如今，中國各地的大廈管理部門為了使其客戶擁有更舒適的環境而正在尋找創建完美室內環境的方法，他們越來越注重于通過優化控制提高管理水平和環境質量的可調性。智能大廈向人們提供全面的、高質量的、快捷的綜合服務功能，它是現代高科技的結晶，是
建筑藝術與信息技術完美的結合。
樓宇自控系統(Building Automation System，簡稱BAS )是智能大廈的一個重要的組成部分。它的監控范圍通常包括冷熱源系統、空調系統、送排風系統、給排水系統、變配電系統、
照明系統、電梯系統等。
高新信息技術和
計算機網絡技術的高速發展，對建筑物的結構、系統、服務及管理最優化組合的要求越來越高，要求建筑物提供一個合理、高效、節能和舒適的工作環境。節能是一項基本國策，也是建筑電氣設計全面技術經濟分析的重要組成部分。
樓宇自控系統正是順應了這一潮流，它的建立，對于大廈機電設備的正常運行并達到最佳狀態，以及大廈的防火與保安都提供了有力的保證。同時，依靠強大軟件支持下的計算機進行信息處理、數據分析、邏輯判斷和圖形處理對整個系統作出集中監測和控制；通過計算機系統及時啟停各有關設備，避免設備不必要的運行，又可以節省系統運行能耗。
樓宇自控系統監控內容： 冷熱源系統、空調系統、送排風系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯監測等。
某大廈，總建筑面積41700m2，建筑高度為99.7m，建筑層數地上18層，地下2層，是一座集酒店、辦公、商務、娛樂、賓館為一體的綜合性智能化建筑。該系統能夠提高某大廈的整體管理水平，節約能源，提供更為舒適的室內環境，將大廈內制冷站、供熱站、空調、新風機組、公共區照明部分、給排水、送排風等系統納入大廈自動化管理系統，APOGEE是以集散理論為基礎的成熟的樓宇自動化系統。它具有結構靈活、適應性強、擴展方便、軟件優化設備運行、操作簡單等特點。
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一、樓宇自控系統的設計思想和原則
某大廈
樓宇自控系統是一套將冷熱源、空調、通風、給排水、變配電、照明、電梯等設備或系統以集中監視、控制和管理為目的而構成的綜合系統，以安全、可靠、節能、節省人力和綜合管理為目的。為了建成一個優良的建筑設備監控系統，在系統的設計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務于設備或各個子系統的控制器I／O點數及點的類型，同時確認I／O點數的接口技術處理；其二是現場儀器、儀表、傳感器、變送器和執行器等元件的正確選擇與配置；其三是中央操作站和通訊網絡的配置。
APOGEE樓宇自控系統是新一代樓宇自控／
系統集成平臺， 完整的系統由INSIGHT監控軟件、
DDC控制器、傳感器、閥門及執行機構四大部分組成。根據某大廈機電設備和弱電系統設計方案的具體情況，著重對如下幾個問題做了細化處理：
1、根據某大廈弱電系統的總體要求，選用了西門子的INSIGHT監控軟件，該系統采用了Client／Server系統結構，并且支持WindowsNT／Windows2000／WindowsXP操作系統，支持OPC等多種協議和開放接口，并且提供了豐富的功能選項，是一套運用成熟的系統；
2、按受控設備的要求選用不同處理能力的DDC控制器，控制器的搭配對于系統的合理配置有著重要的作用，各自控廠商的控制器都有多種不同點數的產品可供選擇，合理的選擇控制器對于優化網絡拓撲和控制系統造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控制器盡量靠近控制對象，空間距離較遠的設備不宜合用同一個DDC控制器；
3、為了保證系統穩定可靠，樓宇自控系統的控制器、傳感器、執行器
電源均獨立與受控設備集中供電。
二、樓宇自控系統的控制內容和目標
總體上來講，樓宇自控系統應該向用戶提供如下功能：
(1)通過配置系統的硬件和軟件，實現測量各類工藝、設備狀態的參數，設置并
控制設備啟停、提供設備運行報告等功能；
(2)監視并顯示系統監控設備的工作狀態，故障時自動報警；
(3)現場自動控制組織的安全調整功能；
(4)根據系統記錄，管理分析當前和過去運行過程；
(5)提供計算和預測工具，用于優化操作參數并組合，實現設備優化使用；
(6)實現樓宇自控系統與其他系統數據交換；
為此，我們對每一個子系統都進行了相應的需求分析，最終確定了某大廈項目中納入樓宇自動化系統監控對象的具體內容和目標。
1、冷凍站系統的監控
監控設備包括：冷水機組、冷卻水循環泵、冷凍水循環泵、冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。
(1)根據事先排定的工作及節假日時間表，定時啟停冷水機組及相關設備。完成冷卻水循環泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環泵、電動蝶閥、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、電動蝶閥、冷水循環泵、冷卻水循環泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。
