楼宇控制系统精选(九篇)

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第1篇：楼宇控制系统范文

关键词：节能，群控，变频控制。

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着我国国民经济的快速发展，特别是近十年来，大型公共建筑如雨后春笋屹立在我们城市中。为了更好的满足人们在建筑物中工作、生活的环境要求，各种建筑设备大量使用，早已成为建筑物损耗能源的主力。特别是公共建筑已成为耗能大户，其根本原因在于公共建筑缺乏一套行之有效的管理制度，且需要在技术手段上支撑该项制度的运行。

一、现在较多楼宇设备控制系统的设计从业人员，只是偏重楼宇设备的自动控制，没有充分考虑到今后建筑的节能与管理需求的重要性，在建筑竣工之后才会发现楼宇设备控制系统根本无法支持楼宇的精细管理，给今后建筑的管理带来不少困扰。因此要求从业人员能够在楼宇设备控制系统的设计之初阶段，就要仔细的建筑物的结构、暖通空调、给排水、变配电、照明等图纸，充分细致的考虑到管理上的需求，使之整个系统节能设计达到更为方便、精细的管理。

二、楼宇设备控制的节能设计要求以整个建筑为控制对象，具体控制的对象有新风机组、组合式空调机组、全热交换机、分机盘管、送风机、排风机、冷冻站、换热器、变配电系统等。

2.1、新风机组对于保证建筑物室内空气的质量有较为重要的意义。如果使用时风量过大、在冬季或夏季风阀开度过大，都会造成不必要的能耗增加。新风空调机组应在每天不同时段根据室外温度和室内回风口处二氧化碳的浓度，来调节新风阀的开度和开启机组的时间及机组运行时间长短。为保证室内空气的清新，在设计时每台新风机组至少要配置1台室内空气质量检测器，为更好的检测空气质量，从而达到节能减排的目的。

2.2、组合式空调和风机盘管应作为一个控制整体进行设计，风机盘管不仅可以本地控制，还需支持联网控制、实现程序自动控制设定温度，防止夏季设置的温度过低或冬季设置的温度过高，也能避免人员离开房间忘记关闭分机盘管。

室内温度的舒适性是我们控制的主要目标。如在公共建筑物内空间较大时，组合式空调、风机盘管和新风机组共存。为实现空间内温度的舒适性，就必须将组合式空调、风机盘管和新风机组作为一个整体来控制，通过空间现场的实际温度和设定温度，PID控制水阀的开度、风机盘管或组合空调送风量的大小。

2.3、全热交换机作为热量回收的一种重要节能设备，在北方的一些公共建筑中较为广泛使用。但是其中不少设计为开断式阀门，无法保证送风温度的稳定。为了保证全热交换机的送风温度稳定，新风阀最好设计成调节式风阀，这样可根据送风的温度来调节新风阀的开度。

2.4 、冷冻站作为建筑物的重要组成部分，同时也成为耗能大户，对其的节能控制关系到整个建筑的节能目标能否实现，起着举足轻重的意义。以往因为冷水机组是大型贵重设备，为避免操作失误造成重大经济损失，故大多数设计只是起到远程监控的作用。早已不适合当今社会对建筑节能的要求，更不符合绿色建筑和节能建筑的需求。在建筑楼宇设备的控制设计中，必须考虑冷冻站的节能群控。

2.4.1、冷水机组群控需根据建筑物所需冷负荷，机组瞬时功率、机组运行能效比瞬态值（COP）、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。

用冷机COP来表示冷机运行效率，其定义式为： COP=Q/Wchiller ；式中各项符号的意义如下：

COP — 冷水机组的运行能效比（无量纲）；Q —冷水机组冷水侧的供冷量（瞬态值单位为kW，累计值单位为kWh/a)；Wchiller—冷机输入的功率（（瞬态值单位为kW，累计值单位为kWh/a），对电制冷冷水机组，指的是输入的电功率；对吸收式冷水机组，指的是“加热源消耗量（以低位热值计）+电力消耗量（折算成一次能）”。

通常，选取以下两种工况测量瞬态COP：冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正常状态。

冷机COP累计值根据建筑能耗实时监测系统计算。

由于冷水机组COP值最高的区域在70%-100%负荷，因此冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行，尽量减少冷水机组运行台数。

2.4.2、冷冻站的节能设计要考虑冷水机组、冷却泵、冷却塔、冷冻泵、旁通阀的整体控制；同时要设计建筑能耗实时监测系统，设置多功能远传电能测量仪、热量表，实现冷冻站的用电量、整体建筑的用冷（热）量的测量。冷水机组必须带远程RS485模块，支持MODBUS—RTU协议。通过此模块接口，楼控系统可以实时控制冷水机组、读取冷水机组运行状态的数据。

整个用能设备如：新风机组、组合式空调机组、风机盘管决定了整栋建筑负荷。整个冷水机组采用群控，由负荷的大小决定冷水机组运行台数。冷水机组控制采用负荷与冷水机组额定制冷量滞后闭环控制，避免系统频繁开动或关闭冷水机组对设备及电网冲击。当单台冷水机组运行到最大制冷量，变频冷冻泵、已达到全频50HZ，负荷还是很大那就得再开启1台冷水机组。增开冷水机组的条件是超出机组总标准制冷量的15%。设备启动顺序是先启动冷冻泵、冷却泵，再打开电动蝶阀，最后再启动冷水机组。与初开冷水机组的开机顺序不一致，初开冷水机组时先开电动蝶阀、冷冻泵、冷却泵。新增开冷水机组时若按初次开机顺序，先开电动蝶阀，会分流冷水流量，造成已开冷水机组冷水流量不足。关机则按开机流程反向操作，关机的条件是低于机组总标准冷量的90%。此处要注意冷冻站的电动蝶阀要有状态反馈，以便确认阀门的状态，如多台冷水机组同时运行时要确认电动蝶阀关闭后才关闭冷冻泵、最后关闭冷水机组。

正常冷冻水设计为：冷冻水进水温度12℃，出水温度7℃，环境温度35℃。但如冷水机组运行在部分负荷时，适当提高出水温度0℃-2℃，可节省电能5%。

冷却水温由冷却塔和冷却泵变流量调节实现。冷水机组要求冷却水最佳进水温度为30度，故设置30度为启机温度，即冷却水进水温度超过30度时开启冷却塔风机；反之亦然。为避免在灵敏区频繁启动、关闭风机，对冷却塔风机采用滞后闭环控制，设置滞后温度为2度，即冷却塔的关机温度为28度。冷却泵的启动频率应设定在高效区，不低于35HZ，具体可根据项目实际测试获得最佳的启动频率。冷却泵启动以后根据冷水机组的冷却水进水、出水温差决定实时运行频率，调节冷却水流量。当冷却塔风机已开启，冷却泵的运行频率50HZ，这时就需要增开冷却塔风机。

结束语：楼宇设备控制系统作为现在建筑的必备系统，发挥越来越重要的作用，作为整个项目的系统设计，必须考虑整个建筑物的整体情况，注重细节，充分发挥楼控系统的节能作用，创建一个环保、绿色资源节约型社会。

参考文献：

[1] 张子慧.建筑设备管理系统[M].北京：人民交通出版社，2009.

