楼宇空调自控系统_楼宇自控系统功能

1.智能建筑楼宇自控系统再认识及发展趋势？

2.什么楼宇自动化系统(BAS)

3.布置楼宇自控系统有哪些要点

4.智能建筑中的楼宇自动化系统理论浅析？

深圳市咻享智能的空调管控系统是非常厉害的，我简单给你介绍一下

中央空调控制

通过自主研发的空调智控面板可实现远程控制和定时控制，通过协调器和网关的通讯可实现远程开关机、工作模式切换、温度调节，同时可联动温湿度感应器，雷达波人体感应器等，实现节能环保。适用于别墅，大型商业空间，酒店等场所

分体机空调控制

通过自主研发的空调控制器可实现远程控制和定时控制普通带遥控的空调，它是通过学习并存储空调遥控器的指令代码来实现对空调的控制，可实现远程开关机、工作模式切换、温度调节等所有遥控器上的功能，同时可联动温湿度感应器，雷达波人体感应器等，实现节能环保。适用于家庭，办公室，民宿等场所

VRV空调控制

通过自主研发的VRV网关控制器可管控VRV主机网关，与Yu协调器和网关无线通讯实现远程开关机、工作模式切换、温度调节，同时可联动温湿度感应器，雷达波人体感应器等，实现节能环保。适用于商超，大型商业空间，工厂，医院等场所

智能建筑楼宇自控系统再认识及发展趋势？

楼宇自控系统作为智能建筑集成管理系统的一个子系统，应当发挥其节能降耗的特性。但是，正如我们所知，楼宇自控系统并不能被很好地利用。导致这一问题的原因有多方面，其中，如何设计楼宇自控系统是重中之重。

首先，设计人员要充分理解控制工艺和控制逻辑。楼宇自控系统之所以有别于智能化系统的其他子系统，是因为它是一个控制系统，涉及自动化专业和控制专业。因此，在进行楼宇自控系统设计时，应该了解并掌握所控设备的工艺过程，对被控设备有何作用、如何进行工作、关键的控制过程是如何实现的等有充分的掌握。以冷热源系统为例，如果一个楼宇自控系统的设计师不了解冷热源系统的工作原理、工作过程，他是不可能设计好一个冷热源的自动控制过程的，最终必将导致楼宇自控系统只能实现远程控制，而无法实现系统群控这样的功能。

其次是要做好前期配合协调。没有好的沟通就没有好的设计，没有好的配合也就没有好的实施。楼宇自控系统所涉及的机电设备极为广泛，因此楼宇自控系统的设计者和各个专业的人员都会有接触，其中和强电专业人员的沟通是必不可少的。建筑机电设备中所有的空调、风机、水泵、照明等设备都有自己的控制电箱，让这些电箱为楼宇自控系统提供有效的I/O集点和控制点至关重要。无论楼宇自控系统设计得多么好，如果在最后的实施过程中才发现强电专业的电箱中没有二次回路的信号接入点，必将导致强电电箱重新更改设计，或是楼控系统对这些设备不监控。

最后是要重视深化设计的跟进。任何一个设计都会因为前期的不明确或者后期的变更而出现问题，因此在楼宇自控系统设计的过程中，也要不断跟进项目的进度情况。大部分项目在进行弱电设计时，其建筑设计也处在一个更改变化的过程中，即使本已全部完成，也可能因为业主要求的变化而有新的变更产生。所以楼宇自控系统的设计也将是一个不断变化、不断更新的过程。设计者要根据水、电、暖及其他系统的变化，对所设计的楼宇自控系统进行更新设计以使之满足要求。深化设计的跟进不仅应该在前期设计过程中得到重视，更应该在后期项目实施过程中进行，保持一个连续的状态，从而保证整个楼宇自控系统的可控性。

楼宇自控系统的设计不容小觑。在对系统背后的涉及逻辑充分理解后，充分沟通，持续跟进，一定会使楼宇自控系统的设计更进一个台阶！

什么楼宇自动化系统(BAS)

下面中达咨询为大家介绍智能建筑楼宇自控系统及发展趋势，以供参考。

建筑设备监控系统通过对大厦内的各种机电设施进行全面的计算机监控管理，利用分散控制和集中管理技术，为建筑物用户提供良好的工作环境，为建筑物的管理者提供方便的管理手段，从而减少建筑物的能耗、延长设备使用寿命、提高劳动生产率并降低劳动力管理成本。

