淺析智能建筑中的樓宇自動化設計及其應用

張 敏 廣東瀛信辰宇科技有限公司

1 前言

智能技術的快速發(fā)展，在建筑行業(yè)領域獲得科學應用，智能建筑由此出現(xiàn)。智能建筑基于先進科學技術的集成應用，使建筑更具智能化與自動化特點，為人們提供良好的居住環(huán)境?；诮ㄖ袠I(yè)發(fā)展情況分析，智能建筑也成為未來發(fā)展的重要方向和趨勢，對建筑行業(yè)的發(fā)展可謂是至關重要。

2 智能建筑中的樓宇自動化設計

2.1 設計原理

針對智能建筑，樓宇自動化設計及其應用屬于關鍵內容?；诟髯酉到y(tǒng)的科學控制與集中管理，依托監(jiān)控技術，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患問題，避免安全隱患事故的出現(xiàn)?；跈C電設備一體化管理，促使建筑設備性能能夠獲得真正提高，避免設備運行頻發(fā)故障問題，避免發(fā)生嚴重安全隱患事故。依托自動化設計，基于節(jié)能環(huán)保標準，以此對建筑布局采取科學優(yōu)化，對采暖、空調設備加以合理選擇，制定合理運行方案，確保舒適度的前提下，運用科學系統(tǒng)的管理措施，加強建筑能耗控制，對能源加以合理高效利用，避免出現(xiàn)嚴重浪費。基于自動化設計，對樓宇系統(tǒng)一體化管理，以智能系統(tǒng)為主，避免人為因素引起不必要的問題，為人們提供便捷舒適的居住環(huán)境[1]。

2.2 設計思路

樓宇自動化設計期間，控制系統(tǒng)具體涵蓋變配電、空調、消防與電梯等眾多子系統(tǒng)，并依托以太網，確保工作站同控制單元形成有效連接，建立交互網絡關系，繼而采取分層控制。如圖1，有關現(xiàn)場控制設備以及管理設備，以傳感器、執(zhí)行器為主，數(shù)據(jù)信息可完成交互。借助網絡，以各控制單元為主，可采取智能聯(lián)動管理，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)自動控制功能方面，依托智能系統(tǒng)，可對設備狀態(tài)完成實時監(jiān)控，對采集獲取的設備數(shù)據(jù)完成安全傳輸，工作站可及時接收并保存，對數(shù)據(jù)完成系統(tǒng)分析，以此對數(shù)據(jù)作出科學管理。基于數(shù)據(jù)分析結果，對執(zhí)行器采取合理控制，已完成對子系統(tǒng)的集中管理[2]。

圖1 系統(tǒng)總體設計思路

2.3 結構設計

基于自動控制系統(tǒng)結構分析，自動化設計期間，應構建相應的中央站，以此對各項系統(tǒng)采取系統(tǒng)分類管理，為系統(tǒng)運行提供可靠保障。基于具體標準，對各工作站采取合理設計，方可對子系統(tǒng)運行采取實施監(jiān)督與系統(tǒng)控制。針對自動控制系統(tǒng)，監(jiān)控信號相對較為復雜，異構系統(tǒng)相對較多，設備實時訪問以及科學處理，則需對各系統(tǒng)采取協(xié)調管理，確保自動控制系統(tǒng)擁有良好的兼容性以及可移植性等特點。所以，可以三級集散控制結構維護，系統(tǒng)結構具體涵蓋管理層、監(jiān)控層與現(xiàn)場層，以此對子系統(tǒng)設備運行情況完成集中、監(jiān)測與控制管理。針對管理層，屬于系統(tǒng)頂層，主要是對各子系統(tǒng)采取系統(tǒng)協(xié)調，利用集中管理，有效節(jié)約成本。有關管理層，主要為中央管理計算機，應構建安全網絡。以管理層為主，可完成人機交互，對操作指令完成準確發(fā)布。針對監(jiān)控層，主要為BAS監(jiān)控計算機，經控制總線，可同現(xiàn)場控制器完成有效通信，對各子系統(tǒng)運行情況完成實時監(jiān)控，出現(xiàn)異?？杉皶r報警，可對系統(tǒng)指令完成準確執(zhí)行。針對現(xiàn)場層，涵蓋各類現(xiàn)場裝置，利用控制器，有關過程數(shù)據(jù)方面，可完成全面采集。針對控制器，則可利用現(xiàn)場總線，對控制指令完成準確接收，并以控制算法為主，對設備采取相應的控制，系統(tǒng)診斷設備運行狀態(tài)，使設備能夠保持平穩(wěn)運行[3]。

3 智能建筑中的樓宇自動化應用

3.1 工程概況

以某酒店大樓項目為例，基于建筑功能分析，設計功能較多，以完成自動化設計，具備相應的自動化管理系統(tǒng)。針對建筑，自動規(guī)劃設計期間，以BAS 系統(tǒng)為主，以此對各項設施完成自動化、智能化控制，確保各設備平穩(wěn)運行，可對能源消耗做出科學控制，使建筑運營成本得到明顯減少。

