簡述建筑工程中的電氣自動(dòng)化控制

張子俊 陳雪飛

摘要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民群眾對不同建筑物的使用功能的多元化和個(gè)性化的要求不斷提高，這些不斷提高的要求是的我國傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)中的缺陷和不足逐步的顯露出來。當(dāng)代社會(huì)的人們不斷的看重生活工作環(huán)境的舒適性、社區(qū)服務(wù)設(shè)施的完善、科技信息溝通的便捷等方面，這就使得電氣設(shè)備與建筑設(shè)備相互的復(fù)雜性不斷的上升。

關(guān)鍵詞：建筑工程；電氣自動(dòng)化；控制；設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言：隨著我國建筑其高度的不斷攀升，對建筑物內(nèi)的供電、供水、消防等各種電氣系統(tǒng)設(shè)施的運(yùn)行和管理也提出了更高層次的要求。目前傳統(tǒng)舊式的電氣設(shè)施技術(shù)已經(jīng)成為了束縛現(xiàn)代建筑向前發(fā)展的嚴(yán)重障礙。在這樣的條件下，在用電氣自動(dòng)化為技術(shù)支撐的基礎(chǔ)上的智能化建筑設(shè)計(jì)發(fā)生了跨時(shí)代的發(fā)展和應(yīng)用。

1 建筑工程中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成及功能分析

1.1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成部分分析

當(dāng)前常見的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本回路主要由以下幾個(gè)部分組成的：為用電設(shè)備提供工作電源的電源供電回路；由熔斷器、失壓線圈、穩(wěn)壓組件、熱繼電器與整流組件等保護(hù)組件構(gòu)成的對線路及電氣設(shè)備進(jìn)行的短路與過載的保護(hù)回路；將溫度、壓力、流量、液位等多種參數(shù)轉(zhuǎn)換成電流信號與數(shù)字信號，使其直觀顯示在設(shè)備上的信號回路；自動(dòng)控制系統(tǒng)多是自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，但是仍有一些系統(tǒng)需要手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，要做好自動(dòng)與手動(dòng)回路的轉(zhuǎn)換工作；一個(gè)完善的系統(tǒng)，需要啟動(dòng)與制動(dòng)過程同時(shí)存在，在系統(tǒng)中要設(shè)置制動(dòng)停車回路；同時(shí)還要具備自鎖及閉鎖回路，保證設(shè)備運(yùn)行的安全。

1.2 建筑工程中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要功能

電氣工程是建筑工程的重要組成部分，一般情況下一個(gè)完整的電氣工程中的自動(dòng)化系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下的功能：自動(dòng)控制、監(jiān)視、保護(hù)及顯示各種機(jī)電設(shè)備的啟動(dòng)與停止功能；檢測及顯示設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及變化趨勢與歷史數(shù)據(jù)；對可能出現(xiàn)的意外及突發(fā)事件及時(shí)處理。結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行狀況使設(shè)備達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)樓宇機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理，協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化目標(biāo)。

2 建筑工程中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)要遵循的原則與標(biāo)準(zhǔn)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要遵循實(shí)用為主，以先進(jìn)的技術(shù)為指導(dǎo)，同時(shí)要保證系統(tǒng)的安全與可靠性，采用集成系統(tǒng)，堅(jiān)持開放性與互操作性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要遵循國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，滿足建設(shè)方文件中的技術(shù)參數(shù)和相關(guān)要求。

2.2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程

一般情況下，智能建筑設(shè)備電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要可以分為以下幾個(gè)步驟：第一，分析用戶的需求，這是設(shè)計(jì)要考慮的首要因素，可以通過調(diào)查、征詢等方式來了解用戶的需求，對樓宇內(nèi)的設(shè)備及設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)要進(jìn)行仔細(xì)的研究，深入了解。第二，子方案的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)方案是設(shè)計(jì)人員在調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)，用來明確各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)量所能完成的詳細(xì)控制功能。第三，BA系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)表編制，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員要根據(jù)子系統(tǒng)的方案確定監(jiān)控點(diǎn)位，性質(zhì)與選用設(shè)備類型，然后通過編寫監(jiān)控點(diǎn)對選配的設(shè)備列表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與匯總，然后完成圖紙的繪制。

2.3 電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中要注意使配電中心與系統(tǒng)的負(fù)荷中心接近，而中央監(jiān)控室則要遠(yuǎn)離噪音大、電磁干擾強(qiáng)與相對潮濕的地方。在設(shè)置現(xiàn)場控制器的時(shí)候要考慮到維護(hù)、管理與調(diào)試的便利性及布線的經(jīng)濟(jì)性，遵循相對集中、靠近現(xiàn)場傳感器與執(zhí)行器的原則，要留出15%的接口剩余量。傳感器的輸出可以分為模擬輸出與數(shù)字輸出兩種，首先要考慮到抗電磁干擾，必要的情況下可以采用電流型傳感器，也可以采用電壓型傳感器。

除此之外還要考慮到屏蔽現(xiàn)場的通信線路與信號線路，用金屬線管與線槽敷設(shè)軟線。要采用專用的回路，同時(shí)要設(shè)置系統(tǒng)的備用電源，避免故障發(fā)生時(shí)斷電。

