建筑电气自动化系统设计与实现

陈晶华 邓伟

1.山东宝冶建设有限公司 山东济南 250100

2.山东奥太电气有限公司 山东济南 250100

1 电气自动化的优势

1.1 安全性强

建筑工程对于安全性与稳定的要求较高，是建筑工程的基本标准与要求，提高建筑工程的安全性与可靠性一直以来都是专业技术人员的首要任务。在智能建筑当中充分的利用电气自动化技术，能够有效的提高工程各系统的安全性，因为电气自动化技术能够实现对智能建筑的遥控管理模式，在智能建筑运行过程中系统发生突发事件时，管理人员能够进行远程遥控，不仅有效的降低了系统维修的费用，而且还保障了维修管理人员的安全。

1.2 高效监控

在建筑技术当中合理的融入电气自动化技术，形成了新型的智能建筑。智能建筑的管理人员能够通过专业的操作模块对建筑实施数字化监控管理，一般的操作模块步骤为采集、处理、反馈，并且能将反馈的数据输送到控制中心，该控制方法能够有效的避免故障的发生，实现电气自动化技术对智能建筑的实时监管。

1.3 高联动性

传统的建筑工程技术极易受到外界的因素的影响，以至于建筑工程的联动性较低，建筑过程中的任何一个环节出现问题，都可能对整体工程的整体功能造成严重的影响。建筑工程具有一定的专业性与复杂性，其施工环境较为恶劣，施工中涉及的专业知识范围较广，例如空调系统、消防系统、照明系统以及配电系统等都属于建筑工程的范围之内。在建筑过程中将电气自动化技术巧妙的融入到各项目当中，能够有效的提高工程各项目之间的联动性，实现建筑工程自动判断系统与自动识别系统[1]。

2 智能建筑电气自动化系统的优化设计

2.1 给水、排水系统设计

通常在设计给水系统以及排水系统过程中，需要经由水泵设备以及传感器设备两者参与共同开展工作。给水系统通常设计给水方式包括三种：①利用水泵设备直接给水；②利用高位水箱完成给水；③利用气压罐实现给水。而对于建筑的室内排水系统设计，则通常需要借助重力完成水流的加压排放。对于排水系统设计，可以通过将传感器安装于水泵适当位置之上，之后对排水系统的具体排水运行参数实施监控，还可以借助监控水压完成控制水泵的操作运行。借助传感器检测排水溢流情况、最低的报警水位以及启泵液位。排水系统还需要确保自动化设备之间的统一协调性，借助PLC等可编程控制设备可以有效实现系统的自动化控制。

2.2 通风空调系统设计

在智能建筑中，建筑的通风空调系统设计必不可少。在这一系统设计中，需要对空气中的二氧化碳、一氧化碳含量进行实时检测，确保两者之间的浓度超出一定限度之后，通风系统能实现风机的自行启动，完成受污染空气的净化和排除功能，之后吸入室外的新鲜空气，实现建筑的通风功能，改善空气质量。针对智能建筑的空调系统功能设计，通常借助集中式、半集中式、局部式3种方式完成。空调系统的设计通常需要经由制冷，有效完成相应的旁通控制，以及设备的启动暂停、还有水温控制[2]。

2.3 供电及照明、动力系统设计

通常智能建筑电气自动化系统实施过程中，需要耗费大量的电力，由此对电力质量提出较高需求。因此完善备用电源设计很有必要，以此有效预防停电以及电力系统故障情况的出现，避免停电所造成的多方面损失。智能建筑的交配电控制系统，还可以有效实现对智能建筑的设备运行状态、设备运行参数、故障警报以及电量计量的监控，有效确保该系统的运行质量。

3 建筑电气自动化系统实现

3.1 系统总体架构

智能建筑依托传统建筑，结合信息化技术与建筑技术紧密结合，为用户改善生活和工作环境，实现办公的自动化，达到对建筑设备的智能化管理过程，在科学布线的基础上，结合计算机技术对建筑物内各子系统（通常一个建筑体包含十几个子系统）进行科学全面的管理，高质量的智能建筑离不开高效的电气自动化系统，系统总体架构如图1所示。

