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Honeywell楼宇自控系统的应用论文
摘要：建设银行天津市分行新营业大楼(简称天津建行大厦)业已建成，即将投人使用。天津建行大厦采用楼宇自控系统，对大厦内使用的冷冻机组、空调机组、新风机组及公共照明进行以计算机系统为主的自动化控制，大厦内还采用了结构化综合布线系统，对提高大厦的使用功能、节省能源、提高经济效益必将产生深远的影响。天津建行大厦称得上是一座现代化智能大厦。
关键词：楼宇自控，系统，应用
一、Exeel5000楼宇自控系统简介
Excel5000是Honeywell公司于1994年推出的全新的建筑物自动化系统。首先它采用了共享总线型网络拓朴结构，把分布在大厦内不同部位的控制分站用一条普通双绞线(总线)互联，形成集散式控制，通信速率高达IMbpS。分站设在被控设备附近，成为现场工作站。每个分站均采用微机，实现全部控制功能，其工作状态与中央站无关。分站直接挂在总线上，实现与中央站之间的数据通信和分站之间的数据通信。现场控制器是分散控制分站，中央站与分站可以直接通信。天津建行大厦所采用的大型控制器(xL500)和中型控制器(xL100B)配有安装式操作终端(xI5sl)和桌面式操作终端(xI582)，并配以现场操作软件包(XI584)和工具软件包(CARE及LiveCARE)进行现场调试和程序修改等操作。
其次它采用了分级分布式系统，构成开放式局域网络。网络结构分为三层，最上层为信息域的干线，采用总线型以太网络(或令牌环网)，以roMbPs的速率把多个工作站连接起来，实现共享资源以及各工作站之间的通信;第二层为控制域的干线，构成集散控制的分站总线，以IMbPs的速率把控制器(分站)连接起来;第三层为分散的微型控制器(子站)互联使用的子站总线，子站总线通过子站连接器与分站总线连接在一起。
再次，Excel5000还具有产品的向上兼容性，所有的Honeywell公司的产品均可纳人Exeel5000网络中，同时Excel5000支持结构化综合布线系统。事实上，天津建行大厦楼宇自控系统通信网络采用了结构化综合布线系统，并由北京德达数据系统公司负责安装调试，它综合了大厦内几乎所有的弱电系统，为大厦提供了一个投资合理又拥有高效率的便利的信息高速通路。
二、Excel5000基本型
建筑物自动化系统
根据天津建行大厦内设备的功能及其使用范围，大厦楼宇自控系统采用的是ExeelBuildingsu-pervisor(XBS)—基本型建筑物自动化系统。XBS系统最多可控制36000点，它是以空调制冷、电器设备为控制对象的建筑物自动化系统，XBS系统主要由硬件和软件两部分组成。
1.硬件的组成
中央站:中央控制主机为DELLPentium133PC机(硬盘为IGB，内存为SMB)。此时，中央站可称为XBSServer，分站总线接口卡XPC500可连接一条C一US，最多为3台XPC500。
分站:xL系列直接数字控制器(DDC)可直接挂在C多US上。
(一)xLlooB中型控制器(36点)
这是一台有12个通用输人控制点、12个数字量控制点和12个通用输出控制点的控制器，微处理器芯片为Intel8OC188、RAM128KB、05EPROM5一ZKB，并装有先进的快可擦存储器FlashMemo128/256KB(小硬盘)作为控制器数据库，供用户在现场调试编程使用。
该控制器适用于大厦内新风机组，空调机组及公共照明，大厦主楼为30层，每2层使用一个XLlooB控制器，再加上裙房空调机组、大厅照明、楼外泛光照明等，共使用了21个XL100B控制器。这些控制器配有一台便携式手操器(xI582AH)，在现场完成编程和调试等操作。
(2)XL500大型控制器(最多128点)
这是一台采用可插拔式的功能模块组合型大型控制器，用于冷冻机组、变电站等设备比较集中的地方。根据控制对象不同类型控制点进行不同点数的组合，以使控制器能最有效地利用其控制点和控制功能。XL500的电脑模块为XL501O，配置与XL100B基本相同。每台控制器最多可装有18个功能模块:1个控制模块(XLSO10)、1个电源模块(XP502)、16个输人/输出模块(xr52lA、xr523A、XF522A、XF524A等)。
(3)继电器模块MCE3
由于XL100B数字量输出功率很小(尤其是在工作电压受到限制时)，所以需要用继电器来完成实际的输出控制功能。MCE3是一组由三个继电器组成的模块，可供三个数字量输出(DO)来使用。其中Kl和KZ两个继电器各有1个单刀双掷(转换)接点，而K3继电器只有一个单刀单掷(常开)接点。KI、KZ、K3每个接点的容量为240V、ZA。
(4)传感器和执行器
为了满足楼宇自控系统的控制功能，现场设备附近安装了许多传感器和执行器，用于采集控制参数，达到自动控制的目的。传感器负责将现场的物理参数转换成控制点信号传送到上一层控制器，如空调系统的传感器包括温湿度传感器，压差传感器、流量传感器等;执行器负责将控制器传送来的控制信号转换成相应的物理动作，如新风机组的水门执行器、风门执行器等。综上所述，可把XBS系统的结构分为三个层次。
第一层:由传感器和执行器构成，用于采集控制参数，并将控制信号转换成相应的物理动作，它们是组成楼宇自控系统最基本的要素。
第二层:由分布于各控制区域内的分布式微处理器构成，主要负责收集控制信号，并根据现场状况向执行器发送相应的控制指令，同时负责将本区域内的控制信号向上层传输。实现功能为控制点的信号处理、直接数字控制(DDC)和时间调度等。
第三层:由DELLPC机组成的控制中心构成，进行大范围控制管理，实现功能为原始数据的采集、整理和记录，控制顺序设计、图形化控制状态的显示等程序化功能。
2.软件的组成
(1)操作系统
控制中心由DELLPC机构成，该PC机上安装了DOS6.22操作系统、WindowS3.11视窗软件包、XBs软件包、Mierografxnesigner图形制作软件包、MierosoftExeel4.0制表软件包。
(2)应用软件
XBS软件是属于第三代集散系统(TDS)技术的最新图形化软件，它运用窗口技术，操作完全图形化，内容丰富、直观，画面响应速度快，选用智能显示技术，完全实现了CRT化操作。ExeelCARE和LiveCARE软件包是一组图形化工具，用户可非常方便地编制控制系统中各个DDC控制器上使用的应用程序。CARE软件用来检查控制方法和开关逻辑，以便建立多种控制文件和系统设备的汇总表。LiveCARE软件用于现场调试各种DDC控制器的控制动作，以检查程序设计的正确性，协助系统的启动与开通。
①CARE和LivecARE软件的功能。主要有:绘制控制系统原理图;运筹控制方法;设置开关逻辑;确定时间逻辑;提供各种算法;建立控制文件;控制程序仿真。
②CARE软件编制应用程序的方法。在CARE软件中，储存了大量控制规则，实际上是自动控制技术中的“专家控制”，形成标准化并可以立即付诸使用的各种应用程序。对以上标准化程序作相应的修改，以满足用户的设计要求。
为减少设计应用程序的工作量，提供一系列应用程序子模块作为参考，这些子模块可分为以下几类:
输出模块:用于提供模拟控制和数字控制，通常与机械设备接口，如风门、水门、风机、水泵、照明开关等。控制方案模块:用于提供控制信号输出，控制方案包括顺序、串级控制，比例积分微分(PID)控制等。
超驰模块:用于提供超驰控制，特定的超驰模块包括用于节能模式、湿度超驰模式等。
单独运作模块:用于提供静压控制、流量控制、湿度控制等。这些模块均有内置的`特定的功能。
通用模块:用于提供一般功能，如手动开关、监控点设定和调整等。
③应用过程。首先用鼠标单击，调出控制示意图。将软件中有关控制文件的各种图素拼出所需要的完整的控制图形。完成制图后，可由两种途径将控制要求确定下来。
a.控制方法—以PID为主体的连续控制。根据现场条件、运算结果、时间程序等原则，按照模拟点、数字点或软件点来决定控制方法。CARE数据库提供有控制图标(icon)侧条的工作区来完成控制方法的设置，这些图标侧条如下。
Min:在模拟输人中选取最低值。
Max:在模拟输人中选取最高值。
+:把所有模拟输人值相加。
一:求出模拟输入值之间的差值。
AVR:计算出模拟输人值的平均值。
PID:使某模拟输出值以两个模拟值(一个是控制变量，一个是参考值)来作PID控制。
CAS:串级控制，其作用是使一个Pl控制器的作用具有主控制器和串级控制器的功能。
RAP:超时后的室温变化极限(“ramn”功能)。
MAT:以数学方法编辑器对另外的控制图标修正其输人。
CYC:完成间隙运作。
zEB:对加热、制冷及零能带决定其设定值，以保持预先设定的舒适区间。
