智能建筑与电气自动化的设计和技术核心分析

李恩广 肖伟

摘要：在科技进步和经济发展的带动下，我国建筑行业发展迅速。当前社会各界对于建筑的宜居性、舒适性、功能性要求越来越高，这给智能建筑带来了红利蓝海。所以需要结合智能建筑的建设和发展，根据电气自动化技术做好规范化的设计，并以此为基础做好智能建筑的建设和升级优化。本文就此展开探讨分析。

关键词：智能建筑;电气自动化;设计;技术核心;探索分析

1电气工程及其自动化设计的重要性

智能化建筑的发展必然离不开电气自动化，随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展，高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备，在资源方面，人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低，防干扰要求高，是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷，应该设计为一级防雷建筑物，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。

2现代智能建筑中自动化系统的组成以及功能的实现

2.1自动控制系统的工作原理的三个步骤

1）实时的数据采集。即对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。2）实时的控制决策。对采集到的被控量与给定量进行加法运算，其运算结果即作为控制器需要调整的方向和量值的输入。3）实时的控制输出。根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

系统主要由自控空调机组、自控给排水系统、照明控制系统、供配电系统以及消防安全系统与综合布线系统等组成。空气调节控制系统一般包括空气加热设备、空气减湿冷却设備、及空气加湿设备等。系统常采用DDC控制，将装设在回风管内的温度传感器所检测的温度送往控制器与设定点温度比较，并控制装在回水管上的电动调节阀的动作，使回风温度保持在所需要的范围内。给排水系统一般包括生活给水子系统、生活排水子系统和消防子系统。给水子系统的控制多采用高位水箱给水方式、水泵直接给水方式、气压给水方式等，通过监控各集水坑高液位、水泵运行状态、过载报警、高水位报警的方式，手动/自动控制启停，并实现故障复位。智能建筑对电力与照明系统的控制包括对配电系统运行参数的实时检侧、对建筑物内用电量的自动统计与管理、对各种电气设备的检修保养、照明系统的节能监控、应急照明的启停控制等。消防控制系统由火灾探测器、火灾报警控制器、火灾自动报警系统、消防联动控制系统、消防专用电话系统等组成。安全防范控制系统则包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、出入口监控系统，以及对讲系统等。

2.2根据单元机组运行和电气控制的特点

应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：

1）发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。

2）发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。

3）发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS（电力系统稳定器）的投退。

4）220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。

5）6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。

6）380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。

7）高压启/备变压器控制和操作（2台机共享）。

8）柴油发电机组和保安电源控制和操作。

9）直流系统和LPS系统的监视。

3建筑电气自动化设备系统的设计思路

建筑设备自动化系统是智能建筑弱电系统工程中较为复杂的系统之一，现将该系统的设计要点介绍如下：

3.1中央控制室选址及室内设备布置

中央控制室应尽量靠近控制负荷中心，应离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所15m以上。上方及毗邻无用水和潮湿的机房及房间;室内控制台前应有1.5m的操作距离，控制台离墙布置时，台后应有大于1m的检修距离，并注意避免阳光直射;当控制台横向排列总长度超过7m时，应在两端各各留大于1m的通道;中央控制室宜采用抗静电架空活动地板，高度不小于20m。

3.2建筑设备自动化系统的电源要求

中央控制室应由变配电所引出专用回路供电，中央控制室内设专用配电盘。负荷等级不低于所处建筑中最高负荷等级;通常要求系统的供电电源的电压不大于±10%，频率变化不大于±1Hz，波形失真率不大于20%;中央管理计算机应配置UPS不间断供电设备，其容量应包括建筑设备自动化系统内用电设备总和并考虑预计的扩展容量，供电时间不低于30分钟;现场控制器的电源应满足下述要求：

1）Ⅰ类系统（650点～4999点），当中央控制室设有UPS不间断供电设备时，现场的电源由UPS不间断电源以放射式或树干式集中供给。

2）Ⅱ类系统（1点～649点），现场控制器的电源可由就地邻近动力盘专路供给。

3）含有CPU的现场控制器，必须设置备用电池组，并能支持现场控制器运行不少于72小时，保证停电时不间断供电。

4建筑电气自动化系统的布线方式

建筑设备自动化系统线路包括：电源线、网络通讯线和信号线。

1）电源线一般BV-（500V）2.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘线。

2）网络通讯线需由采用何种计算机局域网及建筑设备自动化系统在数据传输率、未来可兼容性和硬件成本等多方面综合考虑确定。一般有同轴电缆（不同厂商的产品不尽相同）;有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线（分3、4、5三个级别）;在强干扰环境中和远距离传输时，宜选用光缆。

3）信号线一般采用线芯截面1.0mm2或1.5mm2的普通铜芯导线或控制电缆，对信号线是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体控制系统与控制要求确定。

建筑设备自动化系统线路均采用金属管或金属线槽保护，网络通讯线和信号线不得与电源线共管敷设，当其必须作无屏蔽平等敷设时，间距不小于0.3m，如敷于同一金属线槽，需设金属分隔。

5建筑电气设备自动化系统监控点统计

5.1一般规定

根据各工设备的选型，核定对指定监控点的实施监控的技术可行性;

建筑设备自动化系统监控点可通过编制监控点总表来进行统计，较小型系统可编制一个监控点总表，中型以上系统应按不同对象系统编制多个监控点表，组成监控点总表;

编制监控点总表应满足下述要求：

1）为划分和确定现场控制提供依据;

2）为确定系统硬件和应用软件设置提供依據;

3）为规划通信道提供依据;

4）为系统能以简捷的键盘操作命令进行访问和调用具有标准格式显示报告与记录文件创造前提。

5.2建筑设备自动化系统监控点总表格式

编制监控点总表，应以现场控制器为单位，按模拟输入、数字输入、模拟输出、数字输出等种类分别统计。

6电气自动化控制系统的发展趋势

OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现，IEC61131的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。

7结束语

电气自动化是工业现代化的重要标志和现代先进科学的核心技术，对于电气自动化企业，自动化技术可以大大降低人工的劳动强度，提高测量检测的准确度和信息传输的实时性，为生产过程提供进一步的技术保障，可有效避免安全事故的发生，保证设备的安全运行。

参考文献

[1]姚胜兴，王新辉，刘伯中.集散控制下楼宇自动化系统与设计[J].测控技术，1999，10.