導語：智能建筑集散控制體系的運用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1集散控制系統的組成及發展

集散型控制系統又稱分布式控制系統(DistributedControlSystem簡稱DCS)。集散控制系統是20世紀70年代隨著計算機技術發展而出現的。它的主要基礎是4C技術，即計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和CRT顯示技術。DCS系統分硬件和軟件兩種組成部分。其硬件部分主要有集中操作管理裝置、分散過程控制裝置和通信接口設備等組成。通過通信網絡將這些硬件設備連接起來，共同實現數據采集、分散控制和集中監視、操作及管理等功能。DCS系統軟件包括工程師站組態軟件、操作員站在線軟件、現場控制器運行軟件、服務器軟件等。

據不完全統計，迄今全世界已開發的各種類型的集散控制系統上千余種。雖然它們各具特色，但它們在系統組成和控制功能等方面，都有許多共同特點。從系統結構分析，集散控制系統是由三大基本部分組成，它們是分散過程控制裝置部分、集中操作和管理系統部分以及通信系統部分。分散過程控制裝置部分由多回路控制器、單回路控制器、多功能控制器、可編程序邏輯控制器及數據采集裝置等組成。它相當于現場控制級和過程控制裝置級，實現與過程的連接。集中操作和管理部分由操作站、管理機和外部設備如打印機、拷貝機等組成。相當于車間操作管理級和全廠優化和調度管理級，實現人機接口。在每級之間以及每級內的計算機或微處理器則由通信系統進行數據通信。集散控制系統三大基本部分的關系如圖1所示。1)第一級:現場控制級現場控制級是現場控制器(DDC)和其他現場設備組成。DDC直接與各種現場裝置(如變送器、執行器等現場儀表與裝置)相連，對現場控制對象的狀態和參數進行監測和控制，如設備與系統的狀態與參數檢測，報警，開環和閉環控制等。同時，DDC還與第二級的中央監控計算機相連，接受上層計算機的指令和管理信息，并向上層傳遞現場采集的數據(包括實時數據和特征數據)。在系統規模比較大而且可劃分為比較獨立的子系統的集散控制系統中，為了便于對子系統的監控與管理，可在這一層設置子系統工作站，對子系統進行有效的監控與管理。例如，在樓宇自動化系統中火災報警與消防工作站、安保工作站等就屬于這類工作站。2)第二級:監控級監控級由中央監控計算機(又稱操作站)及相關軟件組成，可監視現場控制級的信息，如故障檢測存檔、歷史數據、記錄狀態報告、打印顯示、優化過程控制、協調各站的操作關系，控制回路狀態和參數修改等。中央監控級一般采用工業控制計算機(PC總線)和專用計算機。樓宇自動化系統的中央監控計算機就屬于監控級。

為了保護系統安全，在這一級分設工程師工作站和操作員工作站，或者通過設置權限密碼限制不同人員進入系統的級別，以避免不必要的誤操作可能引起的對系統正常運行的干擾或造成事故與損壞。3)第三級:生產管理級生產管理級計算機是根據用戶的定貨情況、庫存情況、能源情況來規劃各單元子系統產品結構和規模，并且可以隨時更改產品結構，使生產線具有柔性制造的功能，是產品生產的常該級在中小企業自動化系統中就是最高一級了，對于具有第四級的大型企業，生產管理級可與上層交互傳遞數據，并接受管理指令。4)第四級:經營管理級(在結構圖中沒有畫出)經營管理級是工廠自動化系統(FactoryAuto-mation)的最高層，它的管理范圍包括工程技術、經濟和商業事務、人事活動、財務活動、生產規劃和市場分析等，并存儲和處理大量的信息。通過綜合產品計劃，在各種變化條件下對各種多樣的信息和裝置進行合理的配調，如產品的經營、銷售、訂貨、接收以及產品產量和質量的調整、調度生產計劃、財務管理、設備管理、總場管理等，以能夠最優地解決某些問題。該級常采用小型或中型計算機，并與其他相關工廠或機構，如銀行、稅務、交通等組成廣域網并提供大范圍的金融業務、稅務及產品售后服務和技術支持。

