杨星 刘晓帆

摘  要：随着科学技术的发展，人民的生活水平不断提高，对电气自动化系统的需求也不断扩大。在建筑中使用电气自动化系统，不仅能提高能源的利用效率，还能提高系统整体的运行效率。文章阐述了自动化系统在智能建筑中的设计思路，并提出了电气自动化系统的设计要点，通过详细地分析智能设备电气自动化系统的设计方案，以期为建筑单位提供科学的参考和有力的技术支持。

关键词：建筑设备;电气自动化;系统设计

Abstract：With the development of social science and technology，peoples living standards continue to improve，the demand for electrical automation system continues to expand. The use of electrical automation system in buildings can not only improve the utilization efficiency of energy，but also improve the management efficiency of the automation system. This paper expounds the design idea of automation system in intelligent building，and puts forward the design key points of electrical automation system. By analyzing the design scheme of electrical automation system of intelligent equipment in detail，it is expected to provide scientific reference and powerful technical support for building units.

Keywords：construction equipment;electrical automation;system design

0  引  言

高效、节能、安全是智能建筑电气自动化系统设计的最主要目的，该系统不仅具有低碳环保、节能减排的特点，还可使设备运行更加地可靠，极大地节约了企业的成本。通过操控电气自动化系统就可以对整个智能建筑内的设备进行控制，有助于企业及时解决问题。笔者一直从事西安铁路职业技术学院电气自动化专业的课程与实训设计，本文结合实际情况，基于笔者自身从事电气自动化行业的实践经验，对智能建筑设备的电气自动化系统设计进行探讨。

1  智能建筑设备电气自动化系统概述

电气自动化系统指的是通过电子技术、计算机技术、自动化技术对控制对象进行一系列的分析，并向设备传输、发送相关的运行信息，以满足用户的个性化需求。智能建筑指的是通过现代化技术为用户打造出绿色环保、安全便捷的生活环境。设备主要包括给排水系统、照明系统、供电系统、空调系统等，用户通过电气自动化系统来控制设备，可实现各项自主需求。

智能建筑是集现代科学技术之大成的产物，其技术基础主要由现代建筑技术、现代计算机技术、现代通信技术和现代控制技术所组成。二级和四级控制网是智能建筑设备电气自动化系统中主要的集散装置。二级网的主要工作原理是与现场的控制器相连接，主要负责控制现场的各个设备。四级网的主要工作原理是将传感器和指令执行器安装在智能建筑设备上，并通过中央监控计算机、主控制器、现场控制器的协同配合实现用户控制电器系统的功能;并可自主调节设备的运行状态，也为工作人员提供了实时监控设备的方式。在智能建筑中应用电气自动化系统不仅能保障系统的正常运行，还能提高设备和能源的维修和管理水平。此外，建筑企业要按照国家标准和行业规定来安装电气自动化设备，确保安装的设备不会轻易受到外界影响，为用户提供更加舒适的生活环境[1]。

2  智能建筑设备电气自动化系统设计要点

明确电气自动化系统的布线方式是保障各模块功能实现的前提。电源线一般选用BV型500 V、2.5 mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘线，选用抗干扰能力强的光缆，各电源管道的铺设间距需大于0.3 m，且用金属分开，以避免各电源线间相互干扰。

2.1  明确用户需求

明确用户需求的主要方式包括走访调查、设计任务书、收集调研问卷等方式，将收集到的用户数据和建筑内设备的数据进行分类整合，并由专业人员深入研究，为设计具体的安装方案奠定良好的基础。通过研究，可以明确智能建筑中各个设备的使用情况和运行状态，为后期的维护、保养工作提供了便利。楼宇间的电气自动化系统主要分为3层结构，以太网交换机是系统的主控制器，发送命令至工作站及3座楼宇控制器;楼宇控制器接收后，将指令细化，并分别传送给分管的3个传感器与执行器，具体框架如图1所示。

2.2  明确各子系统功能与作用

各子系统功能的实现是在前期调查数据的基础上完成的，通过初步的调查研究结果拟定的基础设计方案为接下来设备的统一管理提供参考，方便工作人员能随时了解设备的运行、关闭、启动情况，这些历史数据存储在系统中相应的位置，从而为各子系统的正常使用奠定良好基础。

2.2.1  给排水系统

给排水系统的建立主要有以下几种方式：（1）使用水泵将水输送到指定使用区域;（2）利用高位水箱将水输送到指定使用区域;（3）利用气压将水输送到指定使用区域。工作人员根据使用特点和工程結构来选择合理的建立方式。在电气自动化系统中，可通过PLC等编排控制程序与建立方式相结合，并将传感器放在蓄水箱中，实时测量用水情况。例如，在使用高位水箱输送水源的方式中，通过在水箱中的直接控制器监测水流流速和水位是否处于正常的高度，水位过低或是过高都会提醒相关人员进行检修处理。此外，工作人员还要根据系统内反映的数据情况及时分析，检查输水的水压是否正常。通过自动化控制系统的反应，可确保恒压供水工作的正常开展。若出现无法排水的情况，可检查集水坑处的输水管道，通过系统可以监测到潜污泵的运行状态，或是检查其他设备处于关闭还是开启的状态，避免为给排水系统造成更大的障碍，为排水系统的正常工作提供有力保障。

