电气自动化控制设备的可靠性分析

杜晓辉

摘要：伴随时代的进步与科技的发展，经济与资源的矛盾日益尖锐，节约能源已成为当今世界的主题，我国也立志于创造“节约型社会”。通过建筑设备电气自动化系统不仅对办公楼的电气设备控制达到智能、自动控制的目的，还能有效节约能耗，一直是当前办公建筑建设研究的重点领域。

关键词：电气自动化；控制设备；可靠性

一、建筑设备电气自动化系统概述、基本功能

1.建筑设备电气自动化系统概述

建筑设备电气自动化控制主要是利用高处理能力的控制器对空调监控系统、照明及动力监控系统， 电梯监控系统和能量计量系统、变配电监控系统、给排水监控系统等系统进行集成控制，从而实现对这些系统的统一管理与规范约束，可以进行远程控制，提高建筑的整体管理水平，并及时进行监控，降低设备产生故障的几率。通过对上述各种系统进行统一的管理，在对其相应的数据信息进行分析后，进行分类，并通过智能设备进行处理和判断，及时解决相关的问题。并利用电气自动化系统对相关的系统进行监控和管理，确保所有的系统都能严格按照规定运行，并保证其统一、整齐，防止其中一个或几个系统故障影响所有系统的问题出现。

智能建筑的核心关键在于建筑设备的电气自动化系统，电气自动化系统通过电脑及其控制与通信技术，对建筑物的中央空调控制系统、电梯监控系统和能量计量系统、变配电监控系统以及相关的安保系统等一系列系统进行统一的管理。利用一个管理系统，对所有的设备进行全方位、实时、远程的监控与管理，并通过对相关的信息数据进行分析，及时调整相关的指标与参数，使得设备的运行达到一个最佳状态，降低能耗，提高日常管理效率，并有效地降低建筑管理的各项费用。

2.建筑设备电气自控系统的功能介绍

建筑设备自控系统可以实现对建筑内部各项电气设备进行自动化控制，利用先进的控制与通信技术把各项系统进行互相连接，利用管理系统进行集成，使各项设备可以发挥出整体的优势与潜力。使设备的利用率得到极大的提高、运行状态与时间得到优化，进而使相关电气设备的使用寿命得到延长、能源消耗率不断降低、维护工作人员在劳动强度与时间付出上也收到极大的利益。

（1）实现系统内各项电气设备的控制、管理及其调度；

（2）对控制设备的相关运行、控制传输进行存储与读取；

（3）利用管理系统实现各类设备的统一调度，获取不同电气设备的运行状态与需求，以实现最佳运行方式。

（4）对系统内各项数据进行显示，并实现曲线图、图像显示功能；

（5）实现各项报表的打印功能；

（6）对整个系统及其子系统的历史记录与趋势进行分析；

（7）对系统内的相关设备进行维护、保养以及管理，另外还对运行时间进行统计与记录。

二、建筑设备电气自动化系统的控制功能

1.空调机组自动调节

利用DDC控制器来实现系统的控制功能，在空调机组的回风管内安装温度传感器，其对温度进行检测的同时还传输到DDC上与之前设定好的温度进行比较。在控制上运用到比例积分与微分进行计算，因此在电压信号进行输出的同时还可以实现对电动调节阀门的自动控制。并且可在回风管和新风管道安置温度传感器及其湿度传感器，检测到的数据将会传输到DDC上，根据计算可以得出回风和新风焙值，再根据系统设定输出相应比例的电压信号，控制回/进风口风门的开启程度，实现设备的节能运行。

2.冷站控制

由于对冷冻机房内部进行网络与数字控制器的安置，因此DDC的分站可以依照事先预定的程序来对冷水机组在台数的停启工作、设备连锁的停启工作进行控制。不管哪一台水泵出现问题，备用水泵都会自动开启。

