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摘 要：随着经济和科学技术的快速发展，智能技术已深入到建筑行业，智能化建筑开始涌现。随着建筑系统智能技术的应用，建筑电气自动化技术得到快速发展。探讨电气自动化控制在智能建筑中的应用。
关键词：智能化建筑 电气自动化 控制技术
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）003-015-02
当今社会随着经济的迅猛发展，人们生活水平不断提高，推进了建筑业的蓬勃发展。同时人们对建筑环境的舒适性的要求越来越高，要求建筑系统有完善的服务设施、便捷的信息通讯等配套系统。人们对建筑物功能的多样化及个性化的需求也不断的增强，这就使传统电气系统的缺陷逐渐暴露出来。在这种情况下，传统的电气控制技术就严重制约了现代建筑功能的拓展。因此，智能建筑中电气自动化控制技术得到了快速的发展和应用。
1 智能建筑中电气自动化技术的应用特点及发展趋势
1.1 智能建筑
所谓智能建筑是建筑技术与现代社会信息化技术有机结合的成果，就是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。其基本内涵是：以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，综合配置建筑内的各功能子系统，全面实现对通信系统、办公自动化系统、大楼内各种设备（空调、供热、给排水、变配电、照明、消防、公共安全）等的综合管理。
1.2 楼宇自动化控制的特点及其发展趋势
现代智能建筑自动化控制系统主要是指通过具有高速处理能力的现场控制器对楼宇中的空调系统、变配电系统、给排水系统、照明系统、通风系统和电梯系统等设备实现集散控制。主要特点是优化建筑物内建筑设备的运行状态，节省建筑设备能耗，提高建筑设备自动化水平和管理水平，提供良好的室内办公和居住环境，以及提高设备和管理人员的工作效率，节省运行费用。
现代电气自动化控制技术其主要优势表现在，实现了设备与系统全工作流程的高效监控，对系统进行实时的数字化监控，准确及时的把控制中心的指令传达到整个系统，并能将反馈信息同时传递到控制中心，以实现对整个系统高效、实时、不间断的控制和管理。同时系统的联动性将不断提高，通过控制中心能联动相关系统，及时实现预设的各种方案。系统的安全性、可靠性能也将得到不断的加强。整个系统的数据信息将更加完备，计算也将更加精确。
2 现代智能建筑中自动化系统的组成及功能的实现
2.1 自动化控制系统的原理和组成
自动化控制系统的工作原理：（1）对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测与输入，也就是实现实时数据采集。（2）对采集到的被控量及给定量进行逻辑运算，其运算结果作为控制信号传送给控制器，即实现实时的控制策略。（3）完成实时的控制输出，根据预先编制的控制策略对执行机构发出控制信号，从而完成控制任务。楼宇自动化控制系统的组成包括空调系统、给排水系统、智能照明控制系统、消防报警及联动系统、安全防范系统、供配电系统、电梯与综合布线系统等。
2.2 建筑自控系统功能的实现
空调系统主要针对冷水机组、热交换系统、蓄冷系统、通风及空气调节系统和空调末端系统等进行自动化控制。对设备的运行状态进行监测、监视、故障报警、启停程序配置、机组运行均衡控制及能耗累计。并通过室内外温度、CO2浓度的监测有效控制室内的温度和空气质量。给排水系统主要是监视给排水系统的运行状态、故障报警、液位监测、超高与超低水位报警。智能照明系统主要对室内及公共区域的照明按一定的程序进行控制，以达到自动控制和节能的目的。电梯监控系统主要对电梯的运行状况、故障、运行进行监控和管理。供配电系统的监控主要对配电系统的运行参数进行实时检测，对建筑物内的用电量自动统计与管理。消防控制系统主要由火灾探测器、消防广播系统、火灾自动报警系统、消防联动控制系统及消防专用电话系统等组成，通过现场探测器实现对楼内火灾的监控并联动相关系统实施灭火。由防盗报警系统、出入口监控系统、闭路电视监控系统及对讲系统等组成了安全防范控制系统，实现楼宇的安全管理。除此之外，根据不同智能建筑功能需求的不同，还可因地制宜的设置一些特殊子系统，如停车场管理系统、一卡通服务系统、物业管理应用系统、智能家居服务系统等，实现个性化的自动控制管理。
