时间:2022-03-22 12:19:50
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇智能化监控技术范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
中图分类号:TP273 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 08-0000-01
Intelligent Elevator Monitoring Energy Saving Technology
Ye Yun
(Yunnan Institute of Electronics Industry,Kunming650031,China)
Abstract:The level of quality of life has been a modern elevator technology intelligence on the increasing demands,especially in the speed of adjustment,Parallel control,etc.However,The current international trend of white-hot energy shortage problems,Various types of energy-saving technology in process R&D and market launch are acclaimed.The combination of intelligent and green technologies in terms of value or worth from the application of value.
Keywords:Intelligent;Elevator monitoring;Energy
一、智能化电梯的发展
电梯的发展经历了三次的飞跃。升降机作为现代电梯的前身,经历了从古希腊阿基米德设计的人力驱动升降机到鼓轮式升降机,到1835年以蒸汽机作为动力的升降机经历了驱动力改革的发展。到1853年美国研制出升降机的安全装置,才开始逐步在提高安全性的角度上来改进升降机,逐步形成了具有现代电梯雏形的曳引式电梯。在二战之后,再次将电子技术应用于电梯的改造之路,使得电梯进入一个发展的期。
改革开放以来,市场经济的飞速发展,人们在对精神需求增加的同时,对环境的要求也不断提高。人们对住宅环境和办公环境的要求从舒适、安全到科学管理再到现在的智能化和绿色环保。自从2001年智能化电梯进入中国以来,其控制技术更是加入了监控、报警系统、多台电梯并联控制等功能。近年来的电子以及微电脑技术的应用,将使电梯的发展再次步入一个质的跨越。
二、智能化电梯的故障检测
利用传感器检测电梯安全,就是从安全角度出发的技术融入。主要针对电梯运行中的失速等情况以及电梯内部形成模拟图像并进行监视,及早发现安全隐患。然而针对电梯外部,每层电梯间内等待电梯的人却缺乏足够的监控,也就是说无法对电梯外的人们的行为进行分析、判断和预测乘客的进一步行为动作。为了让人与电梯更加友好的交互,提供出色的安全服务,应该首先将电梯外部的检测控制作为首要完善手段,以期监视视频信息快速、准确的被利用与电梯的发展。
用于检测电梯故障的FMT微机在电梯运行时,对每个程序运行周期的输入、输出进行传感器检测,并通过逻辑运算判断电梯的运行状态,当检测数据与设置的故障条件相符合时,FMT微机则判定电梯此时产生故障,生成故障标志,并转化为故障码,在将故障码以一定的形式分类记录在FMT自带的寄存器的同时,再根据故障级别对电梯做出不同的故障处理。在电梯故障产生的过程中,如果同时出现多项故障,则按照级别最高的进行紧急处理。
三、智能化电梯的节能措施
目前新型的智能化电梯节能措施是在加入电梯外部监视器的前提下,利用触发按钮,每层摄像头或红外判断人员有无,实现智能识别,有人才动,无人休眠的调控方式,更对电梯的驱动系统进行启动控制,直接节省电能。
人像检测是基于电梯内外监控系统的图像信息处理技术,对随机给定的一幅静态图像或者视频序列图像,采用一定的算法和策略对其进行检测,并确定图片中是否含有人像。可以令电梯初始状态为休眠,在电梯监视和人像检测判定过程中,加入触发开关,一旦检测分析中出现人像,则信息传递给触发按钮,将其激活,并将电梯解除休眠,启动驱动力系统。在电梯处于休眠状态下的耗电量(主要为检测系统的消耗)要远远小于电梯驱动力系统待机状态下的耗电量,人像触发则令待机的无谓能量消耗缩减成为现实。
人像检测触发的技术关键有三点:一是人像检测,也即是如何设计能够从动态复杂背景中分离出人像的检测方式;二是人像跟踪,就是使用何种算法模型对人像进行动态的跟踪;三是人像对比,也即是对检测到的人像在人像库中的对比搜索,并确认人像的身份。通常情况下,人们在等电梯的时候,一般不会发生位置的明显变化,如果对移动人像点的检测进行匹配运算,人像检测器在可能存在人像的区域中采集样点、计算后使人像检测器向着相关度最大的方向移动并再次采集点,直至匹配位置到达最佳匹配点。
匹配运算的能够像眼睛一样在最短时间检测到人像并定位乘客的楼层位置,为下一步电梯的运作提供了准确的信息,迅速发现乘客是否有服务需求。将人像监控加入控制系统,当电梯监控器响应电梯监控通信请求时,采用socket接口技术在乘客请求使用时,将电梯控制器状态转换为相应接口并激活电梯的动力和运动方向。
非必要的提速和减速不仅会增加耗能量,也会引发远大于正常的机械磨损,与此同时,频繁的开门关门也会使电梯门的磨损增大,不利于延长电梯的使用寿命。当电梯频繁制动时,也会导致电梯内部的电阻发热,变为更大的电阻值,为了不让由电阻发热产生的高温影响电梯的正常使用,需要安装大排量的风机或者空调,这样就造成了能源的双向浪费。
四、结语
智能化电梯的未来需要与其他技术结合。与节能相比,电梯安全性能仍然是使用者的首选,因此双向安全系统的开发势在必行。安全并节能的电梯,不仅有利于提高产品的品质,更长远的利益是能够经得起经济市场化的考验。
参考文献:
中图分类号:TU855
近年来,计算机网络技术、现代自动控制技术和通信技术在现代化建筑的设计建造中得到了广泛的应用,从而推动了人们生活方式的改变,特别是随着各种智能系统的广泛应用,使居民的居住环境向着信息化、自动化、安全化乃至智能化的方向发展。
国内,随着人们对智能化楼宇系统需求的增加,越来越多的生产商开发了不同种类和功能的自动化设备和网络通信设备、智能监控系统等,然而在智能楼宇系统的设计和施工时,根据不同功能划分的系统被分别安装,一方面造成不同生产商的设备之间互不兼容,在系统信息交互等方面存在诸多困难;另一方面由于不同功能的子系统间彼此独立,导致系统资源共享实现困难。这种异构的系统方案造成了智能楼宇设备使用的诸多不便,为了解决子系统之间以及硬件设备之间的互连和互操作性问题,就要求构成智能楼宇的电气设备的各个异构子系统具有开放式结构,所采用的协议和接口都要标准化和规范化,使资源达到充分的共享,高效率的完成规定的任务。
1智能楼宇监控系统的结构分析
智能监控系统技术运用楼宇智能化电气设备监控系统,为业主和用户提供良好的工作和居家环境,并使楼宇内的供配电、给排水、空调通风、电梯、照明等系统设备始终处在最佳运行状态,确保楼宇内各个子系统运行的经济性、稳定性和智能性。以达到舒适、安全、健康、经济和节能的目的,因此电气化智能化的楼宇系统广泛受到建筑设计、施工方的重视。
智能监控系统的主要功能是对各监控与管理可提供设备运行管理和楼宇经营管理,同时对楼宇进行节能控制。智能监控系统主要包括电气设备监控系统、供配电控制系统、空调系统、给排水监控系统、电梯系统等多个子系统构成,如图1所示。
楼宇智能化电气设备监控系统主要是对楼宇内的电力、照明、空调、给排水等机电设备或系统进行集中监视、控制与管理、以保证这些设备安全可靠地工作。
保证楼宇智能化系统顺畅、稳定运行的基本条件是安全可靠的软硬件系统。例如,供配电子系统在要确保楼宇基本供电的同时,还保证楼宇内电路的稳定性和电流的安全性。因此,必须在系统中同时嵌入各种监控设施,主要对楼宇内各个开关的闭合状态,电路中电流的大小以及升降压设备的温度等进行实时和全面的监控,从而保证楼宇内供配电的稳定安全,真正到达系统的智能化管理。
现代楼宇的节能是智能化楼宇面临的新课题。大型建筑的能耗主要包括照明、空调、供热、通风以及其他电器设备的使用等,为了使智能化楼宇的能耗明显降低,有必要通过使用各种节能设备和绿色能源,对楼宇的能耗进行智能化控制。实践证明,对各种设备的进行节能控制能够取得明显的节能效果。例如,在小区内应该对走廊,停车场等人员流动较小的区域设计回路分组控制电路,并使用声控和其他感应式传感器等;在楼宇的空调系统中,设计空调设备的最佳启动、停止控制电驴,对空调实施有效的节能控制,在减小系统能耗的同时还能降低楼宇电路系统的负荷,提高整个系统的稳定性和寿命;对于智能楼宇的给排水系统,可以设计出不同水箱、容器等的水位和水压的监测电路,并设计相应的水泵启动、停止控制系统,对楼宇的给排水进行节能控制。
图1智能楼宇系统示意图
CBD等综合性大楼是智能楼宇系统应用最多的方向。在综合性楼宇建筑中,一般都设包括办公室、写字间、会议室、饭店、公寓等,造成楼宇系统管理和监控的困难,特别是火灾等的监控更方面,如果人们的防火意识淡薄或者放松警惕,就会增加火灾的发生。
2智能化楼宇电气设备监控系统的综合设计
2.1基于CORBA的系统方案的总体设计
智能化楼宇电气设备监控系统,是指通过包含电气监控系统和智能化控制系统,对楼宇建筑内的主要电气设备,供配电线路的等实施自动化的检测、控制和保护,并通过通信系统等,发展通信等综合性的自动化功能,提供系统全局信息资源平台;基于互联网技术实施内外网络多种信息的融合应用,实现楼宇内相关业务操作的自动化与智能化,实现全面的更高层次的企业信息集成方案;在此基础上,对楼宇的电气设备等进行综合管理,进而实现管理的智能化、节能化等。
基于上述目的和原则,系统设计规划将充分利用CORBA技术的优点,并以现代系统设计的面向对象原理和模块化设计的思想,在ORB软总线的基础上,利用CORBA提供的不同的系统服务,并针对电气监控与电能量管理的公共服务,构建出一个符合业务逻辑和要求的工程对象。基于CORBA的系统设计方案如图2所示.
