发布时间：2023-09-25 11:52:55
绪论：一篇引人入胜的智能建筑与楼宇自动化，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
1．引言
智能建筑（IntellingentBuilding）起源于1984年的美国，它是信息时代的产物，是随着社会信息化和经济全球化应运而生的现代高科技的结晶。近十余年来智能建筑在我国得到了蓬勃发展。在我国颁布的国家标准《智能建筑设计标准》中对智能建筑有了一个明确的定义：智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统，是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。
2 .楼宇自动化系统的组成
建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准，BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，应将消防与安全防范子系统一同纳入BAS考虑，如要独立设置，也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。
2．1楼宇自控系统由以下部分组成：
2.1.1建筑设备运行管理的监控,包括
1) 暖通空调系统的监控(HVAC);
2) 给排水系统监控;
3) 供配电与照明系统监控
2.1.2火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制
2.1.3公共安全技术防范,包括:
1）电视监控系统；
2）防盗报警系统；
3）出入口控制及门禁系统；
4）安保人员巡查系统；
5）汽车库综合管理系统；
6）各类重要仓库防范设施；
7）安全广播信息系统。
诸多的机电设备之间有着内在的相互联系，于是就需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统，达到对机电设备进行综合管理、 调度、监视、操作和控制。
3 .楼宇自动化系统的基本功能
楼宇设备自控系统是建筑智能化系统的一个重要的组成部分。智能建筑通过建筑设备自动化系统实现以下几个方面的功能：
3.1、采用先进的管理手段，实现设备的高效管理和安全可靠运行
BA系统使用先进的网络技术、计算机技术和现代控制技术，对建筑物内各类楼宇设备进行集中监视、自动化控制，实现建筑物内各类楼宇设备的高效管理和安全可靠运行。
3.2、实现最优控制和节能管理，节省能耗
楼宇设备自控系统通过对大楼设备进行监视和控制，实现最优控制和节能管理。特别是对空调系统的用电和公共照明用电等楼宇设备的进行节能控制实现节省大楼的能耗。
3.3、减少管理维护人员，降低管理费用
通过先进的自动化监控，可以大量减少各类楼宇设备和系统的运行操作人员和维护人员，降低管理费用。
3.4、延长设备的使用寿命
楼宇设备自控系统可以：实时反映设备和系统运行情况，及时发现系统存在的问题并能及时处理；定期打印出维护、保养通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养；实现使用和备用设备的定期互换工作。从而实现延长设备的使用寿命，也就降低了建筑的运行费用。
3.5、提供舒适的办公环境
楼宇设备自控系统对环境空气质量、温湿度、照度等进行检测和有效的控制，为大楼创造一个舒适的环境。
4.楼宇自动化系统工作原理
楼宇自动化系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统(Distributedcontrol systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，保证设备在最佳状态下运行。楼宇自动化系统工作主要包括以下方面：
4.1、冷冻机房设备监控
空调系统中的冷源一般由冷冻系统提供，整个冷源系统由多台制冷机、冷冻水和冷却塔、补水箱和膨胀水箱等设备组成。
4.1.1对供水和回水总管之间的压差监测，并根据设定压差调节旁通阀开度；
4.1.2监测水泵的运行状态，控制水泵的启停，并在故障发生时报警；
