電氣自動化技術在智能建筑中的應用研究

喬成

（西安科技大學高新學院，陜西 西安 710109）

電氣自動化技術在智能建筑中的應用研究

喬成

（西安科技大學高新學院，陜西 西安 710109）

隨著社會不斷發展，我國的工程技術獲得了長足的進步，在各個行業占有的比重也很大，尤其涉及自動化、智能化等現代化重工業時，都需要電氣領域的技術配合參與其中.本文分析了智能建筑內的電氣自動化控制系統，介紹了系統結構組成以及操作流程等，通過電氣自動化技術對智能建筑各區域實現智能化管理，以達到高效與節能的目的.

電氣自動化；智能建筑；實證研究

0 引言

我國的電氣自動化發展行業，在經歷幾十年的學習與實踐中，取得了不錯的成績，但較國外水平而言，我國的電氣行業發展還需要進一步的努力，除此之外，國內的電氣行業競爭對手也進一步增多，但從另一方面而言，也是促進整體進步的動力.電氣自動化技術代表著現代科學技術的核心，對于電氣自動化相關產業，采用該技術成功降低了工人的工作強度，但同時確保了產業的效率并且提高了精度，而信息傳遞的時效性成為了生產過程中設備運作安全的保障.依靠科學取得技術與社會的進步，發展電氣產業是全面建設小康的必然發展途徑.根據經濟全球化的這一發展現狀，電氣自動化產業也隨之不斷滲透至各個領域，電氣方面的工程控制系統在國內社會經濟中總量占有著十分顯著的地位.通過簡析了國內電氣自動化系統的發展狀況，可以得出電氣自動化系統可以使工程控制系統的各類工作變得十分統一與操作簡便，大大節省了資金與減少了能源的損耗，可靠性方面也大大提升.

1 電氣自動化產業的發展

電氣化產業與信息技術發展息息相關，有著寬廣的應用領域，就目前科技發展來看，計算機技術日新月異，全球的計算機技術發展都呈現著上升走勢，這樣快速的發展勢必橫向擴張到自動化設備產業，如在增加了微電子與微處理器技術的應用后，相關的控制系統與設備定義不在局限于原先的發展領域，相應的軟件結構與通訊設備能力在組織狀態環境下變得更加重要，在電氣自動化產業有廣泛的應用前景.由于新興技術的快速發展，大量的資源儲備被損耗，造成日益嚴峻的資源矛盾問題，當前世界的主題就是節約能源，由于很多能源都屬于不可再生能源，所以解決能源的缺乏和節約問題是重中之重，再者我國社會倡導的是“節約型社會”，對此問題尤為看重.當前我國的建筑損耗占總損耗的28%，甚至呈現著不斷遞增趨勢，所以眼前問題就是降低建筑的能源損耗.

2 電氣自動化系統實例分析

2.1 建筑內設備電氣控制系統概況

在20多年前，我國的智能建筑比較少，通過對國外已有的智能建筑的學習，最初智能建筑源自首都北京的發展大廈，發展大廈的建立好比我國智能建筑的里程碑，在發展大廈投入使用后，智能大廈在全國范圍內猶如雨后春筍，如上海金茂、廣州中信和深圳地王等大廈建筑，隨著經濟技術發展，智能建筑的核心電氣控制系統在如今各種大型建筑中越發普遍，特別是公共建筑，如大型的圖書館、展覽館、博物館及體育建筑等，政府在智能建筑中投入了大量資金，進一步促進了電氣自動化技術的進步.

在智能建筑中，人們是可以明顯感覺到所處建筑與普通建筑的差異性的，智能建筑不僅有怡人的環境以及安全性保障，在建筑看不見的背后運作系統，其實是整個建筑物強勁的運作效率.在工程師對智能建筑技術進行設計以及安裝智能設備方面等環節時，發現了設備的消耗占消耗總能量是最大的，達到了65%，所以節能就成為了首要建筑目標.根據經驗采用了電氣自動化系統來建立控制系統，通過建設中采用的電氣自動化系統實現了有效的節能，創造出了新興的建筑理念，低能耗、智能化技術是現代智能技術的重點，為解決能源的損耗及缺乏問題提出了合理的方案，開辟了新的道路，對電氣自動化系統的研究有重要的作用.

