电气工程及其自动化论文-电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用

电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用摘要随着国家经济的快速发展，建筑行业在悄无声息的兴起的同时，使智能建筑中的电气工程及其自动化技术也得到了更多的应用。随着人们生活水平的提高，绝大多数的人在建筑和电气工程上却有了高要求，而电气工程及其自动化技术只有恰当的使用，才能让人们对建筑的那些需求得到实现，让国家的资源得到合理运用，提高建筑使用效率，防止安全事故的出现。当然想要让智能建筑这一称号实至名归，并有效实现建筑的智能化功能，那就必须提高电气工程及其自动化技术应用水平。因此本文主要是探讨电气工程及其自动化技术在智能建筑中的重要性和运用。关键词：电气工程；自动化技术；智能建筑；目录一、 关于智能建筑 关于智能建筑时代的进步、经济的高速发展造就了建筑业的事业高峰期，但是在客户的数量持续增长的同时，难题也随之而来。所以在这样的情况下，为了能够很好的解决这方面的问题，具有先进的技术和相关的高级仪器存在的智能建筑就此而生。智能建筑的实施需要专业的设计师进行设计，当设计师在进行设计的过程时，如果能够将现代建筑的技术合理的融合到智能建筑中去，并且将电气工程及其自动化加入进去，才能做到效果最大化，为所在的社会上的高质量需求的人们提供了更加方便快捷的环境。在智能建筑中，发挥作用最大的是电气工程及其自动化技术，可以满足不同用户的需求。智能建筑的产生是基于时代的不断地变迁，人们不再只满足于最根本的居住环境需求，而更加追求居住环境舒适度、信息沟通安全性、交通便利程度以及建筑周围的设施服务水平等，这些需求都为以传统建筑为基础的智能建筑提供了契机。与此同时，我国的科技在不断创新进步、建筑中的电气设备系统也在不断完善，这些条件都推动我国智能建筑的水平更上一层楼。智能建筑若想要充分发挥自身的价值，就需要通过智能化和高效力的电气工程及其自动化技术来实现。电气工程及其自动化技术的优势是能让智能建筑中的操控、避雷和动力配电等息息相关的系统都能顺畅的运转，并且电气工程及其自动化技术也能监测电气设备的运转境况，确保让电气设备一直处于高效运转状态。为了能够发挥出智能建筑的优势和突出功能，那么智能建筑就必须借助避雷设备、屏蔽器、防干扰器、防静电设备等电气工程及其自动化技术来实现，这样才能真正实现智能建筑的功能性，体现其价值。建筑电气智能控制系统的重要作用推动节能环保的开展关于建筑电气系统，在其拥有智能控制系统之后，建筑可以根据智能化模块分析室外和室内环境，可以知道开空调和开照明灯的具体位置，不需要专人管理，智能控制系统就可以做决定，还能对照明灯及时关闭，灵活利用室外的自然光线。例如：在日本有一个建筑工程使用了电气智能化控制系统，可以自动化的感应室内亮度，玻璃会根据亮度进行透光性调整，促使室内亮度让人舒适，也可以很大程度减少日光灯的使用数量，实现节约、环保的目的。体现以人为本的思想理念目前在进行建筑设计时，人本理念是设计的主要理念，主要是从人性化的方面考虑，确保服务更加精炼和准确。在开展设计工作时智能建筑控制系统可以为人们提供服务，帮助人们解决各种问题，所以人性化设计是检验智能建筑合理性的重要标准和依据，是影响人们生活舒适度的关键。目前在一些发达国家智能建筑成为了引领全球的潮流。有利于智能全面监控将智能控制系统运用到建筑电气工程中，可以实施全面监控，特别是一些大型建筑工程，电气设备监控工作具有很大难度，结构复杂性较大，功能较强，而传统的监控方法很难对其全面监控。智能控制系统的运用可以及时了解设备情况，收集设备运行数据信息，全方位掌握每一个组件状况，并且此时如果设备或者组件发生故障可以及时进行管理和维护，从而提高建筑电气施工质量和安全。建筑电气工程中智能化技术的实践应用建筑电气工程自动化智能控制目前在我国建筑行业中，电气工程施工是业内人士最关注的环节，以往制定的建筑方案包含一部分电气工程，在智能化中会涉及很多控制环节，以神经网络控制最为常见，其可以屡次的进行学习和运算，在此过程中子系统可以对转子速度和其他一些参数进行适当调节，具备流程见图1。