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【關鍵詞】：樓宇；自動化；控制；智能建筑；網絡
[ Abstract ]: Building automation control is increasingly popular as the important part of intelligent building, is also the social development to a certain stage of the inevitable product, the following contents briefly discussed building automation control, for reference only.
[ Key words ]: building; automation; control; intelligent building; network
中圖分類號：TU71文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
1、前言
改革開放以來，隨著經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步，我國的樓宇自動化控制得到了很大的發展。樓宇自動化系統是利用現代計算機及網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統，通過樓宇自動化系統，可以將大樓內部的各種設備連接到一個控制網絡上，通過網絡對其進行綜合的控制，這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。樓宇自動化控制可以確保建筑物內具有舒適和安全的辦公環境，同時還可以實現建筑高效節能的要求。樓宇自動化控制是日益流行的智能建筑的重要組成部分，也是社會發展到一定階段的必然產物，本文以下內容將對樓宇自動化控制進行簡要的探討，僅供參考。
2、樓宇自動化控制的組成
根據筆者多年的實踐經驗，并參考其它資料，認為樓宇自動化控制系統的組成主要有如下幾個方面：第一，通訊網絡，操作站及網絡控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網絡。這構造采用以太網(ETHERNET)技術,通過一張ETHERNET卡(網絡界面卡),在N1線上通訊。METASYS N1總線執行各種通訊,包括分享監控點訊息、數據庫的上傳和下載、對現場設備之指令、摘要、狀態改變訊息。N1支持METASYS系統之分布特性,每一個樞紐都有特定功能,其互相聯系以分享訊息。如一個在地連負責冷凍機的樞紐。N1 ETHERNET采用由傳送控制協議/協議(TCP/IP)符合工業標準的用戶數據協議(UDP)。第二，操作站，對操作站的界面,特性,功能進行改進,增加許多更直觀的視覺顯示效果,并且通過OPC(OLE for Process Control)軟件技術使所有的設備管理系統均可在簡單明了的圖形顯示下集中完成。第三，網絡控制器(NCU)，其是一種模塊式，智能化的控制盤,為METASYS網絡的心臟。在單一網絡控制器中即可將辦公大樓管理情況的每一個側面進行全面綜合的管理。通過相互共享整個網絡中的所有信息,每個NCU能用高級控制算法提供全建筑物范圍的最優控制。網絡控制器具有多種統計控制功能。網絡控制器可配置手提終端檢測器,該檢測器完全可以代替操作站的功能,存取整個系統中所有信息和發出控制指令。第四，直接數字控制器(DX-9100)，METASYS 數字式控制器對于冷凍機組、空調系統HVAC處理過程、工作分布照明及有關電氣設備的控制來說,都是一種理想的控制器。DX-9100控制器可以在擴展總線上連接I/O擴展模塊,來增加它的輸入點、輸出點的容量。DX可通過內置的LED來監控這些點。當這條網連入完整的METASYS網絡時,DX控制器可將所有監控點情況和各種控制信息準確地提供給整個METASYS網絡或控制站。DX是Metasys系統的最前端裝置,直接與聯想研發中心內有關的設施連接起來,再通過N2總線與網絡控制器相連,網絡控制器與中央操作站均可對其實現超越控制。 直接數字式控制器能夠支持以下不同性質的監控點: 模擬量輸入(AI) 、兩態輸入(DI)、模擬量輸出(AO)、兩態輸出(DO)具有12個可編程控制模塊及PLC邏輯運算模塊,除能完成各種運算及PID回路控制功能外,還具有多種統計控制功能,可同時設置多達8個時間控制程序?？刂破骶哂歇毩⑦\作的功能,當中央操作站及網絡控制器發生問題時,控制器不受影響,繼續進行運作,完成原有的全部監控功能?？赏ㄟ^傳輸模塊(XT)接多達8個擴展模塊(XP),增加控制輸入輸出點容量,配置靈活,并可通過內置的LED來監控這些點。第五，樓宇自控系統DDC配置，如何合理的配置DDC就成為方案設計中最重要的問題。JOHNSON CONTROLS根據實際特點,結合多年的工程經驗,設計中不僅保證系統功能全面實現,又減少施工中的不必要浪費,并且DDC的配置為以后的擴展留有足夠的余量?？紤]到樓宇機電設備的分布每一層都布置了相應的直接數字控制器,一般情況下,空調主機設備增加的可能性不大,因此對于其他設備監控點數的增加只需采用增加擴展模塊的方式即可解決。
3、樓宇自動化控制的作用