2.2 建筑設備電氣控制系統構成與功能分析

建筑設備的電氣控制系統涉及了眾多復雜的子系統，面面俱到地負責了廣泛的運行范圍，包括了中央空調系統、建筑照明動力系統，樓層的電梯監控系統，電路控制系統與給排水系統等重要系統.下圖展示的即是建筑設備的電氣化系統一覽：

圖1 建筑設備電氣自動化系統示例

利用高運作能力的控制系統對中央空調系統、建筑照明動力系統，樓層的電梯監控系統，電路控制系統與給排水系統等重要系統進行控制，制定統一管理的規定及條件，實現了機器控制的遠程操作，一方面對建筑整體的管理水平是一種提升，另一方面確保了系統運作地條條不紊，降低故障發生的幾率.通過對以上各系統的管理，對收集信息進行總結與分類分析，達到了實時監控，及時解決的目的，也預防了一個系統崩潰造成影響其他系統影響的問題.

2.3 設計設備電氣自動化節能控制系統

建筑內使用電氣自動化控制設備的功能運行說明：

1.及時地實現建筑內各項設備控制功能，進行合理地管理及調度；

2.對設備運行時的各信息進行存儲與及時調取；

3.使用管理信息系統，實行設備的調度操作，根據數據分析出設備的運行需求，從而創造最佳運行環境；

4.根據系統數據形成曲線圖；

5.使用信息技術對建筑內系統的歷史記錄和未來發展趨勢進行分析；

6.對各系統及時進行維護保養.

電氣自動化各系統詳細運行功能：

中央的監控功能，采用windows作為主要的操作平臺，全中文與圖形化控制系統界面，主要對現場各點位實行監控，做出工作流程圖，實時的曲線圖以及平面圖等，可以隨時更改各處參數與發送操作指令.所有的操作只需要點擊鼠標就可以實現了，對系統的控制，系統報警以及綜合管理等.系統硬件的組成主要由兩級網絡構成，第一級是高速率的局域網，第二級是現場的控制線，另外二級網利用一級網來實現通訊的雙向傳遞，使信息及時送達.

表1 不同一級網絡控制器對比

一級網絡控制器的優勢在于能直接輸出與輸入，與Internet的連接十分迅速，這類控制器自身已有cpu，Rom，主板等，目前在控制室和變電室應用廣泛.而二級控制器多用于對子系統的智能控制，并且具有隨機內存，在一級控制器發生故障的時候，二級控制器可迅速適應環境并開始照常運行，二級控制器不僅自帶有cpu，Rom，隨機儲存等一級控制器擁有的屬性之外，還帶有便捷的通信系統和網絡，保證了系統的正常運行.

設備節能控制系統運行方案：

使用電氣自動化控制系統的核心就是實現在建筑物舒適的前提下，做到最大限度的節能控制.通過考察室內情況，分析出準確需要用到的風量和水量，通過如此精細的控制保證節能過程中實施的準確度.在節能控制系統中，涉及到了燈光能耗控制，空調的管控，冷凍機組的管控等，根據情況采取不同的節能控制，從而減少系統運行的費用.

冷水系統檢測項目可以讓電氣自動化控制系統獲取相關數據，實時監測環境并且依據環境情況進行冷卻控制，在冷卻過程中找出了實現機組優化控制的方案：

圖2 冷凍水系統

圖3 冷凍水系統流程

根據總水負荷可以對機組運行中進行控制，確定運行機組的數量滿足實際需求.通過水溫的溫度浮動可以算出熱負荷：

通過公式來指導控制冷機與熱機的運作，實現節能的目的.

