建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐之研究

陳康

摘 要：電氣工程是建筑工程中的關(guān)鍵部分，電氣工程對(duì)建筑內(nèi)部的各類電氣設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行具有直接的影響。建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是在自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制，進(jìn)而推動(dòng)建筑電氣工程的功能與安全。但是，在實(shí)際的建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，一些因素的存在，嚴(yán)重影響建筑電氣自動(dòng)化控制水平，造成隱患發(fā)生。故此，展開(kāi)對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的研究，解讀具體的建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，旨在發(fā)揮建筑電氣工程的作用，提升控制水平，降低資源浪費(fèi)，推動(dòng)建筑工程電氣控制的智能化水平提升。

關(guān)鍵詞：建筑 電氣自動(dòng)化控制技術(shù) 應(yīng)用實(shí)踐 節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（c）-0055-04

鑒于建筑電氣工程對(duì)建筑工程的作用，借助自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣工程的控制，達(dá)到自動(dòng)化、效率化等的作用目的，從而有效改善建筑工程的智能性和服務(wù)性。但是，在具體的建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，受到自動(dòng)化控制技術(shù)選擇不合理、理解不清等問(wèn)題的影響，導(dǎo)致建筑電氣自動(dòng)化控制水平不佳，亟需改進(jìn)與完善。基于此，本文對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)展開(kāi)分析，并詳細(xì)地對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，解讀具體的建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、中央空調(diào)變頻調(diào)速控制等，內(nèi)容如下。

1 建筑電氣自動(dòng)化控制分析

建筑工程是服務(wù)于人類的重要項(xiàng)目類型，是人們生活、工作的重要場(chǎng)所，建筑工程的功能性是影響人們舒適度和便利性的關(guān)鍵。電氣工程是建筑功能的重要體現(xiàn)，借助建筑電氣工程可實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部各項(xiàng)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，并降低安全隱患的發(fā)生，滿足現(xiàn)代人們對(duì)建筑功能的需求。

1.1 建筑電氣自動(dòng)化控制的功能

鑒于建筑電氣工程對(duì)建筑的作用，建筑工程在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，合理地對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，全面推動(dòng)建筑電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)囊括多個(gè)結(jié)構(gòu)部分，不同的結(jié)構(gòu)承擔(dān)著對(duì)建筑工程的控制和管理能力。且自動(dòng)化通知系統(tǒng)內(nèi)部還存在自動(dòng)與人工操作轉(zhuǎn)換功能，在一些特殊狀態(tài)下，由自動(dòng)化控制轉(zhuǎn)化為人工操作，保障特殊裝下控制的功能。借助電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可完成對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制，在一些故障狀態(tài)下，系統(tǒng)可以根據(jù)電氣工程的故障狀態(tài)實(shí)現(xiàn)邏輯判斷，并完成相關(guān)保護(hù)動(dòng)作，規(guī)避建筑內(nèi)部電氣設(shè)備損壞的情況。

1.2 建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)特征

建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)建筑工程的作用明顯，是提升電氣設(shè)備和電氣系統(tǒng)穩(wěn)定與安全的基礎(chǔ)。具體的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，必須在全面了解自動(dòng)化控制技術(shù)的前提下，綜合展開(kāi)對(duì)其的應(yīng)用，規(guī)避盲目應(yīng)用的目的。為突電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的功能，需充分了解其應(yīng)用的特征和要求，建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的特征和要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）控制對(duì)象相對(duì)較少。盡管建筑工程內(nèi)部的電氣設(shè)備數(shù)量龐大，但是電氣自動(dòng)化控制的部分相對(duì)較少，如果自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用不合理，就會(huì)導(dǎo)致控制效果降低，制約系統(tǒng)整體功能。

（2）信息量相對(duì)較少。電氣自動(dòng)化控制的監(jiān)控系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)信息相對(duì)較少，主要是獲取電氣設(shè)備系統(tǒng)的具體信息，并結(jié)合信息的具體內(nèi)容實(shí)現(xiàn)控制。

（3）可靠性要求高。建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)具有較高的可靠性要求，要求自動(dòng)化控制技術(shù)能夠在不同狀態(tài)下運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程保護(hù)和控制。

（4）抗干擾要求高。建筑電氣對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的抗干擾能力要求較高，主要是由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)容易受到外界因素和系統(tǒng)因素的影響，導(dǎo)致干擾產(chǎn)生，如果抗干擾能力差，就會(huì)誘發(fā)控制效果問(wèn)題，造成控制功能下降。借助高抗干擾能力的自動(dòng)化控制技術(shù)，可為電氣控制效果提升奠定基礎(chǔ)。

