论现代建筑设备监控系统及其控制技术
建筑设备监控系统网络及控制器
尼韦尔中国投资有限公司杨守权1 建筑设备监控系统网络结构的变化进入新世纪以来，建筑设备监控系统已经按照网络时代的要求实现了网络化。
LonWorks等各种现场总线、BACnet通信标准、工业以太网等，这些适用于组建网络的技术，实现着建筑设备监控系统开放系统的构建，实现着不同厂商产品之间的互联互换互操，实现着建筑设备信息控制一体化。
1.1 建筑设备监控系统三层网络结构欧洲标准CEN-MBS-TC2471998年12月，欧洲颁布了建筑设备监控系统的三层网络结构标准，其中引用了许多现场总线标准、BACnet通信标准等。
从1998年到2005年的7年时间里，与建筑自动化系统关系比较密切的一些现场总线标准和通信协议，都已经升级为美国标准或国际标准，反应了网络时代发展的潮流：现场总线网络、开放系统结构。
1.1.1 LonTalk 已成为美国标准ANSI/EIA 709（1999）。
1.1.2 LonMark IP852 信道（Tunneling of Component Network Data over IP Channels）,已成为美国标准ANSI/EIA/CEA-852（2004）。
1.1.3 BACnet已成为国际标准ISO 16484－5(2003)。
1.2 建筑设备监控系统逻辑上的三层网络结构适应网络时代要求的建筑设备监控系统，这个结构与欧洲标准是一致的：管理网络层（信息层）、控制网络层（自动化层）、现场网络层（仪表层）。
值得注意的是，在现场网络层上，出现了微控制器（专用控制器或称嵌入式控制器）、智能I/O模块、智能传感器、智能执行器和智能变频器，这些是嵌入式系统技术和总线技术发展的产物，国家标准《智能建筑工程质量验收规范》（GB 50339－2003）强调了变频器的应用。
1.3 建筑设备监控系统物理上的二层网络结构由于实际网络结构的构建，建筑设备监控系统网络逻辑上的三层结构，可以连接成为二层结构，即网络仅由以太网信息层和现场总线仪表层构成，其控制层已包括在现场层中。
建筑设备监控系统
一、建筑设备监控系统（一）一般规定<1>本章适用于智能建筑工程中建筑设备监控系统的工程实施及质量控制、系统检测和竣工验收。
<2>建筑设备监控系统用于对智能建筑内各类机电设备进行监测、控制及自动化管理，达到安全、可靠、节能和集中管理的目的。
<3>建筑设备监控系统的监控范围为空调与通风系统、变配电系统、公共照明系统、给排水系统、热源和热交换系统、冷冻和冷却水系统、电梯和自动扶梯系统等各子系统。
（二）工程实施及质量控制<1>设备及材料的进场验收应符合下列要求：<1.1>电气设备、材料、成品和半成品的进场验收应按《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303中第3.2节的有关规定执行；<1.2>各类传感器、变送器、电动阀门及执行器、现场控制器等的进场验收要求：<1.2.1>查验合格证和随带技术文件，实行产品许可证和强制性产品认证标志的产品应有产品许可证和强制性产品认证标志。
<1.2.2>外观检查：铭牌、附件齐全，电气接线端子完好，设备表面无缺损，涂层完整。
<2>建筑设备监控系统安装前，建筑工程应具备下列条件：<2.1>已完成机房、弱电竖井的建筑施工；<2.2>预埋管及预留孔符合设计要求；<2.3>空调与通风设备、给排水设备、动力设备、照明控制箱、电梯设备安装就位，并应预留好设计文件中要求的控制信号接入点。
<3>施工中的安全技术管理，应符合《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194和《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46中的有关规定。
<4>施工及施工质量检查应符合下列要求：<4.1>电缆桥架安装和桥架内电缆敷设，电缆沟内和电缆竖井内电缆敷设，电线、电缆导管和线路敷设，电线、电缆穿管和线槽敷线的施工应按GB50303中第12章至第15章的有关规定执行，在工程实施中有特殊要求时应按设计文件的要求执行；<4.2>传感器、电动阀门及执行器、控制柜和其他设备安装时应符合GB50303第6章及第7章、设计文件和产品技术文件的要求。
