电气自动化系统在建筑工程中的应用

1、电气自动化系统在建筑工程中的应用摘要： 随着世界经济的国际化和全球化，我国的经济和科学技术水平不断提升，电气工程发展非 常迅速。电气工程自动化也正逐渐深入到人们日常的工作、生活和学习当中，工业化不断进步并被 人们广泛应用。包括农业生产、工业制造、建筑工程、国防事业等产业，并且成为社会、经济发展 的重要支柱。电气自动化在现代建筑工程中也得到了广泛应用，并且开始顺应时代的潮流，使用越 来越多的新技术，特别是智能化技术的使用，极大的加快了建筑电气工程建设的科技化和信息化步 伐。建筑工程中电气自动化系统的组成及功能实现，由变配电监控系统、照明监控系统、空调制冷 系统等几部分组成。电气自动化技术系统主要

2、通过极强的处理能力进行现场控制，并由变配电监控 系统、照明监控系统、空调制冷系统、安防监控等系统构成。本文是我结合自己几年来在建筑工程 中的工作经验，分别阐述了电气自动化技术，电气自动化系统的优势，我国电气工程及其自动化技 术未来的发展趋势讨论，重点分析了建筑工程中电气自动化系统的组成及功能实现，和电气自动化 系统在现代建筑工程中的应用。关键词 ：电气自动化技术；优势；未来发展趋势讨论；建筑工程中电气自动化系统的组成及功能 实现；现代建筑工程中的应用引言随着现代社会经济的迅速发展， 人们对生活品质的要求也随之提高， 因此现代化的建筑越来越受 到广大消费者的欢迎与喜爱，电气自动化控制技术也被广泛

3、的应用在建筑行业中。由于其通过编制 程序对设备的运行进行设定，从而使其能够实现自动化的运行。这不仅有效节省了大量的人力、物 力和财力的投入，而且在工作效率和劳动生产率方面，也得到较大程度的提升，所以电气自动化控 制技术不仅是工业现代化发展水平的体现，而且将其在建筑行业中进行应用，可以有效的提升了建 筑工程的质量，推动了建筑行业向健康、持续的方向发展。自动化技术与通讯技术的交叉运用，促 使建筑电气安装技术不断发展，使得现代建筑系统技术不断提高，充分满足了人们的生活需求，而 要实现现代化建筑系统，电气自动化系统的安装是必不可少的。1、 电气自动化技术阐述随着社会的进步， 科学技术水平的发展与人们生

4、活品质的提升， 人们对居住和工作环境的舒适程 度、信息沟通以及服务的完善性也都有了更高的要求。这也促进了建筑设备向着自动化控制的方向 发展。这些设备中主要涵盖了：变配电设备、照明设备、楼宇控制设备、给排水设备、消防水控制 设备及暖通空调等设备系统。自动化保证了设备的合理利用，并能够更有效的节省了能源。1.1电气自动化技术在建筑项目中的应用随着城市用地的紧张， 城市化进程的逐步增快， 带有智能系统的高层建筑物越来越受到更多城市 的追捧，高层建筑物如雨后春笋般拔地而起。这也对供电、消防、给排水电气系统在运行与管理方面提出的标准越来越高。反观传统电气技术，不但无法满足当前社会人们的要求，还在某种程度

5、上限制了建筑功能的发展与实现。当前的电气设备和相关的建筑设备的发展越来越复杂化，带有智能化系统的新技术可以有效的满足建筑物发展的基本需要，并且可以使各种电气化技术得到很好的推 广及使用。1.2 电气自动化技术的主要特点电气自动化技术系统主要通过极强的处理能力进行现场控制。 电气自动化技术主要包括： 照明系 统、中央空调系统、给排水系统、楼宇控制系统、配变电系统及电梯系统等多个系统。并对上述系 统实现集中控制。建筑电气设备的安装与调试具有很强的专业性和技术性。建筑电气自动化技术包 括：电子学、自动化控制技术、电工学及信息学。电气自动化的控制有效提高了各个系统之间的有 效联系及联动。并且，做好相关

6、的监测工作，能够充分提高建筑物的安全性能。2 、电气自动化系统的优势根据实际使用效果来看，该技术的主要优势有：2.1 高效监控首先，可以监控设备和系统运行的全部流程。由于建筑电气在系统上具有较为复杂的结构，功能 具有很强的多样性。传统的方式会经常发生故障，并且存在一定程度管理上的盲区。当前的自动化 技术渗入现代建筑后，工作人员可以在管理的过程中通过 “采集一处理一反馈 ”模块对建筑进行数字 化监控，同时可以实现对系统的实时监控，还能够及时将信息反馈传递至控制中心，从而实现电气 自动化对现代建筑的高效、实时控制避免故障的发生。有效的状态监控是实现系统高效控制的前 提条件，状态监控的目的是实时监控

