电梯控制系统设计基于西门子PLC的电梯控制系统
浅析室内设计的风格和流派专业 2009-12-23 21:47 阅读468 评论1 字号: 大大 中中 小小 室内设计的风格和流派,属室内环境中的艺术造型和精神功能范畴。室内设计的风格和流派往往是和建筑以至家具的风格和流派紧密结合;有时也以相应时期的绘画、造型艺术,甚至文学、音乐等的风格和流派紧密结合;有时也以相应时期的绘画、造型艺术,甚至文学、音乐等的风格和流派为其渊源和相互影响。例如建筑和室内设计中的“后现代主义”一词及其含义,最早是起用于西班牙的文学著作中,而“风格派”则是具有鲜明特色荷兰造型艺术的一个流派。可见,建筑艺术除了具有与物质材料、工程技术紧密联系的特征之外,也还和文学、音乐以及绘画、雕塑等门类艺术之间相互沟通。 风格的成因和影响 室内设计风格的形成,是不同的时代思潮和地区特点,通过创作构思和表现,逐渐发展成为具有代表性的室内设计形式。一种典型风格的形式,通常是和当地的人文因素和自然条件密切相关,又需有创作中的构思和造型的特点。形成风格的外在和内在因素。 风格虽然表现于形式,但风格具有艺术、文化、社会发展等深刻的内涵;从这一深层含义来说,风格又不停留或等同于形式。 需要着重指出的是,一种风格或流派一旦形成,它又能积极或消极地转而影响文化、艺术以及诸多的社会因素,并不仅仅局限于作为一种形式表现和视觉上的感受。 20-30年代早期俄罗斯建筑理论家M? 金兹伯格曾说过,“风格”这个词充满了模糊性……。我们经常把区分艺术的最精微细致的差别的那些特征称作风格,有时候我们又把整整一个大时代或者几个世纪的特点称作风格“。当今对室内设计风格和流派的分类,还正在进一步研究和探讨,本章后述的风格与流派的名称及分类,也不作为定论,仅是作为阅读和学习时的借鉴和参考,并有可能对我们的设计分析和创作有所启迪。 室内设计的风格 在体现艺术特色和创作个性的同时,相对地说,可以认为风格跨越的时间要长一些,包含的地域会广一些。 室内设计的风格主要可分为:传统风格、现代风格、后现代风格、自然风格以及混合型风格等。 一、传统风格 传统风格的室内设计,是在室内布置、线形、色调以及家具、陈设的造型等方面,吸取传统装饰“形”“神”的特征。例如吸取我国传统木构架建筑室内的藻井天棚、挂落、雀替的构成和装饰,明、清家具造型和款式特征。又如西方传统风格中仿罗马风、哥特式、文艺复兴式、巴洛克、洛可可、古典主义等,其中如仿欧洲英国维多利亚或法国路易式的室内装潢和家具款式。此外,还有日本传统风格、印度传统风格、伊斯兰传统风格、北非城堡风格等等。传统风格常给人们以历史延续和地域文脉的感受,它使室内环境突出了民族文化渊源的形象特征。 二、现代风格 现代风格起源于1919年成立的鲍豪斯学派,该学派处于当时的历史背景,强调突破旧传统,创造新建筑,重视功能和空间组织,注意发挥结构构成本身的形式美,造型简洁,反对多余装饰,崇尚合理的构成工艺,尊重材料的性能,讲究材料自身的质地和色彩的配置效果,发展了非传统的以功能布局为依据的不对称的构图手法。鲍豪斯学派重视实际的工艺制作操作,强调设计与工业生产的联系。 鲍豪斯学派的创始人W?格罗皮乌斯对现代建筑的观点是非常鲜明的,他认为“美的观念随着思想和技术的进步而改变”。“建筑没有终极, 只有不断的变革”。“在建筑表现中不能抹杀现代建筑技术,建筑表现要应用前所未有的形象”。当时杰出的代表人物还有Le?柯布西耶和密斯?凡?德?罗等。现时,广义的现代风格也可泛指造型简洁新颖,具有当今时代感的建筑形象和室内环境。 三、后现代风格 后现代主义一词最早出现在西班牙作家德?奥尼斯1934年的《西班牙与西班牙语类诗选》一书中,用来描述现代主义内部发生的逆动,特别有一种现代主义纯理性的逆反心理,即为后现代风格。50年代美国在所谓现代主义衰落的情况下,也逐渐形成后现代主义的文化思潮。受60年代兴起的大众艺术的影响,后现代风格是对现代风格中纯理性主义倾向的批判,后现代风格强调建筑及室内装潢应具有历史的延续性,但又不拘泥于传统的逻辑思维方式,探索创新造型手法,讲究人情味,常在室内设置夸张、变形的柱式和断裂的拱券,或把古典构件的抽象形式以新的手法组合在一起,即采用非传统的混合、叠加、错位、裂变等手法和象征、隐喻等手段,以期创造一种溶感性与理性、集传统与现代、揉大众与行家于一体的即“亦此亦彼”的建筑形象与室内环境。对后现代风格不能仅仅以所看到的视觉形象来评价,需要我们透过形象从设计思想来分析。后现代风格的代表人物有P?约翰逊、R?文丘里、M?格雷夫斯等。 四、自然风格 自然风格倡导“回归自然”,美学上推崇自然、结合自然,才能在当今高科技、高节奏的社会生活中,使人们能取得生理和心理的平衡,因此室内多用木料、织物、石材等天然材料,显示材料的纹理,清新淡雅。此外,由于其宗旨和手法的类同,也可把田园风格归入自然风格一类。田园风格在室内环境中力求表现悠闲、舒畅、自然的田园生活情趣,也常运用天然木、石、藤、竹等材质质朴的纹理。巧于设置室内绿化,创造自然、简朴、高雅的氛围。 此外,也有把70年代反对千篇一律的国际风格的如砖墙瓦顶的英国希灵顿市政中心以及耶鲁大学教员俱乐部,室内采用木板和清水砖砌墙壁、传统地方门窗造型及坡屋顶等称为“乡土风格”或“地方风格”,也称“灰色派”。 五、混合型风格 近年来,建筑设计和室内设计在总体上呈现多元化,兼容并蓄的状况。室内布置中也有既趋于现代实用,又吸取传统的特征,在装潢与陈设中溶古今中西于一体,例如传统的屏风、摆设和茶几,配以现代风格的墙面及门窗装修、新型的沙发;欧式古典的琉璃灯具和壁面装饰,配以东方传统的家具和埃及的陈设、小品等等。