工程師論文范文樓宇自動化控制系統(tǒng)的應用與趨勢

　　隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，自動化技術也開始應用到各行各業(yè)了，智能化樓宇技術也開始應用起來了，本文主要針對樓宇自動化控制系統(tǒng)的應用與趨勢進行了一些研究，文章是一篇工程師論文范文。

　　摘要：隨著計算機技術、控制技術、通信技術及信息技術的高速發(fā)展，人們對生活、辦公環(huán)境安全性、舒適性的要求日漸增長，智能建筑應運而生，智能化應用也相對逐漸成熟。智能建筑系統(tǒng)的一個非常重要的組成部分就是樓宇自動化控制系統(tǒng)。由此該文就樓宇自動化控制系統(tǒng)進行相關探討。

　　關鍵詞：智能樓宇,自動化控制系統(tǒng),應用,發(fā)展趨勢

　　進入 21 世紀，智能化樓宇的概念逐漸清晰，并正在建筑領域中產(chǎn)生著越來越大的影響。樓宇自控系統(tǒng)以它優(yōu)越的條件在智能建筑中得到了廣泛的應用。因此研究樓宇自動化控制系統(tǒng)是十分必要的。智能建筑通過樓宇自動化系統(tǒng)實現(xiàn)建筑物(群)內(nèi)設備與建筑環(huán)境的全面監(jiān)控與管理，為建筑的使用者營造一個舒適、安全、經(jīng)濟、高效、便捷的工作生活環(huán)境，并通過優(yōu)化設備運行與管理，降低運營費用。

　　1 智能樓宇的發(fā)展

　　什么樣的建筑才算是智能樓宇?智能樓宇是現(xiàn)代建筑技術與當代信息技術、計算機技術和自動控制技術等有機結合的產(chǎn)物。

　　從1984年在美國康涅狄格州哈特福德市中世界上第一個智能樓宇的產(chǎn)生，隨著中國上個世紀90年代房地產(chǎn)市場的繁榮，智能樓宇開始進入中國市場。從二十一世紀初發(fā)展至今，這十幾年是房地產(chǎn)業(yè)的黃金十幾年，也是智能樓宇飛速發(fā)展的十幾年。十幾年間，規(guī)劃更合理，建筑更智能，城市更宜居。行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，實現(xiàn)了立足建筑、面向城市，立足國內(nèi)、面向國際的跨越式發(fā)展。

　　2 樓宇自控系統(tǒng)的概念與特點

　　樓宇自控系統(tǒng)綜合運用計算機網(wǎng)絡技術、傳感器技術和自動控制等多種技術對建筑中的機電設備如空調(diào)、通風、照明、供配電、給排水以及電梯等設備進行有效的自動化控制，最終達到建筑設施更有利于人們居住的要求。

　　樓宇自控系統(tǒng)的特點：①節(jié)省能源。現(xiàn)代建筑物消耗能源非常大，建筑物的能耗占整個能耗的三分之一以上。樓宇自控系統(tǒng)充分利用了先進的焓值最佳控制、自動照度控制、最優(yōu)設備啟停控制等有效節(jié)能措施后，極大地減少了建筑物的能耗。②節(jié)省運營成本。樓宇自控系統(tǒng)是通過計算機集中控制的，可以大大減少操作人員和設備維護人員數(shù)量，節(jié)省了大量的人力。通過一些節(jié)能管理方案，在滿足建筑環(huán)境舒適性的條件下，還可以進一步降低日常營運支出，節(jié)約建筑的運行成本，提高效益。③延長設備的使用壽命。樓宇自控系統(tǒng)可實時監(jiān)測建筑設備的運行狀況，通過程序控制實現(xiàn)機電設備的使用時間，及時發(fā)現(xiàn)設備故障和定期提示維護、保養(yǎng)，從而延長設備的使用壽命，降低維護費用，進一步提高投資回報效果。

