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建筑電氣自動(dòng)化設計及發(fā)展趨勢的探討論文
電氣自動(dòng)化是一門(mén)研究與電氣工程有關(guān)的研制開(kāi)發(fā)、系統運行、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制、信息處理及電子與計算機應用等領(lǐng)域的綜合專(zhuān)業(yè)性學(xué)科。下面是小編收集整理的建筑電氣自動(dòng)化設計及發(fā)展趨勢的探討論文，希望對您有所幫助！
摘要：隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,大量現代化電氣設備和裝置的安裝使用,已是現代化水平和質(zhì)量高低的重要標志。隨著(zhù)現代科技的不斷發(fā)展,電氣工程的組成部分越來(lái)越繁雜,高新技術(shù)在生產(chǎn)、科研和生活中的應用如:計算機網(wǎng)絡(luò )系統,高科技通訊系統等的推廣應用,使電氣工程所占的位置越來(lái)越重要。
關(guān)鍵字：建筑電氣;自動(dòng)化設計;發(fā)展趨勢
引言
伴隨著(zhù)用戶(hù)需求的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,現代智能建筑在我國實(shí)現了健康而快速的發(fā)展。這種集服務(wù)、管理與系統結構及其最優(yōu)化組合于一身的建筑模式,為用戶(hù)提供了安全、舒適、高效、節能的生活場(chǎng)所和辦公環(huán)境,并致力于最大限度地滿(mǎn)足不同用戶(hù)的個(gè)性化需求。
1.傳統電氣設計和自動(dòng)化設計思想的基礎和特點(diǎn)
按傳統設計制造方式提供的電氣設備其控制、保護和計量主要由分立的、機械的、物理的方式和部件來(lái)完成,其相互之間的功能組合構成達到用戶(hù)要求的配電產(chǎn)品。與其對應的完全由計算機構成的自動(dòng)化控制系統,通過(guò)軟硬件組態(tài)達到用戶(hù)要求的系統控制管理功能。上述兩類(lèi)設備分別由不同類(lèi)的制造商提供,界限徑渭分明,它們由項目設計人員依據標準的現場(chǎng)信號條件和統一的控制管理原則劃定互聯(lián)的明顯界面,進(jìn)行協(xié)調連接。電氣設計根據用電設備的用電負荷、負荷特點(diǎn)和用電設備的分布情況,設置高中低壓變配電系統。進(jìn)而根據供電方條件、要求和用電設備要求和特點(diǎn)進(jìn)行高中低壓變配電系統二次計量、保護、控制的設計；根據工藝控制要求和自動(dòng)化系統要求,進(jìn)行配電系統末端的用電設備就地控制設備的設計。
2.設備與技術(shù)發(fā)展為設計提供的現實(shí)基礎條件
高壓配電柜內的綜合保護控制器、綜合電量計量器,低壓配電柜內的自動(dòng)空氣斷路器中的計算機控制模塊、馬達控制中心中的軟啟動(dòng)器、變頻器的可控硅觸發(fā)數字控制器,就地機電設備中的小型PLC控制器,閥門(mén)電動(dòng)裝置調節控制器,現場(chǎng)過(guò)程儀表,這些都可用現場(chǎng)總線(xiàn)連接在一起,以相同的通訊協(xié)議進(jìn)行數據通訊。這些由于芯片嵌入、機電一體化、網(wǎng)絡(luò )通訊及其標準化統一所帶來(lái)的發(fā)展變化,使得測量和控制徹底的分散化于現場(chǎng)設備層得以實(shí)現�，F場(chǎng)通訊總線(xiàn)上的人機界面設備通過(guò)DDE方式采用商業(yè)化通用多平臺監控軟件,提供運行管理人員介入系統的手段,并且不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制。同時(shí)現在的監控組態(tài)工具軟件亦有統一的標準IEC1131-3,系統制造商均對此予以支持。從控制系統拓撲結構上看,以現場(chǎng)總線(xiàn)為通訊媒介,只分為人機界面管理計算機、現場(chǎng)控制器兩個(gè)層面�，F在有幾大現場(chǎng)總線(xiàn)組織制定了相應的幾種現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議,符合同種通訊協(xié)議的現場(chǎng)控制器、儀表、嵌入式控制裝置可方便的通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)連接組成控制系統。監控管理計算機可通過(guò)專(zhuān)用或商用通訊網(wǎng)絡(luò )與更加廣泛的管理系統相聯(lián)系。
3.建筑電氣自動(dòng)化設計要點(diǎn)
3.1中央控制室
中央控制室是指由變配電直接引出的回路供電。在中央控制室內部必須設有專(zhuān)用的配電盤(pán)，而其負荷等級必須要高于高層建筑中的最高級別，在常規情況下系統供電電源的電壓要控制在±10%，頻率變化得小于±1Hz，波形失真率應當控制在20%以下。中央管理計算機要設置UPS不間斷供電設備，其容量主要涉及到高層建筑設備自動(dòng)化內的用電設備總和，需要時(shí)可以擴大容量，保持半小時(shí)以上的供電時(shí)間。中央控制室還要盡可能靠近控制負荷中心，與水泵房、電梯機房、變電所要保持在20m以上的距離。室內控制的操作臺需要設置2m的距離，在設置臺離墻布過(guò)程中在后臺要留有2m以上的檢修距離，并且要做好陽(yáng)光直射的防護措施。中央控制室需要選擇抗靜電架空活動(dòng)地板，其高度要保持在25m以上。
