例，對樓宇系統的應用做了具體的分析和總結。該大廈采用美國的樓宇自控系統，樓宇自控系統設備主要包括現場控制器 DDC、操作子站、傳感器、監測裝置等[3]。該樓宇控制系統采用分散式三級控制方式，在樓宇系統部分功能出現故障的情況下也不影響其他功能的具體使用，以下是對該自控系統的具體運用：

3.1 操作子站

本建筑的操作子站，設置在大廈的監控中心，操作子站有 BAS 計算機系統以及打印機組成。并且系統內使用現代新型的圖形監控軟件。樓宇自控系統建設中，使用通訊線將操作子站與 DDC 現場控制器互相連接，這樣可以加強操作子站與控制器和系統設備的相互聯系。操作子站利用圖形監控軟件的監控功能，對建筑物內樓宇系統設備的運行情況進行管控，收集設備運行過程當中的數據。并可以通過該軟件對設備運行發出操作命令。利用操作子站對各系統和設備進行具體的管理。

3.2 網絡控制器

在樓宇自控系統中，網絡控制器是非常重要的組成部分，對系統運行起到了關鍵的作用。建筑系統通過網絡控制器之間的相互連接，加強了大廈內樓宇自控系統的整體功能，并且網絡控制器也具有一定的儲存信息的功能，自控系統內部的整體信息都存放在網絡控制器當中，方便控制器對系統各設備發出指令，如機電設備的時間系統。

3.3 現場控制器

現場控制器是樓宇自控系統的第三級別設備。現場控制器具有獨立的監控和管理功能。其組成部分包括系統控制電源（24V）、CPU 處理裝置以及儲存裝置以及通訊線。現場控制器的使用是通過傳感器和檢測器來實現的，現場控制器在工作中要對傳感器和檢測器發出的信號進行處理，經過現場控制器的信息儲存裝置，并由儲存裝置中的數據與設備數據進行對比，通過對比自動分析設備運行的狀態。從而對設備運行進行有效的監控，保證設備運行穩定。

本建筑工程的樓宇自控系統中總機應用的現場控制器達到了 15臺，其中 XL100型號共有 12臺，其余均使用 XL500型號。控制器輸入端口總計 24個，輸出端口則為 12個。該建筑內所有現場控制器共同發出指令，則最多可發出 12條。通過現場控制器的應用對建筑內的照明系統、排風系統以及供電系統進行了有效的監控和管理。

3.4 傳感器以及檢測器

傳感器和檢測器也是建筑樓宇自控系統中重要的工作環節，傳感器安置在整個建筑的各個機電設備與系統中，是與機電設備最近的監控系統，也是機電設備運行狀態的主要反映源[4]。現場控制器的工作主要是通過傳感器發回的數據來進行操作處理的。傳感器和檢測器的應用，是實現監控功能的關鍵，可以將它比喻成“監控系統當中的攝像頭”，而傳感器也可以分為溫度傳感器、壓力傳感器等。

結 ?語

綜上所述，樓宇自動化控制系統是現代信息技術和智能化控制技術結合的產物，將其應用到建筑中，有利于建筑物內各系統的運行和有效連接，也能夠極大的改善對建筑物內設備的維修和控制工作，對現代建筑領域來說非常重要。

參考文獻

[1]?臧易非，王營.?樓宇自動化控制系統的構成與應用[J].?中國新技術新產品，?2018， （9）：?90-91.

[2]林哲燦.樓宇自動化系統集成技術探析[J].中外企業家，2019（18）：100.

[3]郭志冬.電氣自動化控制在智能建筑中的應用研究[J].科技風，2018（26）：205-206.

[4]張亮.智能建筑自動化系統建設初探[J].建材與裝飾，2018（41）：294-295.