建筑電氣自動化系統設計與實現

陳晶華 鄧偉

1.山東寶冶建設有限公司 山東濟南 250100

2.山東奧太電氣有限公司 山東濟南 250100

1 電氣自動化的優勢

1.1 安全性強

建筑工程對于安全性與穩定的要求較高，是建筑工程的基本標準與要求，提高建筑工程的安全性與可靠性一直以來都是專業技術人員的首要任務。在智能建筑當中充分的利用電氣自動化技術，能夠有效的提高工程各系統的安全性，因為電氣自動化技術能夠實現對智能建筑的遙控管理模式，在智能建筑運行過程中系統發生突發事件時，管理人員能夠進行遠程遙控，不僅有效的降低了系統維修的費用，而且還保障了維修管理人員的安全。

1.2 高效監控

在建筑技術當中合理的融入電氣自動化技術，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的操作模塊對建筑實施數字化監控管理，一般的操作模塊步驟為采集、處理、反饋，并且能將反饋的數據輸送到控制中心，該控制方法能夠有效的避免故障的發生，實現電氣自動化技術對智能建筑的實時監管。

1.3 高聯動性

傳統的建筑工程技術極易受到外界的因素的影響，以至于建筑工程的聯動性較低，建筑過程中的任何一個環節出現問題，都可能對整體工程的整體功能造成嚴重的影響。建筑工程具有一定的專業性與復雜性，其施工環境較為惡劣，施工中涉及的專業知識范圍較廣，例如空調系統、消防系統、照明系統以及配電系統等都屬于建筑工程的范圍之內。在建筑過程中將電氣自動化技術巧妙的融入到各項目當中，能夠有效的提高工程各項目之間的聯動性，實現建筑工程自動判斷系統與自動識別系統[1]。

2 智能建筑電氣自動化系統的優化設計

2.1 給水、排水系統設計

通常在設計給水系統以及排水系統過程中，需要經由水泵設備以及傳感器設備兩者參與共同開展工作。給水系統通常設計給水方式包括三種：①利用水泵設備直接給水；②利用高位水箱完成給水；③利用氣壓罐實現給水。而對于建筑的室內排水系統設計，則通常需要借助重力完成水流的加壓排放。對于排水系統設計，可以通過將傳感器安裝于水泵適當位置之上，之后對排水系統的具體排水運行參數實施監控，還可以借助監控水壓完成控制水泵的操作運行。借助傳感器檢測排水溢流情況、最低的報警水位以及啟泵液位。排水系統還需要確保自動化設備之間的統一協調性，借助PLC等可編程控制設備可以有效實現系統的自動化控制。

2.2 通風空調系統設計

在智能建筑中，建筑的通風空調系統設計必不可少。在這一系統設計中，需要對空氣中的二氧化碳、一氧化碳含量進行實時檢測，確保兩者之間的濃度超出一定限度之后，通風系統能實現風機的自行啟動，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，實現建筑的通風功能，改善空氣質量。針對智能建筑的空調系統功能設計，通常借助集中式、半集中式、局部式3種方式完成?？照{系統的設計通常需要經由制冷，有效完成相應的旁通控制，以及設備的啟動暫停、還有水溫控制[2]。

2.3 供電及照明、動力系統設計

通常智能建筑電氣自動化系統實施過程中，需要耗費大量的電力，由此對電力質量提出較高需求。因此完善備用電源設計很有必要，以此有效預防停電以及電力系統故障情況的出現，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，還可以有效實現對智能建筑的設備運行狀態、設備運行參數、故障警報以及電量計量的監控，有效確保該系統的運行質量。

3 建筑電氣自動化系統實現

3.1 系統總體架構

智能建筑依托傳統建筑，結合信息化技術與建筑技術緊密結合，為用戶改善生活和工作環境，實現辦公的自動化，達到對建筑設備的智能化管理過程，在科學布線的基礎上，結合計算機技術對建筑物內各子系統（通常一個建筑體包含十幾個子系統）進行科學全面的管理，高質量的智能建筑離不開高效的電氣自動化系統，系統總體架構如圖1所示。

