浅析电气自动化控制在建筑工程中的应用

【摘要】电气自动化系统对于当今社会具有相当重要的作用，只有建筑设备自动化控制的合理设计，方可达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行。本文分析了现代建筑中电气技术的应用特点，介绍了电气自动化控制在智能楼宇中的应用。

【关键词】电气自动化；建筑工程；应用

0. 引言

电气自动化技术是现代制造技术中不可缺少的重要技术门类，也是一个国家科技实力乃至综合竞争力的综合反映，在工业发展中具有前导地位。随着时代的发展和科技的进步，电气自动化在建筑方面的应用越来越深入，用户对建筑物功能的多样化与个性化需求使传统电气系统的缺陷也逐渐暴露出来。

1. 现代建筑中电气技术的应用特点

1.1电气自动化应用于现代建筑的背景

一方面，人们越来越重视生活环境的舒适度、信息沟通的便捷性、服务设施的完善性等问题，导致建筑设备与电气设备的复杂性不断提高；另一方面，建筑物高度的不断上升也对供电、消防、给排水等大量电气系统的运行和管理提出了更高的标准和要求，传统电气技术严重制约了现代建筑功能的拓展。在这一背景下，以电气自动化为技术支撑的智能建筑设计稚局得到了飞跃式的发展和应用。

1.2电气自动化控制的特点与技术优势

现代智能建筑的自动化系统主要指通过高处理能力的现场控制器，对包括楼宇配变电系统、照明系统、中央空调系统、给排水系统，以及通风系统和电梯系统等设备实现集散控制。由于建筑物中电气系统涉及的学科众多、内容广泛，随着智能建筑发展需求的升级，现代建筑电气技术已经成为了具有重要意义的独立工种，而《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）和《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB 50303-2002）等相关规范的相继颁布，也使其在我国逐渐成为了一种与应用对象结合紧密，具有电工学、电子学、信息学以及自动化控制技术等交叉学科特征的标准化技术。

从目前电气自动化控制应用的效果来看，其技术优势主要体现在：（1）实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。在结构复杂的大型建筑中，电气系统组件繁多、结构复杂、功能多样，传统运行方式常常留下管理宵区，导致故障的发生。而现代自动化技术则通过“采集一处理一反馈”模块，对系统进行实时的数字化监控，能及时将控制中心的指令传达到系统，并将反馈信息同时传递到控制中心，以实现对整个系统高教、实时、不间断的控制和管理。（2）联动性的提高。电气自动化技术将建筑中配电，照明、消防、空调等系统连接为一个整体，大大提高了其联动效果，解决了电梯系统依照各层用户流实现其速度的自动调节，以及紧急情况下（火灾、水管爆裂等）系统的自动识别、判断，及时实现预设的应急处理方案，开启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋灭火系统等，实现子系统间的配置与互动。（3）安全性强。由于电气系统固有的危险性，设备故障、操作失误以及环境变化等因素都可能导致系统产生严重的安全风险。而自动化控制有利于系统对异常情况及时做出反应，并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。（4）数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库，以便为后期优化的决策提供信息支持。

2. 现代智能建筑中自动化系统的组成及其功能的实现

自动控制系统的工作原理分为以下三个步骤：（1）实时的数据采集。即对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。（2）实时的控制决策。对采集到的被控量与给定量进行加法运算，其运算结果即作为控制器需要调整的方向和量值的输入。（3）实时的控制输出。根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

系统主要由自控空调机组、自控给排水系统、照明控制系统、供配电系统以及消防安全系统与综合布线系统等组成。空气调节控制系统一般包括空气加热设备、空气减温冷却设备、及空气加湿设备等。系统常采用DDc控制，将装设在回风管内的温度传感器所检测的温度送往控制器与设定点温度比较，并控制装在回水管上的电动调节阀的动作，使回风温度保持在所需要的范围内。给排水系统一般包括生活给水子系统、生活排水子系统和消防子系统。给水子系统的控制多采用高位水箱给水方式、水泵直接给水方式、气压给水方式等，通过监控各集水坑高液位、水泵运行状态、过载报警、高水位报警的方式，手动/自动控制启停，并实现故障复位。智能建筑对电力与照明系统的控制包括对配电系统运行参数的实时检侧、对建筑物内用电量的自动统计与管理、对各种电气设备的检修保养、照明系统的节能监控、应急照明的启停控制等。消防控制系统由火灾探测器、火灾报警控制器、火灾自动报警系统，消防联动控制系统、消防专用电话系统等组成。安全防范控制系统则包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、出人口监控系统，以及对讲系统等。此外，为响应不同建筑的不同功能需求，还应结合建筑性质设置一些特殊的子系统，例如停车场管理系统、资产定位管理系统、智能家居服务系统、一卡通系统、物业管理应用系统等，实现自动管理的个性化。

在实践中，要充分实现现代智能建筑电气自动化系统的丰富功能，应首先建立一套完整的数字控制体系，这是控制技术实现的应用基础，可通过KVM、CATS等模式实现设备与控制机房的链接，同时建立远程管理中心与本地控制台结合运行的双重管理模式，提高数控体系的可渊节性。

3. 电气自动化控制在智能楼宇中的应用

建筑设备自动化系统的信息交换，利用分布在建筑各处的远程处理机和中央处理系统，通过总线桥进行数据资料收集箱、中央设备、现场设备、通信设备四部分，在施工过程中必须严格遵守相关安装要求进行施工。

3.1建筑电气设备自动化系统安装前，制定科学的计划

在施工前，对业主的需 求进行充分的调查和了解，制定出系统详细、科学合理、先进可靠的安装实施计划十分必要。建筑电气设备自动化系统是智能建筑自动化系统之一，通过微处理机的快速处理技术，为优化管理，保证电气系统运行可靠，利用网络对智能建筑电气设备进行全面动态的检测与控制。降低设备维修费，节约人力、物力和财力。确保各项施工标准能够满足建筑和业主的需求。

3.2电气设备的安装

建筑设备自动化系统性能的充分发挥，需要遵循建筑工程电气施工的设计施工标准和安装要求，保证电气设备正常运行。首先，格外重视建筑电气设备自动化系统的布线。温度湿度传感器线路在安装过程中需要屏蔽线。布线时，DDC、网关、网络控制器等连接弱电工程单独接地干线上。其次，远程处理机的安装，在满足空调机组控制系统的前提下，将剩余、未使用的输入和输出接口进行充分的利用，用于连接周边的照明控制、水位信号、水流量计等。保留四分之一左右的接口用于后期维护和发展。

3.3输入输出设备的安装

输入设备安装要立足于安装现场的实际和电气设计与产品的实际要求。在安装输出设备前，进行模拟动作实验；管口与阀门口径不匹配时，采用渐缩管件；回水管上按装电磁与电动调节阀；阀的方向要与箭头方向保持一致。电气设备自动化系统运用与建筑工程智能化紧密相连，需要严格按照建筑电气设备自动化系统的安装要求，确保整体建筑的质量与安全。

4. 结语

总之，在自控系统中，电气自动化系统设计占有重要的地位，需要通过实现建筑设备自动化控制，以达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行之目的。

参考文献：

1.马永翔.电气设备防雷与接地保护分析[J].中国高等教育，2007

2.李峰.避雷器在现代电力系统中的应用[J].华北电力，2009

3.陈化成.浅谈电气工程及其自动化的发展[J].北京电力高等专科学校学报，2010

4.李志雄、陈红明.论电气自动化在建筑工程中应用实践[J].中小企业管理与科技，2011

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