目前的楼宇自控系统尽管发展到一定程度，无论是硬件上还是软件比较先进可靠，但真正要达到预期的目的，还有很多的工作要做。笔者根据多年的工作经验，在此提供一些新的认识和看法。

1、基于楼宇自控系统的投资和效果的认识

自2000年以来，智能建筑的楼宇自动化系统的初投资大幅度下降，从BA控制检测点2000元/点，下降到不到1000元/点，还处于不断的下降趋势中，而房产的价格却不断上涨，至今平均上涨幅度为3倍，目前尚处于高位运行。从中可以看出智能建筑的楼宇自动化系统的初投资占整个大楼投资比重越来越少，而且现代高楼的平均寿命为百年以上，尽管楼宇自动化设备将会不断落后，但整个布线框架是存在的，升级改造将非常方便。

智能建筑的楼宇自动化系统是节能的一种重要手段，一定要认识到其紧迫性，首先应加强建筑节能的宣传力度，使所有人都认识到，节能不仅仅是钱和环境的问题，而是国家能否持续稳定发展的前提。目前的智能建筑楼宇自动化系统运行的节能效果不是很理想，原因是多方面的，首先部分管理者由于认识上的偏差，以为楼宇自控系统没有用，还不如几个人手动开开就可以了。这就走入了一个误区，实际上依靠人的手动控制，根本无法实现建筑设备的节能、高效、安全运行。因此认识上一定要加以转变，加强物业队伍的培训和建设，对设备的管理可以在保修期到期后，委托专业公司打理，提高设备的运行寿命，最大限度的发挥系统的作用。否则由于设备管理的水平低下使运行费用居高不下，造成投资的浪费。

楼宇自控系统的节能一定要从细节做起，养成一种习惯，说到节能的设计，电气设计人员通常会想到选择合适的变压器、变频器、软启动器、给灯具配节能镇流器，盘管系统用三速风机加电动阀，这是楼宇自控系统中普遍设计的内容。此外，节能设计还体现在因地制宜的细节中，比如对宾馆客房设计节电开关，人在时将电源接通，人离开时把电源切断，以达到节能目的。

2、智能化的楼宇自控系统对大楼机电设备提出更高的要求

智能建筑楼宇自控系统需要各种专业的配合，楼宇自动化的节能不仅是某一个专业的事情，它需要智能化、建筑结构、暖通通风、电力、给排水等专业共同参与合作，提出有节能潜力的方法。照明系统作为大楼一个独立的子系统，包括公共区域的公共照明（比如停车场、大堂、走廊、餐厅照明、室内照明（办公室、会议室等），室外照明（装饰照明、道路照明、泛光照明）等。大楼照明的耗能占整个楼宇的20%左右，照明系统有这样特点：

第一，在电力输送过程中，要以较高的电压输送确保终端设备的工作电压，随着设备运行的负荷下降，输出电压将会上升，因此通过楼宇自控系统进行动态调压控制方式，达到节电目的。

第二，对照明功能的需求，每天的时间段是不同的，特别是可以结合室外照度传感器结合起来，对公共区域进行分组，分片控制方式或直接全部关闭方式，比如地下车库灯光的控制。

第三，随着新照明源的发展，新型节能照明灯具不断涌现，代替传统发热的荧光灯、节能灯、白炽灯、金卤灯等多种灯具的开关控制，用数字技术及计算机技术充分结合起来的智能控制用软启动的方式，能控制电网冲击电压和浪涌电压，使灯丝免受热冲击，灯具寿命又得到延长。智能照明系统通常能使灯具寿命延长2-4倍，不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于大量使用灯具和安装困难的区域具有特殊的意义。此外，智能照明系统还有潜在的价值回报，使整个系统工作在使人们最舒适的状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

空调系统又是另一个子系统，它分为空气处理末端设备如新风机组、空调机组、VAV变风量，另一部分为冷源系统，它的电耗一般占整个大楼的70%左右，如何运行及管理空调的相关设备比较重要，用先进的楼宇自控系统，在满足房间的舒适度的情况下，既可以节约电能，延长设备寿命，又可以减少设备管理人数，现逐一进行分析阐述；

