智能化建筑电气中关键技术探索

刘鹏

（南京银创电子有限责任公司，江苏南京210000）

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，我国建筑业得到了高速腾飞。我国的建筑工程在外形装饰、内部构造及布置等方面越来越多样化、复杂化，这一步步的改革带给建筑从业人员越来越繁重的工作量。电气工程作为建筑工程的重要组成部分，逐渐变得智能化，但目前我国建筑电气工程智能化尚不成熟，仍处于不断探索创新阶段。

关键词：智能化；建筑电气；关键技术

前言

当今世界是信息快速传播与共享的世界，中国已经走进信息化和电子化时代。我国建筑行业紧随时代步伐，不断进行改革与创新，作为建筑工程重要组成部分的电气工程也逐渐实现了智能化，在收集电气信息“自动化控制”故障检测分析，电气设备优化设计等方面都得到了充分的应用。下文主要对我国建筑电气工程和智能化技术进行简述，并探讨智能化技术在建筑电气工程中的具体应用。

1智能化建筑电气的几个关键技术

1.1信息采集与处理

在智能建筑中，总线系统经常采用分层总线控制结构，系统可以根据楼宇分布和单元数量，进行组建和扩展，图1是一种典型的系统构成。

1.1.1采集器

对各种探测器输出的信号进行采集、处理和判断并据判断结果作出相应反应，同时将判断结果传送单元控制器。

采集器，主要用于报警信息的采集、传输和存储。采集器从软件算法和硬件两方面防止住户非法拆卸和有意破坏。同时采用掉电保护和电池备用相结合，实现掉电24h内系统正常运行。

1.1.2处理

监控主机是整个监控系统的核心，也是单元控制器与报警管理接警主机沟通的桥梁，是报警管理接警主机对底层设备进行控制的通道。监控主机采用RS232C总线接口，实现与报警管理接警主机的通信，通过RS485总线接口，提供与多台单元控制器的外部接口扩展。同时，可实现110报警，控制电子模拟屏显示报警地点，单元控制器则用于进一步提供系统扩展接口能力，实现模块化设计，提高系统的工作速度和系统的可靠性。监控主机结构如图2所示。

该监控主机采用双CPU结构，均选用8XC25单片机，CPU（A）主要负责通过RS232C串口与上位机（报警管理接警主机）通信，同时负责模拟屏的显示控制和通过拨号模块实现110报警；CPU（B）主要负责通过RS485接口与单元控制器的通信。系统采用双CPU结构，共用一个数据区（RAM），实现数据共享。数据区分成三块，一块存放报警信息，一块存放已储备好的多表数据，另一块用于正在准备的多表数据。这样可以提高系统的功能和速度，同时实现报警信息的处理和多表数据的处理。双CPU通过经常判断对方的工作标志状态，识别对方是否正常工作，以提高系统可靠性。RS485通讯接口模块留有8个外接端口，每个RS485端口可以并联单元控制器32台，即系统总共可以外单元控制器256套。

1.2现场总线PROFIBUS技术

PROFIBUS技术参考国际标准协议，以国际开放式网络结构为基本的参考模型，并且据此将整个电气控制系统进行分层，按照OSI参考模型分为7个层次，在不同的传输层定义了其应当完成的物理任务。第一层主要是对物理传输特性进行确定。第二层则规定了总线的存取协议以及数据的传输协议等。第三层主要是实现通信网络的最高层以及各个子系统之间的连接与操作，以此来实现不相邻的两个设备之间的有效连接，需要通过控制网络的子系统来实现数据的传输。第四层则主要是对网络通信子网进行规定，尤其是针对资源与通信之间不同终端设备之间的连接。第五层主要是实现端到端之间的信息传递通信。第六层是对通信双方之间的数据表现方式进行明确。第七层则是该模型的最高层次去，其主要是负责对该通信网路中的不同通信要求，满足其所需的不同的协议。PROFIBUS技术的运用，主要是对该模型中的物理层、数据链路层以及应用层进行了主要的运用，同时还增加了针对用户的接口层，实现电气控制系统的有效运转。

1.3组态控制软件与系统布线

各种智能可信元件的开发应用为配电系统自动化组网监控提供了可能，在此基础上还需要组态监控软件。目前国际上如SIEMENS，SCHNEIDER等公司都提高相关的软件，国内的有YSS2000等，其产品都可通过协议转换模块组网。上述软件除以多种风格实现“四遥”监控功能外，还可实现多种操作控制和管理功能。对于双芯屏蔽电缆，屏蔽层主要是用来抗电磁干扰的，PROFIBUS系统中使用的电缆通常都是用编制网和导电泊来进行屏蔽的。当布置电缆层时，应特别小心将屏蔽层连接到接地卡上。PROFIBUS数据线分为A，B。在总线设备上要求在整个系统中，同一种颜色的芯线必须连接到同一端点A或B上。

