[摘 要]：通过建筑设备电气自动化系统不仅对办公楼的电气设备控制达到智能、自动控制的目的，还能有效节约能耗，一直是当前办公建筑建设研究的重点领域。本文首先对建筑设备电气控制系统的背景与现状进行阐述，进一步探讨建筑设备电气控制系统的构成与功能，并对建筑设备电气自动化控制系统节能模式进行分析，最后将上述理论应用于A公司总部办公中心，深入研究如何构建建筑设备电气自动化节能控制系统，本课题适应于办公楼自动化节能控制系统，具有一定的理论意义与实用价值。
[关键字]：建筑设备电气控制系统；办公楼；电气自动化
一、A公司办公中心建筑设备电气自控系统设计
（一）A公司建筑概况
A公司办公中心主要由6栋建筑组成，该项目电气设备自动化控制系统由于A公司办公中心功能分区的差异性而进行不同的设计，其主要功能分区为以下几部分：
地下部分:在东部地下部分主要分为停车场及其设备用房，例如配电中心、空调机房等。各类电气设备有冷冻水泵与冷却水泵各四台，直燃机两台，热水泵和冷却塔各设置两台，其中冷却塔设置在屋面，积水坑二十个、潜水泵共计三十八台，并配置了相关设备等。西部的地下部分大致与东部地下部分空间配置相同，其设置配置也一致。在地下车库的位置还设置了通风机十四台，由于地下部分设备较为集中，在东、西两部分各设有独立工作的控制器XL500。
地面部分主要为6栋办公楼，在各楼层空调机房内配置了柜式空调器三十八台，整栋楼配置电梯六部，其机房设置在顶楼，公共照明区域主要为走廊及其楼道。B办公楼分为6层，在各层空调机房中配置有空调机六台，变频空调八台，整栋配置电梯共计三部，其机房设置在顶楼，公共照明区域主要为走廊及其楼道。
C办公楼分为6层，在各楼层空调机房内配置了柜式空调器三十六台，整栋电梯共计九部，其机房设置在顶楼，公共照明区域主要为走廊及其楼道。
D办公楼分为6层，在各楼层空调机房内配置了空调机组六台，整栋电梯共计四部，其机房设置在顶楼，公共照明区域主要为走廊及其楼道。另有两栋建筑为会议中心与接待中心。
会议中心分为6层，在各楼层空调机房内配置了空调机组十八台，整栋电梯共计四部，其机房设置在顶楼，公共照明区域主要为走廊及其楼道。
接待中心分为4层，在各楼层空调机房内配置了空调机组十七台，整栋电梯共计五部，其机房设置在顶楼，并且在屋顶设置了风机三台，公共照明区域主要为走廊及其楼道。
（二） 建筑设备电气自动化控制系统设计
1、设备节能运行方案
在A公司办公中心自动化控制的首先任务就是在确保满足建筑物舒适性的前提下，尽可能做到节能控制。在该项目中利用了空调分区管控、冷冻机组群控、空调温/湿度控制、设备寿命平衡控制等一系列先进的节能手段，来实现节能，降低后期运行费用。 在建筑能耗中，除了空调能耗之外，其灯光能耗所占比例也较大，在项目设计时我们利用照明灯光控制系统对公共区域的灯光进行调节，并装备了自然光照检测设备，根据实际气候光照条件进行定时调度，更有效的降低能耗。
2、冷冻站控制
（1）冷水系统控制分析
冷却机系统机组监测及其冷水系统的其他相关设备监测这两大块为冷却机系统监测的主要内容。
在该项目的冷冻站构建了群控系统，建筑设备电气自动化控制系统利用相关数据接口即能从冷冻站获取相关的运行信息与参数，根据项目要求，增加了DI/DO点对机组进行开启、停止、手动运行、自动运行、故障情况等一系列的监测及其控制。
实现的监控功能如下：
启动流程如下:冷却水塔风机开启→冷却塔电动蝶阀开启→冷冻机冷凝器电动蝶阀开启→冷却水泵开启→冷冻机蒸发器电动蝶阀开启→冷冻水泵开启→制冷机组开启关闭流程如下：进行延迟三分钟制冷机关闭→冷冻水泵关闭→冷冻机蒸发器电动蝶阀关闭→冷却水泵关闭→冷冻机冷凝器电动蝶阀关闭→冷却水塔电动蝶阀关闭→冷却塔风机关闭。
实现平衡控制：详细记录与存储机组的运行时间，在进行启动时，会优先安排工作时间较少的机组，尽量使得运行时间均等，从而延长设备使用时间，维持系统的完整、稳定性。
对冷冻站机组、水泵等设备的运行情况及其故障情况实现动态显示，并能显示各类开关、阀门的开启情况。
对各类运行信息、传输数据进行记录和管理，包括运行情况、报警信息、开启/停止时间、运行时间及其历史数据等，并能在中央站进行显示。
由于该项目为办公中心，建筑使用的规律性较强，可根据上下班及其节假日等时间段对不同的设备进行时序控制，在不同的时间内合理的运行设备，从而节约能耗。
（2）冷冻水泵控制
对水泵的运行情况、故障情况及其手动自动情况进行控制监测；
记录并存储水泵的运行时间；
实现历史记录的存储；
利用电力控制箱发出水泵的控制及其状态信号。
（3）冷却水泵控制
对水泵的运行情况、故障情况及其手动自动情况进行控制监测；
记录并存储水泵的运行时间；
实现历史记录的存储；
利用电力控制箱发出水泵的控制及其状态信号。
（4）水箱的监测与控制
监测控制水箱液面位置，当液面位置过低或者过高时发出警报信息。对水箱运行状态进行数据记录。
（5）冷却塔控制
对水泵的运行情况、故障情况及其手动自动情况进行控制监测；
根据需供水温对冷却塔运行数量进行控制，需供水温温度低于设定值时减少运行数目，当需供水温温度高于设定值时则增加运行数目；
对进水阀门实现监测与自动控制；
对运行时间进行记录，并根据运行时间进行保养和维护提醒。
保持冷却水供水温度，加强其运行效率。