（1）新风系统主要功能是根据楼层的面积大小，输送一定温度的的新鲜空气量，保证房间的空气质量，新风系统的自控设计一般确定一个送风温度点，如果有湿度要求高的话需要增加一个湿度点，空调管道如取二管制的话，冬天通热水夏天通冷水，选用一个电动调节阀。对于温湿度要求高的建筑，空调管道一般取四管制，冷热水管单独安装，并各安装一个电动调节阀，为了防止冬天的冷凝器冻裂，安装防冻开关和新风电动阀，碰上室外温度低，空调没有使用直接关闭新风门或将热水循环泵启动，热水在小流量下运行。

在空调运行时，控制的目标参数为送风温度和送风湿度，与设定值比较，得到的偏差值经DDC运算输出信号，控制冷（热水）电动二通阀的开度。对于新风机组的温度设定值楼控系统可以结合室外温度的大小，自动进行调整，冬天为30-32℃，夏天为18-20℃。

（2）对于公共区域（大堂、餐厅）的温湿度环境改善是主要通过空调机组的空气处理方式来实现的，它的工艺流程图比新风机复杂，增加回风管道。

一般自控配置的设备为冷热水阀、加湿阀、新回风阀、送风温度、回风温度，有些还要安装公共区域内的温度传感器，送风量通过变频能够进行调节，对于目标控制参数的确定一般以回风温度为准，但也不一定合适，比如回风口离门口较近，取样的数据就很不准确，也可以在公共区域布设多个温度传感器，然后取平均值，因此具体工程要具体分析，全面进行考虑。对于控制策略它比新风机送风温度控制来得复杂，它本身的特点是纯滞后的，反应慢，如果取常规的PID控制必将造成控制的阀门频繁开关，温度随之将大幅波动。因此取非常规的控制策略，比如死区方式，当目标参数进入与设定值认可的偏差范围DT1（一般为0.5度）时，冷（热）水阀将保持不变。变PID控制方式，就是当目标参数与设定值大时，控制作用强一些，当目标参数与设定值小时，控制作用弱一些。还可以取根据温度偏差及上升或下降快慢的模糊控制方式，当温度与设定值处于正偏差DT2（1度）以内时，但处于下降过程中，水阀将慢慢开大，当温度与设定值处于负偏差DT2以内时，但处于上升降过程中，水阀将慢慢关小。总之，对于目标参数的控制，充分考虑温度测量值、设定值、单位时间内的温度偏差值，“多看少动”才能真正将目标参数控制好。为了节能，根据室外温度的大小，冬天有条件将温度设定值下降1度，夏天有条件将温度设定值提高1度，同时充分利用新回风阀的连锁功能，在过渡季全开新风阀，在盛夏或严冬将新风阀可以关到最小，这样可以节能达到12%.

楼宇自控系统不仅具有丰富的控制功能，而且有强大的管理功能，人性化的界面设计，过滤网堵塞和风机故障会发出声光报警，提醒管理人员清冼和维护，统计设备的运行时间，定期进行设备的保养，在使用过程中，充分利用楼控系统的功能以及新风机组空调机组的特点，根据时间程序进行节能启/停运行，具体体现在：

间歇运行：使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度和工艺要求。

最佳启动：根据人员使用情况或生产工艺情况，预先开启空调设备，夏天取大风量低温度；冬天取大风量高温度；房间温度稳定以后，在低风量下运行。

最佳关机：根据人员下班情况或生产工艺情况，提前停止空调设备。

（3）变风量系统（VAV）是一种新型的空调方式，在智能楼宇的空调中被越来越多地应用。当室内环境温度发生变化时，改变送风的温度和改变送风量大小两种控制方式都可以达到相同结果。用变风量系统的中央空调系统可节能40%，而且系统只在冷热负荷达到峰值时才使用最大风量，因此可以大大降低能耗。

VAV系统一般由带变频调节电机的空调机组和变风量可调风阀末端装置组成。监控内容包括控制风机的启停，并监视风机的运行状态，根据室内温度的大小，自动调节新回风门的大小和水阀的开度来实现对温度的控制，使室温保持稳定。带有VAV装置的空调系统各环节需要协调控制，其内容主要体现在以下几个方面：

