陈明 蒋委

摘要：楼宇自动化系统（BAS）是利用计算机及网络技术来实现楼宇内设备自动控制的管理系统，作为智能建筑的核心，楼宇自动化系统因其具有的一系列优点正广泛应用于建筑的建设与管理中。鉴于我国智能建筑市场蓬勃发展的态势，楼宇智能化系统的研发和应用越来越成为社会瞩目的焦点，在这一背景下，LonWorks作为一种先进、便捷的网络控制技术在系统的实现上具有明显的优势。本文从楼宇自动化系统的概念、组成及应用出发，阐述了基于LonWorks技术的楼宇自动化系统设计原则。

关键词：智能楼宇自动化系统设计应用LonWorks技术

中图分类号： TP27文献标识码：A文章编号：

Abstract: building automation system (BAS) is the use of computer and network technology to realize the automatic control equipment in the management system, as the core of the intelligent building, building automation system due to its advantages of a series of is widely applied in the construction and management of the building. View our intelligent building market of prosperity, intelligent building system research and development and application, has become a more and more focus the attention of the society, in this context, LonWorks as an advanced, convenient network control technology in the realization of the system has a distinct advantage. This paper, from the building automation system concept, composition and application perspective, this paper expounds the technology based on LonWorks building automation system design principles.

Keywords: intelligent building automation system design application LonWorks technology

1 自动化系统在智能楼宇中的应用

1.1 智能楼宇及其自动化系统概述

智能楼宇是将计算机技术、信息技术、通信技术与建筑艺术通过系统集成方法实现其有机结合，运用设备的自动监控，对信息资源进行高效的收集和处理，并通过建筑、设备的优化组合构成其安全便利、投资合理，及符合现代社会各类服务要求的建筑物系统。作为智能建筑的主要组成部分，楼宇自动化系统（BAS）是利用计算机及网络技术来实现楼宇内设备自动控制的管理系统，它将楼宇内部的各种设备都连接在统一的控制网络上，采用相应的技术手段，经由传感器完成现场数据的采集和传送，并依据特定的技术标准，对各设备工况进行实时的逻辑分析，再通过驱动执行器保证设备运行自动控制在事先设定好的工作状态内。

1.2 自动化系统的组成及其应用

目前智能楼宇自动化控制系统的组成主要包括：传感器、控制器、执行器、中央管理计算机与通信网络等部分。依据我国的行业标准，自动化控制系统还可分为消防与安防系统和设备管理与自控系统，其管理内容涉及到防火系统、防盗预警系统、变配电系统、空调机供暖及制冷系统、照明系统与电梯系统的监控与管理，包含了建筑設备运行的方方面面。楼宇自动化系统的优势在于：系统保证建筑设备以最佳工作状态运行，降低了设备的故障率、提高了其使用寿命，降低了维修成本和工作人员的劳动强度，有利于管理人员提高工作效率、减少人为操作失误。同时，合理的配置与优化节省了能源的无意义消耗，数据显示，合理的运行方式可以节约建筑设备能耗的15%以上，大大降低了建筑的能源开支的同时，也为物业管理的现代化提供了便利。

2 设计原则及应注意的问题

2.1 设计的总体规划与技术的选择

自动化系统设计的首要环节是设计目标的确立，应从建筑类型、应满足的功能需求等问题出发，对楼宇内部所有电器设备（变配电系统、空调系统、照明系统等）进行分析，制定出设备功能与运行状态的明细，对其控制目的、效果进行阐述，以合理评估出设备的最佳运行状态及组合效果。其次，应合理选择其总线技术等控制方法。自上世纪80年代末现场总线技术应用于过程自动化现场设备的控制以来，这种现场设备通过网络进行互联的通信技术改变了传统控制系统的结构、安装及设计方法，目前已在各类智能建筑中广泛普及。由于自动化系统的监控范围较广，功能要求多而分散，为保证各子系统运行的独立性，目前多采用集散式的控制系统，但这种系统普遍存在着实时性不高、交互性不强的问题。而以LonTalk作为标准通信协议的LonWorks技术遵循国际标准化组织（ISO）公布的开放系统互联（OSI）参考模型的定义，提供了OSI参考模型定义的全部7层协议，通过变量直接面向对象通信，网络协议开放，并可实现互操作。与传统的集散控制相比，LonWorks技术具有以下优点：LonWorks技术的核心元件Neuron芯片内部带有3个8位微处理器（分别用于链路层、网络层的控制和执行用户的应用程序），并包括11个I/O口和完整的LonTalk通信协议。包括神经元芯片的Lon节点具有通信和控制功能，部分节点故障不会造成系统瘫痪，提高了设备调试的便捷程度及系统的稳定性；其微处理器接口程序MIP软件可开发出各种低成本的网关，保障了各种网络互联的实现；此外，该技术还支持双绞线、电力线、电源线等多种通信介质及其互联，并提供LonBuilder、NodeBuilder等强有力的开发工具平台，有利于系统的设计、维护和升级改造。基于上述优点，近年来，LonWorks技术也开始广泛应用于我国智能楼宇的设计与建设中。再次，根据建筑特点优选技术形式后，还应做好系统的选择、测试、安装与调试工作。

2.2 基于LonWorks技术的楼宇自动化系统的设计

LonWorks技术是专门为实时控制而设计的，在Lon网络中大批设备与Lon的控制节点相互配合，使用LonTalk协议。经过多种传输媒体进行节点之间的通信，灵活组成各种各样的分布式智能控制系统。该技术能在控制层提供互操作的Lon现场总线技术，其安装的节点数远超其他现场总线产品，几乎囊括了测控应用的所有范畴，具有成本低、便于编程、操作、定制和扩展等诸多技术优势。

在系统的设计实践中，由于LonWorks技术的网络结构相对简单，并具有极好的扩展性，因此针对不同用户的功能需求，不需对网络结构进行修改，而可直接选用不同的控制节点，编程后再连接至控制网络即可。为体现系统易于集成、成本经济的优势，可将安保、空调、照明与通风等控制子系统设计为单一的开放式网络决策，如在房间内设置LR15133-10Helio多功能传感器，将个别房间中的供暖控制器从待机状态设置为舒适模式。光传感器检测进入房间的自然光并将此信息通过LonWorks网传输到Helio控制器，控制器自动在相关区域内调节光源，保持场所恒定的亮度，当有充足的自然光时，控制器就会关闭灯具。此外，基于LonWorks技术的Honeywell高级楼宇自控系统与其他Honeywell系统集成，还可控制包括暖通、照明、智能卡门禁、消防报警以及闭路电视监控系统。Honeywell Excel 10 FCU控制器可将房间温度保持在理想的范围内，并按客户需求采用PI算法控制的FCU与暖气片的自动运行，对室内温度进行控制。为实现上述系统中的供暖及制冷效果，应对其固件进行特别设计，使系统既节约了设备运行成本，又能配合用户的喜好调整各环境参数，体现智能建筑设计的人性化。

3 结语

综上所述，作为智能建筑的核心，楼宇自动化系统因其具有的一系列优点正广泛应用于建筑的建设与管理中。鉴于我国智能建筑市场蓬勃发展的态势，楼宇智能化系统的研发和应用越来越成为社会瞩目的焦点。而LonWorks作为一种先进、便捷的网络控制技术在系统的实现上具有明显的优势，随着该技术的推广和普及，新一代互操作式、开放型的控制系统必将给用户带来更加便利、经济、可靠工作和生活环境。

参考文献

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