實驗室智能化不僅是一門技術，更是一種理念、一種潮流，它將實驗室世界帶入一個嶄新的時代，改變著人們的觀念，影響著人們的工作方式，體現了實驗室的現代管理模式，充分演繹實驗室的科技精髓。

▲ 智能化實驗室的5大系統

智能化實驗室是綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術，使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調工作，實現樓宇管理自動化（BA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、安全保衛自動化系統（SAS）和消防自動化系統（FAS），將這5種功能結合起來的實驗室建筑，能夠實現綜合自動化、信息化，使大樓的用戶獲得了安全、高效、舒適、便利的建筑環境和辦公環境，達到節能減排、提高效率的目的。

 

 

 

▲ 實驗室控制系統發展結構圖

一、樓宇自動控制系統

樓宇自動控制系統針對實驗室內各種機電設備進行集中管理和監控。主要包括：空調及新風系統、送排風系統、冷凍站系統、熱交換站系統、變配電系統、照明系統、給排水系統、電梯系統及消防系統等。在整個樓宇范圍內，通過整套樓宇自動控制系統及其內置最優化控制程序和預設時間程序，對所有機電設備進行集中管理和監控。在滿足控制要求的前提下，實現全面節能，用控制器的控制功能代替日常運行維護的工作，大大減少日常的工作量，減少由于維護人員的工作失誤而造成的設備失控或設備損壞。

 

BAS系統全稱樓宇設備自控系統（Building Automation System-RTU）,是以一臺微機為中心,由符合工業標準的網絡,對分布于監控現場的區域智能分站(即DDC)進行連接,通過特定的末端設備,實現對樓宇機電設備集中監控和管理的專業樓宇自動化控制系統。

系統的目標是對實驗室內大多數機電設備采用現代計算機技術進行全面有效的監控和管理,確保實驗室內所有設備處于高效、節能、合理的運行狀態。通過對實驗室進行監控與管理,為實驗人員創造更舒適安全的環境。

 

一般地，對于一幢現代化樓宇，如果選用一套先進的樓宇自動控制系統，并由專業的技術人員編制的優化軟件進行控制，業主可以得到：

1、由現場控制器全面自動控制所有機電設備，達到一些無法由手動實現的控制功能。

2、在中央控制室內，在中央工作站上可以直接監視所有的機電設備，通過監視報警狀態了解所有的機電設備是否正常運行，并可以實現記錄、打印報表等管理功能。

3、減少日常運行維護的工作量，進而減少日常運行維護人員。

4、通過最優化控制程序和預設時間程序控制對所有機電設備，實現全面節能，最優的節能效果可達45％。

 

【空調及通風系統】

智能通風系統由數字化節能風機、通風管道、可調節的風口末端、分體式能量回收設備、新風處理設備、智能變風量末端、空氣品質感應子系統及智能中央控制子系統等組成，系統綜合性能優于傳統通風系統。

 

智能通風系統具有保障室內空氣品質，提高建筑通風安全，節能效果明顯、運行管理智能化程度高等特點。

 

智能通風系統可以根據建筑功能和設計需要，集成相關設備及部件組成系統，實現本地和遠程智能化控制管理，既滿足建筑室內通風功能需求，保障通風安全，又節能降耗。系統可智能感應室內空氣品質（或溫度、壓力等參數），自動控制主風機和支路風機轉速，調節送、排風量二可選用將分體式能量回收機組、新風機組與排風機組連成環路，以乙二醇水溶液為能量回收介質，實現排風能量的回收利用。該系統特別適用于空調系統與各空間功能及空氣品質要求不同、污染程度不一的建筑（如大型醫院建筑）。

 

▲ 實驗室智能通風系統

空調機組

風機控制：風機由RTU系統按每天預先編排的時間及需求來控制風機的啟停并記錄運行時間累積。在配電回路故障條件下禁止開機。

溫度控制：根據測量的回風溫度與設定值的偏差，進行計算，經比例積分微分(PID)規律控制水調節閥，在夏季工況下，溫度高于設定溫度時開大水閥，溫度低于設定溫度時關小水閥，使送風溫度維持在設定的范圍內。

風門控制：根據測量到的室內外溫度,進行計算比較，采用經濟運行方式，在滿足衛生許可條件下，盡量采用最小新風比例，充分利用室內回風，過渡季節充分利用室外空氣的自然調節能力，以達到節省冷量的消耗，同時滿足空調的要求。

壓差報警：進行過濾網壓差檢測與阻塞報警。

聯動控制：風機、水閥、風門聯動控制，在關閉風機時關閉水閥和風門。

檢測：回風溫度，室外溫度，風機狀態，手自動狀態。

報警：設備故障報警。故障報警同時打印維修派工單，及在上位機反映。

中央監控顯示打?。?/span>參數，狀態，報警，動態流程圖（設定值、測量值、狀態等）。

 

▲ 空調機控制原理圖

 

▲ 風機控制原理圖

 

新風機組

風機控制：風機由RTU系統按每天預先編排的時間假日程序來控制風機的啟停并記錄運行時間累積。在配電回路故障條件下禁止開機。

溫度控制：根據要求在設置室外溫度檢測點，系統將根據測量的室外溫度、送風溫度與設定溫度，進行計算，經比例積分微分（PID）規律控制冷水調節閥，溫度太高時開大冷水閥，溫度太低時關小冷水閥，使送風溫度維持在設定的范圍內。

