电气和自动化的区别篇1
【关键词】节能措施；电气设计；小区电气；电气安全
0前言
随着人们生活水平的提高，各种档次规模多样的住宅小区纷纷涌现，同时也给电气设计带来了层层不断的新课题，电气设计师首要考虑的重要问题就是节能与安全。入户前的供配电系统及供电线路决定了住宅电气能耗，因此这个阶段主要考虑节能和安全，而入户后因为电压负荷相对固定，节能在此阶段设计时空间相对较少，设计师此时主要考虑的就是室内住户用电的安全和方便问题。
1住宅小区安全设计注意要点
1.1电气火灾的防范
线路的超负荷和短路以及老化所造成的不合理的设备布置和线路连接问题都是引起火灾的重要原因。虽然遇到超负荷现象和短路时，保护开关会第一时间切断电源，但是线路外层绝缘也会被瞬间超大的电流损坏，加速老化的速度，有时也会引起接地电弧火灾，因为接地电流较小，普通断路器不会进行保护动作，所以有规定明确规范了进线断路器应该有对剩余的电流进行保护功能，根据负载情况来触发报警装置或者跳闸，这对电气火灾的控制有很大的帮助[1]。
1.2卫生间设计的安全要点
住宅设计相关规定措施中强制要求：住宅卫生间凡是有洗浴功能的应有局部动作电位连结。洗浴过程中，由于身体潮湿会降低人体阻抗，如果触到非同等电位的金属构件或管道会导致被电击，所以卫生间的电气安全设计尤其重要，需特别注意以下五点：
1）按照电击危险的程度，卫生间内划分成三个区：
0区是指淋浴、浴盆和浴缸的内部或者无盆淋浴的浴室为范围与1区限界一致，内距地面10cm的区域。1区是围绕淋浴盆或浴盆的外边缘垂直平面；或者对无浴盆浴室，距淋浴喷头120cm的垂直面内，高度在离地面10cm至225cm的水平面，1区不含0区。2区是指1区至距离1区60cm的垂直平面，其高度在离地面以225cm处以下。然后针对危险区域进行有效的防电击措施；
2）预防电击的几个方面：
在0区域内，允许电压应不高于12V的隔防特低电压供电，安全电源应设置在2区以外。在1区内，对装设电热水器的防护等级要求高于ipX5。在2区内，只能装设ii类灯具和电热水器。卫生间电气设备的供电方式如未使用隔防安全特低电压，其配电回路的设置应防电击并且额定动作电流小于30ma的断电保护器作为保护；
3）设计中电气设备的选用和安装安全措施：电器设备必须要具备以下防水等级，0区要选ipX7级，1区要选ipX5级，2区要选ipX4以上等级的设备；
4）开关及附件安装标准：开关及线路附件不要设在0、1和2区内；
5）布线要点：浴室的明敷线路和埋藏于墙内暗敷线路都应符合要求：要选非金属外皮的双重绝缘线缆；
2供配电系统的节能
不同规模的小区供电方式有所不同，通常小区都是由10kV的电源进行供电；而高层小区一般采取两路10KV的电源供电，两路电源同时进行工作，如果一路电源发生故障停电，此时另一路电源需要满足全部一、二级负荷。以下六个方面是电气设计师应该主要考虑的：
一是，供电电压的调节及无功补偿：我们可以在电气的供电系统中，设置个无功补偿的装置，可直接无功功率补偿[2]。最后可用自动调节控制电容器的方式来最低额度的降低配电系统的无功功率，以此达到降耗节能和电压调节的效果；二是，选择配电线路电缆、导线：所有工程项目实施首选要考虑的就是控制成本支出，电气工程设计也师一样，在配电线路电缆、导线选择时首要以满足规定技术要求、可靠安全为基础，其次就是考虑实际实施时的经济性和稳定性；三是，选择配电变压器的原则：配电变压器对电气系统来说尤其重要，住宅小区设计中使用量业非常巨大，特别是10kV及35kV级的变压器，在住宅设计中不可使用高损耗变压器，变压器应使用10型或以上的低噪音、节能环保类型、低损耗的干式变压器。配电变压器须具备强迫通风装置；四是，照明选择：住宅灯具须选择绿色环保型材料，建筑的照明须选用节能得光源和附件[3]。至于住宅前室、门厅、公共部分及楼梯间等场所应设置人工照明和节能控制设备。当应急照明情况下会自熄开关控制动作，并具备火灾自动报警时的应急照明自动点亮；无火灾的自动报警应急照明可以集中点亮；五是，简化电压等级及直接为负荷中心配电：在传输同等功率或者容量电荷量时，因为在高电压级别线路中的电流小，所以可有效地降低电能消耗、功率损耗。通常在对住宅小区的电气设计时，会在负荷中心附近设置10KV的开闭所，一般小区中低压供电的半径不可超过150，因此在小区中设若干10/0.4kV的变电所，由开闭所向10kV的变配电所来进行10kV的高压供电；六是，如何达到节能运行：即是忽略供电的成本，以最小化配电系统有功损耗为最终目的。按理说运作电压的平方与有功损耗应反比例关系的，所以在电气设计时应合理增加供电电压，实现真正的节能运行。
3智能节电器
节能电器已广泛用于民用建筑和工业方面，尤其是工业上负载变化较大的电动机，其节电效果尤为显著。在民用建筑中，主要面向照明设备，例如商场、路灯等的照明系统，这样不仅运作安全可靠，而且可减少电费支出，得到广大群众的认可和好评。在实际的运行中，应合理依照配电型和负载型，采用科学的合理安装方式，且在电源和负载间可直接用串联方式。低压配电的节电器采用如下安装方式：
1）智能节电器设置在变压器的低压侧时，这可对总电源的节电起着作用，并可替代常规的消谐装置。但在需特别注意，两者不可同时安装。运作智能节电器过程中，在满足无功功率的补偿容量得同时，也需要考虑到电源的进线问题。
2）在解决单回路放射式的电力配电干线问题上，智能节电器最好设置在末端配电箱总开关之后，用于照明节电；还有个办法可以达到同样的效果，就是对支路实行单独节电器的安装。
3）总之节电器该怎样选择是要针对实际环境而定的，换言之，其必须适应最高海拔和温度，及相对湿度等要求，这样才可确保节电器正常有效运行。
4结束语
本文对基于节能与安全考虑的住宅小区电气设计进行了具体的分析，通过本文的探讨，我们了解到，无论是供电的线路选择、供配电运作还是居民室内电气设计都要依据技术层面来进行科学的验算，实现电气优化设计设施。而智能节电器凭借它的安全性和优越的性能，已被低压供电的设计广泛应用。且在使用智能节电器时，节电器的选择应就实际情况而定，做出科学的合理选择，以确保节电性能有效发挥。最终达到节能、安全、经济的电气设计要求。
参考文献：
[1]罗军东.小区电力远程智能管理控制系统研究——防盗电灵活接线系统[J].湖北电力.2010（01）.
电气和自动化的区别篇2
关键词：低碳交通区域；试点建设与发展；城市
能源约束与气候变化使得低碳转型成为当前人类社会共同关注的议题。过去10年间，全球二氧化碳排放总量增加13％，而源自交通领域的碳排放增长率高达25％。目前中国汽车的产量和销售量都居全球第一，增长率分别达到48.3%和46.2%，超过12%的合理增长范畴。车辆持续、快速增长引发了能源消耗量激增、空气质量恶化和交通拥堵等多方面问题。如何发展低碳环保、节能高效的智能交通体系成为城市决策和管理者研究的重要课题。南京市以车辆环保分级制度为基础，运用RFiD射频识别电子卡技术，试点建设低碳交通区域，以降低区域尾气污染排放，鼓励环境友好型汽车的使用，倡导绿色出行的环保理念。
1.南京市机动车污染排放现状
1.1机动车保有量增长趋势
随着社会经济的发展，城市交通出行和运输需求不断加大。南京市作为江苏省省会、长三角重点城市，机动车保有量从上世纪90年代初的不足10万辆发展到90年代末期的27.4万辆，年均增长11.9%。2000年以来，南京市机动车保有量进入高速增长期。2000年到2005年年增7万辆，2006年开始年增10万辆。2010年新增汽车15.3万辆，机动车保有量达123万辆，年增长率近20%（图1.1）。
1.2机动车污染排放现状
“十一五”期间，随着市区工业污染源的关停和外迁，以及机动车保有量的高速增长，机动车污染逐渐上升为影响南京市空气质量的主要因素。全市与机动车相关的大气污染指标呈上升趋势（见图1.2）。工业废气排放量增速减缓，但仍需在加强治理的同时做好对机动车尾气的防治，以保证南京市大气环境的日趋改善。[1]
据测算，机动车年排放二氧化碳300多万吨，一氧化碳、碳氢、氮氧化物、颗粒物等污染物年排放量达40万吨，在空气中污染物的分担率分别占到91.4%、84.9%、37.5%和17.5%，交通快速路和主干道污染明显高于全市总体空气质量水平。
2.项目背景
2.1各国汽车减碳政策
据统计，发达国家交通领域平均碳排放约占碳排放总量的20%左右。因此针对减少汽车碳排放，各国先后出台了严格的政策予以管控。欧盟于2007年底通过了汽车尾气排放强制性标准立法议案，要求欧盟新车碳排放量必须减至每公里120克。从2012年起不达标的车辆每公里碳排放量每超过1克将被罚款20欧元；从2013年到2015年，罚款逐年递增，分别将达到35欧元、60欧元和95欧元。德国于2009年公布了汽车二氧化碳税的征收规则，100公里二氧化碳排放量低于120克的车辆可以免除此后两年的排放税。[2]
