电气自动化在楼宇控制系统中的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 21 电气自动化在楼宇控制系统中的应用 许玲玲 中建三局集团有限公司，陕西 西安 710000 摘要：摘要：建筑智能化楼宇自动控制系统的施工与竣工是一个比较综合、系统性的工程项目，其使用受到多方面的影响。随着科学技术的飞速发展，建筑智能化也得到了快速的发展。建筑楼宇自动化控制系统的智能化建设迅速，尤其是暖通空调系统，已能充分融入人们的日常生活。因此必须做好自动化控制系统的设计工作，强化应用，以提高工程项目的使用经验。相信在未来的发展中，智能建筑楼宇自动控制系统将会不断地进步。关键词：关键词：智能化楼宇；全自动控制系统；组成；运用 中图分类号：中图分类号：TU855 在未来的发展过程中，要把建筑的特殊性和节能的需求结合起来，为智能建筑解决各种问题，保证建筑智能化具有可靠相对稳定的能源供应，有效地运用电力能源来快速地解决一切紧急的状况。为积极响应节能减排政策的号召，各领域均尝试于能源应用方面提升利用率，而重点关注的领域便是暖通空调系统，其能耗据占据建筑整体能耗的 50%。面对这样的能源使用情况，若能在空暖通空调系统实现楼宇自动化控制，便会获得更为理想的节能效果。1 电气自动化技术 1.1 电气自动化概念 从电气自动化技术的发展来看，电气自动化技术是一种新兴技术，包括电力、计算机、电器、电器电机等技术，其主要作用是对各种对象进行智能化控制。由于电气自动化技术是集各种技术优点于一身的，其具有很强的综合性，可以很好地适应人们对各种智能应用的需要。现在，电气自动化技术已经得到了越来越多地应用，例如在智能大厦、楼宇自动控制等方面的应用。1.2 电气自动化技术特点 在应用电气自动化技术的过程中，强、弱电的结合是其主要特点，也是它在实际应用中所要解决的问题。其次，在电气控制技术的应用上，主要是电子、电力、电机等方面的应用，在这一过程中，必须将两者有机地结合起来，即机电一体化。在电气自动化应用系统中，各设备与各系统之间的相互联系，构成了一个完整的控制系统，而在这些系统中，软件与硬件的相互联系是为了确保其智能控制的有效性，所以必须要强化软硬件的结合。在实施电子自动化时，必须把电气技术与电子技术有机地结合起来，以解决电子电力问题，以改善其应用水平。另外，对电气自动化系统而言，它不仅仅是宏观上的问题，更是从微观的角度去考虑，比如各个电子部件的运行状况，以及它们与设备之间的联系，只要这些部件都能正常工作，就可以保证其运行。2 电气自动化基础系统保障 2.1 电气保护系统保障 工作接地实质上是指变压器的中性线或变压器的中性点，中性线应选用铜芯绝缘导线，在配电系统中广泛存在辅助等电位接线端子，一般情况下，等电位接线端子分布在箱柜之内。尤其要注意的是，不能将接线端暴露在外面。在高压电网中，采用中性点接地法可以比较精确地完成保护动作，并消除单相电弧的过电压。接地装置的主要目标是用金属来实现接地体与无电金属部件的接合。也就是说，使用电力装置和建筑物周围的金属部件必须使用 PE 导线连接，但在连接时，应避免将变压器的中性导线与 PE 导线相连接。在现代建筑中，要实施安全接地的设备很多，其中包括弱电设备、强电设备以及其它非带电设备，因此要采取各种安全措施。如果在电器中没有做好安全接地的措施，就会对绝缘装置造成伤害，让电器的外壳产生电流，如果生物接触到电器的外壳，就会导致触电。2.2 接地系统保障 在建筑电气工程中，接地系统是一个非常重要的组成部件，其重要性不言而喻。在通常情况下，为了确保电力自动化技术的应用，需要采用各种连接方式来确保其安全可靠。TN-S 系统是一种将 PE 线路和三相四线连接起来的接地系统。TN-S 系统的应用，一般都是中国科技期刊数据库 工业 A 22 在施工现场设置单独的配电装置，其特性也比较突出，在变压器中，除非保护接地线和中线同时接地，否则两条线路不会再发生连接，因此，TN-S 系统的参考电位是可靠、稳定的。