電氣自動化控制設(shè)備的可靠性分析

杜曉輝

摘要：伴隨時代的進步與科技的發(fā)展，經(jīng)濟與資源的矛盾日益尖銳，節(jié)約能源已成為當(dāng)今世界的主題，我國也立志于創(chuàng)造“節(jié)約型社會”。通過建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)不僅對辦公樓的電氣設(shè)備控制達到智能、自動控制的目的，還能有效節(jié)約能耗，一直是當(dāng)前辦公建筑建設(shè)研究的重點領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制設(shè)備；可靠性

一、建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)概述、基本功能

1.建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)概述

建筑設(shè)備電氣自動化控制主要是利用高處理能力的控制器對空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、照明及動力監(jiān)控系統(tǒng)， 電梯監(jiān)控系統(tǒng)和能量計量系統(tǒng)、變配電監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)進行集成控制，從而實現(xiàn)對這些系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與規(guī)范約束，可以進行遠程控制，提高建筑的整體管理水平，并及時進行監(jiān)控，降低設(shè)備產(chǎn)生故障的幾率。通過對上述各種系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理，在對其相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進行分析后，進行分類，并通過智能設(shè)備進行處理和判斷，及時解決相關(guān)的問題。并利用電氣自動化系統(tǒng)對相關(guān)的系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理，確保所有的系統(tǒng)都能嚴格按照規(guī)定運行，并保證其統(tǒng)一、整齊，防止其中一個或幾個系統(tǒng)故障影響所有系統(tǒng)的問題出現(xiàn)。

智能建筑的核心關(guān)鍵在于建筑設(shè)備的電氣自動化系統(tǒng)，電氣自動化系統(tǒng)通過電腦及其控制與通信技術(shù)，對建筑物的中央空調(diào)控制系統(tǒng)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)和能量計量系統(tǒng)、變配電監(jiān)控系統(tǒng)以及相關(guān)的安保系統(tǒng)等一系列系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理。利用一個管理系統(tǒng)，對所有的設(shè)備進行全方位、實時、遠程的監(jiān)控與管理，并通過對相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進行分析，及時調(diào)整相關(guān)的指標(biāo)與參數(shù)，使得設(shè)備的運行達到一個最佳狀態(tài)，降低能耗，提高日常管理效率，并有效地降低建筑管理的各項費用。

2.建筑設(shè)備電氣自控系統(tǒng)的功能介紹

建筑設(shè)備自控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對建筑內(nèi)部各項電氣設(shè)備進行自動化控制，利用先進的控制與通信技術(shù)把各項系統(tǒng)進行互相連接，利用管理系統(tǒng)進行集成，使各項設(shè)備可以發(fā)揮出整體的優(yōu)勢與潛力。使設(shè)備的利用率得到極大的提高、運行狀態(tài)與時間得到優(yōu)化，進而使相關(guān)電氣設(shè)備的使用壽命得到延長、能源消耗率不斷降低、維護工作人員在勞動強度與時間付出上也收到極大的利益。

（1）實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各項電氣設(shè)備的控制、管理及其調(diào)度；

（2）對控制設(shè)備的相關(guān)運行、控制傳輸進行存儲與讀??；

（3）利用管理系統(tǒng)實現(xiàn)各類設(shè)備的統(tǒng)一調(diào)度，獲取不同電氣設(shè)備的運行狀態(tài)與需求，以實現(xiàn)最佳運行方式。

（4）對系統(tǒng)內(nèi)各項數(shù)據(jù)進行顯示，并實現(xiàn)曲線圖、圖像顯示功能；

（5）實現(xiàn)各項報表的打印功能；

（6）對整個系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的歷史記錄與趨勢進行分析；

（7）對系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進行維護、保養(yǎng)以及管理，另外還對運行時間進行統(tǒng)計與記錄。

二、建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的控制功能

1.空調(diào)機組自動調(diào)節(jié)

利用DDC控制器來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能，在空調(diào)機組的回風(fēng)管內(nèi)安裝溫度傳感器，其對溫度進行檢測的同時還傳輸?shù)紻DC上與之前設(shè)定好的溫度進行比較。在控制上運用到比例積分與微分進行計算，因此在電壓信號進行輸出的同時還可以實現(xiàn)對電動調(diào)節(jié)閥門的自動控制。并且可在回風(fēng)管和新風(fēng)管道安置溫度傳感器及其濕度傳感器，檢測到的數(shù)據(jù)將會傳輸?shù)紻DC上，根據(jù)計算可以得出回風(fēng)和新風(fēng)焙值，再根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定輸出相應(yīng)比例的電壓信號，控制回/進風(fēng)口風(fēng)門的開啟程度，實現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能運行。

2.冷站控制

由于對冷凍機房內(nèi)部進行網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字控制器的安置，因此DDC的分站可以依照事先預(yù)定的程序來對冷水機組在臺數(shù)的停啟工作、設(shè)備連鎖的停啟工作進行控制。不管哪一臺水泵出現(xiàn)問題，備用水泵都會自動開啟。

（1）機組自動化控制

利用系統(tǒng)的控制管理系統(tǒng)監(jiān)測供水與回水溫度，安裝控制程度對冷卻機組進行開啟與停止的控制。在監(jiān)測供/回水溫度時，通常是利用DDC進行溫度及其負荷的設(shè)置與控制等。

