一种基于楼宇建筑的自动控制系统设计方法

兰飞

摘要：近年来，楼宇自控系统在智能建筑中扮演着极其重要的角色。针对具体的楼宇建筑，如何对其该系统进行合理的设计以达到预期节能等目标已变得非常重要。为此，本文提出了一种基于楼宇建筑的自动控制系统设计方法，从需求分析、系统设计等方面详细阐述了如何对建筑物中的自控系统进行合理的设计。这对从事楼宇自控系统设计的人员具有一定的参考价值。

关键词：楼宇自控系统 智能建筑 DDC

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

随着社会的发展，智能建筑如雨后春笋般崛起，楼宇自控系统作为智能建筑的重要组成部分，已引起了人们广泛的关注。

在建筑物中建设楼宇自控系统是为了对其中的电气设备进行自动监控与管理，以达到节省人力、物力、财力及能源等目标[1]。在一栋大楼内，电气的消耗率占整个能源消耗的70%～90%，因此，从电气设备着手，即建设楼宇自控系统，可极大的提高能源的利用率，一般可节约25%的能源[2]。

既然建设楼宇自控系统功效如此之大，如何对其进行合理的建设已变得尤为重要。针对该系统的建设，需经历设计、施工、验收等步骤，而设计又是其建设的重中之重，若设计不合理，系统建成后不但达不到节约能源的效果，反而会增加更多的能源消耗[3]。因此，提出一种合理的基于楼宇建筑的自动控制系统设计方法已变得非常有意义。

1概述

对于楼宇自控系统的设计，首先应进行需求分析，只有在明晰其需求之后，才能提出适合其的系统架构，并同时规范系统功能，以作为后期施工验收的依据。因节能是该系统最为突出的作用，为此，本文还提出了建设该系统的节能措施。

2需求分析

2.1监控范围

冷热源系统：包括对离心式冷水机组、冷冻水循环泵、热水循环泵、冷却水循环泵及冷却塔的监控。

暖通通风系统：包括对组合式空调机系统、全回风空调机组、新风机系统、送排风系统、平时或消防合用风机的监控。

给排水系统：包括对排水系统、生活水箱的监控。

电梯系统：包括对垂直电梯和扶梯系统的监控。

环境参数检测：包括对温湿度、CO及CO2浓度等环境参数的监控。

此外，还需对建筑物内变配电智能仪表及柴油发电机组进行监控。

2.2系统需求

建筑物内建设楼宇自控系统，需达到降低设备使用能耗、降低建筑运营费用、提高物业管理水平、创造舒适环境、保障建筑及人身的安全等需求。

3系统设计

3.1系统架构

根据需求分析，设计基于楼宇建筑的自动控制系统架构如图1：

如上图1所示，楼控系统采用分布式智能系统，其网络结构分为两层：管理层和控制层。管理层为IP控制器，采用TCP/IP通讯协议，服务器、操作站、网络通信设备等通过管理层网络相连；控制层采用现场控制器DDC，现场终端的各种传感器、执行器接入DDC中，实现信号采集与实时控制，所有控制器通过控制层网络以现场总线方式通信，允许在线增减设备，其灵活的结构为系统实施和维护带来了极大的便利。

3.2系统功能

（1）可集中监控和管理机电设备的工作状态，及时诊断、显示设备的故障，并进行报警、存储、统计和打印。（2）能根据管理计划及资源分配信息，进行预设，自动启停机电设备。（3）每个监控点的报警具有告警和极限报警两种方式，能设置自动处理和设备安全保护功能。（4）系统能为中央控制管理人员提供系统编程工具，设计控制顺序，编制符合现场要求的应用程序。（5）系统能实现与集成系统接口，可根据日常工作要求及资源分配信息，自动生成各设备的时间控制程序，转发各分站及DDC控制器，控制设备的运行。（6）系统能自动接收各级分站及DDC控制器上传的统计信息及设备状态信息，并记录、打印、分析和管理，且能将能耗、维修记录、统计资料等定时传入中央数据库。

3.3节能措施

在不影响舒适性的前提下，设计节能措施如下：（1）冷冻水温度设定：系统节能程序根据不同季节及每天室外温度的变化情况，自动调节冷冻水的出水温度，对系统进行动态控制。（2）空调场所温度设定：对于办公建筑，在大厅、走道等公共区域，适当提高设定温度可减少能耗。如办公区温度设定25℃、走道27℃～28℃。（3）克服设备容量冗余：根据末端实际所需冷负荷，动态调整设备运行时间和投入台数，保证冷量供求平衡，有效克服因设备容量冗余而造成的能源浪费。（4）提高室内温湿度控制精度：据计算，若在夏季将温度设定值下调10℃，将增加9%的能耗，因此需将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内。

4结语

通过建设楼宇自控系统，可提高建筑设备的管理效率，节省人力物力。在创造高效、便捷、舒适的建筑空间环境的同时，极大的节约了能源，为我国建设绿色环保的社会做出了一定的贡献。本文基于建筑楼宇，结合工程实际，从需求分析、系统设计及节能措施等方面提出了一种合理的楼宇自控系统设计方法，为构建节能环保的智慧楼宇提供借鉴和参考。

参考文献

[1]于震，李怀.楼宇自动化技术研究进展[J].建筑科学，2013，29（10）：106-113

[2]余德候.智能建筑中的楼宇自动化控制系统分析[J].城市建设理论研究（电子版），2015（10）.

[3]黎连业.智能楼宇控制系统的设计与实施技术[M].北京：清华大学出版社，2008.