如果 TN-C-S 接地系统采用 TN-S 等技术，则在楼宇自控系统中，TN-S 可以用作建筑物的自动控制系统。在智能楼宇中，采用单相电力装置的比例很高，单相负载较大，三相负载不均衡，因此在电力系统中会产生随机的电流。由于在建筑中广泛应用荧光灯，N 号导线会被三次谐波叠加，使得 N 号导线上的电流增大。如果把N根电线连接到装置的外壳上，就会引发火灾，甚至是触电。如果把 PE 电线和 N 电线连接到 TN-S 系统的外壳上，那么危险程度就会大大增加，任何与 PE电线相连的装置，其外壳都会产生电流，从而导致电击事故的范围扩大。3 楼宇自动化控制系统的应用 3.1 暖通空调系统的相关应用 3.1.1 监控冷却水系统 通过该功能，监控人员能够对冷却水泵和其他设备的运行情况进行全面、及时地掌握，从而保证其安全、稳定的运行。同时对冷却装置进行监控，以保证冷凝器所需要的冷却水。根据监测到的冷负荷自动调节运行状态，保证冷却水的水温不会超过设定值。将测温点设在出水管处，安装电动水阀，通过这种设置方法，掌握冷却塔的实际运行情况，通过电动水阀门调整冷却塔入水量。为保证其工作性能，应将湿度和温度测点设于室外相接触部位。特别需要注意的是，在春秋两季的夜晚，由于室外温度不断降低，且冷却水的水温不能低于最低的冷冻机温度要求，可通过自动化启动暂停一定数量的冷却塔，或者调节塔风机的实际转速来进行水温调节。对水泵进行控制，主要是受冷却器开启数量的限制，对冷却器、塔风机等进行启停控制，并对其进行联锁控制。对冷却水温度进行监控，并在冷凝器进出口处设温测点，以掌握冷凝器及冷却水温度。此外，在冷凝器的进口处安装一个电动阀门，以达到通断控制的目的。3.1.2 控制新风机组 对新风过滤设备两侧的实际压差进行监测，通常情况下，在其运行相应的时间内，工作性能会随之下降，这与过滤设备的洁净度有很大关系。洁净的过滤装置，压差将低于设定值，不影响装置的实际运转效率；如果过了很长一段时间还不能清除，那么就会超过规定的数值，使开关处于关闭状态，从而发出一个“通”的信号，并反馈给 DDC。对新风机组的实际压差进行控制，需要使新风机组内的压力保持在设定的值，以避免机组内压力过大，造成机组的损坏。通过对 DDC 系统进行检测，当压力出现波动时，系统将对其进行控制，使其处于正常状态。如果系统检测到风管系统出现堵塞现象，那么 DDC 系统将对其进行控制，通过流量调节阀门来调节风量以保证风管畅通。另外，还需要对风机进行相应的保护控制措施，防止风机出现异常情况而影响其运行效果。另外，还需要对新风机组中的风机进行相应的保护措施。由于新风机组在运行过程中会产生一定的噪音、灰尘等现象，会影响到设备的使用效果。3.1.3 监控热力系统 例如，对市政供暖进行监控，通过传感设备测量其出口水温，通过流量计有效测量热水流量，还需要用相关设备测量压力。自动控制补水泵，通过压力变送设备测量回水压力，监控给水泵实际运行情况、启动停止顺序，水流开关可检测循环泵具体运行情况、检测供暖设备所处于的运行状态。自动化控制汽包水位，是通过液位计来实现对 DDC 与汽包水位的检测。在这种情况下，可以对两种情况进行自动化操作。首先，如果水位大于设定值，就会发出报警，并将进水阀关小。其次，当水位降到设定值以下时，系统会及时发出警报，由相关操作者关掉进水阀。相关供水系统实现自动化的节能控制，利用监控设备对输送空间要求的热负荷进行检测，从而确定分水器标准的供水温度，供暖设备和循环泵需要自动停启的台数。为了给各个热力系中的运行设备提供保障，当循环泵停止时，或者由于水量降低、水温偏高等有关情况引起的汽化现象，可以按照以下程序执行：首先打开排空阀；其次排除设备内的水蒸气，再次使水循环，并向员工汇报。3.1.4 监控冷源系统 常见的空调制冷模式包括吸收式、压缩式和冰蓄式。