摘要：基于现场总线的变电站综合自动化技术已经成熟，但在智能建筑中并不多见，介绍了利用lonworks技术实现高层建筑的设备综合自动化，使测量、控制、显示、保护等各种功能实现一体化，使各种实时数据共享，为智能建筑管、控一体化打下基础。
　　
　　关键词：综合自动化；lonworks；软件设计
　　
　　在智能建筑中，设备自动化是实现楼宇高效、功能全、舒适的基本保证。而设备自动化最重要的部分之一就是变电站的自动控制。目前基于现场总线的变电站综合自动化技术已经成熟，考虑到使用lonworks 总线的诸多优点，可广泛应用于其他设备自动化系统连接，构成整个智能建筑的设备自动化、通信自动化和办公自动化的现场底层，使实时数据共享，提高设备使用效率，降低运行成本［1-3］。
　　
　　1　自动化系统的基本功能
　　一个典型的智能建筑变电站自动化系统，通常由测量、控制、显示、保护等部分组成。由于单一的用电性质及特殊的地理环境，造成了供电半径小，负荷性质单一，负荷变化率大。一般情况下采用10kv供电，出线为三相四线制（400v）。供电可靠性要求较高，并且考虑到将变电站自动化系统归纳到设备自动化中，由统一的网络管理中心进行监控，变电站为无人值班，因此实行自动化系统时安全放在第一位。有条件的话还要采用冗余技术。按照国际流行惯例，变电站自动化系统需完成63种功能，智能建筑变电站自动化系统结合自己的特点，可将其归纳为5个功能组。
　　1.1　保护
　　保护包括进线保护、配电线路保护、变压器保护、小电流接地监测、备用电源自动投入、电容器保护等。保护相对独立，其功能不依赖通信网络或其他设备。
　　1.2　计量与监测
　　采集各进出线及变压器的电流、电压、有功、无功功率、功率因数以及各断路器、隔离开关接地信号、开关的状态值。在主接线图通过变色显示，使运行人员掌握一次系统的运行状态。同时测量由电能表输出的脉冲量，计算出有功、无功电量。
　　1.3　控制功能
　　控制功能可就地也可远方实现。无论何处发送操作命令，只有在返送校验无误后方可在防误逻辑闭锁系统监视下执行。一般情况下，根据命令和断路器、隔离开关的闭合、开启条件实现电容器组的自动投切、备用电源的自动投入与变压器的有载调压。
　　1.4　报警打印
　　对各种需要记录的参数构成的值班记录，实时数据组成的曲线、事件顺序记录、保护动作，均可进行定时打印或召唤打印。对采集到越限的各种参数进行声光报警，并进入相应的处理程序。
　　1.5　通信
　　通过局域网将变电站与网络中心或城市的电管（调度）部门相连，实现变电站的四遥（遥测、遥控、遥信、遥调）。
　　
　　2　智能建筑变电站自动化系统设计
　　智能建筑变电站综合自动化已经开始应用智能开关、光电互感器和数字化控制回路，并且将小型化后的保护、监控装置完整地安装在开关柜上。因此物理结构是由智能开关、控制机构和数字化测量仪表构成的开关柜为主的一次设备和带有神经元芯片和微处理器的lonworks网络构成的保护、控制装置组成的二次设备组成。在逻辑结构上分为3个层次，根据iec6185a通信协议草案定义为“过程层”、“间隔层”和“站控层”。这样可以使得系统结构的独立性增强，不同设备的相互影响减小。
　　在功能上站控层实现通信连接作用，完成汇接全变电站的实时信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库，并根据有关规定将一些关键数据送当地调度中心。也可将有关控制信号和命令通过间隔层送往过程层，对变电站内的一次设备运行进行遥控或遥调。在站控层内的工程师工作站和操作员工作站组成的后台完成显示、操作、报警打印等，并具备对间隔层、过程层诸设备的维护、组态、参数修改的在线功能。间隔层设备主要功能是汇总本间隔层的实时信息，对采集到的电流、电压等信号进行处理、统计、运算及按设定好的方案进行控制，同时做到在间隔层的操作如何实现闭锁和防误动。必要时利用网络接口的全双工方式提高信息通道的冗余
　　度，保证通信畅通无阻。过程层是一次设备和二次设备的结合面，主要为光电互感器、智能开关和操作控制的执行与驱动。具体结构见图1。
　　

　　这是一种分布式面向对象的变电站自动化系统，它将大部分原来在控制室完成的电流、电压、频率等模拟量信号的测量，各类断路器、隔离开关的闭合控制，变压器、线路保护和电能计量均下放至一次设备现场，并采用lonworks现场总线技术。这样不仅减少许多控制和信号电缆，还使得控制室面积大大减小，电缆的一次性投资减少，从而降低整套设备成本。
　　间隔层使用了单元控制器方式，每个单元控制器均安装在开关柜