建筑设备监控系统及安装技术分析
建筑设备监控系统及安装技术分析摘要：建筑设备监控系统，能实时对建筑中不同设备的状态进行监控，具体应用时，应该在保障建筑设备监控系统能够安全运行的前提下，减小其整体能耗，实现绿色化发展目标。
建筑设备监控系统的安装调试工作极具专业性，施工难度较高，不仅要了解各环节技术规范，还要知道相关的标准要求，否则会留下严重的风险隐患。
本文结合了实例建筑项目，介绍其设备监控系统的具体安装技术，并总结了施工中的注意事项。
关键词：建筑设备监控系统；空调系统；新风系统；空气质量监测；DDC；传感器1项目概况项目占地13914㎡，建筑面积达到8.46万㎡，建筑形体为U形，地上15层，地下3层。
以框架－剪力墙结构为主，部分设计为框架结构。
底层有部分用作商业场所，其余均用作办公楼。
建筑物内部装有设备监控系统，可以对楼内各种电子系统、还有空气质量等实施集中监控，在节地、节水、节材、节能等方面均有成效，达到了绿色环保目标。
2监控系统功能2.1对空调系统实施监控空调系统的基本组成不仅仅是空调机组跟新风机组，还有自然通风系统，除此之外，还有一些风机、盘管之类的设备。
其具体监控功能包括：对室内环境温湿度进行适当的调节，检测、控制整个空调系统的具体运行状态，依照实际需求自动对空调系统中相应设备进行启停控制，对通风换气流量实施监测，还可以在系统中出现故障时自动报警。
2.1.1对空调机组实施监控图1对空调机组实施监控的基本原理图由图1可知，空调机组监控内容有：1）能源塔的运转、启停状态，还有故障报警；2）机组的运转、启停状态，运行记录，还有故障报警；3）冷却水泵的运行记录，运转状态，还有故障报警；4）冷冻水泵的运转状态，一定时间段内的历史运行记录，还有在出现相关故障时自动报警；5）对冷冻水系统正常运行期间的供水水温高低、回水水温高低，还有压力大小实施监测；6）对冷却水系统正常运行期间的供水水温高低、回水水温高低，冷冻水的平均流量，还有一定时间段内的累计流量实施监测；7）结合建筑物内的实际需求，对阀门的具体开度加以调节。
建筑设备监控与管理
建筑设备监控与管理
建筑设备监控与管理是建筑维护和运营的重要环节。
通过对建筑设备的监控和管理，可以及时发现和处理设备故障，保证建筑设备的正常运行，延长设备的使用寿命，提高建筑物的安全性和节能性。
建筑设备监控与管理主要包括以下几个方面：
首先，建立完善的监控系统。
通过安装传感器、监控摄像头等设备，实时监测建筑设备的运行状态和工作环境，及时发现设备异常和安全隐患，并进行预警和报警处理。
其次，建立定期检查和维护机制。
定期对建筑设备进行检查和维护，包括清洁、润滑、检修等工作，及时发现和处理设备故障，预防设备损坏和事故发生。
再次，建立数据管理和分析系统。
通过对建筑设备的运行数据进行采集和分析，可以了解设备的运行情况和性能指标，及时调整设备运行参数，提高设备运行效率和节能性。
最后，建立维修记录和规范操作制度。
建立设备维修记录和操作规范，记录设备的维护和维修情况，规范设备的使用和维护流程，提高设备的使用寿命和安全性。
通过以上的建筑设备监控与管理措施，可以有效提高建筑设备的运行效率和安全性，保障建筑物的正常运行和使用，为建筑的可持续发展提供保障。
建筑供配电监控系统
通信技术采用有线或无线方式，将传感器采集的数据传输至监控系统，同时将监控系统的控制指令传 输至执行器等设备，实现远程控制和自动化管理。通信协议的选择和通信网络的设计对于整个监控系 统的稳定性和可靠性至关重要。
智能分析与预警技术
总结词
智能分析与预警技术是建筑供配电监控 系统的核心功能之一，通过对采集到的 数据进行分析处理，实现故障预警和智 能决策。
系统组成与功能
故障诊断与预警
通过分析数据，发现设备故障或异常情况，及时预警。
报表生成与数据记录
生成运行报表，记录设备运行数据，便于查询和追溯。
系统的重要性与应用
重要性 提高供配电设备运行效率，降低能耗。 加强设备管理和维护，延长使用寿命。
系统的重要性与应用
01
提高供电可靠性，减少故障停机时间。
或安全事故。
预防性维护
