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电气自动化控制技术的应用研究

李华
摘要：电气自动化控制系统领域中，以计算机为基础，便于集成和灵活控制的系统正在被广泛的应用。本文从电气自动化控制系统的优势入手，从各个方面阐述了电气自动化技术在现代建筑中的运用，以供同行参考借鉴。关键词：电气自动化；控制系统；应用；
：F407： A
引言：
所谓电气自动化，是一门研究与电气工程有关的研制开发、系统运行、电力电子技术、自动控制、信息处理及电子与计算机应用等领域的综合专业性学科。当前，随着用户对生活环境舒适度、信息沟通便捷性及服务设施完善性的重视，建筑设备与电气设备的复杂性不断提高，此外建筑物高度的上升也对消防、供电、给排水等大量电气系统的运行和管理提出了更高要求，传统电气系统的局限性越发明显，基于此，以电气自动化为技术支撑的智能建筑设计布局得到飞跃发展，成为楼宇自控系统不可或缺的基本环节。现就电气自动化技术在现代建筑中的应用进行粗浅探讨。1、电气自动化控制的技术优势现代建筑的自动化系统，主要指通过高处理能力的现场控制器，对包括楼宇配变电系统、照明系统、中央空调系统、给排水系统，以及通风系统和电梯系统等设备实现集散控制。从当前应用效果看，电气自动化技术优势如下：
1）实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。现代建筑电气系统结构复杂、功能多样，传统运行方式常留下管理盲区，导致故障的发生。而现代自动化技术通过“采集—处理—反馈”模块，对系统进行实时的数字化监控，能及时将控制中心的指令传达到系统，并将反馈信息同时传递到控制中心，实现对整个系统的高效控制。
2）联动性的提高。电气自动化技术将建筑中照明、配电、消防、空调等系统连接为一体，提高了其联动效果，解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节，以及紧急情况下系统的自动识别、判断，及时实现预设的应急处理方案，实现子系统间的配置与互动。
3）安全性强。因电气系统固有的危险性，操作失误、设备故障等都可能造成系统产生安全风险，而自动化控制有利于系统对异常情况做出及时反应，并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。
4）数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库，为后期优化的决策提供信息支持。
2、电气自动化控制在现代建筑中的应用
2.1 中央控制室中央控制室是指由变配电直接引出的回路供电，在其内部须设有专用的配电盘，且负荷等级须高于高层建筑中的最高级别，常规情况下，系统供电电源的电压需控制在±10%，频率变化小于±1Hz，波形失真率应控制在20%以下。中央管理计算机要设置UPS不间断供电设备，容量主要涉及建筑设备自动化内的用电设备总和，需要时可扩大容量。此外，中央控制室应尽可能靠近控制负荷中心，离电梯机房、水泵房、变电所20m以上。室内控制的操作台需设置2m距离，在设置台离墙布过程中在后台要留2m以上的检修距离，且做好阳光直射的防护措施。中央控制室需选择抗静电架空活动地板，高度保持在25m以上。2.2 电气监控系统电气监控系统的主要功能是监控设备的运行状态及多发故障，一旦发现故障及时切断工作，避免扩大故障的影响范围。电气监控系统主要包括测量参数、分析逻辑、执行程序等。测量主要是通过保护设备的正常运行及把获取的参数传输到监控系统，使监控系统对处理好测量参数后从不同角度显示出来，再对比分析检测参数及整定值，如此就能得到实时掌握保护设备运行情况的作用。在电气系统或被保护设备被逻辑判断出现故障时，监控系统需立即给执行元件传达输出保护信号，以保护装置动作，执行部分把逻辑信号放大后参照相关的指令信号来控制任务。电气自动化系统的监控参数主要涉及电流、电压、功率、频率、相位、电量等，而数据信号、测量方式、仪表形式、控制对象缺少专业水准，尤其是执行部分主要是以接触器、电磁机构、继电器作为主要结构。电气监控系统对系统物理量参数监控广、人工操作少，因此须对系统设置独立的保护装置。