图2楼宇智能化监控系统组成示意图
2.2数据采集与监视控制系统的设计
数据采集与监视控制系统的功能主要是监督控制,对楼宇的电气设备运行进行实施和全方位的监视。考虑到数据采集及其监控系统的数据传输多采用远程通信方式,具备有远程通信和大范围分布的基本特点。由于远程通信方式的数据处理量很大,因此需要安设通信信号前处理设备,从而能够尽量减轻系统中心服务器的载荷。另外,数据采集与监控控制系统的监控范围庞大,数据系统繁杂,因此不能追求系统的快速响应能力,更多情况下应该同时考虑系统软件和硬件的多点监控能力和系统的全局稳定性。
一般情况下,SCADA子系统会根据现场设备的需要,对不同的通信线路、通信协议等的访问进行控制和数据采集,同时,SCADA子系统还会向上级的CORBA总线提供多种接口,通过使其他的协议和服务器,对上级系统进行访问。因此,SCADA子系统相对与下级子系统来说是禁闭的,但对其上级系统会提供统一的服务。因此,SCADA子系统可以被上级的服务器,通过不同的接口进行访问、控制和数据交换。
3总结
智能建筑的特征是将各种与信息相关的楼宇设备通过建筑内的综合布线系统连接起来,并保持这些设备与建筑的协调,从而舒适的信息化空间得以构成,人们在信启、社会中的快节奏和开放性需要得以满足。本文主要研究了此类楼宇智能化监控系统在设计、与施工应用中的若干问题,首先总结了楼宇智能化监控系统基本结构和功能,随后基于CORBA的系统方案对智能化楼宇电气设备监控系统进行了整体设计,最后指出了楼宇智能化监控系统在施工应用过程中的需要注意的问题。本文的研究对智能化楼宇监控系统的应用具有指导意义。
参考文献:
[1]李馨蓉.智能楼宇监控系统整体方案设计[J].计算机工程与应用,2002(5).
中图分类号: TM7 文献标识码: A
引言:
随着经济社会的发展变化,电网的建设和供电状况的发生改变,当前农村电网与县域经济发展不相适应,农村电网建设及设计标准低,电网结构和潜在的电网安全运行环节薄弱,农村供电可靠性差(包括供电能力、供电质量、安全状况等),企业经营效益受电网建设滞后的制约,已难以支撑农村经济发展要求,原来的电网已经不能完全适应经济的发展要求,需要采用先进的设备和技术提升配网的智能化水平。
1、农村配网智能化监控技术
在城市化建设过程中,农网体系是重要的组成部分。农村配网是农网体系中一个核心环节,它是输电网与用电网之间的纽带,也是整个电力系统中线路最多、网络拓扑最为复杂、网架最为脆弱的一个环节。所以在农网智能化中智能配电网的工作是重中之重。农村配网智能化监控技术研究的目标是采用更加可靠先进的传感、通信和控制终端技术,实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、全面和详细的监视,提高电网的可观测性。研究智能配电网控制理论和方法,实现电网自愈控制。研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术,优化发、输、配、用各环节的协调调度。研究利用电力电子技术,实现电能质量控制和电能的灵活分配,降低损耗、提高供电可靠性和电能质量,最终形成技术领先、切实可行、认识一致的智能配电网整体解决方案、系统及设备,为全面建设农网智能化奠定坚实基础。
2、智能化监控技术在农村配网中的应用
随着通信技术、计算机技术、微电子技术和新材料科学等迅猛发展,建立智能化配网所需的相当一部分关键技术已经逐步成熟,并且在农村配网智能化监控系统中越来越多地得到应用。
2.1 配电线路故障在线监测技术
目前故障在线监测系统主要通过挂装在配网线路需要监测的位置上的故障检测终端,实时监测线路运行情况,在电力线路出现短路故障、接地故障、过流、停送电等情况下,将采集的特征数据传送到监控中心。由监控中心的系统软件结合线路拓扑结构对这些信息进行分析,确定出精确的故障位置。
针对农村配网线路长、分支多、电网运行方式变化大、负荷率低等特点,对线路故障(如短路、接地和过流)采用延时电流突变量作为主要故障电流判据,降低故障判断对电流检测精度的要求,另外对接地故障采用电容电流作为判据,其准确性依据线路的总长度,而不依赖负荷变化和大小,所以适用于农村配网线路。某供电公司于2009年9月建立并运行了一套故障在线监测系统,覆盖了广南线、马海线、马郎线、马小线和马中线。截止到目前,该系统取得了良好的实际应用效果,故障的平均查找时间由原来的至少2个小时缩短为低于30 s,平均单次故障引起的停电时间由原来的6~8小时缩短为1~2小时,极大地提高了供电可靠率。
2.2 馈线自动化技术
馈线自动化技术是农网智能化监控技术一种重要的技术。目前馈线自动化系统大致可分为三类:基于具有就地控制功能的线路自动重合器或分段器的馈线自动化系统;基于馈线FTU和通信网络的馈线自动化系统;集中控制+就地智能的馈线自动化系统。针对农网馈线自动化系统,应该根据网络的实际情况进行方案选择,并需要考虑以下问题:评价架空网、配电网自动化供电方案优劣的首要依据是供电可靠性,包括故障停电范围、停电次数、停电时间、恢复供电时间。在架空线网中,重合器方案具有现实的和技术的优点:架空线路故障的80%是瞬间故障,采用重合器隔离瞬间故障,能大幅度提高供电可靠性;由于强电的危险性,线路发生故障时,希望现场问题就地解决,不宜扩大,减少人为复杂化;重合器的智能化程度高,使供电网络能独立运行,不依赖于通信系统、主站系统,同时可以统一规划,分步实施;由于故障多发生在分支线低压台区,支线可以采用智能分段器与干线重合器保护配合的方式。县级城市配电网的特点是架空线网、供电半径在5 km以内,推荐双电源环网供电,并采用三开关四分段重合器方案。无论是依靠智能开关设备保护配合隔离故障还是通过通信、主站软件隔离故障,均希望简化电网联结的复杂性对一般的城区和农网,采用双电源环网供电,完全能满足客户的用电可靠性要求。分支线在配电网中占很大比重,又是事故多发区,因此对分支线路故障检测、判别、隔离应该作馈线自动化的重点。
2.3 农网SCADA可视化技术
随着电力电子技术的发展,目前各种针对配电线路和设备的终端监测装置已经得到了广泛的应用,完全可以实现配电网的实时全景信息的采集。但是农村配网由于结构复杂,线路和设备众多,所采集的数据量非常大,很难准确快速地从海量数据中提取有效数据进行分析。因此可以利用SCADA数据平台和计算机图形化技术对各类数据进行处理和分析后,以动态图形方式进行展示,实现网络运行状况的可视化。采用这种方式,管理人员只需要看几幅图片,就可以知道农村配网运行健康状况,极大地减轻了工作强度,提高了工作效率和管理水平。例如,以图形和数字相结合的方式显示每条线路主干、分支、客户终端线路的电流和功率;以图形和数字相结合的方式显示配电变压器的功率和剩余可用容量;以动画形式显示线路开关状态和动作过程;以动画形式展示环网供电线路功率流向;利用等高线的图形显示方式,反应区域的电压大小等。
2.4 无功优化与补偿技术
随着电网规模日益增大及复杂,传统无功优化方法的不足日益突出。尤其表现在无功补偿虽然达到局部最优,但是很多地方电压无功质量却上不去,从全网角度而言,降损效果不明显。因此亟须提出一种有效降低全网网损的无功优化方法,根据电网结构、负荷性质、运行参数等因素进行科学合理的无功优化补偿配置,使得农村配网无功在分层、分区就地平衡的基础上,达到全网指标最优,有效提高农村配网运行的安全性、经济性和可靠性。
