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智能楼宇自动化系统的那些事

[导读]楼宇自动化系统是用来完成楼宇设备自动控制的系统,它是通过传感器采集数据,将信号传送到智能设备,对工况进行分析与辨析,然后通过驱动执行器完成智能化控制,是智能建筑的一个分支。

  楼宇自动化系统是用来完成楼宇设备自动控制的系统,它是通过传感器采集数据,将信号传送到智能设备,对工况进行分析与辨析,然后通过驱动执行器完成智能化控制,是智能建筑的一个分支。随着现代社会高度信息化推进,智能建筑已成为现代化建筑的趋势。目前,国外智能建筑朝两个方面发展,一方面不限于智能化办公楼正向公寓,商店,商场等建筑领域扩展,特别是向住宅发展;另一方面已从单一建造发展到成片规划开发,例如“智能广场”“智能社区”等。

  楼宇自控的固有特征是:建筑管理自动化、信息通信自动化、办公自动化。楼宇自控的服务分为几个子系统,子系统之间资源共享成就了整系统资源互补,这就有效构成了一综合系统以满足建筑的需求。楼宇自控提供了一个优越的生活和工作条件,具备舒适、方便、快捷、安全可靠的特征。

  智能建筑的组成部分

  现代智能建筑主要是建筑技术与信息技术相结合的产物,是随着科学技术的进步而逐步发展充实的,现代建筑技术(Crchitecture),现代计算机技术(computer),现代通信技术(communication),现代控制技术(control),是智能建筑发展的基础。智能建筑是有以下几个系统组成的:

  (1)建筑自动化控制系统(BAS)

  它采用计算机技术,自动化控制技术和通信技术组成的高度自动化综合管理系统,对建筑物内所有机电设施进行自动控制,这些机电设施包括交配电,给排水采暖通风,空气调节,火警保安交通运输等系统,用计算机实行全自动的综合监控管理。建筑自动化系统一般有以下几个方面:

  ①管理系统。主要包括:热源,空调设备最佳控制,温湿度自动调节控制,调度运转控制,外气量控制,电梯组管理,大楼的环境,设备状态测定记录,能源记测,计费,远程控制等。

  ②安全防范系统。主要包括:远程监视出入口控制,火灾探测,报警,灭火及火灾控制,排烟控制,避难自动引导,煤气泄漏探测,报警系统,漏水探测系统,停车场自动管理系统,地震监视系统,停电控制系统等。

  ③节能系统。主要包括:照明自动调光,照明自动开关系统,供电需求控制系统,节约用水控制系统,空调冷暖自动控制系统。

  (2)通信系统(CAS)

  通信系统主要有语音通信,数据通信,图形图象通信。智能建筑中的信息通信设施一般以程控用户交换机为基础,并与其他外部通信设施连网,能利用高速数字传输网络或卫星通信系统进行信息传输,

  通信系统包括以下几种:

  ①以建筑物为中心的多功能程控电话和电视电话系统;

  ②电视电话会议和电子电话会议系统;

  ③电子邮件系统;

  ④电传打字和数据传输系统;

  ⑤传真,电视和闭路电视系统;

  ⑥卫星通信和专用无线电通信系统。先进的通信系统既可以传输话音,数据,还可传输图象等多媒体信息。不同功能的建筑物,对通信要求也有所不同,信息产业部门会根据需求提供相应的应用系统。

  (3)办公自动化系统(OAS)

  办公自动化系统是智能建筑最基本的内容之一,它能对来自建筑物内,外部等各种信息,给与收集,处理,存储,检索等综合处理。它提供了先进的信息处理功能,并可提供各种为办公事务的决策支持体系,极大地方便了办公事务的处理。该系统主要包括以下几种:

  ①公用信息系统,包括局域网系统,公用数据库,主计算机系统,专家系统,综合统计系统,电子出版系统,可视图文系统,会议电视系统等。

  ②用户专用信息处理系统,包括分体式办公管理系统,办公设备,应用系统(办公,财务,人事,情报等管理系统,办公自动化系统应该有对计算机终端,打印机,复印机,传真机等管理)。

  楼宇自动化系统(BAS系统)综述

  图1列出的BAS系统所涉及的内容。一座现代化建筑往往包括这些设备的全部或大部分。随着建筑物的规模增大,标准提高,这些设备种类,数量急剧增加,要求的监测控制点可多达几千点之上万点。这些设备和测量控制点一般分散到建筑物的各层和各个角度,因此如采用分散管理,就地监测和操作将占用大量的人力资源,有时几乎难以实现。

  利用计算机和网络技术对这些设备进行集中管理和自动监测,对节省运行人力,保持设备正常运行具有极大的意义。同时,通过计算机系统及时启停各有关设备,既可避免设备不必要的运行,又可以节约系统运行能耗。这样BAS的主要目的就是:提高系统管理水平;降低维护管理人员工作量;节省运行能耗。

  电力供应系统

  电力供应系统监测控制的关键是保证建筑物安全可靠的供电。为此最基本的监测是对各级开关设备的状态监测,对主要回路的电流,电压及功率因数的监测,对变压器及一些电缆的温度监测。由于电力系统的状态变化和事故都是在瞬间发生,因此利用计算机进行这种监测时要求采样间隔非常小(几十到几百毫秒),并且应能自动连续记录在这种采样间隔下各开关状态和各测量参数的连续变化过程,这样才能自动预测并防止事故的发生,或在事故发生后可及时判断故障点。

