智能化樓宇電氣設(shè)備的研究和使用

申賜強(qiáng)

（廊坊開(kāi)新城市開(kāi)發(fā)建設(shè)股份有限公司，河北 廊坊065000）

1 引言

所謂的智能樓宇就是，將樓房中加裝的一系列自動(dòng)控制系統(tǒng)、高智能控制系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效的接連，集成在一起，實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理的智能化，有效重組了物業(yè)的服務(wù)和管理等工作，大大提高了樓房的安全性能、舒適感受以及生活便捷性?，F(xiàn)在常見(jiàn)的智能樓宇系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、來(lái)訪對(duì)話系統(tǒng)、門(mén)卡系統(tǒng)、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等十幾種子系統(tǒng)組成［1］。為了推動(dòng)智能樓宇建設(shè)健康有序發(fā)展，國(guó)家還開(kāi)設(shè)了智能樓宇管理師的職業(yè)資格認(rèn)證，有效規(guī)范了該行業(yè)從業(yè)者的行為和市場(chǎng)的紀(jì)律。

2 智能樓宇中電氣設(shè)備的自動(dòng)化概述

在當(dāng)代的智能樓宇中，十幾種智能子系統(tǒng)對(duì)電氣系統(tǒng)提出了更為嚴(yán)苛的要求，推動(dòng)了電氣自動(dòng)化的快速發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能樓宇建設(shè)中的應(yīng)用流程是：以繼電器為代表的信號(hào)數(shù)據(jù)采集裝置開(kāi)展相關(guān)信息的收集，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸給電腦、計(jì)算機(jī)終端，這個(gè)終端一方面將信息發(fā)送給樓宇管理者，另一方面根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的程序發(fā)出有關(guān)指令，指揮有關(guān)機(jī)電設(shè)備開(kāi)展工作，信號(hào)采集裝置再次檢測(cè)有關(guān)數(shù)據(jù)，但有關(guān)信息反映出的情況不需要機(jī)電設(shè)備工作時(shí)，計(jì)算機(jī)終端將再次發(fā)出指令，結(jié)束相關(guān)機(jī)電設(shè)備的工作［2］。

3 智能樓宇中電氣設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展歷程

樓房電氣設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過(guò)四代研發(fā)。該技術(shù)的發(fā)展是從上個(gè)世紀(jì)七八十年代開(kāi)始的，監(jiān)控系統(tǒng)是最早安裝在樓房中，形成了第一代智能樓宇系統(tǒng)[2]。利用一臺(tái)電腦操作整個(gè)樓房中所有的監(jiān)控設(shè)備。這是最早的電氣設(shè)備自動(dòng)化應(yīng)用到樓宇管理之中，有效提高的樓宇管理的安全性和可靠性。到了90年代初，將一臺(tái)電腦改為多臺(tái)電腦，再用網(wǎng)絡(luò)將多臺(tái)電腦建立起監(jiān)控網(wǎng)，這樣監(jiān)控的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大了，有效的監(jiān)控距離也進(jìn)一步增加了。進(jìn)入新世紀(jì)，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入，更多的電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到智能樓宇的建設(shè)上來(lái)。這些自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效集成，真正意義上實(shí)現(xiàn)了將現(xiàn)場(chǎng)控制升級(jí)到遠(yuǎn)程管理的層面上。近年來(lái)，隨著人們對(duì)樓房居住環(huán)境要求的提高，越來(lái)越多的功能（供暖系統(tǒng)、電梯）加載到樓房之中，對(duì)這些功能的操作更加需要自動(dòng)化技術(shù)來(lái)加以控制。這樣，該樓宇的管理將變得安全、可靠、舒適和便利。另外，這種統(tǒng)一到一個(gè)系統(tǒng)管理控制，可以進(jìn)一步降低建筑成本，避免不必要的資源浪費(fèi)。

