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随着科学技术的不断发展,智能化系统越来越多的应用在建筑领域中,不仅明显改变了人们生活、工作的方式,还有效加速了我国社会的现代化发展。当前我国楼宇建设中,普遍应用到智能化监控系统,其融合了自动化、智能化、安全化、信息化技术为一体,在保证人们生活、工作安全方面发挥了重大的积极作用。
一、智能化监控系统
(一)智能化监控系统的主要含义和内容
智能化监控系统主要是通过将网络技术和控制技术融为一体,从而实现对系统实施实时监控和管理。智能化监控系统中,网络技术的应用是保证整个系统实现信息传递的重要基础和首要前提。其通过计算机之间以及计算机与其他设备之间的连接用来传输数据,从而达到信息资源共享的目的。而控制技术是实现楼宇智能化监控系统监控功能的关键技术,其主要通过计算机内部的软件分析、计算等得出一定的控制量,并利用D/A转换器将其转换成模拟量,然后经执行机构对相关的控制参数实施调节和控制,从而有效实现控制。
(二)楼宇智能化监控系统的主要结构
楼宇智能化监控系统主要包括电气设备智能化监控系统以及电气设备自动化监控系统。该系统主要由干线、设备、管理区以及各子系统构建而成。在进行设计时,应充分考虑对传输电缆、信号传输、配线、设备安装、电气保护工具、交换设备、配线架等进行系统设计。电气设备智能化监控系统主要包括楼宇间的照明系统、空调系统、给排水系统、防盗系统、电梯系统、消防系统等,同时很好的实现防盗预警、出入门管理等,因此在设计时应充分保证其设计合理性与协调性。电气设备自动化监控系统主要包括闭路电视、数字电视、广播等系统。
二、楼宇智能化监控系统设计重点分析
楼宇智能化监控系统设计重点主要包括三方面:CORBA系统、SCADA系统以及电能量管理子系统。
(一)CORBA系统
CORBA系统,也就是公共对象请求体系结构。CORBA系统是楼宇智能化监控系统的设计基础。在对楼宇智能化监控系统进行整体设计时,应充分利用CORBA系统,对楼宇监控系统中不同的服务项目进行制定,并将其划分成几个层次,比如操作系统、网络布局、服务层次、应用层次等,从而在整体上能够有效满足楼宇各项服务项目的需求。在对其进行设计时,应根据施工的实际需求进行科学设计,对照明系统、火灾预警系统、空调系统、给排水监控系统、供配电监控系统等进行重点施工设计。
(二)SCADA系统
SCADA系统的建立需要设计出一定的网络拓扑,使楼宇中所有用户的相关信息能够有效实现传输和共享。该系统最主要的构成部分有两方面:数据采集和数据处理。数据采集主要包括测量点、任务配置和驱动控制等,数据处理则主要包括数据转换、变更和传达以及警报处理等。SCADA系统能够根据楼宇的具体需求,对其中的数据实施采集,并对通讯线路等实施控制。主要应用体现在对电力设备运行状况进行实时监控,在设计时,应对其软、硬件的监控能力以及系统本身的稳定性进行重点施工设计。
(三)电能量管理子系统
该系统主要是通过对楼宇电能量进行管理,从而实现对楼宇进行一定的智能化监控管理。在进行设计时,应对负荷检测管理以及节电控制等进行重点设计,保证其在运行过程中,通过优化管理提高负荷率,从而实现节能目标。
三、楼宇智能化监控系统施工重点分析
(一)施工前的设计准备工作
第一,设计人员在对楼宇智能化监控系统实施科学设计,应首先充分考虑到监控系统的智能化特点,明确设计目标,并对原材料进行有效选择。比如某智能型写字楼在进行设计时,由于其对安全环境具有非常高的要求,经过充分调差研究之后,决策监控系统采用美国PELCO公司的主机,其中高清晰度摄像机为PELCO CC3701、电梯轿箱占用半球机为PELCO CC1370,录像机为ST-DVRC-316的16路数字硬盘录像机等。由于这些设备具有国际顶尖技术,因此从设备选用上便充分满足了建筑的功能性、经济性以及管理性等方面的要求。
第二,应对楼宇的实际情况进行全面考察,对设计进行全面审查和复核,对其中不符合实际情况的设计进行及时修改,避免在施工过程中出现变更现象,保证施工与施工设计一致性。第三,对监控系统的走线、标准以及成本投入等进行合理配置,避免在施工过程中出现与其他管线相冲突或是成本超标等现象,保证不同设备之间位置设计合理。
(二)施工前的设备准备工作
在施工之前,还应对相关设备进行检查,保证其质量、数量符合施工的具体要求,从而有效避免其在施工过程中出现不必要的损失,特别是影响工程质量的同时,延误工期,增大施工成本。对此施工人员应针对施工过程中所使用到的仪器、设备、器件等方面,按照相关规定和程序进行严格复查。
(三)施工前的人员准备工作
在进行楼宇智能化监控系统施工之前,需要对施工人员加强施工理论和技术方面的培训和强化,保证施工人员在施工过程中,不仅具备专业的施工技术,同时还有丰富的施工理论作为指导。最主要的应保证施工人员对设计图纸能够充分理解和把握,对施工目的能够明确和细化。对此,设计人员可以就设计图纸中的重点内容向施工人员进行阐述和规范,避免在施工过程中出现设备、系统安装错误,或是安装工艺不良影响安装质量,充分保证智能化监控系统能正常运行,并充分发挥应有作用。
除此之外,还应对设备、仪器安装的具置进行确定,保证设备整体建设的协调与美观。并对即将施工场地的门、地面、墙壁等施工环境进行检查,确认其是否符合安装要求,是否存在妨碍施工的不良现象。对于发现的问题要及时进行修整和补救,保证施工计划顺利实施。
(四)施工中的质量监管工作
在施工过程中,应要求施工人员严格按照设计图纸进行安装,保证施工质量。最好组织专业的技术监管人员,对施工人员进行现场监管,对发现的不良情况进行及时纠正,对施工过程中出现的异常情况进行及时协调、解决。通过严格要求施工人员进行规范操作,小到一个螺丝钉,大到整个设备的协调与完善,均严格按照图纸中的具体要求进行施工,从而在保证施工质量的基础上,确保智能化监控管理系统顺利完工。
(五)施工后的项目验收工作
在施工完成之后,应对所有的项目进行逐一验收,要充分保证每个系统、每项功能都能正常运行,都能充分发挥应有的作用。在验收时,应严格遵循设计图纸以及设计应达到的目标,对其进行试运行,检验其系统是否完善,效果是否良好。同时对一些施工过程中极易隐藏的问题进行核查,保证不会因安装方面出现的问题而影响系统的寿命、功能。
四、结束语
总之,智能化监控系统已经成为楼宇施工的重要组成部分,对此加强其施工质量管理至关重要。目前我国楼宇智能化系统被国外IBM、霍尼韦尔等占据,极度缺少自主的楼宇智能化系统集成理念、技术、态度等,因此准确定位、高质量施工、规范化管理是促进我国楼宇智能化系统长远发展的有力措施。
参考文献:
【关键词】智能化;门禁;项目管理
中图分类号:S618文献标识码: A
1、背景介绍
近年来,计算机网络技术、现代自动控制技术和通信技术在现代化建筑的设计建造中得到了广泛的应用,从而推动了人们生活方式的改变,特别是随着各种智能系统的广泛应用,使居民的居住环境向着信息化、自动化、安全化乃至智能化的方向发展。
国内,随着人们对智能化楼宇系统需求的增加,越来越多的生产商开发了不同种类和功能的自动化设备和网络通信设备、智能监控系统等,然而在智能楼宇系统的设计和施工时,根据不同功能划分的系统被分别安装,一方面造成不同生产商的设备之间互不兼容,在系统信息交互等方面存在诸多困难;另一方面由于不同功能的子系统间彼此独立,导致系统资源共享实现困难。这种异构的系统方案造成了智能楼宇设备使用的诸多不便,为了解决子系统之间以及硬件设备之间的互连和互操作性问题,就要求构成智能楼宇的电气设备的各个异构子系统具有开放式结构,所采用的协议和接口都要标准化和规范化,使资源达到充分的共享,高效率的完成规定的任务。
2、系统简介
随着高科技的蓬勃发展,智能化管理已经走进了人们的生活,智能化的电子安防系统开始在中国逐步普及。目前,住宅楼进户门或家庭进户门大多采用磁力锁或机械锁,随着信息化、网络化的发展,人们对居住、办公等区域环境质量要求的不断提高,智能化安防系统就越来越受到人们的青睐。安防系统主要由四大部分组成,即门禁系统、闭路监控系统、防盗报警系统和巡更系统。门禁系统是一种以IC/ID卡、指纹、掌型等作为信息载体、集信息管理、计算机控制和智能卡技术于一体的高科技产品。可以对进出加以控制,有选择的对要通过门的人员予以放行或者禁止,它具有授权、记录、查询、统计、防盗、报警等多种功能,具备极高的安防能力。门禁系统为实现现代化的管理,提供了科学、高效、安全的手段,已普遍被采用,由于门禁系统的安全性、易操作性、易管理性等优点,因此在现代化的智能小区和写字楼等场所得到了广泛的应用,应用领域也越来越广,具有广阔的市场前景。门禁系统是使用电子识别技术,通过电子锁具管理出入口或一个区域,只允许拥有授权的人在相应的授权时间内进出,并保存各种记录,从而方便有效地改善安全状况。虽然现有的门禁系统具有上述诸多优点,但由于其本身的结构及设计,不可避免的存在一些不足之处。
3、软件设计
单片机软件是实现门禁控制系统功能的保证。系统要求开机时可读取系统时间或设定时间,并由显示模块显示。正常工作时,系统首先读取iButton的身份信息并判断是否合法,如果不合法,则显示错误的用户信息并且继电器不工作,蜂鸣器发出无效提示音;如果判断为合法用户,则把信息和时间保存到系统中同时继电器工作(开门),蜂鸣器发出有效提示音。软件采用单片机C语言模块化设计,首先初始化单片机、液晶显示模块,然后读取并显示系统的时间,软件主要由身份识别模块、时钟模块、存储模块和液晶显示模块等组成,下文介绍模块的设计思路。
3.1 身份识别模块
身份识别模块读写功能的软件设计主要解决iButton与单片机的数据交换和读写基本操作的实现问题。正常工作时,单片机循环扫描DS1990,检测是否存在,首先发出一个“复位”脉冲,启动总线,延时500us后,通过检测应答脉冲,查询是否在线,如果在线,并写入读ROM命令(0x33),然后从DS1990读入8个字节的数据(即64位序列号),并保存到缓冲区,读取后再判断读入的序列号是否有效,如有效,则进一步访问序列号存储区,将读入的序列号和存储区中的序列号进行比对,过程如下:首先读取外存中存储的序列号个数,再逐个读取保存在外存中的序列号并进行比较,如果相等,则调用显示函数,显示“Welcome”和“卡号”,并控制电锁继电器开门,如果未找到,显示“Unregistered”。
3.2 时钟模块
时钟模块DS1302的操作软件设计就是对其具有特定地址的内部寄存器进行读写操作。首先通过模拟SPI设计写一个字节到DS1302和从DS1302读取一个字节的驱动函数,即通过单片机程序制造上升沿和字节右移一位来逐位传送一个字节,需要注意的是DS1302 的数据和地址都是从最低位开始传输的;在上述基础上,通过调用写入字节和读取字节函数分别实现向指定地址写数据和从指定地址读取数据,在设计这两个功能函数时,需要保证在读写期间复位引脚为高,再依次传输命令字确定要读取或写入的时间/日历地址,然后读取或修改时间/日历数据,最后根据本系统的要求分别设计设置初始时间和读取DS1302当前时间的函数,供主程序调用。
3.3 存储模块
