电气自动化在建筑电气设备中的应用

雷红忠

[摘    要]电气自动化技术在电气系统运行中至关重要，对优化电网系统管理具有重要作用。随着科技的发展，节能降耗绿色发展成为当今世界的主题。建筑能耗占比很大，近年来呈现不断递增趋势，通过对建筑设备节能优化可实现15%～40%的节能效果。通过建筑电气设备自动化系统对电气设备智能控制，是办公建筑建设研究的重点领域。针对电气自动化在电气设备中的应用分析，明确电气自动化技术在电气工程中的应用，为电气自动化技术改进创新提供参考。

[关键词]电气自动化;电气设备;应用

[中图分类号]P273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–00–02

Exploration on the Application of Electrical Automation in Electrical Equipment

Lei Hong-zhong

[Abstract]Electrical automation technology is very important in the operation of electrical systems and plays an important role in optimizing grid system management. With the development of science and technology， energy saving and green development have become the theme of today"s world. Building energy consumption accounts for a large proportion， and it has shown an increasing trend in recent years. Energy saving effects of 15%-40% can be achieved through energy-saving optimization of building equipment. Intelligent control of electrical equipment through the building electrical equipment automation system is a key area of office building construction research. According to the analysis of the application of electrical automation in electrical equipment， the application of electrical automation technology in electrical engineering is clarified， and it provides a reference for the improvement and innovation of electrical automation technology.

[Keywords]electrical automation; electrical equipment; application

隨着我国社会经济的迅速发展，电气自动化技术得到广泛应用，保障相关电气设备运行安全性，推动我国社会工业的生产发展。我国社会发展对电力需求不断增加，必须运用先进的自动化技术实现电力优质服务。随着工业社会的发展，对电力工程相关技术提出更高的要求，要结合高科技提升技术水平，如将通信技术与远程控制技术相结合，实现电气设备控制自动化。随着经济的发展，信息时代智能建筑应运而生。20世纪末美国出现大量智能建筑，随着市场经济的发展，我国智能建筑在各地得到推广。建筑设备电气自动化系统是智能建筑控制核心，由诸多子系统经集成形成。当前世界能源形势严峻，电气自动化控制系统能降低建筑能耗。

1 电气自动化系统技术概述

电气自动化系统主要由接收设备、传输信号等部分构成。执行终端是电气自动化系统重要部分，通过按顺序完成各部分工作电气系统数据分析^[1]。工作内容包括采集电气终端系统运行数据参数调度，对获取电气系统运行状况分析判断。在电气系统控制端分析判断后，将相关电气设备操作等命令下达到执行端。电气系统远程控制设备在变电站与执行端传递信息。

电气系统自动化系统功能包括遥控与遥测，电气系统远程控制系统根据电气系统操作需要不断扩展，为确保电气设备稳定安全运行，电气自动化控制系统要具有自我监测等功能。电气自动化系统导入通过使用计算机技术实现，及时自主反馈处理编译后的相关信息^[2]。电气工程电气自动化系统中导入微机，符合电气工程自动化系统未来发展方向。电气系统自动化技术在计算机技术与运动控制技术结合基础上实现，要充分发挥在电气应用中的自我检查作用，发挥系统自动保护及控制等功能，实现顺利的电力生产，确保电气工程安全性。

电气自动化技术在电气工程中应用具有较好的监测优势，通常要对变压器等相关的电气设备进行实时监测，更好地排除运行中的故障。可通过有效监测电气设备相关参数等确保设备故障诊断精确性，实现电气自动化技术应用^[3]。电气自动化技术应用实现相关设备运行管理智能化，当今电气自动化系统在电气工程中广泛应用，促进电气工程管理自动化。电气工程自动化实现更高使用价值，必须具有较高的科学合理性，提高我国各行业运行管理水平。电气自动化技术要严格遵循设计特点，实现各功能间相互联系有效性。

2 建筑设备电气自动化系统研究

建筑设备电气自动化系统发展促进智能建筑更新，电气自动化系统最早出现在1984年美国，由UTBS公司研发，利用电气自动化系统使得金融大厦成为首座智能建筑。智能建筑出现使其他国家效仿，1985年日本进修智能建筑建设，包括智能建筑设备及智能建站系列计划，日本重视本国文化氛围，将智能建筑发展重点放在用户需求上。许多欧洲国家在80年代末发展智能建筑^[4]。

新加坡是智能建筑发展程度较高的亚洲国家，专门制定的智能城市发展目标。中国智能建筑发展起步较晚，出现后迅速得到发展。我国北上广等一线城市智能建筑大量出现，带动相关建筑业的发展。智能建筑需要相关科技，为经济发展提供科学的的道路。建筑设备自控系统涉及子系统众多，建筑设备自控系统包括空调监控系统，电梯监控系统等。包括相关安防系统等其他系统，建筑设备电气自动化控制是利用控制器对空调监控系统，给排水监控系统等集成控制，可以降低设备产生故障率。