第2篇：楼宇控制系统范文

【关键词】智能建筑；楼宇；自动控制；系统；设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

1、前言

在当前城市化进程不断加快的今天，城市用地十分紧张。这就使得高层建筑的数量日益增多。由于建筑结构内部的复杂性，需要依靠信息技术保证建筑功能实现。这使得智能化建筑得以迅速发展。本文围绕楼宇自动控制系统设计进行阐述。

2、在我国当前智能楼宇技术的应用现状分析

楼宇智能系统中要同时有建筑、结构、水、暖、电五大系统共同工作。楼宇智能化系统在这其中的作用相当重要。他起着纽带的作用把各个部分有机的联合起来共同服务。以建筑为基础，系统中有智能楼宇的综合布线、安防监控、给排水、楼宇智能办公系统。通过系统集成技术把所有的各个子系统有机的结合起来为用户能够提供一个安全、便捷的生活环境。

在当今，全球的智能楼宇技术发展的非常迅速，人们已经越来越意识到这种发展在我们生活中的重要性。从居家到单位、从工厂到办公楼、从学校到宿舍楼智能楼宇技术的应用都无处不在。近些年在建筑行业领域内引起了一场变革。人们引入楼宇智能控制系统。不仅仅是为了生活工作的便利性、更多的方面还有可以使用这些系统减少能源损耗、最大的利用效率来进行节能减排。由于采用了多种先进的楼宇自控系统，那在系统的使用和维护方面都可以有很多选择方式。例如使用太阳能热水器设备、太阳能照明灯、WIFI 网络环境、自动空调控制系统等等。使用全系统综合管理的方法设定好楼宇自动运行程序。这样真正的能够利用主动性优势发挥系统集成控制技术。极大地有利于把整个大楼的管理及节能减排工作。

楼宇智能控制系统的组成有多个部分，各个子系统都是一个独立的系统又是有机的结合在一起的。

2.1、电力系统。强电与弱电的配合，保证用户用电器的正常使用。保证电力的正常供应。其中照明系统作为强电系统中的典型应用尤为突出。智能控制照明能够节约电能 ；声控及光控照明避免不必要的电力浪费 ；紧急疏散照明和指引照明可以有效保障人们遇到紧急情况时候的人身安全。

2.2、给排水系统。实现人们生活中的饮食用水、卫生用水、排污用水。我们利用智能控制 DDC 控制器来实时监控可以有效节约水资源。避免不必要的浪费。

2.3、通风系统及空调系统。在大型封闭生活空间例如图书馆、购物超市和体育馆都是新风不通畅的地方，故此新风系统是必备的设备。用来保证封闭空间内空气的良好的流动性。在冬季或夏季也要在通风系统的基础上加入空调系统，对空间内的空气进行温度调节。使人们在一个温度舒适的环境中学习工作生活。

2.4、安全防范系统。近些年来全球都在提倡安装安全防范监控系统。一方面对犯罪分子起到震慑作用，降低犯罪率。另一方面对事件进行动态记录，需要调取时候可以及时反映真实情况。故此现代楼宇动智能控制系统中少不了监控系统的配合。在这套系统的使用中要尤为注意弱电布线的方式。从水平布线子系统到垂直布线子系统再到建筑群干线子系统的安装调试都需要满足智能化的需求。

2.5、办公自动化系统。现代企事业单位都倡导无纸化办公。进一步的为节能减排做出贡献。我国在近些年来也是大力提倡进行无纸化办公。使用办公自动化系统之后我们的通讯手段更加丰富，办公效率更加高效。极大地降低了人力物力成本。是智能建筑楼宇系统中最为快捷的通讯方式。除此外还有程控电话系统、多媒体影响系统和电视会议系统等多种多媒体办公自动化系统。

3、智能建筑楼宇自控系统的基本构成及实现原理

楼宇自控系统整体包括:变配电控制系统、空调设备监控系统、照明设备监控系统以及建筑安全防护设备监控系统。这些建筑功能的实现是建立在中央处理计算机基础之上，同时辅以建筑内部对应的管理控制措施，使得整个建筑内部的生活环境能够满足建筑需要。同时，楼宇自控系统还要对建筑内部设备的运行状态进行监控，保证设备处于最佳运行状态。最后，自控系统还应该保证达到该目的付出的能源代价最低。

楼宇自控系统的功能得以实现是建立在中央监控管理层、现场传感器及变送设备、现场数据控制器三个功能组成部分的基础上的。其中，现场数据控制器接收来自各个传感器及对应设备发送过来的信号，同时设定对应的程序控制设备实现对应的功能，建立起与中央处理器之间的双向通信，实现协同作业;传感器则负责采集建筑内部的现场数据，诸如温度、湿度、感光等，通过信号传送信道将之传递给DDC ;执行设备则根据这些信号在中央处理器的指令下发出对应的控制指令，完成对各种设备的控制，实现对建筑内部温度、湿度、光照以及其他建筑环境的控制。

4、楼宇自控系统结构

EBI 楼宇自控系统由中央站（PC）和分站（现场 DDC 控制器）组成。根据监控设备的分布情况，分站采用以太网连接方式与中央站直接连接在一起，组成控制网络。现场控制器 DDC 为模块化结构，通过 I/O 模块组合完成对楼宇自控系统监控设备控制点的控制。I/O 模块一部分与控制器安装在一起，其余部分可以通过现场总线与控制器远程连接。系统结构如图 1 所示。

图1 楼宇自动控制系统结构图

EBI 楼宇自控系统包括管理层和控制层两层结构。

4.1、管理层网络

管理层中央站提供人机界面，进行中央控制，通过 TCP/IP 协议与 DDC 通信，完成建筑物机电设备的自动化控制。

4.2、控制层网络

控制层设备包括现场控制器 DDC 以及相关的各类传感器和执行器。

5、楼宇自控系统设计方案

楼宇自控系统需监控的对象有 ：冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统和电梯系统。

5.1、冷冻站系统的监控

需监控的冷冻站系统设备包括冷水机组、自动补水泵、冷却塔、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、电动蝶阀等。监控内容如下 ：

（1）根据事先排定的工作及节假日时间表，定时启停冷水机组及相关设备，完成各设备顺序连锁启动及停机。启动顺序为：冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷水机。停止顺序为：冷水机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机。

（2）测量冷冻水、冷却水供回水温度。

（3）监测冷水总供回水压力差，调节旁通阀门开度，保证冷冻水供回水压差稳定。

（4）监测各水泵、冷水机、冷却塔风机的运行状态、手 / 自动状态、故障报警，并记录其运行时间。

（5）监测冷冻水供水流量。

5.2、热水换热站系统的监控

（1）监测各热交换器出水温度，依据出水温度进行一次热水（或蒸汽）调节阀的PID 调节，保证出水温度稳定在设定范围内，在温度超限时报警。

（2）监测热水循环泵的运行状态和故障信号，累计其运行时间，并在其故障时报警。

5.3、新风 / 空调机组的监控

（1）时间程序可自动启 / 停送风机，支持任意周期的实时时间控制功能。

（2）系统可在冬季温度过低时，开启热水阀，关闭新风门，关停风机，发出报警提示，实现防冻保护功能。

（3）监测送风机的运行状态、手 / 自动状态、故障报警、累计运行的时间。

（4）对于新风机组，测量新风温度和送风温度，并根据送风温度 PID 调节水阀的开度，维持送风温度为设定值 ；对于空调机组，测量新风温度和回风温度，并根据回风温度PID 调节水阀的开度，维持回风温度为设定值。

（5）风机、风门、冷水阀状态连锁。启动顺序：开水阀、开风阀、启风机。停机顺序：停风机、关风阀、关水阀。

（6）由压差开关测量空气过滤器两侧压差，在其超过设定值时报警，提示清理滤网。

5.4、给排水系统的监控

（1）监测生活水泵、污水泵的运行状态，手 / 自动状态和故障信号，累计其运行时间，并在其故障时报警。

（2）监测生活水池液位，在液位超限时报警，防止溢流，在液位超低时进行报警。

（3）根据生活水箱液位启停生活水泵，并进行超限报警。

（4）根据污水池、集水坑液位启停污水泵，并在液位超高时进行超限报警。

5.5、送排风系统的监控

（1）在自动状态下按时间程序自动启 /停风机。

（2）监测各风机的运行状态、手 / 自动状态。

（3）累计送 / 排风机的运行时间，监测其故障信号，并在其故障时报警。

5.6、照明系统的监控

（1）根据时间程序自动开 / 关各照明回路。

（2）监控各回路的开关状态、故障报警、手 / 自动状态。

5.7、变配电系统的监控

（1）监测高压进线柜的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度。

（2）监测所有高压开关的状态、故障跳闸状态。

（3）监测变压器温度。

（4）监测低压进线柜的电压、电流。

（5）监测所有低压进出线开关的状态及故障跳闸状态。

（6）监测主要低压配电回路的电能计量情况。

（7）测量柴油发电机的三相电压、三相电流、频率及运行、故障信号。

6、楼宇智能技术的发展前景

在最近一些年来，通过工程建设中总结经验、探索创新变革不断的推陈出新

涌现出大批优秀的工程技术人员和施工队伍。这里不乏有具备一定理论知识的工程人员，也有一线施工现场的安装技术工人。在一线的施工过程中不断提出新的推进智能楼宇技术的新的点子和办法甚至还有产品。我们总结经验发现，无论从工厂的建设还是住宅小区的改造，人们越来越多的意识到自动控制系统的便利性。国家也大力的在制定很多行业规范及标准。

