一、楼宇智能系统概述

自1984年美国康涅狄格州建成世界上第一座智能建筑City Place以来，智能建筑在世界各地如雨后春笋般蓬勃发展起来。它是计算机技术（Computer）、通信技术（Commission）控制技术（Control）、与建筑技术（Architecture），即3C+A相结合的结晶。它以建筑为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化，集系统结构、服务、管理及它们之间的结合，向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。

楼宇自控系统BAS(Building Automation System)是智能建筑必不可少的基本组成部分，已在世界各地广泛应用，并受到充分重视。BAS的任务就是创造一个安全、舒适与便利的工作环境，同时尽量减少能源消耗，它可以监控大厦内各种机电设备的运行情况和故障状况，并控制这些机电设备。它不仅可以根据需要随时打印各种报表，给管理人员带来很多的方便，同时，它对机电设备的实时监控，更方便于人员对设备的维护、维修和管理。在节能的同时，又节省了人力、物力，大大降低了管理成本。

二、工程概况

新华联总部基地项目于2012年开工建设，地位于北京市通州区台湖，北京国际图书城对面，紧邻北京六环路，亦庄线、规划中的S6、M12三条地铁与京津城铁在侧，总建筑面积23.39万平方米，共占地225亩，规划建设单体面积为2000至15000平方米的企业总部办公楼31栋，其中的总部办公楼与民企31栋的楼控系统由我公司进行设计及项目的调试，本章主要对新华联总部1#楼楼控系统进行介绍。

三、监控的子系统及机电设备

Ø空调新风系统：热回收空调机组22台分布于整个建筑的各层，为整个建筑的所有办公及公共区域进行空气温湿度及品质进行调节；

Ø送排风系统：送排风机10台，分布于大楼各层；

Ø污水系统：污水坑20处，每个污水坑设置两台潜污泵，分布于B1、B2层各处；

Ø照明系统：智能照明箱26台，分布于大楼各层；

Ø通过四个网关监测照明,冷机组,热源的数据。

本项目中组要的的特点是第三方协议的集成，公共区域照明控制是通过第三方智能照明模块来控制，其通讯协议为Modbus RTU，通过网关进行协议的转换为本项目系统所需的Bacnet IP协议，实现了上位机对第三方协议设备的监控。

按照相关标准和规定完成布线和机电设备安装工作以后，就可以实施对各种设备的监控了。

照明系统：

照明系统为第三方Modbus RTU模块控制，经过网关进行协议转换为Bacnet IP协议通过交换机与楼控系统进行通讯，照明的控制逻辑写在楼控系统中，在自动状态下，实现对照明远程控制。其控制的方案主要有如下两种控制方式：

1、定制需要的场景模式

根据现场对亮度不同的需要，系统提供了节能、正常、全开3种控制方式给用户进行选择，节能模式下：只开启走廊筒灯、电梯间筒灯、卫生间筒灯等低消耗的灯具，达到满足各区域工作环境的较低能源消耗；正常模式下：将打开分公共区域部分亮度较高的软膜灯，并可自由分配每组回路的启停供用户选择，满足用户的需要；全开模式是将说有回路的灯都打开，满足用户例如在举行活动、或是其他需要高亮度需求的情况。

2、时间表定时开关控制：

根据1#楼中人员的上下班时间，每周一到周五对公共区域的照明控制方式设定为节能模式下（用户可自由更改）早上7点-下午18点开启，其他时间关闭，如有加班情况，也可更改时间表上的时间或在上位机手动启停，周六、日则关闭所有公区照明。时间表还可以定制其启用的例外时间，如遇到节假日，则时间表将会禁用其中不需开启的时间表。

新风热回收机组：

当机组工作时，控制程序将利用风道温度传感器采集的回风温度与设定的温度进行比较，利用先进的比例积分微分（PID）算法闭环调节盘管供水阀门的开度（按冬季模式和夏季模式分别调节）。由于算法先进，可使振荡减小，并保持精密的控制，始终使室内的温度接近于设定值。通过网络和软件，可以实现在中央控制室对各机组进行控制和管理。还可以将各机组的风机运行状态、风机故障报警、过滤阻塞报警、盘管低温报警等传到中央控制室的控制主机上，一旦有报警发生，程序将使现场控制器做出关机和开水阀等保护动作，以免设备受损。

