中国中元兴华工程公司 中元国际工程设计研究院自控所 王 健
【摘要】智能化技术的发展与应用在我国已有了明显的变化，人们对新技术、新产品的开发和使用
不仅势头不减，而且更加注重产品与实际的结合，深入探讨在设计过程中、工程施工中和建后应
用中的问题及其解决方法。而楼宇自控系统的设计正是大家所关注的内容之一。它之所以重要，
是因为其技术难度高、过程复杂，难于被人接受和掌握；也由于它关系到节能，更加被关注。
【关键词】智能化 节能 需求 实践经验 服务
1 楼宇自控系统设计的评价
如何评价楼宇自控系统设计的好坏呢？一个合格的楼宇自控系统的设计可以这样进行概括：它是一个通过对项目情况的分析和业主需求的理解，运用楼宇自控系统产品的功能和特点，结合设计人工程施工的实践经验，提出合理的、符合建设要求的解决方案，并用文字、表格和图形等进行表达的过程。
一些人对楼宇自控的系统与产品比较熟悉和了解，但对如何进行设计和所取得的施工经验略有欠缺。而另一些人虽然对楼宇自控的系统与产品比较了解，也能熟练的掌握设计方法，但对工程的实际经验却不足。然而，既了解产品、又能掌握设计方法，也有丰富的工程实际经验还不够，还要充分了解项目的实际情况和需求，将产品与实际进行有机地结合，充分发挥其节能、优化管理的优势，才算是一个合格的楼宇自控系统
的设计。
评价一个设计的好与坏，还应在设计中从楼宇自控系统与被控设备的接口形式及条件的确定、设备定货界面的划分，以及线缆敷设表达的完整与合理性等方面进行考虑。
2 楼宇自控系统设计的要点
2.1 熟悉和了解楼宇自控产品的功能和特点
只有真正熟悉和了解楼宇自控产品的功能和特点，才能很好地在设计中加以运用。
楼宇自控系统是现代控制领域里的先进产品的代表之一，采用了计算机、网络及检测与控制技术的DCS（Distributed Control System）集散控制装置，应用于建筑物中热工参数和机电设备的监控与管理。
（1）楼宇自控系统的主要功能（见图1 ）
对建筑内的机电设备及热工参数进行实时的检测和监控；通过丰富的计算机软件进行节能控制和各种优化控制；对各种参数进行显示、报警、操作、记录、报表和打印。
（2）楼宇自控系统的网络结构及组成（见图2）
在一幢建筑中各种机电设备（除消防系统的设备以外）和被检测的热工参数很多，分散在各个不同的位置和角落，通过安装在现场的直接数字控制器DDC（Direct digital controller）将各种信息进行采集并控制，采用网络通讯的方式与控制主机进行连接，并在控制中心进行集中的显示、操作和管理。
（3）楼宇自控系统的特点
直接数字控制器使得检测和控制更加精确、可靠；网络化的通讯使得布线更加方便、节省；分散的控制使得系统更加安全、容易；集中的管理使得操作和管理更加省人、省力；计算机的应用使得系统的功能更强大。
楼宇自控系统的产品生产厂家很多，特点也不同，但差异并不大。关于产品的具体特性，如：控制器CPU 的处理能力、网络结构及组网能力、通讯协议及速率、DDC 控制器I/O 点的构成、系统及软件的开放性、系统的集成能力等，大家可以在工作中通过产品技术交流会，相关杂志与报道、厂家产品介绍等进行深入了解，在此不作详细阐述。
2.2 掌握设计方法
掌握了设计方法是表达设计理念及工程实施方法，乃至后期运营的有效手段。
首先应知道设计图纸的组成。它的内容与其它弱电系统有所不同，在初步设计和施工图阶段的内容和重点也不一样。
（1）初步设计阶段
初步设计阶段要确定的内容包括：设计所要达到的目标和水平；系统设计的原则；系统规模大小和控制、检测的内容；初步的控制室面积、设备安装的位置及线缆敷设的路由；与相关专业的接口及界面；投资的估算；人员编制。
初步设计阶段的文件组成包括：初步设计的文字说明；楼宇自控系统的总体网络示意图；各种设备监控的原理图；主要的设备及材料表。
初步设计阶段应接收和提出的资料包括：接收初步设计要则（项目设计主师提出）；接收建筑的平、立、剖面图（建筑专业提出）；接收采暖、通风设备的被控数量、位置和控制要求的清单（暖通专业提出）；接收水系统设备被控数量、位置及控制要求清单（水道专业提出）；接收变配电室、照明控制及电梯控制要求（电气专业提出）；接收概算编制原则（技术经济专业提出）；提出总的用电负荷（电气专业接收）；提出控制室要求，如：面积、装修、空调、照明等（建筑专业、暖通专业及电气专业接收）；提出概算资料（技术经济专业接收）。