7、设备的启停状态、开关状态以及切换状态。具体的状态监控有： 运行状态、手动、自动状态、切换状态、故障状态、开关状态、起停状态、2.2 高联动性电子自动化系统联动性方面的提高。 建筑工程是涵盖配电、 照明、 消防、空调等系统的整体工程， 过去的建筑工程常常因为联动性低，在建设过程中因为某一环节的缺漏从而影响到整体工程的施工 进度和质量。但是当电气自动化技术融入到各个工作环节以后，电气自动化技术能够将照明、消防、 配电、空调等很多系统有机的连接在一起。使建筑工程各环节之间的联动性能明显提高，可以实现 建筑系统的自动识别、判断。这样大大提高了联动效果，例如：在实际施工中，就可以很好的解决了电梯系统的自

8、动调节。2.3安全性强有效的提高了安全性能。电气系统有其自身所特有的危险性，例如：如果人为操作不当或者当设 备发生运行故障时，都有可能会导致系统风险。因此，在电气工程自动化控制中引进智能化技术， 并充分发挥智能化技术的优势对设备故障进行全面、准确的诊断。应用智能化技术对故障诊断的方 式就是通过分析变压器中渗漏油的分解出来的气体，确定变压器发生故障的主要范围，然后在这个 范围中找出设备故障的具体位置并及时安排维修人员进行检修。现代建筑中应用自动化控制技术， 可以很好地提高系统的安全性，及时对系统的异常情况作出反应。并且自动化系统也可以通过遥控 模式远程遥控，及时通过遥控模式降低维修人员的安全风险

9、。从而最大限度地减轻因故障对维修管 理人员产生的伤害，将相关损失降到最低。最后，自动化系统具有数据完备、计算精确的特点。该 系统能够很好的结合流程以及故障处理数据，准确建立数据库，并为以后的系统优化提供数据上的 支持。3、我国电气工程及其自动化技术的未来发展趋势探讨3.1模块化所谓模块化，指的是在电气设备和自动化控制系统生产过程中，将复杂的零部件简单化， 尽量减少零部件的数量，并尽可能地统一规格，从而提高电气系统一体化技术的发展水平以及电气 产品的生产效率。在传统技术状态下，由于电气化产品的零部件比较多，规格在比较复杂，不仅使 得产品的运行效率不够高，也在很大程度上影响了应用效能。为了进一步提

10、高电气技术的整合水平，研究部门提出了机电一体化技术模块化的发展思路。在西方发达国家，电气工程设备模块化技术已 经具备了相当高的水平，并且取得了非常好的经济效益，对促进电气工程技术自动化发展的作用也 非常明显。但是，我国电气工程设备模块化技术的发展还处在概念研究阶段，还没有投入到实际应 用中。因此，模块化是我国电气工程及其自动化技术的未来重点发展方向之一。3.2智能化智能化指的是知识以及运用知识解决问题的总和，智能化是21世纪电气工程及其自动化技术技术发展的一个重要发展方向。使电气产品具备智能化控制能力，就是使电气系统具有人的部分 智能，即一定的分析、思考、独立判断能力。而电气工程技术的智能化发

11、展水平，代表了一个国家 电气技术整体实力。而且，电气技术的智能化所带来的好处也是显而易见的：一方面，智能化的产 品能够在很大程度上代替人的职能，从而节约大量的资源。而且，智能化程度较高的电气产品还能 够独立完成一些比较危险的生产任务，从而在最大程度上保证生产人员的安全；另一方面，智能化 电气技术能够大幅度地提高生产效率。智能化电气技术的中央处理系统能够自主地处理生产任务， 并能够组织生产流水线，还能够处理一些生产过程中突发的故障。这种智能化的电气工程技术可以 很容易的实现高速自主化生产，其生产效率是传统生产方式的数倍甚至数十倍。虽然我国在电气工 程技术智能化方面的研究已经取得了不小的进步，且逐

12、渐开始了实际应用。但是整体技术水平不够 高，生产成本也比较高昂。因此，在未来的一段时间内，提高技术智能化水平和降低应用成本，是 我国电气工程技术发展的重要方向。3.3 微型化 随着集成电路和超高集成电路的不断发展，电子元器件的体积变得越来越小，质量也越来 越轻，使得电气设备和自动化控制系统呈现出了微型化的发展趋势。电气工程技术的微型化有两大 好处：一方面，更小的体积不仅使得电气设备更加便于安装和应用，也能够在很大程度上降低生产 使用过程中成本；另一方面，电气工程设备的微型化，还有助于大幅度地降低能源的消耗量。传统 的电气设备一般体积比较庞大， 单位时间内需要消耗大量的电能或者油料， 且操作起来