樓宇自動化控制對于樓宇具有非常重要的作用，根據作者多年的實踐經驗，總結出了其主要具有如下幾個方面的作用：第一，采用先進的管理手段，實現設備的高效管理和安全可靠運行，系統使用先進的網絡技術、計算機技術和現代控制技術，對建筑物內各類樓宇設備進行集中監視、自動化控制，實現建筑物內各類樓宇設備的高效管理和安全可靠運行。第二，實現最優控制和節能管理，節省能耗，樓宇設備自控系統通過對大樓設備進行監視和控制，實現最優控制和節能管理。特別是對空調系統的用電和公共照明用電等樓宇設備的進行節能控制實現節省大樓的能耗。第三，減少管理維護人員，降低管理費用，通過先進的自動化監控，可以大量減少各類樓宇設備和系統的運行操作人員和維護人員，降低管理費用。第四，延長設備的使用壽命，樓宇設備自控系統可以：實時反映設備和系統運行情況，及時發現系統存在的問題并能及時處理；定期打印出維護、保養通知單，這樣可以保證維護人員不超前、不誤時地進行設備保養；實現使用和備用設備的定期互換工作。從而實現延長設備的使用壽命，也就降低了建筑的運行費用。第五，提供舒適的辦公環境，樓宇設備自控系統對環境空氣質量、溫濕度、照度等進行檢測和有效的控制，為大樓創造一個舒適的環境。
4、樓宇自動化控制的實際應用
樓宇自控系統主要從以下幾個方面滿足建筑的智能設計標準：對空調系統設備、通風設備、環境及監測系統等運行工況的監視、控制、測量、記錄；對供配電系統、變配電設備、應急（備用）電源設備、直流電源設備、大容量不停電電源設備進行監視、測量、記錄；對動力設備和照明設備進行監視和控制；對給排水系統的給排水設備、飲水設備及污水處理設備等運行工況的監視、控制、測量、記錄；對熱力系統的熱源設備等運行工況的監視、控制、測量、記錄；對公共安全防范系統、火災自動報警與消防聯動控制系統運行工況進行必要的監視及聯動控制；對電梯及自動扶梯的運行監視。
河南省國家大學科技園地處鄭州市西北部的鄭州高新技術開發區內，占地面積近600畝，規劃建筑面積40余萬平方米，預計總投資16 億元。園區內重點發展信息科學與技術、新材料與納米技術、光機電一體化及生物醫藥等高新技術領域。河南省國家大學科技園是一座現代化的復合式多功能建筑群體。為了滿足健康、舒適、安全、節能的綠色建筑需要，本項目通過應用樓宇設備管理系統對建筑物內的空調、通風、照明、變配電、給排水系統等設備進行優化設計，采用分布監控、集中管理的樓宇監控系統，并與建筑物內的冷熱源、變配電等各設備進行系統集成。在設計中盡量采用標準化、具良好開放性、遵循國際通訊協議的OPC開放接口的控制器，應用通用的ASIExpert軟件，減少二次開發的工作量，利于日后的使用及維護。根據河南省國家大學科技園項目的特點，運用計算機技術和變頻技術，依據外部條件變化自動調節中央空調末端的負荷變化。在滿足舒適性的條件下，最大限度地降低系統運行能耗。樓宇自控系統在浙江大學國家科技園項目一期中，主要設置監控點數為1000 多點，應用ASIC/2-7540 控制器29 臺。
4、結尾
樓宇自動化控制是社會發展到一定階段的必然產物，其具有的非常大的優勢決定了其必然能得到很廣泛的應用。作為一名技術人員，應該在實踐中不斷學習，并注重借鑒國內外先進的經驗，不斷提高自身的專業素養和綜合素質，為樓宇自動化控制做出應有的貢獻。
【參考文獻】
[1]《樓宇自動化系統原理與應用》王再英等，電子工業出版社
關鍵詞：住宅：環境；布線；設計
系統概述
隨著信息化社會的到來，人們的工作和生活與通訊和信息的關系日益緊密。電話、計算機等相繼進入家庭。在住宅室內環境設計中。無疑應滿足這些功能需要。于是在小康住宅概念的基礎上，提出了智能化的要求。智能住宅主要體現在通訊自動化、家庭辦公自動化，為人們提供舒適、安全、宜人的家庭生活空間，提供全方位的信息交換，提供豐富多彩的業余文化生活，提供包括兒童教育、成人教育在內的多層次家庭教育，提供家庭保健等服務。
通訊自動化包括可連通公眾電話網、公用數字數據網、公用計算機互聯網來完成語音、數據和圖像的信息傳輸。家庭辦公自動化包括室內及社區內Internet接口、共享辦公系統等。
綜上所述。智能住宅不僅應有安全、便利、舒適、節能和娛樂性等特點。并通過各種獨立而先進的自動化電子設備，把這些繁雜的功能集成到人們日常的環境之中，再由一個家庭網絡連接起來，該家庭網絡的基礎是家居布線系統。
該布線系統采用ANSI/T IA／E1A 570-A家居電訊布線的標準(Residential Telecom-munications Cabling Standard)。主要用于規劃新建筑、更新增加設備、單一住宅及建筑群等。
系統的組成
(1)一般分布裝置，每一個家庭安裝一個交叉連接的配線架作為分布裝置，主要端接所有的電纜、跳線、插座及設備連接等。
(2)線纜，作為家屬布線系統的一部分，主要包括五類四對水平電纜、75歐姆同軸電纜和室內2芯多模光纖電纜。
(3)模板。視頻模板用于集成整個家居內有線電視、衛星電視、保安系統，內置的進程控制板可以最大限度地澄清視頻信號。
(4)跳線，五類數據接口跳線為連接設備提供極好的性能保證，滿足高速網絡數據傳輸速率和信號完整性的要求。
(5)安裝箱，是家居布線系統的心臟，統一分配和管理到各個房間的傳輸介質，依次為整個家居提供視聽、家居自動化、Internet訪問、家庭辦公等。在安裝箱內還可以固定各種配線架面板。
(6)插座模塊，主要用于一般家庭的通訊信息插座。包括光纖模塊、視頻模塊、同軸模塊、音頻模塊、數據模塊與面板組臺和匹配，適應實際使用中任何安裝的配置和功能的需要。
系統環境適配要求
(1)通訊中心的種類和型號應滿足外線和分配的信號，并在不同的房間提供一個增加的能力。安裝通訊中心的最佳位置為地下室、車庫、總配電箱旁等，并要求有足夠的照明、電源插座和維護空間。
(2)通訊中心所需要的模塊板、配件及用戶插座的種類和數量。
(3)在每一戶住宅中的墻內預埋過線盒，采用RG6U75歐姆同軸電纜，從有線電視或衛星接收裝置所提供的視頻信號與每戶的通訊中心端接。同時，采用非屏蔽雙絞線從郵電部門所提供的外線與每戶的通訊中心端接。
系統的應用
(1)視頻應用，采用SYV-75-5同軸電纜，支持衛星電視、有線電視、天線、閉路電視和電纜調解器。
(2)通訊應用，采用五類水平電纜至每一個需要話音或數據服務的用戶插座。通過ISDN、VDSL或ADSL連上互聯網和網絡電視。在無邊的信息海洋中漫游。
(3)利用安保系統確保室內防火、防盜的要求。在緊急情況時自動向管理處發送報警信號。通過連接到局域網的閉路電視系統觀察室外環境，及時了解住宅附近的情況。甚至還可以連接傳真的辦公設備，配合正在逐漸興起的家庭辦公的需求。
