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电气自动化在智能建筑中的应用研究

来源:智能建筑与智慧城市 作者:谭先雨
发布于:2020-11-03 共3873字
    摘要:文章将电气自动化应用于智能建筑中,不仅可满足人们正常的生活或办公需求,还能为使用者提供更为人性化和更舒适的环境,并对智能建筑后期的运维提供有效保障。
   
    关键词:电气自动化,智能建筑,计算机网络

电气自动化职称论文
   
    1 引言
   
    随着城市化进程的推进,人们的生活越来越追求便捷,智能化的设备广泛应用于社会生活的方方面面,电气自动化技术发展迅速。随之而来,电气自动化的技术开发也需要形成自己的品牌参与市场竞争,因此全社会的生产口号从“中国制造”也在向“中国智造”转变。建筑行业同样如此,因其与人们的生活息息相关而更加需要电气化智能化。这也是当前人们满足实现对美好生活的需要的途径之一。无论是从国民需求,还是从国家城市建设来说,建筑行业的电气化智能化都十分重要。
   
    2 电气自动化与智能建筑的关系
   
    根据现有的文献资料[1,2,3,4,5]和实践应用可以看出,电气自动化技术实际上是一种计算机控制的信息处理工程,而不仅仅是机械设备的单纯控制。其学科基础是理工学科的综合应用实践。这需要相当的精准控制,因为系统十分复杂,对于软件和硬件,以及电器运行之间的配合,都要求很高,智能化和人工智能都是如此。不仅在日常生活中,电气自动化技术还可以广泛应用于抢险救灾等高危领域,以机械代替人工,从而减少生命财产损失,高度智能的设备只需要调整参数和设置,都可以扩宽用途。但是智能化的设备目前还没有投入批量的大规模产出中,价格相对昂贵,对于采购和日后的维修来说,成本都相对较高,因此虽有一定程度上成型的技术和设备,但是仍旧没有大规模应用于实践。对于智能建筑来说,大型的设备多应用于对安全要求较高、本身价值高的建筑,对于普通家庭住宅来说,大多用到的是小型智能家居。因此为未来的发展中,大型智能建筑中实现电气自动化会成为一种趋势。
   
    3 电气自动化控制原理及应用
   
    3.1 电气自动化控制
   
    电气自动化控制是智能建筑的基础功能,需要将电力、自动化技术、计算机网络结合起来,共同合作形成自动化的控制。具体来说,根据控制的目标,首先需要一个控制系统,这个系统需要电力输出支持,需要电子设备、传感装置等硬件设备,还需要计算机网络的信息传输系统,包括硬件计算机设备以及软件。计算机技术负责分析决策,硬件设施负责电力、信息的传输。做出合理决策后再将指令传达到相应的被控制设施中。
   
    3.2 电气自动化控制的应用
   
    由于电气自动化应用较为广泛,因此对其研究也是一项庞大的工程,具体而言大致有工业方向、建筑自动化控制方向,以及国防三大方向。文章的研究内容方向,主要是对电气自动化在智能建筑中的应用。
   
    3.3 电气自动化控制技术的发展现状
   
    随着近几年来电气自动化的迅速发展,相关的理论概念研究随之也渐渐增多,对于一家电气自动化研发企业来讲,一个新的理念就意味着一项新的技术的研发和使用。研发过程虽复杂,但是实际的成果相对以往来说反而更加便捷实用,有了计算机和信息网络的加入,对于后期维护也更加便捷和准确。
   
    在最初的系统设计中,就可以加入故障排查系统,若发生故障,系统首先可以在发现故障后发出预警,减少故障损失;其次,在人工发现问题后,也可以通过系统进行故障排查,帮助人工发现故障具体所在,甚至可以进行自动修复或重启。因此,在人工智能的时代,电气自动化进入了一个新的发展阶段。
   
    4 电气自动化控制与智能建筑
   

    4.1 电气自动化控制在建筑中的应用
   
    严格来说,电气自动化控制应用于我国的建筑中,也已经有几十年的发展历程,它的发展见证着人们生活水平的逐渐提高,并深刻改变着人们的生活方式。最初,电气自动化的应用大多在控制电力设备上,例如暖气、电灯、监控等。而随着新世纪以来网络信息技术的发展,信息技术应用于了电气自动化之中,与以往个别的自动化设备已经不可同日而语,楼宇的自动化成为了一个整体,并逐渐兴起了绿色建筑等新兴概念。
   
    4.2 与传统的楼宇自动化控制的区别
   
    最初的电气自动化多用于单独的自动化控制设备,最简单的例如楼道的声控灯,这是一个时代的记忆,因其简单方便,当今也有广泛的应用。同理还有烟雾感应的消防设备等。这些系统设备逻辑简单,只需要设立一个固定的参数,就可以发出反应,例如当噪声强度达到一定值,就会触发照明开关,通过信号传输设备生成电信号,开启照明。
   
    对于现代化的智能建筑来说,仅仅是设置一个固定的参数,简单的机械反应已经远远不能满足生活需求。当今的智能化建设中,对信息搜集和分析的要求也相当高,不仅需要控制开关,更需要的是根据搜集的信息进行分析和决策,进而发出指令,在实际应用中,信息是动态的、多变的,而这一切,是依靠计算机来做出的动作指令,而非人工。代替人类大脑的计算和决策,是现代的电气自动化应用的关键和时代特征。
   