① 由于各房间的负荷是不一样，那么送入各房间风量是变化的，空调机组的风量将随之变化，因此应用调节变频的大小对送风机进行控制。

② 送风机速度调节时，可以用定静压或变静压控制方式，使各房间的压力保持稳定，保证装置正常工作。

③ 对于VAV系统，需要检测各房间风量，温度及风阀位置等信号，并经过综合的分析处理后才能给出送风温度设定值。

④ 在进行送风量调节的同时，还应调节新、回风阀，以使各房间有充分的新风量，保证房间的空气品质。

（4）冷源系统是暖通系统的核心部分，如何协调管理至关重要，对能耗影响相当巨大，一般体现为量调和质调两种调节方式，量调就是根据负荷的变化，调节冷冻水泵的开启台数，或通过水泵的变频进行水量调节，然后根据冷源系统总负荷量（供回水温差与总流量的相乘）进行冷水机组台数控制。质调就是调节冷冻水的出口温度，一般在低负荷的情况下，适当将冷机的出口温度提高几度，实现机组最优启停时间控制，使设备交替运行，优化设备的运行时间。

以某一大楼为例，冷冻站系统中有四台冷冻机组，5台冷冻水泵（备用一台），5台冷却水泵（备用1台），4个冷却塔及膨胀水箱，用楼宇自控系统通过安装在冷冻机房内的直接数字控制器DDC来完成对冷冻机组的控制要求：对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、冷却塔进水阀及相关的设备实现联动控制，同时监视其运行状态及故障状态。检测冷冻水供回水温度、供回水压力和流量，冷却水进回水温度、压力，计算空调系统的冷负荷。

实现联动控制：

冷冻水阀门开→冷冻水循环水泵开（延时1分钟）→冷却水阀门开→冷却水循环水泵开→冷却塔风扇开→冷水主机开。

联动停止顺序：

冷水主机关→（延时5分钟）冷却塔风扇关→冷却水循环水泵关（延时20分钟）→冷却水阀门关→冷冻水循环水泵关→冷冻水阀门关。

除了上述的严格连锁外，在运行过程中，为了保护冷冻机，一旦冷冻水泵发生意外，水泵停止运行，冷冻机必须停止运行，冷却水泵也必须停止运行。

楼宇自控系统完成上述的基本功能外，更主要对冷冻机实现优化控制，中央站集现场DDC的数据进行统筹计算，不断分析确定每一时间段大楼负荷实际情况，确定冷机运行台数，通过通信模式对现场DDC发命令，目前着重解决下列问题。

① 如何确定冷水机组运行初始台数

在系统投入初期由人工手动设定系统运行的冷水机组初始运行台数，系统自动记录所有操作当日的气候条件以及逐时的冷量负荷，并开始执行负荷预测和优化控制软件，在积累到一定程度以后，监控系统将按照负荷预测结果，并对之前的气候条件、负荷情况以及系统运行数据的经验数据进行分析，取得一定规律，并逐渐实现对冷水机组系统运行控制进行优化。从而确定冷水机组运行的初始台数。

② 如何实现冷水机组运行台数的增减控制

第一，增开冷水机组控制方法

当系统负荷增加，监控系统监测到供回水两端的压差减少，冷冻水量增加，此时机组根据自身负荷能进行调节，当该台冷水机组的系统负荷上升到其电流百分比FLA的95%时（可根据实际情况调整），则说明单台机组的满载运行和水泵的满载运行已不足以满足系统负荷值，且冷冻水出水温度不会稳定在出水温度设定值上，这样第二台机组的电动阀门马上开启，经过一定的阀门开启时间之后，第二台机组迅速开启。

下面的K计算很突兀，应该明确是什么样的规则，从而判定开启。

其中：△T=CHWT-CHWT.STP

CHWT ; 冷冻水出水温度

CHWT.STP ; 冷冻水出水温度的设定值（7℃）

即设定冷冻水出水温度值为7℃，当△T≥0.3℃（可根据实际情况调整）时，同时冷水机组的电流百分比FLA≥95%时，第二台机组（运行时间最短的）自动开启。

第二，自动减机策略

设两台机组正在运行，当系统负荷变小时，供回水二端的压差增加，即反应到机组的负荷相应减小，当两台机组的负荷总量仅有甚至小于一台机组的负荷总量时（设两台机组的FLA < 50%，可根据实际情况调整），冷水机组群控系统适当延时后关掉其中一台机组，以使得另一台机组在高负荷效率状况下运行同时满足负荷的要求。根据冷水机组的综合效率曲线，将冷水机组控制在最佳能效范围内运行，是冷水机组群控的目的。