系統的優勢
智能化住宅家居布線系統配合各種電子設備可以提供一個完美的在家工作和生活的環境。能帶給用戶即插即用的便利，支持多種接入，包括傳真、電話、高速數據網絡、Inter-net接入以及ADSL接入等。支持多種家庭娛樂。包括全方位有線電視、視頻點播、網上購物、遠程教學等。并可提供音頻視頻設備，避免重復投資。此外還可通過監視系統對幼兒、老人遠程監護；通過閉路電視監視住宅內外的安全情況。
家居自動控制系統可在遠方用電話自動控制照明、空調等家電設備?？傊悄芗揖硬季€系統可以提供一個面向現在和未來的高標準住宅，對于室內環境設計各方面的功能都會大大地延伸，滿足人們越來越高的和復雜多樣的需求。IT業的發展是如此迅速，一個合理的布線系統，以最少的投資支持未來出現的任何新應用，管理與維護也非常簡單。
從投資成本上看，該布線系統大約占到整個工程投資的1％左右。從房地產開發商的角度來講，安裝智能化布線系統并不比給每家都安裝上空調的花費更多，但安裝上智能化家居布線系統的住宅樓卻從本質上改變了住宅樓的性質，使其真正成為了一個智能化的住宅樓，可以得到更多用戶的認可，這對房地產開發商來說也是劃算的。
【關鍵詞】樓宇；自動化控制；網絡；以太網；OPC
伴隨著我國經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，近些年來我國的樓宇自動化控制技術得到了長足的提升。所謂樓宇自動化控制系統是一種基于科學技術進行高度自動化管理和控制的系統機制，通過這樣一個網絡控制平臺實現對樓宇內各種設備的一鍵管理。這里的科學技術包含了計算機網絡技術、自動化控制以及網絡通信技術等，能夠統一管理的設備則包括空調系統、溫度系統、電梯、消防系統、照明設備等等。樓宇自動化控制系統可以大大減輕管理難度和人工成本，具有高效率性和環保節能性?？梢哉f自動化控制網絡系統的發展在一定程度上決定了智能樓宇未來的發展方向。
1 樓宇自動化控制系統的發展歷程
1.1 樓宇自動化系統的發展歷程
樓宇自動化控制系統緊握科學信息技術的發展潮流，在三四十余年時間里一共經歷了四個階段的發展歷程。第一階段是始于1970年代的CCMS中央監控系統。其原理為通過設置信息采集站于建筑物各處，然后將總線與中央站連接起來，創建CCMS中央監控系統。系統的樞紐是中央計算機，通過接收處理信息采集站的信息，做出相應的決策并發出命令，調節樓宇內設備的各項參數。第二階段是1980年代的DCS集散控制系統。其實年代的信息采集器進化成了80年代的科技產物：數字控制器。通過為每一個數字控制器配置集散式控制系統計算機，每一個獨立的數字控制器都可以顯示、處理采集到的信息，只需要在其上布設一個起到監視作用的中央電腦，就可以實現分站完全自主處理信息的功能。第三階段是1990年代的開放式集散系統。通過應用ON現場總線，布設三層結構的BAS控制網絡系統，形成中央站、DDC分站、現場網絡層的輸入輸出結構，這就使得整個系統更加具有開放性，對于系統的配置和管理也更加靈活。第四階段是進入21世紀之后的網絡集成系統。網絡系統中具有一個中央主控站，將子系統進行優化組合，諸如消防、安全、照明、溫度等，然后統一集成管理，更加方便快捷。
在跨越四十年的發展歷程中，樓宇自動控制系統最大的變化就是現場總線控制系統（FCS）取代了分布式控制系統（DCS）。雖然DCS擁有較好的模擬、操作和管理性能，但是費用高、可靠性差、系統開放性差是制約其發展的瓶頸。而現場總線控制系統隨著科學技術的發展而興起，其上烙印了典型的現代科技，具有更高更強的可控性和科學性。它最大的優點就是簡單了系統布線方法，提高了操作性和維護性，優化了實時性，并且降低了成本。
1.2 以太網開始進入樓宇自控領域
以太網一直都是局域網構建中的核心技術網絡，而隨著科技的進一步發展，以太網中的站點完成了單獨收發數據信息的進化，這就減少了物理層數據的碰撞、擁塞和緩存，為樓宇自動化系統的開發設計提供了獨特的思路。而在IEEE802.3af標準頒布之后，基于以太網的工業交換機產品大幅增加，基于現場總線的開放式以太網標準也紛紛涌現。比如ODVA、CI、HSE、Profinet等。以太網和現場總線控制系統的結合，彌補了各方的缺點，使得工業自控系統的設計逐漸成形，而其在工業控制領域的成功應用直接促成了其在樓宇控制系統中的快速發展，從最初的信息層道控制層，以太網被越來越多的應用。
太網的優點很明顯，那就是實現了從信息網到控制層的完美過渡，實現了各層統一，對這樣系統的開發和管理也就更加便捷，也實現了和智能樓宇中其他系統的快速完美融合。但是同時需要認識到時，以太網技術和現場總線控制系統的集成研究還處于起步階段，因為科研成本較高，產品較少，就會導致用戶選擇不多同時推廣性也會受到阻礙，還有就是以太網的維護性、實時性還需要時間的考證。
2 樓宇自動化系統的組成與基本功能
2.1 樓宇自動化系統的組成
樓宇自動化控制系統通常包括空調、消防、供電、電梯、安全管理、給排水等子系統?？梢酝ㄟ^以太網技術，建立通訊網絡，集成現場總線控制系統，建立控制層、管理層和設備層，實現操作站和網絡控制單元之間的連接。采用傳送控制協議/協議，建立用戶數據協議，構建OPC服務器，既集中完成控制端對所有設備的管理，也可以實現用戶對客戶端的自由訪問，而避免了親自查看設備的繁冗過程。通過增加網絡控制單元可以實現樓宇內每一個子系統的監控、共享和管理，通過相應的多種統計計算功能，可以在一定的情況下可以代替操作站功能，完成手提式應急信息處理和指令控制。
2.2 樓宇自動化系統的功能
樓宇自動化控制系統的基本功能有以下幾點：
（1）實現對眾多子系統啟動和停止的控制、設備運行狀態的監控。
（2）收集設備運行的歷史數據，完成設備一生運行的技術性數據分析；
（3）根據外界環境的變化，自動調整設備運行參數；
（4）監視樓宇各系統運行中可能出現的故障及突發事件，并配置一整套處理方案；
（5）實現對水電、煤氣等科學管理，節能高效自動；