b.开关逻辑—以时间和状态为转移条件的顺序控制。在要求开关控制时，CARE提供一个逻辑表完成开关逻辑，以设定控制器输出状态。当前应用的开关条件出现时，控制器会传输一个编程信号给一个相应的输出，即根据某种情况赋“真”、“伪”二值之一给某一输出，开关逻辑比控制方法有更高的优先级别。例如，如果“控制方法”决定一台新风机应该启动，但是“开关逻辑”此时认为这台新风机不能运转，那么最终结果是这台新风机不能启动。
④时间功能。CARE软件还提供时间表控制，决定设备以工作日、休息日乃至年度的时间设定的工作。这对新风机控制、照明控制非常方便。时间功能也是和开关逻辑、控制方法集成在一起，用于对被控制设备进行全盘考虑的。
⑤数学编辑器。当一个控制结果并非来自一个熟悉控制器的某一点而需要更多的点参与时，就可以用数学编辑器来进行数学计算协助得出结果。LiveCARE是一个软件包，以检查某控制器的控
制方法和开关逻辑是否满足实际情况并符合用户的需要。这在直接数字控制投人实际运行前是非常必要的，它在设计与现场实现之间起到沟通的作用。在视窗环境下，用户应用LiveCARE可以监视、固定硬件和软件点，观察和改变控制参数，也可以观察硬件和软件点被赋与的用户地址。
三、控制功能和范围
天津建行大厦楼宇自控系统软件，是由Hon-e卿ell公司开发的ExeelBuildingSupervisorversion1.2.01版软件。主要功能是对天津建行大厦内的动力设备进行实时监控。
1.冷冻机组控制
根据冷负荷对冷冻机组进行起停控制。监控冷冻机的一次水泵状态、二次水泵状态、水流状态。监控的参数有:冷冻泵状态、送水温度、水流状态、水阀开关状态、冷冻水送水温度、冷冻水回水温度、分水器供水压力和集水器回水压力等。这些参数同时显示在屏幕上。当某一项发生故障时，迅速弹出报警画面，同时将报警信息、报警设备、报警位置反映出来。这些报警信息可指导我们及时排除故障，确保设备正常运行。
2.冷却塔控制
根据冷却水供回水温差以及冷冻机运行台数，分级控制冷却塔风机机组。根据冷却水供水温度，调节冷却水旁通阀，保持冷却水温度不低于设定温度。监控的参数有:冷却塔风机状态、冷却泵状态、冷却水供水温度和冷却水回水温度。
3.燃油锅炉监视
大厦采用燃油锅炉供热，由于油炉的特殊要求，没有对油炉进行控制，只对二次热水泵启停进行控制，以达到对水流量进行控制的目的。监测的参数有:热水泵状态、分水器供水压力、集水器回水压力、油炉出水温度和油炉回水温度。
4.液位监测
对位于大厦高区中区和低区的三个大水箱进行液位监测，主要目的是保证消防用水和生活用水。当水位高于临界值或低于临界值时，计算机屏幕立即弹出报警画面，并显示报警信息、报警位置，确保高水位不溢水，低水位不枯水。
5.空调机组控制
根据回风温度或室内温度调节冷水阀、热水阀的开度，以达到控制温度的目的。控制说明如下:
(l)根据回风温度RaTemp和PID，调节水阀Htcwlv，保持回风温度为设定温度(Tset20℃)，调节精度为土1.0℃。
(2)根据室外新风温度、新风湿度，计算室外烩值。根据烩值控制新风门、回风门。新风门、回风门相互联锁。
(3)在冬季，当风机盘管温度低于5℃时，防冻报警，风机停止运行，新风门关至8%，水阀开至35%。
(4)在冬季，当新风温度低于5℃时，根据预热温度T1、PID，调节蒸气阀，保证进风温度高于5℃。
(5)过滤网两侧压差达到一定值时，过滤网有堵塞报警。
6.新风机组控制
新风机组控制原理与空调机组基本相同，但比空调机组简单。
7.热风幕控制
为了隔离大厦内外温度，保持大厦内的温度不受外界温度影响，对大厦正门和营业厅大门两处的热风幕进行启停控制。
8.电力测量
电力测量主要是监测大厦变电站变压器的运行状态，测量电网电流、功率因数和A.B.C.三相电压。并计划在此基础上计算电量，即根据电流、电压及有功功率，计算出大厦每天的耗电量以及累计耗电量。
9.公共照明控制
所谓公共照明控制是指根据照明环境的实际需要定时开关上述公共区域照明。大厦内每个照明区域有两路控制线路，即主路和副路。主路控制照明区域的绝大部分灯;副路则控制照明区域的少数灯，即夜间巡更灯。通过对公共照明控制可以降低电能消耗，延长灯泡使用寿命，减少员工劳动强度。大厦外装饰性照明一般为傍晚开、深夜关。可以根据季节变化，通过软件调整开关时间;还可以根据实际需要缩短或延长照明时间。为了便于对楼宇自控系统的管理，大厦平面简图已被输人到计算机内，楼宇自控系统的功能、类型和范围，也都以图形或文字的形式描绘在平面图一。这些图形文件与控制对象一一对应，前后呼应，成为我们自行开发的楼宇自控系统辅助管理软件。通过这些辅助管理软件，可以迅速准确地了解大厦动力设备的基本情况，掌握楼宇自控系统的控制功能和范围，用最快最简捷的方式排除故障，解决实际问题。实践证明，这些软件已经成为楼宇自控系统不可缺少的辅助工具。
四、结束语
以上介绍了天津建行大厦楼宇自控系统的主要内容和投人运行后的基本情况。尽管楼宇自控系统前期投资较大，但是投人运行后所产生的经济效益是相当可观的，随着时间的推移，这种效果越来越明显。这对金银泰服务中心日后对大厦进行科学化管理，提供了一个重要的现代化手段、一个全新的高科技工具和一个较为完备的自动化控制系统。当然天津建行大厦还配有其它现代化管理系统，如结构化综合布线系统、消防报警系统、保安监控系统，它们都将成为对大厦进行科学化管理的工具。
楼宇自控系统在工厂空调自控工程中的应用论文
摘要 西门子“S600顶峰”楼宇自控系统在工厂空调自控系统中的应用。通过实例介绍了系统的性能优势,以及在温湿度控制精度和节能措施两方面的经验。具体描述了系统方案、软件设计要点、实现方法及运行效果。
关键词 S600系统 系统方案 温湿度 焓值 节能
1 引 言
计算机技术的飞速发展及其在工业与民用领域的广泛应用,使得人们日益增长的对高品质工业与民用产品的需求有了可以依靠的技术基础。计算机自动控制技术使得工厂加工自动化程度显著提高,以本文涉及的工厂空调自控系统为例,由于采用了计算机自动控制,可以将车间的温湿度控制在非常高的精度范围内,为生产高精度的产品创造了良好的外部环境。随着人们环境保护意识的增强,使我们意识到好的空调自控系统不仅要达到高的控制精度,还应该在节约能源方面有所作为。本文就是希望通过两个工程实例介绍在工厂空调自控工程中对精度和节能这两个主题的理论与实践经验。
2 系统概述
一套好的自控系统,首先要有非常可靠的硬件系统支持,应该在灵敏度、可靠性和使用寿命、系统采用技术的先进程度以及操作维护的简易程度上作权衡考虑。在这里介绍西门子“S600顶峰”楼宇自控系统。“S600顶峰”系统是西门子集团新组建的“西门子楼宇科技”集团公司最新推出的楼宇自控系统。该集团公司是世界上楼宇自控产品的三大供应商之一,她的产品从传感器到阀门、执行器以及现场控制器和集中监控软件,形成了非常完备的规格型号系列,使得用户可以选用同一品牌的产品构建自己的系统,保证了系统的完整统一。同时产品的设计采用国际规范,保证了与其他厂家产品的兼容。“S600顶峰”楼宇自控系统在智能化建筑领域已经得到了广泛的应用,而且在工厂自控工程中也有上乘的表现,这是由其技术上的先进性保证的。
首先系统采用了“分散控制集中管理”的系统结构,控制任务由分散安装在现场的控制器完成,中央图形工作站通过通信网络将现场控制器数据采集上来,实现集中管理,这种系统结构保证局部的故障不会影响全局;
第二,系统控制器采用先进的模块化结构,由CPU模块、电源模块、20～36个I/O模块构成,每个I/O模块上有2～4个I/O点,模块可带电插拔,安装无须工具;
第三,系统网络扩展性好,网络分三层,为乙太网、楼层网、局域网,每条局域网可连接32台单元控制器UC或DPU、TEC,楼层网最多连接64台模块化控制器MBC或MEC、RBC、FLNC等,每台MBC可接3条局域网,网络通讯速率300bps～115.2kbps;
第四,全部的执行器均带手动开启装置,更好保证了系统可靠性;
第五,抗干扰性能好,可以有效地隔离工厂环境各种设备的电气干扰。
软件是自控系统的灵魂,“S600顶峰”系统中的控制器正是由于安装了优化开发的系统软件,才成为智能化的控制器。系统软件是固化在控制器EPROM芯片中的程序,它完成控制器开机自检、A/D数据采集、与上下级网络节点通讯、与外围设备通讯以及解释执行EEPROM应用程序并进行D/A输出控制。应用软件是用户针对具体的工程项目用PPCL语言(一种专用BASIC语言)编制的程序,编写工作可在图形工作站或笔记本电脑上完成,下载到控制器的EEPROM中由系统软件解释执行,编程具有很大的灵活性。图形工作站上运行的是一套专为S600系统开发的图形化工业控制组态软件包,运行环境为Windows98、Win-dowsNT,提供了一系列组态工具用于系统二次开发,包括有控制点数据库编辑、背景图形绘制、动态图形绘制、PPCL语言编辑、操作员管理、各种报表生成及乙太网通讯等。软件具有良好的开放性,可以与多种Windows应用软件,如Excel、Acad、3Dmax等协同工作。
