浅谈智能建筑设备电气自动化系统设计

浅谈智能建筑设备电气自动化系统设计

秦燕

（身份证号码：42010719860226xxxx；中冶南方（武汉）自动化有限公司湖北武汉430205）

摘要：智能建筑设备电气自动化系统有着很多优点，例如：节能、环保和低碳，利用智能化系统进行管理代替人工管理的模式，大量的节约人工费用，自动控制系统管理还能实现设备的远程监控和管理，提高设备的使用周期，提升设备运行的稳定性和舒适性。智能3A建筑的应用越来越广，投资规模也在增加，我国的楼宇智能化水平显著提升，但与国外发达国家相比还存在一定的差距，例如：管理水平的不足，工程技术人员的缺乏，系统集成性能的差距。

关键词：智能建筑设备；电气自动化；系统设计

电气自动化系统作为智能建筑的控制核心，是实现自动化管理、舒适、环保等关键。智能建筑电气自动化系统能代替人工对建筑物各种设备的管理与控制，达到低碳、环保管理效果。同时，该系统能为企业节省大量劳动力，加强建筑物设备管理工作，进而延长设备的使用时间，保障设备运行中的安全性与稳定性。

1电气自动化系统功能

电气自动化系统属于智能控制系统，主要由中央监控计算机、现场控制设备等部分组成。智能建筑电气自动化系统能实现以下功能：（1）该系统能自动控制、监测机电设备开启、运行及关闭情况，并把设备实时状态向相关人员显示处理，便于及时了解设备运行情况；（2）电气自动化系统能自动显示不同类型设备运行过程中各参数变化情况，以期为工作人员制定管理方法提供指导。此外，该系统还能获得数据存储，把数据当做历史数据提供给工作人员；（3）若某个设备出现故障或不能正常工作，该系统可以自动开启应对方法进行处理，避免事故进一步扩大。同时，该系统能依据外部条件变化，自动调整设备参数，确保设备一直处于稳定、安全运行状态。

2控制设备各子系统

2.1明确各子系统功能作用

2.1.1中央工作站系统

中央工作站是整个电气自动化系统的中心，主要功能是对所有监视点实施监视、运算和存储等。中央工作站系统主要包含主机、打印机、显示器等部分组成，能与以太网直接相连，更好地监测、传送各种数据。整栋建筑的受控机电设备会在该处进行集中显示与管理，并把相关信息提供给操作人员，用户可以看到一个直观的界面。

2.1.2给排水系统设计

现代建筑中通常采用水泵、高位水箱或气压罐三种给水方法，排水则使用重力流直接排放法，有泵房的情况下设计集水坑，利用潜污泵将水排出室外。如果建筑物使用水泵直接给水系统，必须在缓冲池内设置三个液位传感器，用于感应是否发生溢流情况、水量是否达到最低报警水位。此外，还设置水压传感器，以此完成控制、检测恒压供水频泵启停的效果，并测定以上设备运行情况。如果发现运行异常，则能自动向相关人员发出报警信息。若企业挑选高水位箱输送水，需要运用DDC检测法完成上述工作。若水坑液面位置过低，排水泵会自动停止工作；当液面位置过高则发出报警信息，并运用排水泵完成排水。排水系统主要运用排水泵、集水坑、污水池等设施实现对潜污泵的开启或关停控制，并恰当监测设备运行情况避免潜污泵在实际运行中出现的故障。

2.1.3照明控制系统

众所周知，智能建筑照明用电量较大，因此，在保障照明质量的基础上，达到节能是设计照明控制系统的关键。智能建筑中照明控制子系统就是采用计算机技术并辅助其他手段，自动控制电力照明设施，提供最佳照明并降低照明点起的消耗及其他费用。设计该系统旨在实现远程控制建筑物中的照明设施，其不单能有效控制单个灯开关，也可一键控制整个建筑物中所有灯开关。设计照明控制系统，能合理控制走廊、楼梯照明，也可实时监测系统运行及故障情况，从而有效节约管理成本，降低人为资源浪费。

2.1.4通风与空调控制系统

空调控制系统主要包含热原、前端设备、冷源等，该系统能有效净化室内空气，去除空气内的污染物质，并把室外新鲜的空气释放进来。通风系统划分为局部与全面通风系统，空调控制系统依托制冷系统实现对设备启动与关闭的控制，此外，还能决定冷风机组开启的数量、监测水流等情况。而借助热水控制系统，空调控制模块能完成合理控制交换设备二次热水出口温度、热水泵各项活动等。同时，借助监控系统能合理控制回风温湿度值、开启与关闭时间等。