（6）針對各子系統中的設備，保存一份包含運行檔案、歷史、維修情況的設備管理報表，以供參閱。
3 樓宇自動化控制網絡系統設計方案
3.1 自動化控制系統設計總則
樓宇自動化系統的最主要功能還是實現對樓宇內各個子系統的監控，采集運行數據，對比分析運算，保證在任何情況下設備都能正常運行，并且實現快捷簡單的遠程監控。最顯著的優點就是大大減少了事故發生的概率，也就相應地延長了設備的使用壽命。通過這樣集約化的控制和管理，實現對各子系統統一而有序的管理，使其健康運行，充分發揮各個系統的功能，為智能樓宇的建設打下堅實基礎。這里以最具有代表性的高層、現代化智能大樓作為設計對象，就自動化控制網絡系統的創設關鍵技術作簡要闡述。
如同前文所述，樓宇自動化控制系統必須要首先保證子系統的高效運行，實現子系統有序運轉和靈活自動運轉，從而減輕人員管理，節約勞動力資源和資金成本。這里設計的系統主要是基于一般業主的要求和極高的性價比，采用最優化的方案設計出一套可以同時實現集中管理和分散管理的自控系統。比如著名的BACTalk樓宇管理系統，它是一種基于BMS的自控系統，可以將消防系統、保安系統、照明系統、電梯等集中在一個平臺上進行控制，并且具有先進的現場控制器以及和其他系統設備的開放性接口。根據現代高層大樓的特點，設計一下需要主要監控的子系統：電梯系統、中央空調系統、照明共點系統、給排水系統等。
3.2 樓宇自動化控制網絡系統設計的原則和依據
在設計一個樓宇自動系統時，必須遵循以下的原則。首先是可靠性?？煽啃允菣z驗一個自控系統是否合格的第一標準，優先采用分布式的控制系統，將自動控制的任務交給很多現場處理器完成，這樣可以避免因為單獨的處理器出現故障而影響整個系統健康運行的情況?？煽啃缘牧硪粋€表現就是系統數據采集和記錄的準確性，不能誤報，也不能有故障而不報，所以對于系統硬件和軟件的要求極為嚴格。其次是靈活擴展性。樓宇自動系統和其他的網絡系統一樣，都會伴隨著科學技術的發展而進行進化和升級。我們在建立了初始系統之后，應該考慮到伴隨著科學信息技術的發展，原始系統勢必要進行優化和升級，所以這對系統的可擴展性提出了一個新的要求。當然靈活性也很重要，主要表現在現場控制器的增減不能影響整個系統的性能，系統的組成和功能應用都必須具備靈活性，便于隨著外界環境的改變而改變系統。第三是實用性。設計的系統總歸是要應用的，這要求設計人員從高深的科學信息技術中提取出便于應用的普通知識，系統可以根據樓宇的多功能性實現不同需求的給予和完成。是否方便快捷是實用性是否合格的另一個標志。管理方式是否合理簡約是檢驗一個系統是否成熟的重要標志，一個好的樓宇控制系統可以實現樓宇各子系統資料內容的完美綜合，并且統一呈現在中央層，減小了管理難度。最后是經濟性。我們要求系統的設計采取最為精準和尖端的技術，但是也要考慮到實際需求高度。采用現場處理器應該可以滿足相當長時間之內的系統運轉，所以要合理規劃，切不可盲目投資。
樓宇自動化控制系統的設計首先要以相應的電氣圖紙和標準規范作為基礎，然后需要滿足國家及其他國際標準。比如建設設計防火系統、照明設計標準、電梯設計標準、空調安裝及采風設計標準、工民建供電系統設計標準等等，對于需要設計的每一個子系統都應該按照國家相應的規范指導系統設計。
3.3 系統功能設計
設計的系統方案以以太網技術為基礎，以此來實現各總線的集成。包含網絡層、控制層和設備層三層結構。其中設備層網絡技術依托CAN總線和Lonworks等，用以太網技術來實現管理層和控制層之間的通信。
依據前文所述，現場總線控制系統（FCS）更加開放、集散，同時便于維護、成本低，所以更加適合樓宇自動化控制系統的設計，輔以以太網技術，實現樓宇自動化控制。詳細設計圖見圖1。
圖1 以太網構成的樓宇自動化控制系統簡圖
3.3.1 自控系統的網絡結構
設計的系統主要包括管理層、控制層和設備層。現場控制器之間的點對點通信構成的智能監控區域層就是控制層，CAN總線、Lonworks總線上都布設有監控節點；管理層則包括中央主控機和分系統的計算機系統，以太網技術構建管理層，管理層中的操作站可以控制中央計算機，對各子系統進行集成統一指令管理，并對系統中所有的數據進行分析和處理；設備層就是樓宇內的各機電設備，在控制層的管理下按照預設程序運轉。
3.3.2 自控系統集成技術
OPC技術可以標準化控制層和管理層之間的設備數據信息交換，并且加快數據傳輸速度和可靠性，同時降低成本。在樓宇自動系統中選擇OPC，需要根據不同的子系統以及需要實現的功能來開發相應的OPC服務器，完成設備層的獨立數據采集。
一個完整的OPC服務器包括標準接口和用于通訊的接口兩部分。利用2005對兩個接口進行開發，也就實現了OPC服務器的開發。標準接口的開發因為數據庫而變得簡單，用于通訊的接口開發需要特定的通信協議和數據采集模式來編寫特定的動態鏈接庫。以此來構建的OPC服務器結構如圖2。
圖2 OPC服務器總體結構簡圖
通過該結構調用API函數，記錄、注銷服務器數據信息，并且按照特定的接口模塊，讀寫交換數據，隨即封裝讀寫的信息來滿足客戶端的需求。該設計的關鍵是函數的調用來建立動態鏈接庫，通過2005的DLL調用來構建API函數原型。常用的通信協議一般為TCP/IP協議，通過通信接口來讀寫封裝的信息可以實現計算機端和客戶端的數據共同訪問，操作者在進行數據管理控制的時候不需要到每一個硬件設備中進行采集，只需要查看子系統相應的OPC服務器就可以實現數據的自主收集。有了這些數據也就有了自控各子系統的基礎資料，通過一定的分析和處理，就可以實現子系統運行數據和運行狀態的統一呈現，極大方便了后續的自動化控制管理。這就是一個完整的樓宇自動控制過程。
4 結論
