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摘要:智能建筑的出现与发展在一定意义上是现代科技的成果,它在给人们带来便利的同时也承载着更高的期望,而楼宇的自动化系统也是智能建筑中的核心,处于十分重要的地位。而就我国在楼宇自动化系统方面的技术而言,虽然起步较晚,但近几年发展迅速,与西方发达国家在该方面的技术相比仍然不够成熟。因此,智能建筑的相关管理人员应当重视自动化系统的设计和维护工作,主要对建筑的空调系统、消防系统、交配电系统以及照明系统等重要方面进行管理,为使用者提供较为便利舒适的环境。在智能建筑的建设方面也要注意应用一些较为先进的软件和设备,提高智能建筑设备的功能性和实用性。
关键词:智能建筑;楼宇自动化;系统理论
1、楼宇自动化系统的组成、基本功能和原理
1.1楼宇自动化系统的组成
1.1.1消防系统
消防系统是一座建筑在出现紧急情况时扮演着重要作用的角色,同时消防系统对智能建筑中楼宇自动化控制意义重大。消防系统主要分为消防联动控制系统和消防系统,出现危急情况时会自动转换为消防模式,并向空调系统与电梯系统等重要系统发送信号,并自动向相关部门报警,建筑物内部机电设备也会根据信号切换进入消防模式,以避免不必要的损失。
1.1.2变配电系统
楼宇自动化系统中的变配电系统主要保证建筑物的供电以及用电安全,以确保该建筑物能实现正常的用电运行。由于在短时间内供电系统通过的电流量具有很大的不确定性,电流的不稳定则会导致出现电力事故等问题,影响建筑物内设备正常工作。因此,需要通过计算机系统对楼宇电力系统进行实时监测,并对相关数据进行准确记录,进而保证变配电系统能及时发现电力问题,并对事故地点、原因进行分析。而就变配电系统的工作而言,首先需要监测建筑物内各个电力开关设备,例如电梯、电灯、空调等,并通过控制配电柜运行状态来监管建筑物内部的电力供应和使用情况。再者,变配电系统还要监管发电机的运行状态,以避免在电力不足的情况下出现发电机损坏等问题,此外也要注意变压器与电缆的温度。
1.1.3照明系统
照明系统是智能建筑中最为基础,也是最不可缺的一项,智能建筑的节能减排主要表现在照明系统的运行中,可见照明系统的重要性。智能建筑中的楼宇自动化主要体现在照明系统,照明系统的协调程度和运行力度在一定程度上代表建筑物的自动化和智能化程度,而智能建筑中的照明自动化系统不仅能实现自动开启、关闭电灯开关,也大大的节省了电能,实现可持续发展。此外,照明系统通过分组控制照明回路能有效预防电力事故的发生,当某个电路负荷过多时照明系统就会自动切断,以避免出现无人熄灯,造成电力浪费等问题,在很大程度上节约了电能。再者,照明系统对电灯的控制也可通过在计算机中预先设定时间,或是在门锁中安装相关的感应装置来完成。
1.2楼宇自动化系统的基本功能
智能建筑中的楼宇自动化系统主要是通过相关技术来有效控制建筑物内的机电设备运作,楼宇自动化系统能减少建筑物管理人员,部分原先需要人力完成的工作都可以由机器来代替,大大的节约了管理成本。而楼宇自动化系统的基本功能则有以下几点:一能对建筑物内各种机电设备的运行状态进行实时监测,能较为及时地发现其中存在的问题并有效预防,在出现问题之后能有效地控制机电设备的起停,防止事态严重化。二相较于人工管理更加灵活,当外界条件、电力负载情况发生变化后,自动化系统能在较短时间内调节各种设备的运行状态,以确保设备的正常稳定运行。三能协调控制、管理各种机电设备在电力配给等各方面,保证各种机电设备有条不紊的运行,并在最大程度上发挥其功能。最后,自动化系统在能源管理方面也大有裨益,它能自动计量建筑物内的能源消耗量,并自动选择较为节能的方案,实现可持续发展。
1.3楼宇自动化控制系统的原理
楼宇自动化系统主要采用了集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统,简称为DSC,它是以现代控制理论为基础的一种控制系统。一般情况下,为了有效的控制机电设备,往往需要将微型计算机控制装置安装在机电设备上,实现对机电设备运行状态的实时检测和控制,而分布式控制系统则充分利用了微型计算机该功能,并克服了计算机集中控制存在的问题。再者,楼宇自动化控制体系中的中央控制部分安装了相应的管理软件,进而系统地管理相关联的机电设备,延长设备的使用寿命和利用率,实现可持续发展。此外,楼宇自动化控制系统中最核心的中央管理计算机,还有显示、打印、管理、报警以及优化控制等功能,能够有效的管理相关的机电设备,以确保设备正常稳定运行。