13、也不够灵活。 而在微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且操作灵活性也大大增强，拓展了电气工程技术的 应用范围。因此，电气工程及其控制系统的微型化，是今后我国科研工作者的努力方向之一。3.4 绿色化 现代工业在提高人们生活水平的同时，也带来了非常严重的污染。随着可持续发展理念的 提出，绿色发展就成了各行各业共同的目标。电气工程及其自动化技术也是一样，绿色化的发展是 一条必经之路。因此，我国的科技工作者在研究电气工程技术设备和自动化控制系统时，务必要本 着节约能源、节约材料和少用或者不用有毒有害材料的原则，进行电气产品的研发与制造。特别是 在生产自动化控制系统电路板的过程中，应当尽可能地降低有毒

14、重金属的使用量，同时应尽量采用 可降解的高分子合成材料，从而实现环境无害化。4、 建筑工程中电气自动化系统的组成及功能实现电气自动化技术系统主要通过极强的处理能力进行现场控制。该系统主要包括：变配电监控系 统、照明监控系统、中央空调制冷系统、安防监控系统等系统。并对上述系统实现集中控制。它的 主要控制部件如下：4.1 变配电监控系统：主要针对供配电系统中的变配电环节，利用现代计算机控制技术、通信 技术和网络技术等， 采用抗干扰能力较强的通讯设备及智能电力仪表， 来实现对系统的监控和管理。 配电监控系统主要通过连接智能电力监控仪表、和带有智能接口的低压断路器、中压综合保护继电 器、变压器、直流屏

15、等，对系统各种运行开关量状态和电流、电压、有功功率、无功功率、功率因 数等电量参数进行实时采集和显示，实现电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录和打印、统 计报表的整理和打印、电能量成本管理和负荷监控等综合功能，使设备按照最佳工作情况来运行， 并使供电系统更安全、合理、经济的运行。提高供配电系统的可靠性。同时，使值班管理人员可以 根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控分合闸、躲峰填谷，实现对变配电系统 的现代化运行管理，以达到节约能源的目的。4.2 照明监控系统：照明监控系统主要解决了三项重要任务：第一，自动控制照明的启停，达到 节约电能的目的：照明设备的启停控制主要通过声音、

16、影像及光学传感器件进行监测使得照明设备 所在场所有人活动且环境照度不满足基本要求时启动照明设备，例如：门厅、走道、停车场等公共 场所，而办公、休息等具有规律作息时间的场所则按照时间程序控制照明。第二，精确控制照度， 提供符合工作或娱乐休息所需要的照明，建立舒适合理的照明环境：照度控制则主要通过光学传感 器件与调光开关的配合使灯光的亮度随环境光的变化而平滑过渡，使人们所处的空间照度始终处于 舒适区间。第三，可以根据不同场景监控照明终端的状态，方便维修人员及时发现照明故障便于维 修。通过中央监控系统在每一个预定的时间开关控制，监控开关的状态并通过PLC 进行逻辑判断，一旦出现异常情况则发出警示并指

17、引维修人员准确到达故障地点及时进行维修。4.3 空调制冷系统：空调系统主要包括空调冷、热源系统，空气处理机系统新风空调机系统， 末端风机盘管系统以及连接设备间的风管和其他附件组成。而空调监控系统需要通过由敏感元件、 控制器、执行机构、调节机构等组成的微机自动控制系统来实现对空调冷、热源系统，空气处理机 系统，新风空调机系统，末端风机盘管系统等子系统的监测，最终达到控制温度、湿度、空气质量 水平以及节约能源的目的。空气处理机系统利用直接数字控制 D D C 控制和手动控制二者相结合的方式对混合风进行温度 和湿度的处理，达到环境要求后，通过送风机送出，达到对各个室内温度、湿度进行调节的目的。 由于

18、温度和湿度均具有一定的延时性，为了达到节能效果以及满足房间的舒适性，在空气处理中常 采用串级调节系统，对送风管和回风管的温度、湿度检测串行进行。新风空调机系统对空调系统中的新风量比例以及新风的温度和湿度进行控制，清除空气循环所 积蓄的陈旧空气，保证大厦内的空气持续清新。此外，从卫生的角度出发，大厦内每天都必须保证 有一定的新风量，避免空气中的有害细菌滋生，危害到大厦内人员的身体健康一旦新风量取得的 过多将增加新风耗能量，新风量大小一般可根据二氧化碳的浓度来确定因此对新风量大小的控 制，通常采用二氧化碳浓度检测来实现。4.4 安防监控系统：安防系统是现代建筑的重要组成部分它提供了构建图像监控、探

