淺析智能樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

郭曉東

摘要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。以建筑行業(yè)為例，智能建筑的出現(xiàn)，就是建筑行業(yè)和科技的融合，借助科技，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的自動(dòng)化控制，打造智能家居，提升人們居住的舒適感。自動(dòng)控制系統(tǒng)是智能樓宇建設(shè)的重中之重，設(shè)計(jì)好智能樓宇的控制系統(tǒng)，才能發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本文主要研究自動(dòng)控制系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能樓宇;自動(dòng)控制;設(shè)計(jì)與應(yīng)用

現(xiàn)階段，建筑物的智能化水平不斷提升，很多智能化的家電、智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)建筑物節(jié)能的目標(biāo)，還極大地提升了建筑物的安全性，同時(shí)也方便了用戶。利用智能系統(tǒng)，控制建筑物，感受科技帶來的時(shí)尚感和舒適感。自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為智能建筑的重要標(biāo)志，在建筑生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛。

一、樓宇自動(dòng)化概述

所謂的樓宇自動(dòng)化，是指建筑物配備自動(dòng)化系統(tǒng)，利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的設(shè)備、能源、建筑環(huán)境的控制，給人們帶來方便、舒適的居住空間，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要使用到的原理在于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也叫分布式控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的集中管理。建筑物安裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)如下的功能：控制和監(jiān)視室內(nèi)各機(jī)電設(shè)備的狀況，控制其啟用或者停止。記錄各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成歷史數(shù)據(jù)。智能化控制，結(jié)合外部環(huán)境的變化，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部的設(shè)備運(yùn)行，使其處于良好的狀態(tài)。檢測(cè)和報(bào)警突發(fā)事件，有效應(yīng)對(duì)和處理。自動(dòng)化能源管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

二、樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的意義

（一）提升建筑的節(jié)能效果

安裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部各設(shè)備的調(diào)配，比如，空調(diào)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等，控制系統(tǒng)的運(yùn)行，優(yōu)化配置，減少電能的浪費(fèi)，做到節(jié)能減排?，F(xiàn)階段，不僅是大型商場、辦公寫字樓，還是居民樓，都開始重視自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用，有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以幫助建筑物實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，可以節(jié)約1/5的電能。

（二）提升建筑物的使用壽命

利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行情況的有效監(jiān)控，根據(jù)收集和記錄的運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析設(shè)備或者系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于潛在的故障問題，及時(shí)作出維修或者保養(yǎng)，更加科學(xué)規(guī)范地管理建筑系統(tǒng)和設(shè)備，提升設(shè)備的使用年限，也增加了建筑物的使用壽命，降低運(yùn)營成本。

（三）控制人力成本

對(duì)于沒有配備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的普通建筑物，對(duì)于建筑物的維修、檢修工作，需要借助人力實(shí)現(xiàn)。由于建筑物使用到的設(shè)備類型偏多，則需要多方面的人員參與到建筑物的維修養(yǎng)護(hù)工作，會(huì)帶來很大的人力成本。如果應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，借助智能化的系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，可以很好地控制人力成本。有數(shù)據(jù)表明，建筑物安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以降低60%的人力成本。

（四）提升建筑物的安全管理水平

自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用，可以大幅度提升建筑物的安全水平。比如，對(duì)建筑內(nèi)部的停車進(jìn)行管理，對(duì)建筑物的消防系統(tǒng)進(jìn)行管理，可以有效地協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)，不僅系統(tǒng)管理運(yùn)作的效率得到提升，而且可以更好地保證建筑物的安全，提升安全管理的水平。例如，實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑物的車輛出入情況;消防系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警功能等，都極大地提升安全管理水平。

三、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

關(guān)于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要包括以下內(nèi)容：電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防警報(bào)、能源管理、環(huán)境監(jiān)控、停車場管理、給排水等內(nèi)容，該自動(dòng)控制系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)外部環(huán)境的變化，自動(dòng)做出相應(yīng)的調(diào)整，讓建筑物各項(xiàng)系統(tǒng)處于最好的運(yùn)作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的管理。比如，自動(dòng)監(jiān)督停電、火災(zāi)等情況;自動(dòng)調(diào)節(jié)供水、供熱、電力等能源供給。具體而言，智能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)需要有三個(gè)子系統(tǒng)：

