建筑電氣工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

仲小榮

隨著人們對(duì)電力的需求量不斷增大，電力發(fā)展應(yīng)用技術(shù)水平面臨更高要求，尤其是高層建筑物對(duì)電力技術(shù)發(fā)展需求更加明顯，電力自動(dòng)化技術(shù)是推動(dòng)建筑行業(yè)整體發(fā)展的重要保障，是提高建筑的整體質(zhì)量前提基礎(chǔ)，加強(qiáng)完善自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)推動(dòng)整個(gè)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。

1.電氣自動(dòng)化概述及特點(diǎn)

1.1 電氣自動(dòng)化概述

現(xiàn)代電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，更能體現(xiàn)在應(yīng)用管理和任務(wù)執(zhí)行上，能自行執(zhí)行相關(guān)軟件所下達(dá)的工作指令。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在建筑中，不僅能提升高層建筑的使用效率，還能使高層建筑更加舒適和安全，這無(wú)疑對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在高層建筑中提出更高要求，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。電氣自動(dòng)化在高層建筑的應(yīng)用功能主要在于供排水、照明供電以及消防等方面的應(yīng)用，因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)當(dāng)比較符合高層應(yīng)用特點(diǎn)，才能滿足新時(shí)代下建筑物的發(fā)展需求。

1.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 綜合性

電氣自動(dòng)化是一項(xiàng)工業(yè)科技革命，是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的技術(shù)，在火電工程、鋼鐵、建筑等工程中都起著重要作用。電氣自動(dòng)化所囊括的應(yīng)用范圍比較廣，綜合技術(shù)比較強(qiáng)，這是電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要特點(diǎn)。

1.2.2 范圍廣

電氣自動(dòng)化所涉及的范圍比較廣，應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，無(wú)論是輕工業(yè)還是重工業(yè)都少不了電氣自動(dòng)化的身影，無(wú)論是家用還是商用都有著非常重要的地位，更重要的是電氣自動(dòng)化穩(wěn)定性強(qiáng)，適合各行各業(yè)的應(yīng)用。當(dāng)然，為了更符合實(shí)際應(yīng)用要求，不同領(lǐng)域的電氣自動(dòng)化技術(shù)都會(huì)有所不同，這需要根據(jù)不同行業(yè)進(jìn)行不同的科研開發(fā)，以確保準(zhǔn)確地應(yīng)用在各行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中。

1.2.3 依賴性強(qiáng)

電子自動(dòng)化技術(shù)是依靠先進(jìn)的電子和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，是以電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，不斷研發(fā)，更符合企業(yè)電力需求的、安全性比較強(qiáng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)。總的而言，電子自動(dòng)化的應(yīng)用離不開電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著非常強(qiáng)依賴性。

2.電氣自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題與不足

2.1 對(duì)資源的供求不足

為了能更符合我國(guó)快速增長(zhǎng)電力需求量，電氣自動(dòng)化的技術(shù)水平也在不斷提高，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足生產(chǎn)及生活的需求。對(duì)于自動(dòng)化的工程和技術(shù)，當(dāng)前我國(guó)還沒有實(shí)施統(tǒng)一的自動(dòng)化體系，這無(wú)形中增加了自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)的成本，不僅耗費(fèi)大量的時(shí)間，還難以滿足當(dāng)前市場(chǎng)需求。電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展將是一個(gè)不斷摸索開發(fā)的過(guò)程，技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)未來(lái)電力資源更加豐富。

2.2 容易造成資源浪費(fèi)

電氣自動(dòng)化工程比其他工程更加復(fù)雜，操作運(yùn)作系統(tǒng)所耗費(fèi)的能源更大，尤其是在建筑工程中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。為了能保證能更好滿足生活工作需求，建筑電氣自動(dòng)化面臨更高要求。電氣自動(dòng)化所需要的能源更大，在能源極端缺乏的社會(huì)，節(jié)約能源不僅是環(huán)保義務(wù)，更是社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重要保障。實(shí)施電氣自動(dòng)化工程所耗損的資源非常大，需要進(jìn)一步完善和升級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)，以減少不必要的能源耗損問(wèn)題，這是未來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)提升的要求和方向。