在处理信息的过程中呈现多样化的特征，而且一部分控制设备可以将大多数PID控制器替代，促使他们相互协作，对设备方式进行开发，对自动化控制行为进行模仿，如果再次环节遭遇到了突发事件和问题，报警装置就会受到提醒，自动的采取一系列应急措施，进而确保用电安全和节能效果。在建筑电气工程中应用自动化技术进行控制，能够根据变化情况采取合理有效促使进行应对，确保其得到有效控制，例如：在某一个住宅小区采用人工神经网络方法实施电气节能，主要是通过评估模型将电气节能的方式提出来，该举措具有非常好的应用效果和价值，首先暖通空调系统要对传统的供暖方式进行改变，确保节能效果大大提高，然后采用科学化的预算方式对变频进行调节，由此可知该技术具有非常高的经济效益，还可以对节能效果进行准确评估，充分发挥神经网络在记忆、模式识别中的作用，确保工作效率得到很大程度提高。建筑电气设备优化设计在对建筑电气进行自动化技术应用和管理的过程中，设计问题时常出现，且设计过程具有复杂性特征，既要设计人员充分掌握设备电气和磁力等知识，在应用中还要合理化运用知识和技术能力，促使设备的运行效能提高。采用智能化技术到建筑电气设计中，应该将一些专业的理论知识与过去经验相结合开展相应的设计工作，也可以使用计算机软件，这样就能够很大程度缩短设计时间，优化设计方案，确保设备的工作效率有很大提高。其次在自动化技术应用中比较先进的技术是BIM，这一技术既可以对设计问题进行有效改进和解决，还可以减少生产时间，将工作效率大大提升，与此同时在设备优化设计过程中通过利用BIM技术还可以绘制出与其相对应的变电工程图，改变每一个电器主线和高压开关等，为设计人员今后的工作开展带来很大方便和便利，在很多种自动化控制系统中的非常适宜，既可以将数据控制准确性提升起来，也可以有效解决一些相对复杂的问题，确保设计工作的顺利开展。建筑电气工程自动化智能的诊断故障将智能控制技术应用到建筑电力工程中，能够对设备出现的故障进行诊断和检测，这是该技术应用的一个重要因素，正确诊断和检测故障，根据故障采取一系列有效措施，对故障问题进行有效解决。在以往电气工程中主要是采用人工方式对故障进行检测，这样就消耗了大量的人力和物力资源，最为关键的还是采用人工方式检测存在的误差比较大，有一部分技术人员因为专业知识能力不够，经验不丰富等，促使检测结果不够准确和真实，受到人为因素的影响较大，从而对故障检测不够及时或者检测结果不够准确等造成安全事故的发生，对人们的生命安全造成严重危害。而智能控制技术的应用可以大大改善这一问题，所以在电气工程中应用智能控制技术是很有必要的，该技术的应用可以通过计算机系统编辑程序，对进行程序编辑的过程中要将电气设备常规运行作为前提条件，此时要是计算机系统与常规程序运行中有偏离存在，可以设置报警报等，进而管理人员和人员就可以通过报警报来发现问题，并且对其进行监督、控制及管理，从而就能将问题更好的解决。智能控制技术的应用不仅可以对故障进行检测，还可以将相关数据传递输送到电脑中，此时故障分析系统就可以对存在故障进行合理化分析，进而有效预防故障发生。总的来说，在电气工程中应用智能控制技术具有非常重要的作用，不仅可以对故障进行有效监测，也可以分析故障，采取相应措施预防故障发生，从而确保建筑电气工程安全稳定运行。图1神经网络系统流程图建筑电气智能控制系统的设计策略与方法回路设计在回路设计中，经常使用的控制线路为自动与手动回路、保护回路以及信号回路等。同时在设计线路的时候，不同线路使用功能也不同，并且这些回路可以构成系统的保护和信号机制，实现系统节能。照明系统节能设计（1）明确照明合理的标准适度掌握标准值首先遵循建筑照明设计的相关标准，对照明标准进行明确，不同场所的照明标准是不同的，系统应该事先设置标准亮度，随后对不同时间和环境的光照度进行合理设置和配光，事先智能化控制，从而达到最好效果。同时要合理利用自然光线，将其与具体情况相结合，不可超过规定范围，对照明标准进行确定，适度掌握亮度标准值，获得ISO确认。此外要对局部照明进行合理利用。（2）切实利用自然光对于照明系统，最好的光源是日光，通过LED智能调光系统来改变光通量。