时间：2022-07-25 08:03:05
1.建筑电气设计的基本原则
充分满足建筑物的使用功能建筑物的电气设计最终目的是为了满足人们对于消费品的使用功能。一般考虑到的使用功能有：照明的亮度、显色指数；运输通道的畅通，色温、空调温度的舒适度等，也包括一些特殊的工艺要求。这些大大小小的所有的要求都需要在建筑电气设计时得到充分的考虑，设计成果要充分的保证这些功能能够得到满足。并且随着生活水平的提高，人们用电量会有所提升这一点要做出一定的预测，电气的设计要留有一定超额设计。不能够过于紧凑，以防出现用电高峰期或者突然的超负荷工作。充分考虑经济条件和节能环保在当今世界，节能环保是社会发展的主要趋势，所以在建筑电气设计时需要充分的考虑节能问题，以节能环保为设计理念和主要的原则。但是在节能设计的同时也应该考虑到经济性。在节能设计和经济效益之间一定要找到一个平衡点，来达到最好的节能效果和经济效益，避免一边倒的情形发生。比如一些电气设计对于建筑功能的发挥没有多大益处，那么这些电能的损耗就是无用的，所以设计时要采取合适的方法来避免这些不必要的损耗。这也使得建筑电气的设计更加符合使用者的要求和更好的发挥建筑本身的功能。
2.建筑电气设计需要实现的目标分析
总体来说，建筑电气设计是为了满足使用者的需求。建筑电气的设计是以一定时间内，使用者使用电负荷作为建筑用电数据作为参考，也要有一定超负荷的预测，合理的设计出未来的电路。要确保电气设计能够使得电力设备正常的运作，并且在电力设计有效期内不会出现大量的电路的更改。同时对于建筑电能质量，建筑物内部用电设备工作情况要保证其正常的运作，以免影响人们的正常工作和生活。
二、建筑电气设计中的问题
1.安全是建筑电气设计的重要基础电力供应配置
电力是建筑一切电气设施的动力源泉。没有了电力，建筑也就是去了很大的价值。电力是稳定供给才能保证居民的正常生活。在现代化的建筑电气设计一般都至少有两个独立电源来确保电力的供应。两个电源相互独立，又相互备用。一旦一个电源出现故障，其他的独立电源就会继续供电，这样就不会影响到整个建筑的电力供应，也会更加安全。通常是不会出现停电导致的事故。比如电梯，加热设备等。对于一个建筑到底需几个独立的电源，和每个电源负荷大小的问题，应该根据当地的电网条件决定。
2.供电线路的选择
随着社会的发展，人们的生活离不开电，同样建筑也离不开电，建筑没有了电就不能满足人们的需求。所以电力的供应是建筑必须设施。所以建筑的电气设计及其重要。安全性是建筑电气设计的基础。要做到建筑的电气设计的安全性，首先要考虑到供电线路的选择，在一般的居民建筑中，各种电路复杂繁多，为了保证安全性和稳定性，供电电路的主线截面不能随意更改。如果线路截面变小，电路电阻就会变大功率过载的情况下将会导致电路发热，严重的可能导致火灾的发生。所以供电线路的选择对于建筑电气设计的安全性是非常必要的。
3.电气设备的接地设计
现代社会中，电气设备诸多复杂，有电视，电脑，洗衣机，冰箱等都需要接地保护。通常，电气设备都是通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连，为了保证使用者的安全，通常规定共用接地体的电阻不应大于1Ω。
4.建筑的消防控制设计
建筑的消防设计也就是火灾自动报警灭火系统。主要是为了实现建筑报警灭火自动化。火灾自动报警灭火系统主要包括四个部分，分别是：火灾探测器、消防中心和气体自动喷射灭火，分区消防报警控制器及自动洒水灭火系统。对于消防线路设计要求消防管线穿金属管或者暗敷。其主要的目的是保证在发生火灾后消防线路可以正常使用，能够确保信号和命令正常的传输。在整个防火系统中，消防水泵的线路和控制尤其重要，如果消防水泵的线路出了故障，那么其他所有的消防设施和线路都是徒劳。所以消防水泵的设计一定要多一层保障，通常采用两条线路通向消防水泵，一条由引至消防水泵控制柜；另一条线路则是引至消防控制室。由这两条线路便可以确保消防控制的顺利完成。以免出现特殊情况下某条线路不畅通，使得信息不能够传达，造成了火灾抢救的最佳时间。同时这一点也能够确保建筑电气的安全性。
5.建筑电气设计中经济性问题的分析
为了提高建筑电气设计的经济性，必须重视强电环节。建筑电气的强电主要包括高压配电系统和低压配电系统两部分。其中高压配电系统是一个建筑工程配电的源头，因此要提高这一部分的经济性主要体现在选择合适的可靠的产品为了提高系统的稳定性和可靠性，降低了出现不必要故障的几率。以免建筑用电出现故障。低压配电系统属于民用建筑设计的核心部分。要提高这个部分的经济性可以从以下几个方面考虑。但是这个方法有一定的缺陷就是出线端出现故障时可能造成大面积断电。为了确保经济性，要正确的选择系数，和功率因数。以上这几个系数对于建筑电气设计的经济性有很大的影响。因此在设计过程中一定要进行调查研究，对于实际情况下，一些设备的运行情况和负荷要要有一定的调查计算，最后得到一个合理的系数。
三、结语
1．1电气控制类课程设计创新教学模式的思路
课程设计是综合一门或多门课程知识的实践性环节，是学校实践教学环节的重要组成部也是培养学生综合素质的重要环节。对于电气控制类专业，比如自动化和电气工程及其自动化等专业，常见的课程设计有计算机程序课程设计、电子技术课程设计、嵌入式系统课程设计、电气工程综合课程设计、可编程逻辑控制课程设计和工业控制系统综合课程设计等，大部分课程设计都具有“硬件和软件相结合”的特点，实践性和实用性很强，与企业需求结合非常紧密，契合度较高。基于该类课程设计的特点，在课程设计教学中，笔者打破原有的课程设计教学思路，采用与企业深度合作，将企业需求职位的专业和技能要求融入课程设计教学过程中，对学生进行有针对性的训练，在培养学生的创新精神和实践能力的同时，注重培养其良好的职业素养和综合能力。课程设计的内容结合相关企业的某个工程项目，教学过程尽可能与工程项目的运作过程接近，使学生熟悉工程项目的运作流程和不同职位的工作内容和专业技能要求。学生以团队合作的形式，由3～5人组成一个工作小组，根据企业需求，每位成员都有相对独立的任务分工。通过这种方式的课程设计，学生可以对企业的需求有深入的了解，对自己的能力有进一步的认识。在此基础上结合自己的专长和爱好，学生可以尽早明确自己的工作方向，完善个人的职业规划，最大可能成为企业需求的综合性人才。
1．2基于企业需求的电气控制类专业的职位
在课程设计创新教学模式中，课程设计的过程尽可能与企业中工程项目的运作过程接近。根据对企业职位设置的调研，笔者将该教学模式中团队中各成员的职位和任务说明如下:
(1)项目管理工程师是一个团队的核心人物，负责制定和管理项目进程，组织必要的讨论和会议。对于项目管理工程师而言，如何调动团队内每个成员的工作积极性，最大程度地发挥成员的专长是其主要任务。可见，良好的沟通能力和个人魅力最为重要。这个职位为学生毕业后的个人创业或某些管理职位提供了基本的训练。
(2)硬件工程师和软件工程师完成整个项目的核心技术工作，包括系统的方案设计、绘制图纸等。在国内外倡导工程教育的背景下，工程师的工作尤其要与企业需求和行业规范相结合，指导教师对软硬件工程师的具体工作提出严格的要求。
