電氣自動(dòng)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)

胡春鵬

(沈陽電業(yè)電氣安裝有限公司天維分公司，遼寧 沈陽 110300)

0 引言

對(duì)建筑領(lǐng)域而言，針對(duì)其加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)，能夠使其電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化水平得到顯著的提升，這對(duì)于智能建筑的有效建設(shè)以及建筑功能的合理優(yōu)化有著非常重要的意義。所以，有必要針對(duì)電氣自動(dòng)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)加強(qiáng)研究與分析，為建筑行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 電氣自動(dòng)化的概念和優(yōu)勢(shì)

電氣自動(dòng)化項(xiàng)目是在相應(yīng)的建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中應(yīng)用各項(xiàng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的一種方法。其主要是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等高新技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備智能檢測(cè)和管理，能夠根據(jù)外部環(huán)境，對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行靈活的調(diào)整，使其能夠長(zhǎng)期保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，以此來滿足現(xiàn)代建筑運(yùn)行和使用的實(shí)際需求。而對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行應(yīng)用，具體有以下幾種優(yōu)勢(shì)。

第一，能夠有效提高建筑運(yùn)行管理的效果。對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)用，推動(dòng)智能建筑的有效發(fā)展，是我國(guó)建筑領(lǐng)域目前發(fā)展的主要方向，而有效應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠幫助建筑管理者借助專業(yè)操作模塊，對(duì)整個(gè)建筑實(shí)施數(shù)字化的監(jiān)管，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集、處理和反饋，在提高設(shè)備監(jiān)管實(shí)時(shí)性的同時(shí)，確保建筑管理工作的效果。

第二，具有較高的安全性。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于相關(guān)設(shè)備有著較高的保護(hù)性能，可以為各項(xiàng)電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支持，避免相關(guān)電氣設(shè)備在出現(xiàn)故障問題以后，危及建筑內(nèi)部人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，之所以會(huì)如此，主要是由于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠根據(jù)自身的故障處置數(shù)據(jù)以及操作程序數(shù)據(jù)構(gòu)建健全完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?qū)Σ杉降母黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算與核對(duì)，從而為后續(xù)管理手段的應(yīng)用以及各項(xiàng)決策的落實(shí)提供支持。

第三，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的自動(dòng)化管理。對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)而言，數(shù)據(jù)資源共性是一項(xiàng)較為典型的特征，對(duì)其加強(qiáng)應(yīng)用，能夠?yàn)槲飿I(yè)管理工作提供諸多的便利。例如，在收取用戶煤氣費(fèi)、水費(fèi)以及電費(fèi)的過程中，只需要通過對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)地有效應(yīng)用，即可達(dá)到自動(dòng)化管理的目的。

2 電氣自動(dòng)化項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)流程

(1)要對(duì)用戶需求加以明確。在對(duì)電氣自動(dòng)化項(xiàng)目展開設(shè)計(jì)工作以前，相關(guān)工作人員首先要做的就是對(duì)用戶實(shí)際需求進(jìn)行全面的了解，具體可以通過走訪調(diào)查或者是任務(wù)書等方式，對(duì)各項(xiàng)信息資料進(jìn)行采集和了解，在明確用戶需求以及建筑內(nèi)部電氣設(shè)備應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，才能落實(shí)后續(xù)工作，避免設(shè)計(jì)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)與用戶需求不符，造成資源浪費(fèi)的情況。

(2)針對(duì)子系統(tǒng)功能做好方案規(guī)劃工作。在對(duì)用戶的實(shí)際需求加以了解之后，還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)情況加以明確，尤其是建筑框架方面的各項(xiàng)信息，要進(jìn)行重點(diǎn)地收集和分析，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行編制，且在方案當(dāng)中需要對(duì)子系統(tǒng)的功能以及數(shù)量加以明確，尤其是一些相對(duì)重要的子系統(tǒng)，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

(3)對(duì)BA系統(tǒng)監(jiān)控表進(jìn)行編制。在對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的各方面性能進(jìn)行合理規(guī)劃之后，相關(guān)人員還要對(duì)系統(tǒng)參數(shù)信息進(jìn)行全面的設(shè)定，在此過程中，必須兼顧設(shè)備應(yīng)用以及監(jiān)控點(diǎn)位等需求，并給出健全完善的監(jiān)控表。然后要求相關(guān)人員將該表與建筑施工圖紙展開對(duì)比分析，同時(shí)要做好電氣系統(tǒng)設(shè)備的安裝與調(diào)試工作。

3 電氣自動(dòng)化項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)思路

3.1 中央控制室設(shè)計(jì)

在應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)針對(duì)建筑中央控制系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需要將安全可靠作為基本原則，并對(duì)以下工作加以落實(shí)。

