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智能建筑楼宇自控系统的研究房丽红

发表时间：2020/8/12 来源：《基层建设》2020年第10期作者：房丽红

[导读] 摘要：本文首先阐述了智能建筑楼宇自控系统（BA）的概念及作用，接着通过案例解析分析了智能建筑楼宇自控系统的架构，以及各个子系统的具体设计，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

        江苏金陵科技集团有限公司南京 210008
        摘要：本文首先阐述了智能建筑楼宇自控系统（BA）的概念及作用，接着通过案例解析分析了智能建筑楼宇自控系统的架构，以及各个子系统的具体设计，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
        关键词：智能建筑；楼宇自控系统（BA）；设计和心得
        引言
        科学技术的发展提升了各个行业的科技水平，很多先进技术手段在我们身边出现，极大的便利了生产和生活。在建筑行业中，智能化建筑是现代建筑发展的方向，而楼宇自控系统是智能化建筑的一个重要子系统，这个系统的良好实施将对整个建筑的节能和设备保护起到决定性作用，同时满足国家对绿色建筑的建设要求。
        1智能建筑楼宇自控系统的概述及作用
        楼宇自控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。其特点是“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。
        作为现代建筑中智能化系统的重要组成部分，楼宇自控系统发挥着非常积极且实效的作用，其主要体现在以下几个方面：
        首先通过对建筑内所有机电设备的实时监控，全面实时地掌握各类机电设备的运行现状，及时发现并排除设备故障；其次通过建筑设备监控系统的运作及科学有效的管理，提供最佳的能源管理方式，达到节约能源的目的；第三通过自动化数据采集，减少人工工作负荷，支持物业管理的现代化，提高工作效率；第四通过楼宇自控系统的运行，为大楼提供一个更为舒适且安全的工作环境。
        2案例解析
        2.1项目概况
        本文所述项目建筑概况：某企业综合办公楼，地下1层，地上6层，7层为屋顶设备层，共三栋建筑，通过连廊连接，总建筑面积约65000平米。地下1层主要用于车库，1~6层为综合办公。
        机电设备分布情况：
        地下1层主要有25台送排风机、37个集水井、74台排污泵、1个变电所；
        1层~6层主要有18台全新风空调机、12台全热空调机组、12台送排风机、6路室外景观照明；
        7层屋顶主要有48台VRV室外机组、18台新风室外机组、4台送风机、7台电梯等；（本项目公共照明因建设方要求不予考虑）
        2.2 本项目楼宇自控系统架构
        本项目综合现代信息网络技术，包括互联网络技术、综合信息集成技术、自动化控制技术，以及数字化、智能化技术，通过某楼宇科技APOGEE智能楼宇管理系统，对建筑群内的机电设备进行监控管理。本系统网络架构分为三层：
        （1）末端设备控制层网络：DDC至现场扩展模块或带串口、Lon works等通讯的现场机电设备，即各个机电设备与DDC的联络层。
        （2）楼宇控制层网络：由DDC控制器和APOGEE Insight工作站组成，楼宇控制层网络（BLN）采用点对点（Peer to Peer）的通信方式，同一条楼宇控制层网络（BLN）上的DDC控制器可以进行无主从的对话，且不依赖与Insight工作站的联系，网络上任一节点出故障都不影响系统的正常运行和数据传输。
        每个DDC控制器都有独立的IP地址，每台APOGEE Insight工作站可以管理64条IP网络（同时还能连4条RS485 BLN网络），而每条IP网络可最多包括1000个设备，包括APOGEE Insight工作站和DDC控制器。
        （3）信息管理层网络：信息管理层主干网采用以太网方式进行信息交换处理。楼控系统与其它智能系统的信息集成、数据交换在此网络层上实现。
        2.3楼宇自控系统设计
        2.3.1中央站设计
        中央站由主控微机、系统虚拟控制器、与其他系统第三方的通信接口、软件和打印机等组成，是BAS系统的核心。
        2.3.2系统控制点表及现场控制器设计
        整个系统的设计能够满足复杂控制和能源管理应用的要求，现场控制器之间可进行对等通信，或用于协调、管理及处理现场总线的数据，还能对现场总线网进行协调、管理和数据集中。
        系统控制点表汇总数据如下：数字量输入DI点—569个；模拟量输出AI点—34个；数字量输出DO点—171个；模拟量输出AO点—0；总计774个点。
        现场控制器配置如下：PX16配置25个，PX24配置39个，PXC-Modular配置3个.
        2.3.3系统控制内容
        （1）VRV机组系统
        本项目共48台VRV室外机组，本BA系统采用通讯接口与VRV机组系统进行通讯，读取VRV机组的主要运行参数。由于48台室外机组分布在三栋楼，相距较远，为了能顺利读取该参数，建设方要求VRV机组厂家将每栋楼的室外机组串联在一起，然后每栋楼的室外机组以一个接口和BA相通讯。