3 建筑工程中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

3.1 采用集中監(jiān)控的方式

集中監(jiān)控系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是設(shè)計(jì)簡單，維護(hù)便利，所有的電氣設(shè)備都在監(jiān)控之下，監(jiān)控對象較多，增加了主機(jī)的處理量。同時(shí)，電纜距離較大也會(huì)影響整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。同時(shí)受到刀閘隔離的輔助接點(diǎn)部分連接不到位影響，常常會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，如此的接線方式不僅復(fù)雜而且維護(hù)難，嚴(yán)重的話甚至?xí)斐刹僮魇д`，導(dǎo)致不可挽回的損失。

3.2采用遠(yuǎn)程監(jiān)控模式

從具體的應(yīng)用情況來看，遠(yuǎn)程監(jiān)控憑借其成本低，擴(kuò)展性強(qiáng)及數(shù)據(jù)傳輸便利及組態(tài)靈活等優(yōu)勢受到人們的認(rèn)可，但由于Lon works總線和CAN總線等現(xiàn)場總線的通訊速度低，與電氣的通訊量無法匹配，因此，其主要應(yīng)用在小型系統(tǒng)的監(jiān)控中，發(fā)揮其預(yù)期的功效，提高了建筑中電氣自動(dòng)化的控制水平。

3.3建筑工程中電氣自動(dòng)化控制的現(xiàn)場總線監(jiān)控

現(xiàn)場總線是智能現(xiàn)場設(shè)備的串行連接與自動(dòng)化系統(tǒng)雙向傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，目前，一般的現(xiàn)場總線系統(tǒng)具備適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境、采用智能化的現(xiàn)場設(shè)備、設(shè)備具有可用性及互可操作性。另外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還要具備開放性及結(jié)構(gòu)的高度分散性的技術(shù)特征。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的提高，以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等技術(shù)應(yīng)用十分普遍，同時(shí)智能電氣設(shè)備發(fā)展也十分迅速，得到普遍的應(yīng)用。從目前采用的現(xiàn)場總線監(jiān)控方式來看，以PLCCPU為代表的開放式系統(tǒng)連接上遠(yuǎn)程變頻器、啟動(dòng)器及儀表燈設(shè)備，各個(gè)裝置的功能互相聯(lián)系而且相互獨(dú)立，所有的裝置統(tǒng)一由中央控制器進(jìn)行信息的采集工作，提高了建筑工程電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性，即使其中的裝置發(fā)生問題，也僅會(huì)影響到相應(yīng)的元件，不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，這是現(xiàn)場總線監(jiān)控方式與其他監(jiān)控的最大區(qū)別?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)控制算法組態(tài)和數(shù)據(jù)庫組態(tài)等組態(tài)技術(shù)，生成的參數(shù)及算法不僅可以在遠(yuǎn)程IO或智能設(shè)備上運(yùn)行，還可以按照現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)定義的功能塊在智能儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)中進(jìn)行運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)真正的分布式控制。

4 建筑工程電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展方向

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制成為建筑電氣自動(dòng)化控制的主要目標(biāo)，從 IEC61131 頒布開始，已經(jīng)發(fā)展成為國際化統(tǒng)一執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，受到多個(gè)控制系統(tǒng)廠商的認(rèn)可與贊美。而自O(shè)PC（OLE for Process Control）技術(shù)的出現(xiàn)后，同時(shí)隨著 Microsoft的 Windows平臺的普及，在未來的技術(shù)手段下，其可以與電氣技術(shù)進(jìn)行完美的融合，共同促進(jìn)建筑工程電氣自動(dòng)化的發(fā)展。計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展的必然組成部分，其在行業(yè)的發(fā)展中具有無可替代的功能。另外，實(shí)現(xiàn) IT 平臺與自動(dòng)化的結(jié)合，是市場發(fā)展的必然結(jié)果，也是電子商務(wù)的普及所產(chǎn)生的附加物。不論是多媒體技術(shù)的發(fā)展還是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，在未來的自動(dòng)化領(lǐng)域中都有著十分廣闊的發(fā)展前景。從當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r來看，實(shí)現(xiàn)建筑工程電氣自動(dòng)化控制是必然的結(jié)果，其也將被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，在發(fā)展中要結(jié)合具體的環(huán)境進(jìn)行不斷地創(chuàng)新，提高科學(xué)生產(chǎn)率的同時(shí)要考慮到成本的降低，強(qiáng)化產(chǎn)品的市場適應(yīng)力。

結(jié)語：

從上文的分析中我們看到，建筑工程電氣自動(dòng)化的發(fā)展是必然的趨勢，因此，在發(fā)展中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想要把握住多個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)勢，善于發(fā)揮自身的優(yōu)勢，結(jié)合具體的環(huán)境，高效利用，使其滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，保證我國建筑工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定與健康，在不斷地發(fā)展的過程中要與新興技術(shù)不斷地融合，不斷地提升自身的技術(shù)水平，發(fā)揮創(chuàng)新精神，創(chuàng)造出屬于我國自己的建筑工程電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，為我國先進(jìn)的控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，開創(chuàng)更加和諧的發(fā)展空間，促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的提高。

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