(3)外观或结构设计师需要机械类专业的知识，不是电气控制类专业的主要学习范畴，在教学实施过程中将机械类与电气控制类专业的学生进行混合，组成一个更加专业的团队，不仅有利于更好地完成任务，而且扩大了团队成员的知识面。而且，一般情况下电气控制类专业的学生也会学习机械制图(或AutoCAD)，若设计要求不是很高，他们也能完成任务。
(4)销售工程师在企业人员的职位中也是比较重要的角色。在我校电气控制类专业的毕业生中，有不少同学都从事市场或销售方面的工作。一方面企业需要有该类专业背景的毕业生，另一方面电气控制类专业某些学生善于言谈，亲和力强，更喜欢做与人沟通的工作。销售工程师需要掌握一定的销售理论，做全面的市场调研，提炼产品特色和产品卖点，制定完整的销售计划。
(5)秘书的主要任务是会议记录，制作项目陈述PPT，撰写论文等文字性工作。从方案设计开始，秘书就开始构思并撰写论文。秘书的工作是整理和总结资料，大部分的文档原始资料都需要其它成员提供。秘书需要经常和每一个成员沟通，尽量按照毕业设计论文的标准完成课程设计论文的撰写。
2课程设计创新教学模式的实施
2．1对课程设计团队的要求
团队人数要适宜，若人数过多，任务分配不均，必然有成员的工作较轻松，易偷懒，造成不团结;若人数过少，每个人承担任务较多，不能起到成员间交流合作，培养良好职业素养的目的。经过实践，根据任务复杂程度，一个课程设计团队的组成人数以3～5人为宜。团队中每个成员根据需要可以承担多项工作，比如项目管理工程师可以兼任其他任何职位，外观设计工程师兼任销售工程师，采购人员兼任秘书;而软件和硬件工程师一般独立设置，而且在项目软件编程任务较多时，可以采用模块化设计，由多个人共同承担。团队内每位成员按照分工都有自己明确的工作任务，具有强烈的责任感和使命感。而且，由于是团队工作的性质，团队之间的竞争更为激烈，在工作过程中每位成员也会强烈地感受到集体的凝聚力和荣誉感。在这种情况下，个体能力强并不意味着集体的成功，只有大家团结合作、互帮互助才能取得最终的成功。因此，在做好课程设计的同时培养了成员的工作主动性、积极性和团队协作意识。
2．2选题要求
多数应用型大学的电气控制类课程设计都是诸如电子钟、交通灯的控制之类的小题目，设计题目单一，与专业技术的当前应用脱节［4］，而且容易查找到现成的资料，不利于培养学生的实践能力和创新精神。由于以团队形式工作，人数增加，可以适当地增加课程设计题目的难度。课程设计选题可以结合教师科研项目，与企业进行深度合作并能为其解决实际问题的综合性选题最好。比如在单片机系统课程设计中，与某企业合作，设计题目为“多功能电压力锅”;在工业控制系统综合课程设计中，与某自动化公司合作，设计题目为“恒压供水系统的PLC控制与远程监控”［5］。在课程设计过程中不满足于只考虑软硬件是否能实现任务要求的基本功能，还可以在图纸的完整性和规范性、系统的安全性和可靠性等方面提出更高的工程要求。
2．3工作流程
在课程设计实施过程中，教师引导团队的工作过程尽可能与实际项目的运作过程接近［6］，在任务量、时间节点等方面制定详细的计划，使成员在具有一定压力下，既紧张又有条理地完成任务。课程设计基本工作流程如图1所示。小组会议是一个较为正式的环节，由项目管理工程师主持，秘书做会议记录，指导教师或企业工程师以及组内成员参加，目的是引导学生明晰工作目标和工作内容，合理安排时间，顺利完成任务。在第一次会议上，项目管理工程师陈述系统总体设计方案，各成员分别总结前期研究内容和明确后期的工作步骤和内容，并制定详细的工作计划。在团队成员分工后，项目管理工程师也可以根据需要多次组织会议，秘书做好会议记录，为最终的论文提供素材。指导教师在以学生主导的会议中，有目的、有意识地引导，培养学生在设计过程中有计划地学习、研究问题，综合运用自己的理论、专业和实践知识进行解决问题，从而提高实践创新能力［7］。指导教师通过提问掌握每个学生的工作进展情况，并对存在的问题做出正确的启发，鼓励学生进行互动讨论。各成员总结自己的阶段性成果，提出工作中遇到的困难，成员之间充分沟通。项目陈述和答辩环节是课程设计创新模式中重要的一个环节，培养学生总结能力、表达能力和PPT的制作和展示能力，使其学生在公众下能够不怯场，敢于表现自己。
2．4考核与评分
在课程设计创新教学思路和创新模式的引导下，考核也要更新观念，要与人才培养目标相一致。借鉴荷兰高校对学生实践能力的考核方法，不仅注重基于任务分工表现出的实践应用能力，而且还要兼顾学生在课程设计过程中展现的思路创新、表达沟通和团队协作能力［8］。由于课程设计的教学时间一般为一至两周，所以考核与评分不能过于繁琐，笔者在两轮课程设计实践基础上总结了一套与培养目标一致、相对公平和便于实施的考核评分方案，如表1所示。个人的最终成绩是由小组成绩和个人成绩两部分组成［9］，各占50%，其中小组成绩由指导教师根据不同分项及其权重给出，个人成绩由指导教师和组内成员共同给出。组内成员互评均分权重为0．2，这个独创的考核细节大大激发了学生的工作热情并营造了工作团队内互帮互助的和谐氛围，培养了学生的团队合作精神。
3课程设计创新教学模式的支撑体系
(1)加强师资队伍的培养。对于应用型大学而言，高水平的师资队伍是应用型创新人才培养的关键。要培养出企业需要的应用型人才，必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。而大多数教师从学校毕业又进入学校授课，本身没有在企业工作过，教师的工程素质和实践经验不足，具有丰厚工程背景又有学术水平的“双师”型教师尤其缺乏［10-12］。一方面，可以建立教师有计划分批次轮流到企业锻炼的常规制度;另一方面，吸引企业的优秀工程师兼职或全职到教师岗位，充分发挥其多年来的企业工作经验。
(2)重视校企合作。校企合作是解决实践教育缺失的根本途径［13-14］。一方面大力吸引企业参与到高校实践教学过程中来，在教学计划和教学内容上广泛征询和适当采纳相关业内专家的意见;另一方面，增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展课程的学习机会，理论联系实际，开拓视野，拓宽思路，促进学生的创新意识与创新灵感，为课程设计创新教学模式提供强有力的实践平台支撑。与相关企业建立长期合作关系，良性循环，最大可能实现更多学生毕业和就业上岗的零过渡，校企共同培养“适销对路”的应用型人才。
(3)开设公共选修课。公共选修课是高校面向全体学生开设的综合素质培养课程，对学生知识结构完善，知识面扩大，兴趣和个性发展和综合素质提高有重要意义。对于工科专业来说，根据企业对人才的需求，高校开设如市场营销、会计、社交技巧等人文类和经济类选修课，不仅有利于培养学生的综合能力，而且学生也可以结合自身职业生涯规划科学地进行选课，为将来的职业储备和积累知识［15］。
4结语
关键词：高层建筑；电气设计；节能
随着城市规模的不断发展，高层建筑越来越多，因此，高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题，同时，在能源紧张的今天，更要注重节能的设计。
一、高层建筑电气设计过程中应注意的主要问题
(一)高层建筑由于照明、空调、电梯、给排水等诸多设备,因此负荷多，用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
(二)在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