3 工程实例
银燕电脑公司在国内外数十项大小工程中使用了“S600顶峰”系统及其前身S600系统,取得了良好的经济和社会效益,在印刷行业、纺织行业、制药行业、航空航天领域和民用领域都有成功的应用,其中不少是国家重点工程、重点企业、有国际影响的工程。这里介绍一个典型工程项目——西安西罗航空部件有限公司空调自控工程,就其中的技术实施细节作一些总结,特别是在控制精度和节省能源方面的经验。
3.1 工程概述
西安西罗航空部件有限公司是英国劳斯莱斯(Rolls-Royce)公司同西安飞机发动机集团公司合资生产航空发动机叶片的企业。它采用的水基涂料模壳成型技术是目前国际上非常先进的生产工艺,国内同类型企业采用的是胺气干燥法模壳成型技术,使用的涂料中的挥发性有机化合物和胺气对工人和环境都有毒害和污染。我国在这方面已经有了严格的法律法规并且签定了孟特利尔国际环保公约,将在未来3到5年禁止使用这种工艺,所以西罗公司的水基涂料模壳成型技术将得到广泛应用。这种技术的关键在于涂料在蜡模表面的干燥速度,这决定了最后成型的模壳的强度,要求空调系统在生产的全过程保证车间的相对湿度稳定在设定值±2%(设定值可在40%～60%之间任意设定),为保证蜡模不变形,温度控制精度为±1℃。车间总面积620m2,高7m,如此大面积高精度的空调控制工程在国内还很少见。
3.2 系统方案
该项目的空调系统设计方案由英国Drytech工程公司提供,银燕电脑公司提供自控系统的设计方案,并负责工程施工、调试。下图为项目的核心部分制壳车间空调系统图。空调机组K2—1、K2—2为两台风量为35,000m3/Hr的YORK机组,负责制壳车间的`空调控制,保证15次/小时的换气次数,新风机组的设置是考虑到西安地区的气候条件(早晚温差大,冬夏季节差异大)而采取的予处理措施,对保证高精度的控制效果起到了重要作用。新风机组设预热段、制冷和加热段,预热段为防霜冻措施,根据新风温湿度传感器数值进行调整,确保冬季防冻。制冷和加热段保证送风温度控制在设定值±3℃。压差开关用于检测过滤段的堵塞情况。空调机组设制冷、加热和加湿段,其中加湿段没有采用常用的蒸汽加湿方法,主要考虑蒸汽压力不稳对湿度控制不利,选用的是美国进口的VLD可控硅电热蒸汽加湿器,蒸汽量平稳且易于控制。送风风速传感器的设置是为了确保送风的连续可靠即稳定的换气次数,如果风速降低,就意味着风机故障、过滤器堵塞、风门失控等原因,应及时处理。针对控制对象连续高精度的要求,为空调系统配备了充足稳定的能源供给。在辅助厂房除3台常规大容量YORK冷冻机组外,为高精度空调机组配备了1台意大利克莱门特风冷冷冻机组(用于冬季供冷)和4台英国HE—200型燃气热水锅炉(用于常年供热)。系统图形工作站选用台湾ADVANTECH研华工业控制PC机,PENTIUM166主板,32M RAM,32X光驱,20英寸显示器,操作系统为Windows98,运行IN-SIGHT2.7软件。配备UPS不间断电源和宽行报表打印机。选用了4种现场控制器:
FLNC楼层网络控制器不带输入/输出点,主要用于将LAN网设备连接至PMD楼层网,可编程。
MBC模块化楼宇控制器带多种输入/输出模块,可以连接LAN网设备,可编程。
UC单元控制器板式结构,可插1或2块I/O板,每块板点数为:3DI,4AI,3AO,2DO。可带显示屏、键盘,可编程。
DPU数字点单元控制器带12DI,12DO,用作MBC的数字点扩充,不可编程。
3.3 控制方案
制壳车间的运行特点是模壳在生产过程和干燥过程中散发大量的水分,空调系统要将这部分湿度除掉,由制冷段的表冷器将水分凝结出来,再由加热段升温,即可保证温度和相对湿度,这就是为什么要常年保证冷热源的供给。同时还不能让湿度偏低,以便控制干燥速度,保证模壳强度。由于生产的不同阶段散湿量亦不相同,对于空调机组来讲是一种变化的负荷,不能采用常用的定露点控制方案。Drytech公司的方案是以回风温湿度的变化对冷、热阀和加湿器做PID调节,中方技术人员分析这种方案有两点问题:
①冷阀的调整对温度和相对湿度都产生影响,以回风温湿度为参照控冷阀会有“一仆二主”的矛盾,难免顾此失彼;
②尽管系统换气次数较高,但回风温湿度还是会有一定的滞后,对PID参数的调整不利。经过与英方技术人员充分交流探讨,确定了“露点动态调节”的软件控制方案,即由温湿度设定值计算出理论露点温度,根据回风湿度的高或低在理论露点的基础上向上或向下浮动计算出实际露点值,作为冷水阀的控制依据。这样还克服了露点温度传感器误差影响。经过表冷器的空气的绝对含湿量得到了控制,然后经加热段将空气温度提升至设定值,则相对湿度也不会超出精度范围。在车间湿度偏低时则由加湿器补充水分。空调机组控制程序的重点是控制精度,辅助厂房能源供给部分的程序设计则突出了节能的要求,当然节能的前提是保证生产。在夏季使用3台大冷冻机组,满足全厂制冷需求,冬季和过渡季节冷水供应由风冷机组负担,主要满足高精度车间的使用,体现了节能的思想。季节交替时由操作员发出指令,程序控制水泵和蝶阀进行机组切换。夏季3台大机组的工作也由程序进行控制,按实际负荷的状况决定机组工作台数,计算的依据有二,一是总进水和总出水温差,二是空调机组冷水阀的开度。若冷水阀开度大于80%,表明冷量不足,程序自动按顺序启动冷却塔、冷却泵、机组进水蝶阀、冷冻泵、冷冻机组;当冷水阀开度低于10%,则按相反顺序关闭机组序列。程序按机组累计工作时间确定下一次开启哪个机组序列,保证劳逸结合。另外每台机组自己也能根据负载大小调整出力,三方面结合起来,使系统达到了最佳节能效果。
3.4 系统特色
软件的设计充分发挥了INSIGHT软件包的开放性,将3D图形设计技术融入系统界面,给用户提供了接近实景的操作环境,大大提高了系统的易用性,这充分表明了S600系统的技术先进性。系
统于8月和12月通过了夏季和冬季验收,验收时控制精度超过设计指标,达到温度±0.5℃、湿度±1%。英方对工程的评价是:“该系统优于劳斯莱斯公司目前所有同类型系统,给人以深刻的印象”。
杭州铁路新客站及综合楼楼宇自控系统简介论文
摘要：杭州铁路新客站建设规模按最高聚集人数5200人设计，主站房建筑长度268m，建筑高度71.55m，总建筑面积6.7万衬。地下1层为出站大厅、设备及办公用房，地上17层(三层以下为主站房)，一层为大堂、贵宾室、机房;二层为售票大厅、办公用房、进站大厅、商场、餐厅;三层为办公室、机房;四层以上为综合楼，集宾馆、办公、娱乐、餐饮为一体，约5万。
关键词：杭州，铁路新客站，楼宇自控
1.概况
杭州新客站及综合楼楼宇自控系统是将大楼内的电力、空调、通风、采暖、给排水系统等设备进行集中监视和分级管理，采用计算机及其网络技术、自动控制技术和通讯技术组成高度自动化的综合管理系统，确保了大楼成为具有最佳工作与生活环境、设备高效运行、整体节能效果最佳而且安全的场所。
1.1系统结构
杭州新客站及综合楼楼宇自控系统采用瑞士LANDIS&GYR公司的S6智能型集散控制系统，它由中央级、区域级及地区级三部分组成:
(l)中央级:为INsIGHT个人计算机图形工作站，配置:一台586电脑，一台系统输出/系统报警打印机，一台不间断电源(uPS)和一套INSICHT图型工作站软件。
(2)区域级:地下层冷冻机房内设置两个模块式智能控制器(MBS)来独立控制三台(每台300万大卡/时，水量950衬/h)嗅化铿机组。
(3)地区级:在裙房及标准层的设备间内配置相应数量的智能型单元控制器(UC一2)和数字输人/输出控制器，对软席候车室及进、出站大厅、售票大厅、大堂、商场、客房、娱乐餐饮等场所的新风处理机和送/排风机及照明进行监控，同时还对室外泛光照明进行监控。在地下层、屋顶和相关层配置相应数量的数字输人/输出控制器(DPU)，对生活水池、污水池、屋顶水箱、送/排风机和水泵进行监控。在地下层高低压变配电所内配置相应数量智能型单元控制器(UC一2)和数字输人/输出控制器(DPU)，来监测高低压配电柜。
1.2INSIGHT软件功能
利用INSIGHT个人计算机图形工作站软件，可轻易将所有的系统呈现在操作员眼前并对其进行监控，同时还具有显示、记录和报警功能。管理人员通过这个先进图形工作站，不但可以节省能源消耗成本，也可以对设备发生的问题通过这个工作站直接解决，而节省监控不同系统的时间。
2.各系统节能控制实现方式
2.1冷冻水系统的控制.
