楼宇自动化系统设计探讨

李强 程建华

摘要：智能建筑中的空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、水箱水位、给排水、变配电、照明回路等系统是通过电气自动化系统进行信号采集和控制，楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分，本文主要阐述了楼宇自动化的功能及一般情况下的设计，为以后的工程实践提供了有利的理论依据。

关键词：自动化控制系统；楼宇自动化；智能建筑

中图分类号： TN830.1 文献标识码： A 文章编号：

楼宇自动化是运用一定的电子技术、计算机技术、自动化控制技术、网络通讯技术及消防、安全防范、建筑电气、给水排水、通风与空调等系统专业知识对现代化建筑及住宅小区进行安装、调试及维护其设备自动化系统、力、公自动化系统、通讯网络系统。电气自动化系统控制是楼宇自动化的核心内容楼宇自动化对智能建筑具有重要意义。

1楼宇自动化系统的功能

楼宇自动化系统的任务就是利用现代化的计算机控制技术和计算机网络通讯技术对其内部的各类机电设备实现有机的监控，具体来说，可以实现以下功能：

（1）楼宇自动化系统的控制中心显示：并打印各监控设备的运行参数及运行状态，进行远距离控制和程序控制，并进行节能控制。

（2）根据系统在控制器上安装的各种控制程序实现最优化启停控制、时间设定控制、设备台数控制、动态图形显示、报警及打印、能耗统计，保证监控区域具有舒适的环境。

（3）采用集散型计算机监控管理系统，即集中管理、分散控制，以此来实现危险分散，分站和子站的工作，与中央站无关，即使中央站停止工作，所有设备均由分站和子站独立控制正常工作。

（4）提供现场手动控制工作模式，所有受控设备均可就地手动单独启停，中央站并能显示手动工作设置状态。

（5）提高设备的应急能力，在设备故障时，备用设备可自动投入运行，并在中央站显示故障报警，提醒管理人员及时检修。

（6）对所有设备提供累计运行时间记录，当设备运行时间达到规定时间时，系统提出报警，提醒管理人员及时维护。

因此，通过楼宇自动化系统可以为管理者带来以下的益处：

①提供舒适的环境；

②大大降低设备的运行能耗，降低运行成本；

③有效监护设备的运行状态，出现故障时立即报警，保证设备的及时维护、维修，延长设备的使用寿命；

④大大减少管理人员的数量，提高人员的工作效率，降低人员开支成本。

2楼宇自动化设计

（1）冷冻/冷却水系统的监控：冷冻岭却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水器、集水器和冷冻机组等组成。要监控的数据点数量多、类型复杂。利用一台MEG 40、若干模块、若干前端设备加上。在Insigh基础上开发的软件完成这些设备的监控工作。

（2）热换器的监控：热换站与冷冻系统共用一个MBC-40，在管路的适当位置安装了温度传感器和热水调节阀。监测热换器二次测的供水温度，程序将此温度和设定值进行比较，采用比例积分微分算法闭环调节换热器一次测的供水流量。在保证供热要求的情况下，尽可能地节约能量。

（3）给排水系统的监控：用水位开关监测生活水池的水位，根据设定的高低水位控制供水阀的开/关。水位降到低水位时开阀，升到高水位时关阀，并做到超低水位和超高水位报警。根据供水管路的压力，控制供水泵的启停，监测供水泵的运行状态，故障时报警。为防止因排污泵等故障造成的污水溢出，监测了超限报警水位，当达到此水位日寸，系统将报警，以便工作人员及时处理

（4）空调机组的监空：利用先进的比例积分微分算法闭环调节盘管供水阀门的开度和加湿器。通过网络和软件，可以实现在中央控制室对各空调机组进行控制和管理，还可以将各空调机组的风机运行状态、风机故障报警、过滤阻塞报警、盘管低温报警等传到中央控制室的控制主机上，一旦有报警发生，程序将使现场控制器发出关机和开水阀等保护动作，以免设备受损。

（5）新风机组的监控：因为新风机组和送风机组无回风，所以风道温度和湿度传感器GFM 65安装在送风管道上。对新风机组和送风机组来说，只要机组工作，新风阀就得全开，不需要调节，因此选用开关式风阀驱动器。因为进来的都是新风，所以不用监测空气质量。

（5）送风机组的监控：送风机组工作情况与新风机组大体相同。区别只有两点：其一，送风机是为地下车库送新风的，不需要调节湿度；其二，送风机组在发生火灾事故时必须启动，当消防系统启动送风机时，新风阀必须随之全开

（6）风机盘管的监控：在风机盘管所在房间安装了手动风机盘管控制器，由各房间人员自行调节。但考虑到节能，我们将这些风机盘管分为四组，每组由计算机来控制其电源和水阀。免得楼内无人时还有许多风机盘管开着而造成浪费

（7）排风机系统的监控：这些排风机平时用作排风，火灾时用作排烟为了便于设备的集中管理，在不影响消防系统的情况下，对每台排风机进行启停控制，使其按一定的时间间隔，定时启/停。必要的时候，在现场和楼控计算机上都可让每一台风机进行手动启/停。计算机上可对每一台风机的运行状态和故障状态进行监视，累计运行时旬

（8）热风幕的监控：本大厦采用的是电热幕。这种电热幕要求电热器关闭后，风扇要继续工作2～3min，以免余热散发不出来而造成损坏。厂家提供的电热幕有两个按键，分别控制电热器和风扇，可在现场手动操作。

（9）照明系统的控制：利用MBC，DPU、计算机和软件配合，对每一回路按预先设定的时间表进行控制。必要的时候，在现场和楼控计算机上都可对每一路灯进行手动开/关。对公共走廊和泛光照明也实现了光控制。

（10）变配电的监控：监测全部四台变压器的输出功率、功率因数、用电量和次级回路每相电压、电流，并可按时间累计这些数值。当出现过压、欠压、过流等异常情况时报警。所监测的各项参数均可在楼控计算机上显示。

3结语

经过调研，与同等规模，但不采用楼宇自动化的大厦相比：可节约电能30%以上；可节约人力60%；可延长设备使用寿命；可以更充分地满足用户需求。自动化控制在现代社会占据越来越重要的作用，应用也越来越广泛，这就要求不断提高自动化控制的精度和密度，优化自动化控制系统的安装施工。

参考文献：

[1]李爱民,宋文军,霍杜霞.楼宁自动化系统的技术探讨[J].工业控制计算机.2005

[2]曾明,陈立定.楼宁自动化远程监控系统的集成应用研究[J].工业控制计算机.2004

[3]程大章.楼宁自动化系统集成概述[J].智能建筑与城市信息.2005