智能建筑正在成為未來建筑的發展方向，實現樓宇設備系統的集中有序管理是實現社會節能理念和勞動力節約的關鍵環節。科學信息技術的發展為設計一個可靠實時成本低的樓宇自動控制系統提供了可能。利用現場總線控制系統、以太網技術可以實現系統設計，本著可靠靈活使用的目標，以以太網技術為基礎，集成CAN和Lonworks總線技術，利用OPC技術創設服務器，可以快速且準確的實現諸如消防、照明、電梯、空調、溫度、供電等系統的信息數據集成，同時也可以集散控制樓宇中的子系統，實時監控設備運行狀態，及時調整故障，減少人員管理成本，保證樓宇健康安全高效運行。在建筑面積越來越大、高度越來越高的現代社會，自動化控制網絡系統必定可以大大完善樓宇內部功能，提供安全舒適的生活工作環境。
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關鍵詞：智能樓宇；自動化控制系統；應用；發展趨勢
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）29-0149-02
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?？刂频扔行Ч澞艽胧┖?，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：
[1] 汪海杰.樓宇自動化控制系統的應用和設計[D].電子科技大學，2012.
隨著時代的不斷發展，樓宇的設計中也逐漸加入了智能的因素，在智能化發展的趨勢下，樓宇自動化控制系統在建筑行業得到了廣泛的應用。在實際的建工工程中，自動化系統不斷走向發展與完善，但是關于樓宇自動化控制系統的失敗案例也有不少，這就要求我們在實際工作中對自動控制系統進行進一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統進行了深入淺出的分析與探討，希望能為樓宇建設的自動化系統控制的相關設計提供一些參考。
【關鍵詞】自動化 控制系統 完善
近年來我國的經濟建設得到高速的發展，樓宇的建設開始全面開展，同時也帶動了樓宇自動化系統控制建設的發展。樓宇自動化控制系統主要包括四大部分，包括主機、現場監控器、通信網絡和儀表。樓宇自動化系統對建筑內的何磊設備進行監控，保證了運行的安全、可靠，同時還能節省人力和物力。但是，因為我國的樓宇自動化控制的發展比較晚，在設計和施工等方面還只是處于初級發展階段，在具體的設計和施工方面還存在著很多不合理的地方，所以會有運行不良、使用壽命短等問題的出現。所以，根據實際情況，我們要針對樓宇自動化設計的特點對相關的管理功能進行選擇，同時還要在實際的工作中積累關于自動化控制的相關經驗，使系統設計得到相應的完善，使樓宇自動化控制系統真正的發揮出相應的功能。
1 簡述自動化控制系統有哪些基本的功能
在樓宇自動化系統設計中采用的數據通常情況下都是根據自動采集而來的數據，這些數據可以作為系統運行的一種參數，對運行情況進行自我監控，對系統中的各個指標進行全方位的調動，進而實現和創造經濟效益和相應的社會效益。
1.1 自動化系統具有數據自動采集的功能
對現地控制單位之間傳送的數據進行的處理和存儲要建立在系統數據庫的基礎之上，用上位計算機對系統的相關參數進行分析，從而形成系統運行的參數。在數據庫中提取的數據資料可以對自動控制進行調節，通過本身的記錄、檢索等功能為系統的工作人員的靈活調用作為參考。
1.2 自動化系統具有自動監控與調節的功能
想要提高系統的監控水平和調節水平，可以達到減少對系統操作失誤的目的。但是，系統具有本身的復雜性，人工的監控是難以達到要求的，所以就需要自動監控和調節功能的開發與利用。對各種功能設置模擬操作系統，這個系統的設置要建立在數據科學合理的基礎上。將自動系統的指令設置在屏幕顯示器上，根據計算機屏幕顯示執行的步驟，這樣就可以對系統運行進行一目了然的監控了。
1.3 總動畫系統具有現地控制單元的功能
這個功能應該在自動化操作系統中某個環節的后面，進行現地的現實和處理，同時將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據指令對是否滿足指令的條件進行分析。最后按照發出的指令將硬件運行到相應的位置上?，F地控制一般都會設置權限開關，根據開關實現遠程的切換，同時依然可以使用手動的方式進行輔的操作，手動操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對數據采集的設計
在對自動化系統進行上述三項基本功能的設計的時候，一定要體現出系統基本功能之間的共通性，還要對這些功能進行合理的處理，使自動化控制功能的適用性能夠得到相應的提高。
2.1 對數據采集的設計
在對系統數據進行采集之前要做到有針對性的進行采集，對自動化控制系統數據進行采集之后，要及時將數據傳送到上位計算機中，實現系統運行的實時監控，這些數據可以作為盤點系統運行是否正常的重要依據。對系統的數據采集可以用單端隔離的模擬量進行輸入卡，用波形檢測的方式對系統自動收集的數據進行分析與監控，同時，必須要設置好采集范圍和輸出通道。
對數據進行采集設計時要做到對數據保存情況的實時顯示。在對軟件進行設計的時候還要對校本程序進行編譯，同時用人機界面對數據的幾率、存儲等情況進行顯示，最后將軟件和數據可連接起來。這種功能使數據記錄和存取的便利性得到大大的提高，同時還完成了對數據可的屬性設置。
值得一提的是，對數據進行采集的時候要遵循一個重要的原則，探測元件與要采集的內體要盡量靠近，以減少傳導中的誤差，避免這些誤差對數據真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術，這種新技術的應用可以達到準確的目的同時又不會使誤差造成系統的誤動作。
2.2 監控設計
在自動化系統中的監控最常見的方式有三種：遠程監控方式、集中監控方式和現場總線監控方式。其中幾種監控方式便于系統運行的維護管理，對系統的設計比較容易，也沒有較高的要求和標準。遠程監控方式的優點主要有對資源能夠起到節約監控的目的，同時具有較高的可靠性，并且在實際的應用中可以體現出組態靈活的優勢，還可以實現對電纜、附屬材料的節約利用?，F場總線監控方式是當今條件下一種比較符合時代特征的監控方式，它可以實現遠程監控，使監控的連接線路縮短，在這種方式上可以很好的體現出智能化的特點。同時為網絡控制系統的發展奠定了基礎。