1.3 建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則

為實(shí)現(xiàn)建筑電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，需要重視對(duì)具體的自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則的解讀，具體原則如下。

（1）客戶需求為導(dǎo)向。建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要以客戶需求為導(dǎo)向，重視建筑電氣工程的整體性，綜合展開(kāi)自動(dòng)化設(shè)計(jì)。并綜合展開(kāi)自動(dòng)化控制的方案設(shè)計(jì)，結(jié)合電氣工程真實(shí)情況，按照客戶需求，展開(kāi)對(duì)自動(dòng)化控制方案的綜合選擇。

（2）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。電氣設(shè)計(jì)和控制技術(shù)應(yīng)用均需要建立在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，確保各項(xiàng)技術(shù)均可以符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保障自動(dòng)化控制的效果。

（3）確保控制的適應(yīng)性。具體的建筑電氣控制技術(shù)需要與建筑工程具有良好的適應(yīng)性，如果控制技術(shù)選擇不合理，與建筑電氣工程適應(yīng)性不佳，必然會(huì)造成控制問(wèn)題，甚至產(chǎn)生隱患。

（4）實(shí)用性原則。所謂實(shí)用性原則，是建筑電氣自動(dòng)化控制需要具有切實(shí)的功能性，在保障電氣設(shè)備安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，改善控制系統(tǒng)的完善性，推動(dòng)電氣設(shè)備的功能與服務(wù)性。

2 建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)

在詳細(xì)研究建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的特征、原則和功能的基礎(chǔ)上，展開(kāi)對(duì)具體建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的研究，內(nèi)容如下。

2.1 安全防范技術(shù)

建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)體現(xiàn)的，自動(dòng)化控制系統(tǒng)中具有多個(gè)子系統(tǒng)，自動(dòng)化控制中，必須保護(hù)系統(tǒng)和各個(gè)子系統(tǒng)的安全。具體的建筑電氣安全防范技術(shù)主要從子系統(tǒng)保護(hù)和相關(guān)設(shè)備的保護(hù)。首先，對(duì)于控制系統(tǒng)安全防范技術(shù)主要從病毒和非法入侵入手，運(yùn)用病毒扇形掃描技術(shù)和識(shí)別技術(shù)，降低系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，建筑自動(dòng)化控制技術(shù)從而建筑的整體安全入手，構(gòu)建弱電自動(dòng)化控制、周界防護(hù)技術(shù)和樓宇對(duì)講等技術(shù)，綜合提升建筑的整體安全性。最后，為了降低雷擊的影響建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也需要從防雷措施入手，降低雷擊事故對(duì)電氣設(shè)備的影響，并設(shè)置有效的程序部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷擊后快速應(yīng)對(duì)，將雷擊事故對(duì)電氣工程的影響降到最低。

2.2 建筑設(shè)備監(jiān)控技術(shù)

電氣設(shè)備是建筑電氣工程的關(guān)鍵部分，如果電氣設(shè)備出現(xiàn)故障且不能得到及時(shí)處理，就會(huì)導(dǎo)致建筑電氣工程的整體安全性受到威脅，甚至導(dǎo)致重大安全事故的發(fā)生，危及居民生命財(cái)產(chǎn)的安全。傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備的監(jiān)控技術(shù)盡管能夠?qū)崿F(xiàn)集中監(jiān)控，但是受到條件等因素的影響，導(dǎo)致傳統(tǒng)監(jiān)控效果不佳，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和管理。借助建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)建筑電氣設(shè)備的在線監(jiān)控，并結(jié)合相關(guān)程序能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備故障初步診斷，并完成邏輯判斷。在發(fā)現(xiàn)故障后借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的快速傳遞，促使相關(guān)維護(hù)管理人員能夠充分得到設(shè)備故障信息，并快速完成故障反應(yīng)，降低建筑電氣設(shè)備故障的不良影響。而且借助設(shè)備監(jiān)控技術(shù)還可以制動(dòng)展開(kāi)對(duì)設(shè)備保護(hù)工作，快速切換設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，降低電氣設(shè)備故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。