檢測： 送風溫度，室外溫度，風機狀態，故障、手自動狀態，送風管靜壓值，風機速。

報警： 風機故障報警。故障報警同時打印維修派工單，及在上位機反映。中央監控顯示與打?。簠担瑺顟B，報警，動態流程圖（設定值、測量值、狀態等）。

 

▲ 新風機控制原理圖

  

【冷水機組系統】

冷水機組系統的監控，RTU系統按每天預先編排的時間假日程序來控制冷凍系統的啟停和監視各設備的工作狀態。

負荷控制：測量冷凍水供回水溫度、回水流量，計算用戶的實際冷負荷，系統根據計算結果控制冷水機組開啟的臺數及冷水機組的制冷量，從而實現節能的目的。

壓差控制：根據冷凍水供回水壓差控制旁通閥的開度，以保證系統供回水溫度的平衡。

設備群控：冷水機組系統的群控功能，根據負荷自動啟/停冷水機組，并具有設定和修改控制參數功能。冷水機組內的各種狀態與過程參數將通過標準接口由冷水機組統上的控制器讀取。系統顯示冷凍水泵的運行狀態和故障報警。

監測：冷水機組系統的運行狀態,運行時間累積,各環節水的溫度、流量、水位、輸入電流、電壓.

報警：冷水機組系統故障報警，水溫超過限定值報警。故障報警同時打印維修派工單，及在上位機反映。

中央監控顯示與打?。?/span>參數，狀態，報警，動態流程圖（設定值、測量值、狀態等）。

▲ 冷源系統控制原理圖

【給排水系統】

控制：根據生活水箱、生活水池的水位啟停生活水泵；根據污水池的水位控制排污泵的啟停。

報警：生活水箱超低水位報警,生活水泵故障報警.故障報警同時打印維修派工單,及在上位機反映。

中央監控顯示與打印：水池、生活水箱、污水池水位狀態，生活水泵與污水泵狀態及報警。

 

【變配電系統】

從大廈的安全性考慮，中央監控系統對配電房的有關變配電狀況，實行一般實時監視而不作控制，通常強電回路一切控制操作均留給現場有關控制器或操作人員執行。

監測：高壓開關、低壓開關和母聯開關的工作狀態；低壓配電柜的電壓、電流、功率因數、有功電度和無功電度；

報警：變壓器超溫報警，油箱低油位報警，發電機潤滑油超溫報警，蓄電池低電壓報警，回路超負荷報警,電流超過額定值報警。故障報警同時打印維修派工單，及在上位機反映。

中央監控顯示與打印：各設備狀態、參數、報警，動態流程圖。

【照明系統】

照明系統的控制采用分回路按時間表自動開關，節省能源，并監測各回路的工作狀態。RTU系統按預先編排的時間假日程序來進行照明系統設備的開關控制及監視其狀態。

正常照明監控：航空障礙燈，走廊等處室內照明；

非正常照明監控：安全照明、應急照明、疏散標志照明；

特殊照明監控：廣告、建筑立面的藝術照明。

 

【電梯系統】

監測：電梯由RTU系統監視電梯的運行狀態；

報警：由RTU系統對電梯故障進行報警。

 

 

二、通信自動化系統

通信自動化系統是一個中樞神經系統，它包括以數字式程控交換機為該中心的通信系統，以及通過樓宇的結構化綜合布線系統來實現計算機網絡、衛星通信、閉路電視、可視電話、電視會議等系統的綜合，從而達到樓宇內、市內、國內以及國際間的信息溝通與共享。

系統主要包括：通信網絡、電話通信、程控數字交換機系統、語音與傳真服務系統、數據信息處理系統、可視圖文系統、可視電話系統、會議電視系統

三、辦公自動化系統

辦公自動化是將現代化辦公和計算機網絡功能結合起來的一種新型的辦公方式。辦公自動化沒有統一的定義，凡是在傳統的辦公室中采用各種新技術、新機器、新設備從事辦公業務，都屬于辦公自動化的領域。在行政機關中，大都把辦公自動化叫做電子政務，企事業單位就都叫OA，即辦公自動化。通過實現辦公自動化，或者說實現數字化辦公，可以優化現有的管理組織結構，調整管理體制，在提高效率的基礎上，增加協同辦公能力，強化決策的一致性，最后實現提高決策效能的目的。

 

四、安全保衛自動化系統

安全保衛自動化系統是以運用安全防范產品和其它相關產品所構成的入侵報警系統、視頻安防監控系統、出入口控制系統、防爆安全檢查等的系統；或是由這些系統為子系統組合或集成的電子系統或網絡安全防范系統。

五、消防自動化系統

消防自動化系統可以準確可靠地探測到火險所處的位置，自動發出警報，計算機接收到火情信息后自動進行火情信息處理，并據此對整個實驗室建筑內的消防設備、配電、照明、廣播及電梯等裝置進行聯動控制，主要由火災探測與報警系統、通報與疏散系統、滅火控制系統、防排煙控制系統等組成。