混合型风格虽然在设计中不拘一格,运用多种体例,但设计中仍然是匠心独具,深入推敲形体、色彩、材质等方面的总体构图和视觉效果。 室内设计的流派 流派,这里是指室内设计的艺术派别。现代室内设计从所表现的艺术特点分析,也有多种流派,主要有:高技派、光亮派、白色派、新洛可可派、超现实派、解构主义派以及装饰艺术派等。 一、高技派或称重技派 高技派或称重技派,突出当代工业技术成就,并在建筑形体和室内环境设计中加以炫耀,崇尚“机械美”,在室内暴露梁板、网架等结构构件以及风管、线缆等各种设备和管道,强调工艺技术与时代感。高技派典型的实例为法国巴黎蓬皮杜国家艺术与文化中心、香港中国银行等。 二、光亮派 光亮派也称银色派,室内设计中夸耀新型材料及现代加工工艺的精密细致及光亮效果,往往在室内大量采用镜面及平曲面玻璃、不锈钢、磨光的花岗石和大理石等作为装饰面材,在室内环境的照明方面,常使用折射、折射等各 类新型光源和灯具,在金属和镜面材料的烘托下,形成光彩照人、绚丽夺目的室内环境。 三、白色派 白色派的室内朴实无华,室内各界面以至家具等常以白色为基调,简洁明确,例如美国建筑师R?迈耶设计的史密斯住宅及其室内即属此例。R? 迈耶白色派的室内,并不仅仅停留在简化装饰、选用白色等表面处理上,而是具有更为深层的构思内涵,设计师在室内环境设计时,是综合考虑了室内活动着的人以及透过门窗可见的变化着的室外景物,由此,从某种意义上讲,室内环境只是一种活动场所的“背景”,从而在装饰造型和用色上不作过多渲染。 四、新洛可可派 洛可可原为18世纪盛行于欧洲宫廷的一种建筑装饰风格,以精细轻巧和繁复的雕饰为特征,新洛可可仰承了洛可可繁复的装饰特点,但装饰造型的“载体”和加工技术却运用现代新型装饰材料和现代工艺手段,从而具有华丽而略显浪漫、传统中仍不失有时代气息的装饰氛围。 五、风格派 风格派起始于20世纪20年代的荷兰,以画家P? 蒙德里安等为代表的艺术流派,强调“纯造型的表现”,“要从传统及个性崇拜的约束下解放艺术”。风格派认为“把生活环境抽象化,这对人们的生活就是一种真实”。他们对室内装饰和家具经常采用几何形体以及红、黄、青三原色,间或以黑、灰、白等色彩相配置。风格派的室内,在色彩及造型方面都具有极为鲜明的特征与个性。建筑与室内常以几何方块为基础,对建筑室内外空间采用内部空间与外部空间穿插统一构成为一体的手法,并以屋顶、墙面的凹凸和强烈的色彩对块体进行强调。 六、超现实派 超现实派追求所谓超越现实的艺术效果,在室内布置中常采用异常的空间组织,曲面或具有流动弧形线型的界面,浓重的色彩,变幻莫测的光影,造型奇特的家具与设备,有时还以现代绘画或雕塑来烘托超现实的室内环境气氛。超现实派的室内环境较为适应具有视觉形象特殊要求的某些展示或娱乐的室内空间。 七、解构主义派 解构主义是本世纪60年代,以法国哲学家J?德里达为代表所提出的哲学观念,是对本世纪前期欧美盛行的结构主义和理论思想传统的质疑和批判,建筑和室内设计中的解构主义派对传统古典、构图规律等均采取否定的态度,强调不受历史文化和传统理性的约束,是一种貌似结构构成解体,突破传统形式构图,用材粗放的流派。 八、装饰艺术派或称艺术装饰派 装饰艺术派起源于20年代法国巴黎召开的一次装饰艺术与现代工业国际博览会,后传至美国等各地,如美国早期兴建的一些摩天楼即采用这一流派的手法。装饰艺术派善于运用多层次的几何线型及图案,重点装饰于建筑内外门窗线脚、檐口及建筑腰线、顶角线等部位。上海早年建造的老锦江宾馆及和平饭店等建筑的内外装饰,均为装饰艺术派的手法。近年来一些宾馆和大型商场的室内,出于既具时代气息,又有建筑文化的内涵考虑,常在现代风格的基础上,在建筑细部饰以装饰艺术派的图案和纹样。 当前社会是从工业社会逐渐向后工业社会或信息社会过渡的时候,人们对自身周围环境的需要除了能满足使用要求、物质功能之外,更注重对环境氛围、文化内涵、艺术质量等精神功能的需求。室内设计不同艺术风格和流派的产生、发展和变换,既是建筑艺术历史文脉的延续和发展,具有深刻的社会发展历史和文化的内涵,同时也必将极大地丰富人们与之朝夕相处活动于其间时的精神生活
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入,控制大功率的液压能(流量与压力)输出,并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下: 1)明确设计要求:充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求,并应详细分析负载条件。 2)拟定控制方案,画出系统原理图。 3)静态计算:确定动力元件参数,选择反馈元件及其它电气元件。 4)动态计算:确定系统的传递函数,绘制开环波德图,分析稳定性,计算动态性能指标。 5)校核精度和性能指标,选择校正方式和设计校正元件。 6)选择液压能源及相应的附属元件。 7)完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤,进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统,所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分,它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统,除了应能够承受最大轧制负载,满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程,调节速度和控制精度等要求外,执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束,结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统,必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况,并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识,使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1)被控对象的物理量:位置、速度或是力。 