(三)电气设备的管线应采取防火措施。
(四)空调等主要用电设备布局分散,多数要求采用计算机集中管理。
(五)采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震；管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
(六)消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
(七)在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。
二、高层建筑电气设计的主要内容
（一）负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。
（二）供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑、消防、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用lOkV标准电压等级。
（三）高低压配电系统的设计
1、高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的lOkV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。
2、计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。
3、为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于lOOOkVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。
4、高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母千线联接等等。
（四）主要设备的选型
1、高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
2、电力变压器。根据防火要求，主楼内不允许装设大容量的油浸电力变压器。
3、低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。
4、应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。
（五）变电所位置的确定现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深人负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。
（六）电气照明设计
电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。现代建筑物中，使用定时器，传感器，或光敏元件来实现照明自动控制功能是普遍的。选用各种建筑物自动化系统（特别是直接数字控制系统）来触发照明电路和接触器。同时，选用高光效电光源，是照明节能的手段之一。
（七）防雷与接地
现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。（八）电梯
电梯机房一般设置在井道上面。普通电梯的梯井可连通或设开口相连通。电梯按使用功能分，普通电梯、消防电梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。现代高层建筑的电梯，为了提高输送能力和缩短候梯时问，一般都采用高速或超高速电梯，分组实行电脑群控。为提高运行的稳定性和舒适感，客梯都是选用直流电动机驱动。在进行电梯设计时一定要做好配电设计、主开关选择、电气照明、通风装置和插座设置及控制等相关问题。
（九）消防自动报警和自动灭火系统
现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信号后转换成电信号，进人分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂。
三、建筑电气设计中的节能原则
建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：
（一）满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
（二）考虑实际经济效益
节能应根据国情考虑实际经济效益，不能因为注重节能而过高地消耗投资，增加运行费用。
（三）节省无谓消耗的能量
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
参考文献:
[1]许琳.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则.黑龙江科技信息[J].2007(5):207
[2]罗建华.建筑电气设计中的节能措施.建筑与设计[J].2007.1:66-67
工程设计是基本建设的龙头，设计文件是工程建设的主要依据，设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示，由设计原因导致的工程质量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因（如设备材料质量问题等）引起的占30.6％。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。
2、影响工程质量的几个建筑电气设计问题
合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、维修性等）及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。
2.1设计违背或偏离设计规范的规定，安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。
例如某市政府大楼前花园广场（包括广场绿化庭院照明、草坪照明及广场中心声光喷泉）工程提交施工酌电气施工图存在以下问题：未作电气保护接地及等电位联结设计；错误地采用TN-C低压配电系统；喷水池未按规定选用应有防护等级的电气设备及电缆。这样的设计完全违背了规范规定的安全性要求，按图施工必将留下严重的安全隐患。此前的1999年8月青岛市某喷水池曾发生数人，嬉水时被电击致死的伤亡事故，正是由于设计失误，水下灯具及潜水泵漏电而又未能及时断电所致。监理于施工前审图时及发现了上述问题，通过业主要求设计单位严格按设计规范要求修改了设计。正确的作法是：户外庭院及喷水池配电应采用局部TT系统或TN-S系统、并设置漏电保护（动作电流应不大于30mA），而不允许采用TN-C制；应设置完善的接地装置，喷水池应做等电位联结设计，而不能仅靠从大楼内引出的一根PE干线接地；潜水泵及水下灯具应采用潜水电缆配电；0区电器设备应采用1Px8防护等级，1区应为1Px5等等。