自动化控制系统功能的实现主要是通过上述各子系统的组成实现的。而智能建筑电气自动化系统的先进功能要想得到充分的实现，需要建立一套完整的数字控制体系。同时建立远程管理中心与本地控制相结合的运行管理模式，以提高楼宇自控系统的可靠性和灵活性。
3 现场总线技术和BACnet在智能建筑中的应用
3.1 现场总线技术
现场总线是应用在生产现场，将许多智能现场设备和自动化监测仪表和数字控制系统进行连接，实现这些设备、检测仪表及控制系统的全数字化、多分支结构互联的数据通信网络系统。网络中分散、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能。从理论上讲，智能建筑的自动控制系统属于过程控制范畴，凡适用于过程控制的标准通信协议，均适用于智能建筑。当前，应用于智能建筑自动化控制系统中的现场总线技术较为丰富，主要有工业以太网、ModBus、LonWorks、CANBus、EIB及ProfiBus等。
3.2 BACnet在智能建筑中的应用
Bacnet是应用于楼宇自控网络的一种数据通信协议，是一个完全开放的楼宇自控网络，已成为国际标准。同时Bacnet可以支持多种网络架构，包括以太网、LonWorks、MS/TP网络、Bacnet/IP网络等，因此Bacnet网络具有良好的适用性。
Bacnet应用在智能建筑中具有如下显著特点：
（1）系统开放性好，技术先进可靠。独立于任何制造商，不需要专用芯片，并得到众多制造商的支持，节约系统整体投资；
（2）通信过程使用统一、先进的数据表示和交换方法；
（3）产品具有严格的一致性等级；
（4）产品具有良好的互操作性，有利于系统的扩展和集成。
Bacnet具有良好的系统集成性，可以将智能建筑中各子系统集成到统一的平台上，在同一人机界面下对所有机电设备及子系统进行监视、控制和管理，提高管理效率，节约能耗，延长设备使用寿命，降低整个建筑的运行成本。因此Bacnet是现阶段在智能建筑自动化控制系统中值得推荐的网络系统。
总之，随着人们生活水平的提高，对建筑物功能要求也在不断提高。电气自动化技术作为现代建筑的核心技术也面临着新的挑战。建筑电气工程师应对自控系统进行不断的探索，将智能化建筑产业的发展推向新高度。
关键词：智能化建筑 电气自动化 控制技术
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）003-015-02
当今社会随着经济的迅猛发展，人们生活水平不断提高，推进了建筑业的蓬勃发展。同时人们对建筑环境的舒适性的要求越来越高，要求建筑系统有完善的服务设施、便捷的信息通讯等配套系统。人们对建筑物功能的多样化及个性化的需求也不断的增强，这就使传统电气系统的缺陷逐渐暴露出来。在这种情况下，传统的电气控制技术就严重制约了现代建筑功能的拓展。因此，智能建筑中电气自动化控制技术得到了快速的发展和应用。
1 智能建筑中电气自动化技术的应用特点及发展趋势
1.1 智能建筑
所谓智能建筑是建筑技术与现代社会信息化技术有机结合的成果，就是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。其基本内涵是：以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，综合配置建筑内的各功能子系统，全面实现对通信系统、办公自动化系统、大楼内各种设备（空调、供热、给排水、变配电、照明、消防、公共安全）等的综合管理。
1.2 楼宇自动化控制的特点及其发展趋势
现代智能建筑自动化控制系统主要是指通过具有高速处理能力的现场控制器对楼宇中的空调系统、变配电系统、给排水系统、照明系统、通风系统和电梯系统等设备实现集散控制。主要特点是优化建筑物内建筑设备的运行状态，节省建筑设备能耗，提高建筑设备自动化水平和管理水平，提供良好的室内办公和居住环境，以及提高设备和管理人员的工作效率，节省运行费用。
现代电气自动化控制技术其主要优势表现在，实现了设备与系统全工作流程的高效监控，对系统进行实时的数字化监控，准确及时的把控制中心的指令传达到整个系统，并能将反馈信息同时传递到控制中心，以实现对整个系统高效、实时、不间断的控制和管理。同时系统的联动性将不断提高，通过控制中心能联动相关系统，及时实现预设的各种方案。系统的安全性、可靠性能也将得到不断的加强。整个系统的数据信息将更加完备，计算也将更加精确。