存储模块为系统的运行保存已授权iButton的序列号和出入的时间,所以必须设计可靠的存储器读写软件,单片机通过模拟I2C实现读写存储芯片AT24C02,主要包括开始位、停止位和应答位的编程。根据AT24C02的时序[6],表示“开始位”的函数编写顺序依次为:SCL拉为高电平,SDA由高电平变为低电平;表示“停止位”的函数编写顺序依次为:SCL拉为高电平,SDA由低电平变为高电平;需要注意的是上述过程需要一定的建立时间,在程序编写时要加入延时函数。“应答位”则是通过先将SDA拉高、再查询SDA的状态来实现的,通常在传送一个字节数据后调用,在此基础上根据读取和写入数据格式设计字节写操作和读操作函数。
3.4 液晶显示模块
门禁控制系统的设计要求在没有访问者时液晶显示模块显示当前时间,如果有人员进出或设置操作时,显示使用和管理信息、操作提示信息。显示模块的单片机软件即通过读写命令控制液晶显示器的基本配置和字符显示,主要包括写指令数据到LCD、设定显示位置和写显示数据到LCD。
4、成本控制
成本控制是项目管理的一个关键目标,工程项目成本控制,就是在工程项目实施过程中,对影响成本的各种因素加强管理并采取各种有效措施,将施工中实际发生的各种消耗和支出严格控制在成本计划范围内,随时揭示并及时反馈。严格审查各项费用是否符合标准,并可按照事前控制、事中控制、事后控制来进行管理。成本控制是一个动态控制的过程,进度报告和索赔资料是成本控制的动态资料。成本控制可以根据需要与质量、进度、安全和其他进展报告结合,提出综合进展报告。
成本管理是一个系统工程。它包括监督项目的成本核算:确定项目目标成本:掌握成本信息;执行成本控制;组织协调成本等内容。因此,要在建筑工程项目管理下进行项目成本管理,应该从两大方面人手,即主观方面和客观方面。主观方面即加强人的培训,增强人的成本控制意识。客观方面,抓好开源和节流两个环节,使项目的净现金流(现金流人减去现金流出)最大化。开源是增大项目的现金流入,节流是控制项目的现金流出。
结束语:
智能建筑弱电工程是一个综合性的系统工程,系统涵盖了结构建设、系统设计、管理科学以及服务等众多学科,各学科相互协调促进,共同服务于工程的建设。
参考文献:
【1】华东建筑设计院编著. 智能建筑设计技术[M].同济大学出版社, 1996
【2】王云利.智能建筑中弱电系统设计和施工应注意的问题[J].中国科技纵横.2011
关键词:智能化楼宇;系统集成;网络;远程监控;数据;软件
中图分类号:TU855
在计算机技术、通信技术以及自动化控制技术的基础上,智能化楼宇逐步发展起来,大大的提高了楼宇与外部世界联系的准确性和自动化程度,特别是在系统集成的支持下,有效的把握了建筑设备运行的总体情况,实现了对信息的及时处理分析,为管理者进行一体化的综合管理创造了有利的条件。智能楼宇是一个智能化的综合管理系统,其最大的优势便是充分的利用了楼内的相关信息,实现了子系统的高度集成,提高了服务的指令和管理的效率。
1 智能化楼宇的概述
在信息技术的推动下,人类社会进入了数字化和网络化的智能时代,智能楼宇成为发展的必然趋势,实现了建筑艺术与信息技术的完美结合。所谓的智能楼宇指的是借助信息系统这一平台,将各个相关的要素进行紧密的联系,包括数据、人员、设备和环境等等,并根据需求对各个要素进行连接、配置和共享,进而实现系统的智能化。智能化楼宇一般包括几个主要的系统,即楼宇自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统。近年来,随着信息技术和网络技术的不断发展和进步,智能化楼宇在我国获得了较大的发展,对提高服务质量和工作效率起到了积极的推动作用。
智能化楼宇的建设有着显著的优势:首先,智能化楼宇具有安全性,一方面保证了生命财产和建筑物的安全。另一方面对建筑的数据信息实现了有效的保护;其次,智能化楼宇具有舒适性,即实现了各个环境要素的最优化,为人们带来了生理和心理两个方面的舒适感;再次,智能化楼宇工作效率高,服务功能全,实现了对各个资源的合理分配和使用,大大的提高了建筑管理的效率;同时智能化楼宇具有经济性,即在新技术的支持下,可以使建筑管理获得较好的性能价格比,降低了运行的损耗,提高了经济效益;此外,智能化楼宇具有适应性,特别是对办公组织机构和办公方法,体现出较好的适应性。总之,智能化楼宇实现了资源的合理配置,提高了经济效益和社会效益。是建筑管理的必然选择。
随着智能化楼宇的不断发展和改进,呈现出一定的发展趋势:首先,多个系统相互交叉融合,这就大大提高了系统对数据和信息的综合处理能力,因此在智能化楼宇的发展中,必然会将各个技术进行融合,并以需求为指导进行综合的集成。其次,类型呈现出多样化,将会从办公大楼转向其他的建筑。再次,群体化成为智能楼宇发展的必然趋势,即从单个的建筑发展为整个的建筑群,实现全面的智能化。此外,随着智能化楼宇的建设,会渗透更多的技术和学科,进而会使大厦具备更多的功能。
2 智能化楼宇系统集成软件与网络化远程监控
系统集成软件与网络化远程监控是建设智能化楼宇的核心环节,关系到智能化楼宇的管理效率和使用功能。
2.1 系统集成软件
系统集成软件是智能化楼宇的灵魂,是一个具有较大规模的系统,主要是将建筑物的设计、安装、调试以及运行维护等多个相互独立的系统共同构成一个统一的整体,实现各个环节的协调统一,同时借助多种先进的技术,发挥建筑的最大作用。在智能化楼宇的建设中,系统集成软件的目的是为了实现资源的合理配置和共享,最大限度的提高资源的利用效率。在系统集成技术的支持下,可以将建筑的所有的数据和信息进行汇总,实现综合利用,以最小的消耗满足最大限度的需求,提高了建筑使用的经济效益。其次,系统集成软件还是为了提高智能建筑的综合化管理,提高服务质量,例如在智能化楼宇内的保安系统、消防系统以及各个设备系统进行监控和管理,可以将各个环境信息与人们进行联系,进而对各个因素进行综合的管理和控制,实现服务的一体化。可见,系统集成软件是以实现全局化的事件管理为目的的,通过对各个子系统的优化管理,实现全局的控制,进而最大限度的减少人力和物力的投入,便于管理者及时的做出正确的决策,减小了突发事故带来的损失与危害,提高了建筑管理的效率和质量。可见,智能化楼宇的系统集成软件是在信息技术基础之上的,通过对各种信息和数据的综合分析处理,对各个部门的决策进行合理的组织、协调与调度,提高了建筑的管理质量。
目前应用于智能化楼宇的集成系统软件较多,形式多样,但是总结而言,主要有三种:以BAS为中心的集成模式、以OAS和BAS为主面向物业管理的集成模式以及一体化集成模式。在选择集成模式时,要结合建筑的具体用途决定,就住宅类建筑而言,多选择以BAS为中心的集成模式,而商业小区则多采用面向物业管理的集成模式。
2.2 网络化远程监控
在智能化楼宇的建设中,需要对机电设备以及摄像视频进行浏览和控制,这就需要借助网络技术实现对智能化楼宇的远程监控,进而对建筑的管理提供真实可靠的数据信息。
首先,智能化楼宇的网络化远程监控解决了信息可靠性的问题。远程监控对信息平台的可靠性有着较高的要求,这是管理者做出合理决策的基础和前提,特别是智能化楼宇的环境较为复杂,信息的失误会对管理者造成很大的阻碍。在网络化远程监控系统的帮助下,提高网络平台的可靠性,确保每一个环节的信息都准确无误,在设计方面选用备份冗余式的方案,最大限度的保证网络的可靠性。同时在软件方面,要对通信进行加密和校验,借助对同一信息进行多次发送的方式提高可靠性。其次,智能化楼宇的网络化远程监控解决了安全性的问题,通过设置防火墙以及采用加密方法和加强身份确认的方式,对传输的数据进行保护,一方面确保了服务器不被攻击,另一方面还保证了信息不被窃取大大的提高了系统运行的安全性。再次,智能化楼宇解决了实时性问题,对建筑内的各个系统的远程监控对实时性有着较高的要求,但是由于受到传输数量以及线路速度等多个因素的影响,数据的传输会出现延时,而网络化远程控制就着眼于这一问题,对双方的数据量进行有效的控制,使网络信息的实时性得到了满足。
3 智能化楼宇系统集成软件与网络化远程监控的设计与实现
鉴于系统集成软件和网络化远程监控是智能化楼宇的核心环节,需要结合建筑的需要,设计系统集成软件和网络化远程控制系统,进而为提高管理者决策水平创造有利的条件。
3.1 设计与实现原则
智能化楼宇作为一个高科技的集成体系,需要实现功能集成、网络及信息集成,其中的核心是要解决好各个系统的互连和互操作性问题,进而使各个系统完整统一且功能齐全,这就需要在设计时要选用统一的公共通信网络和操作界面环境。其次,要体现先进性、开放性和灵活性,即在系统设计时,要从建筑未来的发展着手,分析其功能需求,最大限度的采用先进的技术和设备,并且确保系统是标准化的。与此同时,系统集成软件的设计以及网络化远程监控的实现要建立在用户的需求基础之上,由于建筑的用途不同、功能各异,在智能化过程中的侧重点就不同,这就需要结合建筑的具体情况和实际需要,制定合适的方案,进而满足用户的不同需求。此外,系统的设计要满足可实施性的需求,在智能化楼宇的建设中,可能是通过分阶段来实现的,因此在系统的设计过程中要为后期的扩展以及功能的增加留有余地。
3.2 实施步骤
智能化楼宇的建设依据用户的需求,选择各种先进的技术和设备,将建筑的管理纳入一个统一的体系,实现完整的一体化的管理,是一个复杂的过程。 首先,要对确认系统设计的需求,即结合建筑的用途和投资规模,充分考虑功能组成与经济效益之间的关系,确定初步的设计方案,在不断的探讨和反复的确认后,才能够形成比较完善的智能化楼宇基本功能方面的需求。其次,要对系统进行结构设计,即根据需求,选择合适的集成方式,然后对系统进行深化设计。此外,需要对系统的控制点和信息进行设置,目的是确保各个子系统的功能明确,并将控制点的信息进行汇总,便于为管理者进行正确决策提供依据。最后还需要对建筑的整体性能进行确认,并对系统进行维护和管理。
具体而言,需要从以下几个方面着手:一,使用嵌入式web服务器,对于小规模的楼宇而言,可以直接使用嵌入式的服务器,进而提供对楼宇控制设备变量的访问。嵌入式的web服务器可以对文本标记的语言进行拓展,进而实现对网络设备变量的访问。因此需要对每一个设备变量进行HTML定义标记,这样就可以简单的把设备变量的值呈现给客户端。其次,需要使用基于浏览器的网际组态软件webaccess,该组件是一种新型的组态软件,不仅具备一般组态软件的人机界面功能,而且还具备远程组态以及免费无限客户客户端的优点,即其可以对系统进行实时的监控,还可以对远程视频监控、保安管理系统以及消防报警系统进行有效的整合,进而实现对数据的统一管理,使信息可以通过一个标准的网页浏览器完成。
4 结束语
总之,智能化楼宇是以系统一体化、功能一体化、网络一体化和软件界面一体化等多种集成技术为基础,运用标准化、模块化以及系列化的开放性设计,通过对资源的收集、分析、传递和处理,从而对整个大厦进行最优化的控制和决策,达到高效、经济、节能、协调运行状态,并最终与建筑艺术相结合,创造一个舒适、温馨、安全的工作环境。
参考文献:
[1]张瑞武.智能建筑的系统集成及其工程实施[M].大学出版社,2012(07).