2)静态极限:最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3)要求的控制精度:由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节(如摩擦力、死区等)以及传感器引起的系统误差,定位精度,分辨率以及允许的飘移量等。 4)动态特性:相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定,响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定; 5)工作环境:主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求; 6)特殊要求;设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择,所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载(如静摩擦、动摩擦等)以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后,可根据不同的控制对象,按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案,方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制:阀-液压缸,阀-液压马达2.容积控制:变量泵-液压缸;变量泵-液压马达;阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它:步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次,它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外,动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配,以保证系统的功耗最小,效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积(或液压马达排量)、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时,还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力,在相同输出功率条件下,可减小执行元件——液压缸的活塞面积(或液压马达的排量),因而泵和动力元件尺寸小重量轻,设备结构紧凑,同时油腔的容积减小,容积弹性模数增大,有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加,由于受材料强度的限制,液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势,元件的加工精度也要求提高,系统的造价也随之提高。同时,高压时,泄漏大,发热高,系统功率损失增加,噪声加大,元件寿命降低,维护也较困难。所以条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa,可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述,动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外,还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 (1)动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ-FL平面上,所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性,见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a)供油压力变化;b)伺服阀容量变化;c)液压缸面积变化 图中 FL——负载力,FL=pLA; pL——伺服阀工作压力; A——液压缸有效面积; υ——液压缸活塞速度, ; qL——伺服阀的流量; q0——伺服阀的空载流量; ps——供油压力。 由图37可见,当伺服阀规格和液压缸面积不变,提高供油压力,曲线向外扩展,最大功率提高,最大功率点右移,如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变,加大伺服阀规格,曲线变高,曲线的顶点A ps不变,最大功率提高,最大功率点不变,如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变,加大液压缸面积A,曲线变低,顶点右移,最大功率不变,最大功率点右移,如图37c。 (2)负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ-FL平面上,画出动力元件输出特性曲线,调整参数,使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线,即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中,曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切,符合负载最佳匹配条件,而曲线1、3上的工作点α和b,虽能拖动负载,但效率都较低。 (3)负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 (4)近似计算法在工程设计中,设计动力元件时常采用近似计算法,即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上,限定 FLmax≤pLA= ,并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的,这样液压缸的有效面积可按下式计算: (37) 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后,可计算负载流量qL,即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便,然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能,但传递效率稍低。 (5)按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说,功率损耗不是主要问题,可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (38) 二边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (39) 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的(5~10)倍来确定。对一些干扰力大,负载轨迹形状比较复杂的系统,不能按上述的几种方法计算动力元件,只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时,只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D,负载力FL换成负载力矩TL,负载速度换成液压马达的角速度 ,就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时,应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是:在满足液压固有频率的要求下,传动比最小,这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL(即要求伺服阀输出的流量)计算得到的伺服阀空载流量q0,即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素,所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外,在选择伺服阀时,还应考虑以下因素: 1)伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中,一般选用零开口的流量阀,因为这类阀具有较高的压力增益,可使动力元件有较大的刚度,并可提高系统的快速性与控制精度。 2)伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍,以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3)伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小,保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4)其它要求,如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等,都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件,直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计,除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A(或液压马达排量D)的最佳值外,还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量,反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力(或压力)传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统,作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度,因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5~10倍,这是为了给系统提供被测量的瞬时真值,减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求,因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数,即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式,只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数,求出波德图。