借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)提升建筑設(shè)備監(jiān)控效果具有積極的作用，借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可推動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)控性能提升，并改善監(jiān)控系統(tǒng)的性能，使得監(jiān)控系統(tǒng)更為可靠。不斷進(jìn)步的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為設(shè)備監(jiān)控技術(shù)的改進(jìn)和完善奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展。

2.3 通信網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

智能化是現(xiàn)代電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展方向，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代電氣自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)類型，不僅僅有助于推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化控制，還可以推動(dòng)建筑工程整體的智能化管理，推動(dòng)建筑工程的整體服務(wù)性。通信網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠推動(dòng)數(shù)字化社區(qū)的形成，實(shí)現(xiàn)家用電器設(shè)備自動(dòng)化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，推動(dòng)電氣工程相關(guān)信息共享，為建筑電氣的控制和管理水平。

2.4 變頻調(diào)速技術(shù)

在實(shí)際的建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)研究時(shí)，為了降低建筑電氣工程的電力能源消耗，達(dá)到綠色建筑工程的整體服務(wù)性和節(jié)能性進(jìn)行研究。其中變頻調(diào)速技術(shù)主要是從系統(tǒng)整體性能穩(wěn)定性出發(fā)，科學(xué)地處理負(fù)荷實(shí)際變化，做出足夠快的反應(yīng)，從而達(dá)到降低能源消耗的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。變頻調(diào)速技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制技術(shù)緊密結(jié)合，可以有效改善建筑的控制水平和節(jié)能水平，推動(dòng)建筑工程的整體服務(wù)性能的體現(xiàn)。

3 建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

鑒于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)建筑電氣工程的作用和意義，結(jié)合具體自動(dòng)化控制技術(shù)，分別展開(kāi)對(duì)中央空變頻智能控制、電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究，內(nèi)容如下。

3.1 中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)

借助自動(dòng)化控制技術(shù)，可以展開(kāi)對(duì)中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)的構(gòu)建，達(dá)到節(jié)能和降低隱患的目的。

3.1.1 中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成

在研究中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)時(shí)，需要預(yù)先對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行研究。通常情況下中央空調(diào)是由循環(huán)水系統(tǒng)、制冷機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管和冷卻塔等部分構(gòu)成。圖1為中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理圖。

在得出具體工作原理圖后，可以得到中央空調(diào)系統(tǒng)在具體運(yùn)行中，先運(yùn)用水泵將已經(jīng)制冷的水引入到風(fēng)機(jī)盤管中，并使之與熱工器進(jìn)行接觸交換，最終達(dá)到制冷的目的。在明確中央空調(diào)系統(tǒng)具體工作原理后。

3.1.2 中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)要求

中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以達(dá)到中央空調(diào)系統(tǒng)的電力能源消耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。其中具體變頻控制要求如下。

（1）從中央空調(diào)的整體穩(wěn)定特定入手，了解負(fù)荷變化情況，且需保障冷凍水和冷卻水的溫差需保持恒定。

（2）系統(tǒng)需要能夠快速地對(duì)負(fù)荷變化，做出快速應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力能源消耗水平降低。

（3）中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要盡可能地降低設(shè)置復(fù)雜程度，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

（4）系統(tǒng)需要具備較好的儲(chǔ)能能力，達(dá)到較高的節(jié)能效果和能源利用率。

3.1.3 中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

站在建筑電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合展開(kāi)中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，內(nèi)容如下。

具體的控制，選擇PLC作為主控機(jī)的變頻控制柜、溫度傳感器等設(shè)備，并運(yùn)用模糊PID控制方法展開(kāi)智能控制。其中系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

按照上述設(shè)計(jì)方案，展開(kāi)對(duì)中央空調(diào)變頻控制。具體的控制中，PLC起到水循環(huán)氣筒總體調(diào)節(jié)功能的關(guān)鍵，由傳感器部分對(duì)出水溫度和回水溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)信息傳遞到PLC，PLC根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，完成對(duì)具體數(shù)值的比較，完成后借助模糊PID展開(kāi)運(yùn)算。將其結(jié)果傳輸?shù)阶冾l器，促使變頻器能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的情況，展開(kāi)輸入電源頻率的調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整，進(jìn)而改變水循環(huán)的效果。

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的效果需要合理展開(kāi)PLC的選型，中央空調(diào)變頻控制的PLC需要滿足功能豐富的指令集、強(qiáng)大的通信能力、便捷的編程軟件等特點(diǎn)。借助中央空調(diào)變頻控制，不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，還可以達(dá)到節(jié)約建筑中央空調(diào)系統(tǒng)電力能源消耗的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，推動(dòng)建筑服務(wù)性提升。

