智能建筑自動化設計

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簡介：文章介紹了樓宇自動化系統的組成、主要設計步驟和有關最后系統集成。

關鍵字：智能建筑自動化系統

隨著計算機技術、控制技術、通信技術及信息技術的飛速發展，人們對生活、辦公環境安全性、舒適性的要求日漸增長，智能建筑應運而生。智能建筑通常包含三大基本要素，即樓宇自動化系統（BAS）、通信三者的有機結合，使建筑物能夠提供一個合理、高效、舒適、安全、方便的生活和工作環境。其中，樓宇自動化控制系統是智能建筑的一個重要組成部分。

樓宇自動化控制系統就是對大廈內的各種機電設施進行全面的計算機監控管理，如空調制冷系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯、消防、安全防范系統等；通過對各個子系統進行監控、控制、信息記錄，實現分散節能控制和集中科學管理，為建筑物用戶提供良好的工作環境，為建筑物的管理者提供方便的管理手段，從而減少建筑物的能耗并降低管理成本。

樓宇自動化控制系統的組成如此所示。

1樓宇自動化控制系統的設計步驟

樓宇自動化控制系統的設計通常分為如下幾個步驟。

1.1工程需求分析（1）研究建筑物的使用功能，了解業主的具體需求以及期望達的目標；（2）確定建筑物內實施自動化控制及管理的各功能子系統；（3）根據各功能子系統所包含的設備，制作出需納入樓宇自控系統實施監控管理的被控設備一覽表。

1.2確定系統的控制方案（1）對于需進行自動化控制的功能子系統，給出詳細的控制功能說明，并說明每一系統的控制方案及達到的控制目的，以指導工程設備的安裝、調度及工程驗收；（2）根據系統大致規模及今后的發展，確定監控中心位置和使用面積；并預留接口，與智能化系統設計形成和諧的統一整體。

1.3確定系統監控點

在確定被控設備的數量及相應的控制方案后，確定每一被控設備的監控點數及監控點數及監控點的性質，核定對指定監控點實施監控的技術可行性，繪制監控點一覽表。

1.4系統及設備選型（1）系統選型應綜合技術、經濟各項指標，進行全面、客觀的分析比較并實地考查，選取合適的產品；（2）設備選型結合各設備工種平面圖，進行監控點劃分（監控點應留有20％的余量）；根據該監控范圍，確定系統網絡結構和系統軟件；（3）根據各設備的控制要求，選用相應的傳感器、閥門及執行機構，并配出滿足要求的樓宇控制器。

1.5繪制BAS總控制網絡圖

根據選定的系統結構和現場樓宇設備的具體布置，畫出BAS總控制網絡圖。

1.6畫出各子系統被控設備的控制原理圖

1.7繪制整個樓宇自控系統訊息工期平面圖

1.8監控中心設計及平面布置

1.9提供設計施工說明、列出材料表

2變配電監控系統的設計

變配電監控系統是大樓的心臟，是大廈的動力系統。如果沒有變配電系統，所有的機電設備都將無法工作。因此，變配電系統是大廈的最主要部分。變配電監控系統除了確保大廈的動力系統正常的運行外，還可以大大提高其工作效率，節省能源消耗。另外，許多建筑都配備了相應的應急電源，如柴油發電機組，當工作電源沒電后，備用柴油發電機組自動啟動，投入運行，確保負載的正常供電。

現大樓設有兩臺變壓器和一臺柴油發電機組，設計如下：

2.1被控設備清單

系統設備名稱數量單位備注

變配電系統配電箱2臺配電室

變壓器2臺

柴油發電機1臺

2.2變配電監控系統主要設置功能：（1）檢測運行參數，如電壓、電流、功率、變壓器溫度等，為正常運行時的計量管理、事故發生時的故障原因分析提供數據；（2）監視電氣設備運行狀態，如高、低壓進線斷路器等各種類型開關當前分、合狀態，是否正常運行，如發現故障，自動報警；（3）對建筑物內所有設備的用電量進行記錄與統計，包括動力用電和照明用電，對高峰負荷、日用電量、平均用電量等指標進行分析和管理；（4）對各種電氣設備的檢修、保養、維護進行管理。

2.4選型

根據HW－BA5000樓宇自動化控制系統，選用HW－BA5941B、HW－BA5942B低壓配電智能節點控制箱各一臺及HW－BA5943B后備電源智能節點控制器一臺。

2.5繪制BAS總控制網絡圖。2.6畫出變配電系統的控制原理圖

DI無極性數字量輸入

DO無極性數字量輸出

AI模擬量輸入

AO模擬量輸出

現場傳感器和驅動器通過連線連接在智能控制箱的I/O端子上，信號線RVS－2×1.5MM2線，電源線BV－2×MM2。控制器采用模塊化設計，設有兩個標準RL－45接口，可用于連接網絡顯示器，網絡形式LON總線結構，與LonWords總線網絡相連的采用類雙絞線。

當然，以上設計步驟所提的只是各子系統滿足本身功能需要所必須具備的監控系統的設計，還有一個歷史學家重要的部分就是有關系統的集成，其構成一個相互關聯的、彼此協調的、一體化的統一整體。具體地說，為實現對建筑物內水、電、消防、保安等各類設備的綜合監控和管理，利用計算機網絡和接口技術將分散在各子系統中不同樓層的直接數字控制器連接起來，通過聯網實現各個子民中央監控管理級計算機之及子系統之間的信息通信是一套分布式智能控制系統，該系統在網絡結構上突破了傳統集散系統二級網、三級網的概念，系統中所有的控制和管理設備均可通過LonWords現場總線連接在一起，各控制設備之間可實現點對點的通訊方式，組成對等式的通訊網絡。