2 现代智能建筑中自动化系统的组成及功能的实现
2.1 自动化控制系统的原理和组成
自动化控制系统的工作原理：（1）对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测与输入，也就是实现实时数据采集。（2）对采集到的被控量及给定量进行逻辑运算，其运算结果作为控制信号传送给控制器，即实现实时的控制策略。（3）完成实时的控制输出，根据预先编制的控制策略对执行机构发出控制信号，从而完成控制任务。楼宇自动化控制系统的组成包括空调系统、给排水系统、智能照明控制系统、消防报警及联动系统、安全防范系统、供配电系统、电梯与综合布线系统等。
2.2 建筑自控系统功能的实现
空调系统主要针对冷水机组、热交换系统、蓄冷系统、通风及空气调节系统和空调末端系统等进行自动化控制。对设备的运行状态进行监测、监视、故障报警、启停程序配置、机组运行均衡控制及能耗累计。并通过室内外温度、CO2浓度的监测有效控制室内的温度和空气质量。给排水系统主要是监视给排水系统的运行状态、故障报警、液位监测、超高与超低水位报警。智能照明系统主要对室内及公共区域的照明按一定的程序进行控制，以达到自动控制和节能的目的。电梯监控系统主要对电梯的运行状况、故障、运行进行监控和管理。供配电系统的监控主要对配电系统的运行参数进行实时检测，对建筑物内的用电量自动统计与管理。消防控制系统主要由火灾探测器、消防广播系统、火灾自动报警系统、消防联动控制系统及消防专用电话系统等组成，通过现场探测器实现对楼内火灾的监控并联动相关系统实施灭火。由防盗报警系统、出入口监控系统、闭路电视监控系统及对讲系统等组成了安全防范控制系统，实现楼宇的安全管理。除此之外，根据不同智能建筑功能需求的不同，还可因地制宜的设置一些特殊子系统，如停车场管理系统、一卡通服务系统、物业管理应用系统、智能家居服务系统等，实现个性化的自动控制管理。
自动化控制系统功能的实现主要是通过上述各子系统的组成实现的。而智能建筑电气自动化系统的先进功能要想得到充分的实现，需要建立一套完整的数字控制体系。同时建立远程管理中心与本地控制相结合的运行管理模式，以提高楼宇自控系统的可靠性和灵活性。
3 现场总线技术和BACnet在智能建筑中的应用
3.1 现场总线技术
现场总线是应用在生产现场，将许多智能现场设备和自动化监测仪表和数字控制系统进行连接，实现这些设备、检测仪表及控制系统的全数字化、多分支结构互联的数据通信网络系统。网络中分散、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能。从理论上讲，智能建筑的自动控制系统属于过程控制范畴，凡适用于过程控制的标准通信协议，均适用于智能建筑。当前，应用于智能建筑自动化控制系统中的现场总线技术较为丰富，主要有工业以太网、ModBus、LonWorks、CANBus、EIB及ProfiBus等。
3.2 BACnet在智能建筑中的应用
Bacnet是应用于楼宇自控网络的一种数据通信协议，是一个完全开放的楼宇自控网络，已成为国际标准。同时Bacnet可以支持多种网络架构，包括以太网、LonWorks、MS/TP网络、Bacnet/IP网络等，因此Bacnet网络具有良好的适用性。
Bacnet应用在智能建筑中具有如下显著特点：
（1）系统开放性好，技术先进可靠。独立于任何制造商，不需要专用芯片，并得到众多制造商的支持，节约系统整体投资；
（2）通信过程使用统一、先进的数据表示和交换方法；
（3）产品具有严格的一致性等级；
（4）产品具有良好的互操作性，有利于系统的扩展和集成。
Bacnet具有良好的系统集成性，可以将智能建筑中各子系统集成到统一的平台上，在同一人机界面下对所有机电设备及子系统进行监视、控制和管理，提高管理效率，节约能耗，延长设备使用寿命，降低整个建筑的运行成本。因此Bacnet是现阶段在智能建筑自动化控制系统中值得推荐的网络系统。
总之，随着人们生活水平的提高，对建筑物功能要求也在不断提高。电气自动化技术作为现代建筑的核心技术也面临着新的挑战。建筑电气工程师应对自控系统进行不断的探索，将智能化建筑产业的发展推向新高度。