建筑電氣工程及其自動(dòng)化研究

武曉麗

摘 要：電氣工程及其自動(dòng)化是以電磁感應(yīng)定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎(chǔ)，研究電能的產(chǎn)生、傳輸、使用及其過程中涉及的技術(shù)和科學(xué)問題。電氣工程及其自動(dòng)化涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一門綜合性較強(qiáng)的行業(yè)，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合，機(jī)電結(jié)合，軟硬件結(jié)合。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化；技術(shù)

1 前言

隨著人們生活水平提高，電氣工程及其自動(dòng)化廣泛滲透于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)其要求也越來越高，不僅要滿足家電用電、照明、安全用電等需求，更加注重實(shí)用、美觀、方便的功能。本文通過樓宇自動(dòng)化、電氣安全、建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)等幾個(gè)方面簡(jiǎn)單介紹了電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)容，筆者嘗試提出一些強(qiáng)化建筑中的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的可行性建議。

2 電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展史

2.1 全空型電力電子開關(guān)

晶閘管雖然是第一代電子電力器件，但仍沿用至今。隨后全控制式器件相繼出現(xiàn)在交流變頻技術(shù)之后，這是電力電子器件的第二代器件；復(fù)合型電力電子器件IGBT和MGT這一類可以稱為第三代器件。最后，第四代電力電子器件是功率集成電路，PIC。

2.2 低頻發(fā)展為高頻電路

電力電子器件的發(fā)展，導(dǎo)致變換器電路換代，但是用于普通晶閘管時(shí)，直流變換器主要是整流相互控制，交流變頻傳動(dòng)則是交流—直流—交流變頻器。當(dāng)PWM變換器發(fā)展到第二代電力電子器件時(shí)，采用也相應(yīng)增多。在其發(fā)展過程中，PWM存在很多缺陷，所以有了低頻向高頻發(fā)展的電路。

2.3 投入使用的通用變頻器

在經(jīng)歷了第一代功能型U/F控制類型、高功能型第二代U/F型和高動(dòng)態(tài)性能的變頻器之后，通用變頻器正式投入使用。

3 目前建筑中的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用

3.1 樓宇自動(dòng)化

樓宇自動(dòng)化控制采用計(jì)算機(jī)集散控制，所謂計(jì)算機(jī)集散控制是指集中管理分散控制。它的分散控制器大多采用直接數(shù)字控制器，運(yùn)用上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行主機(jī)屏幕的管理和監(jiān)控。主要手段是曲線、動(dòng)畫、、數(shù)據(jù)庫(kù)、文本、腳本以及各種專用控件等。樓宇自動(dòng)化包括：供水和排水監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)與空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)。

3.2 電氣安全

隨著人類對(duì)電力能源的重視與應(yīng)用，電力設(shè)備和電力設(shè)施與人們的生活、工作已經(jīng)密不可分，電力甚至成為現(xiàn)代各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。但不可否認(rèn)，由于多種原因，電力能源方便人們生活、工作的同時(shí)，電氣設(shè)備產(chǎn)生的問題對(duì)人們的生活與工作帶來不少煩惱與損失，有時(shí)甚至是災(zāi)難的表現(xiàn)。因此，電氣安全已經(jīng)成為各國(guó)電氣維護(hù)與操作人員消除安全隱患、保障職工健康、防止傷亡事故以及保障各項(xiàng)任務(wù)圓滿完成，同時(shí)也是電氣工作者首要面臨并努力解決的重要問題。

3.3 電氣絕緣

保持配電線路和電氣設(shè)備的絕緣，是確保人身安全和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行的最基本要素。電氣絕緣性能是否良好，可通過測(cè)量絕緣電阻、抗壓強(qiáng)度、漏電流和介質(zhì)損耗等參數(shù)衡量。

3.4 安全距離

電氣安全距離是人體、物體等而無風(fēng)險(xiǎn)的安全可靠的距離。地面與帶電體之間、帶電體與帶電體之間、身體與帶電體之間、帶電體與其他設(shè)備和設(shè)施之間，均應(yīng)保持一定距離。通常，配電線路和變、配電裝置附近工作的變化，應(yīng)考慮線路的安全距離，變、配電裝置的安全距離，并保持安全距離和操作安全距離。電氣安全距離，是指人體、物體等接近帶電體而不發(fā)生危險(xiǎn)的安全可靠距離。