此外，伦敦、新加坡、米兰等城市通过对车辆征收排污税费，设立低排放交通区等措施，鼓励使用低排放车辆。这些城市的实践证明，低排放区的建设和管理是降低区域空气污染的有效途径，同时也不同程度地缓解了城市交通拥堵。
2.2高污染车辆区域限行
南京市于2008年7月实施机动车环保分类标志管理制度。依据国家环保部规定，将国i排放标准以下的汽油车和国Ⅲ排放标准以下的柴油车核定为黄标车；国i以上（含国i）的汽油车和国Ⅲ以上（含国Ⅲ）的柴油车核定为绿标车。在车辆申领不同等级环保标志的基础上，2010年起南京市逐步在中山陵风景区、中心城区和河西新城限行高污染车辆（图2.2），即在上述区域禁行黄标车和无标车。依托南京市机动车环保数据库，环保和交管部门采用电子探头抓拍违章车辆，大大提高了执法效能。截止2011年9月底，限行区域电子探头共抓拍11367万车次，交管部门累计处罚无标车、黄标车27.1万辆次。据统计，中山陵限行区高污染车流量由之前的1000辆/天下降到不足100辆，城区主干道则由350辆/小时下降到30辆以下。区域限行政策的实施同时促进了全市高污染车辆的淘汰。2010年，南京市累计报废老旧车、黄标车2.3万辆，转出1.7万辆，年减少污染物排放2万多吨。
尽管对高污染车辆的交通管控取得初步成效，但对占机动车保有量90%的普通排放车辆仍无有效、可行的控制机制。尤其近年来新能源汽车逐步进入市场，虽然在购买车辆时可领取一定补贴，但在使用中却未有相应鼓励政策出台。从各国新能源汽车产业发展来看，既需要汽车厂商的技术革新，也要有全民环保意识的提高，更要有政府的政策推动。因此，南京市自2010年起启动低碳交通区域的试点建设，旨在鼓励更多的市民购买和使用新能源汽车和低排放汽车，以达到在区域内基本消除机动车污染排放的目的。
3.技术研究
3.1机动车环保标志电子卡的启用
2010年起，南京市研发机动车环保标志电子卡（图3.1），取代原有纸质标志，依照国家标准核发。电子卡芯片存储区可写入汽车牌号、车架号、车辆类型、车牌颜色、车身颜色、环保等级、标志有效期等满足车辆环保管理的识别信息，并具备防撕拆、安全性高、抗干扰等特性。数据区可以多次修改或补充，能使用8-10年，无需每年更换，节省资金，方便车主。2011年3月起，南京市政府下发通告，全面启用车辆电子卡，并进一步完善车辆环保数据库的建设。
3.2射频识别技术的应用
为确保车辆行驶状态下电子卡信息的读取，南京市引入射频识别技术，即在后视镜背面或挡风玻璃上部内表面粘贴存储有车辆信息的电子卡，在汽车行驶过程中，通过无线射频系统读取车载电子卡中的信息，并传输至环保数据库，实现相关数据实时地采集、整理和分析（图3.2）。
2011年3月至5月，全市已投入使用的25个道路射频识别基站对10万张车辆电子卡进行了为期3个月的动态跟踪。实验结果显示，环保标志电子卡以及安装的射频识别基站之间具有良好的识别效应，环保中心数据库的运行良好。
4.低碳交通区的试点建设
4.1低碳交通区域的定义
低碳交通区域是指采用绿色低碳出行方式的交通区域，在该区域内只允许低排放或零排放的环境友好型汽车通行，鼓励合乘和使用自行车或步行进入。
4.2环境友好型汽车的认定
环境友好型汽车，是指碳排放量和常规污染物排放量对环境影响较小的一类汽车，也是南京市级别最高的绿色环保标志汽车，相关信息录入电子卡内，享受在低碳交通区通行，在低碳停车场免费或优惠停车的待遇。环境友好型汽车包括：
（1）新能源汽车：包括油电混合动力汽车、电动汽车、太阳能汽车和生物能源汽车等；
（2）比现阶段执行排放标准高一级以上汽车：目前南京执行机动车国iV排放标准，即指国Ⅴ以上汽车。
（3）碳汇汽车：车主通过出资植树造林吸收二氧化碳以抵消该车的碳排放。但该车必须是符合当前排放标准或比当前排放标准低一级的汽车，如目前南京执行机动车国iV排放标准，即只有国Ⅲ和国iV汽车才能碳汇。车辆碳汇资质自植树次月起一年有效。
（4）节能惠民汽车：低于国家《“节能产品惠民工程”节能汽车（1.6L及以下乘用车）》第二阶段能耗标准20%以上的汽车。
4.3雨花台风景区试点建设和管理
雨花台风景区是国家重点文物保护单位、全国爱国主义教育示范基地、国家首批aaaa级旅游区，年游客量达200万人次以上。但由于该园区车辆可以进入，汽车、游人混杂拥塞、尾气污染，严重影响了游客的安全和健康，游客意见极大，人大多次提案要求禁车。为改善该园区道路交通环境和空气质量，将其作为首批“低碳交通区”试点，控制区域进出车辆。
2011年7月，风景区南门电子道闸建设完成。通过射频识别，电子道闸对进入园区的汽车进行智能化识别、控制（图4.3）。对“环境友好型汽车”自动放行，免费进入园区；对其他汽车按管理规定收取进园费用。下一步，园区已计划禁止除环境友好型汽车以外的车辆进入。
从项目实施的情况来看，射频识别系统对进入园区车辆的电子卡识别率达100%，环境友好型汽车通行率100%，道闸运行良好，无需人工值守。此外，试点低碳交通区域的公众支持率较高，进入园区的游客呈小幅上升，并有车主主动将车辆停放在区域外，选择步行进入。项目取得了较好的示范效应。
5.低碳交通区域的发展
5.1推广建设
通过对试点区域的机动车流量、车辆环保等级及污染物排放等测算，评估综合减排效果，可为推广建设提供参考依据。2014年南京市将举办第二届青奥会，目前计划在青奥场馆、青奥村等区域全部推广低碳交通区建设，有效履行对国际奥委会保障“绿色青奥”空气质量的承诺。通过项目的示范和推广，逐步进行城市由点到面低碳交通区规划建设，实现交通领域的大规模减碳。
5.2新能源汽车计划
低碳交通区的推广和发展，把对不同排放标准的汽车“分类管理，限制与鼓励双管齐下”的政策付诸于行动，将引导公众转变高能耗、大排量的汽车消费观念，更多的选择小排量、零排放的新能源汽车。
在政府主导的条件下，还可将新能源汽车引入公共交通体系。为体现上海世博会“城市让生活更美好”的主题，上海市政府提出了园区内公共交通“零排放”和园区周边交通“低排放”的目标，节能与新能源汽车成为首选的交通工具。世博会上示范应用的各类节能与新能源车辆总计1147辆，总载客量超过了1.2亿人次，成为世界上最大规模的节能与新能源汽车集中示范。据测算，世博期间新能源汽车共节约燃油2811吨，减排二氧化碳8854吨，减排有害排放物285吨。其中园区内新能源汽车节约燃油2143吨，减排二氧化碳6752吨，减排有害排放物217吨。目前江苏省已将新能源汽车的产品方向首选为城市公共交通。一方面加快新能源客车的开发步伐，力争在具有自主知识产权的纯电动、混合动力、氢燃料电池、天然气大中型客车领域率先突破，形成中等规模批量生产供应能力。另一方面加快开发新能源乘用车，用10年左右时间在南京实现公交、出租“新能源化”。
5.3碳汇行动
在政府和企业之外，个人碳排放往往与城市发展模式密切相关。美国、加拿大和澳大利亚等人均GDp在20000美元以上的国家，其人均碳排放在15-20吨。由于涉及衣食住行多个方面，大规模减少个人碳排放十分困难。而在交通工具的使用方面，私人客车日行驶里程相对固定，且要求车主短期内淘汰更换或改造后处理装置花费高昂，因此选择植树碳汇的方式达到减排目的更加简便可行。
据测算，一般车辆行驶1公里产生0.236公斤的二氧化碳。按每年行驶2万公里计算，产生二氧化碳约5吨。半亩成熟林地年吸收二氧化碳6吨。南京地区半亩林地的最低造价约1500元。据此核算，达到国Ⅲ、国iV排放标准的车主出资1500元，可种植0.5亩林地，即基本实现车辆排放与林地吸收的碳平衡，出资车辆相当于实现二氧化碳的低排放或零排放。则车辆被认定为环境友好型汽车，可享受低碳交通区相应鼓励政策。南京市相关部门正在拟订汽车碳汇行动的执行方案，以持续降低个人交通方面产生的碳排放。
气候变化和能源危机是城市发展面临的挑战，也是经济、交通等多个领域实现全面转型的重要机遇。依托于射频识别和物联网技术建设起来的低碳交通区，将成为城市交通可持续发展的重要方向。
[参考文献]
[1]来超峰.南京市环境库兹涅茨特征分析[J].绿色科技，2011（1）：82－84.
电气和自动化的区别篇3
关键词：电气自动控制；高校实验室；排放废气净化系统；改造工程设计；排放标准文献标识码：a
中图分类号：X701文章编号：1009-2374（2015）08-Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.