啟動順序為：對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即開啟；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2~3min啟動；制冷主機延遲3~4min執行。
停止順序為：立即切斷主機電源；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2-3min關閉；對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即關閉。
(2)測量冷卻水供回水溫度，以冷卻水供水溫度及冷水機的開啟臺數來控制冷卻塔風機的啟停的數量。維持冷卻水供水溫度，使冷凍機能在更高效率下運行。
(3)監測冷水總供回水溫度及回水流量，由冷水總供水流量和供回水溫差，計算實際負荷，自動啟停冷水機、冷凍水循環泵、冷卻水循環泵及相對應的電動蝶閥；
(4)根據膨脹水箱的液位，自動啟停自動補水泵；
(5)監測冷水總供回水壓力差，調節旁通閥門開度，保證末端水流控制能在壓差穩定情況下正常運行。在冷水機系統停止時，旁通閥自動全關；
(6)監測各水泵、冷水機、冷卻塔風機的運行狀態、手／自動狀態、故障報警，并記錄運行時間；
(7)水泵保護控制：在每臺水泵的出水端管道上安裝水流
開關，水泵啟動后，水流
開關檢測水流狀態，如故障則自動停機；水泵運行時如發生故障，備用泵自動投入運行；
(8)中央站彩色動態圖形顯示、記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其他的歷史數據等。
2、換熱站系統的監控
監控設備包括：熱交換器、冷凝泵等。
換熱站控制
(1)監測各熱交換器二次水出水溫度，依據出水溫度按PID調節一次熱水(或蒸汽)調節閥，保證出水溫度穩定在設定值范圍內，溫度超限時報警；
(2)測熱水循環泵的運行狀態和故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(3)中央站彩色動態圖形顯示、打印、記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其他歷史數據等。
3、新風／空調機組的監控
監控設備包括：新風／空調機組。 如下圖：
(1)時間程序自動啟／停送風機，具有任意周期的實時時間控制功能；
(2)監測送風機的運行狀態、手／自動狀態、故障報警、累計運行時間；
(3)防凍保護：在冬季，當溫度過低時，開啟熱水閥，關新風門、停風機、報警提示；
(4)由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差，超過設定值時報警；
(5)風機、風門、冷水閥狀態連鎖程序；
①啟動順序：開冷水閥、開風閥、啟風機、調冷水閥；
②停機順序：停風機、關風閥、關水閥；
(6)對于新風機組，測量新風溫度和送風溫度，并根據送風溫度PID調節二通水閥的開度，維持送風溫度為設定值；對于空調機組，測量新風溫度和回風溫度，并根據回風溫度PID調節二通水閥的開度，維持回風溫度為設定值；
(7)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等；
4、給排水系統的監控
監控設備包括：給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。
(1)監測生活水泵、污水泵的運行狀態，手／自動狀態和故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(2)實現就地控制和遠程控制的轉換；
(3)監測生活水池液位，對超限水位報警，防止溢流，對超低液位也進行報警；
(4)根據生活水箱液位，啟停生活水泵，并進行超限報警；
(5)根據污水池、集水坑液位，啟停污水泵，并對超高液位進行超限報警；
(6)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等。
5、給排風系統的監控
監控設備包括：送／排風機。
(1)監測各風機的運行狀態、手／自動狀態；
(2)在自動狀態下按時間程序自動啟／停風機；
(3)監測送／排風機的故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等。
6、照明系統的監控
監控設備包括：公共照明
配電箱。
(1)對于各照明回路，根據時間程序自動開／關各照明回路；
(2)對于各照明回路，監控各回路的開關狀態、故障報警、手／自動狀態；
(3)以上時間，程序可根據用戶需要任意修改，可自定義節假日工作模式，降低大廈運行中的電能消耗；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等。
7、變配電系統的監控