3.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)

借助電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€(gè)建筑的電力部分進(jìn)行覆蓋，借助電力監(jiān)控系統(tǒng)，不僅能夠獲取準(zhǔn)確的電力設(shè)備運(yùn)行信息，還能夠根據(jù)設(shè)備具體的運(yùn)行狀態(tài)，展開(kāi)對(duì)設(shè)備的調(diào)整和控制，從而規(guī)避故障范圍的擴(kuò)大和影響。建筑電力監(jiān)控系統(tǒng)在建筑電氣工程中具有極高的應(yīng)用價(jià)值，是保障建筑電氣工程穩(wěn)定與安全的關(guān)鍵。

3.2.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

建筑電力監(jiān)控系統(tǒng)可以大致分為3個(gè)子系統(tǒng)，分別為控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)、信息處理與控制子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)。

（1）控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的部分，主要是由PLC、傳感器、遠(yuǎn)程I/O單元等部分構(gòu)成。借助傳感器部分完成對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行信息的采集，并由PLC部分完成對(duì)上下級(jí)控制指令的實(shí)行，達(dá)到收發(fā)指令和控制信號(hào)輸出的目的。控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)的具體工作是借助傳感器獲取數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)數(shù)據(jù)信息初步處理，再由通信系統(tǒng)將具體信息輸送到主控端。

（2）信息處理與控制子系統(tǒng)。這部分主要完成對(duì)控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)信息的處理和顯示。具體的數(shù)據(jù)信息處理是由主控端的計(jì)算機(jī)完成。這些經(jīng)過(guò)處理后數(shù)據(jù)信息，可以選擇多種報(bào)告形式展示在相關(guān)工作人員的面前。這些工作人員可以借助主控端完成對(duì)控制指令的輸出，從而由控制現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)中PLC接收，并完成相關(guān)控制任務(wù)。

（3）人機(jī)交互子系統(tǒng)。這部分子系統(tǒng)主要是用于工作人員輸入相關(guān)指令和獲取準(zhǔn)確的電氣設(shè)備信息的位置。人機(jī)交互系統(tǒng)具有屏幕顯示器，并具備不同的功能模塊，如打印輸出模塊、輸入控制模塊等，不同模塊具備不同的功能，滿足電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的展示。此外，人機(jī)交互子系統(tǒng)具有重要的報(bào)警功能。在主控端完成對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析后，可展開(kāi)邏輯判斷，分析異常信息的產(chǎn)生原因，并由人機(jī)交互子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備故障的報(bào)警，從而使得相關(guān)維護(hù)人員能夠得到準(zhǔn)確度的故障信息和故障位置，從而實(shí)現(xiàn)故障的快速排除，推動(dòng)建筑電氣的自動(dòng)化監(jiān)控的整體效果。

鑒于上述3個(gè)子系統(tǒng)的具體功能，可以得到電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示。

3.2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

電力監(jiān)控系統(tǒng)是建筑自動(dòng)化控制技術(shù)的重要組成與延伸，在建筑工程中具有極高的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)對(duì)某一選擇電力監(jiān)控系統(tǒng)的建筑為例，分析電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

北京市朝陽(yáng)區(qū)北土城中路北側(cè)OS-10B地塊B4綜合性商業(yè)金融服務(wù)業(yè)用地項(xiàng)目總建筑面積為69929m2，建筑總高度為95m。主塔樓地上22層，地下3層，屬于大型的綜合建筑，具有辦公、酒店、休閑和娛樂(lè)等功能。建筑內(nèi)部含有大量的電氣設(shè)備，為保障建筑工程的服務(wù)性能和電力安全。本工程主要選擇電力監(jiān)控系統(tǒng)與IBMS系統(tǒng)集成的方式，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)建筑的電力部分監(jiān)控，達(dá)到提升電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定性和可靠性的目的，并使北京國(guó)際金融中心逐漸朝向智能化建筑的方向發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合建筑電氣工程，分析建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的特征和優(yōu)勢(shì)展開(kāi)分析，研究具體的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，并結(jié)合公共建筑中央空調(diào)的變頻控制技術(shù)和建筑的電力監(jiān)控系統(tǒng)展開(kāi)研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的合理應(yīng)用，進(jìn)而改善建筑電氣的控制效果和安全系數(shù)，推動(dòng)建筑工程的效益與價(jià)值。

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