進入21世紀，智慧化樓宇的概念逐漸清晰，並正在建築領域中產生著越來越大的影響，下面是小編蒐集整理的一篇探究智慧樓宇控制工程專案系統設計的論文範文，歡迎閱讀檢視。
引言
智慧化樓宇是以計算機為控制中心，經結構化綜合佈線系統與各通訊終端和感測終端相連線，可以感知建築物內各個空間的資訊，並通過計算機處理，能給出相應的反應，從而使建築物具有了一定智慧，提高了管理和使用效率，降低了能耗，其中樓宇自動化系統(BAS)發揮了決定性的作用。
本文結合某智慧樓宇控制工程專案，在介紹系統概況的基礎上，給出了系統的總體設計方案及子系統的監控方案，具有一定的實用價值。
1系統概況
某大廈位於寶雞市高新技術開發區，總建築面積2.7萬平方餘米，分為地下1層，地上10層，是一棟現代化、多功能的商務大廈，其中，地下1層包括變配電及自發電機組機房、水泵機房、冷站機組及大型地下停車場，大廈1層為大廳，其餘各層均為商務區。各層均設有新風機組、樓層照明等配電室，頂層為電梯機房。總監控點數為：數字量輸入/輸出886點，模擬量輸入輸出312點。
2系統設計方案
大廈內機電裝置較多，且分散在樓層各處，根據這一特點，如果採用就地監測和人為操作，將佔用大量的人力。為了大廈的特殊要求，並依據JGJ/T16?92《民用建築電器設計規範》、GB/T50314?2000《智慧建築設計標準》、GBJ19?87《採暖通風與空調調節規範》、GB505241996《電氣裝置安裝工程質量檢驗評定標準》等相關標準規範，採用可程式控制器結合工業控制計算機，組成計算機集散控制系統(DCS)系統，從而實現"集中管理、分散控制".
本系統充分研究了系統的控制要求，按照可靠、易操作、易擴充套件、易維護和經濟適應的原則，採用中央管理計算機、監控計算機、現場控制站、現場裝置4層BAS模式，如圖1所示。
(1)第一層：中央伺服器採用標準的乙太網，通過基於伺服器-客戶端模式的SQL資料庫儲存各個子系統的相關資訊，並向用戶提供實時查詢、瀏覽、列印和Internet網路查詢等服務。
(2)第二層：監控計算機監控計算機有時亦稱工作站、操作站或上位機。它是BAS的指揮管理中心，對現場裝置進行集中監控與管理。系統採用研華610H工業級計算機，利用WINCC組態軟體編寫上位機監控程式。
(3)第三層：現場控制層及其與監控計算機的通訊網路SAIA@PCD安裝於控制現場，對空調機組、電梯等現場裝置實現分散直接控制。其控制功能強，可現場程式設計實現多種控制演算法，可獨立對被控物件進行測控，又可接受中央管理機的統一的優化控制與管理。鑑於SAIA@PCD在樓宇控制上的強大功能，本系統採用了3套PCD2.M170可程式邏輯控制器。其中，1號PCD2.M170用於冷機控制，併為其配置LEODO?G系列觸控式螢幕;2號和3號PCD2.M170用於變配電、電梯監控子系統中。
Profibus現場匯流排作為德國國家標準和歐洲國家標準的現場匯流排標準，它採用OSI模型的物理層、資料鏈路層，分散化的外圍裝置(DP)型隱去了第3層至第7層，而增加了直接資料連線擬合作為使用者介面。
Profibus匯流排最大傳輸速率可達12Mb/s,傳輸距離不加中繼可達400m(1.2Mb/s傳輸率下)，傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個站點，完全滿足工業場合的應用要求。本系統中將PCD2.M170(採用PCD7.F770通訊模組)與S7?200(採用EM277通訊模組)作為從站，資料採集伺服器採用Siemens的CP5611通訊卡作為主站，共同構成主從結構的Profibus?DP網路。
(4)第四層：現場裝置層BAS系統通過監控點對各被控系統進行監控。根據物理屬性可以把監控點分為四種類型：DO:數字量輸出(如電機的啟/停、斷路器的開/閉等);DI:數字量輸入(如電機的啟/停狀態等);AI:模擬量輸入(如溫度、壓力、流量、電流、電壓等);AO:模擬量輸出(如閥門開度、電機轉速給定等)。
現場裝置雖然種類繁多，但可以大致分為以下四類：
感測器：用於檢測系統溫度、溼度、壓力、流量、液位等;執行器：用於各種閥門及閥門驅動;電控箱：與電氣工程配合，提供被控裝置開關狀態、故障狀態節點，並響應操作員指令;報警系統：與消防報警、防盜報警等各種報警訊號相連。
感測器檢測到的開關量狀態和模擬量值送給現場控制站。現場控制站根據中央指令或內部程式執行結果將開關量輸出或模擬量給定值送給現場裝置。
3子系統的監控方案
BAS子系統較多，由於篇幅有限，這裡以中央空調新風子監控系統為例介紹。
3.1中央空調新風監控系統的硬體結構
該系統上位機採用IBM?PC相容機，負責系統資料的接收和管理、控制命令的傳送、系統工作過程的實時顯示等。各單元控制器作為下位機，採用西門子S7?200系列PLC,負責本單元內空調風機機組的.現場資料檢測、工作狀態的控制和與上位機通訊進行資料傳送等。
單元控制器也可以脫離上位機，直接進行現場控制。各單元控制器對本單元的各個檢測點進行迴圈檢測，將檢測資料傳送給上位機，上位機通過接收各單元控制器上傳的資料，根據操作者的指令或系統軟體預先設定的控制程式向各單元控制器傳送控制命令，由單元控制器對各空調風機機組進行實時控制。若脫離上位機，單元控制器將根據軟體設定的控制引數直接對空調風機機組進行自動控制。
中央空調風系統的系統結構圖如圖2所示。
3.2系統軟體的實現
系統軟體由上位機組態軟體和現場控制軟體組成。
(1)上位機組態軟體的實現上位機軟體是在Windows2000操作平臺上，採用西門子組態軟體WinCC,包括系統監控、資料處理、控制命令、動態顯示等，具有介面友好、顯示直觀、操作方便等優點。系統執行時，各檢測點和控制點的位置以圖形方式形象地顯示在上位機顯示器上，檢測和控制資料在各自位置旁動態顯示。以新風控制為例，監控畫面如圖3所示。畫面中有送、迴風的溫溼度、水閥的開度、防凍開關、送風機開關狀態的顯示以及加溼閥的開關狀態等，可以將現場的實際參量實時顯示;當過濾網壓差、風機壓差以及室外溫度低於設定值時，相應的報警系統產生報警。
(2)現場控制軟體的實現現場控制器控制軟體採用S7?200PLC專用程式設計軟體STEP?7Microwin32,主要完成資料採集、資料通訊、現場控制等功能。
4結論
該控制系統由中央資訊控制中心、監控伺服器及操作員站、網路控制單元(NCU)、現場控制站等構成。中央資訊控制中心實現對BAS、消防、安防、車庫等監控系統的系統整合;操作員可通過計算機和系統軟體直接監控和管理所有輸入/輸出的狀態，操作員站由研華工業控制計算機及通訊模組CP5611、印表機、管理軟體等組成，是人機對話的主要橋樑;現場控制器支援線上程式設計或進行預設程式設計，主要完成資料的採集及根據預設程式或操作員指令實現特定的功能。該系統具有先進性、可靠性、適應性、容錯性和易維護性的特點，具有一定的實用價值。
參考文獻：
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