2.3 數(shù)據(jù)信息安全存隱患

自動(dòng)化系統(tǒng)是用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子進(jìn)行研發(fā)系統(tǒng)，所運(yùn)用的是WindowsNT和IE的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，人機(jī)界面也將成為未來(lái)發(fā)展方向，因此電氣自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)信息也容易存在較大的安全隱患。電氣自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)信息錯(cuò)綜復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新及升級(jí)提出更高的要求，不斷升級(jí)創(chuàng)新改革提升數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性，這是電氣自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的方向。

3.電氣自動(dòng)化控制在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

3.1 電氣中央控制室

中央控制室一般是由變配電中心所供電，是發(fā)電廠和變電所的集中控制中心，或每棟建筑物或是每個(gè)工廠所需求的中央控制室。其中在控制室中會(huì)配備有專用配電腦，以便完成供電工作。通常情況下，系統(tǒng)所供電的電源在電壓和頻率上有嚴(yán)格的要求，電壓必須在±10%的范圍，而頻率變化必須小于±1Hz，其波形失真也有一定嚴(yán)格要求，應(yīng)控制在20%以下。另外還有中央管理計(jì)算機(jī)，要有不間斷運(yùn)行的UPS設(shè)備，以確保不間斷滿足用電要求。中央控制室應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電梯井、泵房以及變電所，這些系統(tǒng)都會(huì)在一定程度上干擾自動(dòng)化系統(tǒng)的正確運(yùn)行和工作，因此，對(duì)于這些運(yùn)行設(shè)備最少相隔20m。而用于中央控制室中，會(huì)運(yùn)用到幾個(gè)模塊，比如通訊模塊（通訊管理機(jī)）、遙測(cè)模塊、遙信模塊以及遙調(diào)模塊，通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò)，連接微機(jī)保護(hù)、狀態(tài)顯示儀、多功能電表等[1]，有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)中央調(diào)控作用。

3.2 電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電力供應(yīng)是整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、生活中必不可少的基本保證，在電力系統(tǒng)中分為發(fā)電、輸電以及配電網(wǎng)系統(tǒng)，而建筑電氣工程是其中最末端的一個(gè)環(huán)節(jié)。很顯然，電氣自動(dòng)化中的監(jiān)控系統(tǒng)是為確保設(shè)備能在安全的應(yīng)用狀態(tài)下，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，避免故障的擴(kuò)大化而存在的。監(jiān)控系統(tǒng)所包含的測(cè)量參數(shù)、分析邏輯、執(zhí)行程序等，為整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了良好的保障。在監(jiān)控系統(tǒng)的中的測(cè)量是指給監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)正常的參數(shù)值，在實(shí)際運(yùn)行中最新的數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控進(jìn)行對(duì)比分析，以確保運(yùn)行的設(shè)備有更好的保障，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。電氣系統(tǒng)不僅有信息收集能力，還要具備有分析能力和邏輯能力，從而能及時(shí)準(zhǔn)備判斷故障所在，同時(shí)必須能發(fā)出正確的指令，將執(zhí)行要求傳達(dá)出去，以保護(hù)用電設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。因此，電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)中的監(jiān)控，必須設(shè)計(jì)到各個(gè)元器件的電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數(shù)據(jù)信號(hào)、測(cè)量方式、儀表形式、控制對(duì)象缺少專業(yè)水準(zhǔn)[2]，從而實(shí)施良好的監(jiān)控作用。

3.3 電氣接地系統(tǒng)

