摘要:改革开放使社会基础设施建设和城市化进程得到迅速发展，为了能够满足建筑智能化、城市智慧化发展的需求，将电气自动化技术广泛应用到智能建筑中，不仅可以提升建筑的整体使用性能，还使建筑的管理水平得到了大幅提高，促进城市智慧化。本文对自动化新技术如何应用于智能建筑进行探讨。
关键词：电气自动化技术；智能建筑；应用
引言：电气工程及自动化技术是一个历史悠久和发展迅速的学科范畴，从最早发现电的存在，人类开始研究利用电力代替人力来发展生产，当今利用计算机技术进行控制和管理，学科不断发展，专业不断细化，各专业相互交叉和渗透，从单一学科发展到综合性学科，可以说电气自动化技术的发展使整个社会的各个领域发生了翻天覆地的变化。
一、概论
电气自动化技术的发展，依赖自动控制理论研究的深入。随着工业革命时代的到来，自动控制理论研究分为三个阶段(1)：
(1) 始于1765年蒸汽机时代的经典控制理论，针对“单输入一单输出”的线性定常系统以传递函数为数学工具,采用频率分析法进行研究和分析。
(2)在20世纪50年代末的现代控制理论。采用状态空间法(时域法)研究“多输入一多输出”控制系统。
(3)在20世纪80年代,进行优化调度和控制的大系统理论和智能控制理论，它具有智能性,解决以往的自动控制技术不能解决的控制问题。
理论研究的不断深入，带来了自动化技术的各环节的不断完善，新技术新发明层出不穷，不断给时代注入发展的动力。与此同时，时代发展的强烈需求又促进了电气自动化技术的不断发展。
二、电气自动化技术的发展为智能建筑的建设提供了坚实的基础
2018年世界知识产权组织（WIPO）发表的数据显示，中国专利申请件数达到154万件，比上年增加12％。占到世界整体的近5成，连续8年排在首位。据2018年上半年统计，位居前五名的华为排行第一，第二中石化，OPPO排行第三，第四国家电网，中兴通讯排行第五 (2)。信息、通讯、电力、控制技术占了专利相当大的部分，应运而生的物联网，人工智能、移动互联网、云计算等技术社会各行各业的发展注入了强大的动力。如何将这些新技术转换为生产力，需要全社会各行业的努力，只有做好新技术本行业和跨行业的科技整合，才能充分发挥科技的力量。特别是电气自动化技术为智能建筑的建设提供了坚实的基础，加快新技术的转化，是迫切需要完成的任务。
三、电气自动化技术在智能建筑领域的应用
智能的建筑越来越受到社会的关注，智能部分的投入日趋提高。国家为规范智能建筑的建设，相继出台了关于智能建筑的设计、施工、验收等规范，针对住宅、办公、文化、金融、医疗、商业、工业等各类建筑的智能工程构架、信息化应用、智能化集成、建筑设备管理系统公共安全系统等作了科学的要求，使智能建筑成为不仅是系统架构、应用管理的优化整体,还具有感知、传输、判断和决策的智慧能力的建筑,更是具有建筑、人文、外部环境互为协调的整合体,可提供高效、安全及可持续发展功能环境的建筑(3)。要实现这一系列目标，可从以下几方面入手：
（1）.物联网与智能化信息集成(平台)系统 智能建筑的构成要素之一的智能化信息集成(平台)系统中包括操作系统、平台应用程序、数据库、智能化设施系统与集成互为关联的各类信息通信接口等; 具有通用、专业业务运营功能模块，就系统的自动化技术层面而言，是为智慧城市提供基础平台，系统应与它们特别是应与物联网多元化交互，发展新的应用领域。
自从互联网出现后, 通过浏览网站、收发邮件、电子商务等，人与人之间的关系就变得很密切了;而物联网,将形成更广泛的物物相联，设备通过传感器联网。可以在大范围网上，也可以在局域网上。应用层要依靠Web浏览器的应用开发,完成人与物的联系。
智能建筑与物联网关系密切，针对智能化信息集成(平台)系统，首先利用工业的自动化技术开发微型化、性价比高的智能型传感器（如全球定位系统、射频识别(RFID)技术、激描器、气体感应器、红外感应器等）嵌入智能化设施中，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。其次开发数字化终端产品和IP网络化子系统,与互联网结合形成一个巨大网络。目前智能化物联网络终端已经推出，越来越多的1P网络架构子系统走向市场（如智能办公终端、智能照明开关、智能手环等）。第三要开发面向建筑的智能化信息集成(平台)系统B/S应用软件 (浏览器/服务器模式)，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件，这种模式统一了客户端，将实现系统功能的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。
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计算模式每隔15年发生一次变革,终端-主机模式、微机-服务器模式、互联网模式,目前第四次就是物联网模式。我国从上世纪60年代至今错过了前三次发展的机遇，与我国在国际上的影响不相称，现在发展物联网模式已上升到国家战略发展高度，国家物联网标准的制定已经启动,。利用自动化技术优势，开发适应物联网运作的智能化信息集成(平台)系统，必将加速数字城市的实现。