3、智能楼宇设备自动化系统的最新发展趋势

最初，人们在大楼里引进自动控制的目的，在于解决一些具体的实际问题：温度的控制、设备的启动。随着大楼的智能设备不断增多，自动控制系统局限性不断显现出来了：第一，传统的楼宇系统还是一个相对封闭的系统，表现在通信协议上，各厂家还是各自为政，互不兼容，系统设备之间的连接不能做到无缝连接。因此，对于一个封闭的系统来说，要将大楼内的所有设备集成在一个系统平台上将会有很多的工作要做，不仅成本高，而且性能差；第二，由于系统是封闭的，从设计、供货、安装、调试、升级只能由厂家垄断，业主无能为力，只能被动接受，因此，初投资将得不到保护；第三，当今世界计算机的发展日新月异，产品的更新周期越来越短，楼宇自控的新产品也必将层出不穷。对于一个封闭系统来说，产品的更新必将受到厂家的抵制和垄断，阻止技术的发展，实际上以低成本跟踪先进技术的发展是不可能的。

因此，用开放的、标准的通信协议是楼宇自控系统的发展趋势，需要所有厂家共同执行，才能彻底改变现状。真正意义上的开放系统，必须用标准的通信协议，而且该协议必须是主流的，要被各厂家接受认可。目前在楼宇自控系统中用得很普遍的是美国Echelon公司推出的LonWorks 技术协议，一般用双绞线连接，通信速率为76.8K，用手拉手总线方式通信距离可达2500m，若用自由拓扑结构也可以达到500m，LonTalk是唯一的点对点通信，它的使用为完全实现开放性和互操作性提供了解决途径，使整个大楼的自控系统更现代化、高效化。现场的设备（比如阀门及传感器）也可以用网络化传输的方式，减少现场的管线及施工的工程量。对于目前那些还是非标的设备，可以限定一个过渡期，只要能够提供有关设备的相关协议，楼控中央站本身具有Modbus、BACnet、DDE、OPC等接口插件功能，通过编程接口软件，将相关的设备，比如锅炉及冷冻机，连接至楼宇自控系统中，随着Internet的普及，通过密码管理的方式既可以在办公室也可以在家里，或只要能上网的地方都可以浏览整个大楼设备的运行情况，管理既简单又可以节约能源。

由于用先进开放的楼宇自控系统，符合国际的最新潮流，产品选择更加多样性，在系统维护及升级方面可以有多种设备选择余地，包括各厂家的DDC控制器，路由器等产品，有效控制运行成本，保护现有投资，发挥更大的作用。同时在认知，设计，工程施工等细节方面多做文章，取综合管理的方法，楼宇自动化的作用将会充分地发挥，有利于整个大楼的管理、节能，真正造福于人类，前景将会越来越广。

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布置楼宇自控系统有哪些要点

楼宇自动化系统BAS （building automation system） BAS所涉及的内容。一座现代化建筑往往包括这些设备的全部或大部分。随着建筑物的规模增大，标准提高，这些设备的种类、数量急剧增加，要求的监测控制点可多达几千点至上万点。这些设备和测量控制点一般分散到建筑物的各层和各个角落，因此用分散管理，就地监测和操作将占用大量人力，有时几乎难以实现。利用计算机和网络技术，对这些设备进行集中管理和自动监测，对节省运行人力，保持设备正常，具有极大的意义。同时通过计算机系统及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，又可以节省系统运行能耗。这样，BAS系统的主要目的就是：提高系统管理水平；降低维护管理人员工作量；节省运行能耗. BAS子系统:1 电力供应系统 2 照明系统 3 空调系统 4 给排水系统 5 消防系统 6 保安系统 7 交通系统 8 BAS的集中管理与协调 BAS内诸系统尽管错综复杂，种类繁多，但最低层仍是探测各物理量的各种传感器、执行控制动作的各种执行器以及直接连接这些传感器、执行器的现场计算机（又称DCU，RTU，DDC分站等）。这些现场计算机接收相应的传感受器信息，并将其转换为数字信号，随时向上一级管理计算机发送，再根据上一级的管理计算机命令及传感器测出的系统状态，驱动执行器完成所要求的控制调节任务。系统涉及的监控对象不同，传感器、执行器会很不相同。前几讲中已对空调的冷热源及水系统等在这一层次的系统配置做了较详细的讨论。电力、照明、给排水系统除传感器、执行器不同外，此层次的结构和基本配置思想与空调系统相同。消防、保安系统的主要特点是用多个探测测头共用总线的方式。此总线连入区域控制器，在区域控制器解码，确定出每个探测器的输出状态。这样，区域控制器也类似于一台现场控制机，由此，在现场控制机这一层次以上，各分系统就无大区别。所要研究的问题成为如何将分布于建筑物各处的现场控制机连接，以实现它们之间的数据交换。如何设置各分系统的管理级计算机及BAS总的管理中央计算机，什么样的管理组态软件适宜系统管理控制等。 本文转自建材机械设备网： ://.it68.net/new_view.asp?id=2340