（2）風(fēng)機自動化控制

通過系統(tǒng)檢測冷卻塔水溫和水泵是否開啟來進行開啟/停止的控制。

（3）水泵的自動化控制

通過檢測冷站內(nèi)水泵的開啟與停止是否出現(xiàn)過載進行提示，還可以對水流量進行相關(guān)記錄。

3.中央站監(jiān)控功能

中央站采用Windows NT 做為操作平臺，其應(yīng)用軟件為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并具備集散控制系統(tǒng)，采用二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)視上，主要采用全中文化與圖形化的操作界面。另外，還對現(xiàn)場圖片、監(jiān)控點表、工藝流程圖、實時曲線圖以及平面布置圖等進行支持與提供。而在繪制的平面圖、流程圖等圖案上還對動態(tài)數(shù)據(jù)進行嵌入，對各個監(jiān)控點的狀態(tài)進行顯示，同時，實現(xiàn)參數(shù)修改與操作指令發(fā)送。

（1）控制功能

對現(xiàn)場設(shè)備可以通過中央站系統(tǒng)選定相關(guān)設(shè)備圖形進行操作，例如設(shè)備的開閉控制功能實現(xiàn)；通過相關(guān)操作進入運行方式的設(shè)定界面，操作人員可以自行對運行方式進行選擇；另外利用交換式菜單方便快捷的修改設(shè)備工藝參數(shù)。具備操作系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置功能，從而保障操作系統(tǒng)的安全性。利用賬戶鑒定的方法，對相關(guān)操作人員進行權(quán)限級別的識別，從操作人員身份級別上，可以分設(shè)出5至10個階層。

（2）報警功能

一旦系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生故障，監(jiān)控參數(shù)出現(xiàn)越限的時候，會將相關(guān)信息傳輸?shù)街醒胝撅@示器上，并且在顯著位置進行警報信息顯示，只有相關(guān)操作人員對警報信息進行處理操作后，才會解除警報提醒，歸屬于聲光警報類。系統(tǒng)會將警報信息進行記錄匯總，以供操作人員在后續(xù)進行查看。在報警優(yōu)先級別的設(shè)定上主要分為四個，不同級別顯示方式略有差異，優(yōu)先級越高的警報信息顯示方式越為醒目。

（3）綜合管理功能

實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動存儲，對設(shè)備運行過程中具備分析、參考價值的信息傳輸進行自動存儲，并且創(chuàng)建歷史文件，方便隨時進行調(diào)閱。可以采用現(xiàn)有成熟的數(shù)據(jù)庫軟件包與存儲器進行保存數(shù)據(jù)庫的建立，另外還要以曲線圖方式體現(xiàn)出來以便于顯示與打印。匯總系統(tǒng)運行情況，方便對系統(tǒng)進行檢測及其評估系統(tǒng)運行狀態(tài)，便于操作人員隨時優(yōu)化設(shè)備運行參數(shù)，為管理提供相關(guān)數(shù)據(jù)、資料參考，有助于提高管理水平。

三、建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計要求

1.確保自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行

設(shè)備自動化控制系統(tǒng)要具備較高的穩(wěn)定性與可靠性，在進行控制器的選擇時，要選擇具備全天可持續(xù)運行、低故障率的產(chǎn)品，出于節(jié)能、節(jié)約空間、氣候及其后期維護、保養(yǎng)的考慮，該項目中的控制器及其傳感器要求具備體積較小、節(jié)能且“三防”，在滿足上述條件下盡量選用安裝、操作較為簡單的產(chǎn)品。在進行設(shè)計時，應(yīng)考慮到系統(tǒng)的擴展性，便于后期功能的添加。在進行DDC控制器位置分部時要進行科學(xué)的選址，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，盡量降低風(fēng)險，并應(yīng)考慮安裝的便利與否，盡量降低安裝成本。其建筑設(shè)備電氣自動化控制系統(tǒng)其性能應(yīng)較為先進，組態(tài)便捷，具備健全的控制能力，其界面符合人體工程學(xué)，在滿足需求的情況下盡可能的選用安裝、操作、維護較為簡單的系統(tǒng)，以降低今后的人工成本。

2.確保自動化控制系統(tǒng)的經(jīng)濟性、先進性與開放性

現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅速，在確保系統(tǒng)在當(dāng)前同類系統(tǒng)中先進性的前提下，要具有較強的開放性，其他硬件、通信、操作系統(tǒng)等應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，以便于系統(tǒng)今后功能的添加，使其具有較強的可改造、優(yōu)化能力。確保系統(tǒng)的開放性不但能實現(xiàn)不同生產(chǎn)廠家設(shè)備的兼容，還能協(xié)調(diào)各類設(shè)備、管理程序的工作，同時開放性強的系統(tǒng)也有助于提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，對設(shè)備的選擇更為廣泛，可根據(jù)自身實際情況自由選取性價比最高的產(chǎn)品供應(yīng)商。由于建筑物較多，且位置不同，系統(tǒng)的控制對象繁雜、距離遠，而且項目要求對每個設(shè)備實現(xiàn)靈活、分散的管控，同時管理中心又能實現(xiàn)統(tǒng)一管理，這就要求系統(tǒng)要有一定先進性，具備健全、可靠的控制及其網(wǎng)絡(luò)功能。

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