智能建筑楼宇自动控制系统研究

2018-05-07简承勇

建材与装饰 2018年17期

简承勇

（贵州建工楼宇环境工程有限公司贵州贵阳 550000）

前言

早期智能建筑实现了综合管理自动化，在大楼内配备了空调设备、消防设备和电梯控制系统，已经具备智能大厦的雏形。经过多年的发展，楼宇自动控制系统已与智能建筑完美结合，可提供更优质舒适的服务。本文以智能大厦自动化为重点，论述了自动控制系统的设计方法。

1 智能建筑

（1）智能建筑的内涵：通过物理链路和计算机技术将各个工作站和单个主机连接在一起，实现资源共享，形成数据链路，达到通信目的，使信息迅速传递。智能建筑是一座集信息技术与建筑技术和现代高科技于一体的建筑。

（2）智能建筑的主要特点是完全控制、处理、维护和通讯设施，便于环境控制、安全管理、监控和报警，便于提高工作效率。

（3）智能大厦的要求：智能大厦需要自动化和智能化的办公设备、高性能的通信系统、灵活的建筑和自动化的建筑服务。建筑智能化是电气、信息技术与建筑的融合，也是人类从电气时代到信息时代的成就，也是电气、信息技术与建筑的融合的成果。具有良好的信息接收和综合能力，提升了工作的效率以及灵活性，提高建筑物的安全，使建筑物便民、智能。

2 智能楼宇自动控制技术的影响

2.1 节约人工成本

在智能建筑自动控制技术的影响下。在自动控制系统下可以监控每一个角落，在智能管理工作尽管依然需要大量的人力资源，但相比于传统的管理模式，基于智能建筑楼宇自动化系统具有良好的兼容性，一些操作可以实现无人操作，具有良好的高效性，这样就能够减少建设管理的投资，而且增加了工作效率和建筑管理的合理性。传统的管理方式是以员工的专业质量为基础的，但智能建筑的楼宇自动化系统基于充分利用自动化的优点，减少了由于疏忽而导致的操作不规范，不仅避免了不必要的损失，也在一定程度上降低了人工成本管理。

2.2 便于设备的维修与养护

在智能建筑中，设备能够直接连接楼宇自动化系统，设备的运行状态，监控系统是完全可以监控的，相对于以前的建筑管理模式，自动化控制系统具有非常多的优点，例如，在传统的建筑管理模式下，建筑物内设备的运行存在诸多问题。这是因为传统的建筑管理模式依赖于人工管理，因此对相关人员提出了更高的要求。因此，设备维修不及时和管理的失败往往导致设备问题的产生，此时，楼宇自控系统能有效地控制人工管理的一些风险。

3 楼宇自动控制系统的具体设计

3.1 环境能源管理系统设计

楼宇自动化系统通常包括电力、空调、照明及供排水系统的控制。通过外部环境和复杂情况的变化，可以自动调节能量管理系统，使智能建筑保持正常运行。该系统又分为电气照明系统、空调卫生系统、给排水系统等几个子系统。

给排水系统是维护建筑物正常运行的重要系统。通过保证供水的质量，满足了建筑物的日常需求。给排水自动控制系统需要决定是否使用并联或串联的自动排水系统，这要根据建筑物的特点进行设计和要求，给排水监控系统可以自动根据泵的水位调节，从而满足日常供水和建筑排水要求。同时要注意做好给排水的定点检测系统，减少建筑给排水系统的风险，根据建筑的体形系数，适当的增添高危水箱，从而保证建筑的给排水要求。

3.2 组网方式

采用最新的计算机技术和数字控制器技术，将楼宇设备监控系统或楼宇设备自控系统建成楼宇自控系统。楼宇自动化系统一般由管理、控制和现场管理系统组成。管理包括楼宇自动化系统服务器和中央管理工作站。它通常由数据库服务器和Web服务器组成。控制层是楼宇自控系统的核心，它由网络控制器和DCC控制器组成。现场层，包括变送器和传感器，主要负责执行自动化程序，监测空调机组的状态和参数，冷热源系统，电力系统，给排水系统，电梯系统，从而保证智能建筑设备的正常运行。

4 以建筑智能化为例

图1 建筑设备自动化系统构成

智能建筑电气设备安装施工技术的控制系统在楼宇自动控制系统电气设备安装施工是计算机自动化，过程控制和网络通信技术，集中监控系统，对建筑内部的机电设备的运行控制与管理。安装说明、装配图及相关技术标准，认真施工，防止设备损坏。建筑自动化系统的现场设备主要有传感器等。

4.1 传感器的安装

安装室内温度传感器。室内温度传感器的安装，在暖气、通风和空调系统进行温度测量调节。温度传感器布线应符合设计要求，应该尽量减少布线，以减少误差，而且必须远离门窗或热源，或暴露在阳光下，导管的开口必须密封，以防止由于导管的吸入而产生错误的温度测量。在强电磁干扰区域，屏蔽线、传感器线与电源之间的距离大于150mm，而且室内温度传感器安装在一个高度1.4m的地方。

4.2 压差开关的安装

差压开关用于诱导空气流量、空气压力或空气压力差。当空气流量发生变化时，压差开关可以检测压力差的变化（动压或降压通过固定调节环）。应用于检测暖空气或通风管道中的空气质量和VAV系统最大风量的控制器。压差开关垂直安装，如需要使用L支架安装；开孔尺寸、连接软管的长度取决于安装位置；高低压管的位置不能颠倒，安装调试方便，维护到位；导线上安装直径20mm的导线和接线盒，金属软管连接在差动开关上。

4.3 中央空调控制系统的安装

4.3.1 中央空调系统的工作原理

中央空调系统即为集中式空调系统，现代化的大型建筑中通常都采用这种形式的空调系统，其工作原理如图2所示。

4.3.2 目前中央空调系统主要采用的控制方式及其存在的不足

目前，中央空调系统主要采用PID控制，即温度调节单元：体温调节PID温度调节器+电动两通调节阀的PID调节模式。冬季调节加热器热水管上的电动调节阀通过调节阀的开启大小来调节，达到温度控制的目的。为方便管理，简化控制，总的空气温度传感器安装在空调管道，因为回风温度和温度的差异，夏季温度设定值返回的控制应该比室温高0.5～1℃，在冬季应该比比室温低0.5～1℃。

图2

PID调节的本质是根据输入偏差值进行运算，根据比例、积分和微分的函数关系，将其运算结果用于输出控制。现场监测空调机组的工作状态，监测站：滤清器堵塞（压差）、报警过滤器堵塞，要知道你是否需要更换滤芯；冷热水阀门开度调节，以达到调节室内温度的目的；和风机的启动和停止；改变空气/空气比，降低卫生要求的能源消耗，并节省运行费用：检测回风机与风机之间的压力差，从而了解风机的工作状态，检测温度和新鲜的空气湿度、回风和送风、回风可以近似反映由于调整对象的平均状态。根据空调机组状态数据的工作参数和空调送回风机启动现场控制站控制监测站，新风和回风比例调节、冷却水流量，以确保满足舒适要求的温度，在设定的范围内，空调地区的湿度，而且对空调机组的能耗低运行模式。