日光具有非常显著效果，既可以节约投资资金，即使开灯和熄灯短暂一起进行，也不会污染环境。在设计写字楼时可以利用自然通风进行换气，并且将日光引进到建筑物中，促使工作效率不断提高，对于一部分窗户，通过利用光谱分析对材料准确、快速以及灵敏的鉴别，将其进进阳光中，实现舒适性，同时还可以采用光栅板和光线管道等技术，这样就能达到采光、通风及保暖作用。（3）节能灯具的选择首先，在灯的类型选择上，不需要要求所有的灯都是可调光，在购买灯具的同时，需要确认好产品的质量，确定好产品的厂家，才能投入到使用。此外，在选择可调光光源时，应该避免使用需要电子镇流器的光源，因为这将大大增加投资，造成资源的损耗。最后，应该选择瓦数较大的灯具，这样会有利于延长灯的寿命。消防和防雷设计关于消防设计，主要是根据建筑电气构建消防控制系统，在建筑电气设计各个环节中合理运用火灾报警系统，保证系统信息参数采集和分析的准确性。例如：建筑物要是发生安全事故，智能建筑消防系统可以及时报警。关于防雷接地系统，其既可以保护电缆线路的绝缘层不出现损坏，还能减少不必要的损失和伤害，尤其针对建筑过程当中的顶部设计，更是需要构建完善的防雷设施，要和地面之间进行充分的连接，以此形式来确保火灾监控系统能有效运用在防雷系统设计当中，采取防雷网、避雷短针等相关设备来保证建筑物和建筑电气的安全性。电气自动化技术在智能建筑中的应用在配电系统的应用在变电站中的应用变电站自动化技术的主要作用就是实时进行系统工作状态监控，在全面提升运行安全性的基础上要保证工作效率，而智能建筑变电站系统的设计的过程中可以考虑到全微机化设备来取代电磁设备形式，对于信号传输方面也应该尽量的使用光纤来取代电力信号电缆，利用计算机来随时进行数据的收集和掌握，还通过计算机系统进行自动化控制。目前，网络成为数据信息传递的媒介之一，社会已步入信息网络时代。同时，随着工业化的快速发展，对通信方式的安全性也提出了更高的要求。传统继电保护装置，具备差动与纵联保护，同时可切除出现故障的元件，缩小故障的范围。经过长期的实践运行，对继电保护装置提出了更高的要求。变电站对继电保护装置的要求主要体现在其必须保证电力系统运行的安全性和可靠性上，即要求尽可能实现保护单元故障信息数据和运行状态的共享。因此，保护单元还应具备分析、处理数据与重合闸协调能力，确保系统的安全可靠运行。经上述分析可知，实现这一目标，必须应用基于计算机技术的网络连接，实现继电保护的网络化，以准确推测故障距离。因此，继电保护装置的网络化，可大幅提高保护性能与装置可靠性，确保智能化变电站的安全可靠运转。近几年来，人工智能技术得到迅速发展，且与智能化变电站的联系越来越密切，比如进化规划技术、神经网络技术和遗传算法等。在现实的应用过程中，由于要素的复杂性，利用传统数学方法求解，常常无法列出相应的方程式，无法求解。但利用神经网络方法，可解决这一棘手的问题。如输电线两侧摆开相应的电势角度时，则极有可能会出现过渡电阻短路问题，这一问题属于非现行问题，无法准确计算出保护距离和故障的问题。所以，在这种情况下，可能出现误动或拒动等状况。但采用神经网络方式后，可大量训练故障信息样本，并深入分析各种样本，对相关的故障进行准确地判断。而在智能化变电站与继电保护装置中，应用人工智能化技术，可解决一些至今尚未解决的问题，对于提升智能化变电站运行的安全性和可靠性有着重要的作用。在供电系统中的应用自动化、智能化的建筑就需要全面的提升配电工作效率，资源利用率也能够得到保证，因此，智能化供电系统设计中，设计人员要根据工作需要来配置自动化系统，还能够使得各项系统之间协调工作，系统更具融合性，这样就能够充分的保证供电系统工作更加的合理化，具备较高的科学性，配电效率也比较高，保证了居民的正常生活。在电气安全系统中的应用科学技术的高速发展，很多先进的电器被广泛使用到居民生活中，智能建筑针对当前的电量需求增大的情况，也认识到其所存在的安全性问题，这也是居民关注的重点问题，而自动化技术的应用能够实现运行安全性的全天候监测，可以及时的了解系统所具备的绝缘性能，然后通过利用电子技术、数字技术能够明确的确定各个系统之间所应该配置的安全距离，并且根据需要来配置安全流量，确保智能建筑在正常使用的过程中电气系统更加的安全与稳定。