智能楼宇自动化系统论文doc.docx
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智能楼宇自动化系统论文doc
智能楼宇自动化技术课程论文
论文题目：
智能楼宇自动化系统
课程名称：
智能楼宇自动化技术
教师：
时间：
2012.11
学院：
电信学院
班级：
电化1001班
学号：
A07100603
学生姓名：
智能楼宇自动化技术课程论文成绩
评分比例：
平时成绩30％，论文成绩70％
序号
项目
卷面得分
1
1、论文内容基本符合要求
论
文
内
容
题目、摘要（中英文）
引言概括简捷全面
具体内容全面（引言、内容、总结等）
论点明确、论据准确
符合课程内容
前后连贯、内容紧凑
其他
2
书写格式规范、符合要求
3
字数满足要求（5000字以上）
4
简捷、语言流畅、整洁
5
论文内容丰富、项目齐全、符合要求
6
善于总结和自我发挥
7
理论联系实际适度、恰当、合理
总计
卷面分数
平时成绩
总成绩
智能楼宇控制技术结课论文学号
智能楼宇自动化系统
学生姓名
指导教师：
张俐
所在院系：
电气与信息学院
所学专业：
农业电气化及自动化
研究方向：
生产过程控制自动化
东北农业大学
中国·哈尔滨
2012年11月
IntelligentbuildingcontrolnodeclassThesisStudentID:
A07100603
IntelligentBuildingTheoryofBuildingAutomationSystem
Name：
FangYan
Tutor：
ZhangLi
College：
CollegeofElectronicandInformation
Major：
ElectronicInformationEngineering
Driction:
ManufactureProcessingControlAutomation
NortheastAgriculturalUniversity
Harbin·China
Nov2012
摘要
在当今的现代化社会，科技发展迅速。
尤其是自动化技术的开发应用发展，基于单片机技术而研发的产品，现在几乎已经走进千家万户，给我们的生活带来了根本性的改变，更为我们的生活提供了极大的方便与实用人们也越来越关注生活质量的提高。
自动化顺应了这股潮流而日益深入人心。
随着智能楼宇的快速发展，作为楼宇管理系统的核心―楼宇自动化系统是楼宇内部设备科学、经济、合理的控制和管理不可缺少的，它不仅能使楼宇的功能、档次提高，而且可以获得高效节能的效果。
空调监控系统作为楼宇自动化系统中的重要组成部分其重要性正日益突现。
目前，国内商业智能楼宇的楼宇自动化系统设计日趋复杂、庞大，其空调系统占整个智能楼宇能耗的比重越来越大。
为了对楼宇内部的空调系统进行有效的控制和管理，并充分利用节能技术，将计算机控制技术应用于空调监控系统中是非常的。
本文详细介绍了楼宇自动化系统的组成、基本功能、原理、核心的软硬件技术、发展历史，并对相关产品做了简要介绍，使读者对该系统有一个全面的认识，也为相关专业设计人员的方案设计提供了理论上的参考依据。
文章中，还指出了不足之处并提出了系统完善和改进的方向。
关键词：
楼宇自动化系统；基本功能；原理核心；软硬件技术；
IntelligentBuildingTheoryofBuilding
AutomationSystem
Abstract
Intoday'smodernsociety,scienceandtechnologyisdevelopingrapidly.EspeciallythedevelopmentoftheAutomationtechnologyapplicationdevelopment,basedonAutomationtechnologyresearchanddevelopmentofproducts,nowalmosthadenteredinnumerablefamilies,bringstoourlifefundamentalchange,themorewelifeprovidesgreatconvenienceandpractical.Automationissteppingtodailylife．
Asthefastdevelopmentofintelligentmansion,thebuildingautomationsystem,whichisthecoreofthemansionmanagementsystem,isessential.Itnotonlyimprovesthefunctionofmansion,butalsoachievesthehighefficientuseofpower.Themonitorsystemofair-condition,whichisanimportpartofBAS,isbecomingmoreimportant.Recently,thedesignofBASiscomplex,andthepoweruseofairconditionersystemismoreandmorehigh.Toachievetheefficientcontrolandmanagementoftheairconditionersystem,aswellastheefficientuseofthetechnologyofsavingenergy,itisveryimportanttoapplythecomputercontroltechniquetothemonitorsystemofair
conditioner.