3 電氣自動化實例總結及發展趨勢

3.1 電氣自動化實例研究結論

實例研究主要成果：

1在對建筑設備電氣自動化控制系統技術于模式研究后，幾個核心得出了解決方案，如節能中利用水流量變量技術、供電系統的電量配置問題，在此基礎上得出了適合建筑的節能控制方法；

2針對智能建筑的特點以及建筑內各種需求環境，將假設的節能方式在可控條件下進行實際地操作與應用，特別對空調系統，通風系統以及電量配給系統進行了優化并且實行控制，達成節能目的；

3通過電氣與自動化系統集成，將智能建筑內的自動化控制的各項設施進行系統化地集成，達到統一化、及時性的管理目的.

該自動化機組在正式運行后，通過電氣自動化控制節能系統設置，可以測算運營成本，如每平方米每年耗費人民幣一千二至一千六元，其中固定成本占據74%，能源總量9%，清潔耗費7%，采用節能系統控制后，有了較明顯的成果，空氣系統解約經費達到了16萬元，且進步空間仍然很大.

表2 空氣系統節能

3.2 加強電氣自動化企業與高校專業間合作

合作的途徑可以是企業在有電氣自動化專業的高校中建立廠房或者車間，規模不一定需要特別大，設備齊全即可，并且進行相關的職業培訓，包括書面培訓以外的例如生產試驗，產品檢測等培訓，是為了增加學生的學習方式及途徑.將學校的理論教學和企業的實踐結合起來，這樣的合作形式有利于學生將書本知識與實踐進行結合，為以后走向社會，走進真正的操作基地時可以更快地上手，使實習不會過于費勁.另一方面，可以根據社會真正需要的該專業的技術人才進行專項技術培養，培養出訂單式人才.

3.3 電氣自動化技術發展趨勢

在電氣自動化技術發展的未來，順應信息技術和大數據工業發展，呈現的應是分布化的十分開放且信息化的趨勢，分布式形成的結構即為一種工作的網絡，它能保證其中運行著的智能模塊可以進行獨立的且相互聯系的工作，分布即是分散，將系統威脅分散至最小的概念.開放指的是系統結構中與外界溝通的程度，實現最大程度的與外界世界的連接，有益于優化與改進自動化系統.信息化包含著的是系統信息進行的數據處理，流程處理等的綜合處理的能力，這就需要與網絡的新興技術實現良好、高效地結合，讓系統網絡來管控系統，實現一體化管理.與此同時，應竭力向創造大國進行轉變，在產品價格吸引本國及外國投資商時，更應保證產品的質量特別是高頻率使用下與歲月的考驗.另外，電氣產業也及時發現大量的高質量人才及團隊，尋求產業創新發展，要把握科學發展觀的內涵，結合該地區產業的實際發展，尋找本身的不足與差距.

4 結論

在電氣自動化工程控制系統發展中，要想獲得持續地進步必須要不斷地尋求創新，統一化得對系統進行合理的科學管理，與電子信息技術相結合.最后，應該加強校企合作，相關專業人才的培養應該在校期間就應該加強，從而在畢業后就已經有著良好的職業水平，使人才可以將所學的知識利用起來，促進電氣自動化行業進一步發展，為我國市場經濟的建設事業添磚加瓦.

〔1〕仲長山.建筑中的電氣工程及其自動化技術研究[J].黑龍江科技信息,2014(29)：35-37.

〔2〕吳新鋒.智能建筑中電氣工程及其自動化技術的探索[J].農業與技術,2014(08)：134-135.

〔3〕劉寅.探討建筑中的電氣工程及其自動化技術[J].科技與企業,2014(08):201-203.

〔4〕陳偉.智能建筑中電氣工程及其自動化技術探討[J].門窗,2016(08)：39-41.

〔5〕黃正鵬.關于自動化技術在給排水中的應用探析[J].建材與裝飾,2016(31):113-115.

TU18

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2017-01-11