在绘制波德图时,需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时,开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数,曲线的形状不变,其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性,在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低,来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知,不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此,可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道,当ζh和K/ωh都很小时,可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率,即ω-3dB≈ωc,所以可绘制对数幅频曲线,使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值,如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a)0型系统;b)I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图,同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K,往往要综合考虑,尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后,可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求,则应调整参数,重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿,改变系统的开环频率特性,直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后,可以通过计算机对该系统进行数字仿真,以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件,如Matlab软件,很适合仿真分析。
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随着科学技术的快速发展,作为一门新兴的技术,电气工程及其自动化已被广泛应用到各个行业。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化设计 毕业 论文,供大家参考。
摘要:当今世界的科学技术突飞猛进,信息技术也得到了跨越式发展;电力系统为了不落伍于时代,满足社会发展变革的需要,从未停止过发展的步伐,不仅逐渐提高了自动化程度,还将以节能设计为发展的方向。本章就电气自动化的节能设计技术进行深入的探讨,来促进节能技术在电气系统中的运用。
关键词:电气节能;自动化工程;设计应用
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
随着我国经济建设的飞速发展,全球能源危机的爆发,使能源节约成为现代社会、经济以及文明发展的重要课题。无论是供配电系统或用电设备,不同配件的选择,不一样的设计线路方式等,在能源的节约或浪费上都存在一定的差异,在这里,本文主要就电气节能设计的应用谈谈自己粗浅的认识。
一、电气自动化节能设计的重要性
在世界经济高速发展的今天,各领域的生产能力都发生了很大的变化,同时能源的问题也在不断的出现。我国在工业和农业的生产过程中对能源的利用情况并好,对环境缺乏保护的意识。而在总的能源损耗中,工业以及建筑业的占比相对较大,而且还不断成上升的趋势。
目前节能减排已经成为了可持续发展战略中至关重要的环节,今天人们对电气能源的需求在明显增加,电能在很多领域都出现了超出供应,限电以及节电的情况。可见,电气节能已经成为重中之重,国家也在不断出台政策来控制电气能源的浪费和损耗。
二、电气自动化节能设计的 方法
1、将电能在线路中传输的消耗降到最低
电能使用电缆作为传输工具,电缆作为一种电阻,在传输的过程中会有电能消耗掉,而电线中的电流却没有变化。要使得电线中电能在传输的过程中尽量的少损耗,就应该将改变电线的电阻,尽量使电线的电阻降到最低。导线的电阻与与导线的长度有关,线路越长线路的电阻就越大。那么如何来有效降低线路的电阻,将电能的消耗降到最低?可以采用以下几种 措施 :在电缆的选择上应该选择那些电阻率较小的材质的电缆;优化线路的布局,线路尽量采用最短线路,如能够直线布局最好;在有条件的情况下,供电源与用电源尽量缩到最短;尽量选用横截面较大的导线,导线的横截面与导线电阻成反比,采用较大横截面的导线,将能够有效的降低线路电阻,降低电能在传输中的损耗。