4 智能樓宇中消防設(shè)施控制系統(tǒng)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)樓宇智能消防設(shè)施控制應(yīng)用。消防設(shè)施關(guān)系到千家萬(wàn)戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全。不能出現(xiàn)任何問(wèn)題，但是人為管理總會(huì)出現(xiàn)各種差錯(cuò)。而電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的引入，使消防設(shè)施的控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。例如，辦公寫(xiě)字樓里一般安裝的煙霧報(bào)警設(shè)備，也就是一個(gè)煙霧傳感器，通過(guò)它感知該樓宇中是否有煙霧，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，它將第一時(shí)間反饋給系統(tǒng)終端，系統(tǒng)根據(jù)事前輸入的指令，調(diào)用相應(yīng)的程序，輸出拉響警報(bào)，通知管理員，同時(shí)開(kāi)始指揮發(fā)現(xiàn)煙霧附近的噴淋設(shè)備開(kāi)始灑水。再例如，系統(tǒng)對(duì)水泵設(shè)備的控制。系統(tǒng)控制其開(kāi)啟時(shí)間。相關(guān)的壓力繼電器通過(guò)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)消費(fèi)管理中的水壓不足，及時(shí)反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)用有關(guān)指令，發(fā)出啟動(dòng)水泵的指令給水泵電機(jī)，水泵電機(jī)開(kāi)始工作，壓力繼電器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)水壓已經(jīng)達(dá)到要求后，反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)出指令關(guān)閉電機(jī)，水泵停止加壓［3］。同時(shí)對(duì)水泵的管理還有一個(gè)計(jì)時(shí)器，通過(guò)計(jì)時(shí)，定時(shí)通知電機(jī)開(kāi)啟，水泵加壓，定時(shí)關(guān)閉電機(jī)，水泵停止工作。

5 智能樓宇的照明控制系統(tǒng)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在樓宇照明節(jié)能系統(tǒng)控制應(yīng)用。樓宇照明節(jié)能控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思路為，各個(gè)設(shè)計(jì)模塊接收中斷信息和調(diào)取各段分指令程序來(lái)實(shí)現(xiàn)各種任務(wù)。例如，在光線較好的白天，傳感裝置中的光敏傳感器密切關(guān)注陽(yáng)光的強(qiáng)度，在陰雨天，光敏傳感器將發(fā)出光線不好的信號(hào)數(shù)據(jù)，反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)取預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序，加以執(zhí)行，控制樓房里的照明電源開(kāi)啟。再如，白天晚上的區(qū)分依靠的是系統(tǒng)中的時(shí)鐘模塊，到了晚上6點(diǎn)鐘系統(tǒng)中的時(shí)鐘模塊調(diào)取程序，發(fā)出指令定時(shí)開(kāi)啟樓房的照明電源，夏季天黑的晚，冬季天黑的早，晴天天黑的晚，陰雨天天黑的早這些也是要考慮在時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)之中的。

5.1 智能樓宇中照明系統(tǒng)的概念

照明系統(tǒng)是由照明的主要裝置和電路設(shè)施構(gòu)成的，照明所使用的裝置主要指的是燈具，照明的電路設(shè)備指的是線路和照明開(kāi)關(guān)等，照明設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是能夠確保智能樓宇中所有的照明設(shè)備都能夠得到控制，而且能夠起到節(jié)能的效果，運(yùn)用聲控的方式，當(dāng)人們不需要運(yùn)用照明設(shè)備時(shí)，照明設(shè)備就不啟用。

5.2 智能樓宇中照明監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法

在智能樓宇中，照明系統(tǒng)可以運(yùn)用波動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，這是一種最常見(jiàn)的控制方法，能夠根據(jù)人們的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在房間內(nèi)的不同的出入口都可以設(shè)置開(kāi)關(guān)，在樓梯處可以設(shè)置多控的開(kāi)關(guān)，但是，這種控制方式比較復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)很多線路。

在智能樓宇中，可以采用斷路器進(jìn)行照明系統(tǒng)的控制，這種控制方法主要適用于對(duì)整體的燈具的控制，這種控制方法比較簡(jiǎn)單，而且不會(huì)耗費(fèi)大量的資金，但是，在控制燈具的時(shí)候，是實(shí)現(xiàn)一組燈具的控制，所以，在進(jìn)行照明系統(tǒng)控制的時(shí)候，一組燈具是同時(shí)開(kāi)關(guān)的，這樣不能起到良好的節(jié)能效果，因此，這種方法在智能樓宇中不是很實(shí)用。