3、空调、新风机组控制
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图1新风机组原理图
实现控制功能包括：
判断回风温度和设置温度之间差异，利用PID调节热水阀和冷水阀开启面，实现送风温度的控制；
一旦回风温度提高调节水阀开启面则加大，温度降低时其调节水阀开启面减少；
监测二氧化碳含量，以控制新风阀门的开启面；
连锁风机与水阀的控制情况自动调节新风阀门与回风阀门的开启面，风机停止时则关闭新风阀和水阀，风机开启时，风阀延迟开启；
实现过滤网差压监测，以提醒用户对过滤网进行维护清洗；
通过时序编程安排风机的开启停止，并记录工作时间；
中央站可对设备进行温度监测和设置；
监测与控制设备的自动与手动情况；
自动采集建筑物外温度与湿度，以实现优化其自动控制及其焙值控制，并有助于提高节能效果。
中央站可利用图形对各个参数、信息进行查阅，可利用报表的形式进行导出或者打印。
4、排风系统
排风系统的主要监测控制功能为风机的运行情况及其开启/关闭控制、过载警报，并且可以记录风机运行时间，中央站可显示并记录上述参数，进行导出或者打印。
5、给排水系统
给排水系统的主要监测控制为监控水泵运行情况、故障情况及其手动、自动情况；水泵的开启或停止；水坑液面位置高低，当液面位置过低时排水泵停止工作，当液面位置过高时则进行警报，并利用排水泵进行排水；生活水箱液面位置高低，当液面位置过低时排水泵停止工作，当液面位置过高时则进行警报，并利用排水泵进行排水；消防水池液面位置高低，当液面位置过低时排水泵停止工作，当液面位置过高时则进行警报，并利用排水泵进行排水。中央站中央站可显示并记录上述参数，进行导出或者打印。
6、变配电系统监控
在该项目中利用集中电力监测系统来进行变配电的监测，利用集中电力监测系统的接口和电气自动化系统实现集成，在网络层进行数据共享，电气自动化控制系统利用以太网和TCP/IP协议，使用集成软件，通过电力监测系统的接口对所需数据进行读写。用户通过建筑设备电气自动化系统来监测和读取变配电系统的运行信息及其相关参数，可进行相应修改、操作，如读取信息、传输超出设定值，则会发出警报，自动进行相应逻辑控制。中央站可显示并记录上述参数，进行导出或者打印。
为了尽可能的扩大节能效果，我们加强了对用电的控制管理，在自动化控制系统中增添了电量监测及其管理的功能，其电量监测系统框架图如下所示：
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图2电量监测系统框架图
当主站对集中器发出指令时，集中器通过相应分析进行相应处理，例如抄读数据、实时监测等。利用电力线载波传输指令到终端器，采集相关数据后再传输到建筑设备电气自动化控制系统。集中器具有核心芯片，能对数据进行处理并进行数据通信，同时接收终端收据并发出控制指令。
（三）建筑设备电气自动化控制系统集成
1、系统集成方式
采用EBI系统集成平台，上层通讯网络为TCP/IP协议的以太网，可以和大楼局域网连接。控制网络为C一BUS，数据传输速率为78K一1MbPs，它把EBI工作站和DDC控制器、区域网络管理器连接起来，构成控制网主要骨架。从DDC控制器和区域网络管理器出发还有第三层分布式现场网络，构成更为分散的监控。根据它方设备的不同情况分别配置符合系统集成要求的通讯方案，以完成设备管理的系统集成。DDC能和控制中央直接通讯，DDC之间也能进行直接通讯。
利用EBI做为集成方式，还可与其他建筑系统进行集成，例如安保系统等，基本实现办公中心的全面管理与监控，与其他应用系统兼容性强，也有利于后期功能的扩展。
2、系统结构
由于A公司办公中心建筑群分散、功能各异并对集成化要求较高，为了满足其管理要求，建筑电气自动化控制系统以TCP/IP协议的以太网为基础，通过EBI集成平台集成，每个子系统实现就地上网，所有设备的信息、传输统一由现成进入数据库，利用服务器方式与软件授权、逻辑分区、系统划分等方法，对整个办公中心及其各建筑物进行集中与分别控制。
3、系统配置
从本质上来说电气自动化控制系统是计算机网络及其计算机应用技术结合而产生的，利用网络技术把不同类型的系统信息进行传递、共享，再经由应用技术平台进行管理，符合边缘性学科的特点。
在进行系统集成时应在各系统进行规划及其方案设计时就考虑系统集成的需要，以确保系统集成的有效性、可靠性与简便性。
在该项目中采用EBI建筑集成管理系统做为A公司办公中心，不但实现了电气自动化系统的控制功能，达到了不错的节能效果，并实现了实时控制系统、完备的管理功能，并为后续系统的扩展性提供了较好的可改造的空间。
四、结论
建筑能耗占社会总能耗的比重较大，因此加强建筑节能已势在必行。此文通过对建筑设备电气自动化系统节能控制设计展开研究，以A公司办公中心为例，设计出符合N公司办公中心建筑设备电气自动化控制节能系统，针对A公司办公中心的相关特点与需求，将提出的节能模式进行实际应用，通过对暖通空调、通风与变配电等方面进行优化控制，以达到节约能耗的目的。通过EBI系统集成，将A公司办公中心设备电气自动控制系统进行系统集成，从而进行统一管理与控制。
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