(l)冷冻机及其主要设备均按时间程序进行远距离及现场手动操作启停，现场控制优先。冷冻水泵、冷却水泵的启停由机组联动控制。
(2)通过温度传感器和流量传感器，按冷水机组的区配情况自动决定冷水机组及冷冻水泵的运行台数。
(3)在供水总管上装设压力传感器，根据压差信号，比例调节旁通阀开度，稳定供回水的压差。
(4)根据冷水机组和水泵的累计运行时间确定优先开机次序;当任何一台水泵出现故障时，根据累计运行时间，自动投入停运时间最长的水泵，以平均分配设备运行时间，使设备交替运转。中央空调系统的季节工况转换由人工设定。转入冬季工况以后，BAS系统自动按供暖控制程序运行。
2.2空气处理系统
空气处理自控系统是BAS的主要系统之一，对大楼环境舒适性和节约能源的意义重大。空气处理系统的监控点占系统控制总数的69%。
2.2.1空调机组的控制
(l)空调机组的启停由时间/事件程序自动控制，在BAS图形中心通过键盘或鼠标操作远程控制。
(2)通过监测空调机回风管温度(或室内温度)，PID调节器根据回风温度调节冷热盘管的二通阀开度，达到室内温度控制要求。
(3)过渡季节当新风温度接近室内温度预定值时关小回风阀开度，增加新风比例，直至全新风供冷或供热。
(4)利用软件提供的功能，还可运行以下节能程序:.最佳启动:在营业时间开始前先启动空调系统，以便开始改变工作区室内温度，令其到营业时间开始刚进人舒适(或工作要求的)范围内，这就是最佳启动控制。.最佳停止:在营业结束前的一个最佳时刻切除系统，这个时刻应“迟”得合适以维持营业时间的环境舒适水平，而又应“早”得充分以节省能量。夜间清洗:在夏令季节的早晨，系统启动夜间清洗程序，以利用早晨的凉爽空气清洗大楼，达到预冷的目的。预冷可以降低启动设备时的负荷。
2.2.2新风机组的控制
(l)新风机组的'启停由时间/事件程序自动控制，在BAS图形中心通过键盘或鼠标操作远程控制。
(2)通过监测新风机送风温度，PID调节器调节冷热盘管的二通阀开度，控制送风温度。
(3)调节新风阀开度，冬夏两季按最小新风量原则，关小新风阀;过渡季节开大新风阀，加大新风供应量。
2.2.3通风系统的控制
送/排风机均可按时间程序、远距离及现场手动操作进行启停。在平时由BAS系统控制送风，在火灾发生时由消防报警控制系统控制高速排烟。
2.3给排水系统
2.3.1生活给水系统的控制
(l)设备按时间程序，远距离或现场手动操作启停。
(2)对屋顶生活水箱的高低液位进行监测。当水位降低时打开生活给水泵，当水位达到高位时关闭生活给水泵;超高、超低水位报警。
(3)根据水泵的累计运行时间确定水泵的优先开机次序。平均分配设备运行时间，使设备交替运转。水泵发生故障时自动投人备用水泵。
(4)根据用水量调节生活水泵投入台数。
2.3.2生活热水系统的控制
(l)主要设备均可按时间程序进行远距离及现场手动操作启停。
(2)根据用水量调节生活热水回水泵投人台数。
2.3.3排水系统的控制
(l)主要设备均可按时间程序进行远距离及现场手动操作启停。
(2)对废水池、污水池的高低水位进行监测。当水位达到高位时，启动水泵进行排水，达到低位时停泵;当水位达到超高位时，启动水泵同时排水。
(3)根据水泵的累计运行时间确定优先开机次10序，平均分配设备运行时间，使设备交替运转。
2.4变配电系统的控制
对两个变电所各路低配进线的三相电压、电流、功率因素和母联开关状态进行监测。
2.5照明系统的控制
根据外立面造型，在相应位置及充分利用自然光的情况下，设立16路泛光照明的使用程序，自动控制照明开关。对受控照明的所有配电箱的运行状态或手动/自动状态进行监测。
3.结论
3.1运行
半年来达到的效果
(l)有效地节省能源:系统采用计算机程序及有关技术对大楼的综合用电设备进行监控和管理使设备处于最佳运行状态并根据大楼负荷开启设备，避免了设备长期不间断地运行，从而达到节能目的。采用此系统节能约30%左右。
(2)延长设备的使用寿命:设备在计算机管理下，始终处于最佳运行状态，及时报告设备运行状态和故障，按照明设备的运行状态打印维护信号报告，避免超出可延误维护，相应延长设备使用寿命，因而节省了资金。
(3)大量节约人力并有效加强人员管理:大楼内大量的设备巡视工作由计算机来完成。如遇设备故障，计算机会提醒值班人员找相应设备工程师维修，从而减少了工程闲置人员。同时计算机对设备状态与故障管理，自身有一套数据系统，使管理者可以查取某一时间设备运行情况及当班人员、处理方法等。能方便掌握设备运行状况，人员操作的一手资料，有利于人员的管理和事故的分析。
(4)保障建筑物与人身的安全:此系统对各设备的运行监视，可使值班人员及时发现故障、问题与意外，消除隐患，防范意外，保障建筑物与人身的安全。
3.2运行中的不足
(l)因嗅化铿机组蒸汽阀关不严，影响BAS系统对澳化锉机组的自动切换控制，已请厂家配合整改。
(2)压差开关的信号电平要根据采样点进行多次调整才能到位。
3.3综合上述，该楼宇自控系统为铁路新客站提供了应有的功能，还兼顾了综合楼办公、餐厅、娱乐、宾馆等使用功能;在设备管理方面提供了很方便、很经济的方法，更重要的是通过优化控制，提高了工艺过程控制水平，节约了能源消耗，降低了劳动强度和设备损耗，得到杭州新客站使用单位(中铁服务公司)的肯定。
某扩建工程楼宇自控系统方案的相关介绍
控制方案
该工程共有空调机组16台，新风机组4台，送排风机10台，空气处理机2台，射流风机7台。主要监控功能如下:
1.空调机组监测与控制
(1)根据回风温度采用P工D方式控制冷热水调节阀
(2)对新风门和回风门进行PID调节
(3)过滤器超过压差报警，以便及时清洗和维修过滤器
(4)根据现场的实际情况和用户的要求对机组编制相应的一般程序、假日程序及事故程序
(5)对机组的运行状态进行时实监测和声光报警
2.新风机组监测与控制
(1)根据送风温度控制冷热水调节阀
(2)盘管温度过低报警并关闭机组
(3)新风门与风机进行联锁控制
(4)过滤器超过压差报警
(5)监测风机状态与故障
(6)编制机组运行程序
(7)对机组的.运行状态进行实时监测
3.排风机监测与控制
(1)程序启停控制
(2)运行状态显示及运行时间累计
(3)故障报警
4.照明控制系统
(l)自动监测各路(本工程共有60路照明回路)照明开关状态
(2)按照预定程序自动启闭(或手控)照明开关
系统组成
本工程BAS选用霍尼韦尔公司的Excel5000xBS系统作为控制平台。整个系统由中央管理工作站、通讯网络与现场总线、现场控制机以及现场设备组成，该系统是一种无主控制器的集散型控制系统，具有较灵活多样的现场控制器，它采用了较先进的图形化编程与操作方式，并且具有系统容量大和综合控制能力较强等特点。特别是建立在Lonworks技术上开发的系列控制器产品可以充分满足控制系统对开放性和行业化的要求。
1.中央管理工作站系统配置
中央管理工作站主机房设在原有旧建筑的首层，建筑面积约100护。机房内安装有主控计算机一台，用于监控整个建筑楼宇自控系统。主机操作系统为WindowsNT，采用Honey，ellXBS5000系统监控运行软件。
2.现场控制机
现场控制机采用Excel5000系统中XL100和XL20两种机型。机内嵌装16位Intel80C188芯片，其R胡为128K，EPROM为512K，两种机型的输入/输出点分别为36和16，可以满足监控系统需要。现场控制机配置有ExcelCARE软件包，可以方便地编制出控制器应用程序，使工程设计过程大大简化。
3.通讯网络系统设计
本工程通讯网络采用集散分布式结构，由两级网络组成。
(l)中央站可提供标准的TCP/IP、IPX/SPX网络通讯协议，采用WindowsNT操作系统。可以通过局域网与系统集成软件通讯，实现资源共享。
(2)监控级网络采用标准化的C一BUS现场总线，传输速度9600bPs，并可扩展至IMbps。中央控制站与各分站设备之间采用非屏蔽双胶线连接，组成监控层局域网，此种方式可实现现场控制机与中央控制机之间的点对点通讯。
自控系统监控点明细表
根据系统图和监控原理图即可统计出该工程楼宇自控系统监控点数。而排风机、空气处理机和射流风机因线路比较简单未画出。
楼宇自控系统控制原理与实施论文
摘要:以实际工程为例，说明楼宇自控来统的组成及监控原理，介绍采用的系统及布置方案.本文对楼宇自控系统的设计具有普遍参考价值.