智能建筑中的楼宇自动化系统理论浅析？

一、系统集成

楼宇自控系统的关键组成部分之一是系统集成。在搭建系统时，需要将空调系统、照明系统、安防系统等多个子系统进行集成，以便实现信息交互和联动控制。选择适合的集成技术和协议至关重要，它们应能确保各个子系统的顺畅运行和互操作性。

二、传感器网络

为了获取楼宇内外环境的数据，楼宇自控系统需要大量的传感器。温度、湿度、光照强度等数据的准确性和实时性对于系统性能至关重要。因此，在搭建系统时，应合理设计传感器网络布局，并选择合适的传感器技术和通信协议，以确保数据的准确集和高效传输。

三、远程监控与控制

现代楼宇自控系统通常支持远程监控与控制功能，通过网络实现远程访问和管理。为了确保远程访问的安全性和可靠性，需要考虑网络架构、加密技术等因素，并取相应的安全措施。这样的设计使得用户能够随时随地监测和控制楼宇系统，提升了系统的便捷性和灵活性。

四、数据分析与智能决策

楼宇自控系统所收集的大数据具有重要价值，可以用于优化能源利用和提升建筑效能。在搭建系统时，应选择适合的数据存储和处理技术，并结合机器学习和人工智能算法，实现数据分析和智能决策的功能。这样的智能化设计将帮助用户更加高效地管理和维护楼宇系统。

五、用户界面与交互设计

楼宇自控系统的用户界面应简洁直观，具备良好的用户体验。在搭建系统时，应注重界面的设计和交互方式的合理安排，使用户能够轻松操作和监控系统。同时，界面的可定制性也很重要，以满足不同用户的需求。

六、系统可扩展性

楼宇自控系统应具备一定的可扩展性，能够方便地集成新的设备和功能。为此，在搭建系统时，应选择开放式的硬件和软件平台，以便后续的系统升级和功能扩展。这样的设计将保证系统的灵活性和可持续发展能力。

下面是中达咨询给大家带来关于智能建筑中的楼宇自动化系统理论的相关内容，以供参考。

1引言

楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuildingAutomationSystem简称BAS)，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与基本功能

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，如图所示。一般情况下，这两个子系统宜一同纳入BAS考虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，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。

建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下：

(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态。

(2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。

(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行于最佳状态。

(4)监测并及时处理各种意外、突发。

(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。

(6)能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。

(7)设备管理：包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。

3楼宇自动化控制系统的原理

楼控系统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(Distributedcontrolsystems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。

以下介绍与分布控制系统相关的几个概念。

3.l直接数字控制系统(DDC)

直接数字控制系统(DirectDigitalControl简称DDC)如图2所示。计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。因此DDC系统是一个闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。

DDC系统中的计算机直接承担控制任务，因而要求实时性好、可靠性高和适应性强。

3.1.1直接数字控制系统的组成

直接数字控制系统主要由过程输入通道、过程控制计算机、过程输出通道三部分组成。

过程输入通道由模拟量输入和数字量输入两部分组成。模拟量输入通道由变送器、样开关、放大器、A／D转换器和接口电路组成。其中变送器的作用是将非电量信号变换成标准电信号，可将温度、压力、流量变换成0-10mA或4-20mA的直流电信号，它是通过A／D转换器来实现的。—数字量输入通道由开关触点、光电耦合器和接口电路组成，反映生产过程的通／断状态的触点信号，经过光电耦合器和接口电路变换成数字信号送给计算机。

过程控制计算机直接承担运算和控制任务，首先通过过程输入通道集被控对象的各种参数信号，再根据预定的控制规律(如PID)进行运算，然后向被控对象发出控制信号，再通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。

过程输出通道由模拟量输出和数字量输出两部分组成。前者把计算机输出的数字控制信号转换成模拟电压或电流信号，再经过放大器去驱动调节阀等执行器实现对生产过程的控制。这一部分由接口电路、D／A转换器，放大器和执行器组成。后者把计算机输出的开关信号，经放大器去驱动电磁阀和继电器执行器，它由接口电器、光电耦合器、放大器和执行器组成。

