工程師論文范文樓宇自動化控制系統的應用與趨勢

　　隨著現在科技的發展，自動化技術也開始應用到各行各業了，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展，人們對生活、辦公環境安全性、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。智能建筑系統的一個非常重要的組成部分就是樓宇自動化控制系統。由此該文就樓宇自動化控制系統進行相關探討。

　　關鍵詞：智能樓宇,自動化控制系統,應用,發展趨勢

　　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生著越來越大的影響。樓宇自控系統以它優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是十分必要的。智能建筑通過樓宇自動化系統實現建筑物(群)內設備與建筑環境的全面監控與管理，為建筑的使用者營造一個舒適、安全、經濟、高效、便捷的工作生活環境，并通過優化設備運行與管理，降低運營費用。

　　1 智能樓宇的發展

　　什么樣的建筑才算是智能樓宇?智能樓宇是現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生，隨著中國上個世紀90年代房地產市場的繁榮，智能樓宇開始進入中國市場。從二十一世紀初發展至今，這十幾年是房地產業的黃金十幾年，也是智能樓宇飛速發展的十幾年。十幾年間，規劃更合理，建筑更智能，城市更宜居。行業發生了翻天覆地的變化，實現了立足建筑、面向城市，立足國內、面向國際的跨越式發展。

　　2 樓宇自控系統的概念與特點

　　樓宇自控系統綜合運用計算機網絡技術、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、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。

　　樓宇自控系統的特點：①節省能源。現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。樓宇自控系統充分利用了先進的焓值最佳控制、自動照度控制、最優設備啟停控制等有效節能措施后，極大地減少了建筑物的能耗。②節省運營成本。樓宇自控系統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量，節省了大量的人力。通過一些節能管理方案，在滿足建筑環境舒適性的條件下，還可以進一步降低日常營運支出，節約建筑的運行成本，提高效益。③延長設備的使用壽命。樓宇自控系統可實時監測建筑設備的運行狀況，通過程序控制實現機電設備的使用時間，及時發現設備故障和定期提示維護、保養，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 樓宇自動化系統應用的優勢

　　樓宇自動化系統將各個控制子系統集成為一個綜合系統，其核心是集散控制系統，它是由計算機技術、自控技術、通信網絡技術和人際接口技術相互發展滲透而產生的。集散控制系統的核心是中央監控與管理計算機，它通過信息通信網與各個子系統的控制器相連，組成分散控制、集中監控和管理的功能模式，各子系統間也能通過通信網絡相互進行信息交換和聯動，實現優化控制管理，最終形成統一的由建筑自動化運作的整體。

　　采用視頻通話應用系統，通過衛星電視、有線數字電視、天線、閉合電路、電纜調試調解器對視頻信號進行同步調節，確保同種電纜的視頻信號傳遞效果。采用語音數據用戶服務插座控制系統，通過ISDN、VDSL技術將其連接到互聯網上，通過通信網絡的數據漫游，提高無線通訊的實施信息載體。

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

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

　　3 我國樓宇自動化系統發展的方向及建議

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

　　1)照明系統

　　設計時應盡可能用節能燈代替高能耗的白熾燈，熒光燈等。根據室內照明、公共區域照明和泛光照明三大類型設計的不同照明策略，比如：室內照明和公共區域照明可以根據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量來達到節能;而在泛光照明和部分照度受外界影響明顯的區域，可以加入自動調光技術，在保證亮度的情況下全自動調光，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亮度，配合自動調光控制達到減少燈源耗能的目的。

　　2)空調系統

　　空調系統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的全空氣集中式空調系統。一個中央空調系統主要由末端空氣處理設備如新風機組、空調機組、變風量控制(VAV)以及冷熱源系統組成。當前流行的新風系統節能設計，一般在室外焓值小于室內焓值(制熱方式)、室外焓值高于室內焓值(制冷方式)時，根據 CO2濃度值控制風閥，其他情況下完全依靠室外和室內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境氣候因素以及內部實際用風量，是目前最有效的節能手段。這樣可以在保證環境舒適度的情況下，縮不必要的空調啟停時間，達到變風量控制(VAV)是一種新型的空調方式，它被證明與傳統中央空調系統相比可節能 40% 左右。變風量控制的基本思路是，動態控制，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IP化

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

　　實質性的簡化，也能解決目前 BA 系統中控制網絡多種現場總線技術并存、彼此兼容性差的問題。使用透明以太網，可使 BA 系統非常方便地以有線或無線方式介入 Internet。雖然Lonworks網、MS/TP 總線等控制網絡也能實現與 Internet互聯，但必須經過第三方網關或中間部件才能實現，實現過程也復雜得多。未來 BA 系統可采用基于 Web 的 BS 架構，通過 Internet 對分布在現場的 I/O 進行訪問，實現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展方向，未來的 BA 系統也必將是可以通過移動智能設備來監控的新型樓宇自動化系統，可以說誰最先擁有完善的 BA 系統 IP 化技術，解決使用 Internet 網絡所存在的安全、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，智能樓宇已經從寫字樓發展到了智能社區，隨著中國智能樓宇市場的競爭格局的打開，跨行業的合作更加廣泛，一批批新技術新產品進入建筑智能化領域，無線技術，數字化技術產品被廣泛采用，使智能建筑的實用價值得到了廣泛提升，樓宇自動化系統也將朝著網絡化、數字化、集成化、生態化方向發展。

　　參考文獻：

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　　工程師論文投稿期刊推薦：《自動化學報》（月刊）創刊于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，內容包括：1)自動控制；2)系統理論與系統工程；3)自動化工程技術與應用；4)自動化系統計算機輔助技術；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。