在上世纪九十年代末住建部提出了“全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则”。这个导则的推出对于规范建筑行业中的智能控制技术方面的工作起到了指导性作用。近几年的时间内我们建筑行业从新的建筑施工到老的建筑改造都在积极的使用智能控制系统设备来辅助管理维护我们的建筑。建筑市场兴旺的同时我们也要把先进的工程技术带入到这其中来让人们更舒适高效的生活和工作。在未来这个理念会更加进一步深入人心。我们要遵循历史规律顺其道而行大力发展智能楼宇控制技术。

7、结束语

通过上述分析，我们对楼宇自动控制系统有了一定了解。我们要不断的充电学习，吸收先进的设计理念和丰富的施工经验。在楼宇智能化建筑设计和施工中严格要求自己。不断学习、不断提高完善自我。把各个行业的先进的生产设计施工理念加入到我们的楼宇智能技术中来。将智能建筑事业的春天进行到底。

参考文献:

第3篇：楼宇控制系统范文

【关键词】电量监控 智能控制 温度传感器 震动传感器

高等教育是我国教育系统的重要组成，高校则是我国提高科研水平的重要场所。随着我国高等教育事业的快速发展，我国高校的占地面积增长迅速。目前，高校是区域内电力资源的占有和消耗大户，电费支出在办公成本支出中一直占较大的比例，随着全国各个高校规模的不断扩大，在校生人数大幅度增加，图书馆、教学楼、办公楼和学生宿舍等与学生学习、生活密切相关的配套设施也迅速扩张。对于这些关键建筑，采用传统的电气控制系统不仅造成资源的大量消耗，也致使高校的管理运营成本大幅度增加，高校的财政不堪重负。本论文旨在高校普遍采用的电气系统上，初步建立一套适合高校的电气智能控制系统，为校园节能管理和绿色校园的建设提供一种新途径。

1 高校楼宇电气智能控制系统原理

电力是高校校园内的主要能源种类，用于各类功能建筑的照明、动力、教学、生活等设施。高校电气智能控制系统的核心是能源自动化监控和管理，由能源监管中心、远程传输网络、现场控制网络、三相/单相电力监控终端、网关、传感器、定时器、智能化计量仪表、能源监管系统软件等组成。

2 高校楼宇电气智能控制系统设计

在校园里，图书馆、实验室、教学楼和学生宿舍是电力供应的重点区域。目前数字化校园已在全国的高校推广。利用数字化校园网络建立校园能源自动化监管系统，既可以省去网络的拓扑费用，也可以使能源监管和数字化校园结合起来，统一管理。

校园能源自动化监管系统的核心是能源监管中心，通过数字化校园的局域网系统将现场控制器、传感器、监视器、三相/单相电力智能终端等设备整合起来。

2.1 系统结构设计

系统结构示意图见图1，系统结构特点为：

（1）图书馆、教室等公共区域的照明控制系统与监管中心联动，通过红外线感应系统，实现无人时自动关闭，也可切换成监管中心或现场手动控制，每个控制器的开闭情况都能在监管中心的数字化管理平台上显示出来。

（2）分体、中央空调系统通过温度感应和红外感应系统与监管中心连接，实现每个房间、每个封口的单独控制和无人关断，每个房间的温度、空调的运转情况都能够通过监管软件查询。

（3）校园供水系统增加变频控制设备，并通过数字化校园网络连接至监管中心。

（4）对学生宿舍区更换成智能计量电表，并连接至监管中心，实现分室供电计量、负载限制、定时断电、短路、过流保护、故障报警、数据分析、数据保护计费等功能。

2.2 控制器的设计

控制器中采用DDSI1129型单相或三相智能控制器，可完成用电系统的电压和电流采集、智能调节、数据实时返回、数据同步等控制；监测器采用红外线人员检测器，可完成有人员动作时可手动控制，无人员动作时自动关断。为增强系统运行的可靠性和安全性，系统中的控制器和监测器都具备数据实时回传功能，保证系统运行参数不会因断电而丢失。

对于室外照明系统，设置室外照度计，能源监管中心自动读取室外照度计的照度值，当照度低于系统设定的照度值时，系统自动开启外场照明等，而不管定时开启时间是否到。这种控制方式适用于天气突变时，监控工作站检测到照度低于设定值时，自动发出照明开启命令至照明监控终端，开启照明设备。

3 智能控制系统应用效果

某高校针对图书馆、教学楼和公共照明系统进行了电气智能控制系统改造，针对照明回路、空调回路增加控制器、监测器、温度传感器和室外照度计等，能源监测管理软件使用成熟产品，全部改造成本约为150万元与2013年底完成。

2013年该高校月平均总用电量为352万度，图书馆、教学楼和公共照明系统月平均用电量为212万度；改造完成后，经过三个月的试运行，月平均总用电量降低至331万度，图书馆、教学楼和公共照明系统月平均用电量降至175万度，节省电费33.3万元，节电效果明显。

4 结论

通过实测得到，该系统在保证正常用电需求的前提下，可节约能源17%，且该系统具有强大的网络监测功能，不仅能够实现监管中心对总体用电情况的全面掌握，提高用电质量，保证用电安全，又能够降低能源消耗。

通过高校楼宇电气智能控制系统帮助高校削减能源消费，避免能源浪费，提高能源利用效率，实现校园建筑设施的用能成本核算，完善用能收费体制和制度建设，是建设绿色校园的重要推手。

参考文献

[1]刘经伟.科技创新与应用[J].建筑科学，2013（28）：242.

[2]张丽，张利明，罗永红.科学之友[J].应用技术，2011（11）：15-18.

[3]原甲，龚敏，王云星.智能建筑与城市信息[J].技术与应用，2013（9）：82-83.

[4]付丹.民营科技[J].科技论坛，2013（09）： 75.

第4篇：楼宇控制系统范文

1系统的总体设计

1.1系统总体结构办公楼宇用电信息采集与节能控制系统是一套基于互联网的建筑智能用电监测控制系统。其中，设在电力部门的建筑智能用电及能源优化监控中心，通过互联网连接的方式对所管理的大厦进行用电电器在线监测及能源调度信息的监测，并可以对权限内的用电电器进行完全控制(可深入到房间内部具体的灯具开关等)。整个系统的框架是一个Internet网，每一座楼宇都有一个楼宇监控中心计算机，负责整个楼宇的用电信息监测和相关设备控制，每个中心计算机都是通过路由器与外部的Internet网相连，并与总的监控中心进行交互信息，从而配合监控中心实现各项监测和控制功能[2]。系统的网络结构如图1所示。

1.2系统组成楼宇内部是一个以局域网、ZigBee、CAN、WiFi为主要通信方式的立体网络结构。楼宇内部的系统组成部分有：楼宇智能用电及能源优化监控中心、数据服务器、楼层多媒体网关、房间控制器、智能传感器(安防、温度、湿度、光照、电量等)、智能照明系统、智能电器系统(空调、窗帘、插座等)、热水优化控制系统、电能优化控制系统、热能优化控制系统[3]。楼宇的电器用电及能源优化的系统结构如图2所示。监控中心计算机通过局域网与楼层多媒体网关、热水优化控制系统、电能优化控制系统、热能优化控制系统进行信息传输，立体网络可通过交换机进一步扩展。在每一楼层设有一个楼层多媒体网关，它由无线路由器和一个楼层网关组成。无线路由器主要负责WiFi摄像头的视频接入，并可以通过LAN上传监控视频；楼层网关的功能是通过ZigBee通信将每个房间的信息收集起来，再通过LAN上传；也可以将来自于LAN的信息和命令通过ZigBee通信透过房间控制器传递给房间的受控设备，以实现用电设备控制和信息采集[4]。