3.1.2直接数字控制系统的基本算法

按照偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制，是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种基本规律，将PID控制规律离散化并在计算机上实现，可以方便地利用已积累的成熟技术，而且可以在被控对象的数学模型或参数不很清楚的情况下，经过在线整定达到满意的效果。因此，将模拟调节规律离散化的数字PID算法，已被工业过程计算机控制系统普遍用，成为DDC系统的基本算法。

数字PID控制算法，模拟量调节器的理想PID算式为

式中e(t)——偏差(设定值与实际输出值之差)

u(t)——控制量

Kp——比例放大系数

Ti一积分时间常数

Td——微分时间常数

写成传递函数形式

为了能在计算机上实现，必须将连续形式的微分方程化为离散形式的差分方程。设了为样周期(与系统时间常数相比，T足够小)，k为样序号(k=0，1，2，……)，可用矩形法计算而积以差分代替微分

式中e(k)——第k次样所得偏差值

e(k-1)——第(k-1)次样所得偏差值

u(k)——第k时刻的控制量

上式中的样周期T越小(与系统时间常数比较而言)，则被控过程与连续控制过程越接近，又称为“准连续控制”。

3.2分布式控制系统的体系结构

分布式控制系统(DistributedControlSystems简称DCS)20世纪于70年代中期出现并迅速发展起来，它将计算机技术、控制技术、图形显示技术和通信技术汇集于一体，可对分散在现场的设备进行控制，又可方便地集中管理、操作，与以往的控制系统相比，既避免了单台计算机集中控制的不足，又克服了常规仪表人机交互困难的缺点。

分布式控制系统的多台微型计算机取代了集中控制系统的单台计算机，从体系结构上分散了危险性，提高了可靠性。其基本结构功能如图3所示，图中现场控制站、数据集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来，组成分级分布控制系统。

3.2.1分布式控制系统的数据通信网络

数据通信网络是分布式控制系统的支柱。整个分布式控制系统的结构，实质上是一个网络结构，现场控制站、数据集站、工程师站、操作员站、监控计算机等都是这个网络上的“节点”，都含有CPU和网络接口，它们都有自己特定的网络地址(节点号)，可以通过网络发送和接收数据，网络中的各节点处于平等地位，既能共享，又不相互依赖，形成既有统一指挥，又使危险分散的功能结构，网络的架构区具有极大的伸缩性，可扩性很强，可以满足分布式控制系统扩充与升级的需要，十分灵活、方便。

(1)控制网络特点分布式控制系统的通信网络不同于通用计算机网络，与一般的通信网络比较，它有如下特殊要求：①有高可靠性和安全性，要求传递的信息绝对准确、可靠，为此常用冗余技术、后备措施和自诊断功能。如：控制站用双CPU板，双I／0板等。②具有良好的实时性。③对环境适应性强。

(2)网络拓扑结构建筑设备自动化系统常用的有总线网和环网，在两种结构中任意两节点通信可直接通过网络进行，各节点处于平等地位。

(3)网络通信协议组成建筑设备自动化系统，必须有一种大家都能接受并且共同遵守的工作语言来实现相互之间的对话，这就是数据通信协议标准。

用于建筑自动化控制网络的BACnet协议由物理层、数据链路层、网络层和应用层组成，或相当于开放系统互联参考模型(OSI)的第一、二、三、七层协议

其中：ARCnet为令牌总线网，数据传输速率为2.5-20bit／s，有良好的实时性。MS／TP是一种主／从令牌传递数据链路层技术，允许使用EIA-485硬件。BACnet实现了不同生产厂家自控系统之间进行通信的技术，即从一个“岛”到另一个“岛”之间进行相互联系的技术。

3.2.2现场总线技术的应用——分布式控制系统的进一步分散化

(1)现场总线概况现场总线(Fieldbus)是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。不同的现场总线遵循的协议不同，接口标准不同，各具特色。现场总线技术具有如下一些特点：①以数字信号取代4-20mA的模拟信号，极大地提高了信号转换的精度和可靠性，因此现场总线具有很高的性能价格比。②现场总线把处于设备现场的智能仪表(智能传感器、智能执行器)连成网络，使控制、报警、趋势分析等功能分散到现场仪表，使控制结构进一步分散化，导致控制系统体系结构的变化。③符合同一现场总线标准的不同厂家的仪表、装置可以联网，实现互操作，不同标准通过网关或路由器也可互联，现场总线控制系统是一个开放式系统。

