建筑電氣自動化設(shè)計及發(fā)展趨勢的探討

黃彬

摘要：本文對建筑電氣自動化設(shè)計及發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，文章從闡述建筑電氣自動化發(fā)展概況入手，進(jìn)一步分析了建筑電氣自動化的優(yōu)勢以及必要性，最后交代了建筑電氣自動化設(shè)計要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：建筑電氣自動化;發(fā)展趨勢;優(yōu)勢;設(shè)計要點(diǎn)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑電氣自動化得到推廣運(yùn)用，它極大的促進(jìn)了工程設(shè)備智能化的發(fā)展，從應(yīng)用上更具有監(jiān)控的特點(diǎn)，優(yōu)勢明顯。為保證電氣自動化順利發(fā)揮作用，需要做好系統(tǒng)設(shè)計工作。

一、建筑電氣自動化發(fā)展概況

（一）傳統(tǒng)電氣設(shè)計和自動化設(shè)計思想的基礎(chǔ)和特點(diǎn)

結(jié)合傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式看，其對應(yīng)的電氣設(shè)施功能不夠先進(jìn)，在系統(tǒng)掌控、維護(hù)、計算等方面都表現(xiàn)出比較獨(dú)立、呆板的特征，一般要結(jié)合用戶需求完成組合連接裝置。與之相對的，電氣系統(tǒng)需要借助計算機(jī)實現(xiàn)整體掌控，借助組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件達(dá)到良好的掌控效果。電氣系統(tǒng)的設(shè)計需要全面考慮用電設(shè)備的能耗情況、使用特征、設(shè)備的整體布局等方面信息，對高、低、中壓等進(jìn)行合理配置，在此基礎(chǔ)上，能夠更科學(xué)地按照供電單位實際用電情況、相關(guān)用電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)等方面內(nèi)容對高、低、中壓變配電系統(tǒng)進(jìn)行有效的二次測量、長期維修和控制管理，并且結(jié)合加工掌控的具體標(biāo)準(zhǔn)、自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，對配電系統(tǒng)尾端的用電設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確把握。

（二）設(shè)備與技術(shù)發(fā)展為設(shè)計提供的現(xiàn)實基礎(chǔ)條件

高壓配電柜內(nèi)的綜合保護(hù)控制器、綜合電量計量器，低壓配電柜內(nèi)的自動空氣斷路器中的計算機(jī)控制模塊、馬達(dá)控制中心中的軟啟動器、變頻器的可控硅觸發(fā)數(shù)字控制器，就地機(jī)電設(shè)備中的小型PLC控制器等等，這一系列設(shè)備和結(jié)構(gòu)都可以用現(xiàn)場總線進(jìn)行串連和整合，并且通過統(tǒng)一的通訊協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效通訊。因為芯片嵌入、機(jī)電一體化、網(wǎng)絡(luò)通訊等項目隨著社會的進(jìn)步不斷發(fā)生著變化，測量和控制的分散化于現(xiàn)場設(shè)備層的格局得到推動而迅速形成。現(xiàn)場通訊總線上的人機(jī)界面設(shè)備通過DDE方式采用商業(yè)化通用多平臺監(jiān)控軟件，幫助管理和操作人員能快速順利進(jìn)入系統(tǒng)，且打破了時間、空間可能構(gòu)成的限制;除此之外，當(dāng)前在行業(yè)內(nèi)得到大范圍推廣使用的監(jiān)控組態(tài)工具軟件也有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)IEC1131-3，對系統(tǒng)的順利運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件。

二、建筑電氣自動化的優(yōu)勢以及必要性

（一）極大的促進(jìn)了工程設(shè)備智能化的發(fā)展

結(jié)合社會發(fā)展形勢和企業(yè)進(jìn)步的趨勢來看，智能化、先進(jìn)化和人性化的設(shè)計已經(jīng)成為越來越受關(guān)注的要點(diǎn)。由于企業(yè)和社會群眾對設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量和性能的要求不斷提高，因此加強(qiáng)對先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)成為必然，而建筑電氣自動化的大范圍運(yùn)用也成為普遍現(xiàn)象。隨之產(chǎn)生的，電氣自動化管理模式作為一種新型的、科學(xué)的管理模式，在很大程度上起到了提升智能化管理質(zhì)量的重要作用，為群眾生活、企業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了更有利的條件。

（二）從應(yīng)用上更具有監(jiān)控的特點(diǎn)