关键词:BA系统,DDC控制器,监浏,制冷机
1系统组成
某电力调度信息中心是一座综合性办公大楼. 大楼采用了美国HONEYwELL公司的XBS基本型建筑物自动化系统(以下简称BA系统)对建筑物内的设备进行控制与管理.系统由一台中央站、17台DDC(直接数字控制器)、若干现场传感器及执行器等组成，如图1所示.根据监控点的分布情况，在设备较集中的冷冻机房和水泵房处分别设置了两台XL500型DDC(大型控制器)，其它楼层空调机房内设置了15台XL10。型DDC(中型控制器).这些DDC作为系统的分站，通过各监控点直接就近监控设备. 系统中，17台DDC通过一条C一BUS通信总线与中央站通信，形成一套集散控制系统:即中央站承担集中管理功能，分站即DDC承担实时性较强的控制和调节功能方案.在BA中央操作站不工作、BA中央操作站故障或C一BUS故障等情况下，DDC仍可根据预先编制好并存放在块擦存储器内的程序对其管辖范围内的设备进行自动控制.中央站由UPS供电，DDC及现场监测器件、执行器件由专用净化电源供电.
2控制对象及监控原理分析
2.1空调水系统
空调水系统竖向分为两个区即低区系统和高区系统. 由图2看出，三台制冷机、五台冷却泵及八台冷却塔构成了冷却水循环系统.冷冻水循环系统则由三台制冷机、三台一次冷冻泵、两台集分水器及压力平衡阀、两台二次冷水泵、两台冷水换热器及空气处理机组等构成.低区由制冷机及一次冷冻泵直接提供一次冷水(7℃一12C).高区则由两个循环组成:冷冻水从制冷机出发经过冷水换热器、一次冷冻泵然后再返回制冷机，构成了第一个循环;冷冻水从冷水换热器出发，经过二次循环泵、空气处理机组，然后返回冷水换热器构成了第二个循环.冷水换热器(置换出8℃~13C的二次冷水)藕合了这两个循环系统.(1)制冷机的'监控
从以上分析可以看出，本系统是一个单级泵变水量制冷系统川.正常运行时，制冷机、冷冻水泵、冷却水泵一一对应.BA系统监测制冷机的运行状态、故障状态，同时对制冷机进行远程启停控制.
(2)单台制冷机
同冷却水泵、冷冻水泵的联锁控制.根据工艺要求联锁启动顺序为:冷却水泵投入一根据冷却水回水温度判定冷却塔风机投入~冷冻水泵投入~制冷机投入.联锁停止顺序为:制冷机切除~冷却水泵切除~冷却塔风机切除~冷冻水泵切除.
(3)负荷计算BA系统
在低区分水器的冷冻水总进水管道设置流量传感器+变送器，用以计算冷水流，同时在低区分水器和集水器上分别设置水温传感器用于检测低区冷冻水温度.
(4)制冷机台数控制
BA系统根据冷负荷大小决定投入制冷机台数.
(5)平衡阀的控制
采用负荷控制时，为保证制冷机水量的恒定，BA系统在高低区分设了两个电动平衡阀.低区设立在总分水器与集水器之间，高区设立在供回水总管之间.现以低区为例说明平衡阀控制原理.总分水器与集水上各设置了压力传感器，用以计算供回水压差△P，分水器和集水器之间设置旁通平衡阀.控制原理如图3所示.当实际所需冷负荷增大时，负荷侧冷水流量增加，△p减小，此时通过减小平衡阀的开度来达到补充平衡.最大旁通水量约为一台一次泵的流通水量.同时，从旁通管道来的水返回回水总管，进入制冷机，因而制冷机蒸发器的水流量始终保持稳定，保证了传热效率，避免蒸发器冻裂的危险或制冷机工作不稳定. 本系统现场整定值如下:高区1.3MPa，低区2.5MPa.
(6)冷却塔的监
冷却水系统共设置了三组8台冷却塔.在每路冷却水回水总管上加装水温传感器用以测量冷却水回水温度.冷却塔组投入的数量取决于制冷机投入的台数，根据制冷机与冷却塔组的对应关系，当启动制冷机时，应投入对应的冷却塔组.现以一组为例说明冷却塔投入与切除的原则. 当一号冷却泵运行且冷却水温度超过29℃时，6“冷却塔投入;当冷却水温度超过31C时，7“冷却塔投入;当冷却水温度超过33“C时，8“冷却塔投入.反之，当冷却水温度低于33℃时，8“冷却塔切除;当冷却水温度低于31℃时，7“冷却塔切除;当冷却水温度低于29℃时，6“冷却塔切除.现场调试应仔细设计温度差并加以必要的延时，这样才能保证制冷机正常运行并且避免冷却塔频繁启停.
(7)冷冻水泵、冷却水泵台数控制
冷却水泵、冷冻水泵采用同制冷机—对应的控制原则.当需要一台制冷机时，先启动一台冷却水泵再启动一台冷冻水泵.
(8)空调用膨胀水箱的监测系统
在低区和高区各设置一个膨胀水箱，分别为空调水系统高、低区进行定压，保证空调水系统为闭式系统.BA系统对膨胀水箱的水位进行检测，其具体报警水位现场整定.
(9)锅炉及换热器部分
本系统四台电热水锅炉及四台热水循环泵由PLC进行联锁控制构成一个相对独立的系统.因此BA系统只对其实施监测功能.监测内容为:每台电热水锅炉PLC运行状态、压力报警、水温报警、水位报警及锅炉出水温度;检测集、分水器供回水温度、压力;检测换热器出水温度.
2.2空气处理系统
本系统共包括35台新风机组、9台柜式空调器、564套风机盘管及31台排风机.BA系统针对不同机组实施不同的监控方案.现以柜式空调器为例说明控制原理.
(1)机组启停控制
BA系统对机组实施时间控制或事件控制.对不同部位空调机组的时间控制根据大楼的实际情况可由操作人员进行修改.
(2)BA系统
通过压差开关监测过滤器的状态，当压差开关两端压力升高到一定程度时(现场整定)，BA系统提示性报警表明过滤器需要进行清洗.
(3)风门控制
BA系统通过检测回风温度和回风湿度，自动计算回风焙值[3]，同时结合新风温湿度计算新风焙值，经过PID运算自动调节新、回风门的开度.新风门与回风门的开度之和保持10%，二者的开度互为反比
(4)运行状态检测
BA系统监测安装于送风风道上的压差开并状态，来确认风机目前的运行状态，并同实际风机启动命令相结合，监测风机的故障状态.当出现故障时，系统给出提示性报警.
(5)温度控制
BA系统检测回风温度，并同回风温度设定值进行比较，利用PID算法自动调节电动调节水阀的开度，使回风温度维持在设定值上.
(6)风机盘管是空调末端装置，由温控器直接控制.
(7)送排风机的监控
送排风机的控制主要采取时间控制.根据本工程的特点，对各处的送排风机的时间控制，模拟功能区的使用情况现场设定，BA系统对送排风机实施启停控制、运行状态监测.
2.3给排水系统的监控
本部分由地下二层3台变频生活水泵、10台污水泵等组成。BA系统监测生活水泵、污水泵的运行状态及故障报警，这些信号均取自相应电控箱中的无源触点信号.
