摘要：随着科学技术的不断进步，建筑设备的自动化程度也在不断地提高。楼宇自动化设计在建筑领域应用广泛，且楼宇自动化系统是一项综合性的任务控制系统，整个设计系统复杂，需要由专业人员进行研发，同时还需要相关人员的协作，在系统设计与应用的过程中，需要进行详细的研究，同时认真细致，不断优化建筑中楼宇自动化系统的结构与体系。
关键词：楼宇自动化 设计 应用
建筑行业的不断发展，人们对生活品质的要求也逐渐增高，楼宇自动化系统为建筑的使用者提供一个安全、舒适、高效的生活环境，在现代建筑中得以广泛运用。楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部门，主要提供建筑群内部的监控与管理服务，全面优化设备的运行与管理，不断降低运营费用。楼宇自动化系统涉及建筑物内部的防灾、照明、通风、空调等设备的运行，设计任务与施工工程量都较大，它的设计与施工水平直接影响这个建筑系统的质量与功能。
一、楼宇自动化系统的组成及其关键功能
楼宇自动化系统也称为建筑设备自动化系统，是现代建筑物不可或缺的重要组成部分，楼宇自动化系统对建筑物内部能源使用、交通、环境状况进行实时的监测与控制，为建筑物的使用者提供较为安全、可靠地内部居住环境。楼宇自动化系统一般包括照明、消防、排水、供配电等子系统，按照不同的行业标准，楼宇自动化系统具有不同的分类标准，但是其基本功能大致可以进行如何归纳：进行能源管理，实现内部水电气等费用的计量，进行能源的自动化管理；显示、自动检测各种机电设备的历史数据、变化趋势等；对各种机电设备的起、停等运行状态进行自动监视；依据内外部环境的变化自动对设备进行调节，使设备处于最佳运行状态；及时监测与处理各种突发状况；根据设备的运行情况，进行设备报表与设备维修管理工作。楼宇自动化系统是采用现代的控制理论，利用计算机控制系统对系统内部进行集中管理分散控制。
二、楼宇自动化系统的设计路径
（一）编制监控总表
建筑系统中楼宇自动化系统一般采用的是一种集散型的系统结构，这种系统结构需要准确的对现场控制分站进行划分，从工程实际出发确定子系统的功能，具体编制监控总表的目的是为分站选型提供重要的依据，同时确定系统的软硬件配制，划分重要的通信信道。完整的监控总表既要包括设备的名称、容量与编号，还需要对控制盘进行编号，确定设备的安装部位，同时对监控点的所属类型进行划分，具体在实际运作的过程中，可以对监控总表进行简化，同时按照设备输入输出数目，将编制监控总表提供至分站使用。
（二）系统的分级结构
为了实现对建筑物内部的集中管理与分散控制，需要实施分级系统管理，合理划分系统架构，实现内部监测与控制。利用现场控制级对现场的数据进行采集，同时实现直接的数字控制、对数字设备进行系统的测试与诊断，这种现场控制设备需要与执行器与传感器相连，进行相关的记录工作。而监控级的设计，是对整个系统的运行参数进行监控，一旦出现异常状态，进行报警显示，分析原因，做好现场的记录工作，一般性的监控级结构可以分为操作站与监控站两个部分，监控站与现场控制器相互连接，保持通信畅通，一旦出现异常，直接将系统状态数据传送给操作站。监控层的计算机需要不断完善其内部软件，同时保证内部硬件的可靠性。而管理级位于系统的顶部，用来协调子系统的正常运行，在经济层面、技术层面以及人事层面发挥着重要的协调作用，能够促使系统信息的最优化，保证系统结构的完整性。
（三）选择恰当的通信协议
