浅析智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用

张 敏 广东瀛信辰宇科技有限公司

1 前言

智能技术的快速发展，在建筑行业领域获得科学应用，智能建筑由此出现。智能建筑基于先进科学技术的集成应用，使建筑更具智能化与自动化特点，为人们提供良好的居住环境。基于建筑行业发展情况分析，智能建筑也成为未来发展的重要方向和趋势，对建筑行业的发展可谓是至关重要。

2 智能建筑中的楼宇自动化设计

2.1 设计原理

针对智能建筑，楼宇自动化设计及其应用属于关键内容。基于各子系统的科学控制与集中管理，依托监控技术，及时发现安全隐患问题，避免安全隐患事故的出现。基于机电设备一体化管理，促使建筑设备性能能够获得真正提高，避免设备运行频发故障问题，避免发生严重安全隐患事故。依托自动化设计，基于节能环保标准，以此对建筑布局采取科学优化，对采暖、空调设备加以合理选择，制定合理运行方案，确保舒适度的前提下，运用科学系统的管理措施，加强建筑能耗控制，对能源加以合理高效利用，避免出现严重浪费。基于自动化设计，对楼宇系统一体化管理，以智能系统为主，避免人为因素引起不必要的问题，为人们提供便捷舒适的居住环境[1]。

2.2 设计思路

楼宇自动化设计期间，控制系统具体涵盖变配电、空调、消防与电梯等众多子系统，并依托以太网，确保工作站同控制单元形成有效连接，建立交互网络关系，继而采取分层控制。如图1，有关现场控制设备以及管理设备，以传感器、执行器为主，数据信息可完成交互。借助网络，以各控制单元为主，可采取智能联动管理，并实现数据共享。系统自动控制功能方面，依托智能系统，可对设备状态完成实时监控，对采集获取的设备数据完成安全传输，工作站可及时接收并保存，对数据完成系统分析，以此对数据作出科学管理。基于数据分析结果，对执行器采取合理控制，已完成对子系统的集中管理[2]。

图1 系统总体设计思路

2.3 结构设计

基于自动控制系统结构分析，自动化设计期间，应构建相应的中央站，以此对各项系统采取系统分类管理，为系统运行提供可靠保障。基于具体标准，对各工作站采取合理设计，方可对子系统运行采取实施监督与系统控制。针对自动控制系统，监控信号相对较为复杂，异构系统相对较多，设备实时访问以及科学处理，则需对各系统采取协调管理，确保自动控制系统拥有良好的兼容性以及可移植性等特点。所以，可以三级集散控制结构维护，系统结构具体涵盖管理层、监控层与现场层，以此对子系统设备运行情况完成集中、监测与控制管理。针对管理层，属于系统顶层，主要是对各子系统采取系统协调，利用集中管理，有效节约成本。有关管理层，主要为中央管理计算机，应构建安全网络。以管理层为主，可完成人机交互，对操作指令完成准确发布。针对监控层，主要为BAS监控计算机，经控制总线，可同现场控制器完成有效通信，对各子系统运行情况完成实时监控，出现异常可及时报警，可对系统指令完成准确执行。针对现场层，涵盖各类现场装置，利用控制器，有关过程数据方面，可完成全面采集。针对控制器，则可利用现场总线，对控制指令完成准确接收，并以控制算法为主，对设备采取相应的控制，系统诊断设备运行状态，使设备能够保持平稳运行[3]。

3 智能建筑中的楼宇自动化应用

3.1 工程概况

以某酒店大楼项目为例，基于建筑功能分析，设计功能较多，以完成自动化设计，具备相应的自动化管理系统。针对建筑，自动规划设计期间，以BAS 系统为主，以此对各项设施完成自动化、智能化控制，确保各设备平稳运行，可对能源消耗做出科学控制，使建筑运营成本得到明显减少。