随着现代科技不断发展，科学技术的不断创新进步，对于高校科研实验室的各项要求也不断提高，实验室内温度、湿度、洁净度，要求越来越高，特别是对实验室的排放有害废气净化处理更为重视，应用范围也越来越广。许多的科学研究、空气环境的标准好坏对现代科学的发展，生产技术的进步有着密切的关系，论文就某高校科研实验室系列排放有害废气净化处理系统进行探讨。
1工程概况
某高校科研楼承担（教学科研的实验）的场所。该建筑设计根据不同楼层和区域功能特点来配置相应实验室区域，本实验楼共13层，每层面积约3000m2，分两大区域实验室，由两套排放废气净化处理系统担任实验室排风废气净化任务，两套排放系统安装在本楼层的天面平台。这次改造主要针对滞后缺陷控制系统线路，重新设计采用pLC模块自动控制系统，提高系统运行效能，确保安全运行。
2实验室排放废气净化系统改造工程设计
设计流程图如图1所示：
3控制系统的改造工程设计
3.1系统控制方框流程图
系统控制方框流程图如图2所示：
3.2控制系统的改造工程设计
我们在制订改造实验室排放废气净化系统建设方案中，采取新思路和新的方法，既在原来的设备基础组合上，以补配置、以排风废气净化系统为主，配以各单元实验室的排风通风柜辅助设备。
为保证控制达到国家环境标准的要求，我们选择采用pLC模块与人机界面自动控制系统，结合网络远程监控系统，全天候全区域监控、及时发现问题及时解决，针对高校实验室各单元，使用排风-通风柜无规律和频繁启动的特点，自动控制系统识别实验室单元使用通风柜时，排风废气净化系统才启动运行，反之实验室实验结束系统也自动结束，达到智能控制，从根本上解决系统故障率高、运行成本高、不节能、操作使用繁琐等问题，克服了过去传统的控制原理中存在系统设备安全无保护滞后的缺陷；
3.3控制原理
采用pLC模块与人机界面以及二次回路结合的控制系统，编写完善的运行pLC程序，把pLC控制程序写入模块。当各单元实验室要启动排风通风柜时，系统会自动识别到各单元操作触发启动信号后，根据单元启动系统顺序要求，打开单元排风通风柜电动风阀，系统确认通风电动风阀已经打开后，系统自动启动单元通风柜排风电机、系统变频器（主要控制输出）主排风电机、附塔自吸泵、排放废气紫外线灯管以及系统保护系统，其他实验室单元若使用排风通风柜时，主系统会自动保持运行状态，直至最后单元使用结束，系统根据关闭顺序才会自动关闭。
保护系统会自动识别各单元电动风阀是否有打开或关闭、单元通风柜排风电机、主系统附塔的自吸泵、主变频器-排风主电机、紫外线灯管、配电系统、等电位系统以及其他设备的运行情况是否正常，模块系统会自动检测到某一电气设施正常或不正常时，系统会自动采取相应的保护措施后，并在系统人机界面，显示文字告知故障点，有利于快速解决故障隐患，达到系统安全
运行。
3.4保护系统原理
保护系统的监控信号，采用电流变送器，安装在配电单元输出端，拾起系统设置的信号参数，反馈给pLC模块程序，由系统程序识别某个单元电气设备是否执行保护，达到保护目的。
3.5系统的防雷、电网脉冲电压、保护接零
采用等电位接法与pLC程序配合进行保护，用电流变送器接入用电零线单元，拾取零线漏电信号反馈到系统程序，根据系统设置的允许漏电电流大小，从而启动保护指令。
系统采用等电位保护系统和防雷器的配合，可以根本上解决低压配电网中的脉冲电压干扰、漏电保护、过负载保护以及防直击雷、闪电雷、感应雷、电气设备零线过载保护等，具有针对排放废气净化系统安装在楼层顶层的特点，使系统设备和用电安全具有可靠防护措施和保护系统。
等电位系统指电源端零线与接地线直接连接，电网端零线与接地线形成等电位，当配电系统在零线和接地线上有任何的高脉冲电压，等电位保护系统就会根据我们设置的所需保护参数，自动切断故障配电设备，并配合pLC程序-人机界面，显示文字报警区域，可以快速自动排查故障区域，不影响其他区域运行，达到保护电气设备。
等电位保护系统设计原理：系统采用pLC模块，编写自动控制程序，在各支路配电支路网电源总零线、总接地线上，安装低读数-高灵敏度的电流变送器，拾取等电位电流和电位差的信号，反馈给pLC控制系统程序，自动参数比较后，进行各自指令动作保护。
3.6遗忘关闭/时间预设功能
利用pLC系统程序的时间指令，把我们所需要的设置时间指令，编写在各单元的控制回路中，配合运行指令结合，形成预设置的遗忘功能指令，当启动了单元通风柜运行时，而忘记关闭单元通风柜、系统预设最长运行时间立即启动计时，各单元实验室操作启动通风柜运行所需要时间功能。当某个单元操作忘记关闭通风柜时，系统可事先设置最长使用时间，当时间到了，系统自动会关闭，防止系统长时间不停运行以及不安全
隐患。
预设功能：单元操作可以预设所需要使用时间，这样可以掌握做实验的控制时间，有利于实验的完整性、兼容性。把系统运行提高到较先进的智能控制操作，充分利用系统运行效率，安全稳定、节能。
3.7网络远程监控系统
利用网络建立pLC控制系统-人机界面的远程网络平台，实现全网络全天候的监控系统，可以实时远程监控处理系统运行状态，及时解决故障，确保系统安全
运行。
3.8系统变频器
主要控制排放废气净化系统的主排风机运行的变频，可以实现排风机的最佳运行效能，变频器的控制参数，采用电流变送器拾取在各单元实验室的通风柜排风电机的运行电流的信号参数，由电流变送器拾取信号-反馈pLC系统程序，进行比较后，指令变频器所需要变频参数，达到控制变频节能效果。
4结语
该科技楼实验室排放废气净化系统经过两年多的实际运行，从实际运行效果上看，各个实验室的排风通风柜使用排放参数、智能控制以及主系统的排放标准、控制系统，在设计要求范围内，系统安全稳定、节能、效果良好，达到了设计要求，为我国类似高校实验室的建设提供参考和借鉴。
参考文献
[1]室内环境健康消费指导手册[m].
电气和自动化的区别篇4
资料来源与统计方法
1资料来源
2001-2010年延边州9个站点地面观测资料及2007-2010年自动站逐小时降水数据。
2资料统计
雷电统计方法：定义天气现象代码中13（闪电）、17（雷暴）、18（飑）如有发生均为雷电产生，以单站某日观测记录出现雷电的次数，定义为该站当日的雷电次数。
雷雨大风统计方法：以单站某日观测记录出现的雷雨且同时伴有瞬时风速≥17.2m/s的次数，定义为该站当日的雷雨大风次数。
冰雹统计方法：以单站某日观测记录出现冰雹的次数，定义为该站当日的冰雹次数。
短时强降水统计方法：以自动站记录单站某日出现R1≥20mm（R1为1小时降水量）的次数，定义为该站当日的短时强降水次数。文中X时为（X-1）时～X时。
2000年以来延边强对流天气空间分布特征
1雷电天气的区域分布特征
2001-2010年延边地区年均发生雷电266次，从2001-2010年统计的延边雷电区域分布图中（图1a）可以看出，延边雷电活动山区多于平原地区，以哈尔巴岭西部敦化地区、长白山山脉东北部二道、和龙地区为最高，分别为330次、364次和345次；中部的延吉、龙井、图们、汪清地区次之，年平均分别为324次、298次、285次和310次；年平均分别为243次和157次。同时从雷雨大风发生概率（雷雨大风次数占雷电总数的百分比）图2a可以看出图们地区最高，为3.2%；敦化、和龙、延吉、龙井次之；二道、安图、汪清，珲春最少。
2冰雹天气的区域分布特征
2001-2010年统计的延边冰雹共发生47次。从延边冰雹区域分布图（图1b）可以看出，冰雹天气有两个高发区域，一个是哈尔巴岭西部敦化地区，另一个是以龙井为中心的延吉、和龙、图们地区。这两个区域冰雹发生次数约占延边地区发生次数的85%。
2000年以来延边强对流天气时间分布特征
1雷电天气月旬分布特征
从2001-2010年统计的延边雷电月分布图中（图3a）可以看出，雷电月发生次数呈正态分布，雷电期为4-11月，其中6、7月份发生次数最多，约占全年的58%。6、7月份，延边州多冷涡活动且7月份处于副热带高压边缘西南气流控制下，气温高，加上地面辐射，使近地面层空气吸收热量最多，热空气上升，当有冷空气南下时，冷暖空气相遇往往有雷电，甚至强雷电出现。山区地表性质特殊，空气流通慢，地表辐射使近地层空气吸收热量更多，也不均匀，加上地形的强迫使暖湿气流抬升快，更容易形成对流运动，若其上空有冷空气，对流运动将加剧，非常有利于雷雨云的形成，产生雷电。
从延边雷电旬分布图中（图3b）可以看出，5月下旬开始雷电活动明显增多，6月上旬达到最多，为328次，7月下旬以后雷电发生次数呈递减趋势，值得注意的是7月中旬雷电发生次数较上旬、下旬有较大波动，只有166次。分析近十年高空天气实况发现，由于7月上旬一般在贝加尔湖附近形成一个强大的高压脊，而本区处于脊前深厚的槽区中，而中旬高压脊东移，环流调整，本区大多时间处于弱脊或平直的西风气流控制，多一些浅槽活动，到了下旬副热带高压明显加强北抬，本区又处于副高边缘，西南暖湿空气输送加强，遇有南下冷空气也多发生一些对流活动。在近10年中2001年和2006年两年7月中旬发生雷电次数明显高于下旬，将这两年高空环流形势与其他年份进行对比分析发现，2001年与2006年副高加强北抬时间较其他年份明显提前，所以7月份雷电天气与副高活动有一定的联系。
从各站雷电天气旬分布（图3c）情况看，在5-8月份雷电的多发月份，敦化地区在6月下旬出现雷电次数最多，为48次，另外6月中旬、7月中下旬发生次数也明显高于平均值；二道地区在6月下旬出现雷电次数最多，为51次，另外5月下旬、6月中旬、7月上中旬发生次数也明显高于平均值；安图地区在6月上旬出现雷电次数最多，为35次；和龙地区在6月上旬出现雷电次数最多，为40次，除8月下旬外，其他时间均在平均值之上，但相差较小。延吉地区在6月上旬出现雷电次数最多，为42次，7月下旬、8月上旬发生次数明显高于平均值；龙井地区在6月上旬出现雷电次数最多，为41次，无明显高于平均值旬段；汪清地区在6月上旬出现雷电次数最多，为48次，另外8月中旬明显高于平均值；图们地区在5月下旬出现雷电次数最多，为30次，8月上旬、下旬发生次数明显高于平均值；珲春地区雷电发生较少，在6月下旬出现雷电次数最多，为25次。同时如图2b可以看出，雷雨大风在5、6、7月出现比较频繁，约占全年的81%。
2雷电天气日际变化特征
由图4a可以看出，延边雷电多发生在14-20时，占全部的51%（由于闪电观测无时间记录所以日时刻雷电统计总数中不包含闪电现象），即地表受热后的几小时，此时空气受热膨胀，常常在近地层形成绝对不稳定层结，易引起雷电等对流性天气发生。由于夜间延边地区四个站点无观测，所以在这里统计了08-20时逐小时雷电次数。由图4b可以看出雷电多发时段主要集中在14-17时与20时，均超过200次。又从延边地区各月08-20时雷电次数逐小时变化（图4c）可以看出，各月雷电发生时刻也略有不同，5月份14-16时，6月份16时、17时，7月份15-18时，8月份14-17时和20时，9月份16时、17时和19时，10月份15时发生频率明显高于其他时刻。
3冰雹天气月旬分布特征
从延边冰雹天气月分布趋势（图5a）来看，主要集中在5、6、7三个月份（由于4月份有6次冰雹天气为同一年发生，现象比较特殊，故冰雹发生集中月份中没有4月），分别约占全年的19%、43%和19%，从旬分布（图5b）来看，冰雹天气最多出现在6月下旬，主要原因为延边地区6月份多冷涡活动，0℃层高度相对较低，容易产生降雹。而7月下旬至8月份0℃层高度相对较高，冰雹在下降过程中易融化，不易形成冰雹。
4冰雹天气日际变化特征
从延边冰雹天气日际变化（图5c）来看，冰雹发生时间主要集中在13-18时，约占全部的83%，其中18-20时近10年未发生过冰雹天气。
由于午后热力抬升条件最佳，一旦有触发机制，就容易发生对流天气，这也是强对流天气日变化的一般规律。
短时强降水天气的时空分布特征
由于只能从2007年开始查询逐小时降水资料，所以短时强降水资料为2007-2010年4年资料。2007-2010年延边地区共发生20次短时强降水，其中安图、龙井、汪清各5次；珲春2次；敦化、和龙、图们各1次；二道、延吉未发生过。从月份分布来看主要集中在7月下旬到8月上旬，分别为5次和4次，占全部的45%，这也与吉林省主汛期的七下八上相吻合。从时间看14-20时发生频繁，共12次，占全部的60%，08-14时发生3次，夜间共发生5次。
雷电和冰雹天气的时空分布异同点
从雷电和冰雹区域分布图（图1）分析，延边存在两个雷电、冰雹多发区，分别是哈尔巴岭西部敦化地区和以龙井为中心的延吉、和龙、图们地区；二道、汪清地区为雷电多发区，冰雹发生低频区；安图和珲春地区则为雷电与冰雹发生的低频区。从月旬发生时间分析，雷电与冰雹的多发时间均为6、7月份，但雷电发生次数的极值出现在6月上旬，而冰雹发生次数的极值出现在6月下旬。从日际变化分析，多发时刻均集中在午后至傍晚时段，但雷电多发时刻为14-17时，略早于冰雹的多发时刻16-18时。值得一提的是近10年间20时是雷电的多发时刻，但没有产生冰雹天气；由于短时强降水天气资料有限，故不拿来与其他两类作分析对比。
总结
12000年以来延边强对流天气多在春、夏季出现，其中6、7月份为全年强对流天气高发时段。
电气和自动化的区别篇5
abstract：thispapersummarizedthecommonproblemsindailymaintenanceandtroubleshootingoftheautomaticmeteorologicalstationinXianyangarea，analyzedthefailurephenomenon，causesandjudgmentmethodsoastoimprovethesupportcapability.atthesametime，bycommunicatingwithothers，areferenceisprovidedforsimilarproblemsinthedailysecurityworkofregionalweatherstations.