又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷，三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流；随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及，低压电网高次谐波污染日益加剧，3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此，相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中，当用电负荷大部分为单相负荷时，其N线或PEN线截面不宜小于相线截面；以气体放电灯为主要负荷的回路中，N线截面不应小于相线截面……”，可见，民用建筑配电系统的干线，支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而监理审图发现当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用80年代前曾采用过的作法，选用的N或PEN线截面仍为相线的1／2甚至1／4～1／3.这也是最常见的电气设计安全问题之一。
再如，关于变配电所位置的选择，相关设计规范都明确提出应考虑“设备吊装及运输方便”，这是保证可用性及维修性的基本要求。近年来我们负责监理的不少高层建筑工程项目，其设置在地下层的变配！电所及柴油发电机房的配置多违背了这个要求。比如某高层商住楼地下变配电所及发电机房，其运输通路完全被冷水机组及地下水箱阻挡。施工安装顺序只能是先将变、配电设备及发电组安装就位后再安装冷水机组及水箱，而根本未考虑运行之后发变电设备检修、更换的运输问题；又如某高层办公综合楼地下变配电所与发机房，设置在一层某会议厅底部，地下层既未考虑必要的运输检修通道，也未设足够宽度能运进设备的门框。当监理审图发现并提出这一问题时，设计单位的解答竟然是：原设计意图是从一层会议厅处将变配电及发电设备吊装就位后再浇筑该厅地板。这种意图显然是错误的，即使不考虑土建施工可能对已就位的电气设备造成的损害，大楼投入运行后电气设备的维修更换运输是否只得撬开一层会议厅地板来解决呢！须知钢筋混凝土框架结构建筑的合理使用寿命可达50年以上，而变配电设备的使用寿命仅为20年左右或更短，定期或故障维修周期就更短了。故电气设计必须妥善考虑其运输及维修吊装通道问题。
2.2设计深度不够目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍，主要是设计文件可实施性方面的缺陷，将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现，将影响项目建成的使用功能。
例如按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来，我国电工产品市场异彩纷呈，国内外各种型号规格的产品琳琅满目，国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要，这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号，使设备订货无所适从，并往往造成错误。比如某项目电气照明设计，设计者在系统图断路器符号旁仅标注了“A063M20A”，设备表中亦然，而未注明名称及详细参数，施工单位理解为20A普通断路器，因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对，原“A063M”乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号，额定电流20A，额定漏电动作电流值30mA.可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。又如许多电气施工图中对电缆沟只标注尺寸及走向，对电缆支架及盖板不作任何规定，或仅注明“参照XX图集XX页”，实际上国标图集中对任一种尺寸的电缆沟，其电缆支架及盖板的作法都提供了多个方案供设计时选择，设计不选定则施工方难于抉择，常按最低价方案施工。往往并不能满足实际需要，甚至可能引起结算纠纷。
再如电气照明图中按规定主要房间及场所应标注照度标准值，当然也就要求设计者进行照度计算并按计算进行灯具配置。然而当前民用建筑电气照明设计中能标注照度标准值并进行照度计算的极为罕见，绝大多数是按房屋开间及功能凭经验布灯。大多偏离了国家规定的照度标准，影响使用功能。比如经监理审图的某学校电气施工图，经核算设计达到的照度值实验室和教室仅为50～701x，不及国家标准（150LX）的一半；某局综合办公大楼中办公室及会议室设计照度仅达70～80LX，计算机房仅达约100h左右。也不及国家规定照度标准值（分别为150h及200k）的一半。
2.3相关专业设计文件衔接不清，不按规定协调配合的问题普遍存在，极易导致施工错误
例如目前普遍利用建筑物结构钢筋作为防雷接闪器、引下线及接地与等电位联结装置，按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件，说明敷设方式及技术措施（如焊接要求等）；并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图，且标注与说明相当简略，土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。这给工程监理及施工都带来很大困难，若施工单位经验不足则极易因工种（序）配合不当而造成施工错漏。最常见的是接地钢筋网的连接点的错、漏焊和作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层，因柱（墙）内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况更易发生。
又如各专业管道、线路相互碰撞、相互矛盾的问题已成了施工图多发病，比比皆是，举不胜举。我们负责监理的好几栋大楼的地下层（含地下车库）施工图设计，审图时都发现：给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管道多处相碰；多个火灾探测器被通风、排烟管道遮挡；只得修改设计后再行施工安装；再如某住宅小区由于原设计给排水与电气专业未能协调，工程竣工初验时才发现几乎每套居室内空调器安装处预留的排水管口及穿墙孔和空调电源插座分别设在外窗两侧的墙边上，即空调安装位置与插座不在同一处，插座无法使用，不得不返工重装。
关键词：住宅电气设计供电系统
随着《住宅设计规范》的实施，和广大设计人员的不断努力，住宅供电系统日渐合理，供电容量充足，用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用，用户入住装修时，总能见到对原有电气设施改、拆，甚至干脆废弃不用，造成巨大的人力，财物浪费。细加分析用户主要改变的是，供电末端设施的位置和数量，并非供电系统本身。
电气设施的布置要求，是由住宅的布局，现阶段室内布置的方式，以及拥有的家电数量决定的，当然也有地域、年龄、职业的差异。具体到室内某一部分是由其功能所决定的，下面就室内几大功能区常见布置，电气设施设计谈一些个人的体会：