對變配電系統的監控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發電機設備的相關運行參數的監視，本樓宇控制系統對變配電系統只監視不控制。 由供配電設備廠商預留連接供配電系統的監測接口，通過高級接口采集下列信號：
(1)高壓進線柜：三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度；
(2)所有高壓開關的開關狀態、故障跳閘狀態；
(3)變壓器溫度；
(4)低壓進線柜：三相電壓、三相電流；
(5)所有低壓進出線開關的開關狀態及故障跳閘狀態；
(6)低壓主要配電回路電能計量；
(7)測量柴油發電機三相電壓、三相電流、頻率及運行或故障信號；
(8)監測變壓器室、高／低壓配電室、發電機房內溫度。
(9)為無縫集成，本項目均要求廠家提供國際標準通訊協議：MODBUS、OPC。
如下圖：
變配電
8、電梯系統的監控
本項目樓宇自控系統對電梯系統實行只監不控的方式，電梯系統提供高級接口給
樓宇自控系統集成，樓宇自控對電梯的運行狀態、故障報警、電梯的上升、下降進行監視；對自動扶梯的運行狀態、故障報警進行監視，并對電梯系統的運行時間進行累積記錄。
三、系統構架
關于西門子APOGEE系統，簡要說明如下：
1、中央
工作站
中央工作站系統由PC主機、彩色液晶
顯示器及
打印機組成，是BAS系統的核心，它直接可以和以太網相連。整個大廈內所受監控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示，內裝中／英文Insight工作軟件，提供給操作人員下拉式菜單、人機對話、動態顯示圖形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學的界面。操作者無需專業軟件知識，即可通過
鼠標和
鍵盤操作管理整個控制系統。
2、操作系統
操作系統為樓宇自控系統提供了強大的工作平臺，通過系統程序操作員可以在樓宇自控系統內進行各項資料的存取及監控。
(1) 指令輸入及菜單選擇的方式
操作員除了可以通過常規的鍵盤進行操作外，亦可以通過“鼠標”進行操作，包括啟停、更改設定點、選擇菜單等各項操作。
(2) 圖形及文字顯示
操作員可以將樓宇自控系統內的每一個監控點用圖形或文字方式顯示出來。
(3) 多方面資料的顯示
操作系統有能力在同一時間內以“窗口”式的方法顯示多方面的資料，以便容易對不同表現進行分析，真正做到了實時和多任務。
(4) 密碼的保護
多級別的密碼將為業主及管理人員提供一個有效的保護工具。它可以管理及限制不同部門人員使用樓宇自控系統，同時防止系統被非有關人員使用，提高系統的安全性。
(5) 彩色動態圖形顯示
為使系統內的報警被更快地確定及更容易分析系統的表現，系統提供彩色動態圖形顯示，包括樓層的平面圖及機電裝置的系統示意圖。
(6)系統的架構及界定
所有溫度及裝置的控制策略及節能程序可以由用戶決定，在做出界定或修正的程序時不會影響樓宇自控系統正常的運作。
3、Insight軟件功能
西門子公司提供的所有軟件均支持本方案所闡明的操作及監控系統。這些軟件可在每個現場控制器中運行，而不僅限于最高級的計算機工作方式。其核心功能包括控制軟件、報警管理兩方面。
(1)控制軟件完善且人性化的操作界面，提供設定點的修改和日程計劃的設定和執行等豐富功能；
(2)報警管理包括監察、緩沖、儲存及將報警顯示在操作站上。
①所有報警應顯示有關報警監控點的詳細資料，包括發生的時間及日期；
②報警根據嚴重性可分級報警，以便更有效、快速地處理嚴重的報警。用戶可以為不同級別的報警自行決定嚴重性的級別；
③監控點歷史及動向趨勢記錄；
④累積記錄，每個網絡控制器擁有下列的累積記錄，若累積記錄超過用戶所定下的限額，系統將自動把用戶指定的警告信息發放出來。
4、直接數字控制(DDC)
DDC是用于監視和控制系統中有關機電設備的控制器，它是一個完整的控制器，它包含軟硬件，能完成獨立運行，不受到網絡或其他控制器故障的影響。
控制器構成主要是32位或16位微處理器和不同類型點的點終端模塊，具有可脫離中央控制主機獨立運行或聯網運行能力。同時，當外電斷電時，DDC的后備電池可保證RAM中數據在60天不丟失。簡單來說，DDC具備以下功能：
(1)定時啟停、自適應啟／停；
(2)自動幅度控制、需求量預測控制；
(3)事件自動控制、掃描程序控制與警報處理；
(4)趨勢記錄、全面通信能力。
四、系統交付及使用效果評價
安裝調試后的樓宇自控系統自投入運營以來系統穩定可靠，能夠自動控制建筑物內的機電設備，通過軟件系統地管理相互關聯的設備，發揮設備整體的優勢和潛力。提高利用率，優化設備的運行狀態和時機(但并不影響設備的工效)，從而延長設備的使用壽命，做到降低能源消耗，減低維護人員的勞動強度和工時。最終，降低了設備的運行成本。
結語：作為現代化大型建筑物，是需要大量的樓宇設備來不斷地完善。同時，大廈系統設備控制需要高效率、高精度、高標準。智能化程度的高低決定了大樓的靈性，而樓宇自控系統的好壞決定了大樓的智能化，通過對某大廈樓宇自控系統工程的認識和分析，我們可以清楚地看到如何打建一座現代化大樓的關鍵是把握好樓宇自控系統的設置