Thispaperdescribesthebuildingautomationsystemcomponents,functions,andprinciplesofsoftwareandhardwaretechnology,history,andrelatedproductsarebrieflyintroducedthereaderofthissystemhasacomprehensiveunderstandingofrelevantprofessionaldesignersfortheprogramdesignedtoprovideatheoreticalframeofreference.Inconclusionofthisdissertation,somedeficienciesofthesystemandsuggestionstoimporvearestated..
Keywords:
buildingautomationsystem；thecoreprincipleofthebasicfunctionsofhardwareandsoftwaretechnologies；
1前言
随着科学技术的日新月异特别是近年来计算机技术信息技术通讯技术系统工程技术以及控制技术综合布线技术等的迅速发展使得人们对信息社会和安全舒适的生活方式的需求在不断的增加而目前正在兴起的智能楼宇或智能建筑热正是适应了这种社会信息化生活舒适化与经济国际化的需要智能楼宇向人们提供全面的高质量的安全舒适快捷的综合服务功能它是现代高科技的结晶是建筑艺术和信息技术的完美结合。
智能建筑是一个热门话题如何在现有技术产品的基础上设计开发能满足具体要求的智能化系统成为智能建筑行业技术人员的重要研究内容智能楼宇作为智能建筑的一个重要分支正逐渐体现出它的重要性和现实需要性目前在我国对智能楼宇的需求越来越多为了对智能楼宇有一个清楚的了解我们有必要对智能楼宇进行充分的理解和研究。
同时建设智能型楼宇需要比一般楼宇更多的费用为此要充分了解智能楼宇的发展状况充分了解各种先进技术的发展以及了解消费者的现实和潜在需求除了有利于更好地满足消费者的需要外更有利于商家做出正确的决策使投资有的放矢提高经济效益同时又充分满足用户的需求所以研究智能楼宇有着现实技术和理论上的意义对我国智能楼宇的研究起个抛砖引玉的作用同时对智能楼宇的建设起着应用理论支持的作用。
2概述
2.1智能楼宇的概念
智能建筑（IBintelligentbuilding）一语，首次出现于1984。
年由美国联合技术公司（UTCUnitedTechnologyCorp.）的一家子公司联合技术建筑系统公司（UTBCUnitedTechnologyBuildingSystemCorp.）在美国康涅狄格州的哈特福德市改建完成了一座名叫CityPlace都市楼宇的大楼，“智能建筑”出现在其宣传词中。
该大楼以当时最先进的技术来控制空调设备、照明设备、防灾和防盗系统、电梯设备、通信和办公自动化设备等系统均为电脑控制，除可实现舒适性、安全性的办公环境外，并具有高效、经济的特点。
CityPlace被公认为是世界上第一座智能建筑。
随后在80年代末和90年代初在美国和日本相继建成一批智能楼宇。
1992年，智能建筑随着AT&T的综合布线系统传入中国，中国开始发展智能建筑。
而随着1993年美国政府提出“信息高速公路”的构想，全球信息化的浪潮席卷全球。
作为信息化社会的产物，智能楼宇也越来越得到人们的青睐。
所谓的智能楼宇迄今为止还没有一个被广泛接受的定义。
一般定义为：
智能楼宇是通过对建筑物的四个基本要素：
结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在联系进行最优化设计从而提供一个投资合理的，具有高效、舒适、便利环境的建筑空间。
2.2智能楼宇功能
