建筑電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳晶華 鄧偉

1.山東寶冶建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250100

2.山東奧太電氣有限公司 山東濟(jì)南 250100

1 電氣自動化的優(yōu)勢

1.1 安全性強(qiáng)

建筑工程對于安全性與穩(wěn)定的要求較高，是建筑工程的基本標(biāo)準(zhǔn)與要求，提高建筑工程的安全性與可靠性一直以來都是專業(yè)技術(shù)人員的首要任務(wù)。在智能建筑當(dāng)中充分的利用電氣自動化技術(shù)，能夠有效的提高工程各系統(tǒng)的安全性，因?yàn)殡姎庾詣踊夹g(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對智能建筑的遙控管理模式，在智能建筑運(yùn)行過程中系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，管理人員能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，不僅有效的降低了系統(tǒng)維修的費(fèi)用，而且還保障了維修管理人員的安全。

1.2 高效監(jiān)控

在建筑技術(shù)當(dāng)中合理的融入電氣自動化技術(shù)，形成了新型的智能建筑。智能建筑的管理人員能夠通過專業(yè)的操作模塊對建筑實(shí)施數(shù)字化監(jiān)控管理，一般的操作模塊步驟為采集、處理、反饋，并且能將反饋的數(shù)據(jù)輸送到控制中心，該控制方法能夠有效的避免故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)電氣自動化技術(shù)對智能建筑的實(shí)時(shí)監(jiān)管。

1.3 高聯(lián)動性

傳統(tǒng)的建筑工程技術(shù)極易受到外界的因素的影響，以至于建筑工程的聯(lián)動性較低，建筑過程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能對整體工程的整體功能造成嚴(yán)重的影響。建筑工程具有一定的專業(yè)性與復(fù)雜性，其施工環(huán)境較為惡劣，施工中涉及的專業(yè)知識范圍較廣，例如空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)等都屬于建筑工程的范圍之內(nèi)。在建筑過程中將電氣自動化技術(shù)巧妙的融入到各項(xiàng)目當(dāng)中，能夠有效的提高工程各項(xiàng)目之間的聯(lián)動性，實(shí)現(xiàn)建筑工程自動判斷系統(tǒng)與自動識別系統(tǒng)[1]。

2 智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 給水、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通常在設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)過程中，需要經(jīng)由水泵設(shè)備以及傳感器設(shè)備兩者參與共同開展工作。給水系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)給水方式包括三種：①利用水泵設(shè)備直接給水；②利用高位水箱完成給水；③利用氣壓罐實(shí)現(xiàn)給水。而對于建筑的室內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，則通常需要借助重力完成水流的加壓排放。對于排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以通過將傳感器安裝于水泵適當(dāng)位置之上，之后對排水系統(tǒng)的具體排水運(yùn)行參數(shù)實(shí)施監(jiān)控，還可以借助監(jiān)控水壓完成控制水泵的操作運(yùn)行。借助傳感器檢測排水溢流情況、最低的報(bào)警水位以及啟泵液位。排水系統(tǒng)還需要確保自動化設(shè)備之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，借助PLC等可編程控制設(shè)備可以有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。

2.2 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在智能建筑中，建筑的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必不可少。在這一系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要對空氣中的二氧化碳、一氧化碳含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，確保兩者之間的濃度超出一定限度之后，通風(fēng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的自行啟動，完成受污染空氣的凈化和排除功能，之后吸入室外的新鮮空氣，實(shí)現(xiàn)建筑的通風(fēng)功能，改善空氣質(zhì)量。針對智能建筑的空調(diào)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，通常借助集中式、半集中式、局部式3種方式完成?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常需要經(jīng)由制冷，有效完成相應(yīng)的旁通控制，以及設(shè)備的啟動暫停、還有水溫控制[2]。

2.3 供電及照明、動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通常智能建筑電氣自動化系統(tǒng)實(shí)施過程中，需要耗費(fèi)大量的電力，由此對電力質(zhì)量提出較高需求。因此完善備用電源設(shè)計(jì)很有必要，以此有效預(yù)防停電以及電力系統(tǒng)故障情況的出現(xiàn)，避免停電所造成的多方面損失。智能建筑的交配電控制系統(tǒng)，還可以有效實(shí)現(xiàn)對智能建筑的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、故障警報(bào)以及電量計(jì)量的監(jiān)控，有效確保該系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

3 建筑電氣自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

智能建筑依托傳統(tǒng)建筑，結(jié)合信息化技術(shù)與建筑技術(shù)緊密結(jié)合，為用戶改善生活和工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)辦公的自動化，達(dá)到對建筑設(shè)備的智能化管理過程，在科學(xué)布線的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對建筑物內(nèi)各子系統(tǒng)（通常一個(gè)建筑體包含十幾個(gè)子系統(tǒng)）進(jìn)行科學(xué)全面的管理，高質(zhì)量的智能建筑離不開高效的電氣自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖 建筑電氣自動化系統(tǒng)狀態(tài)架構(gòu)

3.2 主要模塊功能的實(shí)現(xiàn)

