知网论文查重-该课题主要依据盐城工学院北校区体育馆建筑设备自动化系统设计要求和国家有关民用建筑设计规范要求及建筑电气设计规范要求等进行设计。本次体育馆建筑设备自动化系统主要包括4个子系统，即体育馆的供配电系统、照明系统、暖通空调系统和给排水系统，通过系统集成的方法对整个系统进行集中监测来提高建筑的服务和管理水平，降低维护和营运的费用，减少设备发生故障的概率。本次设计体育馆建筑设备自动化系统的主要任务是将体育馆内各系统的用电设备的运行状态进行分析、处理、并且归类，选择最优化的管理技术,对建筑设备自动化的各个系统的设备进行集中控制与管理，使各个子系统的设备始终处于正常的运行状态，让同学和老师处于一个舒适、安全的环境中，减少各方面的费用，并且保证系统能够正常的运行，提高了体育馆在各方面的服务和管理。建筑设备自动化监控系统，是本次盐城工学院北校区体育馆智能建筑设备自动化系统非常重要的一部分，需要对整个体育馆的用电设备进行集中检测和控制，保证所有设备都能正常运行，并且运行在最佳状态。

1. 概  述

1.1 建筑设备自动化系统的现状及发展前景

建筑设备自动化系统就是将建筑物内的电力、照明、给排水、空调、保安、防灾、通信、广播、运输等设备进行集中监视和管理，组成一个综合系统。

在建筑物内使用BAS的目的是使此建筑物成为拥有最佳的生活环境和工作环境、设备高效运行、安全性高、整体节能效果最佳的场所。它整体的功能可以概括为下面4个方面：

(1)对建筑设备实现以最好控制为中心的控制过程自动化；

(2)以运行状态的监控为中心的设备管理自动化；

(3)以运行状态监视和故障控制为中心的防灾自动化；

(4)以节能为中心的能量管理自动化。

BAS的发展是同计算机技术、自动控制技术及网络通信技术的发展密切相关的。起初，最简单建筑设备自动化系统只是在中央控制室设置一台控制的计算机，以此计算机为核心，加以必要的外部设备，就能形成计算机集中控制和监视系统。相比较于一般的控制系统，这种集中控制系统有许多优势，如有益于操作人员监视和操作，用CRT代替仪表器，功能齐全，控制灵活，易于实现复杂过程控制，便于信息的分析和综合。但是，此计算机的集中控制系统也存在如下缺点：

(1)集中式的计算机控制系统降低了系统的可靠性；

(2)模拟信号数字化的控制在计算机端，信号传输比较远，干扰较严重，让系统抗干扰的设计与实现都比较困难。

1.2 建筑设备自动化系统的研究意义

高层智能建筑以其宏伟的钢筋混凝土结构，华丽的装饰外表给了世人一个美丽的形象，而大楼内的机电设备才能让建筑物充满活力，但是如果能够实现智能化，由综合布线系统组成的计算机网络在体育馆内无处不在，形成建筑物内的神经网络，能够实现信息在建筑物内的迅速传递，信息的共享使得建筑物内的机电设备、通信设备和计算机设备成为相互联系的整体，满足了用户舒适、安全和便捷的需求，实现了管理、控制一体化，提高了管理者的服务水平，同时节约了大量的资金。智能化建筑是多学科和高新技术的结合，也是综合经济实力的表现之一，大批的高新技术纷纷运用于此，让高层建筑不再是一个城市的“孤岛”，而而变成一个充满活力、有利于提高人类工作效率的环境。

1.3盐城工学院北校区体育馆建筑设备自动化效果预测

盐城工学院北校区体育馆的建筑设备自动化系统可对建筑物的各种设备进行自动控制，通过信息通信网络构成分散控制、集中监视和管理的一体化的系统，随时显示和监测正在运行的数据；监视和控制运行状态；根据环境因素、外界条件、负载变化情况自动控制各种设备始终运行在最佳的状态；自动实现对电力、供水、供热、照明等能源的调控与管理；提供一个舒适、安全且高效率的工作和生活环境。

