建筑機械設(shè)備電氣工程自動化的供配電節(jié)能控制探討

鄭志強，姜瑞玲

（山東正宇消防工程有限公司，山東 東營 257000）

建筑機械設(shè)備在建筑行業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，然而其能源消耗卻相對較高，給環(huán)境和經(jīng)濟帶來了一定的壓力。因此，采取有效的供配電節(jié)能控制措施，成為提高建筑機械設(shè)備能源利用效率的關(guān)鍵問題。

1 建筑機械設(shè)備的電氣工程自動化概述

建筑機械設(shè)備的電氣工程自動化是指利用電氣技術(shù)和自動化技術(shù)對建筑機械設(shè)備進行控制、監(jiān)測和管理的過程。它通過采用傳感器、執(zhí)行器、控制器等設(shè)備，實現(xiàn)建筑機械設(shè)備的自動化操作，提高其運行效率、穩(wěn)定性和安全性。建筑機械設(shè)備的電氣工程自動化中經(jīng)常使用各種傳感器，例如溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器等，用于實時監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)?？刂破魇墙ㄖC械設(shè)備電氣工程自動化的核心部件，可根據(jù)傳感器信號進行數(shù)據(jù)處理和決策。它可以實現(xiàn)對機械設(shè)備的自動控制、調(diào)節(jié)和保護。執(zhí)行器是控制器的輸出設(shè)備，用于執(zhí)行控制器發(fā)出的指令，改變機械設(shè)備的狀態(tài)或位置。常見的執(zhí)行器包括電動閥門、電機、液壓缸等。建筑機械設(shè)備的電氣工程自動化通常還配備有監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時顯示設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)和運行情況，便于操作人員進行監(jiān)測和管理[1]。

2 供配電節(jié)能控制的意義與價值

2.1 能源消耗降低

能源消耗的降低意味著建筑機械設(shè)備在運行過程中需要消耗的能源減少，從而降低了企業(yè)的能源費用支出。通過采取有效的供配電節(jié)能措施，企業(yè)可以實現(xiàn)成本節(jié)約，提高經(jīng)濟效益。節(jié)能措施不僅能夠降低經(jīng)營成本，還能提升企業(yè)的競爭力。在當今社會對可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的關(guān)注日益增強的背景下，擁有節(jié)能機械設(shè)備的企業(yè)更具吸引力，能滿足市場和客戶對環(huán)保要求，贏得更多商機。為了降低能源消耗，企業(yè)需要不斷探索和應(yīng)用新的技術(shù)手段和方法。這將推動技術(shù)創(chuàng)新的不斷發(fā)展，例如采用智能化的供配電系統(tǒng)、引入可再生能源等，促進技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)升級。能源消耗的降低有助于減少對傳統(tǒng)能源的需求，從而降低了燃煤、燃油等資源的開采和使用，減輕了大氣污染和溫室氣體排放，降低了環(huán)境壓力，促進了可持續(xù)發(fā)展。

2.2 經(jīng)濟效益提升

針對經(jīng)濟效益提升這一供配電節(jié)能控制的價值，通過供配電節(jié)能控制措施，企業(yè)可以降低能源消耗和運營成本，從而獲得顯著的經(jīng)濟效益。減少能源費用支出、維護費用和運營成本可以增加企業(yè)的利潤，并改善現(xiàn)金流狀況，這有助于提高企業(yè)的資金回報率和投資回收速度。供配電節(jié)能控制可以優(yōu)化建筑機械設(shè)備的能源利用效率，讓每一單位能源都發(fā)揮最大的作用。通過精細調(diào)節(jié)和管理，可以避免能源的浪費和過度消耗。提高資源利用效率不僅能帶來經(jīng)濟效益，還可以減少對資源的需求和開采，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。能源在許多生產(chǎn)過程中占據(jù)重要地位，其消耗成本也是企業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分。通過供配電節(jié)能控制措施，可以降低生產(chǎn)過程中的能源消耗和相關(guān)成本，進而減少產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力。