1.4数据通讯

在数据通讯中主要有三类数据表示方式，即数字数据采用数字信号编码表示、数字数据用模拟信号表示和模拟数据用数字信号表示。PROFIBUS-DP采用数字信号编码中的不归零编码方式即NRZ（NonRe-turntoZero），在位持续期间，二进制“0”或“1”不改变。没有数据发送时，空载电位为“1”，起动位使之变为“0”，详见图3。

2智能化技术在建筑电气工程中的具体应用

2.1智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用

在建筑电气工程中，智能化技术主要体现在计算机技术、精密传感技术、GPS定位技术的综合应用。建筑电气工程是一项庞人的工程，管理阶层在追求工程运行质量和效率中，自动化控制和保护系统是必不可少的，以便在发生一此意外时，可以进行自我控制和保护，防止事故的发生。

在建筑电气工程中的自动化控制和保护系统中，运用智能化技术，可以在人人地减少工作量的同时，保证自动化控制和系统保护的效果。第一，建筑电气工程是一个比较复杂的系统，要在工程的计算机控制系统中，应用GPS定位功能，这样便可以轻松地对整个建筑电气工程的电气设各、电线光缆线路以及装置配件等进行定位：第一，在建筑电气工程中利用传感技术，进行将建筑电气工程的施工或者工作状况传输给计算机系统，即在工程各个部门之间进行电气工程施工或运行的数据采集和共享；第二，建筑电气工程部门在利用传感技术将整个工程的施工和工作状况收集到一起后，可以利用计算机系统，并结合电机设各、电磁场以及电路等专业性质较强的学科知识对所收集到的数据进行综合分析。然后，管理阶层要将综合分析结果同建筑电气工程初始设置的系统数据进行对比分析，对在电气工程实际运行结果中出现的数据实施相应的自动化控制，这个程序便是智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的具体应用。

2.2智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用

在建筑电气工程中，智能化技术的应用不仅体现在自动化控制和保护系统中，还体现在工程故障控制和检测中。在建筑电气工程的施工中，利用智能化技术能够对工程实施的过程进行实时监督，在建筑电气工程运行的过程中能够快速地检测出运行数据与工程系统初始设置数据不符合的地方，并同时反馈出电气工程运行过程中的问题所在，系统通过故障警报来传递告知工程异常，然后对发生故障的部位进行智能数据传递，从而方便专业人员进行更深层次的智能监控和分析，通过常用神经网络、模糊网络或者专家系统等等来帮助预测分析工程故障，最后提出有效的解决方案。

在建筑电气工程中，传统的故障检测系统在某一电气设各发生运行故障时，工作人员要讲整个设各分解开来，一项一项检测，这样不仅耗时耗力，浪费人力，还不一定能查到真正的问题所在，准确度较低。同时，将一项人型设各拆开检测，对内部构造较为复杂的设各来说，还容易导致损坏设各，造成电气线路的一次破坏。而在故障检测分析中运用智能化技术，就完全克服了这此问题，简化了故障检测的程序，节省了人力资源，同时还人人提高了其检测效率和质量，准确性更高，这便是智能化技术在建筑电气工程故障监测分析中的具体应用。

2.3智能化技术在建筑电气工程电气设各优化设计中的应用

在建筑电气工程中，智能化技术的应用还体现在电气设各的优化设计中。智能化技术在建筑电气工程电气设各优化设计中的应用主要包括两个方而，一个是智能化技术的遗传算法，一个是智能化技术的专家系统。智能化技术的遗传算法是一种高科技的计算机模型，通过人自然生化过程反应总结出的达尔文生物净化原理和遗传机理科学归纳生物进化规律，然后在实际运算使用过程中利用该规律进行搜索，并对该系统的弊端进行改进优化。智能化技术的专家系统则主要是专业地对设各隐患缺陷进行科学论证分析，尽量确保该电气线路能够稳定正常运行。在建筑电气工程中，电气设各的优化设计是使用将遗传算法和专家系统相结合的方法，利用两者的优势互补，使电气设各得到更好地优化。这便是智能化技术在建筑电气工程电气设各优化设计中的具体应用。

3结语

总而言之，随着科学技术的进一步发展，我国的建筑正在朝着多元化的智能建筑发展，电气技术作为智能化建筑的重要技术之一，加强对电气技术的利用，对提高智能建筑的智能化水平具有重要作用。

参考文献：

[1]李玉海．建筑智能化过程中的电气节能问题[J]．广东建材，2014（01）

[2]李枫．浅谈建筑电气工程智能化技术[J]．科技致富向导，2013（12）

[3]金月．建筑电气工程的智能化技术应用分析[J]．城市建设理论研究，2014（10）