圖 建筑電氣自動化系統狀態架構

3.2 主要模塊功能的實現

（1）中央工作站功能的實現。作為電氣自動化系統的核心，對各監視點的監測、相關數據運算和存儲等功能由中央工作站系統完成，負責集中顯示與管理整棟建筑內的機電設備，該子系統與以太網直接相連，主要由主機、打印機、顯示器等構成，從而進一步提高了對各種數據的監測、傳送及處理能力，再將這些相關數據信息以報告等直觀的界面形式供操作人員瀏覽及使用。

（2）給排水系統功能的實現。系統的自動化控制通過使用PL等可編程控制設備能夠得以有效實現，在現代建筑中，給、排水系統的設計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則通過使用DDC（直接數字控制器）完成水量監測、管理以及異常情況時發送報警信息。將三個液位傳感器設置在緩沖池內以監測使用水泵直接給水系統時的水量情況，包括監測溢流情況的發生與否，一旦水量達到最低報警水位及時提醒相關工作人員進行處理；通過使用重力流直接排放法完成排水，具體可通過設計集水坑在潛污泵的作用下將水排出室外（有泵房的情況下），排水系統需完成對潛污泵的控制（包括啟或關停等），具體可通過使用排水泵、集水坑、污水池等設施完成，結合監測設備對潛污泵的實際運行狀態進行監測，在給排水系統內通過水壓傳感器的設置完成對恒壓供水頻泵啟停的檢測和控制，此外還能夠對以上設備運行情況進行測定，將運行異常情況自動發送給相關工作人員。排水泵在檢測到水坑液面位置低于正常情況時將會自動停止工作，液面位置高于正常情況時使用排水泵完成排水，同時發出報警信息以供工作人員合理調度解決問題[3]。

（3）照明控制系統功能的實現。智能建筑日常使用中用電量需求較大，照明控制系統既保證照明質量又要實現節能效果，以降低建筑的能源消耗，從而節約成本，該子系統主要采用計算機及通信技術實現對建筑內電力照明設施的自動控制，在降低照明消耗及其他費用的基礎上（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，并且能夠對建筑物中的照明設施進行遠程控制，通過一鍵控制開關的設置實現對建筑物內所有照明設施的整體控制，按區域或功能劃分的單項燈控開關實現對單個燈開關的有效控制，除此之外還能夠對系統內照明設備的工作狀態及故障情況自動進行實時監測，進一步降低了人力成本及管理成本。

（4）通風與空調控制系統功能的實現。該系統的作用在于去除室內污染物質并將室外新鮮的空氣吸入室內，以實現室內空氣的有效凈化，其中，空調控制系統由冷／熱源及前端設備等構成，在對設備進行啟動與關閉等控制操作主要依托制冷系統實現，同時控制冷風機組開啟的數量，借助監控系統監測系統內空調等設備的實時狀態，再通過熱水控制系統的應用實現對交換設備二次熱水出口溫度的合理控制（包括回風溫濕度值、開啟／關閉時間等），并監測熱水泵各項工作情況等；為提升通風效果，將通風系統根據實際建筑的構造及功能劃分為局部與全面通風系統。

（5）視頻監控系統功能的實現。視頻監控需完成信息采集、錄像及遠程傳輸與保存等工作，運用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視頻壓縮功能實現，在將完成編碼后的數據保存至具有相應存儲空間的硬盤中，根據實際需要通過Internet將視頻信息傳送給客戶端，從而實現視頻遠程傳輸的功能。

4 結語

隨著現代化社會科學技術的不斷發展與進步，智能建筑為了迎合現代化社會的發展，也應向著電氣自動化方向不斷的發展，只有這樣才能滿足現代化社會人們對智能建筑的要求。而且在智能建筑中應用電氣自動化技術不僅能夠保障設備運行的安全性，防止電氣安全事故發生，而且還能夠降低人工成本，提高測量的及時性與準確性。因此，電氣工程自動化是我國智能建筑業未來發展的必然趨勢。