[2]杨绍胤.智能建筑实用技术[M].机械工业出版社,2011(12).
[3]李林.智能大厦系统工程[M].电子工业出版社,2010(05).
该工程为一行政金融中心,建筑面积约七千平方米,整个弱电系统分四个子系统,分别为办公自动化系统、综合布线系统、安全防范系统、通讯网络系统,主要采用主流、中高档的产品,软件,总造价 ,项目监理部受业主委托对整个弱电智能化系统进行全过程控制。在工程实施的四个阶段,监理进行了监督、管理、咨询、建议,并取得较好的效果。
一 、招标阶段的监理控制
在招标阶段,业主最关心的是智能化系统功能的确定、方案论证、标书的起草及发放、投标单位的确定及考察、投标方案的审查及施工单位的选定。为此,监理围绕业主的要求主要进行如下几方面的工作:
1、协助业主对智能化系统进行功能确定及方案论证
根据业主对智能化系统所需要完成的任务、要求及要达到的功能,参照装饰设计的总体平面布局,监理运用专业人员的知识,协助业主明确智能化系统所需达到的功能、明确系统所需控制的区域,机房的设置位置、控制线路的走向、执行机构的设置方案,及初步确定网络系统的型式、材料设备的档次(国产还是进口)等。这期间需明确三个不等于:
即 A、在建筑物内采用了综合布线不等于实现了建筑智能化
B、在建筑物内设置的信息插座越多不等于智能化水平越高
C、系统集成不等于集中控制
还必须做到三个统一:
即 A、需求必须与经济可能统一
B、需求必须与技术可能统一
C、理论与实践要统一
系统集成应遵循统一规划,分期实施的原则。即各个子系统的信息接口、协议等应符合国家标准,在订货时统一预留,各子系统的供应商应共同遵守,承诺技术协议,为集成创造条件。待各子系统运行正常,条件成熟后再搞集成。
明确之后即可以协助业主进行标书的起草,确定评标方案及评分标准。由于在此之前进行的弱电智能化工程招标项目不多,没有足够经验,因此我们对评标方案及评分标准的确定格外慎重,在广泛听取各方面的意见的基础上,制定一套科学、合理、合法的评标方法,确保合理低价标中标。
本工程系统情况:
2、协助业主对投标单位进行考察
选择一个好的设计、施工单位是系统实施的关键。由于本工程的特殊性,我们采取邀请招标的方式,在招标前我们先对一些有意向的单位根据其提供的书面材料进行资格预审,从中选出实力较强者,由业主组织监理及有关专家对其进行有针对性的考察,重点考察投标单位的 :
A、设计、施工资质;设计、施工资质是否满足国家的相应规定;
B、技术力量和售后服务情况,人员的组成,售后服务的响应时间,为业主提供培训情况等;
C、工程实体考察,着重对已完成的智能系统的设计、施工质量、开通率、系统运行情况和售后服务情况等进行核查。
考察完成后,监理将各单位的情况列表分析比较,形成考察报告向业主汇报,以便作为确定邀请招标单位的依据。
3、开标
对于各投标单位的投标方案,监理主要着重于审查:
A、其智能系统是否符合《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》(GB/T50312-2000)、《民用电气设计规范》(JGJ/T16-92)、《建筑智能化系统工程设计标准》(DB32/181-1998)、《智能建筑设计防火规范》(DBJ08-47-95)等设计规范的要求;
B、投标方案中提及的设备监控系统是否满足标书中要求的功能;
C、方案中控制点的分布是否合理,是否满足扩充要求,现场执行机构是否能满足功能控制要求。并组织专家对方案中网络控制系统、控制网络技术.控制网络中的硬件等是否具有实用性、稳定性、扩充性、简单性、先进性、及易操作性,为业主开标提供技术依据。
4、确定方案,进行方案深化设计
进行开标,由评标委员会(由业主在全国邀请智能化方面的专家组成)根据招标文件进行商务标和技术标的综合评定、确定系统方案,确定设计、施工单位,进而签定设计、施工合同,进行进一步深化设计。
二、设计阶段的监理控制
智能系统的设计一般由智能系统设计、施工单位在装饰设计的基础上进行深化设计,其设计依据为装饰设计图纸、设计规范、产品应用设计标准和标书中确定的智能系统功能等。监理在设计阶段的主要工作是:
1、检查智能系统设计是否符合规范要求。
2、检查线管走向是否合理、经济,是否和其它管线相矛盾。
3、检查现场控制器设置位置是否合理、经济。数标书和原标书中确定的相符合,有无更改和增减。更改增减是否合理。
4、检查系统与强电系统的接口设计。
智能系统设计图纸经确认后即可用于现场施工。
三、施工阶段的监理控制
在施工单位提出开工申请后,专业监理工程师应认真审查施工单位报送的资质证书、施工许可证、安全许可证、项目经理证书等资料是否具备,是否在有效期内。同是对施工方案、形象进度计划进行审查,审查其施工方案中是否具有切实可行的技术措施,关键部位的施工方法是否符合设计和规范要求,形象进度计划是否能满足整体工程总体进度计划,在各项审查符合要求后,才可同意其开工。
施工单位进场施工后,监理主要把好以下关键点:
1、设备、材料的验收。设备、材料的好坏是智能系统是否能满足功能要求的一个重要因素,也是监理质量控制的一个关键点。普通材料如管材、线材、接线盒等要求提供合格证、质保书并按规范要求进行验收;重要设备、材料都为国外进口,需提供原产地证明、进口报关单、商检证明等相关资料;特殊材料还需进行安装前的测试,如五类线、超五类线、光纤等线材需进行传输速率测试、衰减测试、近端患扰测试;控制网络的网桥、网关及网络控制器需进行模拟通信测试;现场执行机构需进行模拟信号动作测试及通电测试等,以免安装后调试时因此类设备出现问题面增加查找难度。
2、施工工序的验收。在施工过程中应对每道工序按规范要求严格进行验收,并做好记录。验收重点为:管线是否按图纸施工、支架设置是否正确、管线是否横平竖直符合规范要求、墙体内暗敷的管线埋设深度是否满足墙体装饰的要求、末端软管预留长度是否符合规范要求、管内穿线是否编号一一对应、配电箱安装位置及箱内接线是否正确、执行机构安装是否符合要求等。如本工程管线施工前期曾出现过由于管线埋深不够、固定不牢而导致墙体开裂。
3、中央监控室的验收 .中央监控室是智能系统的核心,验收时应会同业主一同进行,主要核对中央监控室内的设备是否按标书中的要求配置,其布局是否合理、美观,是否为后期发展留有余地,能否满足功能要求。
4、关系协调。由于智能系统设备安装需满足一定的安全要求后方可进行,防止遗失或损坏,监理需协调各方关系,提前将需安装设备房间的门窗和地面做好,为智能系统施工单位的安装提供方便。确保系统按图施工、按规范施工,顺利进入调试阶段。
四、调试验收阶段的监理控制
智能系统调试验收在施工单位自验合格的基础上进行。施工单位自验收合格后,准备好系统监控点设定表、系统框图、各楼层监控点分布平面图、自检调试记录、调试验收程序及调试人员、器具配备等相关资料报监理,监理会同业主及相关单位一同进行,调试验收主要包括以下几点:
1、监控中心人机界面的验收。
人机界面是否良好、数据调用简单明了、监控功能内容直观齐全、报表显示简明易读、打印报表设置合理。
2、各控制点的独立动作及数据信号号和模拟信号的反馈情况验收。
验收人员分成二批,分别带对讲机以便联络,一批验收人员察看现场各控制点的动作情况,一批人员在控制中心察看各控制点反馈信号情况。根据调试验收程序的安排,逐一检查各控制点,由控制中心发出动作信号,检查现场动作是否正确;或由现场动作,检查控制中心信号的反馈是否正确,同是核查控制点的动作执行状况是否和控制中心显示状态一致,并调用、打印反馈信号数据,以便进一步核查。对已检查的控制点做好记录,动作符合要求的可进入联合调试。控制点动作或信号反馈不符合要求的,需仔细检查出问题的所在,整改合格后,再进行验收,及联合调试。
3、系统的联合调试
各控制点调试验收合格后,可进行联合调试。联合调试主要检查独立系统的联动顺序是否正确,是否符合设计联动要求。联动调试合格后,即可交付。
4、竣工阶段的监理工作
竣工阶段的监理主要工作是:
1)核查施工单位提交的竣工资料是否齐全,是否符合要求。
2)核查施工图纸是否和现场相符。
3)根据合同审核竣工结算,向业主提交审核意见,并协助审计工作。
4)督促施工方做好培训与善后服务工作。
【关键字】智能化,中央空调,集散控制系统
中图分类号:G623文献标识码: A
前言
中央空调的集散控制系统主要就是为了空气温度的调控,实现远程操作。由于现在空调的大量使用,温度调控的不协调,对污染物的排放以及气流组织的协调都有一定的问题,因此为了改善这种状况,中央空调的集散调控系统就被应用于此。我们通过集散控制系统的实施,进行了如下的讨论和研究。
二、中央空调集散控制系统
1.中央空调集散控制系统———新风自动控制系统主要实现净化房间的温、湿度控制。操作工作站以计算机为核心,提供操作者图形界面和基本过程控制功能及人机接口,完成设备的监视、控制、调节。
空调房间集散控制系统的组成如图1所示。
图1中央空调温度控制系统的组成风道温度传感器TI设于回风处,输出4-20MA的电流信号给控制器TC,控制器将传感器检测的温度与设定值相比较,并根据比较结果输出相应的电流信号控制电动调节阀的开启度,调节冷(热)水的流量,使送风温度随之变化,最终使房间温度保持在设定值范围内。
(一)被控对象在自动控制系统中,工艺变量需要控制的生产设备或机器为被控对象,简称对象。空调温度控制系统中房间就是被控对象。
(二)执行器在过程控制中,执行器大多采用阀的形式,控制各种气体或液体的流量与流速,是过程控制系统的一个重要组成部分,其特性好坏对控制质量的影响是很大的。它接受调节器送来的信号,自动地改变阀门的开度,从而改变输送给被控对象的能量或物料量。我们选用的电动执行器接受0-10V的连续信号,进行连续的PID控制。
(三)调节器又称控制器,它将检测元件或变送器送来的信号与其内部的工艺参数给定值信号进行比较,得到偏差信号;根据这个偏差信号的大小按一定的运算规律计算出控制信号,并将控制信号传送给执行器。
2.微机控制下的集散式系统
微机测控系统足以微型计算机为核心来检测和控制被对象生产过程的自动化系统。它主要包括硬件和软件两部分,目前在工业控制上面应用较多的是微机测控系统一种称为微机直接数字控制系统,简称为DDC。如上图2为集散系统结构图:
数转换后,变为数字量信息送给微机。微机则根据对应于一定控制规律的控制算式,用数字运行的方式,完成对工业参数若干回路的比例、积分、微分计算和比较分析,并通过操作台显示、打印输出结果,同时将运算结果经输出通道的数、模转换、输出扫描等装置顺序地将各路校正信息送到相应的执行器,实现对生产装置的闭环控制。
在整个生产过程中。由于生产过程复杂,设备分布又广,其中各工序、各设备同时并行地工作,而且基本上是独立的,故系统比较复杂。采用这样的系统可以实现从简单到复杂的调度,兼顾了集中式和分散式两者的部分优点,从而达到最佳控制。在这种系统中,基础的微机只把必要的信息送到主控计算机,而绝大部分时间都是各个微机并行地就地工作。这个分布式控制就称为“集散式控制系统(TDS)”。