在通信系统中的运用我国科技在不断地创新进步，也为我国计算机技术的发展提供了机会，同时也促进了电气工程及其自动化技术中占有重要地位的通信系统的发展，使通信系统有效发挥自身价值。计算机技术是通信系统中组成的重要因素，所以为了保证计算机技术的工作效率，必须增强资源的传输操控。若要保证智能建筑工作的效率，那就要在智能建筑建设的时候就要建立资源传输和局域网，同时安置一些需要的计算机电子设备，一个完备的通信系统能让智能建筑发挥出相应的价值，以此达到人们所需要的条件。在智能楼宇系统应用智能建筑结构中的楼宇系统主要是由排水、照明、通风、消防等系统所组成，这些系统与人们的日常生活存在直接的联系，进行智能建筑楼宇控制系统的自动化设计与建设，就要保证各个系统都能够正常的工作，且工作效率也能够得到提升。例如，智能建筑照明系统在设计的过程中通过使用智能开关能够准确、可靠的来控制照明灯具，从而可以保证建筑照明系统满足人们居住的需要，还要保证能源的合理的利用，不能出现浪费能源的情况。针对照明系统的运行情况，进行全面的监测，同时还应该自动形成监控报告，降低人员工作强度，也不会出现夜晚值班的情况。再例如，智能建筑中应用到消防系统中，可以实现在线监测管理，利用传感器来了解系统工作情况，能够实现监控数据的确定与传输，使得消防监测更加的准确与有效，掌握建筑运用状况，消除火灾隐患，确保居民生活的安全性。由于智能照明系统在智能照明系统强弱电水平上的定位不准确，而忽略了自身的照明智能，过分强调智能导致了电气工程中的频繁问题。因此，深入研究现代建筑电气智能照明系统对现代建筑电气安装实践具有重要意义。1智能照明系统的意义在于：①它可以降低系统电路中不平衡负载造成的低效功耗，提高整线功率因数，大大降低照明灯具和线路的工作温度在系统中。减少不必要的额外能耗，为系统用户提供更好的照明。②系统中有电子元件专门控制电压和电流。通过智能调节，可避免因电压和欠压对灯具造成损坏，提高灯具的使用寿命。③模块化调光控制面板广泛应用于智能照明系统，取代传统的平面开关控制灯具，不仅可以控制每个照明区域的照度值，照度均匀性也可以得到改善，可以避免频率。闪光效果大大提高了照明质量。④智能照明系统由于计算机技术的应用广泛，在不同需要的各种预设照明场景控制方案时，很容易控制照明系统实现不同的照明效果，这使得照明控制更容易且更加高效。2现代建筑电气智能照明系统的特点通过使用智能照明系统可以更加科学的进行节能处理，智能照明系统通常采用输入单元来对整个系统进行光学或声学的信息输入，将这些信息通过控制单元进行处理后在输入单元中得到智能照明系统的功能，使用智能照明系统需要综合考虑这三个环节，因此智能照明系统具有以下特征：2.1智能控制照明环境的智能控制不仅可以实现建筑物的节能，还可以减少电能的损失，也可以使照明效果令人满意；此外，它还包括环境调光，并且该系统可以根据人们的喜好用于某个照明电路。连续调光控制，根据环境对某一区域的照明电路进行调光控制，使其呈现出不同且不断变化的照明环境；同时表明系统具有断电记忆功能，断电时，自动保存断电前的参数，使系统再次通电时，照明状态恢复最快，照明效果最佳不会受到影响。2.2具有很强的整合性智能照明控制系统是一个现代化的控制系统，集成了通信，计算机，微电子，自动化，数据库等各种技术，相互渗透，相互支持。它具有一定的开放式通信接口，可与其他系统组合集成，如可与楼宇管理系统集成，实现安全联动监控，视听联动控制等；它还可以实现与会议，音频，舞台，安全和其他设备的联动控制。这样，不仅扩大了智能照明系统的应用范围，而且促进了不同系统扩展的改进。2.3具有良好的适应性智能照明系统结构相对灵活，适应性强，可应用于不同的照明场景。系统可以根据用户的要求和设置，周围光环境的变化，智能分析，推理，判断和反馈控制自动收集各种相关信息，最后进行显示，传输，存储等处理。2.4丰富多样性智能照明控制系统可以形成灵活的场景照明布置。由于系统由计算机智能控制，因此可以在同一空间内通过各种方式实现各种光变换，营造出不同的氛围，满足人们的某些特殊性。