4.1.3监测机组的运行状态，控制机组的启停，并在故障发生时报警；
4.1.4冷冻/却水隔离阀控制
4.2、送排风系统的设备监控
本系统对楼内的对分布于大楼各处的风机的运行状态进行监控，对风机运行过程中出现的故障及时报警并可以控制风机的启/停。具体监控对象如下监测其运行状态、手自动状态，控制其启停。
4.3、给排水系统的设备监控
本系统的给排水设备包括生活给水系统，楼宇自控系统能实现以下功能：
4.3.1生活水泵运行状态监视，手自动状态，控制其启停；
4.3.2生活水箱液位超高检测
4.4、电梯系统的监测
4.4.1按程序设定的运行表启动／停止电梯并监视其运行状态、故障及紧情况的报警
4.4.2对多台电梯的群控管理
4.4.3对火灾的应对处理
4.4.配合安全防范系统协同工作
4.5、照明系统的监视与控制
4.5.1根据季节的变化，对各城区的照明设备进行开／停的顺序控制
4.5.2正常照明供电出现故障时，自动将故障区域的应急照明投入运行
4.5.3发生火灾时，关闭火灾区域的照明设备，并启动应急照明
4.5.4保安系统报警时，将报警区域的照明打开
4.6、空调系统的监测
4.6.1检测风机手自动状态
当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停。
4.6.2监测送风机压差状态、表冷气防冻报警
在送风风管内设置温/湿度传感器监测送风温/湿度。
4 6.3启动顺序：开新风阀启动风机调节水阀开度。
4.6.4停机顺序：停止风机运行关闭新风门关闭调节水阀。
新/回风门控制、水阀控制、启停控制、手/自动状态
空调机组监控原理图
4.7变配电系统的设备监视
为保证变配电设备的运行正常，本系统采用智能化电力仪表可对以下综合参数监测：
4.7.1变压器风机状态
4.7.2高压进线的电压、电流
4.7.3低压回路的主开关电压、电流、功率因数
4.7.4低压母联状态检测
5. 楼宇自动化系统的集成
5.1、系统组成
Continuum系统由网络控制器(包括PSU电源模块，Continuum NCU及I/O模块)、B4920系统控制器、各类独立数字控制器（简称DDC，包括楼控和安保控制器）、纯BACnet独立数字控制器,工作站和可以支持多个工作站的文件服务器等组成。Continuum系统将提供控制、报警检测、日程表控制、报告和信息管理等，网络结构为局域网(LAN)和广域网(WAN), 采用ODBC兼容的数据库。Continuum楼宇自动化系统结构如下图：
5.2、第一层网络
第一层网络是系统的主干网，采用以太网LAN/WAN，支持TCP/IP和BACnet/IP。所有网络控制器、B4920系统控制器、BACnet路由器、工作站、数据库文件服务器可直接连接到这层网上，并不需要任何网关设备。
5.3、第二层网络
第二层网络通过网络控制器由一条或多条现场总线组成，现场总线有以下两种：RS485的Infinet现场总线和采用RS485方式的BACnet MS/TP现场总线。
采用RS485的Infinet现场总线，最多可支持254个独立数字控制器，可控制HVAC设备、照明系统、给排水系统、安防系统等；采用RS485或FTT-10方式的I/O的现场总线，最多可支持32个输入／输出模块(包括门禁模块)，输入／输出模块可与网络控制器一起装在统一控制箱内，也可通过屏蔽双绞线安装在控制现场。
采用RS485方式的BACnet MS/TP现场总线,最多可以支持127个纯BACnet控制器。
5.4、标准网络支持
所有的网络控制器，工作站和文件服务器可直接连接到建筑物的以太网（TCP/IP，LAN/WAN）而不需网关。此外，网络控制器、工作站和文件服务器可连接路由器、交换机、HUB和结构化布线系统，并通过信息系统标准的 TCP/IP来对 LAN/WAN进行维护。
一、前言
智能建筑的楼宇自动化系统影响了人类生活的方方面面，它为人类提供了省时省力的新方法与新手段，智能建筑的楼宇自动化系统的实现，其效率之高给人们的生活带来了极大的方便。
二、智能建筑的楼宇自动化系统的基本内涵
1、环境能源管理系统