通过实时监测供配电设备的运行状态， 及时发现潜在故障，减少设备维修成 本。
安全保障
实时监测供配电设备的运行状态和异 常情况，及时发出警报，保障人员和 设备安全。
挑战与对策
技术难题
建筑供配电监控系统涉及到多种技术 和设备，需要专业人员进行配置和维 护。Fra bibliotek兼容性问题
不同品牌和型号的设备之间的兼容性 可能存在问题，需要选择标准化的设 备和解决方案。
数据安全风险
系统收集的大量数据需要得到妥善保 护，防止被非法访问或泄露。
投资成本高
建筑供配电监控系统的建设需要投入 大量资金，包括设备采购、安装、维 护等费用。
06 案例分析
案例一：某大型商业建筑的供配电监控系统
总结词
高效稳定、安全可靠
详细描述
该系统采用先进的传感器和智能仪表，实时 监测供配电设备的运行状态，确保商业建筑 的电力供应稳定可靠。同时，系统具备故障 预警和自动切换功能，有效降低因设备故障 导致的停电风险。
建筑设备监控系统研究及发展趋势
照度等 。传 感器 的 安 装 形 式 有 室 内壁 挂 式 和 水 管、 风道 浸 入式 等 。 直 接安 装在 设 备或 输 送 管 道 上 ， 收 控制 器 接 的输 出信号 ， 现 对 系 统 的 调 整 、 制 和 起 停 等 实 控
操 作 的现场 装置 ， 为 执 行 器 。控 制 器 通 过 两类 称
装 置 主要 有 风 阀 、 阀 、 流 接 触 器 等 设 备 。交 水 交
尼 韦尔 和德 国 西 门子 等 公 司 为 代 表 的 国际 楼 宇
自控 系统设 备 供 应 商 开 始 进 入 国 内建 筑 智 能 工 程 市场 ， 利用 其 自身 优 势 占据 了 刚刚 兴起 的 国 并
内楼控 产 品市 场 。国 内 科研 院 所 和企 业 也 从 ８ Ｏ
流 接触 器是 起停 风 机 、 泵及 压 缩 机 等设 备 的执 水 行 器 ， 过控 制器 的 Ｄ 通 Ｏ输 出通 道带 动继 电器 ， 再 由继 电器 的触头 带 动交 流 接 触 器 线包 ， 现对 设 实 备 的起 停控 制 。变 频 器 及 晶 闸 管 类 执 行 器 直 接 对 电量 进行 调 整 ， 变 供 电 频 率 以改 变 风 机 、 改 水 泵 的 电机转 速 ， 般 都 与控 制 器 的模 拟量 输 出 口 一
备 管理 系统 （ ＭＳ 、 息设 施 系统 （Ｔ Ｉ 和 信 息 Ｂ ）信 ＩＳ） 化应 用 系统 （Ｔ Ｓ 等 ， 中建 筑设 备 管 理 系统 包 ＩＡ ） 其 括建 筑设 备 监控 系统 、 全 防范 系 统 和火 灾 自动 安
・
综
述 ・
现 建垒一 电气一
Ｎｏ． ４ Ｖｏ１２ ｆ ｒｉ ｎ ｂ ２ｌ１Ｉ ． Ｓｅ ａＩＮ Ｉ ｌ
建筑设备监控(楼宇自控)系统施工技术方案
建筑设备监控（楼宇自控）系统施工技术方案一、一般规定1.1 本章适用于建筑弱电工程中建筑设备监控系统的工程实施，建筑设备监控系统施工质量的验收应执行《智能建筑工程质量验收规范》GB50339和《智能建筑工程检测规程》CECS 182:2005相关章节的规定。
1.2 建筑设备监控系统的施工验收应与建筑节能工程施工质量验收同步进行，并执行《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007的有关规定。
1.3 建筑设备监控系统的工程范围应包括建筑运行管理、建筑环境监控和给排水、供电、照明、电梯、自动扶梯等监控子系统以及现场仪表、变频设备、控制中心等现场设施的施工与验收。
二、施工准备2.1 根据项目的总体进度安排编写施工计划书，包括工期计划、材料设备进场计划、人员配置计划、工序衔接要求、设备安装内容及步骤、调试计划、验收计划等内容。
2.2 在施工之前对下列施工图及设计文件进行复查，确保文件齐全并符合设计要求：1、建筑设备监控系统图；2、建筑设备监控系统及其集成的各子系统以及现场仪表等的施工安装图；3、建筑设备监控系统软件安装手册；4、系统接线图及控制器盘箱接线图；5、所有与第三方系统连接的接口安装及使用说明；6、系统所监控的设备或受控对象的控制策略说明；包括所有模拟量控制、数字量控制，顺序控制及系统连锁的控制原理图；7、对被控设备实施的节能措施和节能机理的说明；8、与设计单位确认后的现场仪表中的阀门、流量计的设计计算书；9、建筑设备监控系统设备验收测试大纲、接口测试大纲、系统调试大纲等技术文件。