用電越來(lái)越廣泛，用電安全性是人們更為關(guān)心的問(wèn)題，用電中的防雷保護(hù)、靜電接地等技術(shù)手段也是重要的用電安全措施。電氣自動(dòng)化中的接地系統(tǒng)則是重要內(nèi)容，能夠及時(shí)保護(hù)用電設(shè)備及安全。因此，在現(xiàn)代建筑中電氣接地主要有TN—S和TN—C—S兩種。其中TN—S電氣接地系統(tǒng)是三相五線制[3]，更符合當(dāng)前電氣接電的應(yīng)用要求，也就是火線、中線及接地保護(hù)線，火線線數(shù)為三根，其他的中線及接地保護(hù)線分別為一根，更能顯現(xiàn)出TN—S接地系統(tǒng)的安全性和可靠性。而TN—C—S 電氣接地系統(tǒng)則是由TN—S和TN—C兩個(gè)系統(tǒng)組成，使得兩個(gè)系統(tǒng)都能得到一個(gè)保護(hù)狀態(tài)，尤其是進(jìn)戶前的用電保護(hù)作用。因此，組合使用TN—S和TN—C更能提升用電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，使建筑中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)得到更好的保護(hù)。

3.4 電氣保護(hù)系統(tǒng)

電氣的保護(hù)是現(xiàn)代化建筑中重要內(nèi)容。首先，要考慮好直流電與交流電的工作關(guān)系。建筑電氣工程需要的設(shè)備眾多，我們常見的大型設(shè)備就有計(jì)算機(jī)和多媒體，這就要求直流和交流電的電流要有良好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，以將滿足大量的信息處理和能量轉(zhuǎn)化等工作。其次，要屏蔽接地與防靜電接地，這也是建筑物中重要內(nèi)容，注重靜電摩擦所產(chǎn)生的干擾作用。最后，要做好防雷保護(hù)接地工作?，F(xiàn)在建筑物必須做好防雷保護(hù)工作，尤其是當(dāng)前高層建筑物中有著大量的電子設(shè)備、線路等，因此防雷保護(hù)必須符合一級(jí)的負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，以避免了雷擊事件的發(fā)生。

3.5 電氣功能系統(tǒng)

建筑電氣自動(dòng)化系統(tǒng)功能非常重要，實(shí)現(xiàn)建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)不同組成的，以實(shí)現(xiàn)生活中必要應(yīng)用功能。首先是我們常用照明控制系統(tǒng)，照明是電氣重要功能之一，要實(shí)現(xiàn)照明監(jiān)控則是現(xiàn)代建筑中要重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)。

目前照明控制有三種情況：（1）人工控制照明，另外兩種則是聲控和光控。在照明系統(tǒng)中安裝了聲、光傳感器，這需要根據(jù)不同建筑環(huán)境條件應(yīng)用不同的控制系統(tǒng)。（2）安防監(jiān)控系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化中常用功能，這有區(qū)別于上文的電力監(jiān)控系統(tǒng)。安防監(jiān)控系統(tǒng)，是結(jié)合視頻矩陣和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)以及監(jiān)控?cái)z像頭的應(yīng)用，通過(guò)監(jiān)控?cái)z像頭所拍攝的畫面?zhèn)骰睾蠖吮O(jiān)控平臺(tái)中，從而發(fā)揮電氣自動(dòng)化的更大功能。（3）消防供水電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也是現(xiàn)代建筑中重要的電氣工程。由于現(xiàn)在建筑物建材越來(lái)越復(fù)雜，樓層也越來(lái)越高，為了確保建筑物的運(yùn)用安全，必須高度重視建筑工程的安全性，消防安全供水的穩(wěn)定性是重要的保證。只有深入關(guān)注電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建，才能讓消防供水系統(tǒng)發(fā)揮更為高效可靠的作用。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電氣自動(dòng)化在現(xiàn)代建筑中是一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，要不斷創(chuàng)和改革電氣自動(dòng)化技術(shù)，發(fā)展更智能的建筑電氣工程，滿足現(xiàn)代建筑的應(yīng)用要求，包括消防、安保、空調(diào)和照明等系統(tǒng)的應(yīng)用，使之實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)化的控制，使人們生活更加便捷。