  如将功能进一步扩展,还可对有关的供电开关通过计算机进行远程控制。尤其在停电后可进行自动复电的顺序控制。此外和还可以进行设备用应急用电机的监测与控制,以及在启用应急设备是自动切断一些非主回路,以保护应急发电机不超载。在保障安全可靠地供电的基础上,计算机系统的功能还可以包括用电计量,各用电分析等。

  1、照明系统

  照明系统的控制与节能有重要关系。在大型商业建筑中它的电耗仅次于空调系统。与常规管理相比,好的BAS控制可省电30%~50%。这主要是对门厅,走廊,庭院和停车场等处的照明的定明控制,对照明回路分组控制,以及对厅堂,办公室和客房“无人熄灯”控制。这些控制可以通过在计算机上设定启停时间表,值班人员按照预定的建筑空间使用方式来进行的前馈控制,也可以采用门锁红外线等方式探测有关房间是否无人从而自动熄灯的反馈控制方式。

  2、空调系统

  空调系统控制管理的中心任务是在保证在提供舒适的环境的基础上尽可能降低运行能耗。对空调机,冷热源水系统的控制在前面已分别作了详尽的讨论。但系统的良好运行除对每个设备进行良好的控制外,还取决于各设备间的有机协调,并且与建筑物本身的使用方式有密切的关系。例如根据上下班的时间适时地提前启动空调进行预冷;提前关闭空调,依靠建筑物的热惯性维持下班前一段时间的室内环境;对不使用的厅堂关闭空调,同时根据空调开启程度确定冷冻机开启台数及运行模式等。此类协调需由空调系统的中央管理计算机通过BAS索取到建筑物使用要求与使用状况的信息,在进行分析决策后才能实现。

  3、给排水系统

  给排水系统控制管理主要是为了保证系统能正常运行,因此其基本功能是对各给水泵,排水泵,污水泵机饮用水泵运行状态的监测,对各种水箱及污水池的水位进行监测,对给水系统压力进行监测,以及根据这些水位及压力状态,启停相应的水泵。

  4、消防系统

  消防系统又称FAS(Fire Automation System),它是建筑设备自动化中非常重要的一部分。

  有些场合FAS还被从BAS中分出,作为所谓5A建筑BAS,FAS,SAS(即保安自动化系统),OAS(办公自动化系统)和CAS(通信自动化系统)的一个主要组成部分。FAS主要又火灾报警系统与消防联动控制这两部分构成。

  火灾报警系统是FAS的最主要部分。它要求在火灾萌发状态就能及时探测出,并准确指出火警位置。同时,对于吸烟等其他原因造成的局部发烟,高温和发光又不出现误报,这依赖于灵敏的火灾参数探测传感器及计算机的智能分析系统。火灾状态可以通过烟感,温感,光感和气体成分的变化来监测,每种物理量又有不同类型的传感器来探测。

  应该探测的物物量,适宜的探测器类型都取决于建筑物的类型和可能产生的火灾种类。一个探测区域所需要的探测器的数量也有相应的规定。各种探测器的输出状态一般都有“通断”两种状态,分别对应于所探测的物理量“超过标准”和“处于正常范围”两种状态。各探测器通过总线连接至区域报警器,总线提供各个探测器的工作电源,并通过脉冲编码的方式接收各个探测器的输出状态。如正压送风排烟,电梯扶梯等。这些设备往往是在正常情况下就需要由BAS控制管理,按照某种运行模式运行。火灾时,转换到消防模式。此时,消防系统只是通过BAS向空调,电梯扶梯的控制系统发出向消防模式转换的命令,通过,这些设备自己的控制系统来实现消防动作。

  5、保安自动化系统

  保安自动化系统计SAS,亦是建筑设备自动化的重要部分,它一般有以下内容:

  ①出入控制系统。即将门磁开关,电子锁或读卡机等装置安装进入建筑物或主要管理区的出入口,从而对这些通道进行出入对象控制,时间控制,并可随时掌握管理区的人员状况。

  ②防盗报警系统。即将红外线或微波技术de运动信号探测器安装在一些无人值守的部位,当发现所监视区出现移动物体时,即发出信号,通过SAS控制中心,由保安人员作出相应处理。

  ③闭路电视监视系统。将摄像机装于需要监视控制的区域,通过电缆将图像传至控制中心,使中心可以随时监视各监视区域的现场状态。计算机技术的发展还可以进一步对这些图形进行自动分析,从而辨别出物体,火焰,烟及其它异常状态,并进行报警及自动录像。

  ④保安人员巡逻管理系统。指定保安人员的巡逻路线,在路径上设巡视开关或读卡机,从而计算机可确认保安人员是否按顺序在指定路线下巡逻,以保证保安人员的安全。上述各部分都需要将各自的工作状态,尤其是所发现的异常现象及时报至SAS控制中心,进而由计算机进行统一分析,帮助值班人员作出准确的判断与及时的处理。

  6、交通系统

  交通系统是指对建筑物内电梯扶梯及停车场的控制管理。电梯扶梯一般带有完备的控制装置,但需要将这些控制装置与BAS相连或实现期间的数据通信,使管理中心能够随时掌握各个电梯扶梯的工作状况,并在火灾,匪警等特殊场合对电梯扶梯的运行进行直接控制,这已成为愈来愈多的业主对BAS提出的要求。

  停车场的智能化控制也愈来愈重要和复杂,这主要包括停车场出入口管理,停车计算,车库内外行车信号指示和库内车位空额显示,诱导等。停车场的计算机系统可以根据汽车探测器确定进入场内的总车辆,确定各层或各区的空车位,具体通过各种指示灯引导进入场内的汽车找到空位。该系统亦需要随时向BAS控制中心提供车辆信息,以利于在火灾,匪警等情况下控制中心进行正确判断与指挥。