如果采用的是压缩式，则需要使用氟利昂及氨，这样需要消耗电能来补偿，监测该制冷方式，一般需要对空调的停止和启动进行控制，监测其运行状态，比如测量进入和排除冷却水位置的压力、温度，如果过载自动中国科技期刊数据库 工业 A 23 报警。若采用吸收式制冷，则以水为制冷剂，以耗热的方式对系统进行补偿。对于其中的冰蓄式制冷装置，通常是在低负荷运行，可以在用电高峰时为空间输送冷源。这套系统除了测量空调的工作状态，还能采集所有运行参数，包括水泵、冷却塔和冷冻泵的电流、电压、工作温度等，并实时将数据上传给自动化管理中心。一旦某一点超出安全阈值，就会触发报警。系统会自动报警及显示报警位置，以便工作人员及时处理故障。3.2 高低压配电自动化控制系统 高低压配电系统是楼宇建筑中的一种重要的电力供应系统，具有维护和保养居民电力安全的作用，其在楼宇建筑中的应用主要是针对各类电气设备开展用电监控。首先，高低压配电自动化控制系统能够对电气设备的开关进行监测，记录电气设备的工作寿命和使用次数，作为电力系统运行状况的重要依据。其次高低压配电网自动控制系统对供电线路运行时的电流、电压输出进行监测，从而对变压器、电机的工作状态进行分析，为系统的具体故障分析提供依据。当传感器接收到异常数据后，系统会迅速找到低压配电系统的故障点，通过自动遥控方式进行正确的操作，特别是在突发故障断电后，由自动控制系统对其进行有序地操作，确保低压配电系统正常运行。3.3 消防安全自动化控制系统 消防安全系统是建筑基础设施建设，直接关系到建筑和居民的安全，自动化控制系统与消防安全系统紧密结合，可全面提升消防安全系统的实用价值，为居民提供抗压强度更高的消防安全知识安全防护。消防自动控制系统根据感应器对楼宇环境的检测，获取火灾现场的浓烟成分信息，当烟雾浓度超过标准值时，控制系统就能充分利用预警信息，快速查找事故发生地点，管理者通过获取准确信息，采取消防安全措施开展自然灾害处理，切实维护楼宇环境安全管理。3.4 照明灯具自动化控制系统 照明系统是建筑工程中最重要的系统之一，除了照明系统必须要有安全管理系统外，其他地方的照明系统也需要监控。因为建筑照明系统一般都是大型的，所以他们非常注重环保和节能，最基本的照明设备都是用最少的电量完成的，这就需要自动化的控制系统来管理。照明系统和供配电系统是相辅相成的，只有供配电系统运行照明系统才能运行，实现照明系统的低能耗操作，主要是对建筑照明系统的电路进行分类操作，当功率控制回路消耗过多，超出规范负载时，自动控制系统就会自动退出电源电路，达到节能降耗的目的。4 结束语 目前的建筑项目正朝着智能化的方向发展，作为智能的重要表现，自动化是目前建筑智能化的一个重要组成部分。智能化楼宇的自动化控制，一般都是将电子、信息、通讯等技术结合在一起，形成一个高度自动化、智能的控制系统。在自动控制系统的设计中，要遵循相关的基本原理，保证整个设计工作都要遵循科学、合理的程序，完成后的制成品才能突出其功能。参考文献 1苏文嘉.刍议楼宇智能化中电气自动化的应用J.科学技术创新,2018(32):123-124.2张万喆.对电气自动化运用于智能楼宇中的应用研究J.大众投资指南,2018(16):247.3邹洪宝.对楼宇电气自动化系统安装施工问题探讨实践J.城市建设理论研究(电子版),2018(05):8.4林宝海.试析楼宇智能化中电气自动化的应用J.建材与装饰,2015(47):110-111.5梁伯烽.电气自动化在楼宇智能化中的应用C/.IT 时代周刊论文专版(第 317 期),2015.6张凯,杜东伟.分析智能楼宇的电气自动化发展J.科技创业家,2013(03):80.7刘磊.基于 Lon Works 的楼宇电气自动化检测控制技术研究J.科技传播,2011(11):38-39.8于海英.浅谈电气自动化在楼宇自控系统中的应用J.黑龙江科技信息,2009(01):66.