建筑機械設備電氣工程自動化的供配電節能控制探討

鄭志強，姜瑞玲

（山東正宇消防工程有限公司，山東 東營 257000）

建筑機械設備在建筑行業中發揮著至關重要的作用，然而其能源消耗卻相對較高，給環境和經濟帶來了一定的壓力。因此，采取有效的供配電節能控制措施，成為提高建筑機械設備能源利用效率的關鍵問題。

1 建筑機械設備的電氣工程自動化概述

建筑機械設備的電氣工程自動化是指利用電氣技術和自動化技術對建筑機械設備進行控制、監測和管理的過程。它通過采用傳感器、執行器、控制器等設備，實現建筑機械設備的自動化操作，提高其運行效率、穩定性和安全性。建筑機械設備的電氣工程自動化中經常使用各種傳感器，例如溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器等，用于實時監測設備運行狀態和環境參數?？刂破魇墙ㄖC械設備電氣工程自動化的核心部件，可根據傳感器信號進行數據處理和決策。它可以實現對機械設備的自動控制、調節和保護。執行器是控制器的輸出設備，用于執行控制器發出的指令，改變機械設備的狀態或位置。常見的執行器包括電動閥門、電機、液壓缸等。建筑機械設備的電氣工程自動化通常還配備有監控系統，可以實時顯示設備狀態、參數和運行情況，便于操作人員進行監測和管理[1]。

2 供配電節能控制的意義與價值

2.1 能源消耗降低

能源消耗的降低意味著建筑機械設備在運行過程中需要消耗的能源減少，從而降低了企業的能源費用支出。通過采取有效的供配電節能措施，企業可以實現成本節約，提高經濟效益。節能措施不僅能夠降低經營成本，還能提升企業的競爭力。在當今社會對可持續發展和綠色環保的關注日益增強的背景下，擁有節能機械設備的企業更具吸引力，能滿足市場和客戶對環保要求，贏得更多商機。為了降低能源消耗，企業需要不斷探索和應用新的技術手段和方法。這將推動技術創新的不斷發展，例如采用智能化的供配電系統、引入可再生能源等，促進技術水平和產業升級。能源消耗的降低有助于減少對傳統能源的需求，從而降低了燃煤、燃油等資源的開采和使用，減輕了大氣污染和溫室氣體排放，降低了環境壓力，促進了可持續發展。

2.2 經濟效益提升

針對經濟效益提升這一供配電節能控制的價值，通過供配電節能控制措施，企業可以降低能源消耗和運營成本，從而獲得顯著的經濟效益。減少能源費用支出、維護費用和運營成本可以增加企業的利潤，并改善現金流狀況，這有助于提高企業的資金回報率和投資回收速度。供配電節能控制可以優化建筑機械設備的能源利用效率，讓每一單位能源都發揮最大的作用。通過精細調節和管理，可以避免能源的浪費和過度消耗。提高資源利用效率不僅能帶來經濟效益，還可以減少對資源的需求和開采，實現可持續發展。能源在許多生產過程中占據重要地位，其消耗成本也是企業生產中的重要組成部分。通過供配電節能控制措施，可以降低生產過程中的能源消耗和相關成本，進而減少產品的生產成本，提高產品競爭力。

2.3 增強安全性

供配電節能控制措施可以通過優化供配電系統的設計和運行，降低機械設備運行過程中的事故風險。例如，合理調節電氣設備的工作電壓、電流等參數，可以減少電弧火災和短路等事故的發生概率，提高設備運行的安全性。通過實施供配電節能控制措施，可以提高設備的穩定性和可靠性，從而減少設備故障的發生。合理的供電策略和負載均衡管理有助于減少電氣設備的過載和過熱，延長設備的使用壽命，降低維修和更換成本。供配電節能控制措施常常包括監測和管理系統，通過實時監測設備的運行狀態和參數，可以及時發現設備故障和異常情況。這有助于快速進行故障診斷和預警，采取相應的措施加以處理，從而降低設備故障對建筑工程的影響，并確保人員和設備的安全[2]。