关键词：区域自动气象站；故障排查；维修；基本方法
Keywords：regionalautomaticweatherstations；troubleshooting；maintenance；basicmethod
中图分类号：p415.1+2文献标识码：a文章编号：1006-4311（2016）03-0120-03
0引言
区域自动气象站是指在某一地区根据需要建设的，不借助人工干预就能自动探测多个气象要素、自动生成报文，并将探测数据定时传给中心站的气象站。它的出现填补了气象空间区域探测的空白。截止2014年底，根据陕西省气象局观测站网布局总体安排部署和为地方特色产业服务的需求，咸阳境内共布设163个区域自动气象站，站点布局合理，乡镇覆盖率达到100%，主要为气象服务提供气压、温湿度、降水、风向、风速等监测数据。咸阳区域自动气象站弥补了气象空间监测领域的技术空白，所得到的监测数据，特别是温湿度、风速、风险和降水量的监测数据，可用于提高气象监测精度和改进气象服务工作质量上。咸阳地区依据区域站观测数据及时开展各类精细化气象服务，成效显著。但同时，随着站点覆盖数量越来越多，站点距离台站路途遥远、维护维修及其不便，使得区域自动气象站日常维护十分不便，对日常维护和保障维修的要求也越来越高，为此，本文通过对咸阳境内区域自动气象站日常维护、维修保障工作中遇到的常见问题和故障排查及维修进行深度分析，从中总结成功经验，为日后更好的开展日常维修和保障工作提供参考依据。
1咸阳区域自动气象站基本情况简介
咸阳境内共布设区域自动气象站163个，其中6要素站3个，4要素站7个，2要素站153个，主要针对气压、温湿度、风速、风向、降水量等进行观测，主要以温度和降水观测的2要素站为主。其工作基本原理是传感器将对应气象要素的变化转换成电信号的相应变化。数据采集器采集变化参数后自动进行线性分析和定标处理，使工程量转换成要素量，并合理控制数据质量，最终获得各气象要素的实时数据，并将其传给市局中心站的服务器；采用GpRS/CDma网络通讯技术及短信通讯方式，其主要通信工作方式为GpRS/CDma无线网络。咸阳境内南部以平川为主，信号覆盖较好，北部以沟壑山地为主，信号覆盖一般，区域自动气象站建设中数据的传输主要使用GpRS通讯方式，个别信号不好的地区GpRS信号弱时，会自动切换短信传输方式进行数据传输。数据每小时传输至市局中心站服务器，中心站每小时正点00分开始收集各个区域自动站上传的数据并进行处理，生成报文，最后全市报文打包通过互联网向上级服务器定时传输数据资料。
2日常维护、保障程序
2.1运行状态实时监控
在日常工作中，全省区域站监控流程如图1所示。
区域气象观测站运行实时监控系统主要是通过陕西省气象信息综合监控平台（http：//10.172.8.66/）进行数据上传监控，根据每小时区域气象站上传状态信息，实时监控区域站的运行状态；也可以通过中心站软件对各个区域自动气象站进行数据传输监控及查询。
2.2供电状况监控
根据陕西省气象信息综合监控平台（http：//10.172.8.66/）或者中心站资料查询，发现连续夜间数据不能上传，而在白天通过太阳能补充电压后能正常续传。初步断定是蓄电池亏电，导致白天蓄电池储存不上电，夜间采集器不能正常工作造成的。
2.3观测数据监控
通过区域自动气象站数据查询系统及中国气象局下发可疑数据查询系统来监控区域自动气象站数据采集情况，发现有缺测、错误及疑误数据时及时查找和排除故障。
2.4通过短信功能监控区域自动气象站参数配置。
3故障排除及维修维护基本方法
区域自动气象站数量多、观测时效性强、距离台站较远、无人值守，其维修、维护工作已成为基层气象台站技术保障工作的重点和难点，为保障区域站正常运行，准确及时采集气象观测数据，介绍以下区域自动气象观测站日常维护维修方法及步骤：
3.1通过中心站的运行监控软件，及时发现问题并做出初步故障判断。
3.2查看故障区域气象站的话费状态（以免由于传输卡欠费导致数据无法上传），根据短信功能可跟踪监控气象站的运行状态，及时发现运行故障，并在第一时间进行故障维修，以防故障扩大，妨碍整个系统稳定运行。
3.3到达现场后首先查看采集器上指示灯状态
采集器一共分为五种状态：常灭表示模块关闭状态；一秒一闪表示设备正在查找网络；三秒一闪表示设备正常找到网络；一秒两闪表示设备正在激活GpRS并连接tCp状态；三秒两闪表示设备已经与中心站连接正常。最终采集器状态为绿色（电源）指示灯三秒两闪，可判定设备已与中心站连接正常，可以再通过电话与中心站联系进行核对。
3.4用万用表测量电池电压、太阳能供电电压
测量蓄电池电压：用万用表直流档20V档位测量蓄电池在运行中的电压参数。白天太阳能充电量充足时，其运行电压为6V～7V，夜间也在6V以上。如果低于这个电压值，区域自动站会因为亏电而无法稳定运行。另外，应该单独测量电池电压。测量时，先将电池输入端断电，测量不加负载的情况下，电池电压是否在6V以上，如果低于6V夜间将出现传输中断的问题。
3.5测量太阳能板充电电流
在不同日照条件下，用2a以上的万用表电流档分别测量太阳能电池板充电电流的变化情况。日照充足时，太阳能电池板充电电流数值大概是1a。当电池板或充电线路存在故障时，无法测到电流，此时应该尽快查明故障点，及时排除故障。
根据以往的气象站运行及维护经验，本文初步判定故障原因是电压不足，需要检查电池是否正常工作。更换电池后再观测运行数据，查看故障是否解除。另外，需要分别测量电池及太阳能的供电参数，然后对比分析测量结果，检查采集器的工作状态，更换采集器后进行跟踪监测，直到故障全部解除。
3.6各要素的故障分析及排除方法
①温度：通常情况下，温度出现异常偏高或者偏低，首先检查线柱是否松动，再对连线是否有破损及焊接点是否出现断开进行检查。如果都正常，使用万用表对温度探头的四条线柱进行测量，将万用表调整电阻200欧姆，对颜色相同的线柱进行测量，测量值在几欧姆到十几欧姆之间为正常，对颜色不同的线柱进行测量，测量值在100欧姆到110欧姆之间为正常。如果不在正常值范围内，则是温度探头出现故障，需更换新的温度探头。
②气压：查看橡皮管是否变硬，或者有裂口的现象。如一切正常，则可以判定是气压盒的问题，则需更换新的气压盒。
③湿度：出现问题的概率比较小，如果出现故障，对于台站只能更换新的湿度传感器。
④风向、风速：其构造和原理与自动气象观测站风向、风速基本一致，维修时与自动气象站风向、风速维修方法相同或将出现故障的风向、风速传感器进行更换。
⑤降水：在区域站运行中也频繁出现问题，一般都是小故障。当下雨没有雨量时，首先检查雨量桶漏斗是否堵塞，如果堵塞，必然没有雨量，疏通即可；如没有堵塞，则用万用表通断档检查雨量线有没有发生短路或者断开的现象，如果发生短路，需将短路的地方用绝缘胶布处理即可；如果发生断开，只需将断开的地方焊接上即可。如果出现雨量偏大或者偏小，应打开雨量筒，查看雨量翻斗是否有杂物，需要定期进行清洗，（清洗和检修雨量器时，需要将雨量线与采集板断开，防止修理过程中翻斗产生计数，上传至中心站，产生错误数据）；其次检查干簧管是否损坏，通过万用表通断档检查，如果不正常，更换干簧管即可。
3.7最后重启采集器
在重启前先查看接线柱是否松落，重新紧固、插拔（谨记检查接线柱必须在关闭采集器状态下进行），若排除线路松落原因。按动采集器电源按钮，系统供电后绿色的电源指示灯亮起，连续两声蜂鸣声，指示设备电启动成功。正常情况供电约10秒后红色的网络指示灯由一秒一闪变为三秒一闪，表明设备已经正常注册到无线网络上，对于GpRS信号差的地方，时间会稍长些，采集器重启正常后可连续监控数据传输状态及数据质量，经监控运行正常即可。若采集器不能正常启动，则需更换新的采集器。
4结束语
区域自动气象站在持续运行过程中，会出现许多不同类型的问题，而针对使用过程中产生的各类问题，保障维修人员要对其进行故障的初步判断与排查检修。对于区域自动气象站的维护和维修，从原则上来讲，主要以预防故障为前提进行日常维护工作；在发生故障时，根据以上方法冷静对故障原因及部位进行分析，在分析判断的基础上，按照区域站维护维修基本程序和方法，可以很大程度上提高工作效率，减少故障持续时间，最大限度的节省资源，做到第一时间发现问题，科学分析和判断故障原因及故障部位，对故障部位进行及时检修，以达到提高区域自动气象站的数据传输及时率和数据传输准确率，从而提高区域气象探测资料在制作天气预报和政府部门重大灾害性天气决策服务中的作用。
参考文献：
[1]中国气象局综合观测司.气象装备技术保障手册.