在大型的建筑物或者生产厂房中,有可能会设置几套甚至十几套空调系统。这样在管理上面则不可避免的出现控制上的复杂性。在这种情况下,为了便于运行管理,在现场采用编程控制器(PLC)进行各空调系统的就地运行控制,然后用总线将可编程控制器的通信接口与中央控制总站内的监控微机实现通信。
三、智能化集散控制系统的构成
1.计算机监控管理软件
分散控制系统软件分为系统软件和应用软件,如下图3:
系统软件一般选Windows NT。应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的多种程序,其中现场控制单元的软件多采用模块化结构设计,其执行代码部分固化在EPROM中,数据部分保留在RAM中,系统复位或开机时,数据初始值从网络装入。组态分为硬件组态和软件组态,硬件组态就是根据硬件的模块化结构对计算机及其网络系统进行管理配置;软件组态又包括基本配置组态和应用软件组态,前者是给系统一个配置信息,而后者则负责数据库的生成、历史库的生成、图形牛成、报表生成和控制系统组态等。采集中央空调智能监测系统中末端数据,并根据监测对象的要求,对现场监测节点的硬件和软件进行详细的分析和设计。要求实现智能仪表的作用,具体包括:现场数据测鼋、运行状态显示、按键控制与参数设定以及与上层部分的数据通信等。
2.PLC软件设计
如左图为软件设计示意图。每一栋楼的中央空调系统的控制只受控于各自的PLC,它们除接受中控室的计算机控制之外,彼此之间是独立的。下面以1号楼为例说明PLC软件程序的设计。PLC控制中央空调系统的起/停有手动和自动两种方式,当选择手动方式时,手动指示灯亮,在现场PLC操作台上可以任意选择机组、开/关冷却塔、起/停冷冻泵、冷却泵、空调主机等;也可以在中控室PC台上操作,通过鼠标点击控制界面上的控制按钮实现手动操作。当选择自动方式时,自动指示灯亮,通过在PLC或者PC操作台上按下自动起动按钮,中央空调系统自动起动,工艺顺序为:支部开关一冷却塔一冷却泵一冷冻泵一空调主机。按下停止按钮,系统按照起动逆序自动停止。
在中央空调变频调速集散控制系统中,第一级为中央监控工作站(即PC机),是集中监控、远程控制、数据处理和中央管理的中心;第二级为直接数字控制器(DDC)变频器和可编程控制器PLC,能独立完成对现场机电设备的数据采集和控制;第三级为现场传感探测元件(如热电阻或者热电偶)及控制执行元件(继电器等)
四、中央空调系统采用集散控制的必要性
集散型计算机控制系统,实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新的控制技术,是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯技术和人机接口技术相互渗透、相互发展而产生的,既不同于分散的仪表控制系统,也不同于集中式计算机控制系统,它是吸收了两者的优点,并在其基础上发展起来的一门新的系统工程技术。目前,集散型计算机控制系统已在工业各领域得到成功运用。
目前,大楼中央空调大都采用分散管理就地控制,整个系统不能统一协调,不能很好发挥整个系统协同工作的效果。如果采用集中控制,由于被控设备分散在大厦各个地方,中央主机到被控设备的连线较长,信号容易受到干扰产生故障,同时由于中央主机集中处理信号,如果中央主机产生故障则整个系统停止工作,可靠性较差。随着计算机技术的高速发展,采用集散型控制系统成为趋势。计算机集散控制系统就是中央主机主要进行报表处理,集中管理,被控对象由带计算机处理功能的现场控制器(主要是直接数字控制器,简称DDc)根据有关参数进行控制。各DDc和中央主机以及各DDc之间实现点对点通讯,传输数据和控制信号。集散控制系统可靠性高,当中央主机发生故障,把控制功能分散在DDc上而数据资料由中央主机集中管理的方法,加强了子系统的独立性、可靠性,并减少了中央主机的工作量,整个系统的性能得到了提高。
结束语
综上所述,随着我国集散控制系统的具体应用,其已经大大改善了我国中央空调的问题。这种技术不仅仅可以应用在简单的空调的调控上,而且还可以在大型的工程施工中得到有效的利用,也会颇有成效。相信我国的中央空调的调控监测技术会日臻成熟,同样的这些新技术也可以加工利用到其他的技术管理措施中去。
参考文献:
[1]侯文霞,陆述田.变频调速技术在中央空调系统中的应用.机床电器,2012.
关键词:智能楼宇、自动化、设计原则、应用、发展;
中图分类号:TN830文献标识码: A
前言:智能化楼宇是信息时代的产物,成为智能建筑的一个极其重要的组成部分。随着现代通讯、计算机及网络技术的飞速发展,智能化楼宇正蓬勃发展,功能更齐全。文章将就我国智能化楼宇中的自动化系统的设计原则以及其现状、应用和发展进行阐述。
1 智能化楼宇的概念及发展趋势
智能化楼宇近几年才在我国发展,因此对于智能化楼宇的研究与国外相比我国还具有很大的差距,一是因为我国的智能化技术发展还不高,关键技术是以依靠国外进口为主;二是智能化楼宇的普及率还不高,尤其是智能化居民建筑率不高,因此研究智能化楼宇对于促进智能化楼宇发展具有重要的现实意义。
1.1 智能化楼宇的概念:在传统建筑工程的基础应用计算机控制技术、建筑技术、自动控制技术以及无线通信技术等多种技术为一体,完善建筑的功能,进而实现建筑功能的集合发展,实现建筑功能的自动化发展,比如消防自动化、办公自动化、监控自动化等。
1.2 智能化楼宇的发展趋势:随着智能化楼宇的发展,其呈现出来一些独特的发展特征,根据作者多年的工作经验分析,智能化楼宇发展呈现出以下趋势:
①更加注重集成化、智能化、人性化发展方向。随着人们对生活条件要求的提高,越来越多的智能技术被应用到楼宇中,因此实现多种技术的集成是智能化楼宇发展的方向。
②智能化楼宇功能在逐步完善,呈现多元化发展,多种现代技术的广泛应用,丰富了智能化楼宇的功能,楼宇智能化由最初的实现智能管理逐步扩展到智能管理、人、满足不同环境要求等方面的功能。
③智能化楼宇发展为一种技术产业,智能化楼宇的发展,带动了相关产业的发展,比如计算机技术产业、消防自动化产业、智能管理人才培养产业等,因此智能化楼宇已经由简单的楼宇智能功能发展为一种新兴产业。
2.楼宇自动化系统概述及应用中的优点
2.1 楼宇自动化系统
楼宇自动化系统是由中央计算机及各种控制子系统组成的综合性系统,它采用传感技术、计算机和现代通信技术对包括采暖、通风、电梯、空调监控,给排水监控,配变电与自备电源监控,火灾自动报警与消防联动,安全保卫等系统实行全自动的综合管理。各子系统之间可以信息互联和联动,为大楼的拥有者、管理者及客户提供最有效的信息服务和一个高效、舒适、便利和安全的环境。楼宇自动化系统一般采用分散控制、集中监控与管理,其关键是传感技术与接口控制技术以及管理信息系统。建筑物的智能化往往总是从楼宇自动化开始。楼宇自动化系统是智能楼宇智能化的必备要素之一。楼宇自动化系统本质上是一个庞大的集散型控制系统,又称分布式控制系统。它是以中央计算机为核心与多种多样楼宇设备控制子系统(如供电、空调、照明、电梯、消防、监控、报警等等)的综合体系,通过信息通信网络,组成分散控制与集中监视和管理的功能模式,系统可随需增减扩充,各子系统之间也可信息相互联动,实现最优化控制管理,提高安全性与舒适性,节省能源与降低费用,形成统一由楼宇自动化系统系统运作的整体。智能楼宇的楼宇自动化系统系统功能运用,是在计算技术、数模转换技术和传感技术基础上的系统集成二次开发。九十年代的楼宇自动化系统系统,已经发展成为过程控制(离散或连续信号)与信息管理紧密结合的控管一体化的新一代系统。其特征主要是:
(1)开放性与集成化
楼宇自动化系统各设备制造厂商为适应市场发展,竞先将自己的原专有设备控制网络改造成符合国际标准,或者将自己的专有网络与开放网络之间加入网间连接器,使其能与以太网相连接。21世纪新推出的楼宇自动化系统系统产品,均采用开放系统的标准模型、通信协议或规程。楼宇自动化系统系统的开放型结构,将方便地与楼宇管理系统(BMS)的上位计算机进行信息交换,进而实现整幢楼宇智能化系统集成。
(2)体积缩小、功能增大及多媒体化
随着微处理器性价比迅速提高,更新楼宇自动化系统中的主机,可采用多微机的工作站,则体积更小,速度更快,容量更大,彩色分辨率更高,交互图形窗口功能更丰富。并可广泛采用复合窗口技术和触摸屏技术,以及多媒体接口技术等等。由于楼宇自动化系统系统设备的过程控制能采用32位以上微机,就可以实现各种复杂控制策略和先进控制算法,以及将反馈控制、顺序控制、变量控制及模糊控制等集成于一体。
( 3)层次化
层次化已成为楼宇自动化系统集散型控制系统的体系特征。体现集中操作管理、分散控制:
a)过程控制层计算机直接与现场各种各样装置相连(如传感器、变速器、执行机构、记录仪表等)。对所连接的装置实施监测控制,如过程数据采集,直接数字的过程控制,系统的测试和诊断,实施安全性冗余化方面的措施等等。同时,向上与上层计算机相连,接收上层的管理信息,并向上传递现场装置的特性数据和采集到的实时数据;
b)过程管理层计算机主要有监控站及操作站等,它综合监视过程各站的所有信息,集中显示操作,控制回路组态和修改参数。优化过程处理,自适应回路控制。获取实时数据、活动的监视,以及故障检测存档等等;
c)总体管理与运营管理层居于楼宇自动化系统中央计算机上,并与楼宇办公自动化联接起来,担负起全智能楼宇各系统的总体协调管理与服务。包括各类运营服务活动,楼宇防火和管理,入出管理。消防管理,各种特定授权使用IC卡应用系统管理,楼宇各种环境(如温度、湿度、尘度、能耗等)的自动调节管理,以及人事、财务、物资管理等等。
3.智能楼宇自动化控制系统设计原则
3.1自动化控制系统设计总则
楼宇自动化系统的最主要功能还是实现对楼宇内各个子系统的监控,采集运行数据,对比分析运算,保证在任何情况下设备都能正常运行,并且实现快捷简单的远程监控。最显著的优点就是大大减少了事故发生的概率,也就相应地延长了设备的使用寿命。通过这样集约化的控制和管理,实现对各子系统统一而有序的管理,使其健康运行,充分发挥各个系统的功能,为智能楼宇的建设打下坚实基础。这里以最具有代表性的高层、现代化智能大楼作为设计对象,就自动化控制网络系统的创设关键技术作简要阐述。楼宇自动化控制系统必须要首先保证子系统的高效运行,实现子系统有序运转和灵活自动运转,从而减轻人员管理,节约劳动力资源和资金成本。这里设计的系统主要是基于一般业主的要求和极高的性价比,采用最优化的方案设计出一套可以同时实现集中管理和分散管理的自控系统。
3.2智能楼宇自动化设计的原则
在设计一个楼宇自动系统时,必须遵循以下的原则。
