建筑设备监控系统设计要点分析

建筑设备监控系统设计要点分析

作者：陈东年

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第18期

【摘要】作为现代化智能建筑的基本组成部分，建筑设备监控系统的应用对于改善建筑机电管理的自动化水平具有重要作用。本文首先对建筑设备监控系统进行概述，然后具体阐述了建筑设备监控系统设计要点，以期为相关设计与研究人员提供参考。

【关键词】建筑设备监控系统；设计；要点

智能化系统的设计，应依据建筑功能需求及建筑规模选择配置适宜的功能系统。因建筑设备监控系统具有降低运行成本、节能、优化环境、高效等优点，其在智能化建筑中获得了广泛应用。建筑设备监控系统的设计应充分满足建筑内设备监控管理的功能需求，系统软件配置及硬件设备等也均应符合工程应用标准，以此才能有效提高智能化建筑机电设备管理的自动化和科学化水平。因此，加强有关建筑设备监控系统设计要点的分析，对于改善建筑设备监控系统的应用水平具有重要的现实意义。

一、建筑设备监控系统概述

1、建筑设备监控系统

建筑设备监控系统是利用计算机自动对建筑内的电气设备实施测量、监视和控制的智能化系统，其主要工作任务有：对变配电设备、供配电系统、直流电源设备、备用电源设备、大容量不停电电源设备进行监控、测量与记录；对火灾自动报警与消防联动控制系统、公共安全防范系统的运行工况进行联动控制与监视；对排水系统的饮水设备、给排水设备及污水处理设备和热力系统的热源设备运行状况进行监控、测量与记录；监视动力设备、照明设备、自动扶梯与电梯运行；对通风设备、空调系统、环境监测系统工作状况进行监控、测量与记录等。[1]

2、建筑设备监控系统设计目的及设计原则

（1）设计目的：提供经济可靠的最优能源供应方案，开展节能管理；利用最优控制，满足空调设计需求、环境舒适度要求及公共场所对环境固定要求；同综合安防及消防系统完成联动控制；在公共场所依据人员数量及内外环境温度状况，自动调整优化冷热源系统及空调通风系统运行参数；确保设备运行的高效性，降低工作人员工作强度；保障建筑内环境舒适，并实时、连续提供设备运行状况的数据资料，在集中处理综合分析的基础上开展设备管理决策，以提高设备维护和管理的自动化水平。

（2）设计原则：①可靠性，系统可靠性及成熟度高，系统在试验及应用阶段应具备良好的实践效果，且应具备应用与同类项目业务的业绩；②实用性，系统具有较高的实用性和经济性，能满足建筑节约能源、方便物业管理、提高设备使用年限的需求；③先进性，系统设计时

应尽量应用国际先进技术，确保在规定年限内仍具有较高的适应性；④便利性，系统设计时应考虑操作的方便性，简单易学，工作界面友好，符合工程学原理；⑤兼容性，系统使用国际标准通信协议，具有同各机电设备连接的良好接口，如消防报警系统、变配电系统、柴油机、冷水机组、发电机等。

二、建筑设备监控系统设计要点

1、设备选型

（1）做好监控点划分，依据监控区域选用恰当的现场控制器，其监控点容量应至少留设20%的余量；按照系统结构形式及现场控制数量选择系统中央控制站使用设备，整体系统应符合现场控制器、通信子站的数量要求和系统响应时间及总点数需求；（2）在智能建筑中，因监控设备种类及数量众多，且设备分散到建筑的多个部位，要求建筑设备监控系统应该是一个将分散控制与集中管理良好集成的总线制集散控制系统，所以现场控制器应安装在被监控设备相对集中的位置，以降低管线敷设工作量，通常将控制器安装在电控箱内挂墙明装；（3）依据现场监控设备的实际分布及选用的系统结构，制作建筑整体设备监控系统竖向系统图。[2]

2、确定系统监控点数量

在掌握被控设备数量及制定相应控制方案后，要确定各控制设备的监控点数量及监控点性质，针对性分析监控点实际监控的技术可行性，并制定监控点表。在建筑设备监控系统中，现场控制器采用的输入、输出信号通常包含4种类型：（1）DI：数字量输入，通常为触点闭合、断开状态，基本功能是对启动、停止状态进行监控及报警；（2）DO：数字量输出，基本功能是控制电动机的启动及停止过程和监控两位式驱动器；（3）AI：模拟量输入，通常有压力、湿度及温度等，一般采用4～20mA或0～10V信号；（4）AO：模拟量输出，主要应用于连续调节阀门及风门驱动器，通常采用4～20mA或0～10V信号。在控制点数量确定时要依据建筑设备监控系统不同级别设计标准，同给排水、暖通等工程设计人员共同协调，在制定设计图样的基础上选择控制点，编订控制点项目表。

3、集散型控制方式及结构设置

（1）现场控制层宜采用同层总线共享无主从方式与现场控制器连接，以便于数据管理与交换，控制网络可采用目前LONTALK、BACnet等主流标准网络控制协议，网络结构采用开放式工业布线标准，且网速应在76.8Kbps以上；现场数据控制器应能单独完成现场调节及控制过程；系统要充分应用自动控制、网路通讯及计算机技术等先进技术，建设以开放性Internet标准为基础的系统平台；

（2）系统管理层应能完成局域性数据联网，以改善数据管理水平，网络结构可采用以太网、支持TCP/IP，数据传输速率应高于10Mbps，以方便为网络控制器、服务器、集成网关、

中央控制站等提供高速通信。管理层的基本功能是集中管理建筑内的机电设备，监视设备运行状态并完成与其他智能机电设备、消防及安全防范系统的集成；

（3）系统监控平台应具备支持操作区域与图形界面的人性化定制功能，宜采用友好中文人机界面，以完成长期趋势记录分析、数据存储与参数控制、动态图表显示、监督控制、各种综合报告打印、运行周期统计、报警与维护管理等过程；[3]

（4）系统集成网关应采用开放标准通信协议，且能利用标准通信接口完成同其他智能机电设备的通信协议转化与连接；还可将第三方数据接入到系统内部，以形成系统所需控制逻辑，实现动态数据监视、报警、记录及联动等。

4、线路设计

线路设计可分为两部分：（1）现场控制器下的线路，主要为连接变送器、风阀、电器开关、水阀、传感器等的支线路，在机房内埋设通常使用明线槽或明管敷设，具体敷设方案应依据敷设场地及线缆数量进行综合制定；（2）由控制中心或弱电竖井到每个机房现场控制器间的连接线路，也就是干线线路，其通常采用穿金属管在弱电竖井内暗敷或电缆桥架方式。在电缆桥架敷设时应注意分开弱、强电电缆，若在同一桥架内敷设，应在中部位置安设金属隔板；电缆截面积的综合应低于桥架内截面积的40%；模拟量输入、输出应尽量采用屏蔽电缆，开关量输入与输出应尽量使用普通无屏蔽电缆。

结束语：

建筑设备监控系统的设计质量将直接关系着建筑整体的使用功能及运行质量，因此，相关技术与设计人员应加强有关建筑设备监控系统设计研究，总结该系统设计要求及关键部位设计要点，以逐步改善建筑设备监控系统的设计水平。

【参考文献】

[1]郭晓岩.建筑设备管理系统设计中应注意的问题[J].智能建筑与城市信息. 2012，06（10）：61-62

[2]裴燕玲，张钊.建筑设备监控系统的设计[J].IB智能建筑与城市信息. 2012，13（14）：74-75

[3]姚卫丰.对楼宇设备监控系统设计流程的探讨[J].自动化与仪器仪表. 2013，05（35）：57-58