2智能建筑的特點

DCS系統過去只應用在少數大型企業的控制系統中，但隨著4C技術及軟件技術的迅猛發展，到目前已經在電力、石油、化工、制藥、冶金、建筑等眾多行業中發展應用。智能建筑是為適應現代社會信息化與經濟國際化的需要而興起，是隨計算機技術、通信技術和現代控制技術的發展和相互滲透而發展起來，并將繼續發展下去。智能建筑的定義各國都有自己的講法，不過都大同小異。在我國，所謂智能建筑“是以建筑為平臺，兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統，集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優化組合，向人們提供一個高效、舒適、便利、安全的建筑環境。”為了實現智能建筑定義中提出的高效、舒適、便利、安全的建筑環境，就需要建筑物具有一定的21世紀綠色和環保的時代主題。以綠色、環保、健康和節能為目標，實現人與自然和諧的可持續發展;另一方面還要滿足智能化建筑特殊功能的要求，適應智能化建筑動態發展的特點。其智能化系統是相對需求設置的。從安全性出發，就需設置火災自動報警與聯動控制系統以及安全防范系統，在安全防范系統中包括防盜報警系統、閉路電視監視系統、出入口控制系統、電梯群控系統、應急廣播與應急照明系統等，從而確保大樓內人員生命與財產的安全，確保計算機網絡中信息資源的安全;考慮到舒適性與高效性，需設置建筑設備監控系統，實現對溫度、濕度、照度及衛生度等環境指標的控制，使入住者獲得生理與心理兩方面的舒適，工作具有高效率與高創造力。通過對建筑物內大量機電設備的全面監控管理，實現多種能量監管，達到節能、高效和延長設備使用壽命的目的?？紤]到工作上的高效性和便捷性，需設置方便快捷和多樣化的通信網絡系統和辦公自動化系統，以創造一個迅速獲取信息、加工信息的良好辦公環境，達到高效率工作的目的。因為建筑設備監控系統、安全防范系統和火災自動報警系統按其功能均屬于建筑設備自動化管理范疇，所以按國際及國內習慣，將其概括為建筑設備自動化系統。在我國智能建筑設計標準中對建筑設備自動化系統的定義為:將建筑物或建筑群內的電力、照明、空調、給排水、防災、保安、車庫管理等設備或系統，以集中監視、控制和管理為目的，構成綜合系統。因而，智能建筑中的智能化系統主要是由建筑設備自動化系統、通信網絡系統和辦公自動化系統三大子系統組成。

這三大子系統在智能建筑中并非獨立堆砌，而是利用計算機網絡和通信技術，在各系統間建立起有機的聯系，把原來相對獨立的資源、功能等集合到一個相互關聯、協調和統一的完整系統之中，通過建筑物內所設的綜合計算機網絡管理系統對各子系統進行科學高效的綜合管理，以實現信息綜合、資源共享，這就是智能建筑中的系統集成。要實現系統集成，需要有一套標準的布線系統作為建筑物或建筑群內部之間的傳輸網絡，它既使話音和數據通信設備、交換設備和其他信息管理系統彼此相連，又使這些設備與外部通信網絡相連接，這就是綜合布線系統。綜合布線系統和公共通信網是實現智能建筑系統集成的橋梁。由此可見，智能建筑是以綜合布線系統為基礎，以計算機網絡為橋梁，綜合配置建筑物內各功能子系統，全面實現對通信系統、辦公自動化系統、大樓內各種設備(空調、供熱、給排水、變配電、照明、電梯、消防、公共安全)等的綜合管理。

3集散控制系統在智能建筑中的應用

集散控制系統廣泛應用在樓宇自動化系統中，是由于它具有許多優良特性。與模擬電動儀表比較，它具有連接方便、采用軟連接的方法連接容易更改、顯示方式靈活、顯示內容多樣、數據存儲量大等優點;與計算機集中控制系統比較，它具有操作監督方便、危險分散、功能分散等優點。在現代智能建筑中，需要實時監測與控制的設備品種繁多，而且也很分散，分布在樓宇的各個部位。而集散控制系統正是解決了智能建筑中設備分散，難于統一管理這一缺點。就樓宇自動化系統而言，一般只設集散控制系統的第—級和第二級。集散控制以分布在現場被控設備附近的多臺計算機控制裝置，完成被控設備的實時監測、保護與控制任務，克服了集中式計算機控制帶來的危險性高度集中和常規儀表控制功能單一的局限性;集散控制系統安裝與集中在控制室并具有很強的數字通信、CRT顯示、打印輸出與裝有豐富控制管理軟件功能的管理計算機，完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制功能，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難與無法統一管理的缺點。管理計算機與現場控制計算機的數據傳遞有通信網絡完成。集散控制充分體現了集中操作管理、分散控制的思想。集散控制系統在樓宇自動化控制中一般有以下三種應用:按建筑層面組織的集散型樓宇控制系統、按建筑設備功能組織的集散型控制系統、混合型的集散型控制系統。

3．1按建筑層面組織的集散型樓宇控制系統對于大型的商務建筑、辦公建筑，往往是各個樓層有不同的用戶和用途(比如首層為商場，二層為某機構的總部……)因此，各個樓層對樓宇自動化系統的要求會有所區別，按建筑層面組織的集散型樓宇自動化系統能很好的滿足要求。按建筑層面組織的集散型樓宇自動化系統方案如圖2所示。這種結構的特點是:1)由于按建筑層面組織的，因此布線設計及施工比較簡單，子系統(區域)的控制功能設置比較靈活，調試工作相對獨立。2)整個系統的可靠性較好，子系統失靈不會波及整個樓宇系統。3)設備投資較大，尤其是高層建筑。4)較適合商用的多功能建筑。

3．2按建筑設備功能組織的集散型樓宇控制系統這是常用的系統結構，按照整座建筑功能系統來組織。這種結構的特點如下。1)由于是按整座建筑設備功能組織的，因此布線設計及施工比較復雜，調試工作量大。2)整個系統的可靠性較弱，子系統失靈會波及整個建筑系統。3)設備投資省。4)控制和功能相對單一的建筑(如企業、政府的辦公樓、高級住宅等)。

3．3混合型的集散型控制樓宇系統這是兼有上述兩種結構特點的混合型，即某些子系統(如供電、給排水、消防、電梯)采用按整座樓宇設備功能組織的集中控制系統，另外一些子系統(如燈光照明、空調等)則采用按樓宇建筑層面組織的分區控制方式。這是一種靈活的結構系統，它兼有上述兩種方案的特點，可以根據實際的需要調整。