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        （2）空调通风系统
        为了系统的稳定和控制的准确性，全新风空调机组和全热空调机组单独归类配置DDC，互相不混合在同一个DDC内。具体监控内容为：
        机组的运行状态、故障报警、手自动状态、启停控制、新风阀开关控制、过滤网压差报警、送风（回）温度；
        （3）送排风机监控
        每个DDC控制器所控制的送排风机组不超过3个，具体监控内容为：
        机组的运行状态、故障报警、手自动状、态启停控制。
        （4）给排水系统
        具体监控内容为：
        检测各类水泵运行状态、故障报警及运行时间累计；检测水箱、水池的高、低液位；
        （5）室外景观照明及室外智能照明
        室外景观照明按照6个回路设计，配置2台DDC，每个DDC控制3个回路。
        室外照度监测，通过网关路由器的通讯口与智能照明主机进行集成，通讯协议为OPC协议。
        （6）电梯
        电梯共有7台，BA系统对电梯的运行状态、故障报警、手自动状态及远程启停、楼层显示进行监控。
        （7）高低变配电
        通过网关路由器的通讯口与配电主机进行集成，通讯协议为MODBUS协议，配置7个网关，按照不同的区域分别集成。
        （8）漏电火灾监视
        共有30个漏电火灾监视，要求BA系统监测该信号，接入BA系统DDC，考虑设计3-4个控制器。
        2.3.4系统软件功能
        （1）基本功能
        1）监视功能：用户可通过动态流程图形、趋势图等应用程序对系统控制的设备运行状态、参数、被控对象的控制效果进行实时和历史的监视。设备故障及报警能够在监控界面第一时间自动弹出。
        2）控制功能：用户可通过控制命令，程序控制和日程表控制等应用程序控制楼宇机电设备的启停或调节。
        3）管理功能：包括用户帐户管理、系统设备管理、程序上下载管理，用户还能通过系统活动记录、报表等应用程序了解系统自身的状态。
        （2）增值功能
        1）支持WEB服务的APOGEE GO功能模块；
        2）支持OPC方式的数据开放接口；
        （3）调试及诊断功能
        软件包含整套调试及诊断软件模块，如：实时数据库、系统在线测试软件、²DDC控制器监控软件、画面组态及编辑软件、节能管理软件等等。
        （4）图形及组态
        能提供集成化的开发环境，有强大的图形功能，具有丰富的各种设备三维形象图库，并且支持图形自动生成，可对全部设备的运行停止，阀门及风门开闭，液体流动等工艺状态，通过颜色变化，移动，旋转，闪烁，动画，显示/隐含，图标更换、百分比动态数字显示等复杂的动画形式来反映各种被控设备的工作状态，图形界面直观形象，操作简便不易出错。
        （5）网络管理功能
        软件采用Client/Server系统架构，具有C/S架构软件的所有功能，可以监视任何APOGEE节点的所有数据点，可以在线增加、修改、删除APOGEE节点中的数据库，包括点、程序、时间表等所有本地节点可以修改的内容，使对远程节点的管理完全和本地节点一样，真正实现远程组态。
        （6）安全管理
        系统具有完善的操作员管理功能，既能够按功能对操作员设置操作权限，又能够根据控制对象对操作员设置操作权限。所有的用户登录信息及发生的操作均自动被记录在日志文件当中，日志文件不能被随意修改。
        （7）报警管理
        系统提供多种报警管理功能，根据不同的查询机制，可针对报警事件的重要性进行分级，例如基于重要事件的报警优先于系统故障报警、具有报警过滤功能。
        本项目建成后，系统运行良好。
        结束语
        智能化建筑是未来建筑发展的方向，越来越多的科技创新技术运用到了现代建筑中，提升了建筑的整体控制能力，为建设方提供了安全舒适的环境，同时降低了管理成本。楼宇自动化技术是建筑工程中应用较为普遍的技术，设计人员要从实际出发按需设计，量体裁衣，才能体现楼宇自控系统的真正价值。
        参考文献：
        [1]陈志铭.智能绿色建筑中楼宇自控系统的设计[J].工程建设与设计.2019（08）