(2)LonWorks技术

LonWorks是一种完全分布式控制的局部操作网(LocalOperatingNetwork—LON)技术。LonWorks网络节点由神经元芯片、收发器、固件和I／O接口电路组成。神经元芯片(Neuronchip)是这种智能节点的核心，它由媒体访问控制处理器、网络处理器和应用处理器组成，这就使得节点既能管理网络通信，又具有控制功能。Neuron芯片方块图。

芯片附有固件，该固件实现LonTalk通信协议和所有的任务调度。LonTalk协议遵循世界标准组织ISO提出的开放式互联参考模型OSI，具有完整的7层协议，管理网络节点的通信，分配节点地址，运行内含的冲突／检测回避算法，控制物理／电气的连接等。

Neuron芯片除了具有控制功能外，还带有媒体访问控制处理器和网络处理器，LonTalk协议固化在芯片的ROM中，使得LonWorks的微型节点无需中心结构的完全分布式控制模式，将控制功能分散到了现场级仪表。

LonWorks网络，可以用多种通信媒体，如双绞线、电力线、同轴电缆、光缆、无线电、红外线，并且提供与上述多种媒体相适应的收发器，这使得同一网络中的信号可以在不同的媒体之间传输，因而可以根据需要组网，不同媒体之间以路由器进行连接。

LonMark是为了避免众多制造商以不同的含义来解释LonWorks技术，保证不同的产品能够方便地集成一起，以便构成一个真正开放的系统，而制定的一个行业标准。

(3)分布式控制系统的进一步分散化

传统的分布式控制系统在现场控制站这一级依然是一个集中式结构，而现在的分布式控制系统是在原有分布式控制系统的基础上，用LonWorks现场总线的建筑设备自动化系统发展起来的新系统,标准LAN为原有的分布式控制系统，使用BACnet协议，以利于实现多种供应商的不同类型的子系统之间的通信信息交换，把具有控制功能的各个岛连成一个整体。新增的LonWorks现场总线使用LonTalk协议，把控制功能进一步分散到现场级仪表，标准LAN与现场总线之间的路由器相联。这样BACnet和LonMark两项标准互相补充，互为依托，构成一个完全分散的、真正开放的建筑设备自动化系统。

4楼宇自动化系统设备的发展历史及相关产品简介

楼宇设备自动化系统到目前为止已经历了四代产品：

第一代：CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)

BAS从仪表系统发展成计算机系统，用计算机键盘和CRT构成中央站，打印机代替了记录仪表，散设于建筑物各处的信息集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息，下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站集各分站信息，作出决策，完成全部设备的控制，中央站根据集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。

第二代：DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)

随着微处理机技术的发展和成本降低，DGP分站安装了CPU，发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站，可以独立完成所有控制工作，具有完善的控制、显示功能，进行节能管理，可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成，分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点，中央站完成监视，分站完成控制，分站完全自治，与中央站无关，保证了系统的可靠性。

第三代：开放式集散系统(20世纪90年代产品)

随着现场总线技术的发展，DDC分站连接传感器、执行器的输人输出模块，应用LON现场总线，从分内部走向设备现场，形成分布式输入输出现场网络层，从而使系统的配置更加灵活，由于LonWorks技术的开放性，也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构，分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(LON)。

第四代：网络集成系统(21世纪产品)

随着企业网Intranet建立，建筑设备自动化系统必然用Web技术，并力求在企业网中占据重要位置，BAS中央站嵌入Web服务器，融合Web功能，以网页形式为工作模式，使BAS与Intranet成为一体系统。

网络集成系统(EDI)是用Web技术的建筑设备自动化系统，它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。

EBI系统从不同层次的需要出发提供各种完善的开放技术，实现各个层次的集成，从现场层、自动化层到管理层。EBI系统完成了管理系统和控制系统的一体化。网络集成系统结构图如图7所示。

目前，规模和影响较大的楼宇设备供应公司有美国霍尼维尔公司、江森公司、KMC公司、德国西门子公司等。

5结束语

楼宇自动化控制技术在我国还是一个新兴的技术领域，随着更多智能建筑的出现，将有更加先进的技术补充到这一领域中，使这一技术更加成熟、完善。

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