2、合理配置变压器
在电气节能技术的工程设计中,合理配置变压器可有效达到节能目的。对于变压器来说,负载损耗和空载损耗是其主要的有功损耗。在选择变压器时,须从多个方面综合考虑,如产品型号、产品负荷、变压器容量等。从型号上来看,主要以选择空载损耗或者是负载损耗较低的新型产品为主;从容量上来看,变压器的容量不能过大,条件允许的话,尽量选用单台容量低于1000kVA的变压器;从负荷率方面来看,合理的负荷率一般在75%-85%之间。若负荷率低于50%,空载的消耗比重载会增加,使整个系统的电能增加,若负荷率高于85%,会降低变压器使用寿命,也不利于电器的节能设计。
3、无功补偿
在配电设备中,无功功率所占有的容量相当大。这就导致了线路在传输电能过程中损耗变大,也将使电网中电压变低,影响用户的使用。无功率补偿所占容量过大,加大了电网的运行负担,使电力公司蒙受一定的经济损失。功率因数偏低,是无功功率对对用户的直观体现。如果功率因数小于,则用户需要缴纳罚金,这将损害用户经济利益,与此同时,也不利于电力公司长远的经济利益。因此解决此问题需要科学合理选用无功补偿设备,至少是功率因素在1以上,才能维持电压网电压的稳定,保证用户稳定使用电能,实现企业的社会效益与经济效益双佳。
4、有源滤波器的应用
电气设备在正常运行的过程中,出现谐波是没有办法避免的,该谐波不但会降低电气设备的使用性,还会给电气设备的整体质量造成很大程度的损坏,从而导致非常严重的电气能源损耗和浪费。另外,由于谐波会经常的作用于电网上,还会引起电网电压不稳,这样就容易会出现失误操作,从而影响电气设备的健康运行。同时,谐波还会缩短电动机的使用寿命,还会打扰 其它 设备的工作等等。然而,有源滤波器的运行速度很快,可以彻底的滤波,当然价格也要比无源滤波器要高,可是它在工作的过程中不会产生任何副作用,因此,应用有源滤波器可以更加有效的对谐波进行过滤,减少谐波的出现,降低失误率,进一步提高供电的可靠性,还可以保证电气设备的正常运行,对电气设备起到了更好的保护。
5、照明节能灯的选择
在电气节能设计中,“照明”是必不可少的环节,因此照明节能灯的选择,就显得尤为重要。在选择照明灯的时候,我们要根据照明场所的特点、照明空间的大小、照明灯的控制方式等多方面综合考虑,在保证照明充足的前提下,多选用新型的节能灯、太阳能灯、高效荧光灯以及气体放电灯等这一类高效的光源。如普通室内的照明,应避免使用白炽灯,可采用小功率的LED光源灯;阳光充足的南方地区,可以选用太阳能灯作为街道或工业企业厂区的路灯等。从照明灯的控制方法上说,室内的照明灯应注意尽量做到一灯一开关、多灯多开关,避免多灯、多路共用一个开关,使用过程中造成能源的浪费;多层建筑楼梯间、除电梯间的公共区域等尽量采用声控自熄灯,以有效节约能源。
6、电动机的选择
工业用电过程中的节能措施,除上面提到的三种外,另一个关键措施就是电动机的选择。工业用电负荷中,电动机负荷占很大比例,因此当电动机的功率因数和效率提高时,就可以将工业用电的功率损耗降低。在选择电动机时,应该选择高效率的电动机,以提高电动机的功率和效率,减少电动机的电能的损耗,如采用Y、YZ、YZR等高效率的电动机。但需要考虑的是,新型的高效率的电动机,其价格也相对昂贵,高于普通电机很多,因此,在选择电动机前,除考虑电动机的功率与效率,也要同时考虑经济效益。电动机的经济效益可以通过最大使用年限来衡量。即任何电动机都是有使用寿命的,在到达使用寿命时就需要回收,而高效率的新型电动机由于其较普通电机效率高,电能损耗少,使用寿命就长,回收年限就较高,而这部分“回收年限”可以用“新型电动机价格高于普通电机的价格”除以“使用新型电机降低损耗所减少的费用”来计算,当“回收年限”在可接受的范围之内时,即可采用新型电机。经过很多专业人士多年的实验数据得知,一般当负载率高于、电动机年持续运行时间超过3000小时以及电机单机容量较大时,选用新型电动机可以满足经济要求。
三、电气自动化的节能的设计应用
1、优化配电设计
电力系统服务的目标是为电气系统的工程设备提供充足的动力。因此,必须充分考虑电力系统的适用性,以符合配电设计的标准。关于电力系统的适用性,首先应当达到用电设备负荷容量与可靠性的要求,严格控制电气设备的质量,在进行配电时,不但要保障用电设备的基本要求,还应当确保电力系统的灵活性、可靠性,保证其稳定、高效地运作。其次是要保障电力系统的安全性,要选择绝缘性能较好的导线,在布线的过程中要注意导线之间的绝缘应保持适度距离。再次是要保障导线的热稳定、动态稳定以及负荷能力,在电力系统运作时,要保证配电与用电设备的安全性。最后是选择良好的接地和防雷设施。
2、提高电气系统的运作效率
电力系统首先要做的就是对节能设备进行选择,选择一个好的节能设备可以为其本身的节能提供条件,并且还能够采用无功补偿、降低电路损耗,以及均衡负荷的方式来保障电力系统的在运作时的节能效果,比如,在进行配电设计的过程中,可以采用合理选择设计系数与合理调整负荷来实现。通过采用上述办法,在电力系统的安装与运作过程中,能够有效地提高设备的运作效率和电源的利用率,如此一来就能够最大限度地降低电能的损耗。
结束语
进入新世纪以来,节能经济己在我国广泛普及,我国的节能经济战略已全面推广,并为企业节能经济的开展制定了更优惠的政策,我国政府对节能经济的研发提供了积极的扶持。我国正不断地提高企业在节能领域的自主创新能力,使得各种先进的节能技术不断被研发出来。因此,我国电力自动化企业应当抓住机遇,迎接挑战,强化节能意识,积极研发电气自动化技术与产品,推动我国节能经济的快速发展。
参考文献
[1]伍廷熙.谈电气节能在工程设计中的应用[J].城市建设,2010年.