2.4泛光照明系统
系统在1层、5层及32层设有泛光照明.BA系统对泛光照明采取时间控制或事件控制.通常情况下通过设定照明时间自动启停室外泛光照明，设定时间可修改.
3系统运行
本BA系统完整地实现了设计目标，目前已成功地运行半年.系统运行稳定、可靠，产生了应有的运行效益，得到了用户的高度称赞并顺利通过验收.
参考文献:
[l]HONEYWELLEXCEL5000系统应用手册[S〕.
[2]柴慧娟.高层建筑空调设计〔M〕.北京:中国建筑工业出版社，1-9.
[3]张祯，周治湖.空调自控设计基础及图例集[M].北京:中国建筑工业出版社，.
空压站自控系统构建及应用
本文将结合广州本田汽车有限公司第二工厂空压站自控系统构建的.实例,来阐述如何在汽车制造工厂,利用PLC系统及工业控制组态软件来构建空压站监控和数据采集系统,来代替原来的现场操作,实现空压站运行和管理的自动化,并有效控制空压站系统能耗
作 者：孔凡斌 作者单位：广州本田汽车有限公司,广东,广州,510700 刊 名：华章 英文刊名：HUAZHANG 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U468 关键词：空压站 自控系统 构建 应用楼宇智能系统介绍论文
摘要：从目前的发展趋势看， 楼宇可视与非可视对讲系统工程设计与安装调试是一门既有理论又有实践技术的综合性学科，并且是一个技术复杂、规模庞大的系统，它是工程理论与工艺技术相结合的产物。本文用简洁的语言，介绍了楼宇可视与非可视对讲系统等方面的诸多课题。
设计是工程的成败之本，是一项十分重要并充满挑战性能的工作，随着全球计算机技术、现代通信技术的迅速发展，人们对信息的需求也越来越强烈，社会的进步在进入光彩夺目的二十一世纪以来，导致具有楼宇管理自动化——Build Automation、通信自动化——Communication Automation、办公室自动化——Office Automation等诸多功能的智能建筑在全球范围内蓬勃掀起。
从上个世纪八十年代以来，随着经济活动的中心城市化，都市中的住宅与高层建筑如雨后春笋地耸立起来。为确保住宅和大楼内生活、工作的舒适、安全和楼内外的信息处理，智能楼宇可视对讲系统因此而诞生了……
智能楼宇可视对讲系统主要应用于楼宇内住户与外来访客之间提供双向通话，同时通过门口安装的摄像机为住户显示外来访客的图像，为住户是否让来访客人进入做出判断。由于住户遥控防盗门的开关及向保安管理中心进行紧急报警是一种安全防范系统，能阻止不法分子非法进入，达到防盗的目的。因为这种系统采用的是密码开锁或刷卡锁，使住户能方便地利用自己家的`密码或卡片开锁，保证了密码开锁或刷卡锁的保密性能与唯一性（密码能按住户的要求随时改变——从而保证了密码不被他人发现）。
这种智能楼宇可视对讲系统还集成了家庭安全防范系统，当有一个探测器发出报警信号时，它通过智能楼宇可视对讲系统传输线路传递到管理中心，同时发出报警信号——声光信号，并在管理中心的主机上显示几号楼、几号单元、几号住户出现安全事故。因管理中心的主机与电脑联网，所以实现了与安防中心联网的功能。由此，安防监控中心可及时掌握和控制所管辖区域内的安全状况。
随着社会的发展，人类的进步，安全、舒适和先进的居住环境已成为现代化住宅小区（或智能化住宅小区）的基础，而智能楼宇可视对讲系统是营造这一基础的一个重要组成部分，这个系统将楼宇的入口、住户及小区物业管理部门三方面的通讯集成在同一网络中，组成防止住宅受非法侵入的重要防线，有效地保护了住户的人身安全和财产安全。
系 统 原 理
智能楼宇可视对讲系统是应用了单片机编程技术，双工对讲技术、CCD摄像及视频显示技术而设计的一种访客识别电控信息管理的智能系统。住户楼门平时总是处于闭锁状态，避免非本楼人员在未经允许的情况下进入楼内。本楼内的住户可以用钥匙或密码开门自由出入。当有客人来访时，客人需在楼门外的对讲主机键盘按被访问的住户房号，同主人进行双向通话或可视通话，通过对话或图像确认来访者的身份后，如住户主人允许来访者进入，就用对讲分机上的开锁按钮键打开大楼入口门上的电控门锁，来访客人便可进入楼内，来访客人进入后，楼门自动闭锁。住宅小区物业管理部门通过小区对讲管理主机，对小区内各住宅楼宇对讲系统的工作情况进行监视。若有住宅楼入口门被非法打开，对讲系统出现故障，小区对讲管理主机就会发出报警信号和显示出报警的内容及地点。
小区楼宇对讲系统的主要设备是对讲管理主机、楼宇大门入口主机、用户分机、电控门锁、多（单）路保护器、电源等相关设备。对讲管理主机设置在住宅小区物业管理部门的安全保卫值班室内，门口主机设置安装在各住户大门内附近的墙壁上或台上，系统可按用户要求进行不同的配置，如在同一幢大楼中可视与非可视系统可同时共用等等。系统的主要类别有如下几种：
1、 单户型——具备可视与非可视对讲、遥控开锁、主动监控，使住宅内的电话（与市话连接）、电视与单元型可视对讲主机组成单元系统等功能。
2、 单元型——单元型可视与非可视对讲系统主机分直按式和拨号式。
直按式容量较小，分为15、18、21、27等户型类别，主要适应于十层以下的住宅。它的主要特点是：一按就应，操作简便。
而拨号式对讲系统的设计容量就大得多了，多为256户型类别，主要适应于十层以上的高层建筑。它的特点是：操作方式与拨号电话一样，界面豪华。
这两种系统都采用总线方式布线，它的解码类别分为楼层解码和室内机解码两种方式。这种室内机常规与单户型的室内机兼容，均能实现可视与非可视对讲，遥控开锁等等诸多功能，并能挂接管理中心。
3、 小区联网型——采用区域集中化管理（多功能）。它不仅具备可视与非可视对讲、遥控开锁等多种功能，并能接收住宅小区内各种技防探测器的报警信息与紧急援助，主动呼叫辖区内任何一个住户或群呼所有住户实施广播功能。
功能扩展联网型系统实现了三表（水、电、煤）抄送、IC卡门禁系统与其他系统组成的小区物业管理系统。
上述三种方式是从简单到复杂、从分散到整体逐步发展而成的。小区联网型系统是现代化住宅小区管理的一种标志，是实现可视与非可视楼宇对讲系统的最高级形式。
完美的系统技术性能
如若是单元型可视与非可视对讲系统，常规采用如下措施可大大提高系统的性能：
1、 应用人体红外检测技术：人来自动上电——节约能源、延长寿命、增加可靠性。
2、 系统配置夜视功能：当外部光照降低到一定程度时（也可调节起控点，以适应不同的工作环境），系统自动启动红外辅助光源照明（人眼无法见），帮助摄像机拾取清晰图像，同时启动键盘操作照明系统的设置——常规是以LED或白光灯以及荧光方式点亮键盘，方便夜间操作。
3、 低功耗待机功能：待机时CCD对讲电路系统均处于休眠状态，电路系统功耗小于20mA，大大延长了系统的工作寿命。
4、 双工对讲功能：语音清晰宏亮连贯，如若应用专用电路，双工对讲系统电路在工作时，声像串扰小、不自激、不失真。
5、 全面提高了可视与非可视对讲系统的技术特性：由于采用了总线式布线，信号线的使用大大减少，全方位提高了标准化模式的施工，有效地降低了工作量。另一方面，分户线上的隔离和保护装置，在总线未被破坏的状况下，即使系统中有一用户分机出了故障，也不会影响整个系统的正常使用。
6、 醒目的全新技术：采用最新的数码语音技术，完美地提示语音应用帮助与系统应用操作问候，真优美的人性化产品，可按需要随时更换语音的内容。
7、 全方位系统升级扩展功能：
A——可与管理中心实施连接，组成小区区域联防系统；
B——能方便地设置火灾、匪警、紧急求救等自动报警功能等。
系统的开发设计规则
1、 可视与非可视对讲系统必须具备集中、统一的管理能力，为住宅建筑物业管理提供方便。根据我国现行的管理体制，公共安全是集中统一管理的。要求系统必须具备多级集中的统一管理中心，实施科学化的管理使安全防范技术发挥最佳效果。
2、 可视与非可视对讲系统必须具备安全性、可靠性、容错性。系统本身的安全性非常重要，必须具备很强的防破坏能力。设备的可靠性是个极重要的指标。另因用户的层次不同及素质的不一致将导致系统在使用过程中的误操作，所以要求系统有较强的容错性能和自检功能。
3、 系统的设计和产品的选择应选择标准化、规范化——与国际接轨。
4、 可视与非可视对讲系统应具备开放性、可扩性、兼容性和灵活性。系统具有结构开放、信息传输兼容性强、终端互换性高、系统网络清晰和组网简单等特点。
5、 可视与非可视对讲系统在二十一世纪今天的安全防范技术发展上说已相当成熟。若进一步开发，在技术上应追求先进，使用上更简便实用。
