楼宇自控系统集成技术原理及其发展趋势研究

楼宇自控系统集成技术原理及其发展趋势研究

       随着经济的不断发展，各类高层建筑楼宇如雨后春笋般耸立起来，而信息时代的来临和发展楼宇 智能楼宇自动化实训设备，则使建筑内的智能化程度不断应用普及。几乎一切的高层建筑，都一定量的投资建设了楼宇管理的智能化系统，消火栓及自动喷淋灭火系统实训装置比如一些酒店、政府办公处、公司，无论建筑的规模大小、资金多少，但其中的楼宇自动化控制系统实训装置是必不可缺的，这是实现建筑智能化楼宇的基本，其目的是对建筑里面的能源使用和用电设备等进行智能化的控制管理，为用户创造安全、节能、舒适的生活环境。楼宇自控系统是对建筑中的水电供给系统、暖通空调、电梯、照明、消防、安防等很多设备进行科学有序的管理。自动监控系统还利用计算机监控对大楼内的所有设备全面监视，为楼内的用户提供安全良好的环境，采用各个点分散监控，再进行系统的集中管理手段，随着计算机技术的日趋成熟。计算机控制、计算机管理逐渐代替人工控制和管理，也方便了物业的管理人员的工作，一定限度的提高了工作效率，降低了能源消耗，延长设备的服役寿命，也极大地节约了物业管理的成本。

 1　什么是楼宇自控及其系统集成

        一栋现代化的大楼，在没有安装楼宇自控系统时，使用其中的很多设备往往会存在各种问题，如控制各种设施、管理各层用户，甚至在维修及计算能量消耗方面都很不方便。楼宇自控系统就是将大楼内的一切硬件设施(包括还有消防、保安等)的使用运行状况、能源损耗程度、大楼内的安全工作进行系统的监管和控制。楼宇自动化系统也被称为实现建筑内设备自动化系统，它是智能化建筑所必须的构成系统，其目标是对大楼里的安全设施、资源设备、交通等进行监控管理，排除不必要的隐患，给用户最优的居住环境。而所谓的“系统集成”则是指把那些独立楼宇中的自控系统，即分属于整个自控系统中的各个子系统的功能综合起来。进行科学的优化和分配处理，以达到更良好的管理效果，组成更优的管理系统。从而更好地全方位满足用户的需求，真正体现智能化建筑的内涵。功能良好的集成系统能最大限度的发挥建筑内各种设备的性能。楼宇自控系统集成技术包含了两个方面的内容：一是对各设备和子系统的分散控制技术，二是现场总线技术。总之系统集成技术就是将计算机、图像处理，通信、监控等科学技术综合起来，对建筑中的设备及各子系统分别监控，这样来集中的管理工作，也充分体现了建筑智能化的特点。

 2　楼宇自控系统的组成

        楼宇自控系统一般包括建筑中的水电供应、暖通空调、电梯、照明、消防与安全防范等子系统。依照国家行业标准规定，楼宇自控系统还可以分为安全消防系统及设备的管理运行和监控系统。这两个子系统是分属于整个自控系统的，应缺一不可，才能使整个系统更完善。如果讲安全消防系统单独设置，和整个系统分离，应该提前在自控系统中心建立必需的通讯联系，做好灾情防范，以便出现紧急事故时，能够及时找出应急补救措施，减少损失。

 3　楼宇自控系统集成技术的原理

        楼宇自控系统是运用计算机集中控制系统，且立足于现代控制理论。它的特征是对设备分散监测控制再集中统一进行管理，利用分布在每个地点的微型计算机对设备进行控制管理以及检测，避免了以往单一的仪表检测，实现了功能多元化。在中央控制室安装的是综合功能很强的计算机管理，包括基本的软件操作、复制打印外，还有强大的通讯功能、清晰显示等，能够进行一系列的操作、监控、管理任务，使各项设备运行状态更佳，也利于物业人员的统一管理工作。

 4　楼宇自控技术呈现出多元化发展趋势

        近几年来，未来的楼宇被人们预测到将会出现各式各样的智能设备。楼宇内控制中心的阀门、传感器等都是智能化的，大楼的基本设施可以把所有的控制数据、信息都连接起来，形成一个统一的整体网络。现在随着科技的发展，节能和低碳成为世界发展的潮流，这也是我国经济发展的基本需求，更是楼宇自控事业发展的一个必然趋势。节能环保是实现可持续发展的关键，楼宇自控应该遵循节约化、生态化、绿色化等原则，符合可持续发展的基本要求。由于科学技术的发展、设计理念的进步，不同建筑设备使用功能的变化，将来，楼宇自控会向功能多元化、规范化、拓展性大、开放性强等方向发展。