2.3 电气接地系统现代建筑电气接地方式主要有TN—S及TN—C—S两种：1）TN—S电气接地系统是三相五线制，即三根火线和一根中性线、一根接地保护线。该系统特点如下：中性线与保护接地线共同在所属变压器中性点实现接地，此外二者无电气连接；中性线带电，保护接地线不带电；中性线与保护接地线均重复接地；TN—S电气接地系统具备安全的基准电位，安全可靠。2）TN—C—S电气接地系统由TN—C系统及TN—S系统两部分构成，其中TN—C系统用于进户之前，TN—S系统用于进户之后，二者分界面处于中性线与保护接地线相连处。因使用TN—C—S系统能降低设备对地电压，却不能彻底消除，对地电压大小受负载平衡等因素影响，因此需在进户处布置重复接地，并控制负载平衡情况。组合使用TN—C和TN—S系统不仅能提高设备及人员的安全性，且节省成本，兼顾安全性、稳定性及经济性。但若三相负载不平衡，楼宇内有电力变压器时应选择TN—S系统。
3建筑电气自动化控制系统的设计构想  （一）采用集中监控的方式 在对建筑电气自动化控制系统进行设计时，可以采用集中监控的方式，这就使设备的维护工作更为简单，且采用集中监控的方式使设计流程更为简单。使用集中监控的方式使所有设备都处于同一监控系统下，从而使所有的电气设备得到全方位、全天候的监控，确保了设备的安全运行。同时，集中监控的方式也缩短了电缆的距离，使得整个系统的运行较为稳定。此外，操作人员应按照设计的流程进行操作，以免操作失误影响设备的运转，从而造成经济损失。 （二）采用远程监控模式  目前，远程监控方式也越来越多的运用到电气自动化控制系统的监控中，这种监控方式的成本较低，且数据传输的方式较为便利。但远程监控方式也存在着一定的弊端，其通讯速度较慢以及与电气的通讯量无法匹配，这在一定程度上影响了监控的效果，使设备的运行情况得不到有效的监控。因此，远程监控方式不适合对大型设备进行监控，为保证设备的正常运行，发挥监控的作用，应着力于提高建筑电气自动化的控制水平。 （三）现场总线监控模式 随着科技的不断进步和网络技术的不断提高，现场总线监督模式在建筑自动化控制系统中运用越来越普遍。目前，我国的现场总线监控模式主要采用的系统为PLC和CPU，且各个装置系统之间相互联系紧密，为了提高建筑电气自动化的控制水平应采用中央控制器对装置进行信息采集。这样能有效保证系统运行的稳定性，且使各个元件之间不受影响，这也是现场总线监控模式的优势所在。现场总线控制系统中的组态技术能使其所生成的算法不仅可以在智能设备上进行运行，而且还能使其在远程设备上运行。
4建筑电气自动化控制的发展方向 随着科技的不断发展，建筑电气自动化控制水平也得到了较快的发展，自动化控制也成为了建筑电气自动化控制发展的必然趋势。在Microsoft的Windows平台越来越普及的背景下，可以很好的将网络技术与其电气技术结合起来，这有利于促进建筑工程电气自动化的良好发展。计算机技术以及网络技术在各个领域中运用得越来越广，建筑电气自动化控制已经成了市场发展的必然趋势。 另外，实现IT平台与自动化相结合也是顺应电子商务发展的趋势。随着网络技术的发展和多媒体技术的不断普及，自动化控制技术在未来的发展中有着十分广阔的前景。从建筑电气自动化控制的发展现状来看，自动化控制技术将应用于多个领域中。此外，相关科研人员要根据实际情况对电气自动化控制系统不断的改进，使之更好的适应社会发展的需要，在提高生产率的同时还要降低生产成本，从而有效扩大产品的市场占有率。
5 结语 建筑电气自动化控制是未来发展的趋势，设计人员在对建筑电气自动化控制系统进行设计时应把握好设计的每一个环节，根据建筑的实际需要来进行设计，从而促进我国建筑工程电气自动化系统健康稳定的发展，在建筑电气自动化控制技术不断发展的过程中还要加大科技的投入，不断地提升自身的技术水平，为促进建筑工程质量的提高而努力创造出科技含量高的电气自动化控制系统。 参考文献 [1]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品，2010(2). [2]游池清.浅谈电气自动化控制系统[J].现代经济信息，2009(23). [3]刘国智.论电气自动化控制系统的设计思想[J].中国新科技新产品，2011(6).

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