系统是由各个不同的部分组成，必须要选择恰当的通信协议将不同部分组成一个完整的系统，这种连接不是简单地电气设备连接，而是在保证各个部分通信功能的基础上进行连接。一般的楼宇自动化系统由专门的设备处理功能机设备的控制系统组成，很多建筑物都采用各自专门的数据通信方式，缺乏协调性，建议采用专门的数据通信协议。标准的数据通信协议包括四个层次的内容，即物理层、网络层、数据链路层、应用层。物理层做好设备之间的物理连接，传输载波信号，而网络层则将全局的地址解释为局部的地址，协调不同网络之间的差异、进行流量控制。数据链路层负责将数据进行分层，同时对一些流量进行控制，做好错误的校正工作。应用层提供不同程序所需要的通信服务，利用应用程序可以实现楼宇自动化系统的全面监控。
（四）实现现场控制
楼宇自动化系统需要实现现场控制单元与被控的对象相互的连接，同时在不同的集散控制系统中，现场控制单元的名称也在差异。现场控制单元主要安装在控制现场，同时还需要接收上级监控站传送过来的命令。现场控制单元作为一个独立控制的单元，应当由输入输出通道、处理器以及接口电路等重要部位组成，进行详细的设计。在多年的工作实际中，发现，现场控制单元面临的最大问题就是干扰问题，受外部信号或者外部环境的影响，会对系统的正常运行功能造成影响，需要采用有效的抗干扰措施。采用交流滤波或者是变压器对电源进行隔离，也可采用开关电源，避免工业电源引入的干扰。采用隔离措施，利用光电耦合器件隔离，实现各个环节相互绝缘，削减高频干扰的信号源。为了更好地实现现场控制，还需要采用电磁屏蔽，根据施工现场的状况进行相应的硬件安装。
三、 某大厦的楼宇自动化设计及应用
（一）大厦基本情况
新世界大厦是一幢集大型商场和写字楼于一体的现代化建筑。整幢楼宇三十二层，由26层主塔楼、10层副塔楼、四层群楼商场及2层地库停车场组合而成，总建筑面积约9万平方米。作者参与了该工程部分项目的系统设计，本章将就该项目的具体技术方案设计与实施进行研究。新世界大厦是一座集物流、商流、信息流、资金流为一体的现代化综合性建筑，采用目前世界上先进的科学和资讯技术，创造一个高度安全、优雅舒适和方便快捷的内部环境，实现智能楼宇系统“更安全、更舒适、更经济、高效率、可扩充”的目的。为此，从方案设计开始，就立足于把它建成集综合布线、楼宇控制、安全监视为一体的现代化智能大楼，以使其能够达到通信快捷、运行高效、安全节能、舒适温馨的效果。
（二）该大厦楼宇自动化系统设计及应用
BAS是楼宇智能化的关键。因此，设计要求必须采用先进的楼宇自动控制产品，并做到系统运行稳定可靠、功能齐全，从而对楼宇的空调系统、冷/热水系统、照明系统、给排水系统、电梯系统及高压、市电等机电设备实现自动监视和控制。由于受控设备分布在各个楼层，因此，BA系统宜采用“集散型”系统，实现集中管理、分散控制，集中操作、分散执行。
1、系统设计特点
BAS实现了大楼内各种机电设备的自动控制和管理，设计应突出以下技术特点：
（1）采用现场总线技术，现场控制器DDC以微处理器为核心，实现全部监控功能，其工作与控制中心无关。DDC与中央站之间直接挂在总线上，DDC与DDC之间可直接通讯。
（2）现场控制器灵活多样，可适应不同控制点信号和容量的要求，降低成本，提高工程质量。
（3）系统具有较强的开放性，在底层的控制总线上，提供多种类的开放接口，智能设备的接入方便、灵活。
2、设计方案
BAS的设计分中央操作站和现场控制设备两个部分。在中央部分选用现今主流的机型和系统软件平台，在现场端根据具体的监控设备及各楼层功能进行设计，优化配置控制器容量，保证整个系统的合理性和先进性，本系统共设计409个受控点。
结语
随着电子信息技术的不断发展，建筑物楼宇自动化的程度不断提升，同时在智能建筑技术蓬勃发展的状况下，各种技术的相互融合，融入了计算机技术、通信技术、管理技术以及自动控制技术等，不断提升楼宇自动化的程度。因为楼宇自动化在现代建筑中应用更加广泛，在进行系统设计时，必须要细致仔细，同时实现集中管理与分散监控。
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