[2]张欣.建筑电气设计中的节能措施[J].工程建设与设计,2011年.
摘要:随着我国社会经济发展脚步的不断加快,社会各领域对建筑电气工程自动化设计的要求也必然会越来越高,对建筑电气工程自动化设计质量进行严格控制,最大限度发挥其优势也成为了相关部门所面临的一项重大课题。鉴于此,文中笔者根据多年工作 经验 对建筑电气工程自动化设计存在的问题及自动化技术的完善策略进行简要阐述。
关键词:建筑电气;电气工程;自动化;设计;
中图分类号:F407文献标识码: A
在科学技术不断进步的时代,社会各领域逐渐实现了自动化和智能化,建筑电气工程也不例外。随着人们生活水平的不断提高,对电气工程自动化设计质量也有了较高的要求,为了充分满足人们的诸多要求,在分析目前建筑电气工程自动化设计中存在问题的基础上,对电气工程自动化设计进行不断完善具有重要意义。
一、电气工程及其自动化的发展史
按照使用的电子电力器件不同,电气工程及其自动化的发展主要经历了四个阶段,第一阶段所使用的电子电力器件为晶闸管,由于其自身具有硅整流器件的特征,能够在高电压、大电流的条件下工作,因此,对其应用一直延续至今。第二阶段所使用的电子电力器件为全控制式器件,这种器件不仅能够通过信号控制其导通,而且还能够控制其关断,又被称之为自关断器件。第三阶段所使用的电子电力器件为复合型电力电子器件IGBI和MGT,最后,第四代电力电子器件是功率集成电路PIC。经历这四个阶段的电气工程自动化已经逐步趋于完善,被广泛应用到社会各个领域的发展中。
二、目前建筑电气工程自动化设计中存在的问题
随着社会发展对建筑电气工程自动化要求的不断提高,传统建筑电气工程设计中存在的问题也越来越多,不仅不能有效满足人们的根本需求,而且还在很大程度上制约了建筑电气工程的可持续发展,这些问题主要体现在以下几个方面:
1.设计的深度不够
就我国目前建筑电气工程使用的情况来看,经常会出现各种各样的问题,对整个项目的使用功能造成了很多不必要的影响。究其原因,主要是因为设计人员在对工程进行具体设计的时候,忽略了设计内容的可实施性,从而导致整体设计缺乏一定的深度,造成在某些施工安装的环节中存在很大不必要的麻烦,甚至还会出现一些设计上的缺陷问题,导致安装的可操作性大大降低。由此可见,如果设计人员在对工程进行设计的时候,没有按照必要的深度去对工程的各个环节进行计算和标注,那么势必会导致设计内容缺乏科学性和合理性,从而影响到工程的整体质量。
2.设计的标准不够规范
设计的标准不够规范也是目前建筑电气工程自动化设计中存在的一个重要问题,而由于此项问题引起的后果也是不容忽视的。比如说,在对一栋大楼进行设计的时候,设计人员如果没有严格按照设计的标准来进行规范和设计,那么就很有可能将一些重要的设计环节遗漏,在工程投入使用之后,必然也就无法满足人们的日常需求。由此可见,设计标准对于一项工程的整体设计具有不可或缺的作用,如果不能达到设计标准,那么势必会造成较多的安全隐患。
3.设计配合不科学
在目前建筑电气工程设计中,涉及了多个专业的工程设计和安装环节,如果想要从根本上确保工程的顺利施工,那么就必须对各个专业和安装环节进行合理协调,确保彼此之间达到有效配合。但就我国目前建筑电气工程自动化设计的现状来看,很多环节的施工图都没有完善,或多或少都会忽略到一些东西,正是由于这些问题的存在,不仅会给施工人员的施工作业带来麻烦,而且还会给监理人员的工作带来阻碍,甚至还会引起意外事故。
三、建筑电气工程自动化设计的策略分析
就我国目前社会发展对建筑电气工程自动化设计的要求来看,不仅要满足家电用电、照明、安全用电等需求,而且还要保证工程设计的实用性、美观性和便捷性,结合以上几种需求,工作人员在对建筑电气工程进行自动化设计的时候,可以从以下几个方面进行考虑:
1.强电系统网络设计