三、施工要点3.1 建筑设备监控系统的线缆、线缆防护系统，供电及防雷接地的安装以及隐蔽工程的检查与验收应符合《智能建筑工程施工规范》GB50606的有关规定。
8.3.2 控制中心设备的安装应符合下列要求：1、控制台安装位置应符合设计要求，安装应平稳牢固，便于操作维护。
2、控制台内机架、配线、接地应符合设计要求。
有关建筑设备监控系统建设的探讨
菩 蚤
图 １ 新 风 机 组 控 制 原 理 图
Ｆ ｇ １ Ｃｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ａ ｃ ｉ ｃｕ ｆｆ ｓ ｉ ｈ ｎ ｌ ｇ ｕ ｉ ｉ ． ｎｒ ｙ ｔ ｍ ｒ ｈｔ ｔ ｒ ｏ ｅ ｈ ａｒ ａ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｅ ｅ ｒ ｎ
设 备位置 设 备名称 数 量
１ ７ １ ８ １ ９ 新 风 机组 新 风 机组 新 风 机 组 １ １ １
检测／ 控制 内容
监 控点类型 、 数量
控制器 、 模块
与 １ ８层共用 Ｘ １０控制器一台 Ｌ０ 与１ ８层共用
新风风阀调节， 过滤器压差报警， 水阀
表 １ １ 、８ １ 新 风 机 组监 控 点 表 ７ １ 、９层
Ｔ ｂ １ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｏｎ ｆ ｒ ｓ ｉ ｈ ｎ ｌ ｇ ｕ ｉ ｏ ７ｔ ， ８ｔ ， ９ｔ ｏ ｒ ａ ． ｏ ｔ ｉ ｔ ｆｅ ｈ ａｒ ａ ｄ ｉ ｎ ｔ ｎ １ ｌ １ ｌ １ ｌ ｆ ｏ ｏｐ ｏ ｎ ｌ ｌ ｌ ｌ
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照明系 统 、 电梯系统 等 ． １给 出了一新 风机组 的控 制原 图
理 图示 例． 要指 出的是 ， 制原理 图中需 明确所 用线 缆 需 控
的型号 ．
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（） ３ 根据被 控对象 的范 围 、 制 原理 图 ， 而 整 理 出 控 从 建 筑设备 监控 系统 的控 制 点 表． 控点 表 应 包 含设 备位 监 置、 名称 、 量 、 测／ 制 内容 、 控 点 类 型 、 制器 、 数 检 控 监 控 模 块 等 内容． 以某 建筑 中 １ 、８ １ 的新 风 机组 为 例 ， 如 ７ １ 、９层 其控 制需求 如 图 １则相应 的监控 点 表 如表 １所示 ． 际 ， 实
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论现代建筑设备监控系统及其控制技术建筑设备监控系统是利用计算机，自动地对建筑物内的电气设备进行实时监视、测量和控制，又称楼宇自动控制系统，简称ba。
具有节能、提高效率和改善环境等功能，成为现代建筑的重要组成部分，越来越爱人们的喜爱。
bas系统的建立对于各建筑内机电设备的正常运行并达到最佳状态，顺应了节能潮流，为建筑的防火与保安都提供了有力的保证。
采用先进成熟的网络技术、计算机信息技术、通信技术等，依靠强大的软件支持，信息处理、数据分析、逻辑判断和图形处理均实现了科学化、智能化，结合建筑的实际情况，遵循先进性、扩展性、可靠性、成熟性、开放性、灵活性、实用性等原则，从而，实现了对整个系统的集中监测和控制。
一、建筑设备监控系统
（一）建筑设备监控系统的建筑设备监控系统
建筑设备监控系统的三大功能分别是管理层、控制层、现场层。
建筑设备监控系统管理层是数据网络，计算机、网络接口、网络设备(网卡、集线器、交换机、数据传输介质等构成了管理层的硬件。
管理层允许用户发送一定的命令去控制系统，允许远程访问建筑设备监控系统，自动执行计划任务,产生系统报警和事件信息,生成综合报表，以用户容易理解的方式显示系统数据，与互联网建立联系，实现企业信息系统共享数据。