首先是可靠性。可靠性是检验一个自控系统是否合格的第一标准,优先采用分布式的控制系统,将自动控制的任务交给很多现场处理器完成,这样可以避免因为单独的处理器出现故障而影响整个系统健康运行的情况。可靠性的另一个表现就是系统数据采集和记录的准确性,不能误报,也不能有故障而不报,所以对于系统硬件和软件的要求极为严格。其次是灵活扩展性。楼宇自动系统和其他的网络系统一样,都会伴随着科学技术的发展而进行进化和升级。我们在建立了初始系统之后,应该考虑到伴随着科学信息技术的发展,原始系统势必要进行优化和升级,所以这对系统的可扩展性提出了一个新的要求。当然灵活性也很重要,主要表现在现场控制器的增减不能影响整个系统的性能,系统的组成和功能应用都必须具备灵活性,便于随着外界环境的改变而改变系统。第三是实用性。设计的系统总归是要应用的,这要求设计人员从高深的科学信息技术中提取出便于应用的普通知识,系统可以根据楼宇的多功能性实现不同需求的给予和完成。是否方便快捷是实用性是否合格的另一个标志。管理方式是否合理简约是检验一个系统是否成熟的重要标志,一个好的楼宇控制系统可以实现楼宇各子系统资料内容的完美综合,并且统一呈现在中央层,减小了管理难度。最后是经济性。我们要求系统的设计采取最为精准和尖端的技术,但是也要考虑到实际需求高度。采用现场处理器应该可以满足相当长时间之内的系统运转,所以要合理规划,切不可盲目投资。楼宇自动化控制系统的设计首先要以相应的电气图纸和标准规范作为基础,然后需要满足国家及其他国际标准。
结束语:随着人们生活水平的提高、计算机技术的发展,智能楼宇应运而生,其发展离不开自动化技术,自动化技术应用在智能建筑中,可以实现智能建筑的功能,最大程度地发挥智能技术在智能建筑中的应用,满足人们对建筑功能的要求。
参考文献:[1]李文俊.楼宇智能化技术在办公大楼中的应用[J].数字化用
【关键词】智能建筑,楼宇自动化,系统
一、前言
智能建筑的楼宇自动化系统影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了省时省力的新方法与新手段,智能建筑的楼宇自动化系统的实现,其效率之高给人们的生活带来了极大的方便。
二、智能建筑的楼宇自动化系统的基本内涵
1、环境能源管理系统
电力照明系统:电力需求控制;变压器台数控制;发动机负荷控制;停电复电控制,昼光利用照明控制;点灭调光控制。?空调卫生系统:新风取入、新风供冷控制;冷热源机器台数控制;二氧化碳浓度控制;冷热负荷预测控制;蓄热、热回收隔热控制,预冷预热运行最优控制;太阳能集热控制,蓄热槽管理;排水控制;节水控制和管理。
2、安保管理系统
防灾系统;火灾联动控制;防排烟控制;引导灯控制;消防控制;停电时间对应控制;防漏电防煤气泄漏控制。防范系统包括入退楼(室)管理;远距离监视;传感器报警管理;时间表管理;闭路电视管理,自动防范设备管理。数据系统是存取控制,IC卡管理,指纹管理;声纹管理;暗号管理,暗证指令管理;空间传送。
3、物业管理系统
计算系统;能量计量,租金管理,运行、操作数据编集和分析评价;系统异常诊断;节能诊断;报警信息记录编集。维护保养系统是机器维护时间表管理;机器劣化诊断;故障预知诊断;数据生成;自动清扫机管理;设备更新计划管理。
三、我国楼宇自动化系统的应用现状
1、楼控系统产品开发较少
市场上流行的智能建筑楼控系统产品还是国外的一些著名品牌,我国的智能建筑楼控系统产品开发较少,没有占领智能建筑楼控系统的市场。除此之外,我国对空调系统的控制本质以及控制策略的研究深度不够,缺乏内涵。
2、应用还不够深入
随着经济的发展和技术的进步,我国有一些建筑引入了楼宇自动化控制系统技术,但只是实现了楼宇自控系统技术的应用的第一个层次,即只是简单地满足了人们对建筑物安全、舒适的要求。我国公共建筑的发展水平分为三个阶段,第一阶段也是最低的层次是在建筑中接通楼宇自控系统,使建筑内的设备管理系统正常的运行,从而满足人们对建筑物安全、舒适的功能性需求。第二阶段要引进国外先进技术,优化楼宇自动化控制系统的性能,使得系统原设计的功能得到充分的发挥,达到降低能耗和设备运行成本的目的。第三阶段加大对楼宇自动化系统技术的科研投入,通过各领域科研人员的技术攻关,使智能建筑楼控系统产品国产化,拥有自主知识产权,达到占领国内市场的最终目的。
3、控制性能没有得到完全优化
相关数据显示,我国楼宇自动化系统的控制精度只能达到 ±2%,且阀门极易反复振荡。阀门反复振荡不仅会增加流体的阻力,增加能耗,而且会造成执行机构与阀门的磨损,增加了设备维护的成本。
4、传感器不能准确地反映建筑物和设备的运行参数与状态
传感器是自控系统的首要设备,直接作用与被测对象,所以,传感器必须具有高准确性、高稳定性和高灵敏度。但事实上,我国楼宇自控系统中至少有10%或更多的传感器准确性不高。另外,部分传感器安装位置有偏差,使得测量精度降低。
5、检测手段不足
在热源检测方面对燃料没有相应的智能检测手段,如对锅炉的用气或用油的检测。对用户的用气采用普通的表具;对用油没有计量表,只是靠每年的进油量来计算。没有智能检测仪表对楼层空调的能耗情况进行计量,采用精度不足的酒精温度计测量空调供回水的温度,因此,无法准确计量水系统的能耗;楼宇自动化系统中没有接入智能仪表,不能测量出冷却塔的运行能耗;一些供应商常常忽略对冷源离心机组的寻叶开度的监测。
6、缺乏能源管理,节能效果欠佳
尽管每个建筑楼控系统的投标书上都有节能管理的措施,但在实际运行中,没有一栋楼将节能管理措施落到实处。例如,锅炉没有在最佳效率区运行。每台锅炉都有一个运行的最佳效率区,锅炉在这种最佳效率区运行时,其产生的热效率会达到最高。而在低负荷区运行时,锅炉内的温度降低,虽然燃料的使用量有所减少,但燃烧工况较差,不完全燃烧也会增大,降低了燃烧效率。锅炉处于超负荷区运行时也会增加不完全燃烧,超负荷区设备运行速度加快,对燃料的需求也相应增加,短时间内,燃料无法充分燃烧,效率降低。另外,几乎所有智能建筑的冷热源没有在最佳时机被起动或停止,过早启动或过晚停止冷热源都会导致能源的浪费。
四、智能建筑的楼宇自动化系统的构成
楼宇自动化系统在计算机和通讯技术基础上,采用集散控制技术及智能化的调节和管理技术,不断监测大楼的各项设备,收集数据并分析信息,自动做出各种决定对设备进行控制:通过计算机系统及时启停各有关设备,并做出报告,避免设备不必要的运行,节省系统运行能耗;同时自动生成设备运行、维修报表,以保证设备运行可靠、安全。
1、空调系统(HVAC)
智能建筑中空调系统的任务是提供舒适环境,降低运行能耗。通过计算机控制空调机组向大楼各区域提供经过处理的空气,使大楼环境保持满意的温度、湿度和空气新鲜度。其控制是通过监测送风温湿度和大楼内外环境温湿度与设定值比较,控制空调机组的加热、加湿或冷却等处理来实现的。同时还根据大楼内外的负荷变化,自动调节空调机组的风机转速、新风回风比、阀门开度等,以节省运行能耗。
2、消防系统
智能建筑中消防系统是智能建筑楼字控制自动化中的重要部分。消防系统主要由消防系统与消防联动控制这两部分构成。自动化系统管理,按照某种运行模式运行;而当火灾发生时,则转换到消防模式。此时消防系统通过楼宇自动化系统,向空调、电梯等的控制系统发出向消防模式转换命令,由这些设备自身的控制系统来实现消防动作。
3、给排水系统
智能建筑中给排水系统的监控目标是保证建筑物中水系统的正常运行,基本功能是对各给水泵、排水泵、污水泵及饮用水泵运行状态的监测,对各种水箱及污水池的水位监测,给水系统压力监测以及根据这些水位及压力状态,启停相应的水泵。
4、变配电系统
智能建筑中变配电系统的监控目标是保证建筑物的供电安全可靠。主要是对各级电力开关设备、配电柜高压和低压侧状态的监测;主要回路的电流、电压及功率因数的监测;变压器及电缆的温度监测;发电机运行状态的监测。由于电力系统的状态变化和事故都是在瞬间发生,因此利用计算机进行监测时要求采样间隔非常小。
5、照明系统
智能建筑中照明系统的控制与节能有重要关系,对照明协调的控制水映了楼宇自动化系统的水平。在智能建筑中它的电耗是相当大的,仅次于空调系统。与常规管理相比,采用楼宇自动化系统可省电30%一50%。这主要是对门厅、走廊、庭院和停车场等处照明的按程序启停控制、对照明回路分组控制、对用电过大时自动切断以及对厅堂及至办公室等地的“无人熄灯”控制。这些控制可以通过计算机设定启停时间表、值班人员远动等方式来进行,也可采用门锁、红外线等方式探测是否无人从而自动熄灯的控制方式。
五、结束语
在现阶段,要想以高效率方法进行建筑管理的工作,就必需以科技利用为重点,以提供方便和效率为突破口,全面智能建筑的楼宇自动化系统的应用,从而推进建筑的现代化进程。
参考文献
关键词:智能建筑 楼宇自动化系统 概念
一 关于智能建筑
智能建筑的概念,在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 (Hartford)市建成。我国于90年代才起步,但迅猛发展势头令世人瞩目。
智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术(即Computer计算机技术、Contro控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)。将4C技术综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。
智能建筑应当是:
“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联系,以最优化的设计, 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”
建筑智能化结构是由三大系统组成:楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)
二、楼宇自动化系统简介
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuidingAutomationSystem简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。
三、楼宇自动化系统的组成与基本功能:
建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下,这两个子系统宜一同纳入BAS考虑,如将消防与安全防范子系统独立设置,也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时,能够按照约定实现操作权转移,进行一体化的协调控制。
建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下:
(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停,显示或打印当前运转状态。