电力照明系统：电力需求控制；变压器台数控制；发动机负荷控制；停电复电控制，昼光利用照明控制；点灭调光控制。?空调卫生系统：新风取入、新风供冷控制；冷热源机器台数控制；二氧化碳浓度控制；冷热负荷预测控制；蓄热、热回收隔热控制，预冷预热运行最优控制；太阳能集热控制，蓄热槽管理；排水控制；节水控制和管理。
2、安保管理系统
防灾系统；火灾联动控制；防排烟控制；引导灯控制；消防控制；停电时间对应控制；防漏电防煤气泄漏控制。防范系统包括入退楼（室）管理；远距离监视；传感器报警管理；时间表管理；闭路电视管理，自动防范设备管理。数据系统是存取控制，IC卡管理，指纹管理；声纹管理；暗号管理，暗证指令管理；空间传送。
3、物业管理系统
计算系统；能量计量，租金管理，运行、操作数据编集和分析评价；系统异常诊断；节能诊断；报警信息记录编集。维护保养系统是机器维护时间表管理；机器劣化诊断；故障预知诊断；数据生成；自动清扫机管理；设备更新计划管理。
三、我国楼宇自动化系统的应用现状
1、楼控系统产品开发较少
市场上流行的智能建筑楼控系统产品还是国外的一些著名品牌，我国的智能建筑楼控系统产品开发较少，没有占领智能建筑楼控系统的市场。除此之外，我国对空调系统的控制本质以及控制策略的研究深度不够，缺乏内涵。
2、应用还不够深入
随着经济的发展和技术的进步，我国有一些建筑引入了楼宇自动化控制系统技术，但只是实现了楼宇自控系统技术的应用的第一个层次，即只是简单地满足了人们对建筑物安全、舒适的要求。我国公共建筑的发展水平分为三个阶段，第一阶段也是最低的层次是在建筑中接通楼宇自控系统，使建筑内的设备管理系统正常的运行，从而满足人们对建筑物安全、舒适的功能性需求。第二阶段要引进国外先进技术，优化楼宇自动化控制系统的性能，使得系统原设计的功能得到充分的发挥，达到降低能耗和设备运行成本的目的。第三阶段加大对楼宇自动化系统技术的科研投入，通过各领域科研人员的技术攻关，使智能建筑楼控系统产品国产化，拥有自主知识产权，达到占领国内市场的最终目的。
3、控制性能没有得到完全优化
相关数据显示，我国楼宇自动化系统的控制精度只能达到 ±2%，且阀门极易反复振荡。阀门反复振荡不仅会增加流体的阻力，增加能耗，而且会造成执行机构与阀门的磨损，增加了设备维护的成本。
4、传感器不能准确地反映建筑物和设备的运行参数与状态
传感器是自控系统的首要设备，直接作用与被测对象，所以，传感器必须具有高准确性、高稳定性和高灵敏度。但事实上，我国楼宇自控系统中至少有10%或更多的传感器准确性不高。另外，部分传感器安装位置有偏差，使得测量精度降低。
5、检测手段不足
在热源检测方面对燃料没有相应的智能检测手段，如对锅炉的用气或用油的检测。对用户的用气采用普通的表具；对用油没有计量表，只是靠每年的进油量来计算。没有智能检测仪表对楼层空调的能耗情况进行计量，采用精度不足的酒精温度计测量空调供回水的温度，因此，无法准确计量水系统的能耗；楼宇自动化系统中没有接入智能仪表，不能测量出冷却塔的运行能耗；一些供应商常常忽略对冷源离心机组的寻叶开度的监测。
6、缺乏能源管理，节能效果欠佳
尽管每个建筑楼控系统的投标书上都有节能管理的措施，但在实际运行中，没有一栋楼将节能管理措施落到实处。例如，锅炉没有在最佳效率区运行。每台锅炉都有一个运行的最佳效率区，锅炉在这种最佳效率区运行时，其产生的热效率会达到最高。而在低负荷区运行时，锅炉内的温度降低，虽然燃料的使用量有所减少，但燃烧工况较差，不完全燃烧也会增大，降低了燃烧效率。锅炉处于超负荷区运行时也会增加不完全燃烧，超负荷区设备运行速度加快，对燃料的需求也相应增加，短时间内，燃料无法充分燃烧，效率降低。另外，几乎所有智能建筑的冷热源没有在最佳时机被起动或停止，过早启动或过晚停止冷热源都会导致能源的浪费。
四、智能建筑的楼宇自动化系统的构成
楼宇自动化系统在计算机和通讯技术基础上，采用集散控制技术及智能化的调节和管理技术，不断监测大楼的各项设备，收集数据并分析信息，自动做出各种决定对设备进行控制：通过计算机系统及时启停各有关设备，并做出报告，避免设备不必要的运行，节省系统运行能耗；同时自动生成设备运行、维修报表，以保证设备运行可靠、安全。
1、空调系统（HVAC）