3 建筑機械設備能源消耗的問題

3.1 能效低下

一些建筑機械設備在設計階段存在不合理之處，導致能效低下。例如，設備的工作負荷和能源消耗之間的不匹配、設備的傳動效率低下、設備的制冷和加熱效果不理想等，都會導致能效低下。建筑機械設備在使用過程中，如果沒有正確操作和使用，就會導致能效的下降。例如，設備過度運行或者長時間處于待機狀態，設備的負荷不均衡，設備的維護和清潔不及時等，都會導致能效低下。一些建筑機械設備存在能源浪費現象，導致能效低下。例如，設備存在漏氣、漏水、漏電等問題，設備的運行損耗較大，能源的利用率低下，導致能效降低。建筑機械設備在使用過程中，會出現老化和磨損的問題，導致能效下降。例如，設備的部件老化、密封件磨損、傳動裝置磨損等，都會導致設備的能效降低。

3.2 能源管理不完善

許多建筑項目缺乏對建筑機械設備能源消耗的準確監測和分析，沒有建立有效的能源數據采集系統，無法實時了解設備的能源消耗情況，也無法發現能源浪費和潛在的節能機會。在能源管理中，缺乏對建筑機械設備能源消耗的全面評估和優化。沒有建立科學的能源消耗評估方法和指標體系，無法進行能源消耗的合理分析和優化措施的制定。一些建筑項目缺乏完善的能源管理制度和規范，沒有明確的能源管理責任和流程，缺乏對能源管理工作的有效組織和監督。

3.3 缺乏節能措施

在建筑機械設備的選型過程中，缺乏對節能性能的充分考慮，一些建筑項目在設備選型時主要關注價格和功能，而忽視了設備的能效等參數，導致了不合理的設備選擇，造成了能源的浪費和不必要的能耗。在建筑機械設備的設計和使用中，缺乏先進的節能技術的應用。例如，缺乏智能控制系統、能量回收裝置、高效傳動裝置等節能技術的應用，無法最大限度地提高設備的能效和能源利用率。在建筑機械設備的使用過程中，缺乏有效的節能操作和維護措施。例如，沒有建立合理的設備運行規程和操作規范，導致設備的能效低下；設備的維護不及時和不規范，導致設備的能效退化[3]。

4 建筑機械設備電氣工程自動化的供配電節能控制策略

4.1 提高實時監測和控制精度與穩定性

選擇可靠且具有高精度的傳感器用于監測建筑機械設備的電氣參數，如電壓、電流、功率因數等，可以確保準確的數據采集，為后續的控制操作提供準確可靠的依據。利用先進的通信技術，將監測到的實時數據傳輸到監控系統或中央控制中心進行分析，通過對數據的實時分析，可以及時發現設備異常狀況，并做出相應的控制決策，保證供配電系統的穩定運行?；趯崟r監測數據的分析結果，設計精確的控制策略。例如，根據負載變化情況調整設備的運行狀態，避免過載或能源浪費的情況發生。還可以根據不同的工作模式和需求設計多個控制方案，提高適應性。在供配電系統中，合理分配負載可以提高能源利用效率。通過實時監測loadbalancing 方面的數據，及時調整供配電系統的負載分配，避免單一設備過載，提高整體系統的穩定性和效率。采用先進的智能控制算法，如PID 控制、模糊邏輯控制、人工神經網絡等，根據實時監測數據進行自適應的控制，能夠更好地應對復雜的電氣系統特性和變化。

4.2 提高系統的靈活性和智能化水平

采用先進的智能控制設備，如智能開關、智能電表、智能斷路器等，這些設備可以實現遠程控制和集中管理，提高供配電系統的靈活性和操作便捷性。利用物聯網技術將建筑機械設備電氣系統中的設備、傳感器和監測裝置連接起來，實現設備之間的智能互聯。通過數據交互和共享，實現對設備的遠程監測、調控和故障診斷，提高系統的智能化水平。分布式能源系統將能源的生成、傳輸和使用緊密結合，并將其分散到建筑機械設備附近。通過采用分布式發電、儲能和微電網技術，系統可以更加靈活地適應不同負載和能源需求，提高能源利用效率。應用可編程控制器（PLC）和邏輯控制器（LC）等工業自動化設備，實現對供配電系統的精細化控制和靈活調整?？梢酝ㄟ^編程設置不同的工作模式、負載策略和運行規則，以滿足不同場景下的需求和變化。利用人工智能技術，如機器學習和深度學習算法，對建筑機械設備電氣系統進行智能預測和優化控制。通過分析歷史數據和實時監測信息，系統可以學習和自適應，提出更優的控制方案和決策，提高系統的靈活性和節能性能[4]。

