关键词：高层建筑；智能化；控制
自动控制，即没有人为直接干预的条件下，由控制器输出命令给设备，自动根据提前设定的要求逐步完成整个工序。建筑的每一个分系统，都可以使用自动控制技术来实现测量、分析、控制，完成预定的工作任务。在整个自动控制环节，计算机是不可或缺的核心要素。
1自动控制系统
1.1自动控制功能设计
自动控制功能设计涉及很多学科知识，包括自动控制、机械自动化、系统论、电子信息、软件设计、人工智能、人机工程学、运筹学等。目前设计工作人员比较熟知的有人机交互、对控制软件的支持、接口兼容、实时信息转换和控制以及判断推理、自我学习、自主决策、有效规划、远程通信等功能的设计准则均建立于上述学科知识的基础之上。
1.2上位机
在研究设计自动控制技术过程中，根据被控设备的规模和参数复杂程度，通常来讲就是根据控制点位的数量来配置不同类型的计算机。对于比较简单、控制点位很少而且未来不需要扩展的小系统，一般监测控制量是开关量和少量数据信息，这类设备采用单片机或PLC就能满足控制要求。对于数据处理量很复杂而且未来有继续扩展的大系统，则可使用基于系统总线结构的工控机，在计算机CPU和控制I/O模块之间建立纽带连接进行信息交换，主要采用并行数字的通信方式。系统总线目前应用最多、发展势头最快的主要有PC、VME、STD三种方式。对于多层次、复杂的设备工艺流程，可以采用分级分步式自动控制系统，结合控制对象每个层级的特点，通过合理的从工控机、PLC、单片机中选择不同的组合控制方式，实现不同的功能。选择上位机系统还应考虑指令、字长等要求，根据给定的设计任务，上位机选择的自动控制方案不是唯一的。
1.3软件平台
软件平台是自动控制系统运行平稳的基础，主要包括：（1）应用软件方面。通过数学建模的方式，采用微分方程、传递函数或状态空间表达式，如采用MAT-LAB软件进行分析，实现各项性能指标，提供系统稳定性和质量要求。（2）系统软件方面。由操作系统、网络连接、数据库等构成，从而实现所需要达到的功能，如Windows系列操作平台等，与计算机软硬件之间协调通信。现代科技的应用越来越广泛，系统软件的开发在不久的将来会变得更加开放化、标准化，应用软件也将更加人性化、简单化，满足更多用户设计出更贴切实际工业建筑需求的软件。
1.4人机交互
人机交互是自动控制系统最终所需要实现的目标，以客户的体验满意度为前提。程序设计时，在保证安全的情况下，应充分考虑操作的便利性和兼容性，通过合理设计，确保最终决策目标得以最大最优的实现，使控制软件能够为人的正确判断提供更多选择性的作业辅助方法。
1.5数据通信
通过现场数据总线的方式，连接设备与自动控制软件之间的通信桥梁，以数字式、串行、多点通信等方式进行数据交换。比较常见的数据总线方式有FF现场总线、CAN局域网、HART协议，其中FF现场总线方式广泛应用于工艺生产线领域，可提供更便利、更稳定的数据传输，确保实时控制的顺利实现，既能实现无人值守，又能减少人为失误，大大提高了生产产出。
2自动控制系统在智能建筑中的应用
2.1建筑实时能耗模拟系统
通过在建筑各楼层现场安装传感器等末端监测设备，包括气象站、CO2传感器、PM2.5传感器、温湿度传感器、给排水流量计等，在智能系统中进行实时显示。例如：接入工业Predix云平台，可以实时模拟能耗情况同步显示过往的节能项目以及当年实时节能情况，可以实时在公众平台上（例如手机APP或者主要宣传显示屏）显示室内楼层温湿度/PM2.5/CO2，并同步显示园区瞬时能效、累计用电功率及用电量等。