在智能樓宇中，可以采用定時(shí)控制的方法，這種方法能夠通過(guò)定時(shí)的方法，對(duì)燈具的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)運(yùn)用BAS接口，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的定時(shí)，讓燈具按照定時(shí)開(kāi)和關(guān)，這樣能夠避免燈具長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)啟耗費(fèi)大量的電能。

5.3 照明智能控制的優(yōu)點(diǎn)

在智能樓宇中運(yùn)用照明控制系統(tǒng)，能夠在一定程度上提高照明的質(zhì)量，能夠美化人們居住的環(huán)境，通過(guò)柔和的光線，使室內(nèi)更加舒適，照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)照明系統(tǒng)的不同方式的控制，能夠?qū)φ彰飨到y(tǒng)進(jìn)行集中的監(jiān)控，當(dāng)照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)報(bào)警，排除故障，照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)照明系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，能夠節(jié)省能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。照明控制系統(tǒng)，能夠保護(hù)燈具，當(dāng)燈具出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以自動(dòng)斷電，從而能夠延長(zhǎng)燈具的使用年限。

5.4 智能化樓宇照明控制系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容

照明控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全面地控制，主要能實(shí)現(xiàn)對(duì)以下場(chǎng)所照明系統(tǒng)的控制。

5.4.1 照明控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)走廊、樓梯照明系統(tǒng)的控制

在走廊和樓梯處的照明系統(tǒng)，一般在晚上關(guān)閉，這時(shí)可以啟用聲控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的開(kāi)關(guān)。

5.4.2 一般照明的監(jiān)控

在進(jìn)行一般照明監(jiān)控的時(shí)候，一般是實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公室、餐廳、房間照明系統(tǒng)的監(jiān)控，根據(jù)天氣的不同，照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同的監(jiān)控，在晴天和陰天，自然光線肯定是不同的，在晴天，照明控制系統(tǒng)可以將照明系統(tǒng)的光線調(diào)的暗一些，室內(nèi)的照明主要采用自然光，在陰天的時(shí)候，由于自然光線比較暗，因此，要將照明系統(tǒng)的光線調(diào)得強(qiáng)一些。

6 智能樓宇中電氣設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展方向

隨著科技的進(jìn)步，電氣設(shè)備、自動(dòng)化產(chǎn)品不斷研發(fā)。智能樓宇也成為人們最渴望的需求之一。新產(chǎn)品、新技術(shù)將不斷地融合到智能樓宇建設(shè)之中。集中精力研發(fā)有實(shí)用價(jià)值、科技含量高的機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品，加快自主研發(fā)能力的提升，創(chuàng)造出有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)電設(shè)備，加大創(chuàng)新實(shí)力培養(yǎng)，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的不斷發(fā)展。

6.1更加注重系統(tǒng)產(chǎn)品的統(tǒng)籌發(fā)展。建立統(tǒng)一的智能樓宇系統(tǒng)平臺(tái)，可以有效推動(dòng)有關(guān)的機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)在一個(gè)層次上運(yùn)行。而且統(tǒng)籌發(fā)展的平臺(tái)將大大降低樓房建設(shè)成本，減少不必要的資源浪費(fèi)，這樣的一個(gè)具有兼容性能的平臺(tái)可以全面的吸納電氣智能化產(chǎn)品，統(tǒng)一平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，更加注重對(duì)新型技術(shù)的兼容，留好“后門(mén)”。同時(shí)將有關(guān)指令段存放在PLC中，有助于推動(dòng)產(chǎn)品的統(tǒng)籌發(fā)展。

6.2更加注重機(jī)電產(chǎn)品的互通性。有效保證智能樓宇系統(tǒng)中機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)的互通性，才能最大可能的維護(hù)智能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性。但是有些研發(fā)企業(yè)為了企業(yè)利益故意設(shè)置技術(shù)壁壘，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法兼容。這將形成一種惡性循環(huán)，不利于智能樓宇的建設(shè)發(fā)展。國(guó)家有關(guān)部分也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，因此，加強(qiáng)行業(yè)企業(yè)聯(lián)盟也將是以后的發(fā)展趨勢(shì)。因?yàn)橹挥袛y手發(fā)展，共同進(jìn)取，實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品之間的兼容性，智能樓宇這塊最終的“大蛋糕”才能做大做強(qiáng)，相關(guān)企業(yè)才能共同贏利，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展［4］。

