電氣自動化控制在建筑工程中的應(yīng)用探析

韓永輝

【摘要】電氣工程是辦公建筑物的主要組成部分，電氣自動化安裝質(zhì)量關(guān)系著后期建筑的正常使用。為了避免各種問題對電氣工程造成的不利影響，針對辦公建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動化運(yùn)行模式是必不可少的。本文分析了現(xiàn)代建筑中電氣技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，提出了建筑電氣工程自動化設(shè)計(jì)的理念。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化；建筑工程；應(yīng)用；

引言

電氣自動化技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)中不可缺少的重要技術(shù)門類，也是一個(gè)國家科技實(shí)力乃至綜合競爭力的綜合反映，在工業(yè)發(fā)展中具有前導(dǎo)地位。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電氣自動化在建筑方面的應(yīng)用越來越深入，用戶對建筑物功能的多樣化與個(gè)性化需求使傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的缺陷也逐漸暴露出來。

1. 現(xiàn)代建筑中電氣技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1電氣自動化應(yīng)用于現(xiàn)代建筑的背景

一方面，人們越來越重視生活環(huán)境的舒適度、信息溝通的便捷性、服務(wù)設(shè)施的完善性等問題，導(dǎo)致建筑設(shè)備與電氣設(shè)備的復(fù)雜性不斷提高；另一方面，建筑物高度的不斷上升也對供電、消防、給排水等大量電氣系統(tǒng)的運(yùn)行和管理提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，傳統(tǒng)電氣技術(shù)嚴(yán)重制約了現(xiàn)代建筑功能的拓展。在這一背景下，以電氣自動化為技術(shù)支撐的智能建筑設(shè)計(jì)稚局得到了飛躍式的發(fā)展和應(yīng)用。

1.2電氣自動化控制的特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢

現(xiàn)代智能建筑的自動化系統(tǒng)主要指通過高處理能力的現(xiàn)場控制器，對包括樓宇配變電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)，以及通風(fēng)系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)集散控制。由于建筑物中電氣系統(tǒng)涉及的學(xué)科眾多、內(nèi)容廣泛，隨著智能建筑發(fā)展需求的升級，現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)已經(jīng)成為了具有重要意義的獨(dú)立工種，而《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ16-2008）和《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50303-2002）等相關(guān)規(guī)范的相繼頒布，也使其在我國逐漸成為了一種與應(yīng)用對象結(jié)合緊密，具有電工學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)以及自動化控制技術(shù)等交叉學(xué)科特征的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。

從目前電氣自動化控制應(yīng)用的效果來看，其技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：（1）實(shí)現(xiàn)了設(shè)備與系統(tǒng)全工作流程內(nèi)的高效監(jiān)控。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型建筑中，電氣系統(tǒng)組件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣，傳統(tǒng)運(yùn)行方式常常留下管理宵區(qū)，導(dǎo)致故障的發(fā)生。而現(xiàn)代自動化技術(shù)則通過“采集一處理一反饋”模塊，對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)字化監(jiān)控，能及時(shí)將控制中心的指令傳達(dá)到系統(tǒng)，并將反饋信息同時(shí)傳遞到控制中心，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)高教、實(shí)時(shí)、不間斷的控制和管理。（2）聯(lián)動性的提高。電氣自動化技術(shù)將建筑中配電，照明、消防、空調(diào)等系統(tǒng)連接為一個(gè)整體，大大提高了其聯(lián)動效果，解決了電梯系統(tǒng)依照各層用戶流實(shí)現(xiàn)其速度的自動調(diào)節(jié)，以及緊急情況下（火災(zāi)、水管爆裂等）系統(tǒng)的自動識別、判斷，及時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的應(yīng)急處理方案，開啟緊急照明系統(tǒng)、調(diào)整水壓或開放噴淋滅火系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)間的配置與互動。（3）安全性強(qiáng)。由于電氣系統(tǒng)固有的危險(xiǎn)性，設(shè)備故障、操作失誤以及環(huán)境變化等因素都可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。而自動化控制有利于系統(tǒng)對異常情況及時(shí)做出反應(yīng)，并可通過遙控模式降低故障對維修管理人員產(chǎn)生直接傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

2. 現(xiàn)代智能建筑中自動化系統(tǒng)的組成及其功能的實(shí)現(xiàn)

自動控制系統(tǒng)的工作原理分為以下三個(gè)步驟：（1）實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集。即對來自測量變送裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測和輸入。（2）實(shí)時(shí)的控制決策。對采集到的被控量與給定量進(jìn)行加法運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果即作為控制器需要調(diào)整的方向和量值的輸入。（3）實(shí)時(shí)的控制輸出。根據(jù)控制決策，適時(shí)地對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。