19、测报警、 控制管理及自动化辅助这几大部分。采用矩阵切换微机控制系统将四大部分进行有机整合， 可以形成一个相辅相成， 互联互动的安防 体系。图像监控主要通过各类摄像机、监示器、模拟或数字记录装置、照明装置实现对要害部门、 重要设施、公共场所的实时监控、并在报警时显示记录报警现场实况，完成影像验证：而对于出入 口的图像监控还包括图像识别系统，主要通过读卡机或以人体生物特征作为识别凭证通过图像扫描 比对鉴定识别访客。探测报警则通过在不同场所安装双鉴移动、被动红外、玻璃破碎、声音、微波 和主动红外等各种类型的探测器实现对内部和周围环境的防卫探测，并在异常情况出现时能够及时 发出报警信号。控制管理是通过

20、中央处理器对来自各个终端的信号按照优先层级进行排序、比对、 逻辑判断并发出控制信号，实现显示控制和操作控制。自动化辅助则是对主系统进行的一种完善和 延伸，如通过内部、无线双向通信实现主控室与各终端之间的通信，可以更好地实行鉴定和控制功 能，通过有线广播播放音乐发送指令和广播紧急信息，通过电话拨打向外界传送救助信息，通过巡 更管理检查巡更员是否到位等。进行门接触点及门锁状态指示专注于视频切换控制、水平、俯仰、 缩放控制和自备检测。5 、 电气自动化系统在现代建筑工程中的应用 就现阶段的发展状况来看，经济水平的发展同时也带动着科技水平的进步，电气自动化技术在 建筑工程中的应用已不断的智能化与信息化

21、。智能化主要体现在通过网络技术与计算机信息反应二 者的结合，可以方便快捷的检查出建筑工程在施工过程中所出现的问题，这取代了以往依靠人工检 查机器设备的方式，信息化是指将计算机系统与电子科技两者相结合，促进了建筑工程设备的信息 一体化，从而保证建筑工程的平稳运行。5.1 中央控制室方面 中央控制室需要尽可能的接近负荷中心部分。同时也要保证其距离电梯机房、变电所、水泵房等 保持在 20m 以外。中央控制室内的操作平台要保证合理的距离，并事先预留出相应的检修区域，方 便日后出现故障时维修设备等的进入。同时，还要防止因阳光直射所造成的危害。此外，室内地面 通常选择抗静电架空地板。5.2 电气监控系统监

22、控设备的正常运行及排除易发生故障是电气监控系统的主要功能， 要确保故障出现时， 能够及 时切断线路，有效避免因故障所造成的影响面扩散。电气监控系统包括：测量参数、执行程序、分 析逻辑。 主要通过保护正常的设备运行， 将获取到的相关数据参数即时传输到监控系统来实现测量。 监控系统处理完测量参数后，需要及时分析参数、数值，这样可以有效的掌握设备运行的整体情况。 如果电气系统通过逻辑判断得知其出现了故障，监控系统就能够及时将信息输出，能够有效的保护 相应装置。上述参数主要是：电流、电压、频率、功率、相位以及电量等方面。电气监控系统在监 控上具有监控范围广，人为因素少等特点，所以该系统设置的保护装置也

23、需要具有独立性。5.3 电气接地系统电气系统的接地方式主要有两种形式：第一，三相五线制的 TN-S 接地系统。这五根线由即三根 火线、一根中性线和一根接地保护线组成。此系统具有如下几项特点：中性线和保护接地线在变压 器的中性点实现接地。中性线带电而保护接地线不带电，中性线和保护接地线都需要接地。这种接 地系统的优点是：安全可靠，有安全的基准点位。第二，TN-C-S系统。主要由TN-C和TN-S这两个系统组成。前者主要用于进户之前，后者主要用于进户之后。TN-C-S 系统能够很好的降低电压，但不能完全消除。其对电压大小直接受到负载平衡等方面的直接影响，这时需要重复进行进户布置， 很好的控制好负载的平衡。该组合中使用的电气系统可以很好的提高设备运行的稳定性和确保操作人员的人身安全。能够很好地兼顾成本、稳定性、和安全性，实现很好的社会效益。如果客观条件不能实现三相负载的平衡， 则变压器因尽量采用 TN-S系统。5.4 电气的保护电气自动化的保护内容有：第一，对直流和交流两方面的保护。直流电工作接地主要保证电流稳 定性好、准确度高。由于智能建筑内的计算机和其他多媒体设备众多，这就要求能够实现信息的大 量传输。在实际工作中，应尽量使用绝缘铜线做引线，并将电子设备的直流电接地。变流点接地要 将变压器的中性线做好接地工作。这种接地方式要保证中性线使用铜芯