一、卧室卧室是人休息的地方是室内最重要的场所。卧室的家具主要有：床、床头柜、衣柜等。电气设计包括：照明、电源插座和电话、电视插座，设计时应该注意的是：灯具应设在除去衣柜位置的中央，否则家具一就位灯位就显偏了；灯具宜采用组合式吸顶安装（由于室内净高一般在2.6以下）双联开关控制，供不同使用功能选用不同照度。
电源插座应避开衣柜和床头位置，在两则墙上安装，距地0.4米为宜。电话插座设于床与床头柜之间，电视插座设于相对的墙面上，与电源插座平行安装。卧室空间较小宜采用窗式空调，空调插座应设于避开衣柜一侧窗户旁墙面上高度宜为2米。
二、起居室起居室是家人聚集，招待客人的场所。主要家具包括：沙发，茶几，桌椅等。电气设计包括：照明，各种插座，室内配电箱等。
一般起居室两面为墙，一面为窗。电视一般布置在较短的一面墙中部，沙发依较长一面墙布置，电话机布置在沙发转角的小茶几上。这样电视插座就应设在较短一面墙中部，电话插座应在沙发转角茶几旁的墙上，电源插座也布置相应的位置即可，高度0.4米为宜。
起居室应采用组合式灯具，设计时应考虑采用多联开关，灯具宜设于沙发合围的中央上方。
起居室根据其面积大小可采用窗式或柜式空调，在外窗附近的某一墙面上设一组插座，底边距地2米，以便为窗式空调提供电源，并在此插座垂直下方距地0.4米处设一组插座，以备将来使用柜式空调。
户内配电箱可安装在入户门附近的墙上，此箱仅在检修或故障时使用，故可安装在较高位置，考虑到住宅层高级结构梁的影响，此箱底边距地2米暗装比较合适。
三、厨房厨房内的用电设备比较多有：微波炉，电饭煲，冰箱，抽油烟机等。因此在厨房内应布置足够多的电源插座。
新装修的厨房一般做一排厨柜和吊柜，厨柜高度约为0.7米，厚0.5米，吊柜在其上方底边距地为1.6米，厚度为0.3～0.4米。电源插座宜设在厨柜与吊柜之间的墙面上，距地高度宜为1.5米设两组以上。抽油烟机一般嵌于吊框内安装，其插座宜设于吊柜内侧墙上，高度2米左右为宜。冰箱插座宜设于厨房角部。
厨房灯具设于房间中央采用吊线罩灯，普通跷板开关门外控制。
四、卫生间卫生间的电气设计一般包括：顶灯、镜前壁灯、排气扇，近一段时间按摩浴缸，暖风机，浴霸等较大负荷设备也逐渐进入卫生间。
镜前壁灯设于洗面盆高度1.8米，顶灯设于卫生间中央采用防潮型吸顶安装，排气扇设于风道口旁高2－2.4米，在室外墙上设多联开关控制。在洗面盆旁侧墙上设带隔离变压器的剃须插座距地高度1.5米。一般卫生间不考虑按摩浴缸，当需设置时，建议其供电回路设置现场隔离开关，隔离开关可配小开关盒暗设于卫生间就近外墙上，安装时再引出接线。另外，热水器，排气扇不宜直接用插座供电，可用暗盆出线预留1米左右长的导线，在安装时接入电器；卫生间的取得设备容量一般为800～1500W，可将零线引入设于室外的开关盒内，供二次装修时明管敷线，引入吊顶供电，设计时考虑其负荷。若洗衣机也放在卫生间，采用防溅插座距地1.5米供电。
1电气自动化系统的构成
电厂电气自动化系统不同于热工操作系统，在操作频率上较低，但是系统的保护性能可靠性较高，在结构上简单易连锁，只要两台相关的电气控制系统就能保证其控制的自动性，所以，电厂电气的自动化系统需要及时的构建合理的联网方式和操作系统来提高其可靠性，也只有这样才能使电厂电气的自动化系统能够安全的运行下去。电厂电气的自动化系统的结构组成是分层分布式系统，主要包括通信控制层和站控层以及间隔层。首先，第一部分是通信的控制层，需要使用不同的通信方式实现不同装置之间的数据转换工作。也可以说网络技术以及通信技术的快速发展作为电厂电气自动化系统发展强有力的支持，同时也为电厂电气的自动化系统在功能和结构上的进一步发展提供了更为广阔的发展平台，比如通过以太网技术实现数据与工作装置之间的数据转换工作，还可以通过现场的总线以及其他的一些主要设备来实现对于主控单元以及间隔层的通信工作，进而实现现代智能且有效的管理模式。电厂电气的自动化系统在逐步的向现代与智能控制的方面发展，其中主要的表现有两个方面，即间隔层和站控层。其次，在站控层方面，它是电厂电气的自动化系统的主控装置，不断的收集并有效处理相关的数据对于整个的控制系统进行监视和有效控制的作用，所以监督和控制系统也在逐步的向自动化管理水平提高其全面高效运行的水平。最后，在间隔层方面，存在智能设备和相关的保护装置，这些装置主要需要通过现场的总线以及其接口进行通信工作，这一趋势主要向着系统的综合化以及网络化的方向快速发展。所以，需要根据间隔层对设备不同程度的特殊要求，另外还可以采用以太网来实现通信。
2电气自动化系统控制方案的设计意义
电厂电气的自动化系统与传统的电厂自动化系统相比较，电厂电气的自动化系统能够自动的与电波的脉冲信号连接起来，进而能够发送出电力报表信号，这也就能实现厂用系统的智能功能，同时也能够显示出发电机运行的状态是否正常，进而能够更加精准的进行定值管理以及在线审核功能。除此之外，能够对故障的出现进行及时的诊断和维修工作，有效提升电气系统的实用性以及有效性。电气自动化系统控制方案最重要的设计意义就在于，将各个独立运行的电气装置通过连线或者是以太网来连接成一个整体的系统，进而减少传统连接方式的缺点，而造成的高成本，这对与企业的稳定性发展也有着非常关键的作用。电厂电气的自动化系统可以通过以太网这一通信科技技术来减少员工的劳动量或者是降低整个的运行成本并且提高其经济的效益，电气自动化系统控制方案的设计能够为电厂的技术带来了进一步的提高。
3电气自动化系统的监控方案
传统的电厂电气监控系统主要能够实现对于电气部分信息的采集以及远程控制功能的实现。但是总体来讲，其信息量还是比较小的，而且信息的类型也比较单一。但是电气自动化系统的监控方案主要侧重在电气系统的监控方面以及自动化监控技术的有效运用。电气自动化系统监控的模式分为两种，其一是，优于传统的监控方案集中模式，有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。其二是，对于不同的分层结构继续进行管理以及数据的交换。进行装置间的数据交换主要通过站控层的转发以及工作站来实现，有一些非常重要的信息要通过有效的方式连接。还有一些非常重要的信息需要通过主控单元以及双向数据进行交换，另外一些不重要的信息要通过站控层的转发或者是相关的工作站来实现交换。电气自动化系统的监控方案有很高的实时性以及可靠性。在电厂自动化技术以及监控方案的应用中有许多需要注意的问题，如监控系统主站设备，整个系统的装置分组以及主控单元的保护等等。
4结束语
近年来，电力市场的发展脚步在迅速加快，而且网络科学技术也在不断的进步，这就要求电厂要加快其技术水平的改革与创新，进而能使电气自动化技术得到广泛的应用。电厂电气自动化系统的应用在加快我国电力市场化的进程的同时也提高我国电力系统的技术水平，进而保障我国电厂的安全稳定运行，而且还能够对我国的整体电力系统技术的提升有着非凡的意义。
作者：霍延川 单位：哈尔滨电气集团阿城继电器有限责任公司
一、电气工程节能设计的重要性