2.3 增強安全性

供配電節(jié)能控制措施可以通過優(yōu)化供配電系統(tǒng)的設(shè)計和運行，降低機械設(shè)備運行過程中的事故風(fēng)險。例如，合理調(diào)節(jié)電氣設(shè)備的工作電壓、電流等參數(shù)，可以減少電弧火災(zāi)和短路等事故的發(fā)生概率，提高設(shè)備運行的安全性。通過實施供配電節(jié)能控制措施，可以提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，從而減少設(shè)備故障的發(fā)生。合理的供電策略和負載均衡管理有助于減少電氣設(shè)備的過載和過熱，延長設(shè)備的使用壽命，降低維修和更換成本。供配電節(jié)能控制措施常常包括監(jiān)測和管理系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況。這有助于快速進行故障診斷和預(yù)警，采取相應(yīng)的措施加以處理，從而降低設(shè)備故障對建筑工程的影響，并確保人員和設(shè)備的安全[2]。

3 建筑機械設(shè)備能源消耗的問題

3.1 能效低下

一些建筑機械設(shè)備在設(shè)計階段存在不合理之處，導(dǎo)致能效低下。例如，設(shè)備的工作負荷和能源消耗之間的不匹配、設(shè)備的傳動效率低下、設(shè)備的制冷和加熱效果不理想等，都會導(dǎo)致能效低下。建筑機械設(shè)備在使用過程中，如果沒有正確操作和使用，就會導(dǎo)致能效的下降。例如，設(shè)備過度運行或者長時間處于待機狀態(tài)，設(shè)備的負荷不均衡，設(shè)備的維護和清潔不及時等，都會導(dǎo)致能效低下。一些建筑機械設(shè)備存在能源浪費現(xiàn)象，導(dǎo)致能效低下。例如，設(shè)備存在漏氣、漏水、漏電等問題，設(shè)備的運行損耗較大，能源的利用率低下，導(dǎo)致能效降低。建筑機械設(shè)備在使用過程中，會出現(xiàn)老化和磨損的問題，導(dǎo)致能效下降。例如，設(shè)備的部件老化、密封件磨損、傳動裝置磨損等，都會導(dǎo)致設(shè)備的能效降低。

3.2 能源管理不完善

許多建筑項目缺乏對建筑機械設(shè)備能源消耗的準確監(jiān)測和分析，沒有建立有效的能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無法實時了解設(shè)備的能源消耗情況，也無法發(fā)現(xiàn)能源浪費和潛在的節(jié)能機會。在能源管理中，缺乏對建筑機械設(shè)備能源消耗的全面評估和優(yōu)化。沒有建立科學(xué)的能源消耗評估方法和指標體系，無法進行能源消耗的合理分析和優(yōu)化措施的制定。一些建筑項目缺乏完善的能源管理制度和規(guī)范，沒有明確的能源管理責(zé)任和流程，缺乏對能源管理工作的有效組織和監(jiān)督。

3.3 缺乏節(jié)能措施

在建筑機械設(shè)備的選型過程中，缺乏對節(jié)能性能的充分考慮，一些建筑項目在設(shè)備選型時主要關(guān)注價格和功能，而忽視了設(shè)備的能效等參數(shù)，導(dǎo)致了不合理的設(shè)備選擇，造成了能源的浪費和不必要的能耗。在建筑機械設(shè)備的設(shè)計和使用中，缺乏先進的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。例如，缺乏智能控制系統(tǒng)、能量回收裝置、高效傳動裝置等節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，無法最大限度地提高設(shè)備的能效和能源利用率。在建筑機械設(shè)備的使用過程中，缺乏有效的節(jié)能操作和維護措施。例如，沒有建立合理的設(shè)備運行規(guī)程和操作規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)備的能效低下；設(shè)備的維護不及時和不規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)備的能效退化[3]。