3.2 自動控制系統(tǒng)設計原理

自動化控制機制設計期間，應建立中央站，以此對各子系統(tǒng)完成系統(tǒng)分類管理，確保系統(tǒng)可以保持高效運行?；谠O計圖紙，合理建設相應的工作站，確保各系統(tǒng)符合建筑控制標準需求，可對各系統(tǒng)運行完成實施監(jiān)督與科學控制，保證各系統(tǒng)時刻處于高效運行狀態(tài)，促使系統(tǒng)間可以協(xié)調運作，使管理更為科學高效。

針對酒店智能控制，由軟、硬件共同組成，以硬件為主完成靜態(tài)控制，以軟件為主完成動態(tài)控制，動靜結合的方式，可完成自動化管理，使建筑能夠保持高效運行，并達到節(jié)能的效果。

（1）硬件設計。智能系統(tǒng)運行階段，硬件是關鍵核心，同樣屬于自動化設計的主要內容。首先，以BAS為基礎，可為建筑運行提供基礎條件，而有關處理器，則以中央處理器為主，內部分布大量DDC，依托中央處理器，對各傳感器與控制器以及傳輸路徑等，采取實時監(jiān)控，若發(fā)現(xiàn)異常，處理器可及時響應，并快速發(fā)出預警信號，并發(fā)生詳細準確的故障報告以及維修記錄。同時，傳輸網絡信號選擇上，多以標準輸入信號為主，存在良好的抗干擾能力，確保DAS、DDC 可對內部信息完成安全傳輸。DDC 同樣可完成檢測處理，如果中央處理器發(fā)送信息存在誤差，則可完成全面檢測和系統(tǒng)過濾，避免操作錯誤信息的頻繁出現(xiàn)，確保系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定可靠。除此之外，電源裝置設計期間，應當重視不間斷設置，確保建筑用電可以得到保證，使各系統(tǒng)可以保持正常運行。BAS控制中心，基于科學系統(tǒng)設置，以供電時間為主，供電總量大于800VA，連續(xù)電源AC220V（±11%）、50Hz（±5%），針對中央處理器，具體涵蓋電池組、充電設備、自動轉換電路以及逆變器。建筑發(fā)生斷電時，系統(tǒng)能夠快速響應，自動開啟應急電源，使供電能夠保持連續(xù)，并通過安全設置，避免設備出現(xiàn)損壞等問題。

（2）軟件設計?；谲浖O計，可確保系統(tǒng)控制能夠凸顯出智能化與自動化特點，提高建筑管理效率，設計內容詳見圖2。

圖2 系統(tǒng)總體結構設計

智能建筑設計期間，對系統(tǒng)采取中文翻譯，確保工作人員可以對控制要領做到快速熟悉掌握，以此對樓宇完成合理高效的控制操作，并對建筑環(huán)境采取實時監(jiān)控，對控制信息完成安全儲存，并對控制系統(tǒng)完成風險評估，以此對建筑采取科學系統(tǒng)管理，確保各項機制可以保證安全運行，使用戶個性化需求可以獲得充分滿足。通過DDC控制，對空調、排風等系統(tǒng)采取自動化控制，確?？梢员３指咝н\轉，并采取智能化調節(jié)。

低壓電力線載波通信，可對各類數(shù)據(jù)完成快速安全傳輸，傳輸范圍相對較廣，運行高效便捷，且投資成本相對低廉，有著良好的應用。針對該酒店樓宇，有關通信技術，以現(xiàn)場總線控制網絡技術為主，即LonWorks控制技術。進行設計期間，電力智能芯片尤為重要，屬于系統(tǒng)關鍵基礎核心。同時，以發(fā)射器處理核心、電力收發(fā)器為主，對兩者采取充分結合，使節(jié)點網絡同低壓電力功能可以保證相對完善，詳見圖3。

圖3 智能建筑自動化控制

圖4 智能建筑自動化軟件設計

圖5 智能收發(fā)器結構

智能節(jié)點設計期間，對溫度傳感器加以合理運用，利用C語言完成系統(tǒng)編程，并設計相應的自動化函數(shù)，為總線控制進行對相集合，構建適宜的外部環(huán)境。與此同時，可對內部完成科學系統(tǒng)檢查。利用C語言，使各節(jié)點可形成有效聯(lián)系，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，建立相應的網絡控制系統(tǒng)。

使用之前，利用模擬組網，以此對控制系統(tǒng)完成系統(tǒng)測試，基于系統(tǒng)程序，對各節(jié)點采取實時監(jiān)控，并借助各傳感器，對節(jié)點接收獲取的信息完成高效傳輸，以此對狀態(tài)完成科學系統(tǒng)檢測，保證運行穩(wěn)定。與此同時，對模擬組網、各階段采取系統(tǒng)測試，充分保證控制效果。

4 結束語

綜上所述，樓宇自動化的科學設計與有效應用，使建筑更具智能化與自動化的特點，對智能建筑具有重要的影響和意義。所以，智能建筑中，務必對樓宇自動化加以合理應用，并基于建筑特性、子系統(tǒng)等，作出科學設計，使樓宇自動化可以發(fā)揮關鍵作用，為人們提供更加智能便捷的居住感受，以此促進智能建筑良好發(fā)展。