关于建筑电气技术在智能建筑中的应用策略

李洋

【摘  要】论文立足于国内外成熟研究，根据我国建筑行业及建筑电气技术发展实际情况，系统分析符合我国智能化建筑楼宇信息处理技术、楼宇信息采集技术、现场总线技术、PRODI-BUS技术、组态控制软件技术等，提出技术方法的应用准则。

【Abstract】Based on the mature research at home and abroad， according to the actual situation of China's construction industry and the development of building electrical technology， this paper systematically analyzes the building information processing technology， building information collection technology， fieldbus technology， PRODI-BUS technology and configuration control software technology that conform to China's intelligent buildings， and puts forward the application criteria of the technical methods.

【关键词】探测器;智能建筑;建筑电气技术;技术应用;现场总线

【Keywords】detector; intelligent building; building electrical technology; technology application; fieldbus

【中图分类号】TU855                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）02-0168-02

1 引言

“智能化、集成化”是我国建筑工程发展的新方向，伴随建筑智能化水准的提升，国内外涌现了诸多新型技术方法，这些技术方法不仅仅能够让智能建筑构建出完善的操作体系、反馈体系、监视体系，同时还能够实现对建筑内部设备的集中控制，支持设备信息共享。建筑电气技术在智能建筑中的应用，应注重信息采集技术的应用以及信息处理技术的应用，主要技术表现为现场总线技术、智能元器件技术、微机接口技术、系统调试技术等，其中入侵探测器是信息采集技术应用的关键要素，也是保障智能建筑安全性的核心部分。从智能建筑发展情况来看，国内外诸多大型智能建筑都设置了中央控制系统，尤其是自动化程度较高的智能建筑，增加了诸多运行控制模块以及信息传输模块，其中PROFIBUS-DP协议中的現场总线技术应用最为广泛。但是从国内建筑行业发展现状来看，建筑智能化水平仍旧有待进一步提升，须加强对相关技术方法的研究探讨。

2 智能建筑中的信息采集技术以及信息处理技术

在一般智能建筑中，现场总线系统经常采用建筑分层、总线分层控制结构，设计者可根据楼宇的建设目的以及规划方案，确定楼宇分布以及单元数量、层级结构等，然后对总线体系进行构建以及拓展，以一般报警总线系统为例。核心为智能建筑楼宇报警管理接警主机，所有设备基于局域网运作，然后通过监控主机，支持110报警以及楼宇区域模拟屏人机交互，各个楼层采集器通过单元控制器连接，在报警传感器的支持下，报警总线系统即可支持自动化报警以及楼宇安全的实时监控，具体结构如图1所示。

2.1 采集器

采集器主要负责收集建筑内部的各类信息数据，对数据进行基本的处理以及判断，根据数据初步判断结果做出相应反应，同时将判断结构上传至单元控制器。一般报警系统采集器需要考虑到信息传输安全以及硬件保护安全，故需要从硬件以及软件算法两个方面避免采集器被非法拆卸以及有意破坏，为避免断电等意外情况导致采集器停止运作，采集器还设置有UPS电源，保证采集器能够在断电24h内正常运行[1，2]。

2.2 信息处理

在整个智能楼宇运作体系中，监控主机是维系系统运作的核心，同时也是单元报警器和报警主机之间连接的主要桥梁。监控主机根据智能楼宇总线分布选择总线接口，支持报警主机和报警管理之间的有效通信，实现和多台控制器的有效连接，同时可支持110自动化报警，自动向警方发送报警地点。同时，单元化控制器能够支持系统拓展，实现模块化设计，对系统工作速度以及系统可靠性的提升有着极其重要的价值[3-5]。如图2所示，该监控主机采用典型的双主机结构，单片机为8XC251，一号CUP主要负责和RS 232C串口以及上位机的有效通信，同时支持人机交互屏幕显示以及110报警模块控制;二号CPU主要负责通过RS 485接口实现和单元控制器的有效连接，2个CPU公用1个数据区，进而支持数据共享，数据区根据运作要求分为不同的模块，一个模块用于储存数据，另一个模块用于储存报警信息，系统整体运作效率较高，且可实现多线程处理。另外，双CPU运作模式还能够实现CPU互检，通过定时检查CPU工作标志，判断是否存在工作故障，系统可靠性较高。