农村配网自动化发展迅速,使得实现全网无功优化成为可能。各补偿点信息通过农村配网自动化系统通信通道交流汇总于控制中心,通过无功优化系统实现全网无功优化计算和优化补偿:根据全网无功优化计算结果,调节有载调压变压器分接头,投切静止补偿器和并联电容器,实现跟踪负荷变化的电压和无功动态调节,满足电网安全、经济运行目标。农网全网无功优化补偿策略主要体现在:高压网以变电站集中补偿为重点,中压网以10 kV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点,低压网及以下以用电客户侧分散补偿为重点。高压配电网无功补偿在变压器低压母线上进行补偿,补偿容量可按主变容量的10%~30%(或更灵活)进行配置,推荐两种类型补偿设备:一是能够实现平滑调节的补偿设备;另一种是一组固定容量加若干分组可自动投切容量的补偿设备,固定容量用以补偿变压器空载损耗。对于谐波污染较严重地区,可加装无源滤波综合治理装置。在运行阶段可验证补偿容量设置是否合理、分组容量是否恰当,补偿中以整个高压配电网为对象进行优化计算,确定各个补偿点的投切容量和变压器分接头档位。
3 结束语
随着电网统一坚强智能电网建设的逐步推进和发展,以及智能化监控技术的研究突破和工程应用,具备全景化预警控制,可视化多维监视,智能化故障处理,一体化运维支撑等特征的智能化监控系统将成为今后农村配网改造不可或缺的重要组成部分,将为社会主义新农村建设提供更好服务和更先进的技术。
智能建筑的优势日益突出,增加了其受重视程度。国内部分施工单位不具有相应智能建筑的施工资质,导致智能化发展缓慢,对应楼宇、消防、自动化系统无法全面匹配,整体调度控制方面无法满足实际需求,降低了业主满意度。主要原因在于技术手段落后,无法充分落实智能建筑全新理念。现代城市化发展较快,对应智能建筑的功能日趋完善,增加自动化技术的分析研究具有重大意义。
1智能建筑自动化控制技术的概述
智能建筑是在传统建筑体基础之上,进行现代电气自动化、计算机通信、便捷通信等方法的设计,保证建筑体提供功能齐全、舒适便捷、管理维护高效的新体系,是未来建筑发展的必然趋势。可全面满足当代社会工作、生产、生活的基本需求,提高生活效率,降低维护成本。自动化控制技术在各行业中的应用日益频繁,如工业、农业、军事行业等。借助自动控制技术可免去大量人为参与等行为,根据相应设置参数、设备特点进行装置自动运行设置。促进现代科技的应用发展,同时借助新科技不断升级自动化控制技术,据报道,现阶段,自动化控制技术逐渐朝着以模糊逻辑、专家系统、遗传算法等为主的智能控制方向发展。
2弱点技术与智能建筑的关系分析
智能建筑中,弱电设备较多,一般将弱电系统视为智能建筑的核心部分。现代智能建筑包括通信、自动控制、综合布线等方面,如图1所示。图1智能建筑构成要素示意图图1中可以分析得出,自动控制、计算机作为主要部分,对智能建筑的综合控制影响较大,可提高内部软件配置等级水平,提高建筑体功能服务的全面合理性。其中弱电技术是智能建筑的主要载体,借助建筑内部信息进行处理控制,提高传感设备、信息通信的实际运营效率,实现智能管理。且推进对应图像处理、集成控制能力,带动智能建筑的功能日趋完善。
3自动控制技术的应用分析
3.1通信自动化
智能建筑的通信系统是维持楼宇正常通信功能的关键,同时可实现图像传输、外部通讯等功能。整个系统需要从实际用户需求角度出发进行设计,保证智能化、科学化、人性化发展。支持多种形式的数据传输,如文本、图像、视频等。通信系统一般包括固话通信、移动通信功能,这是用户基本需求,在移动通信普遍盛行的今天,固话的地位仍然很重要。语音通讯系统能够及时呼叫用户所在单位,多媒体通信系统通过电话网,分组数据网等介入,服务于办公系统,视讯系统也是重要的子系统,楼宇办公,监控,用户通信都需要这个功能,电视通讯系统和公共广播系统则属于基础设施,公共广播系统则包括视频点播,同声翻译等。所有通讯系统共同维持建筑内部和内外部之间的正常通信。
3.2楼宇自动化
楼宇自动化是指楼宇中电力设备,如电梯、水泵、风机、空调等,其主要工作性质是强电驱动。通常这些设备是开放性的工作状态,也就是说没有形成一个闭环回路。楼宇自动化是智能楼宇的一部分,利用计算机等控制设备实现对各种系统的信息采集和自动控制,主要包括:空调/新风系统、冷/热源系统、变/配电系统、给/排水系统、送/排风系统、照明系统、电梯系统等。楼宇自动化系统采用分散控制集中管理的机制,分散控制器通常采用DDC,主要目的是将建筑内部各种自动化设备进行分析,处理并且采用智能化控制手段,营造温馨舒适的生活空间,同时降低系统运行的资源消耗、实现良好的经济效益,保证设计合理性、管理先进性、回收可执行性的操作控制。楼宇自动化属于智能建筑中技术要求较高的部分,需要保证对应设备的运行稳定,其设计等级、使用水平与建筑结构智能化控制相关度较高。此外,楼宇自动控制还需进行集成设计考虑,原因在于楼宇自动相关设备的功能实现、维护管理需要建立相应的数据库平台,保证设备故障、维修等全面登记。可根据设备运行维护规律进行相应预定方法,保证维修处理的高效性。
3.3办公自动化
办公自动化系统,就是集办公和管理于一身的系统,是利用计算机技术,全面的收集、处理办公信息,办公自动化是提高企业,事业单位工作效率的必然,因为电脑网络的普及,以前很多繁杂的工作,通过使用office办公软件,实现办公自动化,让企业快速发展起来。目前我国基本实现计算机的应用,大多数都是依靠计算机的管理来自动运行。但办公自动化水平比较低,主要设备就是传真机,复印机,企业内部局域网等通讯设施。办公自动化控制中需要注意便捷性特点,相关设备操作简单、技术方法便于理解,可提高办公设备的实际应用程度,对应办公设计的相关软件需要具有人性化特点,满足大部分人群的使用习惯为宜。此外,还需具有较强使用性,尤其是使用频率高的系统,避免重复使用导致的系统不稳、甚至系统瘫痪,不可过多依赖于硬件设施,需要充分加强网络技术优化实现对系统配置的最优化调整。再者,开放性,例如微软的办公软件套装都可以关联使用,系统软件要具备关联性,能够配合其他子系统或者软件共同完成办公目的,要采用整合性和兼容性强的架构作为基础技术框架开发相关系统。办公自动化系统也要具备严密性和实用性,尽量满足用户实际需求,改变办公方式、提高办公效率、节约传统沟通的鸿沟,便于其快速高效完成办公作业内容。
3.4保安自动化
智能建筑中需要注重安全管理等方面的影响,传统小区管理过于依赖人工操作,隐患多、危害大、安全性低,已经引起社会大众的关注。智能建筑中借助电子设备、网络技术实现了先进科学的保安自动化。包括身份识别系统,监控系统,火警和防盗警报系统,系统自身内部网络要建立防火墙等安全措施,方式外部人员进入内网,而内网要留有和公安系统等安全部门的接口。一旦危险发生即可瞬间触动警报,及时提醒住户并实现报警操作,门岗管理、房门安全管理借助身份识别提高安全等级,如指纹识别等。车辆管理中,可借助射频设备实现控制,避免陌生车辆的随意进出,带来不必要的危险。
3.5消防自动化
智能建筑中,火灾发生危害度高,内部设备、管线的安全等级较差,需要重点进行消防自动化处理控制,关键部位较多,如机房设施需要加强阻燃材料、探测报警体系、火灾信息传输体系等。各类系统设计需要充分考虑防火、灭火的实际能力。消防自动化控制可提高灭火、报警的实际操作能力,便于快速实现人群操作、高效指挥的目的。
4结束语
综上分析,智能建筑的应用较为先进,具有人性化、合理化、安全舒适的优势,在未来建筑行业中应用前景广泛,加强现代智能建筑中自动控制技术的优化调整具有重大现实意义。现代智能建筑中,自动化控制已经成为不可或缺的部分,对整体功能管理和安全管理的重要性极大,必须加强对自动控制技术的研发,提高新技术、新材料在现代建筑的应用,带动社会建筑行业的长期稳定发展。
参考文献:
[1]戴伟杰.电气自动化在智能建筑中的应用探讨[J].轻工标准与质量,2015,(6):69+71.