3.2電氣監控系統
電氣監控系統的主要功能就是對設備的運行狀態(tài)及多發(fā)故障進(jìn)行監控。在發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)切斷工作，從而避免擴大故障的影響范圍。電氣監控系統與自動(dòng)化系統的組成部分基本一致，主要包括測量參數、分析邏輯、執行程序等。測量主要是通過(guò)保護設備的正常運行及把獲取的參數傳輸到監控系統，使監控系統對測量參數進(jìn)行處理后從不同角度顯示出來(lái)，然后對檢測參數及整定值實(shí)施對比分析，這樣就能得到實(shí)時(shí)掌握保護設備運行情況的作用。在電氣系統或被保護設備被邏輯判斷出現故障時(shí)，監控系統需要立即把輸出保護信號傳達給執行元件，以起到保護裝置動(dòng)作的作用，執行部分把邏輯信號放大后參照相關(guān)的指令信號來(lái)控制任務(wù)。電氣自動(dòng)化系統的監控參數主要涉及到了電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數據信號、測量方式、儀表形式、控制對象缺少專(zhuān)業(yè)水準，尤其是執行部分主要是以接觸器、電磁機構、繼電器作為主要結構。由于電氣監控系統對系統物理量參數監控廣、人工操作少，所以必須對系統設置獨立的保護裝置。
3.3電氣接地
在現如今的高層建筑供配電設計上，接地系統的設計已經(jīng)占據了相當重要的地位，它與供電系統的安全性和可靠性有著(zhù)密切關(guān)系。尤其是近年來(lái)大量的高層建筑的出現都對接地系統的設計提出了更高的要求。電氣接地的主要方式分為以下兩種：
3.3.1TN-S系統
TN-S一個(gè)三相四線(xiàn)加PE的接地系統。該系統主要用于高層建筑內的獨立變配電所。其特點(diǎn)是，保護接地線(xiàn)PE與中性線(xiàn)N在變壓器中性點(diǎn)共同接地，除此之外，兩線(xiàn)不存在任何的電氣連接。PE線(xiàn)使不帶電，而中性線(xiàn)N是帶電的。這樣的系統已經(jīng)完全具備了安全、可靠的基準電位。在計算機等電子設備沒(méi)有特殊要求的時(shí)候，基本上我們都會(huì )采用這種接地系統。在高層建筑里，單相電的設備較多，其負荷也相對較大，三相負荷一般都是不平衡的，所以在中性線(xiàn)N中都有隨機電流。
3.3.2TN-C-S系統
TN-C-S系統是由兩個(gè)接地系統組成，一部分是TN-C系統，另一部分是TN-S系統，分界面在N線(xiàn)與PE線(xiàn)的連接點(diǎn)上。該系統一般用于高層建筑的供電由區域變電所引來(lái)的場(chǎng)所，進(jìn)戶(hù)之前用TN-C系統，進(jìn)戶(hù)處做重復接地，進(jìn)戶(hù)后變成TN-S系統。
4.新設計思想與未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢的契合
嵌入式控制裝置將覆蓋全部現場(chǎng)設備,現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議統一至最少的數量,嵌入式控制裝置具有完全符合標準現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )通訊功能,現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上的全部節點(diǎn)設備的數據庫為分布式實(shí)時(shí)數據庫,這些就如同PC及其外設的USB接口形成一樣。同樣智能化、分布式、扁平化的設備控制系統構成的生產(chǎn)過(guò)程,也是生產(chǎn)管理系統的主要組成部分,數據共享、快速、高效、可靠、低成本也是扁平化管理系統的特點(diǎn)。為了實(shí)現上述功能,在進(jìn)行未來(lái)的設計工作中要求設計人員既要進(jìn)行電氣系統設計,又要能對嵌入式控制裝置進(jìn)行編程組態(tài),同時(shí)還要完成基于現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò )的構架及其監控軟件(包括數據庫)的組態(tài)。這樣一個(gè)項目的設計工作過(guò)程無(wú)論從人員還是到流程亦是快速、高效、扁平化的。
5.結束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化是一門(mén)研究與電氣工程有關(guān)的研制開(kāi)發(fā)、系統運行、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制、信息處理及電子與計算機應用等領(lǐng)域的綜合專(zhuān)業(yè)性學(xué)科。電氣自動(dòng)化被應用于高層建筑中，能夠為用戶(hù)提供最佳的服務(wù)，同時(shí)為物業(yè)的設施管理提供了先進(jìn)的技術(shù)支撐，充分現在現代高層建筑的優(yōu)越性。
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