后 语：楼宇可视与非可视对讲系统是将计算机网络技术、多媒体技术与监控技术有机结合起来的一种全新控制系统，它能将计算机网络系统和监控技术连接起来，把两个独立的系统走向融合，实现了真正的三网合一——数据、语音和图像。在理念和方式取得重大突破。应用计算机网络技术，将数字化监控信息传递到网络上，与现有的信息管理系统融为一体。可以说，楼宇可视与非可视对讲系统所涉及的各项技术的背景均是成熟的，其技术发展符合现代数字技术的潮流，它是信息化社会发展的必然趋势。
随着互联网技术和信息通讯技术的飞速发展，信息化、智能化的浪潮正在席卷世界的每一个角落，楼宇可视与非可视对讲系统进入住宅，它正全方位地改变人类的社会生活，使人们的生活发生了翻天覆地的变化。楼宇可视与非可视对讲系统的兴起，适应了社会的信息化——成为二十一世纪房地产投资开发的主导方向。由于人们生活水平的不断提高，越来越重视住宅小区的质量、安全性以及信息的获取和管理，这又大大促进了楼宇可视与非可视对讲系统的发展。
智能楼宇安防系统论文
智能建筑及楼宇自动化是近几年兴起的新领域，特别是近年来现代高科技和信息技术的发展，实现了“将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术（HBS）连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐”的目标。
智能建筑应当是：“通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。” 智能建筑的智能化其组成按其基本功能可分为三大块：楼宇自动化系统 BAS(Building Automation System)、办公自动化系统OAS(Office Automation System)和通信自动化系统 CAS(Communication Automation System)，即“3A”系统。
目前，国内的楼宇自动化系统大都采用以单片机为核心，通过串行通讯总线进行系统连接并通信，这种系统在本质上因采用了封闭式通信协议。现场总线控制系统 FCS(Fieldbus Control System)因通信协议的开放性而能很好地解决这些长期困扰我们的问题，它的应运而生在控制领域产生了一场新的革命。
现场总线是一种串行化、数字化数据通信链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即场地级设备）之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。在当前多种流行的现场总线中，LonWorks 现场总线技术异军突起，以其优良的性能与特点而迅速在楼宇自动化系统中得到越来越多的应用。
1 LonWorks主要技术
LonWorks 总线主要是以美国 Echelon 公司等发起并于 1990 年正式公布推出的局部操作网络（Local Operating Network），已成为在 BAS 应用中最有影响的现场总线。LonWorks 以其优秀的分布处理能力、开放性、互操作性、多媒介适应能力以及多网络拓扑结构等特点,适应了未来发展对测控网络的要求。LonWorks 技术是用于开发监控网络系统的一个完整的技术平台，它包含所有设计、配置和维护网络所需要的技术：3120/3150 Neuron 芯片；NeuronC 编程语言；LonTalk 协议；LonWorks 收发器；LonBuilder 和 NodeBuilder 开发工具等。LonWorks 网络系统由智能节点组成，每个智能节点可具有多种形式的 I/O 功能，节点之间可通过不同的传输媒介进行通信，并遵守 ISO/OSI 的七层模型协议。
（1）智能节点
构成 LonWorks 控制网络的 Neuron 智能节点由神经元芯片、传感器、控制设备、收发器和电源等组成。Neuron 智能节点分为两类，第一类是名为基于 Neuron芯片的节点，节点中不再出现其它处理器，它利用 Neuron 芯片完成包括通信以及用户应用程序在内的所有工作，此类节点结构简单、成本低，适用于控制功能较为简单的网络系统；另一类是称作基于主机的节点，节点中除了 Neuron 芯片以外，还有其它的处理器，诸如单片机等，前者主要完成通信工作，后者则完成用户的应用程序，此类节点结构复杂、成本高，但可实现复杂的控制功能。图1为基于Neuron 芯片的节点结构。
（2）Neuron 神经元芯片
Neuron 芯片是 LonWorks 技术的核心，每一个神经芯片在制造期间被赋予一个唯一的 48位码的标识，称为标识码。它既进行通信的管理，也同时具有输入、输出和控制的能力。3120 与 3150 两大系列芯片主要由 Motorola、Toshiba、Cypress三个公司生产，芯片内有 3个8 位流水线作业的 CPU。介质访问控制 CPU 处理LonTalk 7 层协议的第 1 到第 2 层，包括驱动通信子系统硬件和执行 MAC 算法。网络 CPU 处理 LonTalk 协议的第 3 到第 6 层，包括处理网络变量寻址事务，权限证实，背景诊断，软件计时器，网络管理和路由等，同时还控制网络通信端口，物理的发送和接收数据包。应用 CPU 执行用户用 Neuron C 语言编写的代码以及用户代码调用的操作系统命令。3 个 CPU 分别通过片内的网络缓存器和应用缓存器进行通信。新出现的低能耗芯片 MCl43120LE2FB 采用 3V工作电压，减小了电力消耗。广泛适用于传感器、执行器、安全检测器和自动调温器，尤其适用于建筑物内嵌的分散控制网络。
2 系统硬件设计
楼宇自动化安防系统选用两级计算机监控系统，即由上位管理机、LonTalk适配器以及多个智能节点组成，节点数量可根据监控的需要增减，使用LonWorks 现场总线作为控制和通信网络把各节点连接成一个分布式智能控制系统，其网络结构如图2所示。
家庭智能节点的硬件电路主要由神经元芯片、单片机、键盘、LED显示、蜂鸣器、A/D 转换等部分组成。其中信号采集部分可由门磁开关、微波侦测、红外侦测、火灾检测、烟感探测等诸多类型传感器组成。采集到的信号送到单片机，经分析处理产生现场声光报警的同时，并判断报警类型，如果是火警类型则显示“F×××”，其中F表示火警，“×××”表示报警的房间号（以下同）；若为盗警则显示“D×××”；若为紧急呼叫则显示“B×××”；若采集信号出现故障则显示“E×××”。若遇到需要显示二种及以上信号时，按F×××、B×××、D×××、E×××的优先级循环显示报警信号。亦可依据主人设定的状态将报警信号通过公众电话网以数据或语音两种方式进行报警。
数据报警是在自动拨打设定的电话后，再将报警的地址及报告码以数据形式送出。上位机设在住户所属区域的报警中心，可直接将该系统通过LonWorks总线与之相连，构成城区报警防护网络中的一部分。一旦出现紧急状况而产生报警，按照先报警中心后户主的优先级报告家中警情。根据所传送的数据，报警中心的计算机可立刻显示出报警住户的.地址、警情并连同报警时间一并送至打印机打印输出，同时将报警状况存于计算机的硬盘中，以便日后查证。此时值班中心的值班人员可立即通知有关人员前往处理。语音报警则是在自动拨打完主人设定的电话号码后，待对方摘机，立刻播放存于语音芯片中的语音提示音，如 “家中有情况，速回”。
该安防节点可对多个防区进行设防，系统共有居家、外出、入户、测试、关闭五种模式，分别表示五种不同的工作模式。系统还具有进门/出门延迟和进出延迟区的延迟时间设定功能。该安防模块一次最多设置四组报警电话号码，拨不通可自动重拨。此外，该模块具有很强的扩展能力，具有多个模拟量、开关量输入/输出接口，用户可根据需要增添不同采样传感器来扩展系统的功能。
安防节点结构框图如图 3所示，神经元芯片 MC3150 是家庭安防节点的通信控制部分，通过它可以与住宅其它节点进行通信联络，物业管理中心也是通过其向各家庭安防节点传达各种控制命令。图中单片机 8031 是安防节点的中心控制部分，整个单片机及其它与其相连的设备一起作为神经元芯片的输入输出设备，其实这一部分也具有相对立的功能：如果神经元芯片与 LonWorks 总线断开时，那么整个安防节点仍具有防盗报警等功能，这时的控制完全由 8031来完成。所以该系统的可扩展升级性很强，能满足不同用户的需求。图中的开关量输入/输出及模拟量输入/输出用来采集各种报警信号和完成 8031 下达的控制命令。
3 系统程序设计