（1）中央工作站功能的實(shí)現(xiàn)。作為電氣自動化系統(tǒng)的核心，對各監(jiān)視點(diǎn)的監(jiān)測、相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算和存儲等功能由中央工作站系統(tǒng)完成，負(fù)責(zé)集中顯示與管理整棟建筑內(nèi)的機(jī)電設(shè)備，該子系統(tǒng)與以太網(wǎng)直接相連，主要由主機(jī)、打印機(jī)、顯示器等構(gòu)成，從而進(jìn)一步提高了對各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測、傳送及處理能力，再將這些相關(guān)數(shù)據(jù)信息以報(bào)告等直觀的界面形式供操作人員瀏覽及使用。

（2）給排水系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的自動化控制通過使用PL等可編程控制設(shè)備能夠得以有效實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)代建筑中，給、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要采用水泵及傳感器完成，給水方法一般包括水泵、高位水箱、氣壓罐三種，在使用高水位箱完成給水時(shí)則通過使用DDC（直接數(shù)字控制器）完成水量監(jiān)測、管理以及異常情況時(shí)發(fā)送報(bào)警信息。將三個(gè)液位傳感器設(shè)置在緩沖池內(nèi)以監(jiān)測使用水泵直接給水系統(tǒng)時(shí)的水量情況，包括監(jiān)測溢流情況的發(fā)生與否，一旦水量達(dá)到最低報(bào)警水位及時(shí)提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行處理；通過使用重力流直接排放法完成排水，具體可通過設(shè)計(jì)集水坑在潛污泵的作用下將水排出室外（有泵房的情況下），排水系統(tǒng)需完成對潛污泵的控制（包括啟或關(guān)停等），具體可通過使用排水泵、集水坑、污水池等設(shè)施完成，結(jié)合監(jiān)測設(shè)備對潛污泵的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，在給排水系統(tǒng)內(nèi)通過水壓傳感器的設(shè)置完成對恒壓供水頻泵啟停的檢測和控制，此外還能夠?qū)σ陨显O(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行測定，將運(yùn)行異常情況自動發(fā)送給相關(guān)工作人員。排水泵在檢測到水坑液面位置低于正常情況時(shí)將會自動停止工作，液面位置高于正常情況時(shí)使用排水泵完成排水，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信息以供工作人員合理調(diào)度解決問題[3]。

（3）照明控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。智能建筑日常使用中用電量需求較大，照明控制系統(tǒng)既保證照明質(zhì)量又要實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，以降低建筑的能源消耗，從而節(jié)約成本，該子系統(tǒng)主要采用計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)電力照明設(shè)施的自動控制，在降低照明消耗及其他費(fèi)用的基礎(chǔ)上（尤其是對走廊、樓梯照明的合理控制），使照明效果保持在最佳狀態(tài)，并且能夠?qū)ㄖ镏械恼彰髟O(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通過一鍵控制開關(guān)的設(shè)置實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)所有照明設(shè)施的整體控制，按區(qū)域或功能劃分的單項(xiàng)燈控開關(guān)實(shí)現(xiàn)對單個(gè)燈開關(guān)的有效控制，除此之外還能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)照明設(shè)備的工作狀態(tài)及故障情況自動進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，進(jìn)一步降低了人力成本及管理成本。

（4）通風(fēng)與空調(diào)控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的作用在于去除室內(nèi)污染物質(zhì)并將室外新鮮的空氣吸入室內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的有效凈化，其中，空調(diào)控制系統(tǒng)由冷／熱源及前端設(shè)備等構(gòu)成，在對設(shè)備進(jìn)行啟動與關(guān)閉等控制操作主要依托制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)控制冷風(fēng)機(jī)組開啟的數(shù)量，借助監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)空調(diào)等設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，再通過熱水控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對交換設(shè)備二次熱水出口溫度的合理控制（包括回風(fēng)溫濕度值、開啟／關(guān)閉時(shí)間等），并監(jiān)測熱水泵各項(xiàng)工作情況等；為提升通風(fēng)效果，將通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際建筑的構(gòu)造及功能劃分為局部與全面通風(fēng)系統(tǒng)。

（5）視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。視頻監(jiān)控需完成信息采集、錄像及遠(yuǎn)程傳輸與保存等工作，運(yùn)用Windpws的接口采用的視頻采集卡完成采集視頻工作，視頻編碼的制作通過使用MPEG4視頻壓縮功能實(shí)現(xiàn)，在將完成編碼后的數(shù)據(jù)保存至具有相應(yīng)存儲空間的硬盤中，根據(jù)實(shí)際需要通過Internet將視頻信息傳送給客戶端，從而實(shí)現(xiàn)視頻遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ堋?/p>

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，智能建筑為了迎合現(xiàn)代化社會的發(fā)展，也應(yīng)向著電氣自動化方向不斷的發(fā)展，只有這樣才能滿足現(xiàn)代化社會人們對智能建筑的要求。而且在智能建筑中應(yīng)用電氣自動化技術(shù)不僅能夠保障設(shè)備運(yùn)行的安全性，防止電氣安全事故發(fā)生，而且還能夠降低人工成本，提高測量的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。因此，電氣工程自動化是我國智能建筑業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。