智能化材料是指模仿生命系统,具有自感知、自反馈、自诊断、自调节、自修复能力的多功能材料。不同于其他类型的材料,智能化材料最大的特点是具有仿生命感知和自我调节功能,通过自身的自我感知从外界获取信息,做出判断和处理后发出指令,调整自身状态,从而更好地适应外界环境的变化。由于智能化材料有着传统材料无可比拟的优越性能,已逐渐成为全球研究和开发的热点,并在建筑中得到了广泛地应用,智能化建筑也逐渐成为现代建筑的主要趋势。
1.智能化材料的主要功能及基本构成
1.1智能化材料的主要功能
智能化材料的主要功能具体体现在以下几个方面:
(1)自感知功能。该功能可以对外界或内部环境的刺激强度,如电、光、热、化学、核辐射等的强度及变化进行检测和识别,并将识别到信息积累起来。
(2)自反馈功能。通过传感网络,对系统输入与输出信息进行对比,再将其对比结果反馈给控制系统,控制系统再适时地做出相应的反应,并采取必要的行动。
(3)自诊断功能。通过对系统目前的状况与过去的情况进行分析和比较,自行判断出系统存在的故障,并采取必须要措施予以校正。
(4)自调节功能。能够根据外部环境的不断变化,调整自身的结构和功能,并适时改变自身的状态和行为,确保材料系统始终以一种优化方式对外界变化做出正确的响应。
(5)自修复功能。通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制,对材料系统的某些局部损伤和破坏进行修补,使之可以迅速恢复到原始状态。
1.2智能材料的基本构成
智能材料主要有以下部分组成:
(1)基体材料。基体材料担负着承载的任务,通常以轻质材料为主。由于高分子材料具有粘弹性的非线性特征,而且耐腐蚀性强,重量轻,成为基体材料的首选材料,其次可选用轻质有色合金的金属材料。
(2)敏感材料。敏感材料主要用来感知识外界或内部环境的变化,因而担负着传感的作用。常用的敏感材料主要有光纤材料、压电材料、液晶材料、磁致伸缩材料、磁流变体以及电流变体材料等。
(3)驱动材料。驱动材料担负着响应和控制的任务,一定条件下可以产生较大的应变和应力。普遍使用的驱动材料主要有压电材料、电流变体、形状记忆材料以及磁致伸缩材料。
(4)信息处理器。信息处理器是智能化材料中的核心部分,主要对传感器输出信号进行判断和处理。
2.智能化建筑材料应用实例
2.1“智能皮”建筑材料
“智能皮”建筑材料由美国建筑大师师斯蒂芬?基兰和詹姆斯?廷博莱克开发而成。是一种可以在铝制框架上进行拉伸平铺的外包装材料,主要由两层聚脂膜(PET)构成,以柔性膜材料为基板材料,并在基板上喷涂一些带有能量储存、信息显示、照明、加热功能的微小粒子,开发出来的电子墙壁不仅价格低,还能任意改变功能,如投影、照明。聚脂膜表面是一层高纯度的树脂,内部含有一种相变材料颗粒,可以将白天在外界吸收的热量在晚上释放出来。两层聚脂膜材料之间存有5cm的空隙,空隙间用块状气凝胶填充,绝热系数不亚于填充了聚苯乙烯的43cm厚的水泥墙。由于智能皮表面有微型有机光电太阳能电池存在,因而可以直接通过吸收阳光为有机发光二极管和内部照明系统提供电能。
2.2智能涂料
随着材料科学及电子技术的不断进步,涂料材料的功能性日益增强,智能涂料也被广泛应用到生态住宅中。在冬季温度下降时,轻质热敏型涂料可适当地将起居室颜色从夏季的浅色调调至为冬季的深色调。智能涂料也具有健康卫生功能,将抗菌聚合体植入涂料中可杀死细菌。同时带有吸收性能的涂料不仅可以将厨房中的油烟味除掉,而且对灰尘有排斥作用,可改善住宅卫生。近年来,智能涂料在室内装饰的应用已有长足发展之势,也是智能建筑中必不可少的组成部分,有着十分广阔的发展前景。
2.3智能玻璃幕墙
智能玻璃幕墙由一个单层玻璃幕槽和双层玻璃幕墙组成。与传统玻璃幕墙相比,智能玻璃幕墙是一个各专业协调合作的多功能系统,既包括了玻璃支撑结构,又包括建筑服务系统以及建筑内部环境控制系统,采用热通道幕墙技术,不仅可以很好地控制室外光线,而且通风性能好。加之智能玻璃幕墙外侧是全封闭式的,因而可有效降低外界噪声对建筑内部的干扰。
2.4智能板材
模克隆多层紫外线防护IQ-Relex板材作为一种新型建筑材料,由德国拜耳材料科技集团研制而成,在酷暑的夏季,可反射太阳光的紫外线,降低室内热量。在严寒的冬季,能吸收阳光为其提供热量和温暖。这种以聚碳酸酯为基体材料的智能化板材,不仅质轻坚固,耐腐蚀性强,而且易加工,可有效地降低辐射,是建筑墙面和顶棚的首选材料。
3.楼宇自动化控制的领先技术( BAS) 系统
随着科学技术的迅速发展,系统集成成为判断建筑智能化的一个重要依据,也是现代物业发展的主流方向。弱电系统作为智能化建筑的重要组成部分,正逐步向系统集成方向迈进。作为建筑的核心系统集成,智能化建筑通过整合楼宇设备自动化系统、办公自动化系统以及通讯自动化系统来实现信息、资源和管理服务的共享。所以,只有信息集成得以实现,现代物流管理和信息服务系统才能得以建立,智能建筑才能真正达到智能化。
弱电系统的信息集成在智能化建筑的信息化中发挥至关重要的作用。弱电系统监管着智能建筑中的所有机电设备,向物业管理和信息服务系统提供着各种关于设备方面的数据。这些重要的历史数据或实时数据,是智能建筑设备维护、管理决策、自动计费至关重要的依据,因此,建筑的智能化是以弱点系统信息集成为基础的,弱电系统集成必须以信息集成为目标,实现自能建筑弱点系统集成向弱电系统信息集成的转变。
弱电系统信息集成的特点是:以网络基础,建立一个统一完整的监控管理平台,通过系统软件采集和取用弱电各分系统全部的实时数据,并将其在各大集成网络系统中,以达到实现信息、资源和管理服务共享,满足众多用户需求的目的。
近年来,众多高档建筑的业主加大了对具有智能特征的各分系统的投入,如5A甲级写字楼、商务大楼,这些建筑大数投入资金高,系统硬件先进,但建成的弱电系统但仍无法达到信息集成化的要求,其内在的潜力和作用未能充分发挥出来。现代建筑物的弱电系统众多,常以弱电系统集成来解决这一问题。传统的弱电集成方式常=以楼宇自控系统(BAS)为中心,通过串行通讯的方式将BAS专门的通讯控制器和它生产的产品连接起来,促使系统之间的数据得以传递,这无疑是将它方产品纳入楼宇自控系统的一种集成方式。
第一,楼宇自控系统( BAS)的系统软件都为自成系统,尽管自身由通讯网络构成,但系统体系较为封闭,向外开放能力较弱。有的楼宇自控系统( BAS)虽有数据交换接口,但这些数据接口去缺少支持网络系统的功能,加之使用这些数据接口需要专业的软件编程,对于普通用户而言,极为不便。
第二,普通的楼宇自控系统(BAS)的中央监控系统缺少网络环境下的信息集成管理集成功能,缺乏开放的数据库接口,楼宇自控系统和其他应用程序进行数据交换的能力非常有限,当弱电系统通过楼宇自控系统中心和上级集成系统交换数据时,容易产生瓶颈效应,难以收到预期的效果。 [科]
中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)45-0242-01
引言
调控一体化主要是指将电网调度同设备运行监控两个相对独立的工种进行综合,进而使电网调度与设备监控工作能够在同一场所内进行相关工作。通过调控一体化的建设不仅能够在很大程度上所见工作程序,更能够提升电网的运行管理效率,有效提升电网调度以及设备监控的工作效率与质量,当存在故障的时候能够予以及时的解决,保障我国的用电稳定性。
一.电力调控一体化的主要内容
