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摘要：随着信息技术的迅猛发展，人们对各类建筑物的使用功能要求越来越高，以自动控制技术、通信技术和计算机网络技术组成的楼宇设备自动化控制系统的使用越来越普及，也越来越受到人们的喜爱。
关键词：智能建筑、楼宇自动化系统、电气控制
Abstract: with the rapid development of information technology, people of all kinds of buildings of the use function of the demand is higher and higher, with automatic control technology, the communication technology and computer network technology of building equipment automatic control system of the use is becoming more and more popular, it will become more and more popular.
Key words: intelligent building, building automation system, electric control
中图分类号： TM571 文献标识码：A 文章编号：
引言：智能建筑一般定义为：智能建筑是通过对建筑物的4个基本要素：结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在联系进行最优化设计，从而提供一个投资合理的，具有高效、舒适、便利环境的建筑空间。其中结构指的是建筑环境结构，它涵盖了建筑物的结构、装饰、建材、空间划分等；系统指的是实现建筑物功能所安装运行的光机电设备系统，如空调、电梯、照明、给排水、通信、综合布线、物业管理、一卡通、业务办公等智能化系统；服务是指为建筑物的使用者和管理者提供高效、优质的全方位服务，提供安全、舒适、高效、便利的生活、学习与工作环境，并降低建筑设备系统的运行维护费用；管理指的是对人、财、物、信息及智能化系统的全面管理。
一、现代智能建筑的发展
以往人们常把高楼大厦视为城市现代化的重要标志之一，但是随着科学技术的飞速发展，尤其以现代代通信技术和现代图形显示技术CRT即所谓4C技术的历史性突破和在现代建筑中的应用使过去的传统观念发生了质的变化。智能建筑的使用功能和技术性能较之传统建筑发生了深刻变化使这种综合性高科技建筑物成为现代化城市的又一重要标志。
1、智能建筑的基本概念
国际上的智能建筑物研究机构把智能建筑定义为：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关联的最优化设计，为业主提供一个投资合理的，且又拥有高效率的优雅舒适便利快捷而又高度安全的环境空间，现代智能建筑的构成是以建筑物为载体，以结构化布线，为信息传输平台 由3大系统即楼宇自动化系统(BA)，通信自动化系统(CA)以及办公自动化系统(OA) 构成智能建筑的特点是通过完善的3A系统和结构化布线系统将现代建筑中的各系统高度集成，使人们能够通过信息管理平台将建筑物内的设备管理、数字语音通信、商业管理、办公自动化以及某些人工智能的I C卡等诸多子系统集成为一体化的综合计算机管理系统，该系统应能全面实施对建筑物内上述各子系统进行检测、控制、调节、监视和自动化管理。
二、智能建筑中的楼字自控系统
1、楼宇自控系统的构成及基本功能
楼宇自动化系统是整个智能大厦智能化系统中，内容最为丰富、设备最多、控制管理最复杂、控制范围最广的建筑智能化系统，是整个智能大厦建筑智能系统最重要的组成部分之一。它包括狭义的建筑设备自动化系统BAS、消防报警自动化系统FAS和安全防范自动化系统SAS 3大子系统。智能建筑楼宇设备自动化系统中包括下列实时监控子系统：楼宇机电设备监控系统；保安系统；消防报警系统；广播音响系统及停车场管理系统。楼宇自动化系统的基本功能如下：
(1)实时监控各子系统的关键设备和关键点：楼宇自动化系统将独立分散的子系统集成起来，提供一个集中监控的方式，并以图形、文字、动画的方式显示出来。
(2)执行上层下达的管理方面的控制指令：根据需要，系统管理人员可以直接下达命令，控制任何一个设备的运行。
(3)综合各个设备监控子系统的状态信息，提供相关报告。
(4)记录历史数据，提供综合信息管理功能。
2、楼字自控系统的网络结构
一般来说，楼宇自动化系统的网络结构都采用现场总线结构形式。简单来说，可以分成3层，如图1所示。最上层是信息域的干线，按照国家标准采用总线结构的以太网作为楼宇自动化系统的干线，以实现网络资源的共享以及各个中央站点之间的通信。第2层为控制域的干线，即完成控制的各分站点总线，一般采用RS485总线网络，作用是以不小于9．8 kbit／s的通信速度把各分站点连接起来，处理各种信息；同时，在分站点总线上还必须设有与其他厂商设备连接的接口，以便实现与其他设备的通信联网。第3层为子站点总线，它是由分散的控制器相互连接使用，子站总线通过子站连接器与分站总线连接，从现场设备监控到的信息传输到中央工作站进行处理，并从上级网络获得信息的处理结果。