电气和自动化的区别篇6
关键词：电气智能化住宅小区应用
中图分类号：F407文献标识码：a
引言
随着我国人均生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也发生的巨大的变化。而这最明显的改变就是对待住宅的要求方面。人们所追求的住宅不仅要满足住宅的最基本的要求——宽敞、舒适，而且还要拥有智能化的电气设计，为人们的用电安全提供可靠的保障，同时也让人们体验到智能化管理的便捷。因此，在住宅电气设计中，在考虑居民用电安全的同时，还要加入电气智能化的设计应用，来满足人们高质量的生活需求。
一、智能化住宅小区的特点
电气智能化设计是实现住宅小区智能化的技术基础。电气智能化的应用让住宅小区实现了自动化的管理，为人们的生活提供了方便快捷的管理模式，同时也为人们提供了可靠的安全保障。智能化住宅小区的特点可以概括为以下两个方面：
首先，智能化住宅小区与普通住宅的管理模式不同，在应用了电气智能化设计的住宅小区中，能够实现电气设备与管理人员之间和与外界环境之间进行有效的信息交互，不仅能够自动的完成一套预先设置好的管理模式，而且还能够根据实际的情况进行整体的协调和控制。
其次，电气智能化设计与以往的自控系统不同，电气智能化在管理中体现了柔性特征。在智能化电气的控制系统中，拥有多种自我识别以及控制功能，不仅有对人的控制策略，而且还有对信息反馈的控制和既定的模式管理和控制。另外，智能化的控制在电气设备的支持下，能够完成较为复杂的管理控制模式的构建，满足了智能化住宅的功能需求。
二、电气智能化系统的优势
1、智能化的系统集成
与传统的住宅建筑内的控制方式相比，现代建筑中最大的优势在于广泛地应用了电气智能化系统。有了该系统后，小区建筑内原先呈现分离状态的电气设备、控制信息和各种控制子系统都被并入到计算机网络中来，共同组成一个相互关联、统一协调的整体控制平台。在此基础上，小区建筑内的电气管理、水电暖气供给和其他控制任务都得到了重组，并建立了信息共享系统，能够使电气的运行根据需求和环境的变化而得到调节，从而达到综合配给资源并使其更合理利用的目的，有效地减少了电气系统中能源的消耗，电气设备也在该系统的作用下，日常工作量大大减少，设备还能定期得到自动化的保养，使用寿命得到延长。
2、较强的控制能力和较高的准确性
对于住宅小区这种大范围内的管理对象来说，变化因素较多且复杂，控制系统中依靠人为的因素较多，传统的自动化控制系统只是扮演着按照人们的判断如实地机械执行的角色。也就是说，传统的自动化控制因素不具备判断选择的能力。而电气智能化系统高超的处理能力，能够代替人脑完成大量的测量和计算工作，并依据这些数据出色地完成判断和控制功能，反映速度和准确性都远远高于人工。极大地提高了人们对住宅小区中各种因素进行控制的能力，并延伸了人们的控制触角。以往，对于那些不确定性的因素，因为涉及到的因素过多，人工难以短时间完成大量的信息处理，而不具有控制能力，现在，依靠电气智能化系统就可以简单有效地完成更精细化的控制内容，即使是对于最复杂的离散型的控制对象，也能有实现良好的控制效果。这意味着对控制要素的把握更加精确了，也就更容易将要素合理地配置，达到高效、节约地配给的目的。
3、优秀的互动式协调控制管理模式
传统的自动化控制系统只能按照人工的意思完成执行工作，由传统的自动化控制系统构建的模式化管理体系，虽然具有较规范且扩展能力强的优点，但是，在管理过程中发现了不合理的地方，是不能进行协调的，只能按照系统原有的模式进行。而电气智能化改变了这种状况，管理人员可以和电气设备之间进行信息的交互，电气设备也能自主地和外界环境进行信息的交流，通过多方协调，建立起一个更加切合实际的模式化管理方式，并能在以后的工作中，根据实际情况的改变，协调促成管理模式的改变，使得系统的管理控制更加协调。
4、强大的扩展能力
电气的智能化使得管理的柔性化成为了可能，既可以按照人们的要求执行策略，也能够根据控制对象反馈回来的信息进行协调控制，还能够按照预先设定好的管理模式进行管理和控制。同时，在智能化技术的支持下，电气设备将具有自我学习的能力，能够在实际的控制工作中完成自我协调、自我适应，能够根据实际环境的要求构建出更加多样的管理控制模式。从长远来看，这种智能化的电气管理系统，能够适应现在的住宅功能复杂化的趋势，是未来的住宅小区电气智能化的发展方向。
三、电气智能化在住宅小区建筑中的应用
1、住宅小区内的安全维护和管理智能化
闭路监控系统。在住宅小区内的闭路检视系统是保证小区安全的一个重要基础设施，它负责着整个小区的安全监控。一般有两个监控系统：室内和室外。在闭路监控系统中，通过摄像机对周围的信息进行采集，再由信号线路传输到视频的终端，然后对视频信息进行储存。此时智能化电气系统就可以按照指令也或者是已设定的程序对视频信息进行监控，完成住宅小区的自动巡视以及报警的功能。
住宅门禁系统。这个系统主要对住宅小区的出入口进行智能化的管理，通过对电子识别系统的使用，赋予小区住户的出入权限，防止闲杂人员进出小区，为小区的治安带来隐患。目前，在很多住宅小区中都采用了这一智能化的系统。
它不仅为小区居民的提供了安全的保障，限制了外来人员的进出，而且还对小区的智能化管理提供了一定的基础。
消防报警系统。随着人们的消防安全意识的提高，对待住宅内的消防报警系统也更加重视，因此消防报警系统也是电气智能化在住宅小区中的主要应用。消防报警系统是通过烟感器和温度感应器来采集报警信号，及时发出消防警报，启动火灾消防系统，避免火势蔓延，以保障居民的生命和财产安全。
2、住宅小区内的通讯设备智能化
在现代住宅小区的设计中，通讯设备的智能化也是电气智能化住宅小区的基本需求，而通讯设备是建立在综合网络基础之上的。在住宅小区的通讯系统中，应用电气智能化是为了使信息交换设备都能够获得合理的网络资源分配，并且对信息的传输工作进行有效的管理和控制。
3、住宅小区智能化服务系统
小区车辆管理系统。电气智能化在住宅小区内的应用，其目的在于为住户提供优质、高效的服务，这也是人们所追求的现代住宅品质。因此，在住宅小区设置车辆管理系统，不仅为居民提供了快捷的服务，同时也便于小区对车辆的管理。
智能化供水供电。电气智能化还被应用于住宅小区内的基础供水供电的设备中，实现对小区内的水电设备的智能化管理。随着水电系统逐渐的走向自动化的发展方向，小区也要适应水电系统的发展，将电气智能化技术与其结合起来，对小区内的水泵、电闸等实现智能化的控制，使小区可以达到经济运行的目的。
小区计费系统。计费系统可以对居民所使用的水电煤气进行自动的计量，不仅可以减少抄表员的工作量，同时也方便小区的管理。因此在小区内利用电气智能化技术结合建筑管理实现小区的自动计费、计量等功能是十分必要的，对小区实行智能化的管控。
结束语
总之，电气智能化在住宅小区内的应用更倾向于智能化管理网络的架构，同时也是未来住宅小区建筑的发展趋势。利用电气智能化，实现对住宅小区的智能管理，不仅提升了小区服务的品质，而且还保证了小区的安全。因此，作为实现高品质住宅小区的重要手段，电气智能化技术的应用将成为住宅小区建筑的未来发展趋势。
参考文献
[1]苏维维.浅谈现代住宅小区的电气智能化设计[J].科技资讯，2011，（04）.
电气和自动化的区别篇7
关键词：轴流式引风机；失速；工况；处理措施
引言
随着电力工业的不断发展，大型火电机组的容量越来越大，离心式风机容量的增长已经受到设备尺寸、材料强度的制约而逐步被轴流式风机取代；轴流式风机具有流量大、全压低、效率高、占地面积小等优点，而且适应风量、风压、负荷变化能力强，现在大容量机组越来越多的采用轴流式风机。但燃煤电厂锅炉烟风道系统、调节系统复杂，工况多变，整个烟道涉及到系统设备较多，而轴流式风机转动部件多，对制造、安装、维护及运行调整要求较高，如调整不当，很容易发生风机失速故障，威胁锅炉的安全运行。文章以某燃煤发电厂动叶可调轴流式引风机失速为案列进行分析，总结轴流式引风机失速的原因、处理方法和预防措施。
1系统设备概况
某火电厂2*350mw超临界机组锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司生产的DG1150/25.4-Π2型锅炉，本锅炉为国产350mw超临界参数变压直流锅炉，一次再热，单炉膛，前后墙对冲燃烧方式，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热器温度，固态排渣、全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置，锅炉额定容量1056t/h。
每台锅炉设有两台由成都电力机械厂制造的50%容量“三合一”式双级动叶可调轴流式引风机，引风机将炉膛中的烟气抽出，经过尾部受热面、脱硝装置、空气预热器、袋式除尘器、脱硫装置和烟囱排向大气。引风机安装在空气预热器与袋式除尘器之间，提供克服脱硝装置、空气预热器、袋式除尘器、脱硫装置和烟囱等系统设备的阻力，两台引风机并列运行，水平对称布置，垂直进风，水平出风。引风机动叶调节范围为+36°-20°（对应动叶开度0%-100%），设计全压为8738pa，风机转速为990r/min。
2轴流风机失速机理
轴流风机的特性决定风机并不是在任何工况点都能稳定工作的。图1是典型的具有驼峰形的轴流风机的p-Q性能曲线。图中表示风机压力p随气体体积流量Q的变化关系。如图1所示，风机的特性曲线存在凸出的峰值点。当风机输出的风量与系统所需的风量相当且等于QK时，风机的压力达到最大值pK，大于或小于这一风量时风机的压力就会下降。通常把K点称为风机稳定工作的极限点。风机特性曲线K点右侧区域为风机稳定的工作区（例如a、B、C点），K点左侧的区域叫不稳定工作区。
因为失速区的不稳定性，风机的运行点也不会稳定，但可能在图1中e点附近摆动。当风机进入失速区蔓延至凹谷点D，见图1，所有叶片的顶部将形成一个环形区域。这时，如果背压进一步升高，空气流量减小，失速区域径向沿伸直到图1中L点，整个叶轮处于失速区，风机发生喘振。如果此时将背压降低，气流量增加，运行点将如前所述沿L至D点，沿D-e-K直到脱离失速区。
气流沿叶片流动如图2所示，在零冲角时（气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角），气流绕过机翼型叶片而保持流线状态，如图2（a）所示。而随着冲角的增大，开始在叶片后缘附近产生涡流，阻力增加，当冲角超过某一临界值时，叶片背面气流遭到破坏，流动工况恶化，边界层严重分离，在叶片背面尾端出现涡流区，即“失速”现象，如图2（b）所示。冲角大于临界值越多，失速越严重，气流阻力越大，叶道被气流阻塞，同时风机风压也随之迅速降低。
由于风机各叶片存在制造、安装、工况等差异，当运行工况变化而使气流流动方向发生改变时，各个叶片的冲角也会存在差别，因此，失速现象也不可能在所有叶片同时发生。如图3所示，假设在叶道2中出现失速，叶道中气流阻力增加，流量减小，则原叶道2中气流分别进入相邻的1、3叶道，使1、3叶道的气流方向发生变化，流入叶道1的气流冲角减小，叶道1中气流保持正常流动；叶道3气流冲角增大，加剧了叶道3失速和阻塞。同理，因叶道3失速和阻塞又影响相邻叶道2和4的气流，使叶道2失速的可能性减小，甚至消失；而叶道4因冲角增大而促使发生失速，从而又形成阻塞，使相邻叶道发生失速。这种现象继续进行下去，使失速所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向推进，即产生所谓的“旋转失速”现象。
3引风机失速案例分析
3.1引风机失速前运行工况
#2机组CCS、aGC投入，负荷306mw，总煤量134t/H，a、B、D、e磨煤机运行，#2炉a、B送风机、一次风机、引风机运行，#2炉a、B引风机动叶开度分别为88.6/82.2%，#2炉a、B引风机电流分别为264/279a，a空预器差压为2640kpa，a引风机X/Y方向振动值分别为0.55/0.88mm/s，#2机组其它各系统参数正常。
3.2引风机失速时情况