从智能楼宇的定义可以看出智能楼宇的基本功能就是为人们提供一个安全、高效、舒适便利的建筑空间。
智能楼宇的总体功能如表2.2所示
表2.2智能楼宇的总体功能
智能楼宇管理系统IBMS
办公自动化
系统OAS
建筑设备管理系统BMS
通信网络系统CNS
安全防范自动化系统SAS
火灾自动报警系统FAS
建筑设备自动化系统BAS
文字处理
出入控制
火灾自动报警
空调监控
程控电话
公文交流
防盗报警
消防联动控制
冷热源监控
有线电视
档案管理
电视监控
照明监控
卫星电视
电子账务
巡更
给排水监控
公共广播
信息服务
停车库管理
电梯监控
公共通信网接入
一卡通
VAST卫星通信
电子邮件
视频会议
物业管理
可视图文
专用OAS系统
数据通信
宽带传输
从表2.2中可以看出，这些功能之间即相对独立，又相互联系，构成一个有机的建筑功能系统.。
从用户的角度看，智能楼宇可提供三大服务领域，即舒适性，安全性和便利性，高效性，如表2.3所示。
表2.3智能楼宇的三大服务领域
安全性方面
舒适性方面
便利高效性
火灾自动报警
空调监控
综合布线
自动喷淋灭火
供热监控
用户程控交换机
防盗报警
给排水监控
VAST卫星通信
闭路电视监控
供配电监控
专用办公自动化系统
保安巡更
卫星电缆电视
Intranet
电梯运行监控
背景音乐
宽带接入
出入照明
装饰照明
物业管理
应急照明
视频点播
一卡通
从表2.2可以看出智能楼宇可以满足人们在社会信息化发展的形式下对建筑物提出的更高的功能要求。
2.2.2智能楼宇的特点
相对于传统的楼宇智能楼宇具有以下几个方面的显著特点：
系统高度集成。
智能楼宇与传统楼宇最大的区别就是智能楼宇内各智能化系统的高度集成。
系统集成，就是将智能楼宇中分离的设备子系统功能信息等通过计算机网络集成为一个相互关联统一协调的系统，实现信息资源任务的重组和共享。
节能。
满足使用者对环境要求的前提下，能楼宇应通过其“智能”尽可能利用自然光和大气冷量（或热量）来调节室内环境，以最大限度地减少能源消耗。
利用空调与控制等行业的最新技术最大限度地节省能源是智能楼宇的主要特点之一，其经济性也是该类建筑得以迅速推广的重要原因。
节省运行维护的人工费用。
根据美国大楼协会统计，一座楼宇的生命周期为60年启用后60年，内的维护及营运费用约为建造成本的3倍。
所以依赖智能化系统，可发挥其作用来降低机电设备的维护成本，同时由于系统的高度集成系统的操作和管理也高度集中，人员安排更合理，使得人工成本降到最低。
广泛采用了“4C”高新技术。
智能建筑行业中采用的主要技术手段是先进的4C技术，即现代计算机技术（Computer）、现代控制技术（Control）、现代通讯技术（Communication）、现代图形显示技术（CRT）。
在这些先进技术的支持下智能楼宇的智能程度才越来越高。
2.3智能楼宇智能化系统的组成结构
建筑智能化系统的结构由上层的智能建筑综合管理系统（IBMS：
IntelligentBuildingManagementSystem）和第二层的3个智能化子系统构成：
建筑设备管理系统（BMS：
BuildingManagementSystem）通信网络系统（CNS:
CommunicationNetworkSystem）和办公自动化系统OASOfficeAutomationSystemBMSCNS和OAS三个子系统通过综合布线系统GCSGenericCablingSystem连接成一个完整的智能化系统,由IBMS统一监管.BMS包括建筑设备自动化系统（BAS:
BuildingAutomationSystem）消防自动化系统（FAS:
FireAutomationSystem）安全防范自动化系统（SAS:
SafetyAutomationSystem）整个建筑智能化系统是建立在建筑环境这个平台或基础之上的。
建筑智能化系统结构如图2.3所示.