通过对所有现场传感器的实时数据进行追踪报警，提供更优的能源使用解决方案，以及更加智能化和集中的自动控制策略。将所有采集的数据自动同步到工业Predix云平台上，通过机器的数据库建模和自学习，给出最优的控制指令给现场机器，从而达到最高的使用效率。
通过工业Predix云平台，可以对关键数据进行计算、分析，打破传统的手动控制或者经验控制模式，完全靠机器实现智能园区的目的，从而达到能源和成本节省的目标，并且很好地提高了客户的体验满意度及运营管理的响应时间和效率。
2.2空调系统中的应用
通过实时模拟空调系统的冷热负荷情况，显示园区内空调系统的总功率、制冷量等信息，通过现场传感器采集反馈的信息给出空调系统最合理的控制指令。
主要应用包括以下几方面：
1）空调箱AHU启停时间自学习算法
预冷/预热时间自学习算法：实时计算比较前一天及当天清晨空调末端（AHU）开启前的气候状况，动态调整前一天室内空调达到舒适温度的滞后时间值（预冷/预热时间值），来作为当天的预冷/预热时间。
2）空调箱AHU送风温度模糊计算法
i通过室外的气候参数，来确定合适的室内温度设定值；
ii根据室内平均温度与室内温度设定值进行比较，模糊化（离散化，感受式表达）；
iii根据大量的数据库得出运行要求（感受式表达）；
iv根据运行要求再去模糊化，得出可变温度设定值。
3）空调二次泵运行频率与回水温度自动优化调整
各楼层默认均有二次泵为各自的建筑提供空调冷热水，实际的运行台数及频率是根据供回水压差控制，即监测每组二次泵的供回水压差与压差设定值进行比较，来调节二次泵的台数及转速，因此压差设定值是否合理决定了二次泵的输送负荷的能力以及是否处于节能状态。如该设定值过小，二次泵输送的水量会少，则会影响该楼的空调供应，表现为供回水温差过大；如该设定值过大，二次泵的能耗会较大，造成“小温差、大流量”的低效运行状况，不利于节能。
通过二次泵的频率（转速）、二次泵供/回水温度和压差设定值实时显示在一张趋势图中，每10min采集比较一次数据，观察其运行状况。根据运行情况，调整压差设定值，实现空调舒适运行和节能的效果。
4）锅炉的自动开机时间优化调整
锅炉系统的开机时间一般根据楼宇自动控制系统的时间进行手动设置，通过工业Predix云平台集成采集的气象参数计算空调负荷，对锅炉的开机时间进行适当的优化控制，可避免因人为的、经验性的决定设备启停时间，而产生不必要的提早制热运行能耗。
通过对锅炉开机时间及台数的预测，可以有效地降低人为启停机所浪费的能耗，同时确保室内舒适度有适当地提高。
5）空调新风量运行优化调整
通过室外环境参数CO2/PM2.5，可以实时调整新风机阀门开度大小和过滤效果，从而确保提供最舒服的办公环境。
2.3人流统计系统
通过新增红外摄像头、地感线圈等，实时模拟园区人流量负荷情况、实时显示园区食堂员工就餐排队情况、车库空余车位剩余情况，可以大大提高员工时间安排效率，有效地解决拥堵情况。从长远角度看，通过人流量的趋势分析，提前安排将来的发展策略，包括可能的新增车库或者食堂容量等。
3结束语
本文主要介绍了自动控制系统在智能建筑中的应用，包括建筑实时能耗模拟系统的自动控制应用、空调系统中的自动控制应用、人流统计的自动控制应用等。随着社会的快速发展，人们对建筑功能的需求也在不断地提高，尤其是建筑节能和智能建筑的快速发展，自动控制系统的市场需求随之越来越大，自动控制技术在智能建筑中将日臻完善并大有可为。
参考文献
[1]蒋泽熠.电气自动化系统在建筑工程中的应用[J].广东科技，2014（10）：58.