试析楼宇自动化控制系统的构成与应用

庞礴

摘  要：随着楼宇自动化控制系统的推广和普及，可以智能控制建筑空调系统、消防系统、变配电系统、给排水系统、照明系统和电梯控制系统，提升建筑使用和管理的效率，提高建筑使用者的舒适感。本文以南宁市某大厦为案例，深入分析楼宇自动化控制系统的构成与应用，阐明自动化控制系统在楼宇建筑中的运行方式以及给建筑带来的具体改变，希望通过本文的研究，可以为相关人员提供借鉴与参考。

关键词：楼宇;智能建筑;自动化控制系统

前  言

在上个世纪 90年代开始，智能化技术开始广泛的研究和展开，在生活领域中的应用也越来越多。随着智能技术以及信息技术在建筑领域当中的广泛应用，智能建筑系统随之产生。而楼宇自控系统，具备对自身系统设备检查和控制的监控作用，在建筑工程中应用也更受欢迎。

1 智能化建筑系统

1.1 智能建筑系统的概述

智能化建筑系统，是在技术发展的背景下形成的，在建筑技术、信息技术以及智能控制技术的发展和在建筑系统当中的应用，使建筑物的功能更加全面，也更具有现代化，方便了人们的生活，也加强了建筑系统内部的管理。传统的智能建筑更多的应用技术和设备为主，而目前的智能建筑系统更多的将各技术和设备系统化，更有效的发挥智能作用。

1.2 智能建筑系统的组成

1.2.1 楼宇自动化系统

楼宇自动化系统是智能建筑系统的重要组成部分，通过楼宇自动化系统的使用，可以对建筑物内的机电设备进行有效的监控。楼宇自控系统能够对建筑物内的排风系统、变电站以及电压器、空调系统进行有效的管理，从而达到控制建筑物内环境的目的[1]。

1.2.2 安防自动化系统

建筑物安防自动化系统，起到对建筑的安全问题防范工作。由门禁管理系统、电视监控系统、防盗巡视系统等组成。为了保证建筑物内居民的安全，安防自动化系统一般都是一天 24小时连续工作，并且反应非常迅速。

1.2.3 信息网络系统

信息网络系统是建筑物中信息技术应用的体现，它是由计算机网络系统与大数据库系统共同组成。通过该系统的有效应用提升了建筑系统内部的数据资源共享功能。根据系统使用者的不同，将建筑物内的信息网给系统分为供物业公司使用的内部业务处理系统，以及供建筑内商户使用的外部处理系统。

1.2.4 建筑集成管理系统

建筑集成管理系统应用了先进的集成技术以及网络通信技术，通过这一系统的应用将建筑内的其他系统有效的连接，实现了建筑系统的整体化， BMS 管理系统的应用，实现了建筑功能的优化和升级。

2 楼宇自动化系统的结构和组成

得益于快速发展的科学技术与日益先进的计算机系统，楼宇自动化系统能够收集楼宇内的数据并进行处理，再根据相关的数据进行决策，进而实现楼宇内各种设备的自动化控制。通过处理由传感器收集而来的数据，楼宇自动化系统能够控制楼宇内的各种设备，使它们能够安全运行，并且互相协调进行高效的工作。与此同时，楼宇自动化系统还会记录各种设备的运行情况，分析它们是否出现问题，并在第一时间向有关工作人员进行汇报，对问题设备进行排查，防范事故发生[2]。

作为一个能够执行精细化工作的系统，楼宇自动化系统的组成十分复杂，而且还有诸多的子系统来控制楼宇内部的不同设备。这些子系统包括：

（1）空调系统。作为通过调节楼宇内部温度来提高环境舒适度的设备，中央空调无疑是现代楼宇中十分重要的设备。再楼宇自动化系统中控制中央空调的子系统的任务就是使楼宇内温度与湿度处于一个令人舒适的状态。该子系统控制空调的具体流程如下：首先通过传感器感应温度以及湿度，并将数据上传到系统中，系统通过对实际温度与湿度和良好环境下的温度与湿度比较，发出指令，调节中央空调，进而创造一个令人舒适的环境以供楼宇内的人员生活和工作。另外，控制中央空调的子系统还能调节空调风机的转速等，以此保证能够保持楼宇内环境的舒适。

（2）消防系统。作为楼宇安全保障之一的消防系统，其地位再楼宇自动化系统中不可谓不重要。消防系统连接着消防检测系统以及消防设备，在日常工作中消防系统时刻保持运行状态，防范随时可能发生的火灾。而当消防检测系统检测到火灾的时候，消防系统便会调动火灾发生区域周边的消防设施进行灭火，并协调其他子系统进行应急处理，保障人员以及财物安全，将灾害带来的损失降至最低。

（3）变配电系统。该系统通过监督和管理宇内部各处的电力供应与使用情况来保障楼宇内各处的正常供电。除此之外，变配电系统还会测定楼宇内电路回路的电压、电流和功率因数等电力运行关键参数，并以這些参数作为基准来调节楼宇内电力的变配电。与此同时，楼宇自动化系统还会通过传感器来获取变压器与电缆等设备运行时的温度等数据，经过对照之后再判断是否需要对配电系统进行调节。由于变配电系统再工作的时候产生的变化是瞬态的，所以在监控变配电系统工作情况的时候需要进行大量的数据采集以及分析工作，进而把握关于配电设备运行状况的信息，防范可能会发生的故障并做出相应处理。由于楼宇自动化系统具有自动化控制的功能，当楼宇发生断电时，楼宇自动化系统能够通过变配电子系统来远程操控配电开关，并自动进行顺序控制，或者自动将楼宇内部的应急发电设备启动来为楼宇内部的各种设备进行紧急供电，保障楼宇内人员的生命和财产的安全。此外，通过变配电系统，楼宇自动化系统还能掌握各用户的具体用电情况，当用电高峰期来临时，一旦所需电量超过电路能够承担的负载，楼宇自动化系统便会切断楼内的非主要回路，防范随时可能发生的故障和事故，保证楼宇内的用电安全。