图2.3建筑智能化系统结构
智能楼宇的灵魂石智能化系统，个子集集成在一起，共同作用，才支撑起智能大厦。
建筑师为智能大厦修建了基础的建筑平台，智能化系统为大厦赋予了灵魂。
智能化系统提供方便、快捷的服务，提高了商用写字楼、民用住宅等各种建筑的智能水平，满足了公众对信息日益增长的需求。
3楼宇自动化系统设计
智能建筑技术是一门包含学科门类广泛，具有丰富的内涌和外延的综合性技术，包含建筑学、计算机技术、自动控制、通信工程、暖通工程、土木工程等众多领域的新兴技术。
本文将重点集中在智能建筑中一个相当重要的部分～楼字自动化系统的设计上。
日前，楼宁自动化系统也已经发展成为范畴广泛、内涵丰富的科学技术，并已经成为规模恢弘的新兴产业和固民经济新的增长点。
本章就楼宇自动化系统的设计进行了系统的研究，提出了一种楼宇自动化系统的设计方案。
3.1方案设计原则和步骤
楼宇自动化系统是一项综合运用计算机技术、自动控制技术和通信技术，以及现场设备制造工艺等来完成特定控制任务的系统，整个系统需要由系统设计技术人员和相关专业人员通力协作完成。
总结笔者的丌发实践，一般地来说，楼宇自动化系统的设计应当遵循如下的基本原则。
1、可靠性强
楼宇自动化系统地工作环境比较恶劣，一旦系统运行出现故障，轻者影响产品质量，重者造成恶性事故，要将可靠性放在设计工作的首位。
对重要工艺设备采用双机，当一台主机投入系统运行时，另一台热备份机在主机出现故障时，可自动切入系统运行，或者两台主机并行工作，当某台出现故障时，将其自动切离系统。
2、实时性强
楼宇自动化系统应能够及时响应内部和外部事件，并作出处理，不丢失数据，不延误处理。
定时事件要定时处理，如定时数据采样和控制运算等。
随机运算按照优先级别进行中断处理，如故障报警等。
3、操作性好
操作性首先体现在为系统运行操作人员提供直观的显示和简便的操作。
应配置故障检测程序，以缩短故障检测时间。
发生故障时，易查找，易排除。
尽量采用标准模板，便于更换故障模板。
4、性价比高
楼字自动化系统作为一种产品占领市场的重要条件使其性价比高。
作为⋯种工、世控制设备，应为用户创造较高的经济效益，如在降低能耗、减少耗材和节省人力等状态下提高产品质量。
系统开发工作采用所谓“自E而下”的设计思想，也就足说，通常是从概括的顶层任务着手，然后再层层逐步细化地进行楼字自动化系统设计的设计步骤应如下所示：
（1）编制监控总表。
按照各种控制设备及要实现的控制功能，编制监控总表；
（2）进行监控分站监控点划分，按照各种设备的控制要求及内容选择控制分站、传感器及执行机构。
并在此基础上，确定系统硬件组态和系统软件：
（3）选择恰当的通信协议，将各个没备控制系统组成网络；
（4）确定各控制分站、传感器和执行机构在现场的安装位置，绘制平面图；
3.2监控总表的编制
如前所述，楼宇自动化系统多采用集散控制系统（DCS）结构，该控制结构首先要求划分现场控带4分站的类型。
为此，设计的第一步，需要从工程实际情况出发确定一个系统所包含的子系统的功能，以便划分控制分站。
这些内容将集中体现在系统监控总表中。
编制监控总表的目的如下：
（1）为划分分站，确定分站选型提供依据；
（2）为确定系统硬件和软件配置提供依据；
（3）为划分通信信道提供依据；
（4）为系统能以简便命令进行访问和调用具有标准格式显示报告和记录文件创造条件。
从编制系统监控总表的目的可以看出，系统监控总表足一切设计工作的前提。
3.3系统结构
系统方案采用集散控制系统结构，它是一种利用计算机技术、通信技术和控制技术对建筑物分别进行集中监视、操作、管理和分散控制的计算机系统I引。
它由集中管理部分、分散控制部分和通信部分所组成。
分散控制部分的各种现场控制单元，按地理位置分散于现场，实施对现场设备的控制，每个控制单元可以控制一个甚至上百个回路，具有多种运算功能。
集中管理部分用于系统的集中监视与操作、系统的组态与维护以及系统的信息管理与优化控制。
通信部分联系系统的各单元，实现各部分的通信，完成数据、指令及其他信息的传递。
一般的中小系统是一个两层系统：
现场控制级和监控级。
为增强系统管理信息和分析信息的能力，本文提出了一个三级结构，在原有两层的基础上增加一个管理层。
控制系统层次结构图如图3．3所示。
图3．3控制系统层次结构图
1、现场控制级
现场控制直接与现场各类装置如传感器、执行器、记录以表等相连，是对各个设备的单机控制，主要由现场控制器组成，在体系结构中又被称为分机.