图1楼字自动化系统的3级网络结构
3、楼字自控系统的系统结构
楼宇自动化系统经过20多年的发展，现在主要有集散结构形式和现场总线结构形式两种。
(1)集散式结构(DCS)形式
集散结构形式，即集散控制系统的结构形式(DCS)是20世纪70年代后，随着计算机技术与数字通信技术的发展而诞生的一种先进而有效的控制方法，是目前使用最多的一种BAS系统结构，特征是集中管理、分散控制。一般有2层网络和3级控制设备，如图2所示
图2集散控制系统的结构
现场控制器实现对现场设备信号的采集、处理、控制、输出等执行过程。操作站由工业计算机(或PC机)和操作控制台组成。中央监控站可对集散控制系统进行离线的配置、组态工作和在线的系统监视、控制和维护。当中央监控站或操作站出现故障时，其下层控制设备仍能独立实施控制，保证系统的可靠性。集散结构形式，是目前使用最多的一种BAS系统结构，但随着现场总线结构形式的快速发展，已逐步被现场总线结构形式所取代。
(2)現场总线结构(FCS)形式
现场总线结构形式，如图3所示。现场总线控制系统(FCS)，一般由现场智能设备(仪表)、现场总线、监控组态计算机3部分构成。其核心是现场总线技术。相比于DCS系统来说，现场总线技术的实时、可靠、低成本、使用方便等特点使其在被控现场层得到了广泛应用，也很好地解决了DCS控制系统中遗留的问题，从信号标准、通信标准到系统标准，从体系结构、设计方法、安装调试到产品结构都有革命性的变化。它实际上是控制技术、仪表工业技术和网络技术三者结合的产物。换句话说，当制造和过程控制由分立设备发展到共享设备、工业仪表由简单电子仪表进化到智能仪表、计算机网络延伸到传感器和执行器时，它即成为这几大技术分支结合的历史必然。以现场总线为核心的现场总线控制系统(FCS)必将成为未来工业生产重要的组成部分，必将取代传统的DCS系统，成为第5代过程控制体系结构。
图3现场总线控制系统的结构
结束语：
进入21世纪，智能建筑将成为我国建筑业发展的主流，其技术和产品必将形成一个新兴产业。同时智能建筑作为全球信息高速公路的节点, 它对21世纪世界经济的发展将起到不可估量的作用。
参考文献：
[1]施鉴诺；智能建筑的建筑设备自动化，北京工业大学，2001．
[2]王波、卿晓霞；智能建筑导论．北京高等教育出版社,2003．
[3]华东建筑设计院.智能建筑设计技术[M].上海: 同济大学出版社 1996 -10 .
[4]张瑞武；智能建筑[M]. 北京: 清华大学出版社 1996 .
[5]花铁森；智能建筑技术应用和发展动向研究[Z]. 建筑电气资讯1997 .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：智能建筑、楼宇自动化系统、电气控制
Abstract: with the rapid development of information technology, people of all kinds of buildings of the use function of the demand is higher and higher, with automatic control technology, the communication technology and computer network technology of building equipment automatic control system of the use is becoming more and more popular, it will become more and more popular.
Key words: intelligent building, building automation system, electric control
中图分类号： TM571 文献标识码：A 文章编号：
引言：智能建筑一般定义为：智能建筑是通过对建筑物的4个基本要素：结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在联系进行最优化设计，从而提供一个投资合理的，具有高效、舒适、便利环境的建筑空间。其中结构指的是建筑环境结构，它涵盖了建筑物的结构、装饰、建材、空间划分等；系统指的是实现建筑物功能所安装运行的光机电设备系统，如空调、电梯、照明、给排水、通信、综合布线、物业管理、一卡通、业务办公等智能化系统；服务是指为建筑物的使用者和管理者提供高效、优质的全方位服务，提供安全、舒适、高效、便利的生活、学习与工作环境，并降低建筑设备系统的运行维护费用；管理指的是对人、财、物、信息及智能化系统的全面管理。
一、现代智能建筑的发展
以往人们常把高楼大厦视为城市现代化的重要标志之一，但是随着科学技术的飞速发展，尤其以现代代通信技术和现代图形显示技术CRT即所谓4C技术的历史性突破和在现代建筑中的应用使过去的传统观念发生了质的变化。智能建筑的使用功能和技术性能较之传统建筑发生了深刻变化使这种综合性高科技建筑物成为现代化城市的又一重要标志。
1、智能建筑的基本概念
