新一代楼宇自控系统在智慧型大楼中的应用

张留原

摘 要：本文首先对楼宇自控系统进行了概述，进而结合具体案例分析了楼宇自控系统的应用，以提高智慧型楼宇自控系统应用的整体水平。

关键词：楼宇自控系统；设备监控；BAS

中图分类号：TN91 文献标志码：A

0 前言

信息时代来临之后，我国的建筑业发生了翻天覆地的变化，现代建筑追求的已不仅是外形美观、质量好，还包括了建筑内部技术系统的应用水平。其中，智能楼宇的概念越来越明确，并且在建筑领域的影响越来越大。智能楼宇是以计算机作为控制的中心，通过综合的布线系统将通信终端和传感器终端连接起来，如此，可以将建筑空间内的各种信息进行综合，并通过计算机来进行处理，最终根据人们的需求做出相应的调整，从而有效提升建筑物的智能水平，以此提高管理效率，降低能耗。其中，楼宇自动化系统（BAS）起着关键性的作用。

1 楼宇自控系统的概述

1.1 楼宇自控系统的概念

楼宇自动化系统（BAS）通过对计算机网络技术、自动控制技术以及传感器技术进行综合运用，来实现对各种电气设备的自动控制，如空调、通风、照明、电源、电梯等，从而使楼宇能更好地满足人们生活工作中的要求。根据建筑的实际功能需求情况，结合成熟性、可靠性、灵活性、可扩展性、稳定性和实用性等使用原则，可在楼宇自动化系统中采取先进的网络技术、通信技术和计算机信息技术。总的来说，目前的楼宇实现智慧化，首先取决于它是否配备了自动控制系统，自动控制系统的智能程度和覆盖率也非常重要。毫不夸张地说，自动控制系统的应用情况是建筑智慧化程度的重要标志。

1.2 自控系统在智慧化楼宇中的地位

智慧化作为信息时代发展的一个重要的特征，成为人们广泛讨论的焦点，尤其是在建筑行业。就智能楼宇而言，使用自动化控制系统是进行智能楼宇的建设和发展的核心理念，智慧化建设主要包括办公自动化控制系统（OAS）、楼宇自动化控制系统（BAS）、安保自动化系统（SAS）、通信自动化控制系统（CAS）以及消防自动化系统（FAS）5个关键构成部分，通常被称为5A系统，楼宇自动化系统不但是最为智能建筑物控制系统，也是5A系统中最为重要的自动控制系统。通过深入了解楼宇自动化系统的运行质量，能够充分发挥出智能楼宇的控制功能和监控功能。此外，楼宇的自动化水平将能够有效地提升智能楼宇的使用效率，能够带来更大的经济效益。因此，积极才有合适的楼宇自动化系统非常重要。

1.3 楼宇自控系统的组成

通常所说的现代化楼宇自动化控制系统，主要应用于基础设施建设，意在实现对设备全面的监测、管理和控制。楼宇自动化控制系统可以实现对受控设备或对象的分散控制和集中管理。楼宇自动化系统本质上属于网络系统，它要求能够实现对各类建筑设备和设施的有效控制和管理。这是一种非常复杂的自动化控制系统。楼宇自动化控制系统的组成核心是中央计算机，中央计算机通过通信线路实现与关键设备和控制对象互联，自控系统的监测对象包括执行器、传感器、变送器、耦合元件，在先进软件的支持下，能够更加科学智能地进行数据整理分析、逻辑判断和图形编辑，这样的智能化操作可以实现对整个系统的集中监测和控制，有效地提高了系统运行效率，增强系统运行稳定性，在此基础上减少运行管理成本。这些整合在一起才形成了一个完整的楼宇自动化控制系统。

2 新一代楼宇自控系统在智慧型大楼中应用的案例分析

本文将某智慧化楼宇的自动化控制工程项目作为案例进行分析，在简要介绍楼宇情况的基础上，给出了该楼宇自控系统的总体设计方案及其子系统的监控方案，该案例的分析对了解智能通信在楼宇自控系统中的应用有一定的价值。

2.1 楼宇概况

某座现代化的商业楼宇，其总建筑面积约28万㎡，属于一种综合性大楼，其主要功能包括营业、办公、娱乐、居住等，基于以上功能特点，在对其进行设计的过程中，需要满足以下特点：建筑大楼中所有的机电设备、照明设备和排水设备需要进行统一管理，实现各个系统之间的协调，建造安全、节能、舒适、高效的生活工作环境。

2.2 系统设计思想

基于智慧化系统的关键，在对建筑设备监控系统进行设计的过程中，需要具备以下几种思想：

（1）首先需要保证系统具有较好的集成性和开放性，BAS系统就是一个很好的选择，以便实现与消防系统、安保系统、办公系统与其他系统之间的协调管理。基于远程通信管理和计算机技术发展趋势的要求，可以选择标准网络协议作为系统网络，在多种标准通信协议的支持下实现系统集成，按照模块集成的方法进行设计，保证在有相应功能需求的情况下，能够实现系统规模和应用功能的扩展。

