建筑电气自动化设计及发展趋势的探讨.pdf

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编号:20181110221402827142    类型:共享资源    大小:1.36MB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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城市建设 2009年总第35期 CONSTRUCTION 1 传统电气设计和自动化设计思想的基础和特点 按传统设计制造方式提供的电气设备其控制、保护和计量主 要由分立的、机械的、物理的方式和部件来完成,其相互之间的功能 组合构成达到用户要求的配电产品。与其对应的完全由计算机构成 的自动化控制系统,通过软硬件组态达到用户要求的系统控制管理 功能。上述两类设备分别由不同类的制造商提供,界限径渭分明,它们 由项目设计人员依据标准的现场信号条件和统一的控制管理原则划 定互联的明显界面,进行协调连接。电气设计根据用电设备的用电负 荷、负荷特点和用电设备的分布情况,设置高中低压变配电系统。进 而根据供电方条件、要求和用电设备要求和特点进行高中低压变配 电系统二次计量、保 护 、控制的设计;根据工艺控制要求和自动化系 统要求,进行配电系统末端的用电设备就地控制设备的设计。 2 设备与技术发展为设计提供的现实基础条件 高压配电柜内的综合保护控制器、综合电量计量器,低压配电柜 内的自动空气断路器中的计算机控制模块、马达控制中心中的软启 动器、变频器的可控硅触发数字控制器,就地机电设备中的小型PLC 控制器,阀门电动装置调节控制器,现场过程仪表,这些都可用现场总 线连接在一起, 以相同的通讯协议进行数据通讯。这些由于芯片嵌 入、机电一体化、网络通讯及其标准化统一所带来的发展变化,使得 测量和控制彻底的分散化于现场设备层得以实现。现场通讯总线上 的人机界面设备通过DDE方式采用商业化通用多平台监控软件,提 供运行管理人员介入系统的手段,并且不受时间、地点的限制。同时 现在的监控组态工具软件亦有统一的标准IEC1131-3,系统制造商均 对此予以支持。从控制系统拓扑结构上看,以现场总线为通讯媒介, 只分为人机界面管理计算机、现场控制器两个层面。现在有几大现场 总线组织制定了相应的几种现场总线通讯协议,符合同种通讯协议 的现场控制器、仪表、嵌入式控制装置可方便的通过现场总线连接组 成控制系统。监控管理计算机可通过专用或商用通讯网络与更加广 泛的管理系统相联系。 3 新设计思想的内容和特点 由于现在高低压变配电设备中具有嵌入式控制装置、用电设备 就地控制设备中具有的小型PLC控制器等,所以进行电气设计时,不 用像传统设计时考虑集中的二次信号、计量、保 护 系 统 设 备 和 自 动 化 控制系统的预留互联条件,只要按用电设备要求、工艺控制要求进行 高低压变配电系统、用电设备就地控制设备的一次电气设计。同时按 工艺控制要求进行仪表系统设计。根据供电方条件、要求和用电设备 的要求和特点进行高低压变配电系统二次计量、保 护 、控制的控制流 程图设计;根据工艺控制要求和自动控制要求,进行配电系统末端的 用电设备就地控制设备的控制流程图设计;在人机界面管理计算机 上按上述各部分的控制流程图,以符合IEC113-3标准的组态工具软 件进行控制系统监控软件组态,包括对仪表系统的组态。最后进行电 气及其控制设备安装、电缆互联和敷设设计。这样的设计流程与传统 的设计方式中电气设计、自动化设计过程是平行进行、并在过程中互 提测控条件的方式有很大的不同,它简化了设计流程、将电气和自动 化设计人员合二为一、提高设计时效。另外,自动化设计中组态工作 无需象以往等待系统硬件定牌后才可进行, 标准的组态工具软件和 网络通信协议使不同的设备如同同一系统供应商的产品一样便捷的 整合成系统。工程项目经过这样的设计后,得到的整个电气及其控制 系统是完全为扁平化、开放化的。其优点是电气与自动化系统合一, 从电气的角度看系统全部智能化, 从控制系统的角度看系统彻底分 散化,从网络的角度看扁平、开放的结构提供给用户更经济、易用、高 效的共享数据。 4新设计思想与未来技术发展趋势的契合 嵌入式控制装置将覆盖全部现场设备, 现场总线通讯协议统一 至最少的数量, 嵌入式控制装置具有完全符合标准现场总线通讯协 议的网络通讯功能, 现场总线网络上的全部节点设备的数据库为分 布式实时数据库,这些就如同PC及其外设的USB接口形成一样。同 样智能化、分 布 式、扁平化的设备控制系统构成的生产过程,也是生 产管理系统的主要组成部分,数据共享、快速、高效、可靠、低成本也 是扁平化管理系统的特点。为了实现上述功能,在进行未来的设计工 作中要求设计人员既要进行电气系统设计,又要能对嵌入式控制装 置进行编程组态,同时还要完成基于现场总线通讯协议网络的构架 及其监控软件(包括数据库)的组态。这样一个项目的设计工作过程 无论从人员还是到流程亦是快速、高效、扁平化的。