　　2 樓宇自動化系統(tǒng)應用的優(yōu)勢

　　樓宇自動化系統(tǒng)將各個控制子系統(tǒng)集成為一個綜合系統(tǒng)，其核心是集散控制系統(tǒng)，它是由計算機技術、自控技術、通信網(wǎng)絡技術和人際接口技術相互發(fā)展?jié)B透而產(chǎn)生的。集散控制系統(tǒng)的核心是中央監(jiān)控與管理計算機，它通過信息通信網(wǎng)與各個子系統(tǒng)的控制器相連，組成分散控制、集中監(jiān)控和管理的功能模式，各子系統(tǒng)間也能通過通信網(wǎng)絡相互進行信息交換和聯(lián)動，實現(xiàn)優(yōu)化控制管理，最終形成統(tǒng)一的由建筑自動化運作的整體。

　　采用視頻通話應用系統(tǒng)，通過衛(wèi)星電視、有線數(shù)字電視、天線、閉合電路、電纜調(diào)試調(diào)解器對視頻信號進行同步調(diào)節(jié)，確保同種電纜的視頻信號傳遞效果。采用語音數(shù)據(jù)用戶服務插座控制系統(tǒng)，通過ISDN、VDSL技術將其連接到互聯(lián)網(wǎng)上，通過通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)漫游，提高無線通訊的實施信息載體。

　　設置火災報警系統(tǒng)，使其完成自身所具有的防災和滅火的功能。通過建筑物內(nèi)不同位置的煙火控制裝置提供的信息進行確認后報警，同時啟動火災聯(lián)動系統(tǒng)，包括關閉空調(diào)、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統(tǒng)運作、緊急廣播疏散人群，從而使得盡可能地減少生命、財產(chǎn)損失。

　　智能化自動化局部配線系統(tǒng)，選用電子設備提供完善的家庭工作環(huán)境，實現(xiàn)用戶即插即用的方便效果。支持多種接入方式，例如電話、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)同步、傳真、寬帶、Internet接入網(wǎng)等等。采用有效的多方位數(shù)據(jù)家庭娛樂技術，提高有線電視、視屏點播技術、網(wǎng)絡購物、遠程教學等等多種音頻視頻設備的使用效果，避免出現(xiàn)反復投資的問題，及時通過視頻系統(tǒng)完成對老幼的遠程監(jiān)護，同時監(jiān)控住宅內(nèi)外的情況，確保樓宇的安全。

　　3 我國樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)展的方向及建議

　　節(jié)能是樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)展的主要功能及目的，也是未來發(fā)展的主要方向。在各類智能建筑設備能耗比例中，照明和空調(diào)設備占據(jù)了主要位置，因此做好照明和空調(diào)設備的節(jié)能設計是提高樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能效果的關鍵。

　　1)照明系統(tǒng)

　　設計時應盡可能用節(jié)能燈代替高能耗的白熾燈，熒光燈等。根據(jù)室內(nèi)照明、公共區(qū)域照明和泛光照明三大類型設計的不同照明策略，比如：室內(nèi)照明和公共區(qū)域照明可以根據(jù)人員活動情況進行開關燈智能管理，做到人走燈滅，按需開燈;一些公共區(qū)域如走道等需要某時間段固定開燈的，可以設計按時間段開關燈，按場景狀況開燈，保證亮度需求的同時嚴格控制開關燈的數(shù)量來達到節(jié)能;而在泛光照明和部分照度受外界影響明顯的區(qū)域，可以加入自動調(diào)光技術，在保證亮度的情況下全自動調(diào)光，降低燈具能耗;還可以結合一些控光設備如百葉窗之類，充分利用室外自然光補充室內(nèi)亮度，配合自動調(diào)光控制達到減少燈源耗能的目的。

　　2)空調(diào)系統(tǒng)