(2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。
(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使之始终运行于最佳状态。
(4)监测并及时处理各种意外、突发事件。
(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。
(6)能源管理:水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。
(7)设备管理:包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。
四、楼宇自动化控制系统的原理
楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(Distributedcontro systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。
五、 楼宇自动化系统设备的发展历史及相关产品简介
楼宇设备自动化系统到目前为止已经历了四代产品:
第一代:CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)
BAS从仪表系统发展成计算机系统,采用计算机键盘和CRT构成中央站,打印机代替了记录仪表,散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息,下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各分站信息,作出决策,完成全部设备的控制,中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。
第二代:DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)
随着微处理机技术的发展和成本降低,DGP分站安装了CPU,发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站,可以独立完成所有控制工作,具有完善的控制、显示功能,进行节能管理,可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成,分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点,中央站完成监视,分站完成控制,分站完全自治,与中央站无关,保证了系统的可靠性。
第三代:开放式集散系统(20世纪90年代产品)
随着现场总线技术的发展,DDC分站连接传感器、执行器的输人输出模块,应用ON现场总线,从分内部走向设备现场,形成分布式输入输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活,由于onWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构,分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(ON)。
第四代:网络集成系统(21世纪产品)
随着企业网Intranet建立,建筑设备自动化系统必然采用Web技术,并力求在企业网中占据重要位置,BAS中央站嵌入Web服务器,融合Web功能,以网页形式为工作模式,使BAS与Intranet成为一体系统。
网络集成系统(EDI)是采用Web技术的建筑设备自动化系统,它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。
EBI系统从不同层次的需要出发提供各种完善的开放技术,实现各个层次的集成,从现场层、自动化层到管理层。EBI系统完成了管理系统和控制系统的一体化。
目前,规模和影响较大的楼宇设备供应公司有美国霍尼维尔公司、江森公司、KMC公司、德国西门子公司等。
结束语
楼宇自动化控制技术在我国还是一个新兴的技术领域,随着更多智能建筑的出现,将有更加先进的技术补充到这一领域中,使这一技术更加成熟、完善。
几家影响较大的楼宇设备供应公司系统及功能简介:
美国江森自控Metasys系统
Metasys的系统结构及硬件说明
要想建成一个智能建筑,一个高素质的楼宇自控系统是不可缺少的,JOHNSON CONTROS的Metasys系统的系统结构如下:
JOHNSON CONTROS的Metasys楼宇自按系统是由中央操作站(OWS)、网络控制器(NCU)、直接数字控制器(DDC)等组成,通过Ethernet网(N1网)将中央操作站及网络控制器各节点连接起来,Ethernet/IP使用标准的网络硬件在网络控制器与用户操作站之间完善地传递信息。同时安装在建筑物各处的直接数字控制器(DDC),将通过现场总线(N2网)连接到网络控制器上,与其它网络控制器上的直接数字控制器及中央操作站保持紧密联系。现场需监控设备上的传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。从而实现分散控制、集中管理。
以下分别对这些硬件设备做详细说明:
1.1通讯网络
操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是N1通讯网络。这构造采用以太网(ETHERNET)技术,通过一张ETHERNET卡(网络介面卡),在N1线上通讯。
网络设置
N1网可以设置成总线型、星型和混合型结构。它使N1网可以方便、经济地安装及扩展。
N1网可以使用同轴电缆、双绞线、光纤或它们的组合。NCU和操作站可以直接支持同轴电缆,并可方便地加上适配器连接光纤回路。每段N1网的最长距离取决于所采用的媒质及网络上节点的数量。采用有源分流器可以延伸连接线的长度。两个节点间最长距离可达到6.4公里。
开放式的结构和互连性
ETHERNET广泛应用于工业和楼宇自动化领域。众多的第三者供应商都支持这个标准并提供ETHERNET设备,如分流器及应用软件。这意味着不用供应商提供的产品可以直接互换,使用户有更多的产品选择并且不会依赖于某一个供应商。
N1网上之通讯种类数据库之上传与下载、对现场设备之指令和状态之讯息等。各节点均具备动态访问(Dynamic Data Access)功能,即无论N1网上任何操作站或任何一个NCU上,均可以对全部的数据实现检测或控制。
动态数据存取
很多系统都只容许有限度的资料分类,Metasys系统却能容许在N1总线上每个组件与组件间的自由通讯。这便是METASYS系统的一个独特之处——动态数据存取,加快了大量讯息传递之速度。
双重on Works N2总线之运作是由在on Works N2网上之NCU监控。如其中一条线发生故障(即在N2网上之某一点没有接收讯号),NCU会发出指令以恢复正常通讯。
1.2操作站
METASYS系统根据大楼的具体功能要求,我们对操作站的介面,特性,功能做了一系列的改进,增加了许多更直观的视觉显示效果,并且通过OPC(OE for process Contro)软件技术使所有的设备管理系统均可在简单明了的图形显示下集中完成,目前我们称改进后的操作站系统为M5,现就其几项主要的特征说明如下:
多屏显示
在一个操作员面显示监控庞大的集中自动化系统的所有信息是一个大难题,而M5操作站采用屏幕管理系统解决了这个困难,大型建筑物、多建筑群及多种网络均可采用此项技术以支持多屏显示。
现存图形的重复利用
无论是Johnson Contros工作站内的图形,或是其它的图形格式,Metasys操作站都能再利用它们。绘图软件Core Draw,Visio及AutoCad,同数码像机、视像抓取卡及数字扫描仪一样均能提供丰富的图形资源,操作站的灵活性大大减少了程序员和操作者的工作。
动画介面
M5操作系统采用全新动画介面,可伴有音乐和旁白,更生动地描述现场情况,同时可将大楼受控设备的实时图像通过集成系统传到操作站,从而更准确直接地指导操作员应采取的动作。
采用颜色梯度的动态信号
Metasys workstation图形技术提供完整的动态图形控制,包括显示、消失、闪烁旋转、动画以及彩色梯度。全部通过易于使用和理解的图标控制定义对话,任一标志的功能控制都能直接相关于另一点或由大楼用户根据自己需要任意定义单独的设备。
动作趋势
Metasys workstation提供给大楼用户有关能源管理以及设备诊断的数据分析曲线,如此详细的各点情况都有助于更好地理解相关控制功能的实现过程。大楼的管理人员可根据这些曲线分析受控设备的保养状况及其是否在最佳的工作状态。
1.3网络控制器(NCU)
网络控制器是一种模块式、智能化的控制盘,为METASYS网络的心脏。通过多个网络控制器,即可将大楼每一个侧面的管理情况紧密的连接起来,进行全面综合的管理。通过相互共享整个网络中的所有信息,每个NCU能用高级控制算法提供全建筑物范围的最优控制。
网络控制器具有多种统计控制功能。
网络控制器可配置手提终端检测器,该检测器完全可以代替操作站的功能,存取整个系统中所有信息和发出控制指令。
1.4直接数字控制器(DX-9100)
直接数字式控制器是Metasys系统的最前端装置,直接与大楼内有关的设施连接起来,再通过N2总线与网络控制器相连,网络控制器与中央操作站均可对其实现超越控制。
直接数字式控制器能够支持以下不同性质的监控点:
-模拟量输入(AI)
-数字量输入(DI)
-模拟量输出(AO)
-数字量输出(DO)
具有可编程控制模块及PC逻辑运算模块,除能完成各种运算及PID回路控制功能外,还具有多种统计控制功能,可同时设置时间控制程度。
控制器具有独立运作的功能,当中央操作站及网络控制器发生问题时,控制器不受影响,继续进行运作,完成原有的全部监控功能。
支持点对点通讯,可与METASYS网络进行动态数据存取。
可通过传输模块(XT)接扩展模块(XP),增加控制输入输出点容量,配置灵活,并可通过内置ED来监控这些点。
DDC的实时数据存储在配有备有电池的RAM中。
1.5手提检测器/网络终端
手提检测器是供大楼维修人员对楼宇自控管理系统中的网络控制器及直接数字式控制器进行检查使用。通过检测器
维修人员可以更改设定值,并可以获得各有关的数据、报警及状态。在检查的过程中不会中断或干扰各控制器间的正常动作及通讯。
网络终端(NT)能使大楼管理或维修人员直接掌握Metasys系统内的所有设备的运行情况,不管NT是与哪个NCU连接,利用NT都可以在大楼的任何地方存取全部信息。
触摸屏输入及多点显示屏,使用方便。
菜单提示及在线帮助,使用者容易掌握。
5级密码保护,网络安全有保证。