随着现场总线智能设备通用性的提高和成本的降低，简单的控制任务转移到现场智能节点中，成为现场控制。在基于LonWorks的楼宇自动化安防系统中，系统的控制功能已分散到各个控制节点，控制节点在监控计算机、通信链路和其它节点出现故障的情况下均能安全地工作，提高系统的可靠性。安防系统的智能节点主要完成两个任务：一是检测信号的测量；二是监控计算机和智能节点的信息交换，包括安防系统的智能节点检测到的信号、自身的运行状态和监控计算机发出的控制命令。各控制节点的应用程序采用Neuron C语言编写，并使用NodeBuilder节点开发工具进行调试。
Neuron C任务调度是事件驱动：当一个给定事件发生的条件为真时，与该事件关联的一段代码(称为任务)被执行。事件是通过When语句来定义的，一个When语句包含一个表达式，当表达式为真时，则表达式后面的任务被执行。智能节点的主程序流程图如图4。
LonWorks网络中的每个节点间可以实现点到点的信息传输，具有极其良好的互操作性，使整个网络实现了无中心的真正的分布式控制系统，与传统的集散控制系统相比较，大大提高了系统的安全性和可靠性;减少了与一次元件相连的模件的型号品种的数量和大量的连接电缆，降低了系统材料、安装、维护等费用。
在实时控制方面，实现了可相互操作的现场总线LonWorks的网络技术的通信协议LonTalk，为楼宇自动化安防系统中的传感器、执行器和控制器之间网络化操作奠定了基础。
采用分布式模块化结构，组成局域通信网络，系统适应性强，组态灵活，扩充容易，网络规模可以根据需要进行调整。
系统采用大量灵敏度高、响应速度快的传感器和先进的检测手段，可有效地防止漏报，实现准确报警，确保建筑物的安全和对建筑物的科学管理。
4 结束语
LonWorks网络非常容易与其他网络实现互连，可以实现远程操作和控制。Lonworks开放式、可互操作性、成熟和低成本的特点， LonWorks国际标准的制定，更加推动了它的发展与应用。在智能楼宇安防系统中使用LonWorks总线技术使控制器对控制点实现了分楼层检测、控制和报警，提高了系统内部的通信速率、实时性；降低了误码传送率，更好地保证智能建筑的安全性和智能化。
参考文献
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摘要：现如今，随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，当前建筑建设进程逐渐加快，同时对于如何做好建筑楼宇的防火设置始终是建筑行业关注的焦点之一。文章研究分析楼宇系统电气消防技术时，在分析电气消防技术和楼宇系统电气火灾原因的同时，重点分析了楼宇系统电气消防技术应用中存在的主要问题以及其发展方向。
关键词：楼宇系统；电气消防技术；建筑行业；电气火灾；电气设备 文献标识码：A
21世纪的今天，楼宇电气设备逐渐成为整个建筑使用功能保证的重要工具，同时伴随着人们生活水平的全面提高，当前经济社会逐渐稳步发展，而楼宇的电气系统的消防设施水平有着越来越高的要求，以至于楼宇系统电气消防的设计面临着前所未有的难题。楼宇系统电气消防设计中，更要结合建筑物的特点，并深入分析楼宇系统电气消防技术应用中存在的问题，做好楼宇系统电气消防技术的合理应用和发展。
1 电气消防技术和楼宇系统电气火灾的原因
1.1 电气消防技术
楼宇系统电气消防工作主要是一种消防供电，并做好火灾的应急照明。同时电气消防供电设备更是联合火灾报警系统，对火灾的发生有效避免。疏散指示标志主要是火灾发生的时候，做好人群的及时疏离，其系统将会产生一种自动报警，做好建筑物的防火，将火灾发生的可能性降到最低。
对于楼宇系统电气火灾的发生而言，其原因是多方面的：第一，由于电线的老化，进而降低了电线的绝缘性能，并在潮湿的空气中，导致电线处于一种短路状态，进而引发的一种火灾。而这类火灾的预防中，就要对电缆及时的检查，并及时更换破皮以及橡皮老化的电缆；第二，楼宇系统电气火灾产生的原因主要是一些照明灯具经过长时间的使用之后，过高的温度引起的一种火灾，这类火灾预防的过程中，就要对灯具的高度进行合理的设置，并保证灯具有着固定的位置，及时清理附近的一些不需要的材料；第三，由于电焊机有着相对较多的线接头，一旦其和地面相接触，将会引发火灾的发生。这类火灾的避免就要对线接头处进行绝缘处理，并及时准备灭火器。楼宇系统电气火灾发生的原因并不仅仅局限于以上几点，火灾发生的过程中，同样也存在更多的形式，严重影响着当前楼宇系统的建设发展，对于建筑行业的高速发展产生了极其不利的影响。
我国社会经济不断进步，当前人们对于房屋电气以及消防技术的要求越来越高，对于建筑施工和设计而言，楼宇系统电气消防技术逐渐成为施工设计的重要环节之一，同时楼宇系统电气消防技术应用中存在的问题是多方面的，主要有以下三点具体体现：
2.1 电路的敷设存在问题
当前楼宇消防重大安全事故产生的重要原因则是电路敷设存在一定的问题，在设计楼宇电路的过程中，设计人员对于建筑的美观以及工程的完整性有着一定的重视度，却将建筑物使用的整体效果加以忽略。在实际的设计中，在建筑的墙壁内将电线埋设、敷设过程中，电路引导的材质更是选择塑料管，火灾发生时，将会破坏外塑料管，同时导致电线处于一种燃烧的现象。
2.2 火灾自动报警系统存在问题
楼宇系统电气消防技术应用过程中，火灾自动报警系统中，往往存在漏报以及误报的现象，对于火灾自动报警系统而言，温度感应器和感烟器是其核心部件，而在设计的过程中，并没有结合现场的电气系统实际运行的现状，以至于火灾自动报警系统仅仅处于一种形式，难以充分发挥其重要的价值。
2.3 供电系统设计存在问题
楼宇系统电气消防技术应用中其供电系统设计同样也存在一定的问题，供电系统是对建筑消防系统正常运行的一种维持，设计的过程中，不仅仅对消防系统运行效率产生一定的'影响，同时对于消防系统灾情的控制也有着一定的重要意义。但是设计人员缺乏对供电系统设计的高度重视，同时也缺乏对现场的科学考察，以至于设计过程中难以充分地发挥出其重要价值。
总而言之，楼宇系统电气消防技术应用中存在的问题更应该引起相关的重视，并在楼宇系统电气相关系统设计中，本着科学的理念，避免严重安全事故问题的
产生。
楼宇系统电气消防技术发展的过程中，更要顺应当前时代发展的潮流，并在当前经济发展中更加注重对科学技术的合理应用，并做好楼宇系统电气消防技术的科学化应用。
3.1 实现智能化的楼宇系统电气消防技术的应用
伴随着现代化科技的不断进步，当前楼宇系统电气消防技术发展的过程中，更要顺应当前时代发展的主题，逐渐地将电气消防技术转向智能化的方向全面发展。智能化的楼宇系统电气消防技术就要做好火灾自动报警以及消防联动控制系统的应用，同时也要做好自动跟踪定位射流灭火系统和电梯火灾监控系统的合理应用，对环境的温度和湿度进行合理的观察，做好相关数据的分析和比较，将火灾预报的准确度全面提高，并做好火灾的安全防控，将系统的稳定性和可靠性显著
增强。
3.2 实现电气符合大容量化的消防技术应用
伴随着我国人们生活水平的不断提高，当前楼宇内的用电量逐渐增加，同时在当前楼宇系统电气消防技术发展应用中，更要实现电气符合大容量化的全面发展。增加线路分支的回路，并采取较粗的线路截面，进而避免绝缘层老化，将短路火灾的发生率显著降低。在设计的过程中，就要充分保证楼宇有着相对安全的电气
消防。
3.3 保证楼宇系统电气消防技术应用的社区化
当前城市化进程逐渐加快，同时社会进程也在不断进步，而做好楼宇系统电气消防技术的应用，就要结合当前人们的生活状态，并依据人们的实际需求，做好楼宇系统电气消防技术的合理化应用。在现阶段的楼宇系统电气消防技术发展中，就要保证其电气消防技术不仅仅有着整体化的特点，同时也有着社区化的基本特点，在设计的消防设计中，就要依据于不同小区建筑的规模以及类型合理地加以确定，针对不同的建筑主体进行不同的设计，从根本上保证楼宇系统电气消防技术应用中有着一定的社区化。
总而言之，楼宇系统电气消防技术发展中，更要结合国际发展的趋势，并在当前经济发展中，以居民的安全健康为主要的出发点，加强施工设计人员的安全防范意识，做好对各个建筑区场地的实际考察工作，并保证楼宇系统电气消防技术逐渐地趋向于高效性、实用性、安全性以及智能化的综合发展。
4 结语
随着时代经济的飞速发展，我国社会经济不断进步，当前人们对于房屋电气以及消防技术的要求越来越高，对于建筑施工和设计而言，楼宇系统电气消防技术逐渐成为施工设计的重要环节之一，而本文通过对消防技术做了主要的概述，并分析了楼宇系统电气消防中火灾发生的形式，总结导出，当前楼宇系统电气消防技术应用发展中，更要保证楼宇电气消防设计有着一定的科学性和针对性，从根本上对设计问题引起重视，最终推进楼宇系统电气消防技术逐渐的趋向于高效性、实用性、安全性以及智能化的综合发展，对建筑行业的安全加以保障。
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