电气工程接能设计对我国发展起到什么样的作用呢？下面就列举以下几个方面:首先，我们从保护环境方面来讲，电气工程必须需要节能的设计。因为现在我们的日常生活已经离不开电的使用，而我国发电主要就是依靠火力发电的。在火力发电的过程中，需要消耗大量不可再生的化石燃料，同时还会排放出许多污染环境的气体，影响到我们日常生活的环境。所以从保护环境的方面来看，我们就需要对电气工程做相应的节能方面的设计。其次，随着经济不断的发展，电气工程也需要节能的设计。因为电器设备也需要消耗电能，我国目前电力还都是由最传统的能源转换，人类的生存和发展都有能源来制约着，能源已经成为我们生存的基础。但是，能源的短缺已经成为世界共同关注的重要问题，同时也是影响我国经济发展的。所以，从经济发展的角度来看，电气工程也应该采取相应的节能设计。再次，从提高人们生活水平的角度来看，电气工程也需要进行节能设计。因为随着现代建设的不断发展和人们对生活标准要求越来越高，对居住环境舒适度的要求也不断上升，比如，夏天空调可以制冷，冬天暖气可以取暖等等。而这些都需要能源的消耗才可以达到。而在能源十分进紧缺的现在，就必须对电气工程采取必要的节能设计。而电气工程进行节能设计，不但能满足人们需求之外，还可以通过技术的创新，从而做到电气工程减少能源的消耗，提高能源的使用效率。这些都可以做到电气工程节能的要求。总之，不管是在保护环境和经济发展，还是可以提高人们日常生活水平方面来看，都需要对电气工程进行节能设计。
二、我国电气工程接能设计的现状
我国电气工程节能设计受到了经济的发展和科学技术水平方面的约束，受到了各方面的限制，造成节能设计的应用不广泛，大量的能源在电气设备中就被消耗，我国的电气工程节能设计主要表现为一下几个方面:第一方面则是漏电开关系列的选择，第二是设备的选型，第三则是负荷呢计算，第四是TT系统配电线路接地故障的保护。
三、电气工程节能设计应该遵循的原则
1.如果想要将电气工程中供电的设备进行优化，同时还不能用其他的工程工农来替代，损害其他工程中电能的使用价值，不盲目的对设备进行投资，同时对于不符合经济发展和科学的方案一律不能采用。因此，对于电气工程节能设计首先应该考虑到的就是适用性，电源供应的设计，应该也所需要的动力和能源为前提，以能够满足电气设备的负载能力和供电质量的可靠性为电源的要求，以确保建筑的电气设备，能够满足使用的要求。此外，还应该考虑到电力供应的安全因素，所以电气电线一定要具备绝缘距离，确保电源能够安全的使用。同时还应该考虑到防雷等措施。总而言之，电气工程节能设计一定要符合安全性。
2.在对电气工程进行节能设计的同时，一定要确保电气工程能够安全的使用。在确保安全使用功能的情况下，尽可能的减少建设的投资，降低各种能源的消耗。因此，在节能设备的选择上，一定要符合节能的要求，提高能源的使用功效。
3.在设计的同时，一定要进行合理的调整，选择符合设计的各种因素，合理的选择节能的措施。以保证能在特殊使用点的情况下，能提高电的使用效率，实现节约能源的目标。总体来说，在电气工程节能设计同时，一定要符合安全、经济和合理的原则。
四、电气工程接能设计的方法
1.电压配置的选择
为了使电气工程可以达到节能的目的，首先就应该纠正在选择电压等级上面的错误。例如，当高低压配电时，电压应该采取10KV，当低压配电室，电压就应该采用220/380V，在电源电压的选择上一定要做到全面的考虑。
2.供应和分配系统设计
要想达到节能的目的，供电和分配系统就应该采用以下设计:电源和配电系统的设计应该是简单可靠的，不需要有太多的配电级数，在同一个电压配电级数中最多有两级，低压最多有三级，三级的负荷量不能超过四级。运用措施，变压器应该深入负荷的中心，这样就可以缩短供电半径，从而就可以降低损耗，降低电压的损失。应该明确供电所供电的范围和线路，合理的进行规划不能够重叠。
3.加强控制变压器的选择
在选择变压器上，应根据用户的需求行对节能设计，正确的选择变压器。例如，在选择民用用户的变压器时，可以根据每个季节用电情况进行选择，当需要消耗大量电池，可以使用专用的变压器。另外，电网的失调可能是因为三相电流不平衡而造成的，所以会造成中线电位以上的高级变压器加大损耗，三相电越不平衡，损耗就会越大。因此，应采取相应的措施来平衡三相电流。
4.降低电能在传输过程中的功率损耗
电气方案说明
一、依据
根据建筑有关方案图纸，国家有关规范设计。
民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）
高层民用建筑设计防火规范（GB50045－95）
火灾自动报警系统设计规范（GB50116-92）
二、范围
本建筑电气设计包括强弱电，其中强电包括10kV变配电站、照明系统、一般动力系统、空调系统、计算机UPS配电系统、防雷接地等。
弱电包括火灾自动报警及消防联动控制系统、PDS结构化综合布线系统、保安监控系统和电缆电视系统等。
三、内容
按二级负荷供电，要求采用双路电源。建筑物地下层设变配电室。
负荷密度按80W/m2考虑。选择2台800kVA干式变压器。
弱电按综合布线考虑，统一安排电视、电话、计算机插座。
本工程按二级保护对象设置火灾自动报警和联动系统。
按二类建筑屋考虑防雷措施。
初步设计说明
强电部分
一土建概况
图书馆建筑面积21681.29m2.地下一层（部分加设夹层），地上七层。歇山屋顶，正背高35.0m，檐口高24.2m，室内外高差600.结构为全现浇钢筋混凝土框架剪力墙体系，厚板基础。一至四层大部分采用无粘接预应力楼板，现浇板厚180.
二设计依据
民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）
高层民用建筑设计防火规范（GB50045－95）
火灾自动报警系统设计规范（GB50116-92）
初步设计有关批文及各专业所提资料
三设计范围
电气设计包括：10kV变配电站、照明系统、一般动力系统、空调系统、计算机UPS配电系统、防雷接地及人防工程配电；火灾自动报警及消防联动控制系统、PDS结构化综合布线系统、保安监控系统和电缆电视系统。
四电源及负荷
1电源从北大35kV总降压变电所引来，两回线10kV供电线路至新馆，南进户，打开引入。
2本馆负荷等级及分类如下：
一级负荷：消防动力，应急照明，计算机电源
二级负荷：客梯、楼梯照明及人员较密集的公共场所照明
三级负荷：空调及其它
3本馆总设备容量为2231.4kW，
P=1673.4kW
Q=639.1kvar（补偿后）
S=1791.3kVA
五供配电
1根据高校图书馆的特点，为节约能源、经济运行，本楼工程选用广东顺干式变压器三台。其中630kVA，10/0.4kV两台，向一二级负荷供电，1250kVA10/0.4kV一台，专供空调负荷。变压器自带强迫通风和温度保护装置。
2高压10kV两路电源同时供电，单母线分段运行，母联开关手动切换。高压柜选用ABBZS1型，带闭锁及联锁装置。一二级负荷低压接线方式同高压侧，三级负荷低压接线为单母线，低压柜选用DOMINO开关柜。低压按照明、空调、动力分别计量。高低压柜均为上进上出方式、落地安装。
3配电干线一般选用ZR-VV-1kV电缆，水平段沿托盘式桥架敷设，竖井内沿梯架垂直明敷。竖井内照明及消防干线采用封闭母线沿墙敷设，消防干线选用耐火电缆在桥架上明敷。照明动力支线一般采用BV-500V导线穿钢管在板内或吊顶内暗敷。
4配电箱在竖井内明装，在其它部位暗装，下皮距地1.4m.灯具开关及插座为奇胜牌，暗装，下皮分别距地1.4m，0.3m.