通常情况下,电力调控一体化主要就是指将电力调控与监控进行合二为一,借助于先进的科学技术来达到智能化以及自动化的工作目的。从性质上来说,这种手段属于一种变电站无人值班,运维操作站少人值班以及监控中心二十四小时值班的工作模式。一般来说,调控一体化的工作划分主要分为两部分,其一是调控,在专门人员的负责下进行相关工作,主要针对于设备监控以及遥控操作等相关工作的进行。其二就是运维,在专门工作人员的操作下对设备巡视工作以及检查工作和作业应急处置等相关工作予以履行。电力调控一体化属于智能电网的试点项目,从某种程度上来说是对电力体系的监控和调控,对于电力调控一体化的建设以及电力调控智能化和信息化建设来说具有重要的现实意义,还能够在很大程度上实现对电网监控与维护的管理体系。在过去的很长一段时间内,我国的电网调度中心主要负责进行电网调度以及监控和运行维护等相关工作,工作的内容比较繁杂,缺少一定的系统性。并且在责任的划分上缺少明确性,这种现象严重影响到了工作人员的工作效率和工作热情,对于我国电网事业的发展来说具有重要消极作用。伴随着我国电网事业的不断改革和创新,电网事业取得了巨大的进步和发展,对于电网结构也进行了重新的调整,这使得相关工作的难度得到了一定程度上的增加,在这样的条件下企业要想提升自身的服务质量,切实满足人们对于电力的需求就应当加快调控一体化的建设力度,更加注重对工作任务的区分。事实上,电网调度中心所承担的工作任务与传统的管理模式之间其实并没有存在较大差异,只不过是同时运行维护站点,对调度指令的分解和执行予以负责,将工作任务予以明确细分,确保调度中心的管理能够实现集中化、智能化,对各类资源予以有效地利用,最大限度上提升电网工作效率,减轻人员的工作压力与负担,推进社会经济的持续发展。从特点上来看,电力调控一体化主要具有如下几个特点:首先,电力调控一体化能够为地区智能电网的发展提供一定借鉴和参考,作为智能电网的重要组成部分,其是根据设计水平年标准进行制定的,各项指标都能够达到国家的相关标准和规范,在位智能电网发展提供参考的同时也为电网发的持续发展提供了一定空间。其二,电力调控一体化在安全性能上具有较高水准,在很大程度上实现了科学设计以及智能化和信息化等要求,能够在很大程度上保障数据的传输安全,能够集调度、集控以及计量和配电等为一体,最大限度上提升电网的工作效率。
二.智能监控技术体系构建过程中所面的问题
在社会科学技术大发展的背景下,当前很多城市的配电网都处在了从架空线向电缆转变的时期,逐渐完成配网线路电缆化。在这种环境下,电网管理将会涉及到架空线、电缆以及开关站等各个部门,这在很大程度上加大了电网管理的难度,对于智能监控技术体系的构建来说也起到了重要的阻碍作用。为了能够切实强化职能监控技术体系的构建,解决电力调度中所存在的问题我们应当对旧的管理制度进行完善和发展,对电力调度一体化以及上层建筑的管理机制和工作流程等相关手段进行有效整合,促使电网管理实现集约化和效率化。另一方面,就我国现实情况来看,在许多城市的配网维护部门都存在分散的现象,这种现象在一定程度上影响到了相关数据的保存,极易造成数据资料管理混乱的局面。此外,由于我国电力事业长期受到人力调控模式的影响,这种分散式的管理体系对于智能化管理模式来说在无形之中加大了难度,造成电力系统中普遍存在盲目调控的问题。就我国目前的情况而言,在日常的调控操作中仍然有很大一部分工作依赖于过去的经验和传统方式来进行当前的管理,这并不符合电网智能化、信息化要求。这也直接导致电网智能化的持续发展很难得到实现,并且在配网架空线路的开关变更和分网环境下很有可能因为现场情况而产生各种意外情况,这些问题很有可能超出了控制范围,加大了调控难度。针对于当前电力系统调控一体化的智能监控技术体系来说,要想做好构建工作,使其作用和影响得以充分发挥就必须解决当前存在的各种问题。
三.关于电力系统调控一体化的智能监控技术体系构建
针对于智能监控技术体系的构建来说,要想使其能够适应于社会的发展需要就应当对管理模式上的问题予以解决,强化电网管理模式,实行以GIS为基础的调控体系。在智能监控技术体系环境下,GIS平台中的配网调控能够在很大程度上冲破传统管理模式的束缚和阻碍,连接上配网自动化的信息就能够实现监控与调控的有效结合。与此同时,在进行技术管理与应用的同时还应当注重电力企业管理团队的建设和发展,大多数情况下好的团队都能够更好的将工作人员的积极性调动起来,进而使个人的作用和价值得到最大限度的发挥。而针对于电力调控中盲目调控的现象来说,我们还应当在自动化的设备商应当先进的SCADA系统,更好的实现智能化调控。从一体化的角度上来分析,SCADA系统的技术升级就相当于电力调控的一体化,各系统和调控平台数据还应当以数据为中心,确保数据传输的安全性和稳定性。除了软件方面的发展和完善外,还应当注重设备的维护,对远动、一次设备以及变电站安防等多种系统进行更新和改造,保证电力系统所需要的数据信息能够得到及时的传输。
结束语:伴随电力行业的繁荣发展,相关技术手段也得到了更多的应用,当前我国大多数地区都已经基本实现了电力自动化。而电力调控一体化正是智能电网发展的重要项目之一,虽然其目前的发展尚不成熟,但是我们应当及时发现其中存在的问题,借助于科学技术来予以解决,促进电力行业的可持续发展。
参考文献:
[1] 吴小瑛. 电力系统调控一体化的智能监控技术[J]. 河南科技,2014,10:136.
中图分类号:TU855 文献标识码: A
楼宇的自动化系统是智能建筑的重要部分,是促使建筑智能化的核心。智能建筑中的楼宇自动化系统将人性化的使用接口作为强调的重点,以建筑物的机电与消防、门禁与停车管理等系统的结合为方法,为建筑物使用者创造一个便利、舒适的生活与工作环境。随着建筑行业与建筑相关行业的发展,智能建筑所用的软件与设备都在不断更新,使得智能建筑设备的功能性得以再次提升。加强对智能建筑中的楼宇自动化系统的研究已经成为建筑行业开发者重点研究的内容。
1. 智能建筑自动化系统的概念
楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分,更是智能建筑物的核心。智能建筑自动化控制系统(BAS,Building Automation System)是用来进行建筑内部自动控制的一套完整的系统,利用建筑物内各个系统在正常运行的前提下,在其主要位置区域安装各种传感器设备、控制设备、执行器。首先,通过各种传感器对建筑物内的相关数据进行收集,将其转化为信号传递到智能设备(或者用户终端的控制服务器),然后,对建筑物内的实时情况进行分析与处理,最后,输出相适应的控制信号与执行器进行自动控制(同时,执行器设备将动作信号反馈给智能设备确认)。楼宇自动化系统在一定意义上来说是一个较为庞大与复杂的系统,空调制冷系统、给排水系统、变电配电系统、照明系统与电梯监控系统等等都是楼宇自动化系统的重要组成部分。
利用楼宇自动化系统,智能建筑物内部的设备与环境都可以得到整体的监控与管理,使建筑物使用者可以得到一个舒适的生活与工作环境,也为建筑物的管理者提供工作上的便利,使其在节约管理资金的前提下,尽量提高智能建筑物的智能化水平。
2 智能建筑自动化控制系统的应用意义
建筑自动控制是一种全新的理念,但是其核心技术采用的依旧是经典的控制理论,就是用控制模块来完成一系列设备的反馈调控。其核心技术主要符合了如下的标准:首先,BAS 系统应该能够最大化的优化建筑设备,提高设备安全运行效率,为建筑提供一个完整的保护标准体系,比如,当控制系统和设备遇到故障,进行运行和停止切换的时候,保护开关与交替的标准,可能使得系统的控制设备的使用寿命得到延长,并且使得监控人员的工作失误率得到降低,有了完善的保护体系,系统的设计和运行才能成功的过度到下一步,这样一来避免了设备的频繁更换,也使得投资成本和长远的收益都有所希冀,因而 BAS 系统的核心技术里于首位包括的就应该是保护功能。其次,之所以人们选择 BAS 系统来取代过往的监控设备,出于业主的考虑就是安全,因为只要是工作人员去 24小时监控设备,长远来看,就很难避免工作中出现的纰漏。比如报警的及时性以及安全项目的措施采取,因而 BAS 系统所能提供的无人监控就有了非常大的优势,只要能够保障控制系统的稳定性,业主们都更青睐无纰漏的自动控制系统;而出于投资方的角度考虑,就是能源方面的节约,无论是过度用电,还是一些其他不可避免的人员纰漏问题,自动控制系统都能够达到最佳能源支配与利用的效益比。根据数字显示,一套完善的BAS系统,能够使得建筑得到 5%到10%设置更高的能源优化比例,这意味着建筑长期维护与使用中的电力成本大大的降低。因此,无论是出于对业主的考虑,还是对设备运营商的考虑,BAS系统都是势在必行的发展趋势。
3. 自动化控制技术在现代智能建筑中的应用
楼宇自动化系统是智能建筑中最基础、最主要的建筑环节。其系统主要是根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备始终运行于最佳状态;自动监测、处理火灾停电等意外事件;自动实对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理,从而保障工作或居住环境既安全可靠又节约能源,并且舒适便捷。