7 智能樓宇中電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修技術(shù)

7.1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，更借助于信息時(shí)代的偉大產(chǎn)物——計(jì)算機(jī)，在電氣設(shè)備的維護(hù)方面更是推波助瀾，電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。以往的電氣設(shè)備檢修需要使電力系統(tǒng)迫停完成檢修過(guò)程，新的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)則是完全適用于運(yùn)行中的電氣設(shè)備，通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的信號(hào)采集處理，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的帶電運(yùn)行電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)。其原理就是有傳感系統(tǒng)收集并整合電氣設(shè)備的信號(hào)，經(jīng)過(guò)整合處理的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，而相關(guān)的工作人員則能夠直觀的看到電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，完成監(jiān)測(cè)過(guò)程。數(shù)據(jù)結(jié)果更加真實(shí)可靠，最大程度降低了資源的浪費(fèi)，避免了過(guò)度維修帶來(lái)的設(shè)備損耗，將現(xiàn)有的資源都盡可能的合理運(yùn)用。

7.2 智能化樓宇電氣設(shè)備狀態(tài)檢修

7.2.1 電氣狀態(tài)檢修方針

類同于在線監(jiān)控技術(shù)，手機(jī)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的各個(gè)信息，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)電氣設(shè)備的健康狀況進(jìn)行判定并檢修。因?yàn)殡姎庠O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及健康狀況等數(shù)據(jù)和信息來(lái)源相對(duì)復(fù)雜，所以要對(duì)在線監(jiān)控，維修記錄等多方面信息進(jìn)行總結(jié)和整理，以達(dá)到確保信息可靠的目的，并根據(jù)電氣設(shè)備可靠的信息制定相應(yīng)的檢修手段，這也是維系電氣設(shè)備乃至電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。

7.2.2 電氣設(shè)備狀態(tài)檢修分析策略

電氣設(shè)備的狀態(tài)分析是對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況做出籠統(tǒng)的概念性判定，也是電氣設(shè)備的檢修一個(gè)基本依據(jù)，目前來(lái)講還無(wú)法給電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行一個(gè)精確細(xì)致的評(píng)估。也就是說(shuō)無(wú)法針對(duì)電氣設(shè)備的狀態(tài)而羅列出相應(yīng)的問(wèn)題原因和解決辦法。為了解決這種困擾，可以實(shí)行量化評(píng)估電氣設(shè)備故障，在電氣設(shè)備的某一部分出現(xiàn)問(wèn)題即判定為0分，立刻進(jìn)行檢修，在檢修結(jié)束后針對(duì)檢修結(jié)果進(jìn)行量化評(píng)估，記錄得到的分?jǐn)?shù)，以統(tǒng)計(jì)故障問(wèn)題發(fā)生狀況。

7.3 智能化樓宇電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)以及狀態(tài)檢修技術(shù)的前景

傳統(tǒng)的電氣監(jiān)測(cè)技術(shù)存在諸多不足，已經(jīng)不符合現(xiàn)今高要求的電氣設(shè)備檢修，而且在實(shí)際應(yīng)用方面往往會(huì)出現(xiàn)必須停止電氣設(shè)備運(yùn)行而完成檢修工作帶來(lái)的資源損耗的不必要損失，所以智能化樓宇的電氣檢修技術(shù)顯然具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，更加可靠、精確地監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備的健康，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

就目前而言，國(guó)內(nèi)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)功能相對(duì)單薄，但是并不妨礙其成為更加全面、智能的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備的集中監(jiān)測(cè)、大幅度提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性與精度，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)會(huì)實(shí)現(xiàn)更加全面、可靠的作用［5］。

8 結(jié)語(yǔ)

總之，智能樓宇的電氣自動(dòng)化發(fā)展將具有十分廣闊的發(fā)展空間。總線控制、強(qiáng)弱電有效配合、新型物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)等技術(shù)將進(jìn)一步融入該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展之中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品不斷更新，相關(guān)技術(shù)不斷融合，智能樓宇電氣自動(dòng)化控制將更加注重人性化服務(wù)，科學(xué)化管理，使得業(yè)主居住的環(huán)境更加安全、舒適、方便。

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