现代实验大楼集中智能管理控制系统设计

郑正挺 郑烽乐 黄维 朱集锦

摘要：现代实验大楼使用存在一定的风险，包括电气防火、气、液、固体的毒品识别及通风采光等长期影响工作的问题，本文通过对现代实验大楼的各个方面进行分析与介绍，通过设置几种智能管理控制系统的方式，将各个考虑的方面包括进行，从而达到综合、智能控制的目的，为建设现代实验大楼提供建设考虑的各种因素做铺垫。

关键词：现代实验大楼;智能管理;集中控制

现代实验大楼是学校、科研机构或相关公司进行验证和研制产品或者项目的主要场所，里面涉及的人员都是技术骨干或相关领域的攻克者、加上里面的设备、实验装置、实验材料都非常重要，所以对相关的设计和保护是非常重要的。保护现代大楼的智能设计集中在以下几点：1、布线，强电拉线的智能布线。2、弱电设计及智能控制。3、外观，建筑材料设计，现代大楼的设计的智能体现，新加坡，“智能建筑”现在主要集中在三个方面：1、对空调、火灾报警、照明、安保等使用的设备进行监控，同时采用比较先进的自动控制系统，为实用的用户提供较好的环境;2、保持良好的通讯网络，让数据传送在各个角度都能畅通无阻。3、对外通讯没有障碍。日本智能建筑研究会的“智能建筑”：商业支持、通信支持，能够高度自动化的系统，对工作起到的效率高。中国的“3A系统”或“5A系统”，“智能建筑”包括“办公自动化系统（OA）”、“建筑自动化系统（BA）”和“通信自动化系统（CA）”三大系统（简稱“3A系统”），是计算机与建筑结合的产品。将其中的火灾报警及自动灭火系统从大楼的管理中进行独立出来，形成“消防自动化系统（FA）”，面向整个大楼各个智能化系统的一个综合管理系统也独立形成“信息管理自动化系统（MA）”，称为“5A系统”。

目前的“智能大楼”要求包括的特点：1、节能。例如，比如在空调系统中设置界值控制、最佳启停控制、设定值自动控制和多种节能优化控制措施，安装感应和处理机制，调节温度、光线、室内冷暖气和通风，具有良好的节能特性，而且能达到至少30%。2、个性化的设计，根据不同的需求和文化等进行设置。3、错位使用，人员的进出可以根据不同的内容使用不同的空间进行工作，错开使用的时间点，在同一个位置也可以采用不同的班次进行工作。

国内研究现状主要集中在以下方面：

1、对电气方面的研究。卓明胜在《现代大楼中央空调节能探讨》中指出现代大楼应该是节能还环保的，通过对空调系统的能耗和运行方式管理进行优化，从而可以调节中央空调，从而进行节能控制。陈晓东在《现代摩天大楼防雷技术的实例分析》一文中，对如何保障玻璃幕墙及建筑物的防雷、现代摩天大楼的防雷、侧击雷防护、雷击电磁脉防护进行了分析，并通过实例的方法进行验证，通过采取防雷措施，对电源系统、智能系统进行了分析，从而保护大楼。

2、对办公大楼的信息和弱电进行设计的研究。陆韬在《现代计算机局域网在建筑大楼中的设计模式探索》中根据建筑大楼计算机网络实际综合布线工程组网设计模式，推导探索出“中心点布线式建筑大楼网络设计模式”，为实际的网络设计提供一种较新型的建设模式。穆秋爽在《现代建筑办公大楼智能化弱电设计要点研究》中对对应用与办公大楼的弱电设计工作进行研究，重点分析了影响的因素。

针对以上的现状，可以看到设计主要体现在强弱电的使用设备上对于大楼的采光、通风、自我预警、火灾监控、卫生清洁、排水、排污、温度、空气质量、有害气体检测、甲醛检测等并没有设计包含在内，更进一步的，各种智能的机械手或者机器人维护运行的装置也没有进行设置。

针对此，提出如下的几种模式进行设置。

一.设置监视电气设备、电气元件的电流、电压、功率等，一旦发生异常情况，则第一时间进行处理，将整栋大楼进行监控，一旦发生危险，马上进行处理，

设置防火装置。包括烟雾、温度的全栋大楼联合监控装置，从而安全、高效的进行管理。

二.设置温度、采光感应装置，针对大楼的各个地方进行温度检测、设置尽可能多的监视点，通过监视点对大楼的进行全程的监控，并安装响应的自动设备，自动调节中央空调等的装置，同时对大楼的窗进行光度调节，并对房间的日光灯等进行调节。

三.增设机器人提供方便、自动控制清洁装置。增设进行指引的机器人及介绍，同时提示有危险源的位置，并能开展自动的清洁，在场地、天面、外墙等位置装设爬墙机器人进行自动清洁，从而有效提高清洁度。

提供饮用水服务及相关气体、固体、液体等有毒物质安全检测功能，实时对实验大楼进行气体的气味有毒检测，设置报警装置，一旦发生泄漏，马上反馈到控制中心，中心控制等到确认后，马上进行处置，并进行相关的人员通知。

框图分析：

通过图可以清晰地看到采用此类控制系统，通过对人体感应、温度、亮度、电气设备等进行监视，有效的对整个大楼进行信息的采集，从而可以很好的去控制需要进行调节或者干预的设备、空调、机器人、感应装置等，从而达到智能控制的目的。下图是单层的安装部分示意图：

总结

通过对现代实验大楼的智能管理设计，将有关的控制系统融入生活和工作场所中，能第一时间将发生的异常情况进行处理，并设置相关的防火措施，使用机器人导航等模式，控制整栋大楼的采光、通风、饮用水自助服务、自动清洁等，最终实现有效的现代实验大楼管理。

参考文献

[1]陈东武 现代大楼中央空调系统节能探讨[J].工程技术研究. 2016，（05）.

[2]陆韬. 现代计算机局域网在建筑大楼中的设计模式探索[J]. 中国信息技术教育， 2014，（01）.

[3]康卫. 现代图书馆建筑多元化功能的设计实业教育中心校图文信息办公大楼为例[J]. 城市建筑，2019.08.

[4]李清龙.人工智能在机械设备故障检测中的应用[J].内燃机与配件，2021，（2）.

基金：2019年广东科技学院大学生创新创业训练计划项目“现代实验大楼集中智能管理控制系统设计”。