新风热回收机组的用户界面如下图所示：

四、工程的实施

本项目楼宇自控系统选用江森MSEA系统。这是一套灵活可变，专为保障建筑环境和安全而设计的楼宇管理系统。

本项目共选用了网络控制器2台，全部为NAE45L；现场控制设备有12台FEC2611；76个扩展模块，其中IOM2721：5台，IOM3721：19台，IOM3731：50台，IOM4711：2台；共选用了各种传感器，风阀、水阀开关若干，用于监测现场设备或环境的开关状态、温湿度、CO2浓度、压力及流量。本项目使用了4个MODBUS网关，用于检测照明,冷机组,热源的数据。

MSEA系统是一套集中管理、分散控制的系统。在本项目中，将服务器及工作站安装在一台电脑上，位于一层中控室，通过ADS软件可以对分散在建筑各个位置的设备实现集中管理。

以下是新华联项目1#楼总部楼宇自控系统的系统构架图

在1层中控室，分别放置2台NAE45L，网络控制器NAE45L通过BACNet/IP协议，经过以太网交换机，将数据上传到监控主机。MODBUS网关通过RS-485总线，采集检测照明,冷机组,热源的数据，并通过BACNet/IP协议将数据上传到NAE45L。

所有的DDC现场控制器分布建筑的各层各位置，实现对现场设备的分散控制。为使现场所有DDC通讯优化，对建筑内DDC分成2条BACNet MSTP现场总线，2台NAE45L用来分别检测东区和西区DDC箱，DDC

现场控制器及扩展模块分别用于监控空调新风机组、集水坑潜污泵、送排风系统等。

五、楼宇自控中央管理计算机

与同等规模，不采用楼宇自动化控制的建筑相比，本项目在选用了江森MSEA系统后，有以下优点楼控中央控制计算机上安装了楼控管理软件，我们在此软件基础上进行了二次开发，使其和各控制器实现通讯，完成对各控制器的管理。现场水泵、送排风机、新风热回收机组都是在现场控制器的程序控制下工作的，但必要时，在楼控中央控制计算机上可以随时改变任意设备的启停状态，在屏幕上可以实现显示每台设备的运行状况。现场控制器随时与楼控中央控制计算机交换数据，楼控中央控制计算机可显示所有测量点如温度、流量、压力、压差等动态趋势图，可监视各设备的工作状态和故障报警。一旦有报警发生，现场控制器将做好保护动作，计算机发出声音，同时在屏幕上显示出报警位置和性质，以提醒工作人员及时处理。报警窗口如下图：

六、工程效果

与同等规模，不采用楼宇自动化控制的建筑相比，本项目在选用了江森MSEA系统后，有以下优点

1. 节约电能；

采用了楼宇自控系统后,对于设备的管理可以根据编写的程序设备进行优化的节能控制。根据办公时间程序来控制空调系统的开启，根据机组冷负荷量,调整冷冻机及相关水泵的开启状况,实现优化控制；根据各楼层的办公区域的使用量，对照明进行合理的调配。每年节约电能30%-40%，直接金额大约60-70万元。

2. 节约60%人员管理费用；

本项目采用了楼宇自控系统后，传统的完全人工管理被取代，原需10余人才能够完成的工作，如今只需1-2人即可完成，提高了工作效率。

通过楼宇自控系统管理的设备，可以完全依照设备的性能来进行控制，不会出现误动作导致设备损坏，也不会有长时间超负荷运转等对设备有损伤的现象发生，使设备能在优状态长期稳定运行。

4. 提高管理可靠性

采用楼宇自控系统，可以提高管理系统的可靠性，不会出现人工管理的疏忽、疲劳、判断失误的情况，而这些问题往往会给业主带来无法估量的经济损失。

5. 规范管理制度

楼宇自控系统本身可以依据管理惯例对设备进行自动控制，它具有自动分析人员管理指令的能力，使得一些不规范的管理规范化。因此，楼宇自控系统的优点不仅在于对设备的监控，还可对特定的对象如环境温度进行精确的自动控制。比如空调系统就可以通过对比回风温度与设定温度，采用PID方式调节水阀来保持回风温度的恒定，以创造一个舒适环境。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

七、结语

以上就是我们根据台湖新华联1#楼总部项目楼宇自控系统的要求所做的一个实例，由于水平有限，难免有遗漏和疏忽之处，欢迎各界人士批评指正，同时我司也欢迎各界人士莅临指导与洽谈业务。

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