强电系统主要指的是交流电电压在24V以上的电力系统,比如说电灯、插座等。在建筑电力工程自动化设计中,强电系统的网络设计内容主要包括照明线路、用电弦线路以及消防系统中的控制线路等。由于强电系中涉及到的电压最高,对线路的设计要求也有所增加,相关的制约机制和合计更加复杂,对于难度和精度的要求也越来越严格。因此,为了能够确保强电系统的网络设计达到工程的需求,设计人员在对其进行设计的时候,要将所有的设计内容一次性纳入到设计当中,反复检查,必须确保没有遗漏的项目之后,才能够将工程设计交予施工人员。
2.弱电系统网络设计
一般来说,建筑中的弱点主要可以分为两种类型,一种是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流和直流之分,交流36V以下,直流24V以下,另一类是载有语音、图像以及数据等信息的信息源,比如说电话、电视以及计算机的信息等。而建筑电气工程自动化设计中所涉及到的弱电系统,通常指的是后者。然而,随着计算机技术的飞速发展,在原有弱电系统的基础上,又加入了计算机终端系统线路、网络终端系统线路以及电化 教育 系统线路的设计等。由于这类系统的网络设计涉及到要对电场、磁场或电磁场屏蔽直接地线路,因此,设计人员在对其进行设计的时候,必须要首先将防雷接地装置线路和屏蔽保护接地线路进行事先考虑和安排。
3.电气工程设计中的对策分析
为了确保建筑电气工程自动化设计的顺利实施,在对工程进行设计的时候,设计人员首先要严格按照工程的设计标准来进行工程设计,对于工程中涉及到的设备型号和参数,都要有明确的标准。其次,在对设计图进行审查的时候,一定要认真对待,仔细的核对图纸中的任何一个环节和数据,一旦发现问题,应及时予以改正,只有这样,才能够有效避免由于设计不科学而引起的质量问题,确保设计达到相关标准,使施工顺利展开。
4.建筑中电气工程及其自动化技术的完善
建筑中必须有一套自动化系统框架。这是为了保证建筑的正常运行的同时能够适应多种 外接设备 和用电系统,在建立自动化系统的同时要使其具备能够处理功能,发现问题的能力,这就需要在设计中加入适当的管理模块。并且根据需要,将设备的使用功能加载到管理模块中。
每个建筑都要有一套的自动化框架系统,它要作为后续建设的基本依据,并且在发生功能改变的同事能够发挥系统的指导性作用,在数据管理、监控、设备养护等方面发挥自身的作用。在自动化设备的选择上要符合建筑的使用功能,因为电气自动化技术的基础就是通过自动化设备来提高和完善整个建筑功能的,并且通过合理的自动化技术使设备的运行环境更加的高效。在很多情况下。电气自动化被分为三种,首先是开关的自动化转变,这是对设备实现自动化的基础,自由在设备的开关问题上进行升级,才能体现自动化的有效性。
其次是对设备中信号、监控、网络传输的自动化转变,这通常是使用信号转换器和收集器进行完成的,一般情况下通过对信息的传送和收集能够体现出建筑用电环境的状态,对危险源能够进行及时的消除和预防。第三种是针对设备的运行环境进行控制,这种控制主要来自于环境监控的主要形式,可以通过监测过程对设备的温度、电压、功率等进行控制,并且建立最低容纳性,使外部的环境性能能够被正确的判断出来,当外部链接性较大时,控制中心就会通过数据变化所发出相关的动作指令。
结束语
总之,在未来的时间里,设计人员必须根据工程的实际需求,采取科学合理的设计方法,确保工程质量,从而促进我国建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]赵光根.刘玉兰.建筑中电气工程及其自动化技术的完善策略分析[J].商场现代化,2013(11).
[2]王喜玲,邱训和.浅谈建筑电气工程施工质量控制及安全管理[A].土木建筑学术文库(第11卷)[C].2009年
[3]赵文选.建筑电气工程主要节能技术分析[A].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C].2010年
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