2.1.5变配电监控系统

现阶段，智能建筑对供电系统提出更高的要求，需设计备用电源，避免突发停电时备用电源可以继续工作。为智能建筑设计变配电控制系统能完成检测设备状态、监视与故障报警等功能。智能建筑电气自动化系统中有几个较重要的元件，主要包括：（1）现场控制器，该元件旨在控制建筑内各种设备，接收重要监控计算机的管理。但若中央监控计算机发生故障，该元件可以独立实施运作；（2）传感器有多种类别，如：温湿度传感器、压力传感器、流量传感器等；（3）执行器是系统末端的主控元件，最长使用的是电磁阀，以电动机为元件的电动调节阀和叶片面积达到改变风量的目的。此外，电气自动化控制系统采用以太网、TCP/TP协议等对所需数据进行读写、传送。用户利用电气自动化系统监测或读取变配电系统的运行信息及各项参数，可对上述数据实施读取、修改等操作。为尽量扩大节能效果，我们必须加强用电控制与管理工作，在自动化控制系统中增加电量监测及管理功能。当主站发出指令，集中器依托相应分析展开处理，如：抄读数据、实时监测等。运用电力线载波传输至终端器，采集各项数据后再传送到建筑设备电气自动化控制系统。

2.1.6视频监控系统

视频监控系统主要由采集模块、视频录像及视频远程传输等部分组成。视频采集模块常采用芯片的视频采集卡来工作，运用Windpws的接口，顺利完成视频的采集工作。视频编码模块则运用MPEG4视频压缩功能，来完成视频编码的制作，完成视频编码后的数据被保存至硬盘中，先要检查硬盘是否具有相应的存储空间，并将数据写入硬盘内。视频远程传输模块，经过编码之后的数据由Internet网络传送到手机及客户端的软件。

2.2明确自动化系统布线方式

建筑设备电气自动化控制系统中包括：通讯线、信号线和电源线，不同线路的布线方式不同。电源线一般采用BV-（500V）2.5mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘线，网络通信选线需要考虑设备自动化系统，建立计算机网络传输速率，以及将来的成本，如同轴电缆在长距离传输或强干扰下，是否需要选择电缆选择。此外，金属管线保护电气设备自动化系统、信号线和通信网络在同一电源线避免地下管道铺设必须是统一的，如果相等，距离应大于0.3m，如果需要安装在同一个线槽，金属屏障，确保线互不干扰。

3智能建筑设备电气自动化系统的设计

3.1系统设计流程

智能大厦设备自动化系统的设计步骤：一是进行分析的第一个用户，根据设计任务书的研究设计人员，在建筑设备自动化系统深入的研究；二是功能子系统的设计，基于对交接情况研究制定合理的控制方案，并对各子系统明确要求控制数；三BA系统监控点表，根据子系统功能的控制方案设计人员确定设备类型，性质和监测点；四是绘制施工图纸和系统配置。

3.2设计要点分析

智能大厦设备电气自动化系统设计要点是：中央控制室应与系统电源负荷较大的区域，也应远离较大的噪声区，并避免电磁干扰。控制器的设置应主要考虑系统的管理和维护是否方便，布线时应选择最佳路线，节省资金，并遵循导线集中靠近传感器和执行器的原则，将剩余的15%的接口留下来。传感器的输出形式包括数字输出和模拟输出，输出应避免电磁干扰。如果存在，则应选择电流型传感器或电压传感器。。

4结论

总之，在建筑自动化系统的设计，需要明确各子系统的功能和技术先进、实用性好的使用，确保系统运行的安全性和稳定性，并考虑到产品的可靠性和稳定性，合理布线，确保系统正常运行。同时，系统变得越来越复杂，越来越多的投资、运行和维护成本在电气自动化系统的设计增加，应符合实际情况，降低成本和运营成本尽可能，并做好节能减排和环境保护工作，先进在最大程度上发挥建筑设备电气自动化系统。

参考文献：

[1]任征.建筑电气智能控制系统策略与方法研究[J].智能城市，2017，03：224+261.

[2]周正代.建筑设备电气自动化系统的节能控制与工程设计[J].江西建材，2017，18：185-186.