（1）机组自动化控制

利用系统的控制管理系统监测供水与回水温度，安装控制程度对冷却机组进行开启与停止的控制。在监测供/回水温度时，通常是利用DDC进行温度及其负荷的设置与控制等。

（2）风机自动化控制

通過系统检测冷却塔水温和水泵是否开启来进行开启/停止的控制。

（3）水泵的自动化控制

通过检测冷站内水泵的开启与停止是否出现过载进行提示，还可以对水流量进行相关记录。

3.中央站监控功能

中央站采用Windows NT 做为操作平台，其应用软件为工业标准，并具备集散控制系统，采用二级网络结构，在系统运行状态的监视上，主要采用全中文化与图形化的操作界面。另外，还对现场图片、监控点表、工艺流程图、实时曲线图以及平面布置图等进行支持与提供。而在绘制的平面图、流程图等图案上还对动态数据进行嵌入，对各个监控点的状态进行显示，同时，实现参数修改与操作指令发送。

（1）控制功能

对现场设备可以通过中央站系统选定相关设备图形进行操作，例如设备的开闭控制功能实现；通过相关操作进入运行方式的设定界面，操作人员可以自行对运行方式进行选择；另外利用交换式菜单方便快捷的修改设备工艺参数。具备操作系统权限设置功能，从而保障操作系统的安全性。利用账户鉴定的方法，对相关操作人员进行权限级别的识别，从操作人员身份级别上，可以分设出5至10个阶层。

（2）报警功能

一旦系统与现场设备发生故障，监控参数出现越限的时候，会将相关信息传输到中央站显示器上，并且在显著位置进行警报信息显示，只有相关操作人员对警报信息进行处理操作后，才会解除警报提醒，归属于声光警报类。系统会将警报信息进行记录汇总，以供操作人员在后续进行查看。在报警优先级别的设定上主要分为四个，不同级别显示方式略有差异，优先级越高的警报信息显示方式越为醒目。

（3）综合管理功能

实现数据的自动存储，对设备运行过程中具备分析、参考价值的信息传输进行自动存储，并且创建历史文件，方便随时进行调阅。可以采用现有成熟的数据库软件包与存储器进行保存数据库的建立，另外还要以曲线图方式体现出来以便于显示与打印。汇总系统运行情况，方便对系统进行检测及其评估系统运行状态，便于操作人员随时优化设备运行参数，为管理提供相关数据、资料参考，有助于提高管理水平。

三、建筑设备电气自动化系统的设计要求

1.确保自动化控制系统的稳定、可靠运行

设备自动化控制系统要具备较高的稳定性与可靠性，在进行控制器的选择时，要选择具备全天可持续运行、低故障率的产品，出于节能、节约空间、气候及其后期维护、保养的考虑，该项目中的控制器及其传感器要求具备体积较小、节能且“三防”，在满足上述条件下尽量选用安装、操作较为简单的产品。在进行设计时，应考虑到系统的扩展性，便于后期功能的添加。在进行DDC控制器位置分部时要进行科学的选址，确保系统的稳定性，尽量降低风险，并应考虑安装的便利与否，尽量降低安装成本。其建筑设备电气自动化控制系统其性能应较为先进，组态便捷，具备健全的控制能力，其界面符合人体工程学，在满足需求的情况下尽可能的选用安装、操作、维护较为简单的系统，以降低今后的人工成本。

2.确保自动化控制系统的经济性、先进性与开放性

现今科学技术发展十分迅速，在确保系统在当前同类系统中先进性的前提下，要具有较强的开放性，其他硬件、通信、操作系统等应符合国际标准，以便于系统今后功能的添加，使其具有较强的可改造、优化能力。确保系统的开放性不但能实现不同生产厂家设备的兼容，还能协调各类设备、管理程序的工作，同时开放性强的系统也有助于提高系统的经济性，对设备的选择更为广泛，可根据自身实际情况自由选取性价比最高的产品供应商。由于建筑物较多，且位置不同，系统的控制对象繁杂、距离远，而且项目要求对每个设备实现灵活、分散的管控，同时管理中心又能实现统一管理，这就要求系统要有一定先进性，具备健全、可靠的控制及其网络功能。

参考文献：

[1]公庆锋，恒伟，兰耀东，陈红兵.楼宇自控系统在建筑节能中的应用[J].安防科技.2008（04）

[2]王斌，朱旭平.基于 Lonworks 技术楼宇集成系统的研究[J]. 南京工业职业技术学院学报 .2007（02）