3.1 楼宇自动化的实现
楼宇自动化在智能建筑中是不可缺少的构成,对于智能建筑自身价值的体现有着较大的意义。智能建筑利用楼宇自动化系统完成建筑物内设备与建筑环境的有效控制, 能够给用户创造良好的生活环境,在安全、舒适、高效、经济、便捷等方面的优势十分显著。楼宇自动化系统能根据建筑内部所有的公用机电设备,如:建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统等开展全面管理,实现了整体设备的有序运行,减小了建筑施工消耗能的成本投入。楼宇自动化系统涉及建筑的空调、通风、电力、照明、防灾、安全、给排水、车库管理等设备与系统,是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的子系统,它的设计水平和建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行归类、分析、采用最优化的控制手段,对各机电设备进行集中监控和管理,使设备始终高效、有序的状态下运行,创造安全、舒适、高效的工作环境,尽量节省能耗和日常管理费用,从而提高了智能建筑的现代化管理和服务水平。
3.2 通信自动化的实现
智能建筑的信息通信系统能够和外部相关结构连接,包括:电话公网、数据网、计算机网、卫星、广电网相连等,这样能够确保建筑内外部之间的有序结合,让智能建筑的性能得到最大发挥。 通信自动化可以为用户创造快捷、有效、安全及可靠的信息通信服务,在语言、图形、文字等方面的通信水平都是比较先进的。 通信网络系统有:固定电话通信系统、声讯服务通信系统、无线通信系统、卫星通信系统等,各种通信功能都具备。
3.3 安保自动化的实现
现代建筑的安全防范系统可以实时监控非法闯入的发生,一旦出现警情,系统会自动向中心发出报警信息,同时启动相关电器进入应急联动状态,从而实现主动防范。技术水平的提高也带来了现代建筑安全装置的革新,随处可见自动化控制技术在安全系统中的应用,常见的有防盗门锁报警系统、消防自动报警装置、紧急报警系统等等。防盗门锁报警系统是基于自动化技术,在建筑物门上设置自动报警装置,一旦有人撬动门锁,防盗报警装置收到反馈会立即按预定程序做出反映,发出警报声提醒户主。消防自动报警系统则是安装结合消防需要的自动报警装置,当消防监控区域出现异常情况,自动报警装置会及时反馈,超过安全范围则发出警报。它的出现为公共建筑物的消防安全增加了一道安全保障,对公共消防安全有重要意义。此外,还有一些尚待完善的自动化控制装置,例如有一种自动化报警系统可以检测空气中的气体,比如煤气,当气体浓度超过正常范围,报警系统发出警告。自动化控制技术在安全领域的应用,提高了人们生活的安全性,有助于保障社会经济活动的正常开展。
3.4 消防自动化的实现
消防系统在智能建筑的楼宇自动化系统中占有重要的位置,对进行楼宇自动化控制有着重要作用。消防系统与消防联动控制系统是消防系统的主要构成部分。消防系统的运行是有运行模式的规定的。通常消防系统是正常的状态进行运行,如果发生火灾,会自动转换为消防模式,保证楼宇的安全。在火灾发生之时,消防系统以楼宇自动化系统为中介,向空调系统与电梯系统等发送消防的信息与报警,使建筑物内的设备可以进行自主消防,将火灾的损失降到最低。目前智能建筑经常采用的消防自动化系统包括:自动喷水灭火系统;自动气体灭火系统;火灾事故广播系统;安全疏散系统;消防电梯管理系统。
3 结语
随着人们对建筑物功能的多样化及个性化的需求也不断的增强,这就使传统电气系统的缺陷逐渐暴露出来。智能化建筑是适应现代化社会发展需要的新型建筑物,充分运用自动化控制技术,为人们提供了便捷、高效、愉悦的生活体验,因此在现代建筑中得到广泛应用。随着社会技术的不断进步,自动化控制技术将迎来广阔的发展前景,智能型和环保型建筑将成为时代建筑的标志,智能和环保也将成为衡量建筑质量的指标。
参考文献:
一、智能建筑及自动化控制技术的概况
1、智能建筑
智能建筑(Intellingent Building)起源于1984年的美国,它是信息时代的产物,是随着社会信息化和经济全球化应运而生的现代高科技的结晶。近十余年来智能建筑在我国得到了蓬勃发展。在我国颁布的国家标准《智能建筑设计标准》中对智能建筑有了一个明确的定义:智能建筑是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。智能建筑属于新型建筑形式,它是在建筑技术的基础上,融合信息化技术而产生。其最终目的是实现办公自动化,同时保障建筑内拥有智能化建筑设备以及系统化通信网络。智能建筑优势集中体现在系统、管理以及服务等多个环节,通过对以上环节的优化,营造安全、便捷、舒适而且高效的生活环境。智能建筑的基础是科学布线,计算机技术只是其实现科学布线的手段。在计算机技术的应用下,完成多个系统的综合性配置,继而对建筑内各个设备形成全方位管理。按照《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》显示,我国智能建筑行业市场经济收益以形成逐年增长的趋势,照此情形,达到世界先进水平指日可待。
2、自动化控制技术
自动化控制技术是能够在没有人直接参与的情况下,利用附加装置(自动控制装置)使生产过程或生产机械(被控对象)自动地按照某种规律(控制目标)运行,使被控对象的一个或几个物理量(如温度、压力、流量、位移和转速等)或加工工艺按照预定要求变化的技术。其包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能,以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识;自动控制系统的分析与综合;控制用计算机(能作数字运算和逻辑运算的控制机)的构造原理和实现方法。目前,自动化技术正在向集成化、智能化和网络化的方向发展,而网络技术与信息技术是推动自动化技术从局部自动化过渡到计算机集成综合自动化的重要因素。因此网络技术和通信技术是自动控制技术的两大推动力。
二、自动化控制技术在智能建筑中的应用
自动化控制是当前建筑行业追求的主要目标所在,是在无人直接参与之下通过使用控制装置操纵受控制对象或者过程自动的预定程序运行,确保应用中能够合理有效的进行。它是以数学的系统理论为基础,利用物理反馈原理的影响来促使系统自动化进行更正模式,使得系统在运行中各种数值能够达到预计效果和预定值。自动控制技术将人类从事的各种危险、繁琐的活动趋于安全和简单,大大提高人们工作效率,对人们的日常生活有着重要的影响。随着科技的不断发展,自动控制技术正逐步应用到现代智能建筑中。早期智能建筑应用自动化控制技术一般包括:办公自动化(OA)、通信自动化(CA)和楼字自动化(BA)三个部分。
1、办公自动化
办公自动化便是利用先进的信息处理设备,以计算机为中心,采用传真机、复印机、E―mail、国际互联网局域网等一系列现代化办公及通讯设施,最大限度的提高办公效率、改进办公质量、改善办公环境和条件、缩短办公周期、减轻劳动强度、同时防止减少人为的失误和差错。办公自动化技术将使办公活动向着数字化方向发展,最终实现无纸化办公。通过采用办公自动化系统,能够使内部人员方便快捷地共享信息,高效地协同丁作,这种以E―mail、文档数据库管理、复制、目录服务、群组协间工作等技术作支撑,让群体协同工作成为町能,彻底打破了早期办公自动化的“信息孤岛”,变成厂“信息大陆”,实现了对人事、文档、会议等的自动化管理。从而改变了过去复杂、低效的手工办公方式,实现迅速、全方位的信息采集、信息处理,为企业的管理和决策提供科学的依据。具体来说.OA主要实现下面七个方面的功能:内部通信平台;信息平台;实现工作流程的自动化;实现文档管理的自动化;辅助办公;信息集成;实现分布式办公。目前国内多数上规模公司都已经使用OA系统进行办公自动化操作,但在新开发和设计楼盘时就充分考虑办公自动化需要,有效实现信息共享、软件对接的智能建筑暂时并不多。因此国内企业需在这方面不断加强。
2、通信自动化