（4）给排水系统。楼宇自动化系统中的给排水控制子系统能够监控和管理楼宇的给水泵、排水泵和污水泵等设备，保证楼宇内水箱的水位保持在安全的阀值，确保楼内用户的用水情况。楼宇自动化系统还能通过对楼内用水情况进行监控，进而让给排水子系统对建筑的给水压力进行调节，尽量满足所有用户的用水需求。

（5）照明系统。楼宇自动化系统能够智能化对楼内照明进行管理，通过减少不必要的光照来减少楼宇电力的消耗。作为第二大耗能的部分，楼宇内的日常照明所消耗的电力仅次于中央空调。而楼宇自动化系统能够智能操控楼宇内各处的灯光照明，减少了不必要的电力消耗，减轻了变配电系统的负担。楼宇自动化系统对楼宇内照明的管理时以分组控制的形式来完成的，当某一区域没有人的时候将会远程关闭该区域的照明设备以减少不必要的电力消耗，而对电路符合较大的区域则会进行节能管控，减少电力消耗。

（6）电梯控制系统。楼宇自动化系统与电梯控制系统是直接相连的，因此在正常运行中电梯的各项参数都能够实时被楼宇自动化系统获取，进而掌握电梯的运行状况，可见电梯的自动化控制是楼宇自动化系统中的重点。当发生事故的时候，楼宇自动化系统能够远程操控电梯，将其锁死或者监控，减少突发事故带来的人员伤亡和经济损失。

3 楼宇自动化控制系统的应用分析

楼宇自控系统是现代建筑物当中使用非常广泛的智能系统，本文以南宁市某大厦为例，对楼宇系统的应用做了具体的分析和总结。该大厦采用美国的楼宇自控系统，楼宇自控系统设备主要包括现场控制器 DDC、操作子站、传感器、监测装置等[3]。该楼宇控制系统采用分散式三级控制方式，在楼宇系统部分功能出现故障的情况下也不影响其他功能的具体使用，以下是对该自控系统的具体运用：

3.1 操作子站

本建筑的操作子站，设置在大厦的监控中心，操作子站有 BAS 计算机系统以及打印机组成。并且系统内使用现代新型的图形监控软件。楼宇自控系统建设中，使用通讯线将操作子站与 DDC 现场控制器互相连接，这样可以加强操作子站与控制器和系统设备的相互联系。操作子站利用图形监控软件的监控功能，对建筑物内楼宇系统设备的运行情况进行管控，收集设备运行过程当中的数据。并可以通过该软件对设备运行发出操作命令。利用操作子站对各系统和设备进行具体的管理。

3.2 网络控制器

在楼宇自控系统中，网络控制器是非常重要的组成部分，对系统运行起到了关键的作用。建筑系统通过网络控制器之间的相互连接，加强了大厦内楼宇自控系统的整体功能，并且网络控制器也具有一定的储存信息的功能，自控系统内部的整体信息都存放在网络控制器当中，方便控制器对系统各设备发出指令，如机电设备的时间系统。

3.3 现场控制器

现场控制器是楼宇自控系统的第三级别设备。现场控制器具有独立的监控和管理功能。其组成部分包括系统控制电源（24V）、CPU 处理装置以及储存装置以及通讯线。现场控制器的使用是通过传感器和检测器来实现的，现场控制器在工作中要对传感器和检测器发出的信号进行处理，经过现场控制器的信息储存装置，并由储存装置中的数据与设备数据进行对比，通过对比自动分析设备运行的状态。从而对设备运行进行有效的监控，保证设备运行稳定。

本建筑工程的楼宇自控系统中总机应用的现场控制器达到了 15台，其中 XL100型号共有 12台，其余均使用 XL500型号。控制器输入端口总计 24个，输出端口则为 12个。该建筑内所有现场控制器共同发出指令，则最多可发出 12条。通过现场控制器的应用对建筑内的照明系统、排风系统以及供电系统进行了有效的监控和管理。

3.4 传感器以及检测器

传感器和检测器也是建筑楼宇自控系统中重要的工作环节，传感器安置在整个建筑的各个机电设备与系统中，是与机电设备最近的监控系统，也是机电设备运行状态的主要反映源[4]。现场控制器的工作主要是通过传感器发回的数据来进行操作处理的。传感器和检测器的应用，是实现监控功能的关键，可以将它比喻成“監控系统当中的摄像头”，而传感器也可以分为温度传感器、压力传感器等。

结  语

综上所述，楼宇自动化控制系统是现代信息技术和智能化控制技术结合的产物，将其应用到建筑中，有利于建筑物内各系统的运行和有效连接，也能够极大的改善对建筑物内设备的维修和控制工作，对现代建筑领域来说非常重要。

参考文献

[1] 臧易非，王营. 楼宇自动化控制系统的构成与应用[J]. 中国新技术新产品， 2018， （9）： 90-91.

[2]林哲灿.楼宇自动化系统集成技术探析[J].中外企业家，2019（18）：100.

[3]郭志冬.电气自动化控制在智能建筑中的应用研究[J].科技风，2018（26）：205-206.

[4]张亮.智能建筑自动化系统建设初探[J].建材与装饰，2018（41）：294-295.