2.3 現地控制單元
自動化系統現地控制單元的實際采用了計算機軟件和硬件等先進的技術，確保了各項標準都能符合指標要求。隨著科技的不斷發展，計算機在不斷的更新換代，系統的規模也應該隨著計算機的更型換代得到擴展與升級，維護方面要具備自我診斷和自我恢復的功能，避免因為人員操作失誤造成的損失?，F地控制單元的設計主要包括對機組設備的調節和將控制；對機組控制單元順序的控制；數據通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結語
綜上所述，對自動化控制系統進行設計的時候，要將采集到的數據及時的輸送到上位計算機中，對整個運行流程實現實時監控，根據數據對系統運行狀況進行判斷。還要根據各種方式的運用，使系統工作的效率得到提高，減少維護故障率，在新技術的幫助下，實現計算機對整個系統的配置與設計。
參考文獻
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作者簡介
汪詩雯（1985-），女，安徽省歙縣人。大學本科學歷?，F為柳州市人民醫院助理工程師。主要研究方向為電子信息工程。
關鍵詞:樓宇自動化控制網絡 現場總線控制系統 以太網 樓宇自動化系統
目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物,是信息社會的需要,也是未來建筑發展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(Buiding Automation system,縮寫為BAS)、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)三大系統組成。其中,樓宇自動化系統是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統,將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上,通過網絡對其進行綜合的控制,這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境,同時實現高效節能的要求。
2 現場控制系統FCS的出現以及在樓宇自控中的應用
上個世紀七八十年代,伴隨著計算機可靠性提高,價格大幅下降,出現了由多個計算機遞階構成的集中、分散相結合的分布式控制系統(Distributed ControlSystem,簡稱DCS)。DCS是利用計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統。它的測量變送儀表一般是模擬儀表,因此它屬于一種模擬數字混合控制系統,這種系統較以前的各種控制系統有了較大的進步。DCS在工業自動化控制領域獲得了廣泛的應用,也開始應用到樓宇自動化控制領域。但是DCS存在如下一些缺點:
(1)安裝費用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式,導致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難;
(2)可靠性差。模擬信號傳輸精度低,而且抗干擾性差;
(3)系統封閉。各廠家的產品自成系統,系統封閉、不開放,難以實現產品的互換與互操作以及組成更大范圍的網絡系統。
上個世紀90年代以來,隨著控制技術、計算機技術、通信技術的發展,出現了基于現場總線的控制系統(FCS),FCS克服了DCS的缺點,它是一種全數字化的、全分散的、全開放、可互操作和開放式互連的新一代控制系統。目前,現場總線技術已經成為自動化技術中的一個熱點,備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注。FCS極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量,使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統的DCS(分布式控制系統)相比,FCS具有可靠性高、可維護性好、成本低、實時性好、實現了控制管理一體化的結構體系等優點?，F場總線的出現,為工業自動化帶來了一場深層次的革命,從而開創了工業自動控制的新紀元,被譽為自動化領域的計算機局域網。鑒于FCS的許多優點,控制專家們紛紛預言“FCS將取代DCS成為2l世紀控制系統的主流。”現在,FCS已經被應用到樓宇自動化控制領域。
2.1應用于樓字自動化領域的幾種現場總線
由于誘人的市場商機和不同的應用領域的存在,世界一些大公司或公司聯盟紛紛提出自己的現場總線協議標準。據不完全統計,目前國際上有40種宣稱為開放型的現場總線標準。這些協議根據國際標準化組織(ISO)的計算機網絡開放式互連系統的OSI參考模型來制定的。大多數現場總線只是用其中的一、二和七層協議。于是現場總線呈現雜亂紛呈的局面。在這些現場總線中不乏優異的現場總線,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BAC
net、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EiB等現場總線在樓宇自動化領域獲得了、較廣泛的應用。盡管基于現場總線的Fcs克服了DCS的許多缺點,但還是有一些不如人意的地方,最明顯的缺點:多種現場總線并存而互不兼容,導致FCS的可互操作性只能在同一種現場總線系統中實現。后面將對FCS的缺點做進一步說明。
(1)LonWorks
美國Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技術,又稱Lonworks技術。它得到了眾多計算機廠家、系統集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持,已經在樓宇自動化、工業自動化、電力系統供配、消防監控、停車場管理等領域獲得廣泛應用。具體地說LonWorks具有以下優點:
①網絡結構靈活、組網方便。它支持多種網絡拓撲形式,包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等,這樣可適應復雜的現場環境,方便現場布線;
②支持多種傳輸介質。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等;兩種傳輸速率:78bps和1.25Mbps,最大傳輸距離由網絡拓撲形式和傳輸介質決定,一般可從500m到2700m?？山尤说墓濣c最多為32385個;
③完善的玨發工具。提供完善的系統開發環境,采用開放的NEURON C語言,它是ANSI C語言的擴展;
④無主的網絡系統。LonWorks網絡中各節點的地位相同,網絡管理可設在任一節點處,并可安裝多個網絡管理器;
⑤開發LonWorks網絡節點的時間較短,也易于維護。LonWorks采用的LonTalk協議固化在Echelon公司的Neuron芯片中,這樣可以節省開發LonWorks網絡節點的時間,也方便維護。
同其它現場總線一樣,LonWorks也有自身的缺點。首先,LonWorks的實時性、處理大量數據的能力有些欠缺;其次,由于LonWorks依賴于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全開放性也受到一些質疑。盡管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS還在樓宇自動化領域獲得了廣泛的應用。世界上有2萬多家OEM廠商生產LonWorks相關產品,其中種類已達3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個LonWorks節點,LonT~k協議也被接納為歐洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以來,LonWorks也開始在國內獲得大量的應用。在建設部的支持下,國內一些研究所和企業開始陸續開發出基于LonWorks的樓宇自動化控制系統,并在一些新建智能大廈和建設部智能化小區試點工程中得到應用。
(2)BACnet
BACnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網絡的數據通信協議。它代表了智能建筑發展的主流趨勢。BAcnet不是軟件或硬件,也不是固件,嚴格地說,BAcnet并不是現場總線,而是一種網絡協議,即通信規則。為不同商家產品的系統之間進行信息交流提供平臺和支持。BACnet詳細闡述了系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通信介質、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規則。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五種網絡技術進行通信?？筛鶕到y通信是和通信速度選擇不同的網絡技術。相對其它現場總線,BACnet標準最大的優點是可以與Etherent、LonWorks等網絡進行無縫集成。不過BACnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統相互間的通訊問題設計,并不太適用于智能傳感器、執行器等末端設備。BACnet標準已在全球得到了廣泛的應用,全球生產和經營樓宇設備和樓宇自控設備的主要廠商均支持BACnet標準。BACnet在不到10年的時間內就從一個行業學會標準迅速成為樓宇自控領域中唯一的ISO標準。雖然我國是WTO和ISO成員國,但是BACnet在我國建筑領域中的應用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的BACnet產品和技術也基本上全部是從國外引進的,還沒有真正意義上的國產化BACwWw.LWlm.comLWLM.com編輯。net相關產品。
(3)CAN
CAN總線最初是德國Bosch公司為汽車監控控制系統設計提出的,現在它已經成為一種國際標準,在電力、石化、空調、建筑等行業均有應用。CAN具有以下優點:
①采用8字節的短幀傳送,故傳輸時間短、抗干擾性強:
②具有多種錯誤校驗方式,形成強大的差錯控制能力。而且在嚴重錯誤的情況下,節點會自動離線,避免影響總線上其它節點;
③采用無損壞的仲裁技術;
4 CAN芯片不但價格低而且供應商多。
CAN缺點是:CAN總線上最多可掛接110個節點,這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進行擴展,相對其它一些現場總線,CAN總線技術比較簡單,CAN相關產品的開發費用也遠遠低于其它現場總線技術產品的開發費用。因此,很早國內就有一些企業推出了基于CAN總線的樓宇自控的相關產品。如獅島、索龍集團開發出了$2000樓宇自控系統。
(4)EiB
EIB是歐洲安裝總線(European Installation Bus)的縮寫。它在1990年被提出,經過十多年的發展,成為歐洲最有影響的建筑智能化現場總線標準,在歐洲得到了進300家廠商的支持。1999年EIB被引進中國的智能化建筑領域,并在上海同濟大學建立了EIB認證技術培訓中心。在短短的幾年里,國內的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調等控制和安防系統方面獲得了廣泛應用,如廈門國際會展中心、大連國貿中心、浙江人民大會堂等。國內的EIB項目基本上被ABB公司和SIMENS公司所壟斷。
關鍵詞：樓宇自動化自動化控制系統