2电器控制模块设计

2.1总体设计本设计是基于ZigBee、以MSP430单片机系列(本文是选用MSP430F149)作为最小系统的电器控制模块设计的主芯片，该系统包括：1）智能开关模块。触摸智能控制灯具的开关，可实现电量测量；可通过ZigBee对灯具实时控制；可通过ZigBee对电量、灯具状态进行读取。组成智能开关的模块有MOC3041光电耦合器。光耦合器的主要优点是：输入端与输出端完全实现了电气隔离，使用寿命长，单向传输信号，抗干扰能力强，传输效率高。它被广泛用于级间隔离、电平转换、远程信号传输、信号隔离、开关电路、脉冲放大、固态继电器(solidstaterelay，SSR)、仪表仪器、通信装置及微型计算机接口中。2）智能调光开关模块。调光模块可以通过ZigBee对灯光进行亮度的控制，用一个双向可控硅调光电路实现，具体包括：可控硅、功率调整电阻、滤波网络、触发电路、电位器和温度保险丝[5]。3）智能遥控器。可通过ZigBee对房间内的灯具、电气设备、插座实施控制；可实现简单的自定义组合场景控制，如全开、全关、影视模式等；电池供电、可移动控制。智能遥控器最主要的组成部分是智能红外技术，包括：①红外接收模块：一体化红外接收头1838T没有收到红外信号时，1838T为高电平输出，当收到红外信号时，输出为低电平与高电平交替的脉冲。②红外发射模块：二极管和电阻电源组成二极管与门电路，发光二极管作为红外发射管。③数据存储模块：选取的Flash存储器为SST25VF016B，其为16MbitSPISerialFlash，它在单电源2.7~3.6V下可进行读、写和擦除操作。

2.2MSP430F149最小系统TI(德州仪器)公司的MSP430系列微处理器，是一种16位超低功耗的混合信号处理器，可以用电池供电长时间工作。它将许多外设模拟电路和常用的数字模块集成在芯片内部。通常对于一般实际应用单芯片就可以满足要求，这样可以有效降低电路的复杂性，节约PCB板的空间，提高系统的稳定性。MSP430系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大，将其用于便携式测量设备中，可以延长电池寿命[6]。MSP430F149的(centralprocessingunit，CPU)主要包括以下模块：基础时钟、Timer_A、Timer_B、12位A/D转换器、6个8位并行端口(其中P1、P2具有中断功能)、模拟比较器COMPARATOR_A、看门狗定时器、2通道串行通信接口(通过软件选择UART/SPI模式)、1个硬件乘法器、1个Flash以及2KB的RAM。MSP430F149微处理器最小系统的电路如图4所示。所示电路中，XIN和XOUT之间的低速晶体采用32768Hz的手表晶体，X2IN和X2OUT之间采用8MHz的高速晶体。

2.3ZigBee红外转发模块设计红外转发器的功能决定了它主要由主控模块、红外接收模块、红外发射模块和数据存储模块四部分组成。红外转发模块的系统框图如图5所示。ZigBee无线传输选用的芯片是CC2530芯片，设计的电路原理图如图6所示。CC2530全部引脚可分为电源线引脚、I/O端口线引脚和控制线引脚三类。I/O端口线引脚功能为：CC2530有21个可编程的I/O口引脚，P2口只有5个可使用的位，P0、P1口是完全的8位口。通过编程设定一组SFR寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的I/0口或作为连接ADC、计时器或USART部件的设备I/O口使用。红外接收电路如图7所示。一体化红外接收头1838T共有3个引脚：供电脚，接地和信号输出脚。因为1838T内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在供电脚上加上滤波电容C5。信号输出脚接到CC2530的P0_6引脚，P0_6为定时器1、通道4的捕获/比较引脚，这里使用的是捕获功能，用来捕获红外信号。没有接收到红外信号时，1838T为高电平输出，当接收到红外信号时，输出为高电平与低电平组成的脉冲信号。红外发射电路如图8所示。D4、D5、R4和VCC构成二极管与门电路，LED1为红外发射管。CCP1接CC2530的P0_4引脚，用来输入对家电的控制(如空调开)所对应的编码信号，CCP2接CC2530的P1_4引脚，用来输入红外发射所需的38kHz的载波信号。当CCP1和CCP2同时为高电平时，三极管导通，红外发射管发射红外信号；CCP1和CCP2有一个为低电平三极管就截止。当三极管导通时，正确选取R4和R5的阻值，使其工作在饱和状态，此时红外发射管的发射功率最大。

2.4智能灯光墙面开关设计无线智能开关可以直接代替家中的普通开关，通过它不仅可以像普通开关一样使用，更重要的是它可以通过ZigBee模块和建筑中的其他无线设备自动组成一个无线控制网络。无线智能开关中的照明控制电路采用光耦控制双向可控硅的控制电路[7]。从使用年限和开关速度上分析，选用晶闸管BTA16作为控制电路中的的主要器件。断开状态下BTA16器件的峰值电压最大为600V，通态状态下的通态电流为16A；当BTA16导通时，其维持电流约为40mA，关闭电流约为20mA，且电流上升速率最大为50A/µs，电压上升速率为250V/µs。其优越的特性非常适合用于变频电路、开关电路和调温电路等。为实现BTA16器件控制强电的目的，必须考虑到电路中强弱电之间的电气隔离问题。光耦既能满足解决控制信号的传输问题，同时也能解决电气隔断问题。光耦内部通过传输光的特性进行隔离输入侧与输出侧之间的高压；光耦不仅能传输直流信号，还能传输交流信号，同时输出侧具有一定的电流输出能力。无线智能开关中光耦采用MOC3041光耦芯片，此芯片输入端驱动电流为15mA，在微处理器输出端采用两级电流驱动电路，确保控制信号能够稳定输出。如开关电路如图9所示。

3节点通信程序设计

无线传感器节点在上电完成程序初始化以后，向网关设备发送登录请求，网关回复节点的登录请求并分配相应的网络地址，地址从01开始分配，随后节点进入等待同步的状态。当收到网关发送的同步帧后，节点进入传感器数据采集和处理状态，在完成传感器的数据采集和处理后，将数据进行打包封装，如果节点地址等于01，则直接发送数据，如果节点地址大于01，节点先进入休眠状态，等发送时隙到来时唤醒节点发送数据。发送完数据后等待网关确认，如果在时隙结束时收到网关确认则直接进入休眠状态，如果在时隙结束时未收到网关确认则第二次发送数据，第二次数据发送完成后则再进入休眠状态，直到下个周期到来前唤醒，等待同步帧开始下一个工作周期。节点应用程序的流程如图10所示。

4结论

第5篇：楼宇控制系统范文

关键词 远程控制；Select模型；完成端口模型；ADO技术

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）19-0017-02

当今社会随着科学技术的不断发展，人们对物质生活水平的要求也越来越高。楼宇设备智能化、网络化逐步被越来越多的人所关注。除此之外，像商场、商务楼以及各大公司，随着配套的设施不断增加，楼宇照明智能化、网络化已迫不及待的需要来到我们的现实生活中。

目前情况下楼宇监控照明系统主要采用有线和无线的方式来进行数据传输。由于楼道内部设施繁多，有较强的阻挡因素，所以无线通信在运行的过程中会经常出现数据丢失，系统中断等不良结果。故本文将采用电力线载波有线通信方式来实现终端楼层设备的数据交换和传输，最终实现对楼宇的总体设施的集中控制。

1 系统总体架构

楼宇控制系统是一个集分布与网络一体的监控系统，其特点灵活，整体化便于操纵。它主要由以下几个部分组成：远程监控端、服务器、主控器以及终端节点，其中上位机的远程监控客户端与服务器采用C/S模式的网络架构体系。其中远程监控客户端通过提供良好的人机界面与服务器之间进行有效的数据传输，服务器端软件的主要作用是充当客户端和远程终端的数据传输中转站，当客户端发起命令请求首先由服务器进行解析，然后再将数据转发至各个终端，同时将终端返回的数据交由客户端来处理，终端控制模块为电力线载波无线通信模块。

总体结构图如图1所示，远程监控客户端与服务器之间通过Internet进行相互间的数据传输，服务器与主控制器之间通过RS485总线进行传输数据。首先客户端发起命令请求至服务器，然后服务器再将数据处理后转发至各个终端节点，终端节点将对应的响应各个命令，并将结果返回至客户端。从而完成整个系统间通信流程。

2 系统中客户端软件的设计

该系统中客户端的主要作用之一是将用户所要执行的指令通过Internet发送给服务器端，服务器接收到客户端的指令后会进行相对应的操作，然后再将该命令传送至楼宇终端设备，已达到用户控制的目的；客户端另外一个作用是当终端需要将相应的信息进行回传时，首先将数据传送至服务器，然后经服务器再回传至客户端界面，以告知用户当前系统终端的工作状态。