智能建筑中空调系统的任务是提供舒适环境，降低运行能耗。通过计算机控制空调机组向大楼各区域提供经过处理的空气，使大楼环境保持满意的温度、湿度和空气新鲜度。其控制是通过监测送风温湿度和大楼内外环境温湿度与设定值比较，控制空调机组的加热、加湿或冷却等处理来实现的。同时还根据大楼内外的负荷变化，自动调节空调机组的风机转速、新风回风比、阀门开度等，以节省运行能耗。
2、消防系统
智能建筑中消防系统是智能建筑楼字控制自动化中的重要部分。消防系统主要由消防系统与消防联动控制这两部分构成。自动化系统管理，按照某种运行模式运行；而当火灾发生时，则转换到消防模式。此时消防系统通过楼宇自动化系统，向空调、电梯等的控制系统发出向消防模式转换命令，由这些设备自身的控制系统来实现消防动作。
3、给排水系统
智能建筑中给排水系统的监控目标是保证建筑物中水系统的正常运行，基本功能是对各给水泵、排水泵、污水泵及饮用水泵运行状态的监测，对各种水箱及污水池的水位监测，给水系统压力监测以及根据这些水位及压力状态，启停相应的水泵。
4、变配电系统
智能建筑中变配电系统的监控目标是保证建筑物的供电安全可靠。主要是对各级电力开关设备、配电柜高压和低压侧状态的监测；主要回路的电流、电压及功率因数的监测；变压器及电缆的温度监测；发电机运行状态的监测。由于电力系统的状态变化和事故都是在瞬间发生，因此利用计算机进行监测时要求采样间隔非常小。
5、照明系统
智能建筑中照明系统的控制与节能有重要关系，对照明协调的控制水映了楼宇自动化系统的水平。在智能建筑中它的电耗是相当大的，仅次于空调系统。与常规管理相比，采用楼宇自动化系统可省电30%一50%。这主要是对门厅、走廊、庭院和停车场等处照明的按程序启停控制、对照明回路分组控制、对用电过大时自动切断以及对厅堂及至办公室等地的“无人熄灯”控制。这些控制可以通过计算机设定启停时间表、值班人员远动等方式来进行，也可采用门锁、红外线等方式探测是否无人从而自动熄灯的控制方式。
五、结束语
在现阶段，要想以高效率方法进行建筑管理的工作，就必需以科技利用为重点，以提供方便和效率为突破口，全面智能建筑的楼宇自动化系统的应用，从而推进建筑的现代化进程。
1、LonWorks总线技术
LonWorks技术是针对实时控制进行设计的，应用LonTalks协议，在多个节点之间进行通信，可以使系统更灵活、更高效地运行，也易于拓展与维护。
1.1LonWorks技术概述
LonWorks是一种全面的测控网络技术，最早是在1991年由美国Echelon公司发明的，它在控制系统中加入了网络技术，进而能够实现分布式的网络控制系统。LonWorks技术采用的标准通信协议为LonTalk协议，该协议依据开放系统互联(OSI)参考模型的定义，能够提供(OSI)参考模型定义的全部7层协议，通过变量直接面向对象通信。它的网络协议是开放式的，能够有效地实现互操作。LonWorks技术是针对实时控制进行设计的，在Lon网络中的传感器和执行器等设备中，以及通过与Lon的控制节点进行配合，同时应用LonTalks协议，在多个节点之间进行通信，灵活地构成多种多样的分布式智能控制系统。
1.2Neuron芯片
LonWorks技术的核心是Neuron芯片，Neuron芯片由随机存储RAM、3个8位微处理器、只读存储ROM、11个I/O接口以及通信组成。RAM将网络上下载下来的应用程序和相关的配置数据存储起来，3个8位微处理器，一个负责控制网络层，一个进行链路层的控制，另一个用来执行用户的应用程序。而ROM中驻存着LonTalk协议和I/O函数库，还有一个操作系统。Lon节点用于执行控制与通信的功能，部分节点出现故障并不会影响系统的功能，它对系统的稳定性，以及调试维护具有重要的作用。LonTalk通信协议，是用来确保节点间可以使用可靠的通信标准互相进行操作。Neuron芯片还能够直接与它所监督的控制设备和传感器连接起来，用来传输控制设备和传感器所处的状态，通过执行控制算法与其它的Neuron芯片交换数据。
1.3LonTalk协议和LonWorks控制网络结构
LonWorks协议称为LonTalk协议和ANSI/EIA709.1控制网络标准，是LonWorks系统的重要核心。LonTalk协议遵循着1984年由国际标准化组织(ISO)公布的开放系统互连(OSI)模型，它提供了（OSI）参考模型定义的全部7层协议,通过变量直接面向对象通信，它的网络协议是开放式的，能够有效地实现互操作。LonTalk协议为控制应用提供的通信机制具有高性能、高可靠、高抗干扰性的特点，能够确保满足可靠的控制网和鲁棒的通信标准。LonWorks控制网络结构由五个部分构成，即网络设备、网络协议(LonTalk)、执行机构、网络传输介质和管理软件。