智能建筑核心是建筑设备电气自动化系统，对建筑物中央空调控制系统等系列系统统一管理，对所有设备全方位实时远程监控，及时调整相关指标参数，提高日常管理效率^[5]。建筑设备自控系统可实现对建筑内部电气设备自动化控制，利用管理系统集成，使设备利用率得到提高，延长相关设备使用寿命，维护工作人员劳动强度降低。建筑电气自动化系统功能包括对控制设备相关运行进行存储;实现系统电气设备控制管理;利用管理系统实现各类设备统一调度;对系统各项参数显示，对系统历史记录分析，实现报表打印功能等。

3 建筑电气自动化节能技术

随着社会发展水平的提高，建筑物内部各项设施要求不断提高，目前高层建筑中电气体系包括受馈电设备、照明消防设备等。高层建筑电气控制系统复杂，智能化监控能改善人们的生活环境。我国住建部颁布建筑设计防火规范，明确高层建筑是居民住宅楼高于27m，未来高层楼宇建筑为主要建筑类型。为配合高层建筑楼宇电气设备运行，需要控制系统协调机制中枢。

目前我国经济快速发展，提高生活质量要动用储备资源，如何保证经济快速增长同时节能环保成为世界研究的课题^[5]。大力推动建筑物设备节能成为主要趋势，建筑物设备节能需要从排水工程、变配电工程等多方面开展工作。在建筑物整体节能中发挥重要作用，建筑物设备电气自动化研究是相关领域研究重点内容，很多企业利用控制平台作用实现电气设备节能控制，系统重点是采集周围环境因素，对电气设备运行参数监控，对建筑物子系统调控，使得建筑物保持节能需求。

通过大量調研对系统运行复杂性，节能经济性等多方面综合考虑，要在建筑物电气设备部署先进控制装置，综合控制电梯等电能主要消耗设备。需要通过智能优化方法合理配置电脑控制，调整设备电能利用率，实现建筑物电气控制智能化发展。采用创新设计理念，对各种耗电设备高效节能控制。空调系统耗电为建筑物主要设备，照明系统节能对建筑物节能非常重要，城市峰谷电价差异性等问题为照明节能带来新的课题。电气节能控制是长期的，电气节能控制在不同建筑中体现。找出系统达到最优运行条件参数才能降低能耗。

4 建筑设备电气自动化系统设计

随着全球经济发展速度提升，电力能源成为推动社会发展的决定性力量。节能工程是建筑工程设计的重要部分，我国建筑物节能设计起步较晚，近几年对建筑物节能严格控制，通过对设备电气等方面管理实现对建筑物管控。目前建筑物节能普遍对设备节能，充分利用设备同时节约控制能源。确保建筑物正常运行中，发挥电气自动化节能作用内审目前专家学者关注的问题。高层建筑电气系统基本构成如图1所示。

建筑设备电气自动化系统设计包括控制功能设计，软硬件系统设计。控制功能包括空调机组自动调节，冷站控制等。利用DDC控制器实现系统控制功能，对温度进行检测同时传输到DDC上，运用比例积分计算，实现对电动调节门自动控制。检测到数据传输到DDC上，根据系统设定输出相应比例电压信号。由于对冷冻机房内进行网络安置，DDC分站可依靠预定程序对冷水机组台数启停控制。中央站采用WindowsNT为操作平台，在系统运行状态监视采用图形化操作界面，对现场图片等进行支持。在流程图等图案上对动态数据嵌入。

建筑电气自动控制选题网络结构分为高速局域网与现场控制主线，二级网络利用一级网络进行双向通讯实现。BAS设备组成有中央与现场控制设备等，文档服务器依靠Intel1486微处理器为主要基础进行数据处理，工作站利用因特网与企业内部网络连接。用户工作站通常为单用户系统，可运用Windows等支撑网络操作系统，具有彩色图像等功能，一级网络控制器为高速局域网接口。网络工作站为多用户系统，如系统需要可采用服务器大型计算机。采用较多的操作系统为Windows Server系统。中央服务器为工作站数据库，操作者可根据相关资料操作实现组态。

控制器软件为控制器内部子系统，具有通信功能使用作用。局域网控制器与远程主控制器构成一级控制器，具备后被电源随机存储器存储应用软件，应用程序类别不受系统限制。而人家控制器编程与一级控制器相同。二级控制器有并行通信能力，每个控制程序可实现全部输入装置处理器访问。控制系统功能不会因操作人员自动化控制失效，全面控制点可实现网络访问。全部控制器编程结算独立运行能力发挥，控制器要使用相同编程方式。在工作站输入可在菜单实现组态，系统相关软件接收温感器信号，控制器可监测过载开关情况。工作站由数据库与操作系统组成，软件多为商业软件。便携式工作站需利用相关通信软件对控制器编程。

5 结语

电气工程建设完善直接影响我国社会各方面发展，电气系统飞速发展是电气系统自动化技术实现的必然结果。将应用通信技术等结合，确保电气系统运行安全性，是电气系统自动化技术应用的主要方向。电气系统中使用自动化技术可精确监控相关电气设备，确保我国电力生产安全性。随着社会经济的发展，建筑能耗占总能耗比重较大，本文通过对建筑设备电气自动化系统节能控制系统设计研究，设计符合建筑设备电气自动化控制节能系统。

参考文献

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[3] 钟军杰，汪锦飘.船舶电气自动化系统的保障技术研究[J].内燃机与配件，2021（7）：78-79.

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