建筑電氣自動化的應用與發展

李貴軍

摘 要：當今的經濟迅速發展，科技日新月異，我們要正確地認識到電氣自動化技術的特點，結合計算機技術，加強創新，準確地把握它的發展前景，將電氣自動化技術投入到工業生產中，充分地應用其優點，為我國的經濟蓬勃發展和崛起貢獻。

關鍵詞：電氣自動化；電力系統；辦公系統；污水處理系統；汽車駕駛系統

一、電氣自動化的發展歷程

電氣自動化經歷了從無到有電氣自動化技術是隨著智能控制、信息網絡、電子技術、的飛速發展與電子和信息技術緊密結合在一起的一門電氣工程應用技術學科直至發展到成熟的過程。20世紀50年代，電機電力等產品的出現催生了電氣自動化才有“自動化”一詞的說法。而繼電器和接觸器設定來完成事先安排好的判斷和邏輯功能其出現及應用使得機器可以按照人的意志實現的，促使了電氣自動化的發展變革。20世紀60年代，現代控制理論開始出現，伴隨著微型計算機在各個行業中的不斷的推廣與在專業上的實際應用，生產的過程最優化的控制與管理也使自動化進入到了一個全新自動化階段，電氣專業的自動化技術飛速地發展也使之發生了質的變化這也是由于自動控制與信息處理結合的結果所致。

二、電氣自動化發展的主要影響因素

1.現代技術的迅速發展。現代技術的飛速進步和分析方法勢必帶動著依賴現代技術的電氣自動化、設計方法的日新月異也將迅速發展起來。

2.信息技術的決定性影響。信息技術是包括計算機、世界范圍、高速寬帶計算機網絡及通訊技術，廣泛的講就是指人類開發和利用信息的一切手段這些技術手段主要目的是用來處理、傳感、存儲和顯示各種信息等相關支持技術的綜合體。

現代信息技術又稱為現代電子信息技術是建立在現代電子技術基礎上的它是以通信、計算機自動控制等現代技術為主體將各個種類的信息進行獲取、加工處理并進行利用。現代信息技術是實現信息的獲取、處理、傳輸控制等功能的系統或設備的信息系統技術主要包括光電子、微電子以及分子電子等有關元器件制造的信息基礎技術主要是用于社會經濟生活各個領域的信息應用技術。信息技術的發展在很大程度上取決于電氣自動化中眾多學科領域的持續技術創新信息技術對電氣自動化的發展具有較大的支配性影響。反過來信息技術的進步又同時為電氣自動化領域的技術創新提供了更加先進的工具基礎。

3.與物理科學的聯系更加緊密20世紀的后半葉對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。固體電子學也主要是由于三極管的發明和大規模集成電路制造技術的發展，電氣自動化與物理科學間的緊密聯系與交叉仍然是今后電氣自動化的關鍵，并且將拓寬到微機電、生物系統、光子學系統。

三、電氣自動化的設計原則

隨著科技的發展，電氣工程的學科結構、研究領域、技術領域發生了很大變化。以“強電拖動、弱電控制”為特色，同時兼顧電力系統技術，愈來愈多地應用信息技術、計算機技術、通信技術、電力、電子技術和自動化技術，電氣工程及其自動化專業內涵也發展演變為強電和弱電結合、電工技術和電子技術結合、軟件和硬件結合、元件和系統結合電力控制箱。電氣自動化設計因為涉及學科和涵蓋面相對較廣，加上其直接應用于人民的生產生活，所以在電氣自動化設計過程中應遵循以下原則和設計思路。

1.設計原則

（1）最大限度滿足生產機械和工藝對電氣控制的要求；（2）在滿足生產以及控制要求的前提下，必須確保方案的經濟性以及簡便性；（3）妥善處理機械與電氣的關系。很多生產機械是采用機電結合控制方式來實現控制要求的，要從工藝要求、制造成本、結構復雜性、使用維護方便等方面協調處理好二者的關系；（4）正確合理地選用電器元件；（5）確保使用安全、可靠；（6）制造美觀、使用維護方便。

2.設計思想

（1）現場總線監控方式。目前，對于以太網（Ethernet）、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，而且已經擁有了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了堅實的基礎。此外，各裝置的功能相對獨立，組態靈活，使整個系統具有可靠性而不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

（2）集中監控方式。集中監控方式不但運行維護方便，控制站的防護要求也不高，而且系統設計也很容易。但由于這種方式是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，所以處理器的任務相當繁重，處理速度也會受到一定的影響。因為電氣設備只要進入監控狀態，便會促使主機冗余下降，將電纜數量增加，進而加大投資，相應的長距離電纜的引入也可能干擾到系統本身的可靠性。

（3）遠程監控方式。遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、節約材料、可靠性高和組態靈活等優點。但由于各種現場總線的通訊速度不是很高，使得電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所以這種方式大都用于小系統監控，而在全廠的電氣自動化系統的構建中卻不適用。

3.電氣自動化的應用

（1）電氣自動化在辦公自動化中的應用

辦公系統主要應用于企事業單位的管理系統等方面，構建企業自動化管理系統需要很多技術的支持，例如計算機技術，通信技術及自動化技術。自動化辦公系統是提高工作效率與管理效率的有效方法，因此，實施辦公自動化信息戰略是企事業實現現代化辦公的需求與趨勢。企業的辦公系統實現自動化可以基于軟件來實現，也可基于硬件與軟件相結合的方法來實現，但是要注意到系統的開放性，可擴充性及升級的簡易性。現行的辦公系統還要具有良好的兼容性，這樣可以有效的節約系統的資源，還可以節約成本，在實際的辦公自動系統中已經有了很多成功的案例。

（2）在凈化空調設備中的應用

對濕度的控制：裝設在通風管（回風濕度近似于潔凈室濕度）內的濕度傳感器所檢測的濕度，送往控制器與設定濕度相比較，用比例加積分運算控制，輸出電JK信號，控制蒸汽電動調節閥的動作，控制回風濕度保持在45%，65%，使潔凈室濕度以滿足GMP要求。對溫度的控制：凈化空調系統采用DDC控制。裝設在回風管（回風溫度近似于潔凈室溫度）的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX-9100，與設定點相比較，輸出相應電壓信號，控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作，控制回風溫度保持在12℃～26℃之間，使潔凈室溫度符合GMP要求。

（3）在建筑行業中的應用

隨著我國國民經濟的飛速發展以及數字電子化科技發展智能化，建筑勢必要引入電氣自動化的成分，智能化建筑已經成為了當今建筑界的主流方向。為了達到設備的合理利用，資源的人力的節省就有了建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統，如通信自動化系統，火災報警及消防聯動控制系統，樓宇自動化系統，保安監控系統，辦公自動化系統，閉路電視系統等，以及它們相應的布線系統。

四、結論

近些年，電氣工程及其自動化是一個涉及電工、電子、自動化和計算機工程等多個學科的綜合性技術領域，在國民經濟發展中占有基礎性的地位，社會對本專業人才有著大量而穩定的需求。電氣自動化技術與其他科學技術相結合，顯示出旺盛的生命力，在各個行業各個領域都有電氣自動化技術的應用。電氣自動化技術在這些行業中的應用極大的提高了生產管理效率，降低了生產管理成本，促進了生產與管理水平的提高。國民經濟的發展與生產有著密不可分的關系，近幾年生產力的發展很大程度上取決于電氣自動化技術，因而說電氣自動化在整個國家生產里面占據及其重要的地位。本文主要探討了電氣自動化技術在電力系統、辦公系統、污水處理系統及汽車駕駛系統中的應用。

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