首先，環(huán)境和能源管理系統(tǒng)，這里面又可以分為：電力照明系統(tǒng)，通過對(duì)電力系統(tǒng)的控制，負(fù)責(zé)建筑物的燈光照明，開啟或者關(guān)閉燈光，控制燈光亮度等?？照{(diào)衛(wèi)生系統(tǒng)，主要是控制供冷、供熱以及通風(fēng)，根據(jù)建筑物內(nèi)外部環(huán)境，做出相應(yīng)的調(diào)整。運(yùn)輸系統(tǒng)，控制自動(dòng)扶梯或者電梯，停車場管理以及、自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)控制等。

其次，物業(yè)管理系統(tǒng)，可以細(xì)分為兩大子系統(tǒng)：計(jì)算系統(tǒng)，主要對(duì)建筑物的運(yùn)行能耗進(jìn)行計(jì)算，包括各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、租金的管理等等;對(duì)建筑物的節(jié)能情況以及異常情況進(jìn)行診斷，記錄系統(tǒng)給出的報(bào)警信息。維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)，則是對(duì)建筑物機(jī)電設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)管理，包括維修養(yǎng)護(hù)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、機(jī)電設(shè)備狀態(tài)、故障診斷，將收集到的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行分析，形成大數(shù)據(jù)，方便制定機(jī)電設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。

最后，安保管理系統(tǒng)，又可以細(xì)分三個(gè)子系統(tǒng)：防災(zāi)系統(tǒng)，主要是對(duì)建筑物可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)控，比如，排煙系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、停電、漏電漏氣等，實(shí)施監(jiān)控。防范系統(tǒng)，則是借助遠(yuǎn)距離的監(jiān)控系統(tǒng)、規(guī)范建筑物人員的進(jìn)出、借助傳感器進(jìn)行警報(bào)等。數(shù)據(jù)系統(tǒng)，顧名思義，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，形成建筑物運(yùn)行的大數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)和管理指紋、IC卡、安好、指令、聲紋等方面的數(shù)據(jù)信息。

（二）系統(tǒng)的設(shè)置和分析

首先，系統(tǒng)的控制策略。關(guān)于智能樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要仔細(xì)規(guī)劃好各項(xiàng)控制管理功能，既要做到功能齊全，還要關(guān)注功能之間的融合。智能建筑物需要具備非常完備的功能，所以會(huì)使用到復(fù)雜繁瑣的設(shè)備，如何控制好這些設(shè)備，讓其有條不紊地運(yùn)行，成為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。一般情況下，會(huì)有兩種控制方式，一種是集中管控，所有設(shè)備的控制點(diǎn)與中央控制室進(jìn)行連接，借助計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理和控制。這種集中管控的方式，有著較大地復(fù)雜性，一旦出現(xiàn)故障問題，那么維修起來將會(huì)面臨很大的難度。另一種是集散控制系統(tǒng)，也急速分布式控制，將通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)劃分，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的分散管理。

其次，集中管控、協(xié)調(diào)設(shè)備。由于智能建筑需要控制很多的設(shè)備，所以建筑內(nèi)部會(huì)有著很多的子系統(tǒng)，而且每個(gè)子系統(tǒng)都成為運(yùn)作的中心。中央系統(tǒng)需要對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同管理，既要保證子系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，互不影響，又要做到中央系統(tǒng)對(duì)子系統(tǒng)的管理，實(shí)時(shí)監(jiān)督子系統(tǒng)，共享子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，遇到特色情況可以將系統(tǒng)的操作權(quán)及時(shí)轉(zhuǎn)移。

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能建筑成為建筑未來發(fā)展的趨勢(shì)，建筑物+科技的方式，不僅提升建筑物的科學(xué)感，增加人們居住的舒適度，還可以讓人們享受到科技帶來的便利，同時(shí)也做到節(jié)能減排的目的，這與可持續(xù)發(fā)展理念是一致的。因此，自動(dòng)化控制系統(tǒng)必然會(huì)在智能建筑中大放光彩。

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