5为节约照明用电保护环境，从绿色照明的设计思想出发：阅览室内采用北京四通松下电工有限公司生产的National荧光灯具，配36W细管径灯管，小功耗镇流器及电容无功补偿。计算机房、机读目录厅、光盘检索厅、多媒体阅览室采用机房专用灯，以抑制眩光。书库选用专用书库灯，以增加垂直照度。古籍书库采用滤紫功能灯具。筒灯配双H型节能光源。同声传译译员室等场所采用无级调光开关。
六防雷接地系统
该建筑按二级设防。在屋顶易受雷击的部位装设避雷带，利用结构柱内主筋作引下线，利用建筑物基础作统一的接地装置，要求接地电阻不大于1欧姆，做法详“电”。若达不到加人工接地装置，做法现场定。馆内大于配电系统按三相五线制做好接零保护。
弱电部分
一、火灾自动报警及消防联动控制系统
1.在首层设消防控制中心，负责对全馆（含会议中心）火灾监测及消防联动控制。
2.消防报警系统采用海湾公司设备。
3.消防回路为二总线制为ZRRVV-2X1.5，沿耐火桥架经过弱电竖井引至各层。联动控制线采用NHBV-1.5mm2，消防广播线采用RVS-2X0.8，均穿钢管暗敷。
4.探测器部分采用烟温感复合智能型，其他采用感烟探测器或感温探测器，吸顶安装，手动报警按钮暗装，下皮距地1.5m，消防模块吊顶下明装。
5.消防广播扬声器均为3W，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处明装箱式，下皮距地2.5m.
6.设消防电话。
7.凡是消防用电均采用双路供电，末端切换，使用耐火或阻燃电缆，穿钢管暗敷设。
8.设应急照明系统，包括疏散指示灯、出口指示灯和备用照明。均采用双路电源切换，末端自投或自带蓄电池。
9.活动中心采用消火栓控制按钮起动消防泵。
二、结构化综合布线系统
1.结构化综合布线系统采用罗格朗DLP布线设备，该系统支持本馆电话、计算机、保安监控及多媒体等多方面的自动化通讯服务。
2.信息插座一般为墙上型。暗装，下皮距地0.3m，保安监控用信息插座为桌上型，吊顶内明装。图书馆设信息点200个，会议中心设120个，共320个。
3.水平布线总系统全部采用五类八芯双绞线，在吊顶内沿桥架，在墙内柱内穿钢管暗敷。
4.楼内各层管理间与竖井兼用，在首层计算机房设总设备间。
5.垂直干线全部采用四芯光缆，在桥架上敷设。外网西进户。
三、电缆电视系统和保安监控系统
1.本馆电缆电视前端讯号由馆外引来，东进户，电缆引入。本馆不设前端系统。
工程设计是基本建设的龙头，设计文件是工程建设的主要依据，设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示，由设计原因导致的工程质量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因（如设备材料质量问题等）引起的占30.6％。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。
2、影响工程质量的几个建筑电气设计问题
合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、维修性等）及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。
2.1设计违背或偏离设计规范的规定，安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。
例如某市政府大楼前花园广场（包括广场绿化庭院照明、草坪照明及广场中心声光喷泉）工程提交施工酌电气施工图存在以下问题：未作电气保护接地及等电位联结设计；错误地采用TN-C低压配电系统；喷水池未按规定选用应有防护等级的电气设备及电缆。这样的设计完全违背了规范规定的安全性要求，按图施工必将留下严重的安全隐患。此前的1999年8月青岛市某喷水池曾发生数人，嬉水时被电击致死的伤亡事故，正是由于设计失误，水下灯具及潜水泵漏电而又未能及时断电所致。监理于施工前审图时及发现了上述问题，通过业主要求设计单位严格按设计规范要求修改了设计。正确的作法是：户外庭院及喷水池配电应采用局部TT系统或TN-S系统、并设置漏电保护（动作电流应不大于30mA），而不允许采用TN-C制；应设置完善的接地装置，喷水池应做等电位联结设计，而不能仅靠从大楼内引出的一根PE干线接地；潜水泵及水下灯具应采用潜水电缆配电；0区电器设备应采用1Px8防护等级，1区应为1Px5等等。
又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷，三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流；随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及，低压电网高次谐波污染日益加剧，3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此，相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中，当用电负荷大部分为单相负荷时，其N线或PEN线截面不宜小于相线截面；以气体放电灯为主要负荷的回路中，N线截面不应小于相线截面……”，可见，民用建筑配电系统的干线，支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而监理审图发现当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用80年代前曾采用过的作法，选用的N或PEN线截面仍为相线的1／2甚至1／4～1／3.这也是最常见的电气设计安全问题之一。
再如，关于变配电所位置的选择，相关设计规范都明确提出应考虑“设备吊装及运输方便”，这是保证可用性及维修性的基本要求。近年来我们负责监理的不少高层建筑工程项目，其设置在地下层的变配！电所及柴油发电机房的配置多违背了这个要求。比如某高层商住楼地下变配电所及发电机房，其运输通路完全被冷水机组及地下水箱阻挡。施工安装顺序只能是先将变、配电设备及发电组安装就位后再安装冷水机组及水箱，而根本未考虑运行之后发变电设备检修、更换的运输问题；又如某高层办公综合楼地下变配电所与发机房，设置在一层某会议厅底部，地下层既未考虑必要的运输检修通道，也未设足够宽度能运进设备的门框。当监理审图发现并提出这一问题时，设计单位的解答竟然是：原设计意图是从一层会议厅处将变配电及发电设备吊装就位后再浇筑该厅地板。这种意图显然是错误的，即使不考虑土建施工可能对已就位的电气设备造成的损害，大楼投入运行后电气设备的维修更换运输是否只得撬开一层会议厅地板来解决呢！须知钢筋混凝土框架结构建筑的合理使用寿命可达50年以上，而变配电设备的使用寿命仅为20年左右或更短，定期或故障维修周期就更短了。故电气设计必须妥善考虑其运输及维修吊装通道问题。