12时59分37秒，解除#2炉B引风机自动控制（a引风机处于自动控制状态），手动调节B引风机出力（调平a、B引风机出力），12时59分43秒，运行人员采用快增方式增加B引风机动叶开度，动叶开度从82.2%升至86.2%，电流从279a升至308a，a引风机在自动状态下，动叶开度从86.2%下调至82.2%，电流从264a快速下降至223a，a、B引风机入口压力急剧增加，出口压力急剧下降。12时59分50秒，运行人员快减B引风机动叶开度，动叶开度调回至82.2%，但电流一直维持在300a左右。a引风机动叶开度自动回升，但电流持续下降至154a，a、B引风机入口压力继续上升，最高分别从-6219pa上升到-2460pa和从-6326pa上升到-2990pa，出口压力急剧下降，最高分别从1706pa下降到361pa和从1637pa下降到-33pa，风机进入失速区，a引风机“失速报警”发出，炉膛压力突升至+1129pa，a引风机被强制手动；运行人员关小动叶开度，停运B、D磨煤机运行，投等离子稳燃，投空预器连续吹灰，降负荷至180mw，调整炉膛负压、水煤比、汽温至正常范围。13时23分，#2炉a、B引风机调整至并列正常运行，启动B磨煤机运行，负荷逐步恢复。
3.3引风机失速原因分析
3.3.1解除B引风机自动，采用快增、快减方式改变B引风机动叶开度，造成烟道烟气流向快速变化，而a引风机处于自动的情况下，加大了烟气流向的改变。快增、快减过程，造成了烟气流向的紊乱，部分烟气的冲角达到临界值，在局部叶道失速，出现气流阻塞现象。叶道受阻后，通过的流量减少，在该叶道前形成低速停滞区，烟气继续分流，改变相邻叶道的烟气流向，使相邻叶道发生失速，出现叶道阻塞。恶性循环，最终造成a引风机电流持续下降，入口风压剧增，出口压力急剧下降。故快增方式增大B引风机动叶开度，是a引风机失速的直接原因。
3.3.2#2炉a、B空预器堵灰重，a空预器烟气差压达2.64kpa，设计值为1.082kpa（100%B-mCR），空预器阻力远远超出设计值，造成引风机正常运行时，动叶开度和电流大，更接近风机运行的不稳定区。增大了运行人员调整的难度。故烟道阻力大也是a引风机失速的根本原因。
3.3.3机组高负荷运行，a、B引风机动叶开度已接近上限值（90%），正常运行情况下（开度85%），风机已处于不稳定区的边缘，给运行人员的正常调整增加了难度，故风机的设计容量小是a引风机失速的间接原因。
综上所述，在机组负荷高时，空预器差压大，引风机接近B-mCR工况出力，因引风机自身特性差异导致电流偏差，再加上操作人员监视不力、调整失误，最终引起这次a引风机失速事故。
4预防引风机失速的措施
（1）机组正常运行期间，引、送风机投自动方式运行，炉膛负压设定在50-100pa之间，调整锅炉燃烧稳定。若要改变两侧出力，首先应通过调整偏差进行小幅度调节。高负荷下，引风机入口压力在tB点附近或以上时禁止对引风机进行大幅度加减指令操作。
（2）引送风机正常并列运行时，保持两侧引、送风机负荷、电流平衡，保持联络挡板在全开位置，监视引、送风机电流、动叶开度正常，定期核对就地开度与DCS开度一致。
（3）维持空预器连续吹灰，保证连续吹灰蒸汽压力、温度正常，防止空预器进一步堵塞。
（4）加强对脱销系统、空预器差压、除尘器差压、引风机出入口差压的监视，要注意维持两侧烟道阻力均衡，发现相关设备进出口差压增大，要及时分析原因，及时进行吹灰或反吹。
（5）特殊情况需退出单侧风机运行，需先同步降低两侧风机出力至机组负荷低于RB负荷上限，然后分别调整风机出力直至单侧风机停运。待相关参数稳定后，可根据风机出力适当增加负荷至RB工况点之上。
（6）运行中单侧风机并列，应降低负荷至RB工况点之下，并同步降低运行侧风机出力，以降低风机并列时发生失稳的风险，同时也避免风机启动失败触发RB引起工况剧烈变化。
（7）调整风机出力时应密切注意本侧及对侧风机电流、风压及炉膛负压变化情况，发现风机电流、风压出现较大幅度波动或变化超出预期时，应暂停操作或适当将操作回退。风机正常运行期间进行出力调整时，尤其是高负荷时，各项操作应小心谨慎，尽量不进行大幅度操作。
（8）脱销系统运行严格执行环保标准及规程规定，积极保证脱销装置能够正常投入，在保证脱销效率>85%且净烟气出口noX浓度
（9）加强燃料采购及燃料参配管理，严格控制入炉煤硫份
（10）适当控制机组负荷及供热量，控制锅炉给水量小于1056t/h，监视引风机入口压力>-6154pa或全压
（11）增加引风机电流>300a（额定电流321a）或开度>85%闭锁开大引风机动叶调节挡板逻辑。
（12）利用每次停机的机会，检查空预器及其尾部烟道，及时清理内部积灰或杂物；空预器堵塞时采取高压水冲洗进行疏通。
5结束语
在正常运行中，锅炉尾部空预器受热面积灰严重或风门、挡板操作不当造成风道阻力增大，促使风机在不稳定工况区域是轴流式引风机失速的主要原因。根据电厂的运行经验，轴流式引风机电流大幅降低、入口风压、炉膛负压大幅升高后未发生脉动是判断引风机发生失速的重要依据。当运行中引风机发生失速时，一是应立即停运上层制粉系统，尽量保证下面三台制粉系统运行，适当降低送风机出力，同时快速将负荷降至250mw以下运行，并检查引风机入口压力>-6154pa（风机tB点压力）；二是调整好炉膛负压，防止炉膛长时间冒正运行。三是尽快减小两台并列风机的动叶开度至60%以下，在保证炉膛负压正常下调整好两侧风机出力平衡。四是注意失速引风机转为正常运行时对炉膛负压的调整，防止炉膛负压过大。
通过加强管理及采取防止风机失速的措施，该公司再未发生引风机失速现象。
参考文献
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电气和自动化的区别篇8
关键词：居民小区、智能化、发展、现状、规划
中图分类号：U612.1文献标识码：a
一、小区智能化建设概念分析
所谓智能小区，就是由建筑的智能化技术以及现代居住小区相结合的方式形成的。从住宅的角度来看，分别出现了智能住宅、智能小区以及智能社区等。我们可以这样来认为，智能化的住宅小区是说通过对现代通信网络技术、计算机技术、iC卡技术、自动控制技术的利用，通过传输的网络，建立起一个服务与管理集成的系统，此系统由信息服务系统、管理中心与安防系统以及物业管理系统组成，让小区与每一个家庭都能享受到舒适、安全，并且非常便利的生活环境。
智能小区与公共的建筑中的智能建筑相比，具有一定的区别，主要体现在智能小区对住宅单元个体比较强调，对物业管理的功能较为侧重。其中综合布线系统、门禁系统、有线电视系统、电话交换机系统、监控系统、楼宇对讲系统以及防盗报警系统，还有小区的能源管理系统、停车管理系统、宽带网络接入等都属于智能小区的包含范围。少数的智能小区的会所、高层项目，以及运动中心还在楼宇自控系统中有应用。对于大型的社区而言，智能家居运行的基础平台就是智能小区。国家对于智能小区具有标准的定义，主要功能如下：采集用电信息，电力光纤到户，小区配电自动化，智能用电服务互动平台，电动汽车充电桩的管理，光伏民电系统并网运行，以自水气表的集抄与统一展示平台等。
二、我国居民小区智能化建设发展现状分析
社会的科技在不断进步，经济也在快速发展，住宅小区不但要满足场所及空间的要求，与此同时，还要为居民提供舒适、安全、快捷、便利的信息化生活空间，来适应智能化小区时代的来临。《2013-2017年中国智能小区建设行业深度调研与投资战略规划分析报告》中的数据显示，近些年以来，我们国家的智能小区建设得到快速的发展，各地的房地产开发商开发出来的住宅小区智能化项目很受消费者的喜爱。如今，在国内已有很多真正的智能化小区出现，具有非常高的科技含量，其中也有达到国际水平的杰作，例如广州的汇景新城，上海的怡东花园，重庆的金科花园等。总而言之，现在国内智能化的小区的建设水平有了非常显著的提高。智能小区在节能、低碳方面也有非常出的优势，与此同时，给人们的生活带来非常舒适的生活体验。
但是，从整体上来讲，因为各个地区间的经济水平存在很大的差别，与此同时，居民的经济能力也不相同，现在国内很多居民小区的开发还是停在较低的水平，离智能化还差一定的距离。尽管很多房地产开发商都在讲智能化，但是，只有小部分中高级住宅区达到了智能化。这与经济、技术都有一定的原因，一般的住宅小区还存在不少的问题，要达到真正的智能化建设还存在一定的差距。因此，可以看得出，我们国家的住宅小区达到智能化还需要很长的一段路，另外，也把我们国家智能小区建设的市场空间反映出来。国民经济在不断发展，我们国家建设智能小区是未来的发展趋势，不管是开发商，还是设备供应商，都会有非常大的市场空间。
三、新时期居民小区智能化建设规划分析
通常智能化大厦是“三a”系统，普遍认为智能化住宅小区也为“三a“系统，它们分别是： （1）安全自动化（SaS- Safe automation Sys-tem） 包括室内防盗报警系统、消防报警系统、紧急求助系统、出人口控制系统、防盗对讲系统、煤气泄漏报警系统、室外闭路电视摄像监控系统、室外的巡更签到系统。（2）通讯自动化（CaS一Communication automation System） 包括数字信息网络、语言与传真功能、有线电视、公用天线系统。 （3）管理自动化（maS一management automation System ） 包括水、电、煤气的远程抄表系统、停车场管理系统、供水、供电设备管理系统、公共信息显示系统。小区智能化系统的构成。安全自动化系统安全自动化系统以空间来分，可分为室内部分和室外部分。首先，室内部分，住户室内红外线探头、紧急救助、煤气泄漏、门磁系统、所有信息连接到住户室内防盗智能控制主机。该主机负责数据采集、数据分析把分析结果传送到控制中心、由控制中心电脑作处理。显示及打印情况、通知值班人员及110报警中心；其各部分组成功能如下： 红外线防盗探测器在住户室内每个入口及窗口安装红外线探测器，当有人非法进入时，红外线探测器触发报警，将信号传送至室内防盗主机，发出声光信号，主机并将此信号送至小区控制中心，控制中心电子地图，即显示出哪一栋。哪一户、哪间房发生何种类型报警，值班人员即可调度就近保安人员现场查询及处理。煤气泄漏报警及自动关闭门系统在厨房和厕所各安装一个煤气泄漏报警器，一旦有煤气泄漏，即触发报警；一方面其自动切断煤气供应，另一方面如前述途径通知中心控制室由控制室值班员作处理。消防报警系统。在客厅安装烟感或温感，当住户发生火灾时，触发报警，并将信号传送到报警中心。紧急救助系统。当家中有紧急事情发生如生重病、有盗贼闯入，需要求助时，按紧急按钮，家庭主机即将信号传至控制中心，值班人员接报后即派人赶赴现场处理。
其次，关于室外的部分，小区的摄像监控系统，在住宅小区的出口与入口处，以及主要的路口、围墙边绿化带、地下停车场与地面都有监控摄像机安装，对中心的值班人员进行二十四小时的监控，并对监控信息进行存储，为犯罪行为提供有力的证据。同时，在围墙段还设置周界红外线对射报警系统，如果有人非法越栏的时候，就会报警，并对周界进行摄相及录相。在小区相应的地方设置巡更签到器，对保安人员的巡更路线及时间进行规定，保安人员需配带签到器进行巡逻，娇柔，所有保安人员所处的位置都会在控制中心的电子地图上显示出来。如果在规定的时间内保字人员没有到指定的地点进行巡逻，控制中心就会发出声光报警，中心就可查询他的位置，并用保安对讲机进行联络。
最后，通讯自动化的系统。通讯自动化系统是以外部网络建设为基础的，例如：特发小区综合楼、邮电局设置了光纤直通，传输的速度非常快，效果也比较好。可以提供综合业务数据网。此网具有四个特点：它的发展离不开综合数据电话网，它对端到端的数字连接进行支持，对电话与非电话各种通讯业务也支持，还能提供标准的用户网络接口。其中，最大的一个优点就是能在一对普通的电话线上为用户同时提供电话、数据、传真以及会议电视服务，并且接人的速度是非常高的。实现了真正的网上冲浪。在此基础上建立起的家庭网络，是完全可以满足相当于公司环境的工作条件，对于喜欢在家工作的人来讲，是非常方便的。
四、以某某智能化小区设计方案分析