3 现场总线PROFIBUS

现场总线PROFIBUS在国际上有着通用的技术标准，例如在ISO07498中就明确了现场总线PROFIBUS采用开放式的互联网络架构，开放式互联网络参考模型采用典型的网络分层结构化技术，将智能楼宇现场总线PROFIBUS可分为不同层次，从高到低分别数物理层、数据层、网络链路层、传输层、会话层、应用层，各个传输层可精确处理通讯任务。其具体作用为：①定义现场总线PROFIBUS物理技术特征;②定义现场总线PROFIBUS协议内容以及数据传输报文处理方法;③处理通信子网络和网络高层界面之间的关系，维系通信子网络的稳定运作，实现网络上不相邻数据终端设备的有效连接;④连接通信子网和资源子网，实现子网之间信息的透明化传输;⑤会话层利用传输层提供端到端数据传输服务，支持主机之间的数据通信;⑥处理数据表示问题;⑦应用层，并提供各个网络服务功能所需应用协议[6]。

4 智能楼宇框架断路器以及塑壳断路器的选择

4.1 智能楼宇框架断路器的选择

智能楼宇框架断路器的主要作用是在智能控制系统配电网络中合理分配电能，保护线路，避免带电设备出现欠压、短路、过载、断路、单相接地等问题，能够降低停电事故的发生几率，同时提高供电设备运行可靠性，产品具备基本的通信网络端口，并具备智能网络遥信、遥控等功能。从当前的技术来看，智能楼宇框架断路器结构可大致分为固定式智能楼宇框架断路器、抽屉式智能樓宇框架断路器，根据分段能力可分为标准型、高限流型、较高性能型。行业内应用较为广泛的国产智能楼宇框架断路器为：DW40、DW45，进口智能楼宇框架断路器主要为3WN1、master pact M、MT等[7]。

4.2 智能楼宇塑壳断路器的选择

塑壳断路器不仅在智能系统中得到广泛应用，在一般配电网络中也非常常见，我国塑壳断路器产品链条完善，产品类型丰富，如1SM1、HSM1、JXM3等智能型塑壳断路器。国外的三菱、西门子、通用等企业也推出了许多新型塑壳断路器，均具有较为良好的保护功能以及多种辅助功能，可根据智能楼宇建设要求进行选择。

5 组态控制软件以及楼宇布线

目前越发成熟的智能技术为智能楼宇的建设以及各类可信元件开发应用创造了可能，为配电系统自动化运作创造了可能，为确保智能系统的稳定运作，在上述内容的基础上还需要增加，组态监控软件。

一般情况下，智能建筑中智能系统的数据通信主要有3种不同的表示方式，即数字编码、模拟信号、数字信号，在现场总线PROFIBUS采用数字编码的基础上，加入不归零编码方式（Non Re-turn to Zero），中央控制处理器持续读取从子网络以及从站发出的信息，经过测算，该编码方式比一般智能系统的总循环时间更快捷。

6 结语

在当代智能化建筑中，现代总线技术的应用是智能建筑构筑的核心，但是当前应用较为广泛的技术方法，均暴露出了不同程度的缺点以及问题，如现场总线信息集成度有待进一步提升，系统开放性程度以及可维护性质有待进一步优化，同时配电系统智能化不仅仅需要提高供电可靠性，同时也承担着控制现场电气设备的重要任务。所以广大从业者应该认识到，智能建筑的构建以及电气技术的应用，均要根据当前技术发展实际情况，确定其技术特征，并合理优化关键技术，确定了技术方法在智能建筑建设中应用的可靠性、稳定性，以及遥测、遥信、遥控功能的实现，并在当前技术体系的基础上，分析不归零编码方式（NRZ）的应用理念。

【参考文献】

【1】赵勇.在智能建筑中应用建筑电气技术的分析[J].绿色环保建材，2018（03）：232.

【2】广伟.电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（01）：3.

【3】孙靖慧.建筑电气技术在智能建筑建设领域的应用与发展[C].《建筑科技与管理》组委会.2018年9月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会：北京恒盛博雅国际文化交流中心，2018：92-93.

【4】赵婉壹.浅析住宅建筑BIM正向设计中的电气运用[J].智能建筑电气技术，2019，13（02）：43-45.

【5】汪春艳.智能建筑中电气工程及自动化技术的应用[J].环球市场信息导报，2018（30）：178.

【6】李俊杰，王峰.浅析智能建筑中的电气工程及其自动化技术[J].名城绘，2018（5）：186.

【7】李峰.民用高层建筑电气自动化技术设计要点解析[J].工程建设与设计，2018（14）：78-79.