2.METASYS系统监控内容
METSYS监控系统对建筑物进行集中监控的系统主要包括:
冷冻及空调系统
供电及照明系统
给排水系统
保安及巡更系统
消防系统 升降机及扶手电梯系统
西门子APOGEE顶峰系统
APOGEE楼宇自控系统是西门子公司推出的新一代楼宇自控/系统集成平台,完整的系统由INSIGHT监控软件、DDC控制器、传感器、执行机构四大部分组成。
关于西门子APOGEE系统,简要说明如下:
1.1 中央工作站
中央工作站系统由PC主机、彩色液晶显示器及打印机组成,是BAS系统的核心,它直接可以和以太网相连。整个大厦内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示,内装中/英文Insight工作软件,提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形,为用户提供一个非常好的、简单易学的界面。操作者无需专业软件知识,即可通过鼠标和键盘操作管理整个控制系统。
1.2 操作系统
操作系统为楼宇自控系统提供了强大的工作平台,通过系统程序操作员可以在楼宇自控系统内进行各项资料的存取及监控。
1.2.1 指令输入及菜单选择的方式
操作员除了可以通过常规的键盘进行操作外,亦可以通过“鼠标”进行操作,包括启停、更改设定点、选择菜单等各项操作。
1.2.2 图形及文字显示
操作员可以将楼宇自控系统内的每一个监控点用图形或文字方式显示出来。
1.2.3 多方面资料的显示
操作系统有能力在同一时间内以“窗口”式的方法显示多方面的资料,以便容易对不同表现进行分析,真正做到了实时和多任务。
1.2.4 密码的保护
多级别的密码将为业主及管理人员提供一个有效的保护工具。它可以管理及限制不同部门人员使用楼宇自控系统,同时防止系统被非有关人员使用,提高系统的安全性。
1.2.5 彩色动态图形显示
为使系统内的报警被更快地确定及更容易分析系统的表现,系统提供彩色动态图形显示,包括楼层的平面图及机电装置的系统示意图。
1.2.6 系统的架构及界定
所有温度及装置的控制策略及节能程序可以由用户决定,在做出界定或修正的程序时不会影响楼宇自控系统正常的运作。
1.3 Insight软件功能
Insight监控软件是以动态图形为界面,向用户提供楼宇管理和监控的集成管理软件。最多可支持25各客户端同时运行。
Insight监控软件提供了用户对APOGEE系统的三大功能:
1、监视功能:用户可以通过动态图形、趋势图等应用程序对APOGEE系统控制设备的运行状态,被控对象的控制效果进行实时和历史的监视。
2、控制功能:用户可通过控制命令,程序控制和日程表控制等应用程序控制楼宇自控设备的启停和调节。
3、管理功能:包括用户帐户管理、系统设备管理、程序上下载管理,用户还可通过系统的活动记录、报表等应用程序了解APOGEE系统自身的状态。
通过对选件的安装,还可实现远程自动拨号服务、仿真终端、支持WEB服务、支持远程通告、支持虚拟控制器等功能。
1.4 直接数字控制(DDC)
DDC是用于监视和控制系统中有关机电设备的控制器,它是一个完整的控制器,它包含软硬件,能完成独立运行,不受到网络或其他控制器故障的影响。
控制器构成主要是32位或16位微处理器和不同类型点的点终端模块,具有可脱离中央控制主机独立运行或联网运行能力。同时,当外电断电时,DDC的后备电池可保证RAM中数据在60天不丢失。简单来说,DDC具备以下功能:
(1)使用强力过程控制语言PPC进行程序编写。
(2)先进的比例积分微分暖通空调控制,闭环调节算法可使振荡最小并保持精密控制。
(3)全面的报警管理、历史数据记录和操作员的控制监视功能。
(4)为能源管理提供了内置的能源管理程序SSTO。
1.5 APOGEE系统对建筑物进行集中监控的系统主要包括:
空调机组新风机组
变配电系统
照明系统
给排水系统
冷热源系统
备用发电机系统
电梯系统
变风量系统
北京利达恒信科技发展有限公司HBS楼宇自控系统
1、系统概述: HBS楼宇自控系统是一套完全符合BACnet国际标准的楼宇自控系统,它负责完成建筑物中的暖通空调系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯等的监控管理,确保建筑物内环境的舒适和安全,同时实现高效节能要求。HBS楼宇自动化系统可根据不同用户需求灵活搭建,既适合小型单体建筑,又适合功能复杂、设备众多的大型建筑群。可广泛应用于工矿企业、商业中心、办公楼、会展中心、体育馆、医院、学校、住宅小区等各类建筑物。
2、系统特点:
通讯协议标准化:HBS楼宇自控系统采用了国际标准化协议---BACnet。 BACnet是楼宇自控行业中唯一的国际标准,具有很强的通用性。既可以使不同厂商的设备产品综合在一个系统中,又可使系统能在日后得以方便的扩展和升级。
能源管理数字化:系统精确的能源管理功能不仅可使用户对水、电、气、冷(热)负荷的每一项费用的细节了如指掌,明白消费,而且系统还提供节能控制方案,实现了能源管理的数字化、精确化;
功能设计一体化:一体化的功能设计,实现了与安防、消防、通讯、办公等系统互联互通,信息共享。通讯结构简单化:采用一级网络(以太网) 作为通讯平台,各现场控制器直接挂接在以太网上,不需要专用网络通讯设备。
操作使用智能化:操作界面完全中文,虚拟现实形式,动画式运行,易学易用,操作简便。
控制调节分散化:采用无中心控制的真正分布式控制模式,分散到就地控制,控制调节功能可由系统的控制器独立操作完成,而不依赖主机。
系统组成模块化:本系统在不增加额外费用的情况下,可以方便地在以太网的任意区段加装工作站或控制器,在不改变布线的基础上,可随意对系统进行扩展,从几十点到几万点都十分轻松。
设备维护远程化:系统软件故障可以在远程进行诊断和维护,减少维护时间、提高效率 。
总之,HBS楼宇自控系统从设计到应用的每个细节都体现了健康、节能、舒适、便捷的理念。
3、网络结构:
HBS系统基于 BACnet/IP +Ethernet高性能的结构型式,用户可以充分地利用已有的各种网络设备和资源,无论是组织一个大型的网络还是一个小型的独立系统,都能轻松而高效。
本着集中管理、分散控制这种集散式监控结构的设计原则来实现整体功能。HBS系统采用一级网络(以太网) 作为通讯平台,各现场控制器直接挂接在以太网上,全部控制器都有以太网接口,不需要现场总线网络控制器和专用网络通讯设备,实现了无中心控制的真正分布式控制模式,具有良好的互操作性,同时降低复杂程度,同时降低了设备造价。
从HBS结构示意图可知此系统是由中央操作站、楼宇控制器(DDC)等组成,中央操作站通过一级网络(以太网)直接将安装在建筑物各处的楼宇控制器(DDC) 连接起来,传感器及执行器等连接至以上各楼宇控制器(DDC)内。
4、HBS楼控系统的典型运用:
空调机组新风机组
变配电系统
照明系统
给排水系统
冷热源系统
电梯系统
变风量系统
秦皇岛海湾HW-BA5000楼宇自控系统系统介绍
概述
HW-BA5000系统是海湾公司采用国际先进技术开发的楼宇自动化控制系统产品,经过近十年的持续改进和工程实践,HW-BA5000系统成为目前国内技术最成熟、工程案例最丰富的楼控系统,是被大量的工程实践验证了的成熟、稳定、开放的系统。
HW-BA5000除了完成楼宇自动化控制系统的全部功能外,还能够通过各种软硬件手段集成消防系统、安防系统以及建筑物内其它弱电系统,它借助了建筑物内的综合布线系统能够方便的办公自动化集成。这样,HW-BA5000系统以楼宇自动化系统为基础为实现建筑物内各子系统集成提供了基础平台。
特点
包括管理平台软件、DDC控制器到前端传感器和执行器在内的完整楼控系统
采用国际主流的onworks现场总线技术,产品通过onMark认证,系统的开放性得到验证
DDC控制模块采用国际标准的软件开发模式,提供丰富的软件功能,支持图形化界面完成模块设置和联动编程,支持远程下载程序
管理软件采用B/S结构,客户端采用标准的IE浏览器,可以方便实现多用户和远程管理
提供多种网关和软件接口,内嵌各种常见弱电管理系统解决方案,是一个建筑弱电集成平台
智能建筑集成管理软件
概述
HW-BA5000系统上位机软件--智能建筑集成管理系统(iiBS),是针对智能建筑系统集成业务设计的上位机管理软件系统。与一般图形组态软件不同的是,它提供了智能建筑系统集成中各子系统及各类常用设备的设计模版和集成方案,内置了楼宇控制系统、小区智能化系统及火灾报警系统等的解决方案,能够方便的实现楼控系统、消防系统、安防系统的无缝集成。同时iiBS基于WEB方式、IE风格的客户界面也为使用者提供了熟悉和简单的操作方式,使用户能够更轻松的完成各种管理。
智能建筑集成管理系统iiBS同时是大厦弱电系统(楼宇管理系统、消防系统、安防报警、闭路监控、门禁系统、停车场系统等)集成的基础平台,系统提供了OPC、onworks、DDE等软件接口,同时提供MODBUS、232/485等硬件接口为实现楼宇自控系统功能及系统集成提供了有力工具,使系统集成工程变得更容易、更规范、更可靠。
软件架构
系统特点
为智能建筑系统集成量身订制。
完全基于互联网平台,客户端采用标准的浏览器。
提供灵活、方便的页面组态,丰富的图形表现能力和动画效果。
内嵌实时数据库,支持强大的规则和事件处理能力。
内嵌空调、变配电、照明等楼宇自控系统工程模板。
内嵌智能小区抄表、报警、消防等业务子系统解决方案。
内嵌数据服务平台,支持onWorks、CAN、232/485等数据采集。
能够支持第三方应用系统的集成。
提供方便的报表组态功能,与Exce无缝集成,动态生成报表。
支持局域网和广域网的远程故障分析与判断。
DDC控制器介绍特点
采用国际先进的主流技术—onworks总线技术。
严格按照onMark标准设计,获得国际onMark认证。
采用国际标准的DDC软件开发模式,无须现场编程,支持在线下载。
通过设备附带的PUG-IN进行配置,图形化界面,性能更稳定,操作更简单。
输入输出端口设有信号指示灯及手动操作模式,便于现场调试。
控制器设有通用输入输出端口,信号类型可以通过硬件跳线和上位机软件进行设置。
控制器通讯稳定、联网方便,可以采用灵活自由的组网方式。
产品系列丰富,即有专门为各楼控子系统设计的专用控制模块,又有大量点数灵活的通用控制模块。
楼宇自控应用实例:
1、冷冻站系统的监控
监控设备包括:冷水机组、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、冷却塔、自动补水泵、电动蝶阀等。
(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。完成冷却水循环泵、冷却水塔风机、冷冻水循环泵、电动蝶阀、冷水机组的顺序连锁启动及冷水机组、电动蝶阀、冷水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔风机的顺序连锁停机。