3.2 自动控制系统设计原理

自动化控制机制设计期间，应建立中央站，以此对各子系统完成系统分类管理，确保系统可以保持高效运行。基于设计图纸，合理建设相应的工作站，确保各系统符合建筑控制标准需求，可对各系统运行完成实施监督与科学控制，保证各系统时刻处于高效运行状态，促使系统间可以协调运作，使管理更为科学高效。

针对酒店智能控制，由软、硬件共同组成，以硬件为主完成静态控制，以软件为主完成动态控制，动静结合的方式，可完成自动化管理，使建筑能够保持高效运行，并达到节能的效果。

（1）硬件设计。智能系统运行阶段，硬件是关键核心，同样属于自动化设计的主要内容。首先，以BAS为基础，可为建筑运行提供基础条件，而有关处理器，则以中央处理器为主，内部分布大量DDC，依托中央处理器，对各传感器与控制器以及传输路径等，采取实时监控，若发现异常，处理器可及时响应，并快速发出预警信号，并发生详细准确的故障报告以及维修记录。同时，传输网络信号选择上，多以标准输入信号为主，存在良好的抗干扰能力，确保DAS、DDC 可对内部信息完成安全传输。DDC 同样可完成检测处理，如果中央处理器发送信息存在误差，则可完成全面检测和系统过滤，避免操作错误信息的频繁出现，确保系统能够保持稳定可靠。除此之外，电源装置设计期间，应当重视不间断设置，确保建筑用电可以得到保证，使各系统可以保持正常运行。BAS控制中心，基于科学系统设置，以供电时间为主，供电总量大于800VA，连续电源AC220V（±11%）、50Hz（±5%），针对中央处理器，具体涵盖电池组、充电设备、自动转换电路以及逆变器。建筑发生断电时，系统能够快速响应，自动开启应急电源，使供电能够保持连续，并通过安全设置，避免设备出现损坏等问题。

（2）软件设计。基于软件设计，可确保系统控制能够凸显出智能化与自动化特点，提高建筑管理效率，设计内容详见图2。

图2 系统总体结构设计

智能建筑设计期间，对系统采取中文翻译，确保工作人员可以对控制要领做到快速熟悉掌握，以此对楼宇完成合理高效的控制操作，并对建筑环境采取实时监控，对控制信息完成安全储存，并对控制系统完成风险评估，以此对建筑采取科学系统管理，确保各项机制可以保证安全运行，使用户个性化需求可以获得充分满足。通过DDC控制，对空调、排风等系统采取自动化控制，确保可以保持高效运转，并采取智能化调节。

低压电力线载波通信，可对各类数据完成快速安全传输，传输范围相对较广，运行高效便捷，且投资成本相对低廉，有着良好的应用。针对该酒店楼宇，有关通信技术，以现场总线控制网络技术为主，即LonWorks控制技术。进行设计期间，电力智能芯片尤为重要，属于系统关键基础核心。同时，以发射器处理核心、电力收发器为主，对两者采取充分结合，使节点网络同低压电力功能可以保证相对完善，详见图3。

图3 智能建筑自动化控制

图4 智能建筑自动化软件设计

图5 智能收发器结构

智能节点设计期间，对温度传感器加以合理运用，利用C语言完成系统编程，并设计相应的自动化函数，为总线控制进行对相集合，构建适宜的外部环境。与此同时，可对内部完成科学系统检查。利用C语言，使各节点可形成有效联系，以此实现数据共享，建立相应的网络控制系统。

使用之前，利用模拟组网，以此对控制系统完成系统测试，基于系统程序，对各节点采取实时监控，并借助各传感器，对节点接收获取的信息完成高效传输，以此对状态完成科学系统检测，保证运行稳定。与此同时，对模拟组网、各阶段采取系统测试，充分保证控制效果。

4 结束语

综上所述，楼宇自动化的科学设计与有效应用，使建筑更具智能化与自动化的特点，对智能建筑具有重要的影响和意义。所以，智能建筑中，务必对楼宇自动化加以合理应用，并基于建筑特性、子系统等，作出科学设计，使楼宇自动化可以发挥关键作用，为人们提供更加智能便捷的居住感受，以此促进智能建筑良好发展。