4 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是一套央監(jiān)控系統(tǒng)。通過各種建筑物內(nèi)的空調(diào)設(shè)備、冷熱源設(shè)備、防火、防盜設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，以確保建筑物內(nèi)環(huán)境舒適，充分考慮節(jié)能和環(huán)保條件的地位和建設(shè)中的各種設(shè)備的利用率的條件下，以達(dá)到最佳的目的完善建筑中電氣工程的及其自動(dòng)化技術(shù)，給予自動(dòng)化技術(shù)的巨大作用，目前其在電氣工程中的運(yùn)用發(fā)展很快，我們可以從以下一些方面入手完善。

4.1 建立自動(dòng)化的系統(tǒng)架構(gòu)

建筑中電氣工程的及其自動(dòng)化技術(shù)需要具備哪些功能？處理哪些問題？建立哪些管理層次？這些都是電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)首先需要解決的問題，在自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，我們可以設(shè)置相應(yīng)的管理模塊，根據(jù)每個(gè)模塊中的實(shí)際需要，設(shè)置相應(yīng)的功能，然后根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)去指導(dǎo)和規(guī)范后續(xù)制度建設(shè)以及相關(guān)人員的設(shè)置。常見的模塊應(yīng)包括數(shù)據(jù)管理、電氣工程管理、電力設(shè)施養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控、人員管理、外部環(huán)境以及幫助等。

4.2 自動(dòng)化設(shè)備的合理選用

自動(dòng)化設(shè)備是電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)，自動(dòng)化設(shè)備的合理選用將對(duì)整個(gè)自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)性和效率產(chǎn)生重大影響。在一般情況下，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)中設(shè)備將分為三個(gè)類別的作業(yè)基礎(chǔ)上，通過作業(yè)類設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)、換閘、變壓、穩(wěn)壓等一系列的電氣工程操作，尤其是在潮濕、積水等較為危險(xiǎn)的外部環(huán)境出現(xiàn)時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和精確的動(dòng)作，從而大大降低了傳統(tǒng)的手工操作的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)營(yíng)設(shè)備包括電磁開關(guān)、自動(dòng)化和變壓器設(shè)備；第二類傳輸設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，包括電子信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，信息收集傳遞裝置收集的信息可以運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測(cè)信息反饋到控制中心，以數(shù)字和圖形的形式在控制中心顯示該系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)；第三類是加工設(shè)備的控制，包括控制終端和處理器控制中心可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的加工設(shè)備，目前，自動(dòng)化設(shè)備正朝著智能化、無人化和高效化的軌道快速前進(jìn)。

4.3 環(huán)境監(jiān)控

電氣工程設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，是環(huán)境監(jiān)測(cè)非常重要的方面，包括電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和監(jiān)管環(huán)境的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)監(jiān)測(cè)。電氣系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境是密切相關(guān)的操作關(guān)系，并對(duì)溫度、濕度、電壓、功率因數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過設(shè)立警戒線值，判斷??外部環(huán)境是否滿足業(yè)務(wù)需求，當(dāng)外部鏈接變化，這些數(shù)據(jù)將反映到控制中心，控制中心及時(shí)向相應(yīng)指令。而環(huán)境管理主要指管理人員，建立自動(dòng)顯示和自動(dòng)報(bào)警和門禁系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，有必要在這方面通過UPS系統(tǒng)。所有的管理數(shù)據(jù)都可以通過Web網(wǎng)絡(luò)可以共享。

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，重視電氣工程以及自動(dòng)化技術(shù)研究是非常必要的。自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中系統(tǒng)化和規(guī)?；倪\(yùn)用是一項(xiàng)復(fù)雜且龐雜的系統(tǒng)工程，雖然目前在實(shí)踐中存在不少的問題和不足，但只要我們積極探索和學(xué)習(xí)，相信自動(dòng)化技術(shù)和電氣工程一定可以實(shí)現(xiàn)更完美的結(jié)合。

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