2.1 SELECT模型实现

该系统是基于TCP的网络编程通信协议，客户端与服务器之间的接口协议是自定义的，以方便后期的扩展和维护，鉴于以上两种协议最终实现并完成系统的数据传送的要求。客户端同服务器之间采用单一的通信模式，即只是通过单个线程来完成通信和传输数据的要求，而客户端之间是不需要通信，这里就降低了客户端通信的要求，所以在这里我选用了select套接字I/O模型来满足客户端通信的需求。

select模型是一个广泛在Winsock中使用的I/O网络模型。它是通过使用select函数来进行I/O数据的管理。这个模式设计是基于UNIX操作系统，最终目的是能够通过在单一线程下创建多个套接字来进行网络通信，避免阻塞模式下，一个线程只能对应一个Socket的弊端。从而避免了线程在阻塞模式下的膨胀问题。

2.2 客户端界面的设计

系统界面设计部分是基于Microsoft Visual Studio 2008的环境来完成的。系统UI设计部分采用MFC技术，以基于对话框编程为基础，最终实现界面的设计。同VC6.0相比增加了更多的函数库以方便用户的调用。系统界面如图2所示。

该界面分为5块：

1）管理终端显示，用户可以随时查询各个终端的当前的工作状态。

2）管理终端地址，用户可以通过不同楼层或者同一层的不同设备的地址而对系统中各个设备进行相应的控制。

3）管理系统用户，系统用户管理分为管理员和普通用户，二者分别将给与不同的权限，可以实现自由添加、删除、修改用户的功能。

4）管理系统策略，根据不同楼层的用户实际情况进行制定出不同的策略，让用户最大程度的感受到系统的智能和便捷性。

5）系统安全，楼道内将设置防火、防盗等报警功能。

3 系统中服务器端软件的设计

该部分软件设计的难点在于服务器端要能够实现与多个客户端进行网络通信，同时还要和多个终端进行网络通信，这样就加大了该部分软件的设计难度。在这里我选用了IOCP模型作为通信的基础。

IOCP是伸缩性最好的一种I/O模型，它非常适合于处理上百甚至上千个套接字。当多个套接字被应用程序一次性管理时，IOCP将为其提供最好的传输性能。IOCP常被应用于代码的线程池中，以便用来处理异步I/O请求机制。当处理多个基于并发机制的异步I/O请求时，使用I/O完成端口创建线程更快更有效。系统服务器整体架构如图3所示，大体上可分为以下的几个设计步骤。

1）服务器与客户端之间通信以及服务器与控制终端电力线载波模块之间的网络通信可以通过完成端口技术实现。

2）数据传输是基于TCP协议的，并且附加上自定义的接口协议。

3）系统内部信息交互是通过先进先出的队列技术来实现的。

4）SQL数据库的读写操作是通过ADO技术来实现的。

IOCP模型的实现：

通信主体采用多线程机制，分管各个不同的客户端，首先创建IOCP，然后创建其监听线程，在监听阶段实现IOCP与Sockets关联。并通过服务线程来最终完成端口的操作结果。IOCP网络模块通信的主体流程如图4。

服务器中为不同客户端提供不同的服务线程，服务线程始终处于死循环中，可以由传输的字节个数来判断要不要将关闭后的客户端删除，进而实现数据的发送和接收。

4 总结

智能楼宇远程控制系统中上位机软件的设计用到了windows下的网络编程、SQL数据库编程以及多线程同步处理等要求。同时根据应用系统通信的具体需求，对客户端和服务器端分别采用了不同的网络通信端口模型，客户端采用的是Select模型而服务器端则采用的是IOCP模型。界面设计主要采用基于MFC的对话框编程技术，数据库访问方面通过ADO技术来实现对SQL Server 2008数据库数据的自动读写能力。代码编程中重点在于如何实现系统的稳定性、多负载性，以及可扩充性。后期通过对该系统的不断完善和改进现已经能够实现各个模块之间的通信目标。

参考文献

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[6]侯其锋，李晓华，李莎编著.Visual C++数据库通用模块开发与系统移植[M].北京：清华大学出版社，2007.

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[11]启明工作室.Visual C++ +SQL Server数据库应用系统开发与实例[M].北京：人民邮电出版社，2004：109-137.

[12]徐枫，马国之，刘良旭.基于ADO技术的数据库访问研究与实现[J].计算机工程与设计，2004，25（1）：107-110.

作者简介

第6篇：楼宇控制系统范文

关键词：智能建筑；楼宇自动化；控制系统的研究与分析

伴随着我国经济的快速发展，社会的进步，我国也加强了对建筑业的支持力度。智能建筑的核心是楼宇自动化。随着楼宇自动化的快速发展使得楼宇自动化的市场需求也不断扩大。楼宇自动化将计算机技术，网络技术，通信技术相结合，应用于自动化的控制系统中，节省了更多的管理成本和人力成本。本文将进一步对楼宇自动化的定义原理，应用和发展进行阐述。

1自动化控制系统的定义和原理，组成和功能

1.1楼宇自动化控制系统的定义和组成

楼宇自动化是智能建筑的核心部分，随着近年来智能建筑的蓬勃发展，楼宇自动化的市场需求也在不断扩大。楼宇自动化控制系统是将计算机技术，通信技术，信息技术，网络技术进行整合的一种控制系统。为了能够为人类节约更多的人力和管理成本，节约能源，给人们提供一个安全可靠，舒适安静并且高效的生活环境和工作环境静，楼宇自动化控制系统通过对控制手段进行综合的分析，对各种处理机电设备的信息进行了优化。楼宇自动化控制系统由安全系统，照明系统，排水系统，配电系统等子系统构成的。楼宇自动化控制系统通过对控制手段以及处理各种机电设备的优化处理，从而实现了对各个控制系统中的设备的集中管理和控制的目的。

1.2楼宇自动化控制系统的原理和功能

楼宇自动化控制系统又称为分布式控制系统，简称为DCS。楼宇控制系统采用的是集散型的计算机控制系统。集散型计算机控制系统是以现代控制理论为理论基础的。楼宇自动化控制系统通过利用微型计算机的能够对监控设备进行实时有效的控制的功能，有效的避免了集中的计算机控制中所出现的问题。除此之外，自动化控制系统系统的管理有关的设备，充分发挥了设备的整体优势和发展潜力，并且也延长了设备电池的使用寿命，降低能源的消耗，节约了人力成本和管理成本。楼宇自动化控制系统主要是通过实现对智能建筑系统的综合分析与利用，来实现自身控制系统的最优化。

2楼宇自动化控制系统的子系统

2.1照明系统

在智能建筑系统中，电能是最重要的部分，并且照明系统是非常消耗电能的系统。由此可见，照明系统在智能建筑系统中的节能系统中发挥着不可替代的作用。照明系统的良好的协调能力和运行进度是智能建筑的优势的集中体现。

2.2消防系统

消防系统是保证建筑中的人的生命财产安全的系统，它在智能建筑系统中占有重要地位，并且对楼宇自动化控制系统的管理起着非常重要的作用。消防系统有它自己固定的运行模式。它无论是在事前还是事中，都对灾害做出了有效及时的应对方案。

2.3配电系统

在楼宇自动化控制系统中电能是一切系统正常运行和工作的保证和基础，如果电能运行过程中电能出现了问题，那么其它系统是无法完成工作的。楼宇自动化控制系统中的配电系统充分利用了计算机技术，对供电设备进行监控，停电后会自动开启应急电源，保证所有用电设备在停电时也能够正常运行。

3楼宇自动化控制系统的集成化发展

3.1信息系统的集成化

随着近年来我国对智能建筑的重视程度的不断提高，我国的有关专家也与各个国家的相关专家进行了学术上的研究和探讨，我国也吸收了很多国外的先进技术和理念，然而楼宇自动化向集成化方向发展是国际上楼宇自动化发展的总体趋势。楼宇自动化的出现，它的目的是能够为人们提供一个安全，舒适，高效的生活与工作环境。楼宇自动化控制系统的管理者对信息进行综合的整合和利用，通过信息网络的集成将相关的设备都连接起来，以实现最终的目标。

3.2数据与管理资料的集成化

在楼宇自动化控制系统中，实时准确的数据，完整的资料，是确保系统进行集成的重要依据。智能建筑包括实时控制和管理。并且它包括很多子系统，如果不能获得实时的数据，就没有办法对各个子系统进行有效的联结，因此就没有办法形成一个完整的大系统。