中圖分類號：TN830.1文獻標識碼： A 文章編號：
樓宇自動化系統是智能建筑的重要組成部分，其任務是對建筑物內的電力、照明、空調、給排水、防災、保安、車庫管理等設備或系統以集中監視、控制和管理為目的，以提供一個既安全可靠，又節約能源，而且舒適宜人的工作或居住環境。
一、樓宇自動化系統的組成
樓宇建筑通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統，樓宇自動化系統由以上系統的場控制站、數據采集站、工程師站、操作員站、監控計算機和管理計算機通過數據通信網絡被有機地結合起來，組成分級分布控制系統，它是運用計算機數據處理、自動測量及控制技術，對以上子系統的機電設備進行自動控制和統一管理。
二、樓宇自動化系統的原理
樓宇自動化系統采用的是分布式控制系統，它的特征是“集中管理，分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行。
2.1分布式控制系統的數據通信網絡
數據通信網絡是分布式控制系統的支柱。整個分布式控制系統的結構，實質上是一個網絡結構，現場控制站、數據采集站、工程師站、操作員站、監控計算機等都是這個網絡上的“節點”，都含有CPU和網絡接口，它們都有自己特定的網絡地址，可以通過網絡發送和接收數據，網絡中的各節點處于平等地位，既能共享資源，又不相互依賴，形成既有統一指揮，又使危險分散的功能結構，網絡的架構區具有極大的伸縮性，可擴性很強，可以滿足分布式控制系統擴充與升級的需要，十分靈活、方便。
2.2分布式控制系統的進一步分散化
(1)LonWorks技術，LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網技術。LonWorks網絡節點由神經元芯片、收發器、固件和I／O接口電路組成。神經元芯片是這種智能節點的核心，它由媒體訪問控制處理器、網絡處理器和應用處理器組成，這就使得節點既能管理網絡通信，又具有控制功能。
(2)傳統的分布式控制系統在現場控制站這一級依然是一個集中式結構，而現在的分布式控制系統是在原有分布式控制系統的基礎上，采用LonWorks現場總線的建筑設備自動化系統發展起來的新系統，標準LAN為原有的分布式控制系統，使用BACnet協議，以利于實現多種供應商的不同類型的子系統之間的通信信息交換，把具有控制功能的各個島連成一個整體。新增的LonWorks現場總線使用LonTalk協議，把控制功能進一步分散到現場級儀表，標準LAN與現場總線之間的路由器相聯。這樣BACnet和LonMark兩項標準互相補充，互為依托，構成一個完全分散的、真正開放的建筑設備自動化系統。
三、樓宇自動化系統的硬件、軟件的配置
1、樓宇自動化系統的硬件主要由下列幾部分組成：
(1)建筑物監視系統：提供一個以windows環境下的人機交互界面，為工程師提供應用程序的編制平臺，為操作人員提供直觀和快捷的操作界面。中央管理機實現對個系統的集中監測、管理與最優控制。
(2)建筑物控制系統：對所需的模擬量輸入/輸出和數字量輸入/輸出進行現場監視和控制。
(3)建筑物防火及保安系統：實現出入控制，保安監視和控制，集成攝像控制，火災報警等功能。
2、樓宇自動化系統軟件的配置有：
(1)身份鑒別軟件：只有操作員身份密碼，才能行使操作員職責范圍內的指令。
(2)常規記錄軟件：負責常規記錄資料的處理、顯示、打印。
(3)節能控制軟件：根據室外的溫度相對濕度，充分發揮自然潛力，控制空調系統的運行、節約能源。
(4)運行時間累計、維修記錄軟件：在設備累計運行時間超過設定值時，進行報警，這是供預防性維修保養用的。
(5)故障報告軟件：負責設備的故障報警，以及故障的顯示和打印記錄。
(6)最大負荷限制軟件：當實際負荷超過額定的極限值時，發出報警信號，同時切除預定可以切斷的負荷，減少電費的開支。
四、樓宇自動化系統將實現如下主要功能：
1、中央空調系統的監控管理
(1)監視控制整個大廈的空調系統（包括：風機盤管控制、冷熱水泵旁通控制、冷卻水塔進水控制等；
(2)通過冷凍水的供/回水溫度和流量測量、自動計算出空調系統的冷負荷，并在樓宇自動化系統的CRT上顯示；
(3)根據實際的冷負荷通過空調冷凍水機組帶的群控裝置來決定冷凍水機組的啟停數，以達到最佳的節能效果；
(4)測量并自動控制冷凍水系統供/回水總管的差壓，維持系統要求的差壓值。
2、給排水系統的監控管理
(1)樓宇自動化系統將監控給排水系統的所有水泵的運行狀態；
(2)樓宇自動化系統將對給排水系統的設備運行時間、狀態、水量、壓力值進行記錄；
(3)當水泵出現故障時，樓宇自動化系統會通過聯鎖控制備用泵自動投入運行；
(4)監控給排水系統的如下設備：生活給水泵、消防給水泵、自動噴淋泵、穩壓水泵、排污泵、屋頂水池、地下水池、污水池、給排水監控系統。
3、供配電監控系統
變配電系統正常運行，可靠供電是智能大廈安全使用的保證。因此，智能大廈的控制中心要控制、監視、記錄供電系統的運行情況，主要包括：
(1)高壓系統：進線與蹭聯絡斷路器狀態控制監測、電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、變壓器溫度及故障狀態顯示與報警；
(2)低壓系統：進線與聯絡斷路器狀態控制監測、電壓、電流、功率因數、重要輸出支路斷路狀態監控、故障情況顯示、報警；
(3)直流系統：交流電源主進線斷路器控制、直流輸出、電壓、電流及故障狀態顯示報警；
(4)發電機系統：發電機啟動、供電、主斷路器狀態、電壓、電流、頻率、轉速、油箱位高低、水溫等顯示、故障報警、斷路器狀態控制；
(5)照明系統：根據大廈內的使用功能、分成不同的區域照明，如辦公室照明、走廊照明、大廈立面照明、航空障礙燈照明、室外環境照明等，按照時間順序及使用需要，由中央監控系統控制開、關狀態，故障顯示。
4、保安自動化系統，樓宇自動化系統將監控保安系統的如下設備：門禁系統、閉路電視系統、防盜報警系統、巡更系統。