    5 电气自动化控制技术在智能建筑中的运用
   

    5.1 智能家居控制系统
   
    智能家居由于生活条件的改善,在家庭中应用广泛,通过一些传感器和网络软件技术,实现对家庭环境的远程控制已经有一定程度的应用,例如当人不在家时,隔着一定的距离,就可以控制家中的照明、电气开关、通风设备、监控等。如果一个小区、社区都处于智能化的环境中,还可以通过这些设备实现居民健康、社区安全数据的搜集,作为社区管理作出决策的依据。不同的家庭对智能化的控制也有所不同,而当前市场已经有丰富的方案满足各种需求。
   
    5.2 楼宇控制自动化
   
    智能建筑是当前智能化应用的最主要的研究方向,电气的自动化虽然在初期的应用显得简单而机械,但是却是现代化智能控制的基础。楼宇的大部分设施,都可以纳入到控制系统中来,例如大多数的电力系统、冷热系统、通风系统、给排水系统等,其运行情况都可以反应在一个智能控制平台中,依据平台也可以在计算机网络的基础上实现智能分析和决策,也可以为人工控制提供参考和实时数据呈现。分析、判断、决策,这是现代的智能建筑所需要具备的功能。
   
    因此,一般来说,智能控制系统能够依据其所搜集到的数据进行分析判断决策,再发出执行指令,如果出现复杂故障,也可以向管理者发出警示,并提供相关信息,再进行人为干预。或者是使用者对一些设备有设置参数之外的使用要求,才会进行人工调整,例如温度、湿度,一般来说有自动的控制,当人有特殊需要时,也可以启动人工控制。
   
    5.3 智能化的信息集成与联动机制
   
    智能化控制不仅要求分析判断能力,同时也要求整体性和系统性,也就是说,整个楼宇,甚至一个社区,需要实现楼宇之间的联动,包括信息传输以及设备控制。例如,一栋楼出现火情,激发消防报警装置,在一定范围内的其他楼宇,也可以受到警报信息,并且迅速呈现出发生火情的楼宇信息。另一方面,楼宇里面的消防系统、电力系统等随即做出反应,对危险地区自动断电,例如对电梯自动停止运行,对火灾核心地区开启消防喷淋系统,自动报警等。
   
    智能建筑还可以根据建筑的不同用途进行个性化定制。例如,对于医院、学校、写字楼、居民楼等,其对于智能控制的要求也不一样。一般来说公共场所尤其需要畅通的广播系统以保证安全,而居家小区更多的需要生活服务,以及生命财产的安全等。
   
    5.4 智能化检测
   
    5.4.1在工程中的自动化故障检测
   
    故障检测对于自动化来说是必备的,设备越精准复杂,对故障检测的便捷迅速要求越高。传统的机械控制,本身设计不复杂,人工检测可以迅速找到故障点,对于居民来说,简单的故障甚至可以自行排除。而对于智能建筑来说,系统不仅复杂,而且涉及到多个领域,机械、计算机技术等,以往的人工检测明显不再适应,很难迅速准确的找出问题。一个故障如果不能得到及时排除,不仅由于建筑的联动性,影响整个建筑的设备控制,而且在注重效率的今天,还有可能带来巨大的经济损失。
   
    而随着智能化设备的广泛应用,越来越多的人使用了智能化产品,也更多的面临着系统出现故障的情况。虽然不是人人都能懂专业设备运行,但是优秀的故障检测系统可以第一时间提供相关信息和数据,为人工修复决策提供依据。数据是直观而具体,很大程度上降低了维护的难度,对于完全不懂的人来说,也不会因为不懂而胡乱找人维修,可以精准求助。总之,智能化的设备也需要智能化的故障检修系统,提高设备运行的稳定性。
   
    在一切向智能化靠近时,实际上仍旧是建立在电气自动化的基础之上。传统的电气自动化需要的设备十分笨重且庞大,以此维护和修复需要大量的人力配合,很多情况下,故障的检测甚至需要逐一的排查,这耗费大量的时间和人力成本。现代化的计算机网络技术加入后,虽然设计更加复杂,但是运行状况的呈现更加直观,数据的获取和处理更加高效,并且可以进行数据的存储,便于定期检查一段时间的运行状况,对于故障检修来说,节约了大量的时间成本。
   
    因此,在当代计算机网络技术的加入后,电气自动化的发展迎来了一个新的阶段,真正实现了从“自动化”向“智能化”转变。效率高、精准度高,省时省力,打造便捷舒适的工作和生活环境,是现代的智能建筑的特征。今后的智能建筑发展中,将电气自动化与计算机网络的人工智能相结合,依旧会是发展研究的主要方向。
   
    结语
   
    将电气自动化与智能建筑结合,是体现智能建筑中的“智能”化的重点表达之一。在智能建筑中实现电气自动化,可为使用人提供舒适的居住或办公环境,为维护人员提供便捷的操作,及时发现问题,并对其进行有效检测、监测和维修,是人类建筑文明发展中的重要成果之一。
   
    参考文献   
    [1]许金鹏.电气自动化智能建筑设备安装和质量控制要点[J].智能城市,2020,6(9):242-243.  
    [2]罗跃漠.电气自动化技术在智能建筑电气工程中的应用研究[J].福建建材,2020(1):56-58.   
    [3]杨怀国.智能技术在电气自动化方面的应用分析[J].智能建筑与智慧城市,2018(2):47-48.   
    [4]马涛.电气自动化控制中的智能技术应用[J].山西农经,2017(8):88.
作者单位:中国建筑第二工程局有限公司
原文出处:谭先雨.电气自动化在智能建筑中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2020(09):43-45.
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