国际上的智能建筑物研究机构把智能建筑定义为：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关联的最优化设计，为业主提供一个投资合理的，且又拥有高效率的优雅舒适便利快捷而又高度安全的环境空间，现代智能建筑的构成是以建筑物为载体，以结构化布线，为信息传输平台 由3大系统即楼宇自动化系统(BA)，通信自动化系统(CA)以及办公自动化系统(OA) 构成智能建筑的特点是通过完善的3A系统和结构化布线系统将现代建筑中的各系统高度集成，使人们能够通过信息管理平台将建筑物内的设备管理、数字语音通信、商业管理、办公自动化以及某些人工智能的I C卡等诸多子系统集成为一体化的综合计算机管理系统，该系统应能全面实施对建筑物内上述各子系统进行检测、控制、调节、监视和自动化管理。
二、智能建筑中的楼字自控系统
1、楼宇自控系统的构成及基本功能
楼宇自动化系统是整个智能大厦智能化系统中，内容最为丰富、设备最多、控制管理最复杂、控制范围最广的建筑智能化系统，是整个智能大厦建筑智能系统最重要的组成部分之一。它包括狭义的建筑设备自动化系统BAS、消防报警自动化系统FAS和安全防范自动化系统SAS 3大子系统。智能建筑楼宇设备自动化系统中包括下列实时监控子系统：楼宇机电设备监控系统；保安系统；消防报警系统；广播音响系统及停车场管理系统。楼宇自动化系统的基本功能如下：
(1)实时监控各子系统的关键设备和关键点：楼宇自动化系统将独立分散的子系统集成起来，提供一个集中监控的方式，并以图形、文字、动画的方式显示出来。
(2)执行上层下达的管理方面的控制指令：根据需要，系统管理人员可以直接下达命令，控制任何一个设备的运行。
(3)综合各个设备监控子系统的状态信息，提供相关报告。
(4)记录历史数据，提供综合信息管理功能。
2、楼字自控系统的网络结构
一般来说，楼宇自动化系统的网络结构都采用现场总线结构形式。简单来说，可以分成3层，如图1所示。最上层是信息域的干线，按照国家标准采用总线结构的以太网作为楼宇自动化系统的干线，以实现网络资源的共享以及各个中央站点之间的通信。第2层为控制域的干线，即完成控制的各分站点总线，一般采用RS485总线网络，作用是以不小于9．8 kbit／s的通信速度把各分站点连接起来，处理各种信息；同时，在分站点总线上还必须设有与其他厂商设备连接的接口，以便实现与其他设备的通信联网。第3层为子站点总线，它是由分散的控制器相互连接使用，子站总线通过子站连接器与分站总线连接，从现场设备监控到的信息传输到中央工作站进行处理，并从上级网络获得信息的处理结果。
图1楼字自动化系统的3级网络结构
3、楼字自控系统的系统结构
楼宇自动化系统经过20多年的发展，现在主要有集散结构形式和现场总线结构形式两种。
(1)集散式结构(DCS)形式
集散结构形式，即集散控制系统的结构形式(DCS)是20世纪70年代后，随着计算机技术与数字通信技术的发展而诞生的一种先进而有效的控制方法，是目前使用最多的一种BAS系统结构，特征是集中管理、分散控制。一般有2层网络和3级控制设备，如图2所示
图2集散控制系统的结构
现场控制器实现对现场设备信号的采集、处理、控制、输出等执行过程。操作站由工业计算机(或PC机)和操作控制台组成。中央监控站可对集散控制系统进行离线的配置、组态工作和在线的系统监视、控制和维护。当中央监控站或操作站出现故障时，其下层控制设备仍能独立实施控制，保证系统的可靠性。集散结构形式，是目前使用最多的一种BAS系统结构，但随着现场总线结构形式的快速发展，已逐步被现场总线结构形式所取代。
(2)現场总线结构(FCS)形式
现场总线结构形式，如图3所示。现场总线控制系统(FCS)，一般由现场智能设备(仪表)、现场总线、监控组态计算机3部分构成。其核心是现场总线技术。相比于DCS系统来说，现场总线技术的实时、可靠、低成本、使用方便等特点使其在被控现场层得到了广泛应用，也很好地解决了DCS控制系统中遗留的问题，从信号标准、通信标准到系统标准，从体系结构、设计方法、安装调试到产品结构都有革命性的变化。它实际上是控制技术、仪表工业技术和网络技术三者结合的产物。换句话说，当制造和过程控制由分立设备发展到共享设备、工业仪表由简单电子仪表进化到智能仪表、计算机网络延伸到传感器和执行器时，它即成为这几大技术分支结合的历史必然。以现场总线为核心的现场总线控制系统(FCS)必将成为未来工业生产重要的组成部分，必将取代传统的DCS系统，成为第5代过程控制体系结构。
图3现场总线控制系统的结构
结束语：
进入21世纪，智能建筑将成为我国建筑业发展的主流，其技术和产品必将形成一个新兴产业。同时智能建筑作为全球信息高速公路的节点, 它对21世纪世界经济的发展将起到不可估量的作用。
参考文献：
[1]施鉴诺；智能建筑的建筑设备自动化，北京工业大学，2001．
[2]王波、卿晓霞；智能建筑导论．北京高等教育出版社,2003．
[3]华东建筑设计院.智能建筑设计技术[M].上海: 同济大学出版社 1996 -10 .
[4]张瑞武；智能建筑[M]. 北京: 清华大学出版社 1996 .
[5]花铁森；智能建筑技术应用和发展动向研究[Z]. 建筑电气资讯1997 .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。