国民经济在不断的发展，居民对于生活的品质也有了更多新的要求，特别是对居住的空间有了更高的要求，住宅智能化系统就是在这样的条件下，随着住宅建设的不断发展提出新的概念。在国民经济中住宅建设产业在不断的增长，这个概念也受到很多方的讨论，变得更加清晰。家园智能化系统的作用通过以下四个方面体现了出来：一是对住宅以及社区的安全防范程度起到提高的作用，二是为小区的住户提供了更多的便捷与服务，三是为物业管理带来更先进的管理方法与增值，四是对于整体规划与分布实施规划起到很大的帮助。此方案设计的主要依据是智能设计有关内容的说明，实施的细则以及相关的建筑结构图纸。工程的基本情况如下：家园建筑的面积大概有十六万平方米，住宅户型有五种，分别是a户型双拼别墅，共计三十二套，每一套有二百六十一平方米，B户型单体别墅共有四十七套，每一套有三百一十平方米，C户型别墅有八十八套，每一套三百七十四平方米，D户型别墅菜有十五套，每一套有四百三十七平米方，e户型别墅有一十八套，每一套四百九十八平方米。一期与二期一共有二百套别墅组成。
方案设计的原则是根据招标书的要求，以及国家与当地的信息发展相关规划进行的，根据用户的需求与整体的设计考虑其经济实用性，选择智能化系统产品。每一个子系统间可通过性能价格进行软硬件设备的比较，进行使网络互联得以实现，整个系统的使用功能是非常高的，一期的投资比较少，运转维护的费用也比较低，这是对住宅小区与大楼连接和整个园区的分布进行了综合的考虑，一步一步到位。在使用户的需求得到满足的情况下，使技术得到充分的升级，对业主的前期投资能起到保护作用，利用先进的技术及少量的投资，使更强大的功能得以实现。开发性与集成性能对智能小区的系统进行充分的考虑，达到信息的共享。使小区的智能系统的安全性、容错性以及可靠性更高。
系统设计的目标是小区物业管理与小区的自动化、火灾报警以及安合等相连在一起，才能对小区的每一个系统的资源区区享进行控制。另外，还能给小区外部的公区数据网提供便捷，支持多种服务。
系统的功能图
五、结束语
通过以上的论述可以总结，现在智能化的小区建设还仍然处在起步的阶段，不具备国家统一的标准与规范，再就是小区智能化的建设要得以发展，需要国民经济的快速发展以及国民总体素质的快速提高，这两个因素是建设智能化小区的重要支持条件，只要这些系统得到一定的完善，用户使用起来就会更加方便，更加快捷。让居民花钱也是心甘情愿，感觉钱花的非常有价值。除此之外，要使住宅小区实现真正的智能化，还需要政府各部门的大力支持，首先把统一的规划制定出来，把相关的法规制定出来，由此可以看得出，要使小区真正实现智能化，对于我们国家来讲，还需要走一段很长的路才能完成。相信只要大家齐心协力，有国家政府的大力支持下，在开发商的共同努力下，实现智能化小区建设的脚步会大步向前迈开。
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电气和自动化的区别篇9
录取来自全国不同省份和地区的本科生，其地域等差异性造成学生的知识结构和基础也有较大区别。在笔者供职的学校，其中几届电力专业的本科生来源还包括部分专升本学生，这样迥异的知识背景加上不同学习能力和学习态度，在接下来三年多的本科基础知识学习过程中造成了更多差异性，这就使得他们的研究能力也出现更多差别。在电气工程及其自动化本科毕业设计中出现的这些新问题无处不体现了“多样”和“差别”的特性。面对这些新问题，对该专业的毕业设计教学工作也有必要随之做相应改革。
二、面向具体对象的多元化、差异性教学改革
1.毕业设计选题的多元化、差异性改革电气工程及其自动化专业适合本科生毕业设计的几种传统工程设计主要包括变电站或发电厂电气部分设计、继电保护设计、电网规划设计等。这些传统设计不仅种类较少，且设计模式大同小异，往往在网上有大量相似的范本。若大比例出此类题型，既难控制学生的抄袭行为，也未能适应学生兴趣及就业新形势所带来的新变化。因此，毕业设计选题种类更应多元化发展，除体现专业的“强电”特色外，还要兼顾所学的“弱电”（控制、通讯、电子）等方面知识，给学生更多选择。毕业设计选题的差异性则主要表现在具体对象化的选题。针对学生自身水平及兴趣要求制订不同难易程度、不同类型的毕业设计题目，并指引学生进行适合自身情况的选择。即：既不让学生见到题目后因无从下手而产生畏难情绪，又不要让基础好的同学一拿到毕业设计题目就产生轻视的态度甚至觉得和课程设计没什么区别。不仅如此，不管对于研究型还是应用型的设计，也均需根据本专业学生自身特点和需要把控好各自比例来进行选择。表1简单列举了改革后的一些毕业设计选题的案例，这些案例可以大致反映电气工程及其自动化专业毕业设计选题的多元化、差异性改革宗旨。
2.毕业设计教学内容的多元化改革教学内容的丰富多样不仅要表现在各种文献的查找方法介绍，office、matLaB、VC++、autoCaD、emtp等各种专业软件的使用教学以及论文写作方法、规范的讲授上，更要表现在最新的专业发展趋势的把握以及在本专业毕业设计的贯穿上。例如，随着新能源的发展，近年来有不少学生相继进入风电厂、核电厂等新能源电厂工作，因此在毕业设计的教学内容中也要有意识逐步加入这部分内容。表2对这些内容均做了部分列举。
3.教学方式和教学平台的多元化、差异性改革（1）差异性的教学方式改革。因人而异的教学方式对于电气工程及其自动化专业学生的毕业设计指导工作尤其重要，特别是在一些有专升本学生的院校。因本专业学生在理论知识和实践知识水平上各有侧重，因此差别较大。其中统招的学生在理论知识上水平整体较高，而专升本同学因其之前学校的培养目标不同的原因致使其理论知识相对较弱，但与电力系统相关的实践知识却较丰富。因此，在本专业毕业设计教学工作中认清这些差别，分别进行差异化的教学是十分必要的。例如，对于专升本的同学应注重过程教育，让其掌握基本知识、基本规范、设计原则、标准等，而对于理论知识较丰富的学生则主要注重方法指导和难度稍高的资料提供等。（2）教学平台的多元化利用。动用包括校企合作、联合指导、校外设计等多元化的毕业设计教学平台，给学生更多的选择，也是提升电气工程及其自动化专业学生毕业设计效果的改革要素之一。比如，现在很多用人单位都要求本科生在签约之后进入该企业进行工作前的实习，为了使得毕业设计更贴合学生今后工作的内容，鼓励学生在实习期间充分利用企业人力技术及设备平台来完成毕业设计也是相当可取的一种方式。
对应于多元化、差异性的教学方式和平台，教学质量监控及评价体系也应反映出多重性。除了论文评阅、正常答辩、学校公开答辩抽查、学校和学院论文抽查以及论文重复率抽检等多个质量监控和评价环节外，指导老师更应注重学生毕业设计的平时表现，对于在校外进行毕业设计的同学，还应定时联系并做好校内校外指导教师的双重监督和评价。
三、结语
电气和自动化的区别篇10
关键词：家庭控制器自动监控安全防范
l 引言
随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。
2 智能家居控制系统概述
智能家庭控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台，计算机网络技术为技术平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。
智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。
系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CmtS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。
3 智能家居控制系统功能
智能家庭控制系统的主要功能包括家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范三个方面。
3．1家庭通信
家庭通信可采用电话线路、计算机互联网、CatV线路、无线局域网等方式。
(1)电话线路
通过电话线路实现双向传输语音信号和数据信号。
(2)计算机互联网
通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。
(3)CatV线路
通过CatV线路实现VoD点播和多媒体通信。
(4)无线局域网
通过无线收发器、天线、各种无线终端，实现双向传输数据信号。
3．2家庭设备自动监控
家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或internet)的监视、控制及数据采集。
(1)家用电器的监视和控制
按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。
(2)热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。
(3)空调机的监视、调节和控制
按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。
(4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。
(5)窗帘的控制
按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启／关闭进行控制。
3．3家庭安全防范
家庭安全防范主要包括多火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧急求救、多防区的设置、访客对讲等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码(如家人单位电话号码、手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等)，在有报警发生时，按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。同时，各种报警信号通过控制网络传送至小区物业管理中心，并可与其它功能模块实现可编程的联动(如可燃气体泄漏报警后，联动关闭燃气管道上的电磁阀)。
(1)防火灾发生
通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况，自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。
(2)防可燃气体泄漏
通过设置在厨房的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀，同时通知家人及小区物业管理部门。
(3)防盗报警
防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关，在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器；住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外／微波双技术探测器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)设防，住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器或被动红外／微波双技术探测器)撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外／微波双技术探测器)均设防。当有非法侵入时，家庭控制器发出声光报警信号，并通知家人及小区物业管理部门。另外，通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。
(4)访客对讲
住宅的主人通过访客对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话，确认是否允许来访者进人。住宅的主人利用访客对讲设备，可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。
(5)紧急求救
当遇到意外情况(如疾病或有人非法侵入)发生时，按动报警按钮向小区物业管理部门进行紧急求救报警。紧急求救信号在网络传输中具有最高的优先级别，由于是人在紧急情况下的求救信号，其误报的可能性很小。
4 智能家居控制系统类型
4．1系统类型
智能家庭控制系统可分成采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统、Lonworks的智能家庭控制系统、KS485的智能家庭控制系统、无线网的智能家庭控制系统等类型。