第一，在方位設(shè)置方面。要求中央控制室與強(qiáng)電磁場(chǎng)保持一定的距離，一般規(guī)定該距離要大于1.5 m，避免強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)中央控制室的安全、有效運(yùn)行造成不良影響。第二，設(shè)備安置，對(duì)于系統(tǒng)當(dāng)中配置的各項(xiàng)設(shè)備，都需要按照相關(guān)安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并確保其性能指標(biāo)達(dá)到相關(guān)要求以后，才能在系統(tǒng)當(dāng)中正式使用。第三，其他方面。為了進(jìn)一步保證中央控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，通常要將檢修距離以及安全操作距離控制在1.0 m和1.5 m以上。除此之外，為了避免系統(tǒng)運(yùn)行效率受到靜電的影響，還需要在中央控制室當(dāng)中采取靜電消除措施[1]。

3.2 電源設(shè)計(jì)

在建筑當(dāng)中，電源是構(gòu)成其自動(dòng)化系統(tǒng)的主要內(nèi)容之一，能否對(duì)電源進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，將會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的整體性能造成直接的影響，因此，在落實(shí)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)的過程中，必須結(jié)合建筑運(yùn)行的實(shí)際情況及具體需求，保證系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備能夠在建筑負(fù)荷承載范圍內(nèi)運(yùn)行。

而對(duì)于電源設(shè)計(jì)的具體思路如下：應(yīng)結(jié)合CPU控制器以及Ⅰ、Ⅱ類系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)要求落實(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)活動(dòng)。如果電源屬于Ⅰ類系統(tǒng)，且對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行配置，則可以采用放射式或者是樹干式的方式進(jìn)行供電設(shè)計(jì)。而如果系統(tǒng)為Ⅱ類，則在電源設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過鄰近動(dòng)力盤實(shí)施供電。若電源系統(tǒng)為CPU控制器，由于其能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中各種控制器的運(yùn)行產(chǎn)生一定的支撐作用，所以，在電源設(shè)計(jì)方面需要采用更為嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求。保證其運(yùn)行能夠達(dá)到72 h以上的要求，這樣即便因?yàn)橐馔鈱?dǎo)致建筑內(nèi)部電源系統(tǒng)損壞，仍能保持電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的電源供應(yīng)，避免系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備裝置受到損傷[2]。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)控制器

在建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)當(dāng)中，現(xiàn)場(chǎng)控制器和電源設(shè)計(jì)有著非常密切的關(guān)聯(lián)。因此，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)電源設(shè)計(jì)思路進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮⒖?，在?duì)多方面因素進(jìn)行綜合考慮的情況下，確定安裝調(diào)試以及運(yùn)行管理的工作的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)控制器，其設(shè)計(jì)思路具體如下：第一，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制器設(shè)置情況進(jìn)行全面的考慮，確?，F(xiàn)場(chǎng)能夠預(yù)留一個(gè)面積較大，且具有較強(qiáng)獨(dú)立性的空間，避免控制器受到磁場(chǎng)、線路以及管道等因素的影響。如果情況較為特殊，在設(shè)計(jì)當(dāng)中還可以對(duì)隔離措施進(jìn)行應(yīng)用。第二，在輸入以及輸出等方面，要保證控制器能夠達(dá)到電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)要求，并且要進(jìn)行余量預(yù)留，一般預(yù)留余量需要達(dá)到10%～20%，避免意外情況影響現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。第三，設(shè)置控制器的位置應(yīng)該與給排水管道保持相應(yīng)的距離，避免管道漏水影響控制盤的運(yùn)行狀態(tài)。另外，在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中，還要對(duì)防潮措施進(jìn)行合理的應(yīng)用，避免控制盤出現(xiàn)受潮的情況[3]。

3.4 電氣布線

對(duì)于建筑電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的布線設(shè)計(jì)，應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，具體如下：第一，電源線。導(dǎo)線通常以銅質(zhì)導(dǎo)線為主，使用聚氯乙烯進(jìn)行絕緣保護(hù)。第二，網(wǎng)絡(luò)通信線，除了需要對(duì)整個(gè)建筑的用網(wǎng)需求加以考慮以外，還要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件條件、數(shù)據(jù)傳輸功率以及兼容性進(jìn)行綜合的考慮。通常會(huì)使用光纜、屏蔽雙絞線以及同軸電纜進(jìn)行布設(shè)。第三，信號(hào)線。一般會(huì)選用1.0 mm2～1.5 mm2的銅質(zhì)導(dǎo)線進(jìn)行布設(shè)，并且需要對(duì)信號(hào)線實(shí)施分管、分槽設(shè)計(jì)，避免不同信號(hào)出現(xiàn)相互干擾的情況，使信號(hào)傳輸能夠具有較強(qiáng)的獨(dú)立性和較高的可靠性[4]。

4 電氣自動(dòng)化項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)

4.1 接地系統(tǒng)

