建筑设备自动化之现状

摘 要：建筑设备自动化系统（Building Automation system，BAS）又名楼宇自动化系统，它以中央监控系统和中央监控计算机为核心，通过计算机控制技术、通信技术和网络技术，将各个不同功能的子系统集成为一个有机的整体，进行监视、控制和管理。建筑设备自动化系统为智能建筑的正常运作提供了有利条件，研究建筑设备自动化系统可以有效的提高智能建筑的运行效率，节省能源。因此，针对建筑设备自动化系统进行研究具有极其重要的现实意义。

关键词：智能建筑；建筑设备自动化；中央监控

一、建筑设备自动化管理系统的技术基础

建筑设备自动化管理系统是将计算机控制技术和通信网络技术相结合的应用，正是由于它们近年来获得快速发展，建筑设备自动化系统才得以广泛应用。

1.现代计算机技术。现代计算机技术包括微处理器技术、面向对象技术、计算机支持协同工作技术、多媒体技术等各个方面，可以把大楼的整个系统相互有机的连接起来，并进行总体的监控和维护。

2.通信网络技术。通信网络技术包括网络控制器、连接设备、通信设备、调制解调器、通信线路等各个方面，可以把通信端点、节点、中央控制单元和传输线路相互有机的连接起来。随着通信网络技术的发展，建筑设备自动化系统管理的范围越来越广泛，网络的可靠性越来越强，管理的粒度越来越精细，实现信息的传输和获取的手段越来越容易。

3.计算机控制技术。自动控制技术在许多工业领域获得了广泛的应用，但是由于生产工艺日益复杂，控制品质的要求越来越高，简单的控制理论有时无法解决复杂的控制问题，故出现了计算机控制技术。计算机控制技术是构成建筑自动化系统的关键技术，是自动控制理论与计算机技术相结合而产生的一门新兴学科，它是随着计算机技术的发展而发展起来的，利用它可以实现先进的控制策略，便于实现现场控制和管理的结合。

二、国外的发展史

总体来说，智能建筑的发展史是一个从监控到管理的发展史。国外的超高层建筑早在几十年前就已经兴起了。建筑内的设备非常多，各种各样的系统同时存在，操作和运行这些系统非常困难。

近两年来，各智能化子系统将得到进一步发展，建筑设备自动化系统将向下述方向发展：①智能物业管理系统；②事故监测控制系统；③损伤报警诊断系统；④开放协议、面向对象技术；⑤性能测量及查对控制系统；⑥大范围的无线电报警/监视系统；⑦面貌识别系统。

三、我国的发展史

总结而言，建筑设备自动化系统的发展经历了如下几个阶段：

（1）PCS（Pneumatic Control System）气动控制系统阶段：PCS的基本思想是基于一定的气动信号标准，一般情况下控制器位于控制现场进行就地控制操作，此外毫无系统可言。相应的控制理论刚刚形成，没有控制室的概念。

（2）ACS（Analog Control System）模拟控制系统阶段：ACS的基本思想是基于一定的电流或电压模拟信号标准，其特点是以电动代替气动，奠定了现代控制论的理论基础，建立了控制室的概念，将被控对象进行功能分离，并可以按需要组合成复杂的控制系统。

（3）CCS（Computer Control System）计算机控制系统阶段：20世纪70年代，开始了数字计算机在控制领域中的应用，其特点是在模拟控制、逻辑控制以及测量过程中普遍实行集中控制，建立中央计算机系统。控制的集中增加了系统失控危险的可能性，可靠性较差。

（4）DCS（Distributed Control System）集散控制系统阶段：针对CCS的可靠性较差问题，使用微处理器变集中控制为分散控制，其特点是由几台计算机和智能部件构成控制系统，该类系统的显著特点是功能分散。信号传输有模拟信号，也有数字化信号。

（5）FCS（Fieldbus Control System）现场总线控制系统阶段：FCS是DCS的发展，即从分散控制发展到了现场控制阶段。数据的传输采用总线方式。其特点是数字化程度高，总线上传送的信号全部为数字信号，资源可共享。在楼宇自动化系统中最有影响力的现场总线为LonWorks。

四、存在的问题

随着经济持续快速的发展，多功能建筑如雨后春筍般涌现，所谓多功能就是要求建筑物内装配各种复杂的机电设备。在传统的物业管理中，管理者通常是运用传统的管理工具和管理制度，依靠人的智慧和经验对这些设备进行管理，这种管理方式对普通建筑的确起到了良好的作用，然而对于人们的各种需求却显得力不从心，尤其是智能建筑的安全防范工作由物业管理者承担，仅仅靠保安人员人工巡视是无法完全保障建筑安全的。

目前某些建筑也实现了一定的智能化，但建筑设备自动化系统在设计上主要存在如下的不足：

（1）建筑设备子系统之间只是进行简单的拼接，各个子系统没有任何联系，新开发一个子系统时需要重复布线，软硬件投入重复，造成了资源的严重重复。

（2）各个子系统是封闭了，虽然能提高一定的安全性，但缺乏开发性和可扩展型，不利如后期阶段的维护。

（3）缺乏行业标准，系统集成困难，虽然产品品种繁多，但它们无法实现有效集成，可视对讲子系统很难与其他弱电子系统进行集成。

（4）各子系统的集成需要实现繁琐的通信功能，有的系统使用RS485接口，有的系统使用RS232接口，在中央监控系统与节点之间或者智能节点之间通信，需要耗费大量的时间和精力去设计通信协议，通信的软件和硬件重复性投入，造成了极大人力成本和资金成本的浪费。

（5）技术还不够成熟，在可视对讲方面，视频和音频技术抗干扰能力差，由于干扰，音频和视频中时常出现较大的延迟和抖动现象。针对传统系统无法适应当今社会存在的缺陷。

从我国的建筑发展趋势和技术发展的水平来看，我国的智能建筑和智能化住宅小区的发展都将进入一个迅速发展的新时期。为给人们创造出更加安全、舒适、可持续化发展的生活空间，加快智能建筑和智能化住宅小区建设，己经成为构建和谐社会的必然要求，同时这也为科技人员提供了一个新的机遇与挑战。

参考文献：

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