4 建筑機械設(shè)備電氣工程自動化的供配電節(jié)能控制策略

4.1 提高實時監(jiān)測和控制精度與穩(wěn)定性

選擇可靠且具有高精度的傳感器用于監(jiān)測建筑機械設(shè)備的電氣參數(shù)，如電壓、電流、功率因數(shù)等，可以確保準確的數(shù)據(jù)采集，為后續(xù)的控制操作提供準確可靠的依據(jù)。利用先進的通信技術(shù)，將監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)或中央控制中心進行分析，通過對數(shù)據(jù)的實時分析，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀況，并做出相應(yīng)的控制決策，保證供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，設(shè)計精確的控制策略。例如，根據(jù)負載變化情況調(diào)整設(shè)備的運行狀態(tài)，避免過載或能源浪費的情況發(fā)生。還可以根據(jù)不同的工作模式和需求設(shè)計多個控制方案，提高適應(yīng)性。在供配電系統(tǒng)中，合理分配負載可以提高能源利用效率。通過實時監(jiān)測loadbalancing 方面的數(shù)據(jù)，及時調(diào)整供配電系統(tǒng)的負載分配，避免單一設(shè)備過載，提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。采用先進的智能控制算法，如PID 控制、模糊邏輯控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行自適應(yīng)的控制，能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的電氣系統(tǒng)特性和變化。

4.2 提高系統(tǒng)的靈活性和智能化水平

采用先進的智能控制設(shè)備，如智能開關(guān)、智能電表、智能斷路器等，這些設(shè)備可以實現(xiàn)遠程控制和集中管理，提高供配電系統(tǒng)的靈活性和操作便捷性。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將建筑機械設(shè)備電氣系統(tǒng)中的設(shè)備、傳感器和監(jiān)測裝置連接起來，實現(xiàn)設(shè)備之間的智能互聯(lián)。通過數(shù)據(jù)交互和共享，實現(xiàn)對設(shè)備的遠程監(jiān)測、調(diào)控和故障診斷，提高系統(tǒng)的智能化水平。分布式能源系統(tǒng)將能源的生成、傳輸和使用緊密結(jié)合，并將其分散到建筑機械設(shè)備附近。通過采用分布式發(fā)電、儲能和微電網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)可以更加靈活地適應(yīng)不同負載和能源需求，提高能源利用效率。應(yīng)用可編程控制器（PLC）和邏輯控制器（LC）等工業(yè)自動化設(shè)備，實現(xiàn)對供配電系統(tǒng)的精細化控制和靈活調(diào)整?？梢酝ㄟ^編程設(shè)置不同的工作模式、負載策略和運行規(guī)則，以滿足不同場景下的需求和變化。利用人工智能技術(shù)，如機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，對建筑機械設(shè)備電氣系統(tǒng)進行智能預(yù)測和優(yōu)化控制。通過分析歷史數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測信息，系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)和自適應(yīng)，提出更優(yōu)的控制方案和決策，提高系統(tǒng)的靈活性和節(jié)能性能[4]。

4.3 推廣新能源和節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

積極推廣可再生能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，作為建筑機械設(shè)備電力供應(yīng)的一部分。將光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、地源熱泵等新能源技術(shù)與建筑機械設(shè)備電氣系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)可持續(xù)的電力供應(yīng)。引進和推廣高效節(jié)能的建筑機械設(shè)備，如高效電機、變頻器、節(jié)能變壓器等。這些設(shè)備具有較低的能耗和較高的能源利用效率，可以降低能源消耗和功率損耗，提高系統(tǒng)的整體性能。通過引入智能化控制系統(tǒng)，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等，對建筑機械設(shè)備進行精細化控制和管理。利用傳感器、監(jiān)測設(shè)備和智能軟件，實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)和能耗的實時監(jiān)測和分析，優(yōu)化電力供應(yīng)策略，降低能源消耗。建立全面的能源管理系統(tǒng)，對建筑機械設(shè)備的能耗進行監(jiān)測、計量和管理。通過制定合理的能源使用目標、實施有效的節(jié)能措施和評價機制，不斷優(yōu)化能源利用效率和能源消耗結(jié)構(gòu)，降低能源浪費和損耗。開展節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)和咨詢活動，提高建筑行業(yè)從業(yè)人員對節(jié)能技術(shù)和控制方法的認識和掌握。引導(dǎo)企業(yè)和個人積極采用新能源和節(jié)能技術(shù)，推動整個行業(yè)邁向綠色、低碳的發(fā)展方向[5]。