3.3监控软件的数字集成化

当今世界是数字化的世界，数字化能够体现控制系统的精准程度和灵活程度。在楼宇自动化控制系统中，监控软件的数字化，可以实现对系统集成化程度进行数字化的评估。监控软件的数字化，有效的实现了设备系统的整合。不仅如此，软件数字化采用分布式管理，各管理端口可以根据自己的模式来设定和控制各个子系统，从而实现各个子系统之间的有效连接，进而促进整个大系统的运行。

4楼宇自动化控制系统的发展情况与未来前景

近年来随着经济的高速发展，智能建筑的重要作用也日益突出，智能建筑中的楼宇自动化的市场需求也在不断扩大。然而到目前为止，我国现阶段的楼宇自动化水平还有待提高，与国际上的应用程度相比，我国的应用水平还是相对落后的。虽然我国已经开始了楼宇自动化控制系统的应用，但在应用的过程中，还是存在着很多阻碍，并且有很多问题有待解决。首先，我国的建筑行业虽然开发了自己的智能建筑的产品，但是产品的水平并没有真正的适应人们的需要，并没有在真正意义上认识到楼宇自动化控制系统应用的层次。并且由于我国的智能建筑的发展水平相对落后，造成我国国内建筑市场的产品大多是外国品牌，国内市场被国外产品所占领，这足以充分说明我国对自动化控制系统的控制和研究还不够深入，缺乏水平和质量上的保证，没有赢得人们的信赖。其次，在我国能源缺乏是一个重要的问题。然而在这种能源短缺的社会环境下，资源的浪费，环境的污染仍然是一项重要的课题。虽然楼宇自动化控制系统中明确规定了节约能源，有效管理的理念，但在实际运行过程中，节约能源并没有真正的得到落实。在节约能源方面，我们还是存在缺少管理部门的监管，管理人员的管理力度不够的问题。此外，国内的楼宇自动化控制系统的控制性能并没有达到最优。现阶段，国内的楼宇自动化控制系统的控制性能无论是从控制水平还是从控制程度上来看都与国际水平有很大差距。控制水平不够，不仅会增加能源消耗，也会提高管理成本。随着近年来我国经济社会的高速发展，对建筑业的发展水平也有了新的要求。当今社会，节能减排将会是一个永恒的主题，然而建筑业也是能源消耗很高的行业。虽然智能建筑在发展过程中遇到了很多问题和阻碍，但现如今经济的高速发展，信息网络的不断不发达，科学技术的进步，这都为楼宇自动化控制系统的发展提供了有力的支持和保障。我相信，楼宇自动化控制系统将会有非常开阔的前景。

5总结

智能建筑的核心就是楼宇自动化控制系统。随着我国经济社会的不断发展，人们的需求也在不断改变。楼宇自动化控制系统在一定程度上为人们提供了一个安全高效，安静舒适的生活与工作环境。然而在楼宇自动化控制系统的应用过程中，由于地区的发展水平不同等各种原因出现了很多问题，我们还有很多需要改进的地方，在今后的工作中我国要加大支持力度，鼓励科研的发展，促进我国建筑业的进一步发展。

参考文献：

[1]赵炜.浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统技术[J].技术广场，2012（7）.

第7篇：楼宇控制系统范文

【关键词】楼宇自控 智能照明 Zigbee技术

在社会环保大环境的影响下，绿色概念普及到各行各业，楼宇照明控制系统在这种氛围中，得到了充足的发展空间。越来越多人在设计楼宇或家居时考虑到照明对生活的影响。在建筑设计中，，智能照明系统被应用到各个角落，办公室、走廊、公共卫生区域、公共活动区域等，这样的设计既实现了楼宇照明的整体管理，节约了电资源，同时也倡导了环保，节省了人力。基于Zigbee技术的照明控制系统是把Zigbee的优势充分的应用到实际中，是智能化设计的基础。

1 Zigbee技术的概念

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。由于它的优势，应用到楼宇照明控制系统有很强的实用性。

2 楼宇智能照明系统的设计

2.1 Zigbee系统设计

在楼宇智能照明系统当中，Zigbee系统的搭建，需要四个部分分工合作，共同协调。包括：

2.1.1 网络协调器

主要辅助维护网络通信的正常，它与核心处理器进行双向通信，可以收发数据信息，保证有效信息传达到目的节点。

2.1.2 路由器

在通信距离比较远，线路条件比较差时，要安装路由器，增强信号的强度，保证信号通信的覆盖范围。

2.1.3 终端

它的工作是根据传感器或者红外感应，达到节电的作用，是省电设备。通过把感应到的数据信息传送给下一级，而达到被控制的目的。这个设备也可以双向通信，把从子网中心获得的控制消息再转送回来。

2.1.4 子网中心

这个设备直接安装在灯具上，从而获得感应消息，通过格式转换、控制处理等过程，把消息传递出去。

2.2 Zigbee组网设计

在Zigbee的组网设计，与普通的局域网设置一样，要考虑网络地址分配和网络拓扑结构。Zigbee技术具有强大的自组网的能力，ZigBee大规模的组网能力――每个网络65000个节点，而每个蓝牙网络只有8个节点。因为ZigBee底层采用了直扩技术，如果采用非信标模式，网络可以扩展得很大，因为不需同步而且节点加入网络和重新加入网络的过程很快，一般可以做到1秒以内，甚至更快。而它是基于IEEE标准协议，所以有其负责对物理地址的维护、分配和管理。我们在进行地址分配时，要保证地质的唯一性，避免重复造成的网络冲突。在组件网络的过程中，协调器节点会对16位网路地址进行自动分配。

2.3 Zibgee网络通信

在Zigbee网络通信中，需要在软件编写时注意三方面数据帧的设计：

2.3.1 报警帧

它是保证照明控制系统正常的最直观的反应。当有照明系统出现异常工作状态时，这个报警帧就会把消息传递给相关节点。

2.3.2 应答帧

应答帧可以根据需求，反应出当前照明系统工作状态，具有查询和反馈的功能。

2.3.3 控制帧

控制帧当中包含了控制参数、控制属性和地址。其中，控制参数和控制属性类似于处理核心和控制终端的数据格式。地址信息包含源地址和目标地址，都是节点中的物理地址或组地址。

3 楼宇智能照明系统实现

3.1 Zigbee无线网络的实现方法

在Zigbee节点中，包含了PCB绘制、原理图设计、芯片选择等。节点具有小体积、低成本等方面的要求，同时具有十分复杂的主要芯片电路，因此采用了双层板的设计。在核心电路的设计中，包含了芯片选择、原理图设计、PCB设计等工作。在DA电路的设计当中，包含了DA芯片的选择、原理图设计、射频部分设计等工作。在软件方面，系统采用的开发技术是单片机，在编程开发过程中，应用了IAR编程环境。Zigbee节点主要负责串口数据的接收和处理。在程序包当中，包含了操作常用寄存器的宏，以及调用和重新定义函数所需的文件。在接收和发送串口数据，输入、输出、显示系统信息的时候，都有相应的函数标准。

3.2 控制终端的实现方法

在基于Zigbee技术的楼宇智能照明系统当中，控制终端主要包括智能手机、计算机、平板电脑、ARM板等。同时对图形用户界面开发和数据库技术进行了应用。根据用户对终端控制设备的不同要求，可以设计不同的软件语言，既防止了设备管理不统一造成的混乱，也更加具有针对性。首先要搭建相应的语言环境，根据设备下载不同的安装包和工具包。然后根据提示，进行安装操作和窗口的创建，在实际需要的环境中添加必要的构件。由于控制终端需要同时对多个任务进行控制，因此设计了多进程程序窗口。其中，有负责交互控制终端内部嵌入式数据库信息的进程，有通信处理核心的进程，还有支持触摸屏、鼠标等输入设备应用的进程。通过共享内存，各个进程之间能够实现相互通信。

4 结语

随着现代化水平的不断提高，智能化的标准也在不断升级。楼宇控制系统中的照明自控系统，是智能化的产物，在现在大型楼宇建设中应用越来越普遍，基于Zigbee技术的楼宇智能照明系统在实际的应用中发挥了良好的效果，不仅实现了照明系统的智能化管理，增强了楼宇建设的集成度，也保证了节能环保的效果，避免了人力资源的浪费，这种技术适应了时代的发展，也会在未来的建筑设计中创造出更多的价值。