控制层建筑设备监控系统控制层是控制网络，通用控制器、网络接口构成控制层的硬件，控制器软件包
括完整的操作系统、通信处理、监控点处理、标准控制运算和可由用户编制的各种应用程序。
控制层的通用控制器能够以用户容易理解的方式显示控制器数据，允许用户发送适当的命令去控制机电设备，产生设备报警和事件控制，生成综合报告，与其他控制器共享数据等。
现场层建筑设备监控系统现场层是控制网络,包括网络接口、微控制器、分布式输入输出模块和传感器、执行器以及变频器等。
现场层允许用户发送适当的命令去控制机电设备，以用户容易理解的方式显示控制器数据，自动执行专门的控制任务，产生设备报警和事件控制，生成综合报告，与其他微控制器共享数据等。
（二）建筑设备监控系统设计关键问题
建筑设备监控系统设计关键问题主要有六项，第一，应根据实际工程的实际需求及时确定合理的设计方案。
面对众多形式的管理系统，如建筑物自动化与管理系统、综合信息管理系统、基于企业互联网的综合信息管理系统等，是否需要做系统集成应当应在确定的设计方案的过程中考虑；第二，应注意解决好建筑设备监控系统设计过程中出现的突出问题。
建设单位在设计任务书中应提供对建筑设备监控系统的需求内容，提供对建筑设备监控系统的配置及系统集成的技术要求以便设计单位设计时统一考虑；第三，将项目分别发包给几个设计单位或实施。
设计分包，通常包括建筑主体由一个单位设计，而某项设备系统，一方的施工图设计文件将成为另一方施工图设计的依据；第四，做好细致、全面、深入的专业协调与
配合十分重要。
建筑设备监控系统面对的设备很多，专业条件是设计必要的依据。
为减少在以后施工时出现更大的问题，在建筑设备监控系统设计过程中便于及时解决设计中发现的问题，通常正规的建筑设计单位各专业配套，配合方便。
如此一来，即使在施工时出现问题也容易纠正。
要做好建筑设备监控系统的设计，就要各相关专业密切协调与配合；第五，以往建筑设备监控系统施工图设计文件。
根据国际惯例，以能满足编制投标书和审核承包商深化设计文件为原则，设计单位在施工图设计阶段的设计文件深度，避免各地设计文件因各地情况差异而包含的图纸差别较大。
按照当前工程建设现状，应在满足结构施工预留、预埋的前提下，适当减少图纸量；第六，工程配合时应明确划分工作界限。
如在电气安装过程中通常以照明、动力配电箱柜及控制箱柜的二次接线端子排为界，建筑设备监控系统有关的电动闸阀及其执行机构的电气接线的界限等，均应予以明确，以避免衔接过程中出现问题。
二、建筑设备监控系统控制技术
（一）建筑现场总线分类及其应用
目前现场总线的标准众多，其中最具影响力的有5种，分别是ff、profitbus、hart、can和lonworks，最近崛起的工业以太网的应用前景广阔，can总线和lonworks总线的特点。
不同的生产厂家采用的dcs的控制通信网络都是专用的、封闭形式，由于现场设备不同，dcs系统之间难于实现互连，没法达到信息共享的目的。
因此，从某种意义上说，现场总线分布式控制系统是一种封闭的、专用的、不具互操作性的控制系统。
（二）应用先进控制技术
建筑设备监控系统中有相当数量的设备只需进行一般的启停或开关控制，通常都采用较为复杂的控制技术对中央空调系统、空调机组等设备进行控制。
针对空调系统的控制对象具有系统大、干扰大、时迟大、不确定因素多等特点，在机组的运行过程中，常用的pid调节是事先设定系统的比例放大系数、微分和积分时间常数不能随环境的变化而变化，当工况变化较大时调节的效果就较差，需要寻求更有效的控制技术。
因此，应用现场先进的控制技术，实现建筑设备有效控制。
目前神经网络控制技术、自适应控制技术、模糊控制技术是普遍采用的控制技术。
（三）应用系统集成技术
由于机电设备本身就包括有不同厂家生产的供配电设备、热源与热交换设备、给排水设备、空气处理设备、冷源设备、电梯设备等，系统集成指机电设备监控系统本身的集成。
机电设备彼此之间无论是在管理级还是在控制级都有着密切的关系就要求建立机电设备监控系统，依靠管理软件供应商采取个案处理，在运行管理中用户要增加、更换和扩充设备仍必须倚赖系统软件供应商，引进系统集成技术，实现了机电设备监控系统的集成，为设备管理系统集成(bms)奠定了基础。