4.3 推廣新能源和節能技術應用

積極推廣可再生能源，如太陽能、風能、地熱能等，作為建筑機械設備電力供應的一部分。將光伏發電系統、風力發電系統、地源熱泵等新能源技術與建筑機械設備電氣系統相結合，實現可持續的電力供應。引進和推廣高效節能的建筑機械設備，如高效電機、變頻器、節能變壓器等。這些設備具有較低的能耗和較高的能源利用效率，可以降低能源消耗和功率損耗，提高系統的整體性能。通過引入智能化控制系統，如物聯網技術、云計算技術等，對建筑機械設備進行精細化控制和管理。利用傳感器、監測設備和智能軟件，實現對設備運行狀態和能耗的實時監測和分析，優化電力供應策略，降低能源消耗。建立全面的能源管理系統，對建筑機械設備的能耗進行監測、計量和管理。通過制定合理的能源使用目標、實施有效的節能措施和評價機制，不斷優化能源利用效率和能源消耗結構，降低能源浪費和損耗。開展節能技術培訓和咨詢活動，提高建筑行業從業人員對節能技術和控制方法的認識和掌握。引導企業和個人積極采用新能源和節能技術，推動整個行業邁向綠色、低碳的發展方向[5]。

4.4 加強維護管理和安全保障

制定并執行設備的維護計劃，包括定期檢查、清潔、校準和維修等工作。確保設備處于良好的運行狀態，并避免因設備故障或不良維護導致的能源浪費和安全風險。對建筑機械設備的電氣系統進行定期的檢測和測試，以確保電氣安全和設備的正常運行。例如，定期檢查電線電纜的絕緣性能，測量電阻、電流和電壓等參數的穩定性，可靠性和符合性。通過對設備的實時監測、分析和故障診斷，提前發現設備的問題和潛在故障，并采取相應的維護措施。這有助于減少設備的停機時間和修復成本，提高設備的可靠性和可用性。為建筑機械設備的操作人員提供必要的安全培訓和教育，加強對電氣設備使用和維護過程中的安全措施的意識。確保操作人員了解正確的操作方法、緊急情況下的應急處理措施和個人防護措施。安裝并定期檢查各種安全設備和保護裝置，如避雷器、漏電保護器、過載保護器等。這些設備和裝置可以有效地保護設備和人員的安全，防止火災、電擊等電氣事故的發生。建立實時監測和報警系統，監控建筑機械設備電氣系統的運行狀態。

4.5 解決信息互通和集成問題

確保不同設備之間可以互相通信和交換數據，采用標準化的數據通信協議，如Modbus、BACnet、OPCUA等。這樣可以實現設備之間的無縫連接和數據共享，提高信息互通的效率和可靠性。建立統一的監控和控制平臺，集成不同設備和系統的數據和信息。通過該平臺可以實時監測和控制建筑機械設備的電氣工程，提高系統的集成度和協同效應。利用物聯網技術實現設備和系統之間的連接和集成。通過傳感器、智能設備和云平臺，實現對建筑機械設備電氣系統的全面監測和控制，實現信息的互通和集成。將各個設備和系統生成的數據進行整合和分析，提取有價值的信息，并作出相應的控制決策。通過數據分析，可以發現問題、優化運行和提高能源利用效率。建立綜合管理平臺，集成建筑機械設備的電氣工程信息和數據，包括設備檔案、維護記錄、效能評估等。通過統一管理平臺，可以方便維護人員進行設備管理、故障排查和維修計劃的制定[6]。

5 結語

建筑機械設備電氣工程自動化的供配電節能控制是實現能源高效利用與可持續發展的重要領域。通過實施文中提出的這些策略和措施，可以有效地提高建筑機械設備的電氣工程自動化供配電節能控制水平。這不僅有助于降低能源消耗和運營成本，同時也能減少對環境的影響，提高能源利用效率和系統的可持續性。通過共同努力，可以進一步推動建筑機械設備電氣工程自動化的供配電節能控制技術的發展和應用，實現能源的可持續利用，為建筑行業的綠色發展貢獻力量。