2.2.2  照明系统

智能建筑中的照明系统既可以为用户提供照明，还可实现节能减排、降低能耗的目的。照明系统是电气自动化子系统之一，主要是通过计算机控制系统对智能建筑中的照明设备进行控制，尤其是楼梯间的感应灯、走廊中的照明设备，确保为用户提供良好的照明效果。此外，对照明系统的需求还包括路灯照明、家居照明、应急照明等，设计工作者要根据各类照明设备的使用需求以及实际工作环境来合理设计。例如，应急照明系统通常是在发生紧急情况时才使用的，因此设备可设计成碰触式或声控式，且要与其他的照明系统分开供电，以确保应急照明系统在紧急状态下的能够正常使用。根据区域对照明系统进行具体划分，实现单个照明的开关控制，有利于实时监测照明设备，实时上传故障[2]。

2.2.3  供电系统

供电系统能够保证电气自动化系统的正常运行，电气自动化系统又为供电系统的工作提供技术支持。为避免智能建筑由于一些不可控的因素而突然断电，企业都会配置备用电源，进而保证供电系统的正常运行，维持系统整体的工作效率。此外，建筑中的电气设备如变频器、电机等在使用时需要耗费较大的能量，因此对于智能建筑中的供电系统有着十分严格的要求，不仅要为用户输送稳定、安全的电能，还要保证其他子系统的正常工作。电气自动化系统控制供电系统的主要配置包括：现场控制器、执行器、传感器。其中现场控制器受到中央控制系统的操控，并由计算机处理系统进行相关数据分析，实现对供电系统中各个结构单元的有效指挥。若中央控制系统出现无法执行工作的问题，现场控制器也可独立工作，提高了供电系统的安全可靠性。执行器是主要应用于调节风量、电量的阀门，是一种处于系统末端的控制元件。供电系统中的传感器主要包括温度传感器、电流传感器、电压传感器，各个传感器相互合作，保证供电系统的正常运作。楼层间供电系统分为两大块：（1）中心机房，处于核心地位，包括核心设备室、配线架以及外线接入设备;（2）楼层配线间，可在多个楼层间通用，各楼层间线路并联，持续供电。系统具体布置如图2所示，图中浅色线路为中心机房控制线路，深色线路为各楼宇间的并联线路。

2.2.4  空调系统

智能建筑空调系统的类型包括集中式、半集中式和局部式，空调系统的主要功能是排出建筑内的污染空气并吸入新鲜空气。其主要工作流程为：首先，通过自动化系统检测室内的CO2浓度，空调系统会根据反馈的数据指标自动进行室内室外空气交换工作，时刻保持智能建筑内的环境清新。其次，空调系统包括制冷系统、制热设备、空气监测机三个部分，并且冷热功能可交替使用。其中制冷系统可以控制开启制冷机的台数、冷水水流、冷水温度等;制热设备可以控制开启制热机的台数、热水水流、热水温度等;空气监测机可控制回风温度和湿度、风速等。家庭、电梯是空调系统的主要使用场所，空调系统的使用可为用户打造出更加舒适的生活环境。

2.3  编制BA系统监控表

建筑设备自动化监控系统（BA系统）集现代建筑技术、现代计算机技术、现代通信技术和现代控制技术于一体，对智能建筑物所有设施进行全面的管理和监控，以达到舒适、安全、高效、节能的目的。为此，中央监控系统必须具备监控功能、显示功能、操作功能、控制功能、数据管理功能、安全保障功能、记录功能、自诊断功能、内部互通话功能和与其他系统间的通信功能等，具体系统结构如图3所示。在BA系统各个子系统功能和作用都实现的基础上，设计工作人员要根据系統中详细记录下的运行数据和参数，统计监控点的位置和数量，并根据实际的运行性质采用科学的标准，使用计算机系统编制出自动化系统中监控点的总表，然后根据具体的安装方案进行合理的系统配置，避免在日后工作中出现不必要的麻烦[3]。

3  结  论

综上所述，充分考虑到智能设备中电气自动化系统的各设计要点，可有效推进建筑行业的发展进程。因此，在设计电气自动化系统的过程中，首先要明确并满足用户的具体需要，其次是明确系统中各子系统的功能和作用，最后通过编制出的BA系统对建筑整体进行监控，这样才能有效保证智能建筑设备管理工作的顺利开展。

参考文献：

[1] 刘伟，李欣.关于智能建筑设备电气自动化系统设计的探讨 [J].科技经济导刊，2020，28（16）：26.

[2] 冯琳.智能建筑设备电气自动化系统设计探析 [J].科学技术创新，2019（32）：126-127.

[3] 张娉.智能建筑设备电气自动化系统设计的相关探索 [J].计算机产品与流通，2018（11）：72.

作者简介：杨星（1987—），男，汉族，陕西西安人，助教，硕士研究生，研究方向：电气自动化、计算机网络。