2、楼宇自动化系统及其设计
楼宇自动化系统又可以叫做建筑设备自动化系统，它是一种中央监控系统，通过采用自动控制技术、计算机和网络通讯技术，对建筑物中的各项设备进行自动化的管理与监控。楼宇自动化系统能够对建筑物中的各项设备进行综合地自动化管理，使用户生活在一个舒适的环境中，使用户感到可靠、安全，又可以节约能源和成本。楼宇自动化系统会自动调节系统中的各个设备，对设备进行智能化的管理，并且使各项设备处在最佳的运行状态，进而保证系统运行的经济性，节约运行的成本。典型的楼宇自动化系统一般都会包含照明系统、给排水系统、供配电系统、空调及通风系统、电梯系统、车库管理系统、消防和安全防范系统。楼宇自动化系统是一种集散型控制系统，它通过路由器把分布在不同监控区域的智能节点连接起来，既可以分散控制不同的区域，又能够将这些分散的区域进行集中管理和操作。
3、智能空调控制系统软件实现
软件实现需要从三个方面入手，系统底层驱动程序设计、驻留在PC机内的通信程序设计和PC机组态管理软件的设计。从系统底层驱动程序来讲，最简单的闭环控制程序就是智能阀门控制程序，我们可以通过阀位值和定值来比较相互生产的结果。根据最后的结果，我们可以确定出阀门定位的误差范围，同时我们还可以从湿度和温度的控制器实现方面来进行模拟。不同的数据模拟量可以依靠参数来进行修改，通过观察网络变量形式的输出结果，可以更加准确的对控制器进行处理。为了更好地为智能机器进行功能完善，可以更好地对机械出现的报警情况进行处理。从通信程序方面进行pc机处理，在该处理器中详细的运用了lonworks智能技术，更好的去完善了建筑楼宇的智能化，同时也健全了建筑的自动化系统。从智能空调控制系统软件的实现过程中来看，我们可以更加具象的去运用LonWorks技术，通过观察pc机组态软件，可以更加全面的去将建筑楼宇进行智能化建设。首先我们要为pc机组态软件，选择一个技术水平较高的工程师级的编辑，同时还可以将编译的软件进行模块化的设计。为了更好的使每一个操作员共同的去操作pc机模块，作为图形方式界面的编辑工具，组态程序编辑器可以更加方便地去构造出一些智能化的控制方式。
4、Lonworks智能技术软件实现
智能节点在进行编程之前，都会对Lon节点进行智能化功能的定义编述，同时运用NeuronC可以有助于Lon节点的编程顺利进行，之后还需要运用NodeBuilder对节点进行调试与开发。NeuronC完全兼容C,具有丰富的功能子程序,用户无须关心网络通信、内存分布等问题,只需根据应用系统需求直接编程控制节点I/O端口,实现对测控对象的访问，各节点之间以网络变量的形式进行互访,实现点对点、点对多点的信息交换。对于BAS要进行定时定期的网络集成与全面测试，这样在实验室中才可以通过网络管理器，对所有的节点都进行组装与编程，为了更好地为智能机器进行功能完善，可以更好地对机械出现的报警情况进行处理。这些报警处理都可以运用Lonworks智能技术，每一个节点的局域配置网络都不一样，不同的局域配置网络都会有特定的变量绑定地址。楼宇自动化系统会自动调节系统中的各个设备，对设备进行智能化的管理，并且使各项设备处在最佳的运行状态，进而保证系统运行的经济性，节约运行的成本。网络管理器支持网络测试,开发者可以显示、修改和观察网络上的任意节点的任意网络变量,可以控制每个节点的工作状态。LonWorksLonMaker可以更好的去对智能化网络进行捆绑，一系列的智能化软件都是服务于建筑的智能化发展，为了对一些节点实现更好的节点吞吐量。
5、结束语
智能建筑在一定程度上会推动信息化社会的快速发展，同时还会改变人们的生活和生产方式，简单来说智能建筑就是服务于人们生活的一个平台。LonWorks技术是针对实时控制进行设计的，在Lon网络中的传感器和执行器等设备中，以及通过与Lon的控制节点进行配合。Lon节点用于执行控制与通信的功能，部分节点出现故障并不会影响系统的功能，它对系统的稳定性，以及调试维护具有重要的作用。
参考文献
