智能建筑的概念和樓宇自動化系統簡介

摘要：智能建筑的概念和樓宇自動化系統簡介，并列舉了當今幾大樓宇自控生產廠商的自控系統功能簡介和實際運用。
一 關于智能建筑
　　智能建筑的概念，在本世紀末誕生于美國。第一幢智能大廈于1984年在美國哈特福德 （Hartford）市建成。我國于90年代才起步，但迅猛發展勢頭令世人矚目。
　　智能建筑是信息時代的必然產物，建筑物智能化程度隨科學技術的發展而逐步提高。當今世界科學技術發展的主要標志是4C技術（即Computer計算機技術、Contro控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術）。將4C技術綜合應用于建筑物之中，在建筑物內建立一個計算機綜合網絡，使建筑物智能化。4C技術僅僅是智能建筑的結構化和系統化。
　　智能建筑應當是：
　　“通過對建筑物的4個基本要素，即結構、系統、服務和管理，以及它們之間的內在聯系，以最優化的設計， 提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能建筑物能夠幫助大廈的主人，財產的管理者和擁有者等意識到，他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。”
　　建筑智能化結構是由三大系統組成：樓宇自動化系統(BAS)、辦公自動化系統(OAS)和通信自動化系統(CAS)
二、樓宇自動化系統簡介
　　樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuidingAutomationSystem簡稱BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任務是對建筑物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等，以提供一個既安全可靠，又節約能源，而且舒適宜人的工作或居住環境。
三、樓宇自動化系統的組成與基本功能：
建筑設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統。根據我國行業標準，BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下，這兩個子系統宜一同納入BAS考慮，如將消防與安全防范子系統獨立設置，也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時，能夠按照約定實現操作權轉移，進行一體化的協調控制。
建筑設備自動化系統的基本功能可以歸納如下：
　　(1)自動監視并控制各種機電設備的起、停，顯示或打印當前運轉狀態。
　　(2)自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。
　　(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備，使之始終運行于最佳狀態。
　　(4)監測并及時處理各種意外、突發事件。
　　(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
　　(6)能源管理：水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。
　　(7)設備管理：包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。
四、樓宇自動化控制系統的原理
樓控系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統，也稱分布式控制系統(Distributedcontro systems簡稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行。
五、樓宇自動化系統設備的發展歷史及相關產品簡介
　　樓宇設備自動化系統到目前為止已經歷了四代產品：
　　第一代：CCMS中央監控系統(20世紀70年代產品)
　　BAS從儀表系統發展成計算機系統，采用計算機鍵盤和CRT構成中央站，打印機代替了記錄儀表，散設于建筑物各處的信息采集站DGP(連接著傳感器和執行器等設備)通過總線與中央站連接在一起組成中央監控型自動化系統。DGP分站的功能只是上傳現場設備信息，下達中央站的控制命令。一臺中央計算機操縱著整個系統的工作。中央站采集各分站信息，作出決策，完成全部設備的控制，中央站根據采集的信息和能量計測數據完成節能控制和調節。
　　第二代：DCS集散控制系統(20世紀80年代產品)
　　隨著微處理機技術的發展和成本降低，DGP分站安裝了CPU，發展成直接數字控制器DDC。配有微處理機芯片的DDC分站，可以獨立完成所有控制工作，具有完善的控制、顯示功能，進行節能管理，可以連接打印機、安裝人機接口等。BAS由4級組成，分別是現場、分站、中央站、管理系統。集散系統的主要特點是只有中央站和分站兩類接點，中央站完成監視，分站完成控制，分站完全自治，與中央站無關，保證了系統的可靠性。
　　第三代：開放式集散系統(20世紀90年代產品)
　　隨著現場總線技術的發展，DDC分站連接傳感器、執行器的輸人輸出模塊，應用ON現場總線，從分內部走向設備現場，形成分布式輸入輸出現場網絡層，從而使系統的配置更加靈活，由于onWorks技術的開放性，也使分站具有了一定程度的開放規模。BAS控制網絡就形成了3層結構，分別是管理層(中央站)、自動化層(DDC分站)和現場網絡層(ON)。
　　第四代：網絡集成系統(21世紀產品)
　　隨著企業網Intranet建立，建筑設備自動化系統必然采用Web技術，并力求在企業網中占據重要位置，BAS中央站嵌入Web服務器，融合Web功能，以網頁形式為工作模式，使BAS與Intranet成為一體系統。
　　網絡集成系統(EDI)是采用Web技術的建筑設備自動化系統，它有一組包含保安系統、機電設備系統和防火系統的管理軟件。
　　EBI系統從不同層次的需要出發提供各種完善的開放技術，實現各個層次的集成，從現場層、自動化層到管理層。EBI系統完成了管理系統和控制系統的一體化。
目前，規模和影響較大的樓宇設備供應公司有美國霍尼維爾公司、江森公司、KMC公司、德國西門子公司等。
　　結束語
　　樓宇自動化控制技術在我國還是一個新興的技術領域，隨著更多智能建筑的出現，將有更加先進的技術補充到這一領域中，使這一技術更加成熟、完善。