第一，防靜電接地系統(tǒng)。對(duì)于現(xiàn)代建筑而言，防靜電接地系統(tǒng)是確保電氣自動(dòng)化有效落實(shí)的前提，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了防止電磁干擾對(duì)各項(xiàng)電氣設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行造成不利影響。一般情況下，該系統(tǒng)在室內(nèi)屏蔽當(dāng)中的應(yīng)用相對(duì)較多，主要是將該系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備外殼以及PE線進(jìn)行連接。工作原理是通過電氣回路的設(shè)置，將帶靜電體導(dǎo)入大地環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到減輕或者是避免電氣設(shè)備出現(xiàn)損傷的目的。一般需要使用PE線針對(duì)各項(xiàng)電氣設(shè)備進(jìn)行多點(diǎn)連接，以此來保證系統(tǒng)的保護(hù)效果[5]。

第二，防雷接地系統(tǒng)。由于現(xiàn)代建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，其中應(yīng)用的電氣設(shè)備也是逐年增多，涉及閉路電視、保安監(jiān)控、樓宇自動(dòng)化、火災(zāi)報(bào)警以及通信自動(dòng)化等系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都包含一定數(shù)量的電氣設(shè)備，且線路錯(cuò)綜復(fù)雜，而想要保證自動(dòng)化設(shè)計(jì)的有效落實(shí)以及相關(guān)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，防雷接地系統(tǒng)必不可少。而在實(shí)踐當(dāng)中，無論是沖擊、反擊，還是直擊，都會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成一定的干擾或損傷。對(duì)此，需要在建筑自動(dòng)化設(shè)計(jì)當(dāng)中構(gòu)建一套健全、完善的防雷體系。具體可以對(duì)針帶組合接閃器進(jìn)行應(yīng)用，并將其與樓宇柱頭鋼筋實(shí)施電氣連接，將柱頭當(dāng)中的各類鋼筋進(jìn)行引下線，從而避免雷擊問題對(duì)建筑內(nèi)部的各項(xiàng)電氣設(shè)備造成損傷或者是形成電磁干擾問題[6]。

4.2 門禁管理系統(tǒng)

從本質(zhì)上來看，建筑當(dāng)中的門禁管理系統(tǒng)實(shí)際就是弱電安防子系統(tǒng)。其主要是利用讀卡機(jī)、電控鎖、控制器以及門磁等設(shè)備，對(duì)建筑當(dāng)中的重要空間、關(guān)鍵出入口進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)，具有出入信息記錄、出入權(quán)限管理、異常預(yù)警等功能，另外，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況，還可以設(shè)置消防報(bào)警、防追尾監(jiān)控以及反潛回等功能。

該系統(tǒng)的構(gòu)成具體如下：第一，門禁控制設(shè)備。這是該系統(tǒng)的重要核心，其主要功能是對(duì)門禁系統(tǒng)的各項(xiàng)信息進(jìn)行輸入、輸出、儲(chǔ)存和處理。第二，門禁讀卡器。能夠?qū)﹂T禁卡片當(dāng)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取或進(jìn)行相關(guān)生物特征的分析，可以運(yùn)用數(shù)據(jù)的形式將分析結(jié)果及時(shí)上傳到門禁控制系統(tǒng)當(dāng)中。第三，門禁卡片，從某種程度上來講，門禁卡片就是獲得系統(tǒng)許可的鑰匙，其能夠?qū)﹂T禁信息數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，常見的門禁卡片包括ID卡、磁卡以及IC卡。第四，電控鎖。在門禁管理系統(tǒng)當(dāng)中，電控鎖屬于重要的實(shí)施單元，且在電源斷開時(shí)，其會(huì)處在開門狀態(tài)，使建筑的消防安全需求得到有效的滿足。對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體需要對(duì)相關(guān)門禁軟件進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上落實(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)活動(dòng)，要求其能夠滿足電源系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)查詢以及網(wǎng)格化控制等需求[7]。

4.3 自動(dòng)化辦公系統(tǒng)

現(xiàn)代建筑工程通常具有較大的規(guī)模，且運(yùn)行階段需要處理的事項(xiàng)也相對(duì)較多，會(huì)對(duì)人力、物力以及財(cái)力造成大量的消耗，導(dǎo)致其運(yùn)行成本不斷增加。而借助電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)，對(duì)自動(dòng)化的辦公系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，不僅能夠提高建筑的運(yùn)行質(zhì)量和效率，還能使其運(yùn)行成本有效降低。而自動(dòng)化的辦公系統(tǒng)需要有先進(jìn)的技術(shù)手段作為支持，將局部的人工作業(yè)轉(zhuǎn)變成設(shè)備作業(yè)，構(gòu)建人機(jī)處理系統(tǒng)，通過這種方式實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息資源的高效利用，進(jìn)而達(dá)到提高工作質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。具體需要將計(jì)算機(jī)作為核心，與各類辦公及通信設(shè)備進(jìn)行銜接，包括傳真機(jī)、打印機(jī)等，以此來進(jìn)行相關(guān)信息的全面收集，并結(jié)合相關(guān)管理系統(tǒng)及決策系統(tǒng)，為建筑的安全、高效運(yùn)行提供支持[8]。