　　空調(diào)系統(tǒng)是建筑的另一個耗能超級大戶。目前，在大型建筑中一般多采用分層和分區(qū)的全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)。一個中央空調(diào)系統(tǒng)主要由末端空氣處理設備如新風機組、空調(diào)機組、變風量控制(VAV)以及冷熱源系統(tǒng)組成。當前流行的新風系統(tǒng)節(jié)能設計，一般在室外焓值小于室內(nèi)焓值(制熱方式)、室外焓值高于室內(nèi)焓值(制冷方式)時，根據(jù) CO2濃度值控制風閥，其他情況下完全依靠室外和室內(nèi)的焓值差來控制風閥，采用夜間掃風，間歇性控制策略等。這種設計充分考慮了建筑物所處的外部環(huán)境氣候因素以及內(nèi)部實際用風量，是目前最有效的節(jié)能手段。這樣可以在保證環(huán)境舒適度的情況下，縮不必要的空調(diào)啟停時間，達到變風量控制(VAV)是一種新型的空調(diào)方式，它被證明與傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)相比可節(jié)能 40% 左右。變風量控制的基本思路是，動態(tài)控制，按需提供風量，目前有變靜壓控制、總風量控制、定靜壓控制三種。

　　3)樓宇自控系統(tǒng)IP化

　　樓宇自動化系統(tǒng)未來發(fā)展的另一個重點是BA系統(tǒng)的IP化。一直以來，以太網(wǎng)都是信息網(wǎng)絡的主流技術，BA系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場設備之間的通信網(wǎng)絡平臺，可以實現(xiàn)從管理層到控制層的“一網(wǎng)到底”，使 BA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構得到

　　實質(zhì)性的簡化，也能解決目前 BA 系統(tǒng)中控制網(wǎng)絡多種現(xiàn)場總線技術并存、彼此兼容性差的問題。使用透明以太網(wǎng)，可使 BA 系統(tǒng)非常方便地以有線或無線方式介入 Internet。雖然Lonworks網(wǎng)、MS/TP 總線等控制網(wǎng)絡也能實現(xiàn)與 Internet互聯(lián)，但必須經(jīng)過第三方網(wǎng)關或中間部件才能實現(xiàn)，實現(xiàn)過程也復雜得多。未來 BA 系統(tǒng)可采用基于 Web 的 BS 架構，通過 Internet 對分布在現(xiàn)場的 I/O 進行訪問，實現(xiàn)對遠程設備的檢測和控制。參考當下新興的智能家居市場發(fā)展方向，未來的 BA 系統(tǒng)也必將是可以通過移動智能設備來監(jiān)控的新型樓宇自動化系統(tǒng)，可以說誰最先擁有完善的 BA 系統(tǒng) IP 化技術，解決使用 Internet 網(wǎng)絡所存在的安全、可靠及實時性問題，誰就能在未來的樓宇自動化市場中占導。

　　4 結束語

　　近年來，智能樓宇已經(jīng)從寫字樓發(fā)展到了智能社區(qū)，隨著中國智能樓宇市場的競爭格局的打開，跨行業(yè)的合作更加廣泛，一批批新技術新產(chǎn)品進入建筑智能化領域，無線技術，數(shù)字化技術產(chǎn)品被廣泛采用，使智能建筑的實用價值得到了廣泛提升，樓宇自動化系統(tǒng)也將朝著網(wǎng)絡化、數(shù)字化、集成化、生態(tài)化方向發(fā)展。

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　　工程師論文投稿期刊推薦：《自動化學報》（月刊）創(chuàng)刊于1963年，是由中國自動化學會、中國科學院自動化研究所共同主辦的高級學術期刊。刊載自動化科學與技術領域的高水平理論性和應用性的科研成果，內(nèi)容包括：1)自動控制；2)系統(tǒng)理論與系統(tǒng)工程；3)自動化工程技術與應用；4)自動化系統(tǒng)計算機輔助技術；5)機器人；6)人工智能與智能控制；7)模式識別與圖象處理；8)信息處理與信息服務；9)基于網(wǎng)絡的自動化等。學報編輯委員會由世界各地自動化領域的權威學者組成，編輯部設在中國科學院自動化研究所。