智能建筑的信息通信系统通过与外部如电话公网、数据网、机网、卫星以及广电网相连,保证建筑物内与外部实现语音、数据、图像的传输。通信自动化能为使用者提供快捷、有效、安全及可靠的信息通信服务,包括语言文本,图形、图象及计算机数据等多种媒体的通信服务。通信网络系统一般包括:固定电话通信系统、声讯服务通信系统、无线通信系统、卫星通信系统、多媒体通信系统、视讯服务系统、电视通讯系统,客户可自行定义服务通信方式.调整通信服务功能。
3、楼宇自动化
楼宇自动化是智能建筑的主要组成部分之一,智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物内设备与建筑环境的全面监控与管理,为使用者营造一个安全、舒适、高效、经济、便捷的生活工作环境。楼字自动化系统对整个建筑的所有公用机电设备,包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统,进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平,降低设备故障率,减少维护及营运成本。
楼宇自动化系统涉及建筑的空调、通风、电力、照明、防灾、安全,给排水、车库管理等设备与系统,是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施下量最大的子系统,它的设计水平和建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行归类、分析、采用最优化的控制手段,对各机电设备进行集中监控和管理,使设备始终高效、有序的状态下运行,创造安全、舒适、高效的工作环境,尽量节省能耗和日常管理费用,从而提高了智能建筑的现代化管理和服务水平。
智能建筑在我国的应用中属于起步阶段,与国外先进技术水平相比较还存在着一定的差异。大多数建筑单位并不了解何为智能建筑,在自动化控制技术领域中缺乏严格的控制项目技术措施和编辑方式,但是在利用的时候却又不能够及时的对其中故障进行清除。大多数建筑楼字、消防、保安等系统相互独立.分散布线,互联性差.没有实现真正意义上的计算机网络管理,使资源、设备重复设置,造成极大浪费。另一方面,由于建筑智能丁.程涉及系统集成,对总体统筹规划的人才要求也较高,但我国目前这种综合型人才还存在很大缺口,由此我国建筑智能化还需要不断培养高层次、高素质、综合型人才来满足建筑智能行业需要。因此我国建筑单位应该认识到智能建筑建设过程中存在的问题,努力提高设计和施工技术水平,促使我国智能建筑市场走向良性循环和健康持续发展的道路。
三、结束语
总之,随着社会经济和信息技术的快速发展,人们对建筑物的使用功能要求越来越高,以自动化控制技术、通信技术和计算机网络技术组成的智能建筑应运而生。而自动化控制技术是智能建筑中的主要应用技术,通过分析自动化控制技术在智能建筑中的应用,才能为智能建筑的发展提供帮助。
【关键词】水产养殖 智能监控 物联网
中国的水产养殖历史源远流长,可以追溯到三千年前,而如今中国的水产养殖业没有辜负这段历史,在世界上拥有举足轻重的产量比(占全球总产量的百分之七十五)。改革开放后水产养殖逐步地替代了传统的捕捞,从八十年代起两者的产量持平,到二十一世纪初水产养殖的产量占水产品总产量的百分之七十。故而陈旧的养殖手段已然无法适应当今水产养殖业的快速发展,伴随物联网技术的抬头,新世纪的变革已悄然而至。
1 物联网技术的优势
陈旧的养殖手段存在着诸多问题,比如效率低、收益率低、破坏环境等等。但以上种种弱点皆是由缺乏科学性导致,以经验为指导的旧养殖手段已经不适应当代的生产需求,而传统的人力监控手段更是落后。但是物联网技术的出现使得智能监控水溶氧含量、酸碱性等等环境数据成为了可能。
物联网技术以ZigBee技术为核心,它基于IEEE802.15.4协议,简单、方便、能耗小、续航能力高、价格亲民。这将现代机械自动化与传统的水产养殖结合在了一起,将节能、环保与高效率无缝结合在一起,最终实现了水产养殖业的智能化。
2 关键技术
2.1 传感器技术
人类通过感觉来感知外界,除了视听嗅味触五感以外,还有冷热感、方向感等等,人类也只能通过这样来获得外界的信息,所以基于传感器的监控技术也仅仅是人类感觉的延长,倘若游离到感觉之外,那就称不上所谓的监控技术了。一般用到的传感器大致有光敏、声敏、气敏、味敏、压敏、热敏、湿敏等几种传感器。在本次设计中用到的主要有溶解氧传感器、PH值传感器、盐度传感器、浊度传感器、氦氮传感器等几种。传感器的原理很简单,假如要监控水的酸碱度,那么用到的是PH值传感器,水中PH值的高低将影响到传感器的电阻值(因为传感器中有对PH值变化敏感的半导体),换句话说不同的PH值对应不同的电阻值,再将电阻值转变成肉眼可见的数值显示在屏幕上,这就达到了监控PH值的效果。
2.2 ZigBee技术
假如说本次设计的监控系统是一只章鱼,那么传感器就是章鱼的触手,而ZigBee网络则是章鱼的神经。ZigBee其实对很多人来说并不陌生,小米的智能家居便是使用ZigBee协议,其最大的特征是短距离、低速率、低功耗,非常适合续航能力要求高的智能水产养殖。而另一个ZigBee的巨大优势则是安全性极高,至今尚未发现一起破解的先例。虽然在各方面Z-Wave可以替代ZigBee,但Z-Wave所使用的频段在国内是非民用频段。
3 系统设计架构
3.1 底层设计
底层是传感器节点,密集分散在养殖区之中,包括溶解氧传感器、PH值传感器、盐度传感器、浊度传感器、氦氮传感器等多种传感器,它们会自动搜索并参与到ZigBee的自组网中,同时也会把本节点的网络IP一并发过去。
本传感器的处理器采用CC2530处理器,除了处理器外,还包括电池、CCDBUGER调试接口、串口、功放模块,并接有溶解氧、PH值、盐度、浊度、氦氮等传感单元,如果希望传感器可以接受命令,还可以接上增氧泵、水泵等控制器。
3.2 中层设计
中层是ZigBee的无线自组网,需要有能对传感器发起信息的响应能力。当传感器收集到数据后,将自动上传到无线自组网中,无线自主网就像神经一样,将数据上传到“大脑”,也就是上位机之中。而上位机想要对各节点下达命令的话,也是会将命令流入无线自组网中再通过自组网传递给传感器节点的。当数据抵达无线自组网时,自组网本身还要对数据进行粗处理,以满足上位机或传感器的需求。
无线自组网由协调器节点产生,协调器节点同样使用CC2530处理器,并包括了晶振、DB9串口、LED等各类外设模块以满足全方位的需求。值得注意的是为确保通信范围足够的大,协调器的RF前端正是TI公司的CC2591,并集成了包括功率放大器在内的一系列放大器。这使得仅需少量的电流便可以有效扩大网络覆盖范围。
3.3 顶层设计
上层则包括了上位机、数据库、远程监控终端等等。数据上传到上位机中时,上位机会将数据保存到数据库中,并将处理过的数据呈现在远程监控终端的屏幕上。这里可以将上位机与数据库等合并称为监控中心,其能力除了保存数据、显示数据外还有调和数据、数据、命令等等。
4 结论
一方水土养一方人,水产品关系到人民的幸福,水产养殖本身就是一种需要和大自然紧密联系起来的行业,以破坏环境为代价进行水产养殖本就是一件杀鸡取卵的差劲交易,物联网技术可以将人类科技同大自然联系起来,已达到一种和谐的境界。传统的人工养殖对水质变化反应迟钝,迟钝到等到无法挽回的时候才反应过来,这份迟钝不知浪费了多少人力与自然资源,倘若想要做出敏捷的反应那就需要巨大的人力资源,直接提升了成本。智能水产养殖同时解决了两种需求,它以物联网技术为核心,实时检测水质状况,提供详尽且精确的数据,还允许远程控制,真正地将科学融入了生产。不仅如此,同样的系统亦可以无缝链接到农业、畜牧业之中,具背了强大的潜在价值。
参考文献
[1]徐晓姗.基于物联网和3G技术的智能水产养殖环境监测系统的设计与应用[J].网络安全技术与应用,2014(09):235-236.DOI:10.3969/j.issn.1009-6833.2014.09.149.
[2]Rubberso.小米智能家庭套装为什么选择ZigBee协议?[EB/OL].极客公园,2014.
[3]王春明,王翔宇,缪明等.基于物联网技术的水产养殖环境监控系统设计[J].电脑知识与技术,2015,11(22):154-157.