系統(tǒng)主要由自控空調(diào)機(jī)組、自控給排水系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)以及消防安全系統(tǒng)與綜合布線系統(tǒng)等組成?？諝庹{(diào)節(jié)控制系統(tǒng)一般包括空氣加熱設(shè)備、空氣減溫冷卻設(shè)備、及空氣加濕設(shè)備等。系統(tǒng)常采用DDc控制，將裝設(shè)在回風(fēng)管內(nèi)的溫度傳感器所檢測的溫度送往控制器與設(shè)定點(diǎn)溫度比較，并控制裝在回水管上的電動調(diào)節(jié)閥的動作，使回風(fēng)溫度保持在所需要的范圍內(nèi)。給排水系統(tǒng)一般包括生活給水子系統(tǒng)、生活排水子系統(tǒng)和消防子系統(tǒng)。給水子系統(tǒng)的控制多采用高位水箱給水方式、水泵直接給水方式、氣壓給水方式等，通過監(jiān)控各集水坑高液位、水泵運(yùn)行狀態(tài)、過載報(bào)警、高水位報(bào)警的方式，手動/自動控制啟停，并實(shí)現(xiàn)故障復(fù)位。智能建筑對電力與照明系統(tǒng)的控制包括對配電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)檢側(cè)、對建筑物內(nèi)用電量的自動統(tǒng)計(jì)與管理、對各種電氣設(shè)備的檢修保養(yǎng)、照明系統(tǒng)的節(jié)能監(jiān)控、應(yīng)急照明的啟?？刂频?。消防控制系統(tǒng)由火災(zāi)探測器、火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、消防專用電話系統(tǒng)等組成。安全防范控制系統(tǒng)則包括防盜報(bào)警系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、出人口監(jiān)控系統(tǒng)，以及對講系統(tǒng)等。此外，為響應(yīng)不同建筑的不同功能需求，還應(yīng)結(jié)合建筑性質(zhì)設(shè)置一些特殊的子系統(tǒng)，例如停車場管理系統(tǒng)、資產(chǎn)定位管理系統(tǒng)、智能家居服務(wù)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、物業(yè)管理應(yīng)用系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)自動管理的個(gè)性化。

在實(shí)踐中，要充分實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的豐富功能，應(yīng)首先建立一套完整的數(shù)字控制體系，這是控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用基礎(chǔ)，可通過KVM、CATS等模式實(shí)現(xiàn)設(shè)備與控制機(jī)房的鏈接，同時(shí)建立遠(yuǎn)程管理中心與本地控制臺結(jié)合運(yùn)行的雙重管理模式，提高數(shù)控體系的可淵節(jié)性。

3. 電氣自動化控制在智能樓宇中的應(yīng)用

建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的信息交換，利用分布在建筑各處的遠(yuǎn)程處理機(jī)和中央處理系統(tǒng)，通過總線橋進(jìn)行數(shù)據(jù)資料收集箱、中央設(shè)備、現(xiàn)場設(shè)備、通信設(shè)備四部分，在施工過程中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)安裝要求進(jìn)行施工。

3.1建筑電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)安裝前，制定科學(xué)的計(jì)劃

在施工前，對業(yè)主的需 求進(jìn)行充分的調(diào)查和了解，制定出系統(tǒng)詳細(xì)、科學(xué)合理、先進(jìn)可靠的安裝實(shí)施計(jì)劃十分必要。建筑電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)是智能建筑自動化系統(tǒng)之一，通過微處理機(jī)的快速處理技術(shù)，為優(yōu)化管理，保證電氣系統(tǒng)運(yùn)行可靠，利用網(wǎng)絡(luò)對智能建筑電氣設(shè)備進(jìn)行全面動態(tài)的檢測與控制。降低設(shè)備維修費(fèi)，節(jié)約人力、物力和財(cái)力。確保各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足建筑和業(yè)主的需求。

3.2電氣設(shè)備的安裝

建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)性能的充分發(fā)揮，需要遵循建筑工程電氣施工的設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)和安裝要求，保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行。首先，格外重視建筑電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)的布線。溫度濕度傳感器線路在安裝過程中需要屏蔽線。布線時(shí)，DDC、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)控制器等連接弱電工程單獨(dú)接地干線上。其次，遠(yuǎn)程處理機(jī)的安裝，在滿足空調(diào)機(jī)組控制系統(tǒng)的前提下，將剩余、未使用的輸入和輸出接口進(jìn)行充分的利用，用于連接周邊的照明控制、水位信號、水流量計(jì)等。保留四分之一左右的接口用于后期維護(hù)和發(fā)展。

3.3輸入輸出設(shè)備的安裝

輸入設(shè)備安裝要立足于安裝現(xiàn)場的實(shí)際和電氣設(shè)計(jì)與產(chǎn)品的實(shí)際要求。在安裝輸出設(shè)備前，進(jìn)行模擬動作實(shí)驗(yàn)；管口與閥門口徑不匹配時(shí)，采用漸縮管件；回水管上按裝電磁與電動調(diào)節(jié)閥；閥的方向要與箭頭方向保持一致。電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)運(yùn)用與建筑工程智能化緊密相連，需要嚴(yán)格按照建筑電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)的安裝要求，確保整體建筑的質(zhì)量與安全。

4. 結(jié)語

總之，在自控系統(tǒng)中，電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位，需要通過實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備自動化控制，以達(dá)到合理利用設(shè)備，節(jié)省能源、節(jié)省人力，確保設(shè)備安全運(yùn)行之目的。

參考文獻(xiàn)：

1.馬永翔.電氣設(shè)備防雷與接地保護(hù)分析[J].中國高等教育，2007

2.李峰.避雷器在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].華北電力，2009

3.陳化成.淺談電氣工程及其自動化的發(fā)展[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2010

4.李志雄、陳紅明.論電氣自動化在建筑工程中應(yīng)用實(shí)踐[J].中小企業(yè)管理與科技，2011