 4.1功能多样化寻求开放与可扩展性

        楼宇自控系统应用的范围很大，例如住宅楼、公共建筑、开放性场馆等各种类型的建筑都有。但大多建筑在使用过程中，内部的水电供应、电梯、通风等设施的控制系统都很简单，均利用主从型的控制结构，基本要求都能达到，如安全性和稳定性上相对很好，对供应商的要求也不高。

        随着建筑设施越来越完善，人们对楼宇内各个设备的功能要求越来越高，这些要求都要依靠楼宇自控系统中分属的每个不同的子系统来分别完成。所以，例如安全防范、灯光控制调节、热能采集等都会归纳到楼宇自控系统中。面对智能化建筑的不断发展和增多，楼宇自控系统所需要的产品从简单的传感器、控制器、变频器等发展到数据分析软件、无线通信设备、智能传感器等等。楼宇自控系统分属的子系统及很多产品不断更新换代，显得更开放了，这样就对楼字自控系统的扩展性要求更高了。根据很多调查显示，封闭的管理系统已经越来越适应不了楼宇自控系统的要求了，将来，楼字自控系统将会发展成功能多样化的形式，同时寻求管理设备和技术的开放与可扩展性。

 4.2迫切要求控制建筑能耗

        楼宇自控这项技术自从诞生以后，便一直将节能减耗作为公司所承担的主要功能之一。但是社会在发展，技术的更新使得以前的楼宇自控系统不能满足新一代社会的节能要求，系统节能不够精确，也不可计量，这样就大大失去了科学性，让客户难以信赖。而且，以前的自控系统主要通过改善供电质量、缩短电器运行时间以及应用变频器等方式针对供电，温度控制，照明、电梯等方面进行有限的节能，并不能做到全方位的照理和监管。

        如今，不论是商场建筑、居民建筑，还是其他形式的建筑，都面临着一个问题。那就是如何能够降低能耗，最大限度地进行节能。这对于现在的设计者们无疑是一项重大的挑战。因为设计师们必须要进行基础上的创新，既要以楼宇自控系统为计划的蓝本，最重要的还要把节能的精确性和可计量性提高到一个更高的水平。而且，我们也要跟随着现代化的脚步，将最新智能化的设备投入到系统运行过程中，从而为降低能耗提供更加完善、详实的数据。

        产品设计的多样性无疑为公司提供了更多的商机。所以这样的机会，众多现代智能化产品的生产公司便都开始转向节能领域，并改变和调整公司的经营策略。例如三菱电机自动化有限公司便将节能运用得十分巧妙，并提了“可视化节能”的概念。这样的概念的提出将对建筑运用的各个方面有针对性的监管，不仅改善了设备的性能，还能使能量的消耗动向透明化，这样更有利于对各个方面提出有效的意见。所以楼宇节能系统的实践，不能使众多智能化生产公司抓住了商机，也使得许多建筑设施降底了能量消耗，体现了楼宇自控系统的高度智能性和自动化水平。

 4.3逐渐规范化，标准化

 楼宇的自控系统从设计到实施、调试及管理应用方面渐渐走向标准、规范化的道路，呈现出日渐规范的趋势体系。

这几年，因为国内房地产被炒热，各地区进行了大规模的楼盘建设，更促进了楼宇自控产品的投入应用。欧美等一些发达国家最新研制的关于楼宇自控方面的技术以及产品售往中国，得到了广泛的应用。

        大量的高科技产品流入中国，是我们国内的楼宇自控市场竞争越来越大，但是，这些新型的技术及高科技产品也严重阻碍了楼字自控市场的规范化和标准化。例如，随着信息技术的发展，系统维护技术的升级，其中对系统协议开放的标准上面产生了很大争议。很多厂商出售给国内的楼宇自控买家的产品，是国际市场上的私有产品，而且份额非常有限甚至制定了相关协议，所以这个自控系统的扩展性有了很大局限，不能和别的商家售出的产品综合集成在一起，严重影响了用户对设备的使用。另外，在设备节能环保方面，考察的标准不固定，对这一方面的考察就产生了分歧，不能准确验收。

        国内的有关法例对楼宇自控系统的设计处理、验收方面都做了规定，但一般只有指导辅助的作用，对实际工作中的具体操作实施没有实质性的帮助，比如《智能建筑设计标准》、《智能建筑工程质量验收规范》等法例。

        现在，住房建设等有关部门已经将《建筑设备监控系统工程技术规范》列入《2009年工程建设标准规范制订、修订计划》，使现在的楼宇自控系统体系更加规范了，更适应自控技术发展的需要。这些文件会对建筑自控系统的设计、规划及后期管理方面规定了具体统一的标准，从而让自控系统的监控、管理运行达到节能、环保、高效的要求。这些法例的制定，同样使楼宇自控市场逐渐规范化、标准化，也增强了在实际操作中的实用性。