参考文献

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第8篇：楼宇控制系统范文

关键词：智能楼宇；监控系统；Excel5000系统；设计原则；监控方案

一、工程概况

某大厦建筑面积30000m2地面32层，地下1层，地上第6层为设备层，地下1～地上5层为商场，地上7～31层为办公区域，大楼控制中心位于18层，大厦楼宇设备子系统包括：新风机空调控制系统、直燃机组控制系统、送排风机控制系统、给排水控制系统、供配电控制系统、照明控制系统。

根据此大厦的建筑特点和应用功能，选用了美国Honeywell公司最新推出的Excel5000系统与EBI系统相结合的方式。该系统根据需要可将大厦的楼宇控制系统，消防报警系统及保安自动化系统集成在EBI平台上，包括选用最先进的Lonworks技术的数字控制器，以及与其他供应商系统及OA系统的开放性接口。由于火灾报警消防控制系统、保安系统在本大厦中是各自独立的系统，所以在此只介绍楼宇设备控制系统。Excel5000系统所采用的控制原理是建筑自动化的分布式控制系统。网络结构网如图1。

图1分布式系统结构的网络解析

二、设计原则

楼宇设备监控系统担负着对整个大厦机电设备的集中监测与控制，保证设备的正常运行，并达到最佳状态。因此，不仅要求楼宇自动化控制系统具有可靠性，同时还具有开放性，灵活性，经济性。在整个设计中，对所控制的点、设备进行分区、分块、根据各部分的功能特点，选用相宜的DDC控制器，整个系统充分体现了分散控制集中管理的特性。

三、各子系统的具体设计

1 新风空调系统的监控

(1)监控对象：设置121个点实现对14台BFPX系列变风量空调机组远程起停控制、节能控制、实时监视和故障诊断；对2台39G2330型组合式空调进行远程起停控制。

(2)远程起停控制：当风机控制箱控制按钮处于自动位置时，在楼控工作站上可远程起动或停止风机，当控制按钮处于手动位置时，可本地起停新风机组／空调机组。

(3)节能控制：以新风入口温度、新风出口温度、所处季节等为参量，利用软件编制相应新风机节能管理控制程序，对新风机／空调机进行控制，对水阀的开度进行PID调节；根据各新风机／空调机控制区域作息时间，制定相应的时间表，定时自动控制新风机／空调机的起停，楼控中心可对新风机／空调机和水阀进行软手动控制。

(4)实时监视：实时监视各新风机／空调机运行状态及新风机／空调机有无故障报警。

(5)故障诊断：当检测到新风机／空调机出现故障时，楼控工作站立即发生故障报警，提醒操作员通知相关人员维修设备。

(6)过滤器阻塞报警 空气过滤器两端压差过大时报警，提示清扫。

(7)在商场内设置空气质量监测点，根据二氧化碳浓度直接调节变风量空调机，从而调节新风回风，确保商场的新风流量满足空调新风舒适感的要求。监控原理如图2。

图2 新风空调机监控原理

2 直燃机组的监控

(1)监控对象：设置85个点对2台BZl02Ⅵ(K)B型直燃机组、2台BZ85ⅧK)C―H2型直燃机组及冷温、冷却泵、冷却塔风机进行状态及故障监控。

(2)远程自动控制：在楼控工作站上可以实现直燃机组远程控制。

(3)故障及工况监测：对直燃机组、空调水泵、冷却塔风机进行状态检测及故障报警。一旦检测到故障，即发生报警提示维修人员对设备进行维修；直燃机组其他更详细的参数的监测，通过集成平台对直燃机组进行信息系统集成加以实现，这样可节省业主投资，避免重复建设。

根据大楼的要求，累积每台冷冻机组运行时间，自动切换到运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，目的是延长机组使用寿命。

①根据冷源系统总负荷量(一次供回水温差X总流量)进行冷水机组台数控制。运行台数需与负荷相匹配，实现机组最优起停时间控制，使设备交替运行，平均分配各设备运行时间。对各季节的优先使用设备进行指定，发生故障时自动切换，根据送水分水器温度进行减少，回水集水器进行增加的冷源运行台数补充控制。

负荷计算：Q=K×M×(T1―T2)。

式中：Q--负荷；K--常数；M--流量；T1--回水总管温度；T2--供水总管温度。

②冷冻水系统控制方案 所有冷冻机组的起停与相关的负荷控制连锁，用户可以根据现场的具体情况和用户的要求对这些程式中的参数及连锁点自行修改和设定。BAS系统通过安装在冷冻机房内的Excel5000系列直接数字控制器来完成对冷冻机组的控制要求：冷冻机台数控制、运行顺序的转换控制根据水系统的供回水温差和流量计算空调系统的冷(或热)负荷，以此来对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、冷却塔进水阀及相关的水阀实现联动控制，同时监视其运行状态及故障状态。

冷水机组开机台数控制方案如表1所示。

负荷 开机台数

0＜负荷＜50% 1台

50%＜负荷＜100% 2台

③旁通调节阀控制：在系统出现低流量的情况时，通过软件计算旁通阀开度，保证直燃机组的安全运行。

④定时起停控制：可以根据用户实际情况，制定相应时间表，定时控制直燃机组的起停。直燃机组监控原理如图3所示。

图3 直燃机组监控原理

3 送排风机系统的监控

(1)监控对象:监控设备包括5台强排烟风机(P1～P5)，4台送风机(S1～S4)，具体型号为4台4―68N08C离心风机，2台4-68N06．3C离心风机及3台SJG-4．5F斜流风机。共设置监控点18点。

(2)具体监控内容：①实时监视--对各风机运行状态进行监视。②故障诊断--一旦检测到送排风机出现故障，立即产生报警提示，提醒操作人员，通知检修。4 给排水系统的监控

(1)监控对象：需监控的设备包括生活水泵、消防泵、喷淋泵、地下水池、顶层水箱水位。水泵及污水坑水位共设置监控点22点。

(2)具体监控内容：①实时监视--对地下水池和屋顶水箱的高低水位、生活水泵、消防水泵及污水泵运行状态进行监控。②故障诊断--各生活水泵、消防水泵及污水泵一旦出现故障，或水池、水箱、集水坑水位出现超限报警，立即产生报告，提醒操作人员，通知检修。系统监控原理如图4所示。

图4给排水系统监控原理

5 供配电系统的监控

(1)监控对象：需监控的设备包括1DP、2DP低压进线柜；4DP联络柜。共设置监控点21点。

(2)具体监控内容：①远程控制--通过编制相应控制程序，实现市电双回路供电电源母线开关的远程监测。②实时监视--楼控中心可对空气断路器状态、市电电压电流进行实时监视。③故障诊断--当市电供电电源出现故障(如缺相、断电等)时，作出相应保护，并立即产生报告，提醒操作人员，通知维护人员进行维修。监控原理如图5所示。

图5 低压配电系统监控原理

6 照明系统的监控

(1)监控对象：设置58个点对各楼层总照明配电箱进行监控。

(2)监控内容：①远程定时控制--根据各楼层办公作息时间，制定相应控制时间表，编制相应软件控制程序，定时开关控制29路照明控制箱的开关。②状态监视--楼控工作站可对各路照明配电状态进行监视，一旦出现异常情况，立即产生报警，提醒操作人员，通知维护人员进行维修。监控原理如图6所示。

图6 照明控制箱接线原理示意图

7 电梯系统的监控

(1)监控对象：设置20个点，对10台电梯运行工况进行监控。

(2)监控内容：可对电梯运行状态进行实时监测，一旦出现异常，立即产生报警，提醒操作人员，通知维护人员进行维修。监控点分布如图7所示。

图7电梯运行状态监视原理

四、系统控制方案说明

根据大楼的实际状况，采用了6个控制器构成整个大楼楼控系统的控制网络，分布在1层、4层、6层、18层。

1 楼宇设备分布特点

该大厦地下1层-5层每层有两台变风量空调机组，根据机组在设置位置对称的特点，将控制器分为两大控制区域，最大限度地节约了工程材料，其中在1层设置两台DDC控制器1FXL80.1和1FXL80.2，实现对地下1层及1层变风量空调机组的检测与控制，4层设置两台XL100控制器，对室外温度和3、4两层右侧区域变风量机组的检测与控制，对2～5五层的用电、扶梯状态和故障变风量空调机组的集中管理。

6层为设备层，大楼重要机电设备均集中在此层，有4台直燃机组，空调水系统、供配电系统、所需监控点较多，故在6层设置一台6FXL500控制器，实现对6层的空调系统、供配电系统及地下1层~地上13层楼层配电箱的状态采集和远程控制。