2. 盐城工学院北校区体育馆建筑设备自动化系统方案设计与论证

2.1 设计方案一：集中式控制系统（CCS）

集中式控制系统产生于20世纪70年代，系统为数据采集站的形式。使用计算机控制，计算机、GRT、键盘构成中央控制站，用打印机替代了记录仪表，分散布置在建筑物各处的信息采集站，与传感器或者执行器等执行设备连接，通过总线与中央控制站连接在一起，构成集中式控制系统；DGP分站的功能是将现场设备信息进行上传，同时下达中央控制站的控制指令；一台中央计算机能够操控整个系统，中央控制站采集各个DGP分站的数据，然后做出方案，完成对全部设备的控制。中央控制站根据采集的信息与能量计算量的数据，完成节能的控制与调节。

集中式控制系统(CCS)的设计原理图如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2-1 集中式控制系统原理框图（方案一）

2.2 设计方案二：集散式控制系统（DCS）

集散式控制系统的基本思路是分散管理、集中控制、分级操作、组态方便、配置灵活，用于过程的自动控制。分散指的是设备地理位置的分散，将性质不一样的对象分为几个子对象，运用现场控制器进行局部的控制。中央控制站实施最优的控制方法，协调各个现场控制器，是整个系统的运行状态最佳。控制设备的相应分散，使故障危险的概率也随之减少。

中央控制站对整个系统进行集中管理、操作、监控，对控制过程的各部分进行分散管理，即不同于一般的仪表控制，同时也不同于集中式的中央计算机控制系统，而是结合了两者的优点，克服了各自的缺点。分站可以独立控制，保障了系统的可靠性。分站与中央站用一条总线相连接，保障了整体数据相同，再次提高了系统的可靠性。

集散式控制系统（DCS）的设计原理图如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2-2 集散式控制系统原理框图（方案二）

 

2.3 设计方案三：现场式控制系统（FCS）

现场式控制系统是运用于生产自动化和过程自动化的现场设备或现场设备互联的通信网络，把通信线连接到生产设备或者生产现场。

在建筑设备自动化系统中，执行器、传感器、和变送器数以千计，需要减少通信总线的数量尤为重要。这样就有助于节省空间、简化布线和降低成本，并且在系统维护上也更为方便。另一方面，现在的企业大多数都有自己的企业内部网络，基于企业网的管理系统变成企业运作的共有信息平台，基于TCP/IP的协议，使消息传送、数据采集等能够在网上直接进行，既能统一标准，又能使测控的数据可以直接发布和共享，这样就可以把测控网和企业内部网连接在一起，让企业拥有一个整体的信息网络平台，从维护、管理和成本方面都是最好的选择。这种具有全集成和开放性的控制系统让建筑设备自动化系统可以连续控制建筑物内的湿度、温度、照明、给排水。空气清洁度等，并将这些信息传输给企业信息网。这些信息也可以远程查询和调用。

现场式控制系统（FCS）的设计原理图如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2-3 现场式控制系统原理框图（方案三）

 

2.4 系统方案比较与选用

以上的三种方案对本设计都是是可行的，他们的关系也是层层递进的，只是在系统设备上有所差异，相对应的对系统的规范要求有所不同。如果从安全性和可靠性的角度来考虑时，方案二是最好的，方案三居中，方案一要相对而言较落后，但是从本次的设计的角度也需要结合保护对象的重要程度和经济适用等多方面的角度来选择最佳方案。

首先集中式控制系统相对与集散式控制系统和现场式控制系统来说已经相对落后，目前市场上的建筑设备自动化系统主要使用集散式控制系统和现场式控制系统，所以我们主要比较方案二和方案三。

