【工学论文】解析电气自动化控制在智能建筑中的应用

 摘要：智能建筑定义为以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。本文主要对电气自动化控制在智能建筑中的应用进行了探析。

关键词：电气自动化；智能建筑；优势；应用

引言

当今社会随着经济的迅猛发展，人们生活水平不断提高，推进了建筑业的蓬勃发展。同时人们对建筑环境的舒适性的要求越来越高，要求建筑系统有完善的服务设施、便捷的信息通讯等配套系统。人们对建筑物功能的多样化及个性化的需求也不断的增强，这就使传统电气系统的缺陷逐渐暴露出来。在这种情况下，传统的电气控制技术就严重制约了现代建筑功能的拓展。因此，智能建筑中电气自动化控制技术得到了快速的发展和应用。

一、智能建筑电气自动化控制的特点与技术优势

1、智能建筑

所谓智能建筑是建筑技术与现代社会信息化技术有机结合的成果，就是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。其基本内涵是：以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，综合配置建筑内的各功能子系统，全面实现对通信系统、办公自动化系统、大楼内各种设备（空调、供热、给排水、变配电、照明、消防、公共安全）等的综合管理。

2、电气自动化控制的特点与技术优势

2.1 24小时自动化系统全方位监控

在大型建筑中，由于楼层建筑的复杂，电气系统组件的繁多，常常导致故障发生，无法及时有效的找出问题，给楼层管理工作带来了不少问题。现代智能建筑的自动化系统采用"采集---处理---反馈"的模式，对楼层的所有系统进行数字化信息化监控，能够及时将信息反馈到控制中心，并有效将指令下达到各个子系统，从而达到对整个建筑系统24小时不间断实时监控和有效的管理。另一方面，电气自动化系统将楼层配电、中央空调、排水、照明通风、通信等设备个统一起来，形成一个整体，提高了楼层管理的联动性，在火灾水管爆裂等紧急情况发生的时候，电气自动化自动判断，并能够进行自主调节，实现楼层的紧急预备系统。

2.2及时有效的输出控制

电气自动化系统根据控制指令，能够及时对执行系统发出控制信号，达到完成控制任务的目的，在智能建筑设计中，要充分考虑到智能建筑电气自动化系统的功能，在设计之初，首先应该设立一套完整的信息技术的控制系统。同时通过KVM、CATS等模式，完成设备与控制机房的有效链接，充分利用数控体系的调节性，建立楼层远程管理系统与本地控制台，实现双重管理运行模式。其次，要建立科学规范的配电系统，采用多级配电系统，优化资源配置。运用电子感应自动系统，远距离感应器现实触电，通过电磁换向阀控制电气设备的开关等操作，运用系统内置的地址编码，可以精确发布指令到各个地区的各个部件。

二、自动化控制系统的原理和组成

自动化控制系统的工作原理：(1)对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测与输入，也就是实现实时数据采集。(2)对采集到的被控量及给定量进行逻辑运算，其运算结果作为控制信号传送给控制器，即实现实时的控制策略。(3)完成实时的控制输出，根据预先编制的控制策略对执行机构发出控制信号，从而完成控制任务。楼宇自动化控制系统的组成包括空调系统、给排水系统、智能照明控制系统、消防报警及联动系统、安全防范系统、供配电系统、电梯与综合布线系统等。

三、电气自动化技术在智能建筑中的主要应用

1、TN-S系统

此系统对于其名称中的各个字母都是有着明确的定义的，T就是指一点接地，而N则是指接地的点与电气直接连接，S是指中性线和保护线是分开的，这类电气接地系统更加的适用于设置有独立的变配电场所的建筑。此系统最大的特点就是其接地线与中心线只在一个位置处相互连接，而这个位置就是变压器的中性点。在我国的现代建筑中，用电设备通常都是单相的，所以中性线中就会有一定的电流的，而线与线之间的连接就有可能导致火灾事故的发生，所有采用此系统的建筑还应采取直流接地、防雷保护以及安全保护等措施，从而避免火灾事故的发生。

2、TN-C-S系统

此系统是由两部分组成的，即TN-S系统和TN-C系统，居民进户之前采用TN-S系统，进户之后则采用TN-C系统，这样就能够保证PE线在连接其它设备和构件时都不带电，建筑中的设备以及使用用户的安全性就都得到了充分的保证。另外，使用方便以及连接便捷也是此系统的主要优点，是现代建筑中接地系统的最重要组成部分，充分的提高了现代建筑的可靠性和智能性。

3、交流工作接地

电气自动化设备的工作接地其实就是变压器中性线或是中性点的接地过程，中性线的材料应是铜芯绝缘线，而接线端子通常储存在配电箱的箱柜里。采用此类电气保护系统时，切忌箱柜内的接线端子是不能与PE线相互连接的，同时也不能够和直流接地、防静电接地以及屏蔽接地等接地相互混接，另外接线端子更不能暴露在外面。交流工作接地技术中的中性点接地具有很多优点，其能够消除单相电压，从而保证继电保护动作的准确性，同时它也能够维持三相电压的基本平衡，并且也避免了零序电压偏移现象的发生。

4、安全保护接地

在建筑大楼内部安装了不少金属设备，而一些金属具有导电线，如果这些金属设备的绝缘体发生破裂的现象，容易发生漏电的现象，一旦人体接触这些破坏的设备，就有可能造成电击和生命危险，因此，所有的金属设备都必须安装安全的接地装置，从而降低电阻，防止电流外泄。

5、屏蔽接地与防静电接地

在阴雨或者干燥的天气中，电子设备容易产生静电，如果长时间的累积，这些带有静电的电子设备会对电子芯片造成严重破坏，可能造成电子设备不能正常使用，因此在智能建筑中，在防静电和电磁干扰是十分重要的工作，将设备的外壳和PE线进行连接；导线的屏蔽接地是需要屏蔽管路的两端和PE线的可靠连接的；室内的屏蔽也应当多点与PE线进行可靠连接。这样就可以避免接地和静电。

6、直流接地

在大型的智能建筑中，大量的电子通信设备、计算机等电脑操作系统在输出信息、转换信息或者传输信息等过程都需要微电流和微电位来执行。随着城市的快速发展，电子产品的大量普及和应用，传输过程的耗电量也非常巨大，为了保证这些电子设备能够正常使用，而需要提供一个稳定的电源和电压，还有基准电位。

7、防雷接地

随着科技的进步，雷电灾害也能为一种新的特点，对建筑和电力行业更是影响深远，如通信设备、计算机、智能系统、航空等广泛应用的领域。雷击危害程度大大增强，因此我们必须深刻的认识防雷工程的重要性，雷电的防御要从单一转为系统防护。所有的智能建筑接地功能都必须以防雷接地系统为基础，建议一套完整而又严密的防雷机制，来保证电子系统的正常运转。

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，依靠科技进步是电气自动化发展适应个面建设小康社会要求的必然选择、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

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