需求具有很强的多样性。3现代建筑电气的智能照明系统应用上应注意的问题3.1需要纳入照明控制系统的位置在建筑物的所有位置结合智能照明控制系统会增加成本，因此经常使用智能照明和传统照明的组合。智能照明场所，如：演讲厅，多功能厅，展厅，宴会厅，视频会议室，多媒体交流厅和指挥中心。3.2功能设计分析在执行功能设计分析时，必须解决许多问题。在照明电路的设计中，电路分为多个部分。同时，每个电路的负载应科学合理，并具有相同的光源。照明中心的控制问题应以集中控制或分散控制的形式选择；选择可调光光源等。3.3照明设计分析照明设计的分析实际上是对照明设计的分析。照明设计是艺术的一个体现。它是一门新兴的综合性学科，集建筑，光学，电气工程和美学知识于一体。它包括人文修养和艺术修养，必须符合心理学的特点。3.4灯具的选择灯具在建立调光系统中起着重要作用，并负责接收电能并将其转换为光能。因此，选择质量好，调光性能好的灯具非常重要。由于并非所有市场上的灯都可以调暗，因此在智能照明系统中，需要可调光灯，因此需要从灯制造商处获得灯的调光确认。3.5配电和照明系统的安装智能照明控制系统需要电力设备来支持它们，因此需要分配和安装照明系统。在安装过程中，要特别注意电源馈线和负载线到配电盘，控制线，接线，连接问题等。另外，还应注意，控制线控制线是用手连接到同一链线的装置。需要单独布置弱线槽。有许多现代智能照明控制方法。随着智能照明技术的发展，控制方法也多种多样，其控制效果也不尽相同。详细信息如下：①定时控制（相对时间间隔控制和天文）时间控制）通过电子元件（如时钟管理器和定时器）在预定时间控制特定光源。②组合控制。③开关控制。④调光控制。⑤照明调节控制，系统通过亮度动态探测器等电子元件自动控制照明灯具，使照明区域内的照明亮度不会随着阳光等外部因素的变化而变化，照明将保持在最合适的水平。⑥图形遥控器，可以使用模块图形功能远程直观地通过互联网监控照明系统。⑦景观控制，用户可以根据自己的需要预设各种场景，在需要时选择合适的解决方案，即可调用所需的场景。⑧动态和静态检测控制，通过相关检测器自动控制区域照明。

⑨应急处理控制，在接到安防系统和消防系统的报警后，可通过手动遥控器自动开启指定区域照明，并可通过红外遥控指示照明控制系统实现所需的照明效果。⑩自然光利用控制，通过调整具有遮阳功能的相关施工设备（如窗帘），间接调节和控制自然光。结合照明系统，照明区域中的照明可以保持在预定水平。通过滚动的语音控制，系统使用语音识别电子组件，用户可以用自己的声音直接向系统发出命令，从而控制照明系统以满足用户的要求。4现代建筑电气的智能照明系统的能耗分析现代建筑电气智能照明系统的能耗分析更直观地反映了系统的节能特点，并选择了一定的智能照明调光系统，对整体能耗进行定量分析。众所周知，没有智能灯光控制，工作人员在进入房间时立即打开所有照明灯具，并保持这种状态一整天，此时灯具的总功率为350W；室内照明采用智能调光系统功耗与其他元件能耗的总和是整个系统的总能耗。其他组件包括功率为5W的可选电子镇流器和测量功率约为4W的其他电路器件。在晴朗的天气条件下，所选系统（包括电子镇流器和其他调光电路）的功耗明显低于所有灯具的全面消耗，并且在中午，来自房间各种工作表面的自然光。已达到室内照度要求值，此时系统将自动关闭所有灯具。结果表明，采用智能调光系统可以获得明显的节能控制效果。如今LED灯的发展使照明灯具的节能达到了新的高度。为了进一步发展电气照明节能，智能照明系统控制是重大突破之一。传统的照明系统线路复杂，照明具有额外的能耗，施工难度和高维护和维修成本。智能照明系统兼顾了便利性和

速度，低能耗的目标，并将现场总线技术作为智能照明系统线路的技术之一。在现场总线技术中，CAN技术是其中一个优秀的代表。通过CAN总线网络平台，上位计算机、CAN接口适配器（适配箱）、下位机节点照明器具层层相接。该

智能照明系统的上位机主要是计算机（PC机），因为再PC机主机组中我们能利用其中的多条扩展槽，可以使用其中的局域网通信卡，这样该上位机（PC机）可以很容易与其他部门相连接，有利于系统使用者的