2、智能建筑中的楼宇自动化应用价值分析
楼宇自动化系统是智能建筑的重要系统,也是众多楼宇系统中投资最大的,并且还具有技术上的复杂性,其所具有的闭环功能是极为少见的。另外,楼宇中的自动化系统具有一定的节能功能,可以节约大量的资金与人力,是一个技术过硬、经济实惠的自动控制系统。
笔者通过在工作中对楼宇自动化系统的观察,认为楼宇自动化系统具备以下四种功能:首先,楼宇自动化系统可以为建筑物使用者提供一个功能性强大、环境优雅与舒适的生活与工作环境,满足建筑物使用者对于环境与安全的要求。其次,利用楼宇自动化系统可以实现对建筑物内部各设备运用参数的观察与其运行状态的检测,进行有效的监督与管理,使设备的控制性能得到提升。再次,楼宇自动化系统为建筑物的管理人员提供了一个经济实惠并且具有较高效率的建筑物检测方法,使其对建筑物所利用的能源进行有效的管理,达到节能减排的目标。
3、楼宇自动化控制的特点及其发展趋势
智能建筑物不是一个单一的主体,它是由许多系统综合而成的相对整体,智能建筑通常主要由楼宇自动化系统、通信等系统有机结合,使建筑物能够提供一个合理、高效、舒适、安全、方便的生活和工作环境,主要特点是优化建筑物内建筑设备的运行状态,节省建筑设备能耗,提高建筑设备自动化水平和管理水平,提供良好的室内办公和居住环境,以及提高设备和管理人员的工作效率,节省运行费用。现代楼宇自动化系统较之传统楼宇建设主要好处表现在,现代楼宇自动化技术实现了没备与系统全面有效地结合,对系统进行实时的数字化监控,准确及时的把控制中心的指令传达到整个系统,并能将反馈信息同时传递到控制中心,以实现对整个系统高效、实时、不问断的控制和管理。同时系统的联动性将不断提高,通过控制中心能联动相关系统,及时实现预设的各种方案。
4、分布式控制系统的数据通信网络
数据通信网络是分布式控制系统的支柱。整个分布式控制系统的结构,实质上是一个网络结构,现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机等都是这个网络上的“节点”,都含有CPU和网络接口,它们都有自己特定的网络地址(节点号),可以通过网络发送和接收数据,网络中的各节点处于平等地位,既能共享资源,又不相互依赖,形成既有统一指挥,又使危险分散的功能结构,网络的架构区具有极大的伸缩性,可扩性很强,可以满足分布式控制系统扩充与升级的需要,十分灵活、方便。
4.1控制网络特点。分布式控制系统的通信网络不同于通用计算机网络,与一般的通信网络比较,它有如下特殊要求:有高可靠性和安全性要求传递的信息绝对准确、可靠,为此常采用冗余技术、后备措施和自诊断功能。如:控制站采用双CPU板,双I/0板等。具有良好的实时性。对环境适应性强。
4.2网络拓扑结构。建筑设备自动化系统常用的有总线网和环网,在两种结构中任意两节点通信可直接通过网络进行,各节点处于平等地位。
5、直接数字控制系统的基本算法
按照偏差的比例、积分和微分进行控制,是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种基本规律。PID控制规律离散化并在计算机上实现,可以方便地利用已积累的成熟技术,而且可以在被控对象的数字模型或参数不很清楚的情况下。经过在线整定达到满意的效果。
6、结束语
经济的繁荣无疑会促进科学技术的发展,而大部分的科学技术成果会被应用到人类生产生活中造福人类,智能建筑中的楼宇自动化系统则也是科技的产物。论文详细阐述了楼宇自动化系统的组成、基本功能和原理,并借助例子来帮助理解。相信在我国科研和建筑工程人员的共同努力下,会有越来越多的科技成果应用到人们的生产生活中,为人们带来便利,享受科技成果。
参考文献:
[1]徐岩.浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统[J].智能建筑电气技术,2010(6):165.
[2]杨志建筑智能化系统及工程应用化学工业出版社—2014年11期第87页
[3]王建平浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统中国高新技术企业—2013年10期第54页