浅析楼宇自控系统的专业化与系统集成

　　楼宇自控系统的集成方式应与智能建筑中的办公自动化系统、通信自动化系统一体化考虑。

　　基于系统集成的目的和智能建筑的现状，推荐采用区域网—子系统集成方式。系统结构由IBMS管理层、系统管理层和设备层组成。系统中硬件采用通信网关，基于TCP / IP协议、Windows NT操作系统实现与各子系统之间的通信连接，是一个典型的分布式客户机/服务器(C /S)工作模式。这种集成方式的软件体系为集成信息管理，信息交换可通过软件或硬件完成，传递的数据格式也是自定义的，并可方便地对智能建筑综合管理自动化系统进行二次开发。

　　五、工程实例

　　深圳大学城是深圳市培养高层次创新人才的基地，具备现代建筑内楼宇自动化技术，目前已有清华、北大、哈工大三校深圳研究生院正式入驻。

　　三个校区的楼宇自控系统是各自独立的，功能、系统结构和选型相同，只是规模不同。以一个校区为例，其楼宇自控系统由火灾自动报警系统、中央空调监控系统、照明控制系统、给排水控制系统和变配电系统构成，其网络拓扑结构如图2所示。

深圳大学城楼宇自控系统网络拓扑图

　　5. 1　系统功能

　　深圳大学城楼宇自控系统的各子系统具有如下功能：

　　(1) 火灾自动报警系统。具有集中监控功能，实现对探测器输出值的实时监视，采集、传输、显示和记录各探测器的环境参数，实现预报警、报警、报警联动的三级报警与控制，与消防广播、警铃、排烟风机、正压风机、停止空调运转、自动喷淋灭火、自动气体灭火实现联动。广播、背景音乐在紧急事故(如火灾)时可自动切换到紧急广播工作状态。

　　(2) 中央空调监控系统。监控整个校区的空调系统及其设备(包括新风机、空气处理机、风机盘管、新风机组、排烟风机、正压风机和冷冻水进水量控制器等)，并通过对冷冻水的供/回水温度和流量的测量，自动计算出空调系统的冷负荷。

　　根据实际的冷负荷，通过空调冷水机组的群控装置，来调整冷水机组的负载变量，以达到最佳的节能效果。测量并自动控制新风机、空气处理机过滤网的压差，维持系统要求的压差值。对各种空气处理机组中的参数(如温度、湿度、压力、流量、液位、风量等)进行检测、控制，对风机、冷冻机等设备以及过滤器的状态、风机的状态及故障报警进行自动控制与监测。

　　(3) 照明监控系统。对大厅、公共走廊、楼梯、地下停车场、会议室等公共场所实现集中监控，对教室等其他区域实现就地控制。

　　(4) 给排水控制系统。利用变频控制技术实现恒压供水，就地控制方式。

　　(5) 变配电系统。实现对10 kV进线、380 V出线回路，备用柴油发电机的三相电压、三相电流、功率因数、频率的检测和变压器的超温报警监测，为就地监控方式。

　　5. 2　专业化分析

　　深圳大学城楼宇自控系统的集成特点如下：

　　(1) 选用不同厂家的产品。主要控制器选用进口产品，其他设备选用国产设备。火灾自动报警系统选用了北京西门子公司的CerberusÒCT11系统，中央空调与照明监控系统选用了Honeywell公司的Excel 500 系列产品，给排水与变配电系统选用的是国产设备。

　　(2) 通信协议不同。火灾自动报警系统控制器间的通信总线为C总线(CANbus)，火灾显示盘、火灾显示驱动器及输出模块与控制器间的通信总线是LonWorks总线，探测器与控制器间的通信总线是D总线(Compobus/D) 。中央空调与照明监控系统中工作站、服务器与控制器间的通信采用以太网，DDC控制器之间的通信协议为LonWorks。

　　(3) 网络结构独立。火灾自动报警系统由1台操作站、1台控制站构成一个环形网络，中央空调与照明监控系统由2台服务器(1主1备)、4台工作站和DDC控制器构成一个控制网络。整个楼宇自控系统的网络分为两部分，各自独立。

　　(4) 集中监控与就地控制结合。根据校区的实际情况，火灾自动报警系统与中央空调为集中监控，照明系统为集中监控与就地控制结合，给排水、变配电系统为就地监控方式。

　　(5) 系统网络与楼宇中的其他自动化系统脱节。楼宇自控系统与校区内的楼宇安防系统、楼宇办公自动化系统、楼宇通信系统四者各自独立，没有实现资源共享。

　　(6) 信息化管理程度低。该系统仅实现了火灾自动报警系统、中央空调监控系统、照明监控系统中的操作、报警、历史趋势、历史记录、报表生成等管理功能。由于系统结构的原因没有与校区内办公自动化系统的信息平台链接，未实现信息化管理。

　　(7) 集成度较低。仅实现了具有集中监控功能的火灾自动报警系统、中央空调监控系统、照明监控系统的设备集成、信号集成，没有实现与安防系统、电视监控系统、电梯等设备控制的集成，没有建立起一个统一的监控平台，没有实现真正意义上的集成，即信息集成。

　　(8) 适用性较强。系统结构简单，操作方便，功能适用。

　　六、楼宇自控系统存在的主要问题

　　(1) 系统的开放性差。由于楼宇自控产品厂家较多，不同厂家生产的控制器在相互连接和通信上存在困难，兼容性不理想，开放性仍有待改善。

　　(2) 系统设计不合理。由于设计人员对楼宇自控系统的内容和被控设备认识不足，与相关专业配合不当，造成了楼宇自控系统的设计不合理，运行效果不佳。

　　(3) 系统的集成化程度较低。由于楼宇自控产品遵循的通信协议较多，协议的开放性又较差，使系统的集成实现困难。

　　(4) 系统结构复杂，投资高。往往为了实现各种楼宇自控功能，须选择几个不同厂家的产品，而为了实现这些系统的通信致使系统结构复杂，造成自控系统的投资比机电设备高的现象，使投资商望而却步。

　　七、结束语

　　楼宇自控系统正向着全分布式结构的现场总线系统发展，这些分布式控制系统既是独立的，又是相互联系的、综合的、统一的，其集成化、智能化也在向更高层次发展。楼宇自控系统和工业自动化系统正在相互融合、共同发展，工业自动化技术、工业自动化设备和软件也正在不断地应用到楼宇自控系统中。现代通信技术正在改变着楼宇自控系统，如移动电话与楼宇自控系统互发指令等。在设计、施工和管理楼宇自控系统时，应科学、合理地掌握和体现系统的专业化和系统集成程度。