在建筑工程體系中，加大對電氣自動化技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，可以在很大程度上提升對系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控的效果，它能夠更系統(tǒng)化地對電氣線路和相關(guān)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)做整體性的研究和檢測，從而更全面地收集并整合檢測得到的數(shù)據(jù)信息，幫助工作人員更實時而全面地獲知大型電氣設(shè)備、關(guān)鍵線路的實際運(yùn)行狀況，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)隱藏在設(shè)備系統(tǒng)中的風(fēng)險和隱患，并巨對可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行防患和處理。

三、建筑電氣自動化設(shè)計要點(diǎn)

（一）中央控制室

中央控制室是指由變配電直接引出的回路供電，在該體系內(nèi)，需要設(shè)置專門的配電盤，并且保證對應(yīng)的負(fù)荷等級在建筑最高級別之上，一般而言，供電電源的電壓必須達(dá)到士100I的水平，頻率變化也必須低于土1Hz的范圍，波形失真率的最高值不能超過20%以下。中央管理計算機(jī)需要安裝UPS不間斷供電設(shè)施，它的容量必須涵蓋建筑設(shè)備自動化內(nèi)所有設(shè)備的容量，當(dāng)然，在必要的情況下，容量的值可以適當(dāng)增加，相關(guān)工作人員需要保證至少半小時的供電時間。中央控制室還應(yīng)該盡量接近控制負(fù)荷中心，操作臺也應(yīng)該預(yù)留大約2米的間距，在設(shè)置臺離墻布時保證大于2米的檢修距離，并采取恰當(dāng)?shù)姆乐龟柟庵鄙涞姆雷o(hù)方案。

（二）電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的重要作用在于對設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和可能存在的故障做實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生，可以快速切斷相關(guān)設(shè)備，以免故障在更大范圍內(nèi)擴(kuò)散，井增加由此帶來的損失。電氣監(jiān)控系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造基本是一致的，都涵蓋了測量參數(shù)、分析邏輯、執(zhí)行程序等內(nèi)容。而測量往往是建立在保護(hù)設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)、并將所獲的參數(shù)輸送到監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，后者可以直接對參數(shù)加以分析處理，隨后對檢測參數(shù)及整定值做比較研究，由此隨時把握保護(hù)設(shè)備的具體運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。經(jīng)過測量，如果發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)或被保護(hù)設(shè)備存在運(yùn)行障礙，監(jiān)控系統(tǒng)會迅速將相關(guān)信號傳送到執(zhí)行元件，該元件對信號進(jìn)行放大處理并按照有關(guān)指令完成控制任務(wù)。因為監(jiān)控系統(tǒng)對諸多物理量參數(shù)有著管轄作用，因此監(jiān)控范圍廣、人力操作量小，因此需要對系統(tǒng)設(shè)置專業(yè)的保護(hù)裝置。

（三）電氣接地

在目前常見的建筑供配電設(shè)計案例中，接地系統(tǒng)的設(shè)計是一個值得高度關(guān)注的點(diǎn)，它和整個系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行具有重要意義，特別是近年來，越來越多的高層建筑均對接地系統(tǒng)方面的工作保持了重視。電氣接地的方式包括TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)兩種。以TN-S系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)中的保護(hù)接地線PE與中性線N在變壓器中性點(diǎn)共同接地，且兩線不存在電氣連接向題，PE線使不帶電，而中性線N是帶電的;在這樣的線路結(jié)構(gòu)中，整個系統(tǒng)都處于相當(dāng)穩(wěn)定的狀態(tài)，且具有了可靠的基準(zhǔn)電位，如果對電子設(shè)備無嚴(yán)格要求，TN-S系統(tǒng)是一種最常見、實用的選擇。除此之外，TN-C-S系統(tǒng)同樣由兩個接地系統(tǒng)構(gòu)成—即TN-C、TN-S系統(tǒng)，整個系統(tǒng)往往用在高層建筑的供電由區(qū)域變電所引來的場所。

結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對建筑電氣自動化設(shè)計及發(fā)展趨勢的探討，意義重大。相關(guān)工作人員需要明確傳統(tǒng)電氣設(shè)計和自動化設(shè)計思想的基礎(chǔ)和特點(diǎn)、設(shè)備與技術(shù)發(fā)展為設(shè)計提供的現(xiàn)實基礎(chǔ)條件;同時把握建筑電氣白動化的優(yōu)勢以及必要性，在此基礎(chǔ)上，對建筑電氣自動化設(shè)計要點(diǎn)展開研究—包括中央控制室、電氣陣檸系統(tǒng)、電氣接地等。

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