启动顺序为:对应冷却水、冷冻水管路上的阀门立即开启;冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵的启动延迟2~3min启动;制冷主机在确定冷却水泵、冷冻水泵开启后启动。
停止顺序为:关闭制冷主机;冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵在主机关闭后延迟4-5min关闭;对应冷却水、冷冻水管路上的阀门关闭。
(2)测量冷却水供回水温度,以冷却水供水温度及冷却塔的开启台数来控制冷却塔风机的启停的数量。维持冷却水供水温度,使冷冻机能在更高效率下运行。
(3)监测冷水总供回水温度及回水流量,由冷水总供水流量和供回水温差,计算实际负荷,自动启停冷却塔、冷冻水循环泵、冷却水循环泵及相对应的电动蝶阀;
(4)根据膨胀水箱的液位或管道压力,自动启停自动补水泵;
(5)监测冷水总供回水压力差,调节旁通阀门开度或水泵转速,保证末端水流控制能在压差稳定情况下正常运行。在冷水机系统停止时,旁通阀自动全关;
(6)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,并记录运行时间;
(7)水泵保护控制:在每台水泵的出水端管道上安装水流开关,水泵启动后,水流开关检测水流状态,如故障则自动停机;水泵运行时如发生故障,备用泵自动投入运行;
(8)中央站彩色动态图形显示、记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其他的历史数据等。
2、换热站系统的监控
监控设备包括:热交换器、冷凝泵等。
(1)监测各热交换器出水温度,依据出水温度按PID调节一次热水(或蒸汽)调节阀,保证出水温度稳定在设定值范围内,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,故障时报警,并累计运行时间;
(3)中央站彩色动态图形显示、打印、记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其他历史数据等。
3、新风/空调机组的监控
监控设备包括:新风/空调机组。
(1)时间程序自动启/停送风机,具有任意周期的实时时间控制功能;
(2)监测送风机的运行状态、手/自动状态、故障报警、累计运行时间;
(3)防冻保护:在冬季,当温度过低时,开启热水阀,关新风门、停风机、报警提示;
(4)由风压差开关测量空气过滤器两侧压差,超过设定值时报警,提示清理滤网;
(5)风机、风门、冷水阀状态连锁程序;
①启动顺序:开水阀、开风阀、启风机、调节水阀;
②停机顺序:停风机、关风阀、关水阀;
(6)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;
(7)中央站彩色图形显示,记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其历史数据等;
4、给排水系统的监控
监控设备包括:给排水泵、生活水池、污水池、集水坑。
(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,故障时报警,并累计运行时间;
(2)实现就地控制和远程控制的转换;
(3)监测生活水池液位,对超限水位报警,防止溢流,对超低液位也进行报警;
(4)根据生活水箱液位,启停生活水泵,并进行超限报警;
(5)根据污水池、集水坑液位,启停污水泵,并对超高液位进行超限报警;
(6)中央站彩色图形显示,记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其历史数据等。
5、给排风系统的监控
监控设备包括:送/排风机。
(1)监测各风机的运行状态、手/自动状态;
(2)在自动状态下按时间程序自动启/停风机;
(3)监测送/排风机的故障信号,故障时报警,并累计运行时间;
(4)中央站彩色图形显示,记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其历史数据等。
6、照明系统的监控
监控设备包括:正常照明、备用照明、事故照明、疏散照明、立面照明、航空障碍灯等的照明控制配电箱。。
(1)对于各照明回路,根据时间程序自动开/关各照明回路;
(2)对于各照明回路,监控各回路的开关状态、故障报警、手/自动状态;
(3)以上时间,程序可根据用户需要任意修改,可自定义节假日工作模式,降低大厦运行中的电能消耗;
(4)中央站彩色图形显示,记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其历史数据等。
7、变配电系统的监控
对变配电系统的监控主要包括对高压、低压、变压器、发电机设备的相关运行参数的监视, 由供配电设备厂商预留连接供配电系统的监测接口,通过高级接口采集下列信号:
(1)高压进线柜:三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度;
(2)所有高压开关的开关状态、故障跳闸状态;
(3)变压器温度;
(4)低压进线柜:三相电压、三相电流;
(5)所有低压进出线开关的开关状态及故障跳闸状态;
(6)低压主要配电回路电能计量;
(7)测量柴油发电机三相电压、三相电流、频率及运行或故障信号;
(8)监测变压器室、高/低压配电室、发电机房内温度。
1楼宇、园区智能化项目启动阶段的管理
楼宇、园区智能化项目在启动前也要进行相应的管理,主要的启动阶段管理有范围管理、人力资源管理、进度管理、成本及质量管理、风险管理等等。
(1)范围管理。在进行楼宇、园区智能化项目建设之前,要先确立出智能化的等级。智能化等级是根据国家的标准制定的,它是对楼宇、园区智能化项目系统的智能化程度和智能化水平进行评价的一个指标。要注意的是在进行楼宇、园区智能化项目建设的时候,一定要正确的确定出智能化等级。因为确立出来的智能化等级在以后的建设中是不能改变的,一切都是按照它的标准进行建设。为了更好的确立出智能化等级,在等级确立前要先进行技术设计并画出施工图,根据设计和施工图的需要来制度智能化等级。
(2)人力资源管理。在楼宇、园区智能化项目建设时,所用的资源配备都是由人来进行提供的。因此在智能化项目启动前人力资源方面的管理是要重视的。主要的人力资源管理有两方面:在职能导向的方面,要求按照职能的特点进行资源的合理分配;而在任务导向的方面,主要以任务为主,按照统一的任务目标来进行资源的合理分配。
(3)进度管理。该管理主要的工作就是合理的进行管理和控制采购招标的时间。这在楼宇、园区的智能化项目启动阶段也是很重要的。楼宇、园区的智能化项目的采购招标通常要提前多个月进行的。由于实际建设的情况不相同,提前的时间也就不固定,最短的可能是两三个月,最长的可能是一年。这都是要根据实际的建设情况来定。还有一点要注意的是,在安排采购招标的时间时一定及时,否则不仅会增加投资的成本而且还能造成日后设计的频繁变更。
(4)成本及质量管理。在楼宇、园区的智能化项目启动阶段中,成本管理和质量管理的关系很密切,可以说成本管理直接影响着质量管理。从投资者方面考虑,成本管理主要的影响因素是智能化等级的确定。例如说,如果投资方的资金有限,那么降低成本最有效的方法就是降低智能化的等级。
成本管理是很重要,但是切记不能为了降低成本就忽视了质量管理。想要智能化项目很好的应用在楼宇、园区中,就要保障质量。启动阶段的质量管理主要指的是招标工作的合理分标。也就是将智能化项目系统分成多个部分进行招标,这样有利于工作的顺利进行而且方便控制。
(5)风险管理。现阶段的楼宇、园区智能化项目启动阶段的风险管理存在着很多的不足。主要体现在阶段性的投资控制比较主观,缺乏科学依据。这也就使得投资者不注重管理工作,缺乏对风险的考虑。在进行施工方案的选择时,急于开工,所以选择的方法在可行上的研究比较少,这就容易在施工的时候出现失误,有些失误是在后期的施工中很难弥补的。还有的开发商,内部施工人员的技术性不强,在进行市场预测的时候,由于本身技术和对信息欠缺,所以不能进行很好的分析。
2楼宇、园区智能化项目计划阶段管理
2.1阶段管理方法
虽然说楼宇、园区智能化项目分成很多子系统,但是在阶段管理的时候我们要把它们看成一个整体,这样才能充分的分析出应用的价值,作出合理的判断。首先我们可以对楼宇、园区智能化项目的目标进行理解,然后合理分配工作,最后根据项目的特点制定出合理的开始和完成时间。
楼宇、园区智能化项目计划阶段的主要的管理方法有任务分解法、甘特图法、FAB法。(1)任务分解法。将智能化项目中的工作细化,然后落实到项目团队中,然后规定每一天要完成的工作。它主要的特点就是将工作细致的进行分配,直到工作内容单一为止。(2)甘特法。主要是通过图表来表示工作的进度。它的特点是能直观的看出计划实施的情况,方便管理人员进行管理。(3)FAB法。通过所收集的信息可以进行成本、质量、风险等多方面的衡量。它的特点是能选择出最合适的项目施工方案。
2.2楼宇、园区智能化项目中的子系统管理
(1)建筑设备自动化系统。该系统是楼宇、园区智能化的重要标志之一,它的完善程度直接影响的楼宇、园区智能化的标准。建筑设备自动化系统是所有的公用电设备,例如说供电系统、照明系统、电梯系统等。该系统的主要管理模式是集中监测和遥控,这样方便操作,还可以节约成本。
(2)办公自动化系统。该系统的主要功能是利用科学的理论,结合信息技术,然后进行办公业务的办理。该系统能充分的利用信息资源,而且办事的效率很高。
(3)安全防范自动化系统。该系统的主要功能就是保障楼宇、园区的安全,在楼宇、园区的智能化项目中该系统是不可缺少的系统。该系统在早期的控制模式是用模拟控制系统控制监控系统,这种方式控制的范围有限,在大型的楼宇、园区中就使用不了了。后期采用了数字控制检测系统,该系统可以进行远程监控。
(4)综合布线自动化系统。该系统可以说是楼宇、园区智能化项目的主要部分。在楼宇、园区土建的阶段进行综合布线,在后期的建设中,想要安装什么设备,直接可以根据综合布线系统进行建设。综合布线系统还为通信自动化系统提供了基础。
结论
以上就是楼宇、园区智能化项目管理的简要分析,从中我们了解的项目启动前的管理和计划阶段的管理。从整体看这些管理的方式有优势也有不足,我们应该在优势的地方继续保持,在不足的地方要加大力度的进行完善和改造。因为只有具有最新科技的智能化项目管理才能很好的进行楼宇、园区的发展。随着社会科技的进步,我相信楼宇、园区的智能化项目肯定会越来越先进,
参考文献:
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