（2）为了满足BAS的实时集中监控管理功能，同时满足建筑功能的实际需求，需要采用最新网络结构，符合国际通用标准。

（3）监控界面为更加直观简洁的Windows界面，能够帮助操作员更快的学习和掌握。

（4）系统中所配置的相应硬件和软件，能够实时对各个设备的运行参数进行采集和整理，根据参数设置来对设备启停进行控制。

2.3 系统架构

本次采用霍尼韦尔公司的EBI/ComfortPoint系统，包括EBI和ComfortPoint两个组成部分。在本项目工程项目中，EBI系统不仅仅可以完成建筑设备的监控功能，同时还可以集成其他子系统的功能，使建筑设备监控管理以及相关系统的监控集成在同一工作站的同一操作界面之中，这种集成不仅仅是将不同子系统的相关信息传输到EBI系统之中，而且还可以在EBI系统平台上对各子系统的信息进行分析、处理和表现。该系统充分体现了当前最新科技成果及霍尼韦尔公司多年制造经验、工程实施经验、系統运行管理经验，特别适应本项目工程项目。

ComfortPoint Open是霍尼韦尔公司推出的最新一代控制系统中控制器的统称，运行在现场监控层中，ComfortPoint Open系列控制器与现场的传感器、阀门以及各类执行机构，完成对现场的各类受控设备的监控功能。endprint

由ComfortPoint Open控制器构成的控制系统充分分析了控制系统的要求，需要做到可靠性高，操作方便，易于扩充，易于维护和适应经济原理，并且采用了包括管理层、控制层、现场设备这3层的BAS模型。

第一层，管理层。采用标准以太网，通过服务器-客户端模式SQL数据库对子系统的信息进行储存，从而为用户提供实时查询、浏览和打印的Internet网络服务。管理层的功能是连接EBI 服务器和工作站，可以全集成安防、火灾报警及其他第三方系统；

管理软件EBI安装在Dell服务器上，采用Windows2013Server以上操作系统，数据库采用SQL Server数据库，支持ODBC技术，支持OPC、DDE、netDDE、SQL等，以方便与第三方楼宇系统在管理层的集成。

第二层，控制层。控制层所连接的控制器为32 位网络控制器，无另外附加的BACnet路由器，同时可以支持扩展模块；而现场层中连接的控制器同样是32位可编程控制器，支持全局数据共享功能。实现大楼内的所有的机电设备如HVAC设备、供配电及照明设备、给排水设备等进行统一管理和其他现场设备的分散控制。其控制功能是强大的，它可以进行现场编程，也能够实现对被控对象的独立监控，并接受中央管理机統一的控制和管理。

第三层，现场设备层。BAS系统通过监测点实现对整个系统的监视控制。虽然现场有各种各样的设备，但大致可以分为以下四类：传感器，用于监控温度、湿度、压力、液位等；执行器，对各种阀门及阀门驱动装置的监控；电控箱，控制设备的开关状态、故障的节点；报警系统，负责连接消防报警、防盗报警的信号。

2.4 子系统的监控方案

BAS的子系统比较多，由于篇幅的限制，此处以组合空调机组的子监控系统作为案例进行介绍。

第一，监控内容。监控内容包括：回风和送风温度监测、频率显示、压力检测、回风湿度、风机手/自动状态、运行状态、故障状态检测、过滤器堵塞状态监测、风机压差报警、风机启/停控制、盘管冷水阀调节控制、新、回风风阀调节控制。

第二，组合空调机组监测系统的硬件结构。该系统的管理层采用了DELL-PC服务器，它负责接收的数据和发送控制命令，管理系统数据和实时显示系统数据的工作过程。控制层采用32位可编程的网络控制器作为现场控制器，采用了霍尼韦尔CPO-8000系列的CPO-IPC网络控制器，CPO-IPC网络控制器具有 BACnet路由器功能，同时可以支持扩展模块；而现场层中连接的控制器同样是32位可编程控制器，支持全局数据共享功能。可实现现场每台组合空调机组现场数据的接收机检测、状态控制及与管理层的数据传输等。

第三，系统软件。系统软件包括上位机组态软件和现场控制软件。首先是管理层组态软件的实现，管理层软件应用在Windows2013Server平台上，采用霍尼韦尔EBI组态软件，包括对各类楼控设备数据的实时监控、专业的图形人机交互界面、强大的报警管理、提供大量的历史数据和趋势图、灵活多样的标准或用户自定义的报表、强大的应用开发工具、支持基于工业标准网络的本地及远端多客户机/服务器体系。

现场控制软件。现场控制器软件采用ComfortPoint Open Studio编程工具。ComfortPoint Open Studio允许用户从应程序库中选择所需的应用程序，模拟及下载至控制器。ComfortPoint Open在线工具可连上TCP/IP网络或MSTP网络，可在线调试监测所有ComfortPoint Open控制器。允许用户根据需求，自由编程以满足不同项目需求。图形化界面简单易懂，易于操作。

结语

楼宇自动化系统中的广泛应用是我国建筑行业发展的趋势，与我国经济的发展密切相关。因此，应大力发展和完善自控系统在我国建筑业的应用，楼宇自控系统的合理设计和应用对我国总体建设具有极为重要的意义。

参考文献

[1]徐俊儒.楼宇自控系统在现代智能建筑中的运用[J].数字通信世界，2016 （11）：54-55.

[2]黄文杰，赵茜.智能通信在楼宇自控系统中的应用[J].现代电子技术，2015，38（5）：14-16.endprint