4．2基本特点、功能、适用范围
(1)采用公共电话网的智能家庭控制系统采用公共电话网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计
·基本特点：家庭智能控制器内配置了与电话线连接的收发器，利用电话网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且大大地简化了布线，可以节省布线的投资。
·系统组成：系统由系统服务器、家庭控制器(内置了与电话线连接的收发器)、路由器、收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程，利用原有的电话线就可实现数据信号的共网传输。
(2)采用HFC的智能家庭控制系统
采用HFC的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计
·基本特点：家庭智能控制器内配置了Cablemodem，利用有线电视的HFC网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且大大地简化了布线，可以节省布线的投资。
HFC网络采用共享方式，其共享带宽为36mbps。当上网人数较多时，上网的速度会变慢。由于Cablemodem设备费用较高，用户网络的开通费用高。
·系统组成：系统由系统服务器、家庭控制器(内置了Cablemodem)、路由器、电缆调制解调器头端设备CmtS、有线电视传输网络、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成o
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程，仅将原有的有线电视HFC网络进行双向改造，就可实现数据和图像信号的共网传输。
(3)采用以太网的智能家庭控制系统
采用以太网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计
·基本特点：家庭智能控制器内配置了以太网网卡，利用以太网作为信息传输网。以太网同时支持住户计算机和智能家庭控制系统。该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且大大地简化了布线，可以节省布线的投资。
以太网传输速率较高，传输速率有10mbps、100mbps等。根据传输距离的要求，由小区物业管理中心至各楼交换机采用5类以上4对对绞线、多模光缆或单模光缆，由交换机至家庭控制器采用超5类4对对绞电缆。
·系统组成：系统由系统服务器、家庭控制器、路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建和改造的智能化住宅(小区)工程，用以太网实现数据和图像信号的双向传输。
(4)采用Lonworks的智能家庭控制系统采用Lonworks的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计《智能家居控制系统设计施工图集如3X602第21、22、23页。
·基本特点：采用一个覆盖全部iSo／oSi标准七层通信协议、开放性的Lonwork总线技术，一台系统服务器最多可连接127台Lonworks路由器，一台Lonworks路由器最多可连接63台家庭控制器。每台家庭控制器为Lonwork一个通道上的网络节点，每个网络节点包括有神经元(neURon)芯片、振荡器、电源、一个通过媒介通信的收发器和与监控设备接口的i／o设备(电路)、存储器等。
Lonworks直接通信距离可达2700m(双绞线、78Kbps)，其通信传输速度最大可达1．25mbps(此时有效传输距离为130m)。Lonworks路由器至小区物业管理中心线路长度超过2700m时，需在总线上加装中继器。传输线通常采用双绞线，根据需要也可采用同轴电缆或电力线。
·系统组成：由系统服务器、家庭控制器、路由器、Lonworks路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。
(5)采用KS485的智能家庭控制系统
采用KS485的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第18、19、20页。
·基本特点：KS485串行接口总线为主从式网络，它的通信为半双工、采用双向单信道连接方式。RS485串行接口总线的传输介质采用双绞线，它可以高速地进行远距离传输，传输速度与传输距离的技术指标如下：传输速率为10mbit／s时，最大传输距离是12m；传输速率为1mbit／s时，最大传输距离是120m；传输速率为100kbit／s时，最大传输距离是1200m。
·系统组成：由系统服务器、家庭控制器、路由器、通讯器、控制器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。
(6)采用无线网的智能家庭控制系统
采用无线网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第24、25页。
·基本特点：利用无线作为信息传输网，该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且从系统服务器至家庭控制器、家庭控制器至各种现场末端装置均采用无线传输方式，小区、楼内、户内无需布线，施工简单，可以节省施工的投资。
无线网的工作频率符合ieee802．11b标准要求。
·系统组成：由系统服务器、家庭控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程，不用敷设线路就可实现数据信号的传输。
5 系统设计及产品选用要点
5．1智能家庭控制系统类型的选用
新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，宜采用Lonworks的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统或采用RS485的智能家庭控制系统。改造的智能化住宅(小区)工程，宜采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统或无线网的智能家庭控制系统。
5．2家庭控制器的选用
家庭控制器的选用主要包括功能、总线技术及模块化设计、扩展功能、可按用户的基本要求进行配置等方面的选用要求。
(1)家庭控制器功能的选用
家庭控制器通常具有以下功能：
·家庭防盗报警；
·家庭火灾报警；
·家庭燃气泄露报警；
·家庭紧急求助；
·远程设防与撤防；
·远程报警；
·访客对讲；
·家用电器监控；
·家用表具数据采集及处理；
·空调机监控；
·接入网接口；
·小区电子公告；
·信息查询；
·家用设备报修等。
(2)家庭控制器功能的选择
在工程设计中，家庭控制器功能的选择可参见下表所示。
5．3总线技术及模块化设计
·家庭控制器要求采用总线技术，如Lonworks、R5485、BaCnet、C^nBlls、CeBus、X一10；
·家庭控制器要求采用模块化设计，以便用户可以根据需求选择不同的模块完成不同的功能。
5．4扩展功能
家庭控制器要有一定的扩展功能，考虑能适应今后发展的需要。
5．5可按用户的基本要求进行配置应能根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求(功能要求)等因素，来对家庭控制器组成进行配置，包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。6 设备的安装
6．1交换机、路由器、控制器、放大箱、分配箱、电话分线箱
康居住宅家庭控制器功能设置表
级嗣
消防
安防
访客对讲
家电监控
表具数据远传
基本级(1a)
1．在住户内安装紧急按钮开关。
2．在住户内安装入侵报警探测器。
具有语音对讲及控制开启楼道人口处防盗门功能。
1~2点
热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。
提高级(2a)
在室内安装可燃气体泄
漏自动报警装置。且能就地
发出声光报警信号。
1．在住户内两处安装紧急按钮开关。
2．在住户内安装入侵报警探测器，在户门、及用台、外窗安装
人侵报警装置。
具有语音对讲及控镧开启楼道人口处防盗门功能。可实
现住户与安防监控中心的直接联系。
2点以上
热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄
收及远传、超限爿断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。
先进级(3a)
1．在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置，当燃气体泄漏报警后能自动切断气源、打开捧气装置，且能就地发出声光报警信号。
2．在住户内设置火灾自动报警装置。
1．在住户内不少于两处安装紧急按钮开关。
2．在住户内安装入侵报警探测器，在户门及阳台门、外窗安装入侵报警装置。
具有语音、可视对讲及控翻开启楼道入口处防盗门功能，可实现住户与安防监控中心的直接联系。
2点以上
热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。
这些设备均应安装在电气竖井内或公共走道的墙上(内)。
6．2家庭控制器
暗装(或明装)在墙内(上)，其底边距地面1．4m左右。家庭控制器应设置在住户大门附近(宜距户门0．5m以内)，且容易操作(包括设防与撤防)的地方。
6．3可燃气体探测器
安装在厨房内的燃气管道、灶具附近，当住户使用的是天然气，燃气探测器吸顶棚安装在距顶棚300ram以内的地方；当住户使用的是液化石油气，燃气探测器安装在距地面300mm以内地方。
6．4感温探测器设置在厨房内，它吸顶棚安装。
6．5感烟探测器设置在起居室、卧室等房间内，它吸顶棚安装。
6．6紧急按钮开关
设置在起居室沙发和主卧室床头附近的墙上，及卫生间的墙上。紧急按钮开关暗装在墙内，其底边距地面0．5m~1．2m。
6，门(窗)磁开关
安装在门扇和门框内或窗扇和窗框内。
6．8玻璃破碎探测器
安装在窗户和玻璃门(阳台)附近的墙上或吸顶棚安装。
6．9被动红外侵入探测器和被动红外／微波双技术探测器
安装在住户的主要通道、重要的房间内，它吸顶棚安装或安装在顶棚的墙角处。
6．10红外遥控器
安装在被控电器设备正面附近的墙上，距离不能超过红外线工作范围，且与电器设备之间没有遮挡。
7 工程设计实例
以二室户型为例介绍户内的智能家庭控制系统设计，设计标准采用康居住宅先进级(3a)。采用以太网的家居控制系统，家庭控制器与户内各模块之间采用R．$485总线，家庭控制器可通过电话线或计算机网络接收控制指令、发出信息，所选用的家庭控制器具有可视访客对讲功能。家居控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第17页，二室户型家居控制平面图参见图1、2所示，家庭控制器与室内设备的连接参见图3所示。
在起居厅、卧室设置了感烟探测器，厨房设置了感温探测器、可燃气体探测器，各房间的窗户、阳台推拉门上及附近设置了门(窗)磁开关和玻璃破碎探测器，起居厅设置了被动红外侵入探测器，起居厅、卧室、卫生间设置了紧急按钮开关。对电、水、燃气进行计量；可对餐厅、起居厅、卧室的灯进行控制；当可燃气体探测器探测到有燃气泄漏后，联动控制关闭燃气管道上电磁阀、开启排烟风机；当有各种探测器报警后，联动警报发声器发出报警声音。
家庭控制器共提供13路输入：电度表(电度表安装在照明配电箱内)、燃气表、热能表、可燃气体探测器、感温探测器、感烟探测器、紧急按钮开关、被动红外侵入探测器、玻璃破碎探测器各1路，水表、门(窗)磁开关各2路。
家庭控制器共提供7路输出：警报发声器控制1路、燃气管道上电磁阀控制1路、排烟风机控制1路、照明控制4路。
三室户型、复式结构、别墅的智能家庭控制平面图及家庭控制器与室内设备的连接参见国家建筑标准设计