4.4 加強維護管理和安全保障

制定并執(zhí)行設(shè)備的維護計劃，包括定期檢查、清潔、校準和維修等工作。確保設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)，并避免因設(shè)備故障或不良維護導(dǎo)致的能源浪費和安全風(fēng)險。對建筑機械設(shè)備的電氣系統(tǒng)進行定期的檢測和測試，以確保電氣安全和設(shè)備的正常運行。例如，定期檢查電線電纜的絕緣性能，測量電阻、電流和電壓等參數(shù)的穩(wěn)定性，可靠性和符合性。通過對設(shè)備的實時監(jiān)測、分析和故障診斷，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題和潛在故障，并采取相應(yīng)的維護措施。這有助于減少設(shè)備的停機時間和修復(fù)成本，提高設(shè)備的可靠性和可用性。為建筑機械設(shè)備的操作人員提供必要的安全培訓(xùn)和教育，加強對電氣設(shè)備使用和維護過程中的安全措施的意識。確保操作人員了解正確的操作方法、緊急情況下的應(yīng)急處理措施和個人防護措施。安裝并定期檢查各種安全設(shè)備和保護裝置，如避雷器、漏電保護器、過載保護器等。這些設(shè)備和裝置可以有效地保護設(shè)備和人員的安全，防止火災(zāi)、電擊等電氣事故的發(fā)生。建立實時監(jiān)測和報警系統(tǒng)，監(jiān)控建筑機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

4.5 解決信息互通和集成問題

確保不同設(shè)備之間可以互相通信和交換數(shù)據(jù)，采用標準化的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，如Modbus、BACnet、OPCUA等。這樣可以實現(xiàn)設(shè)備之間的無縫連接和數(shù)據(jù)共享，提高信息互通的效率和可靠性。建立統(tǒng)一的監(jiān)控和控制平臺，集成不同設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息。通過該平臺可以實時監(jiān)測和控制建筑機械設(shè)備的電氣工程，提高系統(tǒng)的集成度和協(xié)同效應(yīng)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備和系統(tǒng)之間的連接和集成。通過傳感器、智能設(shè)備和云平臺，實現(xiàn)對建筑機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的全面監(jiān)測和控制，實現(xiàn)信息的互通和集成。將各個設(shè)備和系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)進行整合和分析，提取有價值的信息，并作出相應(yīng)的控制決策。通過數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化運行和提高能源利用效率。建立綜合管理平臺，集成建筑機械設(shè)備的電氣工程信息和數(shù)據(jù)，包括設(shè)備檔案、維護記錄、效能評估等。通過統(tǒng)一管理平臺，可以方便維護人員進行設(shè)備管理、故障排查和維修計劃的制定[6]。

5 結(jié)語

建筑機械設(shè)備電氣工程自動化的供配電節(jié)能控制是實現(xiàn)能源高效利用與可持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域。通過實施文中提出的這些策略和措施，可以有效地提高建筑機械設(shè)備的電氣工程自動化供配電節(jié)能控制水平。這不僅有助于降低能源消耗和運營成本，同時也能減少對環(huán)境的影響，提高能源利用效率和系統(tǒng)的可持續(xù)性。通過共同努力，可以進一步推動建筑機械設(shè)備電氣工程自動化的供配電節(jié)能控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，為建筑行業(yè)的綠色發(fā)展貢獻力量。