（2）建筑设备管理系统与大数据技术 建筑设备管理系统是智能建筑的重要组成要素之一，通过采集建筑环境及设备运行温湿度、流量、压力、压差、液位、照度、气体浓度、电量、冷热量等各类基础状态参数，利用自动化技术，实现对冷热源、给排水、供配电等建筑设备的状态监控、能耗监测，构建建筑设备工艺运行合理、信息互联共享、环保、安全的综合管理模式。目前气动和电动单元组合智能化的仪表在系统中广泛应用，可实现PID调节及局部自动控制的小型化计算机PLC ，使系统设计更简便、系统构成更标准化，这为形成专业的建筑设备监控、能效监管、设备运维管理系统等提供了条件。但长期以来，该系统与公共安全系统等其他关联系统缺乏联系，不能构建建筑设备的综合管理，从而大大降低了他自身的价值。
大数据技术 随着社会各领域的需求和分析技术的完善，大数据的价值越来越被社会重视。大数据处理需要特殊的技术，将各个小型数据集进行整合，采用大规模并行处理（MPP）数据库、分布式件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统，进行分析可得出相当多的附加关数据，产生数据增值，用于特定决策需求。大数据技术对于自控技术领域来说，扩大了自控技术的外延，融合了现代数学、运筹学甚至心理学、生理学等诸多学科，大大丰富控制对象需求的控制路径。利用大数据技术，可用来分析智能建筑内每台设备的运行工艺区间从而控制设备的合理运行、分析局部或每个建筑单体的用电数据从而合理调节能源系统配送的效率、分析不同时段区域停车数据从而充分合理利用车位资源等；智能建筑设备管理系统通过与其他智能建筑关联系统相关联，录入大量数据，使原先系统较单一的输入更加丰富和人性化，覆盖了控制理论的盲区，控制更加精准、高效。
（3）移动互联网技术 住宅在建筑中占非常大的份额，发展智能家居有非常广阔的前景。智能家居主要的控制对象就是家电设备,如空调，照明、插座及门锁等，实现联网远程控制离不开移动互联网的广泛应用。目前信息家电市场发展非常迅猛，家电设备都带无线传输功能，如插座可以远程无线控制。随着5G技术的发展, 这些覆盖千家万户的家电都是网络中的智能终端，从控制技术的角度看，为移动互联网提供了控制系统需要的最为精准的智能建筑的被控对象，造价低，易施工，而且操作简化，运维成本低，实现全方位家居智能化并不困难。如果我们打破智能建筑各专业的壁垒，把"信息孤岛"式孤立的智能建筑设备实现了移动互联化，实现 整个城市的智能化就为期不远了。
（4）云计算技术 云计算是通过网络将大系统的计算任务分布在由大量计算机构成的族群上，使各种应用系统可获取所需要的计算力、存储空间和各种软件服务(4)。作为最上端的集中管理和控制平台，可以控制管理各系统。对于智能建筑的建筑设备管理系统来说，这种技术不同于传统智能建筑数据中心，以往的模式中服务器利用率低、管理效率低、管理成本高，通过网络使用IT资源与服务改变传统lT的资源提供与管理模式，实现资源的集约共享，提高服务器的利用率和数据中心的管理效率。云计算技术作为以计算机网络为基础的自动化技术，可大大提高建筑设备管理系统的管理效率，形成家庭小网、社区中网、世界大网的完美格局，建筑的智能化并不局限于建筑内，在智能建筑外部对建筑内的设备也可进行操控，例如通过手机上网随时了解管控家中的电器。云计算技术运用在智能建筑的建筑设备管理系统可称为云计算建筑能源管控平台，通过将大量分散的建筑群内部的能耗、控制等多种信号和参数，传输至云计算建筑能源管控平台，由平台进行统计、分析和处理后，再反馈至IP物联网控制系统，实现建筑的能源管理和智能化控制功能，也能对建筑群进行监督和管理，从而实现“智慧建筑”的节能降耗目标。云计算能源管控平台”可适用的范围不仅包括常规的楼宇自控、安全防范、消防系统、电梯控制等等，其他基于IT技术的设备和智能系统，如：智能电力、智能清洁系统等等都可以由平台进行集成管理和控制。
结语：随着我国现代建筑行业对智能建筑要求也越来越高，要满足智能建筑发展的需求，首先要加大电气自动化技术理论的研究，其次加大新产品开发和推广的力度，鼓励在智能建筑中采用新技术新产品，更要完善各项标准和规范，使行业标准不断适应新的需求和国情，我们坚信从智能建筑到智慧建筑的过渡将会很快实现，智慧城市在不久的将来一定会实现。
参考文献：
(1)(刘湘涛,黄大足 自动控制原理与应用 北京:电子工业出版社, 2007.8(1))
(2)搜狐科技 我国2018上半年专利申请数量公布 2018-07-13
(3) 智能建筑设计标准GB 50314 – 2015（4）中国计划出版社 2015-03-08
(4)张强. 云计算时代的软件复用[J].《电脑知识与技术》杂志社. 2008(35)
论文作者:吴建红
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/27
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