在大楼18层设置一台XL500控制器对一台组合式空调机组和地上14～23层楼层配电箱的状态采集和开关控制。

在28层设置18FXL500的远端I／O箱，实现地上24层至32层的楼层配电箱的状态采集和开关控制，同时也对32层的一台组合式空调的启停进行控制。

2 具体说明

各信号点、被控点分别就近连接至控制器XL500／XLl00／XL80DDC控制器上，所有DDC控制器之间通信线选用RVVP(2×0．75)，模拟信号线选用RVVP(2×0．5)，所有数字信号(DI、DO)控制通信线缆选用BV―1．0：因大楼六层机电设备众多，控制线缆数量较多，因此在6层设置CT(100×50)的水平桥架。同时，在弱电井7～32层设置一路PVC32的垂直线管，以便于楼层配电箱的状态及控制线的走线敷设。

五、结束语

楼宇控制系统本身已经具备了完善的自动监测、自动调节、自诊断、自动报警等功能，可以大大减少设备管理人员，降低运作成本，提高大厦的管理效率。

第9篇：楼宇控制系统范文

关键词：DDC控制器；楼宇自动控制；空调系统节能

中图分类号：TP273

在现代的高层商业建筑中，为了增加人们居住或办公的舒适性需求，基本都配置了空调机组、循环水泵、冷却塔等暖通空调系统，其所消耗的能源占到整座建筑总消耗能源的1/2以上。因此，在保证人们生活及办公需求的同时，要充分利用自动化控制系统所具有的人工智能性，实现楼宇空调系统的人工智能控制。在楼宇自控系统中，直接数字化控制系统即DDC，其能对建筑物中的空调机组及其附属设备进行有效的管理和控制，以确保系统始终处于稳定良好的工作状态，在保证居住及办公舒适感的同时，又能达到延长空调设备的使用寿命和节能环保目的。在对楼宇的自动化控制系统进行调试时，由于其具有一定的专业性和复杂性，所以调试人员不仅要具备专业的编程知识，还要对系统有非常深入地认识理解，而每一步的工作，都要精心、细致的完成。

1 进行DDC送电检查

按照设计图纸和相关技术要求进行盘柜内的安装、接线，在柜内所有设备安装及接线完成后，检查DDC箱并确认无误，可以通过万用表检查相关线路、接地与外部所有输入点、输出点间的电压、电流及电阻值等，一旦发现错误及时更改，切记不可将高压电源串入低压回路中。

断开DDC箱内电源后，对供电线路进行检查。在确认符合要求后，先将DDC的供电电源开关后，再将交流电源送入DDC箱。对箱内各变压器和电源的输出电压进行检查，确认无误后再将DDC的供电电源上电后，检查各控制其及扩展模块的指示灯是否正常。

完成设备的软件编程。程序的编程工作包含参数点、物理点、控制逻辑、控制策略、报警及事件配置等，在将程序编制完成后，再下载至对应的控制器中。

2 系统的调试阶段

2.1 对空调和新风机组的调试

在调试开始后，要对压差开关、温湿度传感器、水阀、风闸驱动器等设备的安装、接线、强电控制箱内的接线和功能进行检查，一旦发现有安装及接线错误，要及时更改。

在设备本地控制箱，手动启停风柜，在确认系统可以进行手动正常控制后，再将自动开关转至自动模式。在BAS终端上首先确认防冻警报、过滤网、故障警报等反馈点的显示状态都无异常，同时冷热水控制阀与风闸都为零开度显示，各设备为关闭状态，再逐次在终端上将每个数字量输出点，例如风机启停等设为开、关状态，以检查DDC箱内的相应输出点所约束的继电器执行动作情况。如果没有对应的动作，则要对相关的线路、控制器输出端、继电器进行分析、检查和处理。风机在启动后进入正常运行状态时，要用压差计对风机前后的压差进行测定，压差开关报警值的设定要以此测定值为依据。同时，要确认在终端上显示的状态要与风机的实际运行和停机时的压差开关状态一致。由BAS终端逐次把每个模拟量输出点，分别由手动形式送出固定等比例的输出命令，对应的输出点电压、电流信号值要使用万用表进行测量，确定正确与否。在确认无误后，再对现场设备的实际运行状态进行观测，并确保与命令值一致。上述操作过程要选择五个不同的位置进行测试，并观察设备的运行是否满足设计要求，一点有较大偏差，则要对执行机构中的机械部分进行调整。如果在调整后始终不能达到控制要求，则可以判别阀门的非线性度过大，应将其更换，再进行上述调试至满足标准要求。

在风机进入运行状态后，要对各执行器进行观察，其自动运行的开度要达到终端所显示的数值。部分过滤器网要采用纸板进行阻塞，以确保过滤器的前后压差大于压差开关的设定值。此时，终端过滤器阻塞报警点将显示过滤器阻塞并报警，移除纸板时，报警接触。将强电控制柜中的报警端子短接，制造模拟电气故障。于此同时，终端上将提示故障的报警信息，对应的各关联设备及风机则自行进入关闭状态。将机组防冻开关接触点短接，制造模拟防冻故障。此时，终端上提示故障的报警信息，风机自行进入关闭状态。同时，预热水阀、回风阀完全打开，并连锁新风阀关闭。当防冻报警点接线恢复为正常后，送风风机会自行重新启动，程序正常运行。

通过手动的方式调节回风温度值，以此来模拟当回风温度出现变化时的程序运行过程。当风机在夏季状态下运行，一旦出现回风的温度比设定的温度高的情况，程序可自行增加水阀的开度；一旦出现回风温度比设定温度低的情况，程序可自行减小水阀的开度。当风机在冬季状态下运行，一旦出现回风的温度比设定的温度高的情况，程序可自行减小水阀的开度；一旦出现回风温度比设定温度低的情况，程序可自行增加水阀的开度。

机组在全自动模式下运行，确保在被控区域内场所的温度处于稳定状态，调整DDC控制器内的相应参数。在系统稳定后，为保证在更改温度设定点时，不会导致系统振荡，在对温度控制回路进行调整时，要精心细致。一旦系统发生振荡，则要对控制回路中的参数进行调整，以获取不同状态条件下的稳定控制。

排风机与空调机组风机的调试过程相同，其现场设备的运行情况始终与BAS终端输出的命令及终端所显示的反馈信号步调同步一致。

2.2 对水系统的调试

对设备的安装和所有接线进行检查，未达到安装要求和接线错误的要及时更改。

与空调系统调试相似，首先调试模拟量输入点，对安装于管道上的压力和温度等信号的示值进行校正。上诉完成后，于被控设备的现场强电控制箱位置直接用手动形式启停水泵，如果无异常则可正常启停，后再将转换开关调至自动档模式。当在终端上所观察的水泵启停状态都为关时，则水泵的故障报警点即确认为正常。数字量输出点的调试则通过BAS来进行，将手动设置为启停状态，再对所控继电器动作进行观察。如果没有响应，则要对相应控制器和线路进行检查。水泵关闭，则要确认水泵停止，其运行状态亦为关；水泵启动，则要确认水泵启动，其运行状态亦为开。

液位开关的位置通过手动形式改变。对BAS终端显示的液位变化和实际液位状态变化的一致性，一旦不同，则要对报警信息的属性进行更改，以状态一致为宜。水箱的报警点、启停泵的参考点的设置要依据水箱水位的监测要求，并让水泵进入自动运行状态。其具有四个工作状态，即当水箱中的水位至启动水泵的参考点时，水泵自行启动；当水位至停止泵参考点时，泵自行停止；当水箱中的水位至溢流水位时，自动报警；如果模拟水泵发生故障，水泵停止运行，并发出警报。在以上调试准确无误后，所有的输出点和输入点都应设置为全自动运行模式，同时要对各设定点设置对应的参数，进入试运行状态。

3 结束语

虽然空调DDC系统在一定程度上导致了自控部分施工难度的增加，但从建筑的长期经济利益的角度出发，却节约了很多，利大于弊。在对空调DDC系统进行调试时，调试DDC物理点是调试的基础，通过对该环节的工作可以将设备安装、损坏及线路错误排除，最终满足物理点的全部正常化，从而保证系统的正常运行。

参考文献：

[1]陆伟良.智能化建筑导轮[M].中国建筑工业出版社，1996，6.