图 建筑电气自动化系统状态架构

3.2 主要模块功能的实现

（1）中央工作站功能的实现。作为电气自动化系统的核心，对各监视点的监测、相关数据运算和存储等功能由中央工作站系统完成，负责集中显示与管理整栋建筑内的机电设备，该子系统与以太网直接相连，主要由主机、打印机、显示器等构成，从而进一步提高了对各种数据的监测、传送及处理能力，再将这些相关数据信息以报告等直观的界面形式供操作人员浏览及使用。

（2）给排水系统功能的实现。系统的自动化控制通过使用PL等可编程控制设备能够得以有效实现，在现代建筑中，给、排水系统的设计主要采用水泵及传感器完成，给水方法一般包括水泵、高位水箱、气压罐三种，在使用高水位箱完成给水时则通过使用DDC（直接数字控制器）完成水量监测、管理以及异常情况时发送报警信息。将三个液位传感器设置在缓冲池内以监测使用水泵直接给水系统时的水量情况，包括监测溢流情况的发生与否，一旦水量达到最低报警水位及时提醒相关工作人员进行处理；通过使用重力流直接排放法完成排水，具体可通过设计集水坑在潜污泵的作用下将水排出室外（有泵房的情况下），排水系统需完成对潜污泵的控制（包括启或关停等），具体可通过使用排水泵、集水坑、污水池等设施完成，结合监测设备对潜污泵的实际运行状态进行监测，在给排水系统内通过水压传感器的设置完成对恒压供水频泵启停的检测和控制，此外还能够对以上设备运行情况进行测定，将运行异常情况自动发送给相关工作人员。排水泵在检测到水坑液面位置低于正常情况时将会自动停止工作，液面位置高于正常情况时使用排水泵完成排水，同时发出报警信息以供工作人员合理调度解决问题[3]。

（3）照明控制系统功能的实现。智能建筑日常使用中用电量需求较大，照明控制系统既保证照明质量又要实现节能效果，以降低建筑的能源消耗，从而节约成本，该子系统主要采用计算机及通信技术实现对建筑内电力照明设施的自动控制，在降低照明消耗及其他费用的基础上（尤其是对走廊、楼梯照明的合理控制），使照明效果保持在最佳状态，并且能够对建筑物中的照明设施进行远程控制，通过一键控制开关的设置实现对建筑物内所有照明设施的整体控制，按区域或功能划分的单项灯控开关实现对单个灯开关的有效控制，除此之外还能够对系统内照明设备的工作状态及故障情况自动进行实时监测，进一步降低了人力成本及管理成本。

（4）通风与空调控制系统功能的实现。该系统的作用在于去除室内污染物质并将室外新鲜的空气吸入室内，以实现室内空气的有效净化，其中，空调控制系统由冷／热源及前端设备等构成，在对设备进行启动与关闭等控制操作主要依托制冷系统实现，同时控制冷风机组开启的数量，借助监控系统监测系统内空调等设备的实时状态，再通过热水控制系统的应用实现对交换设备二次热水出口温度的合理控制（包括回风温湿度值、开启／关闭时间等），并监测热水泵各项工作情况等；为提升通风效果，将通风系统根据实际建筑的构造及功能划分为局部与全面通风系统。

（5）视频监控系统功能的实现。视频监控需完成信息采集、录像及远程传输与保存等工作，运用Windpws的接口采用的视频采集卡完成采集视频工作，视频编码的制作通过使用MPEG4视频压缩功能实现，在将完成编码后的数据保存至具有相应存储空间的硬盘中，根据实际需要通过Internet将视频信息传送给客户端，从而实现视频远程传输的功能。

4 结语

随着现代化社会科学技术的不断发展与进步，智能建筑为了迎合现代化社会的发展，也应向着电气自动化方向不断的发展，只有这样才能满足现代化社会人们对智能建筑的要求。而且在智能建筑中应用电气自动化技术不仅能够保障设备运行的安全性，防止电气安全事故发生，而且还能够降低人工成本，提高测量的及时性与准确性。因此，电气工程自动化是我国智能建筑业未来发展的必然趋势。