文章编号:2095-4085(2015)02-0053-02
随着现代科技的飞速发展,很多高新技术的产物被运用到人们日常生活中,智能建筑就是其中一种。智能建筑是时展的产物,也是未来建筑业发展的一种潮流趋势。智能建筑设备控制技术作为智能建筑设备的核心部分,对于智能建筑的发展起着至关重要的作用。而节能作为现代社会的一种主流思想,因此也是智能建筑设备控制技术未来发展的目标。
1 智能建筑的发展状况
1.1 国外智能建筑的发展状况
在上个世纪80年代,产生了关于智能建筑(In-telligent Building)的相关概念。1984年在美国,世界上第一座智能大厦诞生。工程师把信息技术引入到了一个旧的金融大厦中,把它改造成了一个智能化的建筑。 改造完成后,这个大厦在经济效益方面都取得了很大的成功。由此引发了世界各国的关注,很多国家也开始效仿这种智能化的建筑模式。而随着科学技术的日益发展,智能建筑现在已经是信息时代的重要标志,并且已经成为了一个国家综合国力的重要体现方式。
1.2 国内智能建筑的发展状况
我国关于智能建筑的概念提出也是比较早的。1986年中国科学院的徐兴声研究员提出了智能化办公大楼的概念。我国政府对于智能建筑的发展是非常支持的,并且制订和颁布了一些条例,来帮助智能建筑向更加规范的方向发展。这些年,智能建筑在我国的发展也是非常迅速的,而且也越来越普遍化。
2 现阶段智能建筑设备节能技术的发 展状况 在我国现阶段大多数的智能建筑中,主要是用以下两种技术来实现建筑设备的节能优化作用。
2.1 能源管理系统
各种计量仪表以及软件程序组成了智能建筑的能源管理系统,系统中这些的计量仪表被安装在各种基本的设备如冷却水泵、风机、制冷机组等上,主要是用于在系统运行时,采集各个基本设备的原始运行数据,并且它还可以帮助实现系统的节能运行。而软件程序在能源管理系统中起到了重要的中枢作用,对于能源管理系统的正常运行也是非常关键的。
2.2 智能控制技术
智能控制技术主要是指通过自控网络对控制设备实行智能化管理的技术。智能控制技术的节能作用主要体现在三个方面。
(1)照明控制主要是指通过照明程序实现自动关灯。
(2)空调和卫生设备等的控制技术通过对空调和卫生设备等的控制来实现节电、节水等功能;对空调系统的节能控制是智能建筑的智能核心,既可以实现有效节能,也可以实现对室内环境温度的自动控制,保证环境的舒适度。
(3)热源设备进行智能控制 还有通过对热源设备的智能控制实施水温控制,热源台数控制等等。
3 目前我国智能建筑节能技术存在的 问题 目前,虽然我国智能建筑的建设已经比较普遍了,但是很多智能建筑的智能化水平并不是很高,而且存在很多问题,自然它的节能功能也不是很理想。根据一些调查显示,我国智能建筑技术方面存在诸多问题,如技术不先进、系统设计有缺陷等。所以即使我国的智能建筑技术发展的很迅速,但是在管理以及设计技术等方面还是不够成熟和完善的。
3.1 设计误差,以及设计缺乏系统性
虽然我国智能建筑设备技术发展的很快,但是由于国内的设计人员良莠不齐,有不少人并不是很不熟悉智能化设备的技术设计方法,不能提供完整的智能建筑系统设计,结果会使得一些建造出来的楼房智能化程度比较低,甚至存在很大的资源浪费问题。当然也有些人会请境外的设计师,但是由于我国的工程实施水平和境外也有差异,所以也不能获得比较好的结果。
3.2 智能建筑在实际运行过程中存在资源浪费现象
智能建筑其智能的意义不仅是它可以使一些事情变得简化方便,它更大的作用是可以使能源得到更充分的利用,减少资源浪费。所以如果建造的智能建筑没有达到节能的效果,反而使得资源浪费,那么这样的智能建筑的建造就是失败的。而目前我国智能建筑市场存在的一种比较普遍现象就是一些智能建筑项目在建成交付使用后,开通率很低,很多智能系统实际上处于长期闲置的状态,这样就导致了巨大的资源浪费,使得投资得不到应有的回报。
3.3 节能建筑工程技术问题比较多
智能建筑设备技术即使设计部分比较完善了,但是在建造时可能会因为建筑工程技术水平比较低,会使得建成的智能建筑设备技术运行中存在严重缺陷,有的或者根本不能开通,因此节能的功效也就无法实现。
4 智能建筑节能优化技术相关问题的 解决方法以及前景
4.1 智能建筑节能技术存在的问题解决方法
我国的智能建筑由于发展非常迅速,市场和技术管理等方面又比较混乱,因此导致了这些问题无法得到解决。所以我国应尽快建立关于智能建筑设备的技术标准,完善相关的管理条例,让智能建筑的市场更加规范化。此外,建筑行业也应加大检查力度,建立相关的行业标准以及行业准入规则。当然提高智能建筑的使用率也是非常必要的。
4.2 智能建筑节能技术未来发展前景
(1)现在全世界都在提倡环保,所以绿色能源将是未来的主流能源。而绿色建筑也将是未来的主流建筑发展形式。因此未来的智能建筑在设计节能功效时可以加入绿色能源技术。太阳能技术目前在我国建筑设计中应用的比较广泛,主要是因为太阳能具有污染小、能源取材方便等优势。其它的还有风能,和太阳能一样都是可再生资源。在智能建筑设计中可以考虑使用这些能源,增加能源的利用率,减少高耗能设备的使用,这样既可以让使用者享受到舒适的环境,也可以达到节能环保的目的。
(2)未来智能建筑节能技术除可以利用绿色能源,也可以对一些空调、供水、通风系统的进行节能优化,比如说在选择设备时可以选择一些节能环保、零排放的产品。此外像固体废弃物处理回收再利用也是一种效果不错的节能环保技术,既可以减少能源浪费,又可以减少成本。
(3)材料是建筑至关重要的一部分,所以材料技术对于智能建筑设备的节能优化技术也起到了非常关键的作用。而近些年,很多新型环保新材料问世,比如像高强度轻质材料,透明隔热材料,也进一步促进了智能建筑节能的发展。
5 结语 总而言之,智能建筑设备节能优化运行控制技术对于智能建筑的发展起到了非常大的作用。现代社会提倡节能环保,所以绿色节能也是智能建筑的未来发展方向。只有不断提高智能建筑设备节能优化运行控制技术,才能走在智能建筑行业的前端。
参考文献:
1 引言
电力自动化系统涵盖范围广,专业系统众多,是由多种硬件、软件共同构成的一个复杂的运行系统,监管这样的系统,需时刻关注大量繁杂数据:设备运行状况、网络流量、数据采集负载等。这些数据数量巨大,分布分散,且格式不一,可理解性差。对运维人员来说,用各系统自带平台查看运行信息费时费力,往往容易因湮没在大量的运行数据中而遗漏重要信息,导致对系统中出现的异常故障无法准确识别、及时响应,延迟了故障相应时间,并可能导致故障扩大,直接影响电力系统的安全稳定运行。
2 日常运维主要问题
(1)运维人员需定时进机房对分布在不同机柜内的设备逐一、逐项巡视,加重了运维人员的工作量和压力。
(2)由于运维人员巡视周期性不连续,设备出现故障时往往需要等到下个巡视周期才能发现。
(3)运维人员在处理故障时,由于没有整体动态的系统运行信息,很大程度上依赖值班运维人员的经验水平,且对异常故障的处理,缺乏有效的手段。另一方面由于对已发生的异常故障缺少分析总结,没有将一些典型故障处理整理形成大数据,在系统运行分析、处理缺陷等工作时缺少决策依据,延长了故障处理时间,对系统安全稳定运行带来隐患。
3 集中智能监控系统的结构与功能
集中智能监控主要是采集与自动化业务系统相关的设备运行状态信息,包括机房服务器、小型机、UPS、系统主机、网络设备等。系统结构设计符合电力系统二次安全防护体系要求,在II区、III区设置采集服务器,通过合理的通讯方式,以串口通讯、网络通讯或其他通讯方式采集各系统设备的相关信息,数据采集、分析服务器通过SNMP等方式对被管理设备运行状态进行实时采集、分析处理。将分析结果在II区内以C/S方式展示,并将III区用户关心的结果数据穿过正反向隔离等装置,在III区以B/S方式呈现,系统结构,(如图1所示)
数据采集、分析服务器:数据采集子系统通过各种不同接口适配器,从各种被管理对象处采集信息,进行相应处理、报警,并存储在数据库中。信息采集包括交换机、路由器、小型机、服务器、UPS等。
服务器、小型机:系统为UNIX、LINUX、WINDOWS等平台,信息采集为主机运行状态相关的所有信息,采集信息包括电源、风扇、网卡、内存、CPU、磁盘空间、日志文件、重要进程、服务、端口等。接口可以是网络、RS485/232等,信息采集方式可以采用Agent、SNMP协议。
路由器、交换机:网络设备监视包括路径发现、网络流量、设备性能。接口可以是网络、RS485/232等,信息采集方式可以采用Agent、SNMP协议等,采集信息包括:累计运行时间、CPU利用率、内存利用率、端口状态、链路状态、日志文件、网络流量、丢包率等。
UPS电源:UPS设备采用Modbus等协议,接口可以是网络、RS485/232等,采集信息包括:市电中断、转旁路、模块故障等。
安全设备:包括防火墙、专用隔离装置等。
4 集中智能监控技术应用的意义
通过调度机房设备智能监控技术的应用:(1)改变了以往运维人员挨个机柜逐一、逐项巡视设备运行参数的传统方式,提升了日常巡视的高效性。(2)由于智能监控系统的实时性,使得运维人员无需进入机房巡视便能第一时间发现设备出现的异常、故障告警,提升了故障响应的及时性。(3)借助智能监控系统平台自身强大的数据库存储、分析功能,将一些典型故障处理整理形成大数据,给运维人员提供参考决策依据。使得运维人员在处理典型故障时,更容易对故障的进行分析、定位处理,缩短了故障处理时间,提升了处理缺陷的准确性。同时后续可根据需要进行功能扩展,接入机房相关设备,如:精密空调、视频探头、温度感应器、火灾报警器等。
5 结语
随着调度机房设备集中智能监控技术的应用,维护人员不仅能够以更加安全、可靠、高效的新模式管理机房运行设备,同时也进一步提升了电力调度自动化系统的日常运行管理整体水平。
参考文献:
[1]李颖.机房监控系统的设计与实现[J].中国科技信息,2010(13).