4.4 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)本身具有較強(qiáng)的防范能力和較高的先進(jìn)性，是電氣自動(dòng)化安防系統(tǒng)的主要內(nèi)容之一。該系統(tǒng)通過對(duì)各類輔助設(shè)備的有效應(yīng)用，如監(jiān)控設(shè)備、云臺(tái)以及遙控裝置等，能夠?qū)⒐芾韰^(qū)域的狀況以圖像、聲音等多種方式呈現(xiàn)出來，從而為相關(guān)事件的處理提供精準(zhǔn)、可靠的依據(jù)。在現(xiàn)代建筑當(dāng)中，該系統(tǒng)主要與防盜安防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，使建筑安全管理范圍得到進(jìn)一步的拓展。

4.5 給排水系統(tǒng)

建筑當(dāng)中的給排水系統(tǒng)主要包含給水系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)兩個(gè)方面，且兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行都需要水泵以及傳感器的支持。其中，給水系統(tǒng)主要包含3種形式，一是，氣壓罐給水；二是，高位水箱給水；三是，水泵直接給水。而排水系統(tǒng)則大多以重力流直接排放的方式為主。在對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要在水泵位置進(jìn)行各項(xiàng)傳感器的安裝操作，對(duì)給排水運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，通過對(duì)系統(tǒng)水壓來進(jìn)行監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行工況的有效控制。而在此過程中，需要借助傳感器對(duì)啟泵液位、溢流情況以及最低報(bào)警水位加強(qiáng)檢測(cè)。另外，對(duì)于給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要對(duì)相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備的統(tǒng)一性以及協(xié)調(diào)性加以保證，如此才能有效保證電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

4.6 通風(fēng)系統(tǒng)

在建筑當(dāng)中，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置能夠?qū)諝猱?dāng)中的一氧化碳及二氧化碳濃度進(jìn)行有效的檢測(cè)，并根據(jù)二者的濃度，確定風(fēng)機(jī)的自動(dòng)開、關(guān)時(shí)間，在系統(tǒng)將風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)以后，其會(huì)先對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行凈化，將污染空氣排出，然后再?gòu)氖彝膺M(jìn)行新鮮空氣的吸入，以此來改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量。而建筑當(dāng)中常用的通風(fēng)系統(tǒng)包括，局部通風(fēng)系統(tǒng)、集中式通風(fēng)系統(tǒng)以及半集中式通風(fēng)系統(tǒng)。正常情況下，通風(fēng)系統(tǒng)都是利用制冷的方式來控制設(shè)備啟停順序、冷卻水溫以及壓差旁通的。對(duì)于風(fēng)機(jī)盤管、電動(dòng)閥門以及風(fēng)速的管控，則是通過風(fēng)機(jī)盤監(jiān)管系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。而針對(duì)回風(fēng)溫度以及回風(fēng)時(shí)長(zhǎng)，主要是借助空氣處理系統(tǒng)進(jìn)行控制。

4.7 照明系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為建筑領(lǐng)域發(fā)展的重要方向，因此，在針對(duì)建筑照明系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程中，需要將節(jié)能環(huán)保作為主要目標(biāo)。具體需要結(jié)合建筑內(nèi)外的用電需求，對(duì)照明系統(tǒng)的光照范圍、照明時(shí)間等進(jìn)行合理的設(shè)置，例如，對(duì)于必要通行道路之外的照明設(shè)施，需要設(shè)置自動(dòng)的關(guān)停時(shí)間，避免出現(xiàn)無效照明的情況。當(dāng)然，除了正常照明以外，照明系統(tǒng)還涉及火災(zāi)照明問題，需要將照明系統(tǒng)與消防檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，一旦消防檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到火災(zāi)問題，相應(yīng)的照明系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)配合消防檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)光預(yù)警，并為人群疏散提供必要的照明條件和光線指引。

5 結(jié)語

綜上所述，對(duì)電氣自動(dòng)化項(xiàng)目加強(qiáng)設(shè)計(jì)，能夠使相關(guān)項(xiàng)目的自動(dòng)化水平得到顯著的提升，這對(duì)于項(xiàng)目的有效應(yīng)用及平穩(wěn)運(yùn)行有著非常積極的作用，因此，相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)該對(duì)電氣自動(dòng)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)保持高度的重視，要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)措施進(jìn)行合理的應(yīng)用，不斷提高電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果，使其能夠在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。