通过互联网设备 供货商、项目设计人员、企业生产管理者均可对设备和生产流程进行 离线或在线的技术支持和调整,这也得益于嵌入式控制装置和标准 建筑电气自动化设计及发展趋势的探讨 李孔华 东莞市虎门建筑设计院有限公司 摘要:最近几年由于电气设备、自动化设备、网络通讯设备及其技术的发展成熟,使得电气设计和自动化设计工作相互渗透、交融,并且 使之思想方法、工作方式发生了很大的变化。本文从笔者的工作经验出发,分析了电气自动化设计在工程实践中等相关信息探讨;以供参考! 关键词:电气系统;自动化设计;电气保护;接地;发展趋势 建筑设计 安放主筋,挤压连接,并用钢管搭设支架辅助施工。大梁底筋较密,则 在每排钢筋间设置垫铁,保证排距,操作中保证上下排钢筋对齐,以 保证浇筑时混凝土流入畅通和振捣棒得以插入。另外,由于大梁的钢 筋较多,自重较大,梁底保护层垫块则采用与梁混凝土同级别的碎石 混凝土特别制作。 (3)裂缝控制 大跨度梁裂缝的控制主要有两个方面,一是对钢筋保护层的控 制,二是对混凝土的控制。对钢筋保护层的控制主要控制箍筋尺寸精 确度及绑扎质量,而对混凝土的控制中,控制坍落度、降低水灰比、降 低混凝土入模温度和以延迟拆模来保温并密闭混凝土内自由水份的 方法,通过此措施,能有效地防止大梁混凝土收缩裂缝及温度裂缝的 产生。 4结语 随着结构跨度的增加,目前工程上应用较多的是预应力梁来替 代普通的钢筋混凝土梁。预应力技术在建筑工程中的发展应用,解决 了在大柱网,大开间且楼面具有高活荷载的公共建筑的结构设计和 施工较普通混凝土结构无法解决的难题。 参考文献: [1]建筑施工手册[S].中国建筑工业出版社,2003. [2]混凝土结构工程施工质量验收规范(61350204—2002)[S] 272 万方数据 城市建设 2009年总第35期 CONSTRUCTION 现场总线通讯协议网络的全面实现。 5 电气保护 5.1 交流工作接地:工作接地主要指的是变压器中性点或中性 线(N线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接 线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端子不 能外露;不能与其它接地系统,如直流接地,屏蔽接地,防静电接地等 混接;也不能与PE线连接。在高压系统里,采用中性点接地方式可 使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地 可以防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,这对于低压系统很 有意义,可以方便使用单相电源。 5.2 安全保护接地:安全保护接地就是将电气设备不带电的金 属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及 设备附近的一些金属构件,用PE线连接起来,但严禁将PE线与N线 连接。在现代建筑内,要 求 安全保护接地的设备非常多,有强电设备, 弱电设备,以 及 一 些 非 带 电 导 电 设 备 与 构 件 ,均 必 须 采取安全保护接 地措施。当没有做安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时,其 外 壳 有 可能带电。如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生 命危险。我们知道:在 一个并联电路中,通过每条支路的电流值与电阻 的大小成反比,即,接地电阻越小,流经人体的电流越小,通常人体电 阻要比接地电阻大数百倍经过人体的电流也比流过接地体的电流小 数百倍。当接地电阻极小时,流过人体的电流几乎等于零。实际上,由 于接地电阻很小,接地短路电流流过时所产生的压降很小,所以设备 外壳对大地的电压是不高的。人站在大地上去碰触设备的外壳时,人 体所承受的电压很低,不 会 有 危 险 。加装保护接地装置并且降低它的 接地电阻,不仅是保障智能建筑电气系统安全,有效运行的有效措施, 也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。 5.3 屏蔽接地与防静电接地:在 现 代建筑中,屏蔽及其正确接地 是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与 PE线连接;导线 的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接;室内屏蔽也应多 点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。在洁净、干燥的房间内, 人的走步、移动设备,各 自 磨 擦 均 会 产生大量静电。