（2）施工图设计阶段
施工图阶段主要是根据已批准的初步设计，进行深化施工图设计，其主要目的是在建筑平面图纸上详细反映出系统、设备及连线的施工安装做法。
施工图设计阶段要确定的内容包括：在初步设计的基础上，按照水、暖、电等专业再次提出的详细资料重新复核检测、控制的内容和数量，并制定编号原则；根据被检测和控制的设备位置分布情况，合理地选择DDC 位置及数量，并确定网络路由。
施工图设计阶段的文件组成包括：施工图设计的文字说明；楼宇自控系统I/O 点表（见表1）；设备及材料表；仪表阀门定货咨询书；楼宇自控系统的网络图；设备监控原理图；外部管线连接图（或电缆表）；管线平面敷设图；控制室平面布置图（可结合其它弱电系统）。
施工图设计阶段应接收和提出的资料包括：接收建筑的平、立、剖面图（建筑专业提出）；接收采暖、通风设备的被控数量、位置及控制要求清单（暖通专业提出）；接收水系统设备被控数量、位置及控制要求清单（水道专业提出）；接收变配电室、照明控制及电梯控制要求（电气专业提出）；提出各用电点的位置和负荷要求及总的用电负荷（电气专业接收）。
2.3 抓住设计过程中的重点环节
（1 ）与相关专业的界面划分
楼宇自控系统的设计，区别于其它的弱电系统的设计，与相关工艺（如：水、暖、电等专业）紧密相关，在设计时能够清楚地划分提供设备的界限，可避免在工程招标时出现缺项和重复订货，减少了许多不必要的麻烦。在实际工程遇到许多这样的情况，列出如下：在冷冻机房内电动碟阀建议由楼宇自控厂商提供；空调机组或新风机组的风阀由空调厂家提供，执行机构由楼宇自控厂商提供；空调机组或新风机组的水阀由楼宇自控厂商提供；水泵的变频控制装置应随水泵供货；变配电站的综合监控管理系统应随高、低压变配电装置统一考虑。
以上内容应在设计时与相关专业协商解决。
（2 ）与被控设备的接口
确定好控制的接口是十分必要的，可防止在工程实施中因接口形式不对而无法连接，并导致部分设备或系统无法进行监控和管理，带来控制水平的降低。
接口的形式通常有两种，一种是数据通讯，另一种是通过接点进行连接。通常对于那些自带PLC 或计算机控制装置的设备，易采用数据通讯的方式，如：冷水机组的控制电脑、变频控制装置、综合电力监控管理系统、电梯的群控系统等。这时需要确定通讯的硬件连接形式和软件通讯协议。如果在被连接的双方无法通过一致的连接形式或协议连接时，也可采用符合OPC（互联协议）的方式进行通讯，设计时应给予明确。在被控的设备中，大部分是采用接点连接的方式，被连接的对象主要来自电气控制箱，设计时应明确对电气控制箱的接口条件，以便在招标时满足。通常应说明接口的点数、类型及对接线端子的要求。
（3 ）节能的考虑
节能是设计中的要点，也是设置楼宇自控系统的主要目的。大家都知道它是通过软件优化来完成的，但没有必要的检测和控制也实现不了。建筑中能耗比较大的部分主要为空调系统和照明系统，而在一般的建筑中通过楼宇自控系统实现节能控制的主要有：冷冻站内冷水机组台数的启停控制方式；冷冻水供水的预测控制（变温差、变压差）和冷却水随机控制（注：主要采用冷冻和冷却水泵的变频控制方式）；根据冷却水温度控制冷却塔风扇的节能控制方式；根据室外温湿度控制新风机组或空调机组温度给定值控制；最小新风量控制；照明的分区和分时控制。
3 楼宇自控系统设计与相关专业的关系
楼宇自控系统是智能化建设的重要组成之一，其设计的好坏也直接影响到智能化系统的开通和使用。需要设计的全体人员来关注，也需要相关专业的支持，特别是水、暖、电专业，应在本系统的设计时，从节能的角度出发，定位好控制水平。只有与弱电专业密切配合，才能共同完成好楼宇自控系统的设计。
4 结论
做好楼宇自控系统的设计，可避免工程在招投标过程的麻烦，减少在施工中的难度；为项目建成后的节能与安全运营带来效益和方便，并可充分发挥其监控管理的优势，以最少的人员提供迅速而快捷的服务。