集散式控制系统主要的监控管理功能集中于中央控制站和有级别的终端，实时性要求较高的协调功能和控制功能由分站完成；中央控制站停止工作将不影响分站的功能和设备的运转，而局部网络通信控制会因此而中断。现场式控制系统网络为3层结构，即管理层（中央站）、自动化层（DDC分站）、现场网络层（现场总线）；DDC分站与现场传感器和现场执行器连接。传感器和执行器的输入/输出被设置在现场。

综上所述，虽然现场式控制系统相对于集散式控制系统有一部分理论优势，但是并不如集散式控制系统成熟，或许十年之后，现场式控制系统会取代集散式控制系统，但此次设计选择技术较为成熟的集散式控制系统，即方案二。

• 盐城工学院北校区体育馆建筑设备自动化系统的总体设计

3.1 建筑设备自动化的总体设计

本设计采用集散式控制系统（DCS）。它的特点是“集中管理，分散控制”的对现场的机电设备实施监控、控制和保护。它由中央控制站、现场控制器和现场三部分设备组成。

建筑设备自动化系统监控中心设在一楼中央控制室内，便于对冷冻机组进行较为有效管理。能够实时动态的显示BAS所构成的各个子系统使用的设备状态及报警信息，显示及设定各种数据，提供机电设备的维护记录以及电力和能源消耗分析日程表。监控中心的设备有：

1. 一台主操作计，采用工控服务器；内置lonmaker建网软件、上位机组态软件、LNS DDE通讯软件、其它网络通讯接口于一身的服务器。并且上位机的工控软件是基于Web Page设计的，其它的用户可以根据权限浏览。
2. 一台打印机，用于报警和一般记录打印。

3.2 建筑设备自动化系统的子系统

盐城工学院北校区体育馆建筑设备自动化系统作为一个主系统，其中又主要包含了电力系统、照明系统、给排水系统、空调系统和电梯系统这几部分的子系统。盐城工学院北校区体育馆没有设置电梯，因此本次设计不设置电梯系统。

电力系统：安全的供电系统是体育馆能够运行的前提。对电力系统除了具有继电保护和备用电源自动投入等功能外，还必须要具备对开关和变压器的状态，电力系统的电压、电流和功率、电能等参数的自动控制和监控，从而实现比较全面的能量管理。

照明系统：对于体育馆来说，照明系统需要的能耗仅次于空调系统。照明系统的耗电量大，同时会增加冷气负荷。因此，体育馆的照明控制必须十分重视节能。

暖通空调系统：空调系统在体育馆中的用电量最大，所以在保障提供舒适的环境下，应尽可能的降低电量消耗。空调系统的设备的监控在BAS中属于重点内容。

给排水系统：给排水系统对实现体育馆给水和排水设备的节能和可靠的运行具有重要的意义。

盐城工学院北校区体育馆BAS系统的结构图如图3-1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图3-1 BAS系统结构

4.盐城工学院北校区体育馆供配电系统自动化

4.1 体育馆供配电系统监控概述

供电系统是给体育馆提供能源的系统，变、配电所是体育馆不可缺少的重要部分。为了保护体育馆供电的可靠性，对一级负荷设两路独立电源，这样两路电源可以自动切换，互为备用，同时装设应急备用发电机组，便于在短时间内保证消防用电和事故照明等。配电的部分同样分为“工作”和“事故”两个独立的系统，同时在干线之间设立联络开关，这样在故障和检修时能够互为备用。变电所不需要专人值班，只要定期巡视。所以，供配电系统的监控管理在体育馆的建筑设备自动化中极其重要。

体育馆供配电系统的监控管理如下：

（1）检测运行的参数，如电流、电压、功率等，给正常运行的管理和事故发生的原因提供数据。

（2）监测电气设备的运行状态，如果发生故障，则自动报警，同时在显示屏上显示故障的位置和相关的数据。

（3）对电气设备的保养、检修和维护进行管理，如建立各个设备的档案，定期维修并且存档，避免在维修的情况下误引起报警等。

（4）对所以的电气设备的用电量和电费进行统一的管理，绘制用电负荷的曲线图，同时进行自动抄表、输出单据等。