（1）过程数据采集。
对被控对象的各个过程变量和状态信息进行实时数据采集，保证数字控制、设备监测、状态报告等获得所需要的现场信息。
（2）直接数字控制。
根据控制组态数据库、控制算法模块来实施连续控制、顺序控制和批量控制。
（3）设备检测和系统测试与诊断。
根据过程变量和状态信息，分析和确定是否对被控装置实施调节，并判断现场控制单元硬件的状态和性能，在必要时进行报警和诊断报告等。
（4）安全操作。
发现系统硬件或控制板有故障时，及时切换到备用设备，确保整个系统安全运行。
2、监控级
监控级监视系统的各单元，管理系统的所有信息，监视整个系统的运行参数、状念，制定被控对象记录报表，进行报警显示，故障显示、分析、记录等。
监控级的计算机是现场控制级的上位机，可分为监控站和操作站两类。
3、管理级
本文提出的管理级计算机位于整个系统的顶部，可以用它来协调管理各个子系统。
有了这样的一个管理层，就可以将整个集散控制系统看作企业管理信息系统（MIS）的一个节点，从而将现场设备监控和信息管理纳入企业网，与企业管理信息系统有机地结合起来，有助于完成工程技术方面、经济方面、商务方面和人事方面的总体协调和管理任务，实现整个企业信息系统的最优化，提高经济。
4智能楼宇发展存在的问题
20年来，智能楼宇的发展虽然很快，但实际效果不是很理想，不少智能楼宇没有能够达到预定的设计目标，建筑智能化系统的开通率不高。
据统计，上海有近800幢高层建筑使用了计算机网络系统，有上百幢楼宇自称是智能楼宇但据分析，实际有80%以上的所谓智能大楼的智能系统已出现问题，处于空置瘫痪状态。
在有些业主看来，没有智能系统，大楼依然可以运转，只有使用不便效率降低的小毛病；对智能系统的外行管理以及系统本身的不成熟，使得越来越多的大楼将智能设备束之高阁，这无形中造成的浪费将是巨大的。
一些大楼在设计时，不根据实际需求选择智能系统，接纳各类智能产品，不采取国外智能大楼那样有所侧重的投资策略，也造成了部分智能的空置和浪费。
总之，智能楼宇运行不正常的原因有如下几个方面：
1片面追求新概念
在智能楼宇十几年的发展中涌现出许多技术概念。
着手确定一幢智能楼宇的需求目标时，概念一定要有而且要有好的概念。
但是再先进的概念不会自行转变成为工程。
我国目前的经济实力和技术能力、应用水平决定了我国的建筑工程的平均应用比较落后。
但是，由干信息传输和市场运作，技术概念却和国际最新的相同步。
这种期望与能力的矛盾，稍不注意就会使整个智能楼宇市场在概念中生存和衰落。
这里并非是排斥新概念，对新概念不能囫囵吞枣要消化吸收。
2盲目追求技术的先进性
智能楼宇应当建立在成熟的技术基础上，技术只有达到了一定的成熟度和实用性以后才会被工程所采纳，工程总是滞后于技术始终保持先进的系统是不存在的。
这是科学技术的不断发展与工程设备的相对稳定之间的矛盾。
建筑工程中技术发展与工程稳定之间的矛盾显得更为突出。
3对信息作用的过分夸大
智能化系统在于它是以微电子类产品为主体的设备设施、微电子技术为建筑环境带来了质的改善，提高了物业管理的效率；同时增长了建筑对信息技术的重视和依赖。
出于对信息作用的过分夸大，在智能化的目标定位中盲目追求所有信息的交流和畅通，片面追求控制功能的集中、设备的单一，几乎成了一种时尚。
所以，只有清楚的认识和了解了智能楼宇建设中目前存在的问题，才能对症下药的解决问题，搞好智能楼宇的建设。
智能楼宇的发展是科学技术和经济发展水平的综合体现，现在，它已成为一个国家，地区、和城市现代化水平的重要标志
5总结
随着电子信息技术的发展，声音、图像、数据通信得到迅速发展，建筑物中设备的自动化程度不断提高，正从分散的、个别的控制，发展为集中的综合自动控制。
智能建筑技术正足在这样的背景下得到蓬勃发展的，它包含的学科领域相当广阔，它的崛起是多种学科、多种技术综合应用的结果，如建筑学、电气技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术、空调技术、管理技术等。
本文在全面讨论智能建筑的基础上，深入研究了其中的楼宇自动化系统构成，对其多个子系统中的中央空调控制系统控制方案进行了深入而洋细的讨论。
本文在智能建筑的设计中主要作了如F工作：
（1）本文提出了智能建筑的定义，认为智能建筑的实质应该是：
为了达到一定的需求（目标），应用（功能）建立一个以信息系统为基础的平台，将系统相关的各要素紧密地集成在一
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