例如在相对湿度 10~20%的环境中人的走步可以积聚3.5万伏的静电电压、如 果 没 有 良 好的接地,不仅仅会产生对电子设备的干扰,甚至会将设备芯片击 坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过导静电 体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁 静干燥环境中,所有设备外壳及室内(包括地坪)设施必须均与PE 线多点可靠连接。智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好,独立的 防雷保护接地电阻应≤10Ω;独立的安全保护接地电阻应≤4Ω;独 立的交流工作接地电阻应≤4Ω;独立的直流工作接地电阻应≤4Ω; 防静电接地电阻一般要求≤100Ω。 5.4 直流接地:在 一 幢 智 能 化 楼 宇 内 ,包含有大量的计算机,通 讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。在这些电子设备在进行输入 信息,传输信息,转换能量,放大信号,逻辑动作,输出信息等一系列 过程中都是通过微电位或微电流快速进行,且设备之间常要通过互 联网络进行工作。因此为了使其准确性高,稳定性好,除了需有一个 稳定的供电电源外,还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截 面的绝缘铜芯线作为引线,一 端 直接与基准电位连接,另一端供电子 设备直流接地。该引线不宜与PE线连接,严禁与N线连接。 5.5 防雷接地:智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统,如 通信自动化系统,火灾报警及消防联动控制系统,楼宇自动化系统, 保安监控系统,办公自动化系统,闭路电视系统等,以 及 他 们 相 应 的 布线系统。这些电子设备及 布线 系统 一般均属于耐压等 级低,防 干扰 要求高,最 怕 受 到 雷 击 的 部分。不管是直击,串击,反击都会使电子设 备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此智能化楼宇的所有功能接 地,必须以防雷接地系统为基础,并建立严密,完整的防雷结构。智能 建筑多属于一级负荷,应按一级防雷建筑物的保护措施设计,接闪器 采用针带组合接闪器,避雷带采用25×4(mm)镀锌扁钢在屋顶组 成≤10×10(m)的网格,该网格与屋面金属构件作电气连接,与大楼 柱头钢筋作电气连接,引下线利用柱头中钢筋,圈梁钢筋,楼层钢筋 与防雷系统连接,外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接,柱头钢 筋与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以 有效防止雷击损坏楼内设备,而 且 还 能 防 止 外 来 的 电 磁 干 扰 。 6.结语 从上述内容可以看出电气设计、自动化设计过程是平行进行 的,在过程中互提测控条件,在本方实施条件内容的同时,落实和确认 对方条件内容;最后进行控制系统设备安装、电缆敷设设计。使得电 气自动化之更加完善! 大作已拜读,辛苦晒!文章行云流水,条理清淅,从五个方面论述 了建筑电气自动化设计及发展趋势,但结尾是否需要加几句来总括 一下,以 使 文 中的五面内容形成一个整体。 随着近年来国内高层建筑的不断发展,带有转换层的框支剪力墙高 层建筑愈来愈多,在所有的转换结构中,尤以梁式转换层应用最为广泛。 在高层建筑结构的底部,当上部楼层部分竖向构件(剪力墙、框架柱)不 能直接连续贯通落地时,应设置转换层。梁式转换具有传力路径清晰快 捷,工作可靠,构造简单,施工方便等优点,是目前国内应用最广的转换 层结构型式,在实际工程中,转换层常兼作设备层,转换梁腹部要开设 洞口以便设备管道的通过,因此转换梁的计算模型可根据开洞与否以 及洞口的相对大小分别取为实腹梁、开孔梁、双梁和空腹桁架等。 1转换层概述 由于高层建筑下部结构受力较大,上部结构受力较小,正常合理 的布置应是下部柱网密、墙多,上部柱网疏、墙少。这样建筑功能要求 就与常规结构布置之间产生了矛盾。为了满足建筑多功能的要求,就 必须在结构中设置转换结构构件,以 实现自上而下结构形式,轴线布 置的自然过渡。转换结构构件所在的楼层就是转换层。 按转换层所实现的结构转换可分为三类。上、下层结构类型的转 换:这种转换层广泛应用于上部为剪力墙结构和框架剪力墙结构,它 转换层在高层建筑施工中的应用 邵 觉 广西宜州市建设工程质量监督站 广西宜州 546300 摘要:随着近年来城市建设的快速发展,建筑物向着多方面发展而各部分使用功能和要求不同,对建筑物结构形式、柱网布置也就提出 了不同的要求,转 换 层 可 以 较 好 地解决高层建筑中上下部结构在竖向不连续的问题。 关键词:高层建筑;梁式转换层;施工 建筑设计 273 万方数据
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