2.2设计深度不够目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍，主要是设计文件可实施性方面的缺陷，将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现，将影响项目建成的使用功能。
例如按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来，我国电工产品市场异彩纷呈，国内外各种型号规格的产品琳琅满目，国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要，这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号，使设备订货无所适从，并往往造成错误。比如某项目电气照明设计，设计者在系统图断路器符号旁仅标注了“A063M20A”，设备表中亦然，而未注明名称及详细参数，施工单位理解为20A普通断路器，因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对，原“A063M”乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号，额定电流20A，额定漏电动作电流值30mA.可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。又如许多电气施工图中对电缆沟只标注尺寸及走向，对电缆支架及盖板不作任何规定，或仅注明“参照XX图集XX页”，实际上国标图集中对任一种尺寸的电缆沟，其电缆支架及盖板的作法都提供了多个方案供设计时选择，设计不选定则施工方难于抉择，常按最低价方案施工。往往并不能满足实际需要，甚至可能引起结算纠纷。
再如电气照明图中按规定主要房间及场所应标注照度标准值，当然也就要求设计者进行照度计算并按计算进行灯具配置。然而当前民用建筑电气照明设计中能标注照度标准值并进行照度计算的极为罕见，绝大多数是按房屋开间及功能凭经验布灯。大多偏离了国家规定的照度标准，影响使用功能。比如经监理审图的某学校电气施工图，经核算设计达到的照度值实验室和教室仅为50～701x，不及国家标准（150LX）的一半；某局综合办公大楼中办公室及会议室设计照度仅达70～80LX，计算机房仅达约100h左右。也不及国家规定照度标准值（分别为150h及200k）的一半。
2.3相关专业设计文件衔接不清，不按规定协调配合的问题普遍存在，极易导致施工错误
例如目前普遍利用建筑物结构钢筋作为防雷接闪器、引下线及接地与等电位联结装置，按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件，说明敷设方式及技术措施（如焊接要求等）；并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图，且标注与说明相当简略，土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。这给工程监理及施工都带来很大困难，若施工单位经验不足则极易因工种（序）配合不当而造成施工错漏。最常见的是接地钢筋网的连接点的错、漏焊和作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层，因柱（墙）内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况更易发生。
又如各专业管道、线路相互碰撞、相互矛盾的问题已成了施工图多发病，比比皆是，举不胜举。我们负责监理的好几栋大楼的地下层（含地下车库）施工图设计，审图时都发现：给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管道多处相碰；多个火灾探测器被通风、排烟管道遮挡；只得修改设计后再行施工安装；再如某住宅小区由于原设计给排水与电气专业未能协调，工程竣工初验时才发现几乎每套居室内空调器安装处预留的排水管口及穿墙孔和空调电源插座分别设在外窗两侧的墙边上，即空调安装位置与插座不在同一处，插座无法使用，不得不返工重装。
关键词：电气；设计；安装
1工程概况
某工程位于长沙市CBD商务区内，占地面积9500m2，总建筑面积45000m2，地上19层，地下2层，为星级酒店和写字楼于一体的综合性商务楼宇。该工程电气设计按供配电一级负荷设计，采用两路10KV电源供电，供电线路采用电缆直埋方式，两路10KV电源一用一备。通过母连接，两路电源均能负载100%的负荷。供电制式为三相五线制TN-S系统，为满足高层建筑防火要求和提高变压器的过负荷能力，该工程选用二台1600KV干式变压器，变压器的负荷率平时保持在70%左右。
2大厦电气系统设计与验算
2.1系统设计
2.1.1照明系统
2.1.1.1系统概述
本工程的照明系统分为正常照明和应急照明。
正常照明主要包括舞厅照明，大厅照明，公共区域照明，客户照明等。为减小动力负荷频繁启动对照明质量的影响，设定了一专用变压器为照明系统供电。自酒店的中心配电室出线后进入配电竖井，经低压母线引至各楼层的总照明配电箱，然后由此分布到各区域配电箱。
因本工程为高档星级酒店与智能化办公楼，对供电要求较高，所以除配有自备发电机组外，楼层设有专用的应急照明系统，系统主要覆盖区域包括：酒店大堂，各餐厅、走廊、电梯间、楼梯间等。在设计时该系统的供电采用双电源，其中大堂，餐厅区域选择其中几个支路兼做正常照明，供电从本层配电竖井应急照明切换箱中出线。在此基础上，在各公共区域及通道设置具有蓄电池的事故照明灯具，在没有任何外供电源的情况下，该灯具能不间断供电1h。
2.1.1.2照度的确定
星级酒店的装修档次一般较高，为配合装修效果，充分体现酒店及办公气氛，本工程对酒店中各重点区域的照度均采用利用系数法进行计算。根据酒店各功能区的特点，各功能区的照度标准值见表1。
2.1.2动力系统
动力系统设备包括正常动力与消防电源两部分。正常动力包括：空调制冷机组，空调水泵，冷却塔，洗衣设备，污水泵，客用电梯，货梯，各层空调器，开水器等。因动力设备在地下2层分布较多，所以该部分设备的配电自酒店总配电室出线后在地下2层设动力控制中心。
消防电源包括：消防水泵，水幕水泵，消防电梯，喷淋水泵，排烟风机，正压送风机等。消防动力设备为双电源供电，一路引自由两路电源变压器供电的消防供电专柜上，另一路引自自备发电机组，两路消防电源分别由两回线路引到各个消防用电设备点上实行末端自动切换，以确保消防设备的供电可靠性及安全性。
2.1.3负荷计算
电力负荷一般由各专业提供技术要求及负荷大小：
2.1.3.1三相负荷计算：
2.1.3.2单向负荷计算：
①尽量将各单相负荷逐相均匀分配，以减少不平衡，计算时，将线负荷换算成相负荷，将各相负荷相加，取其最大单相负荷的3倍作为三相负荷。
②当回路中的单相负荷的总容量小于该回路三相对称负荷的总容量的15%时，按三相平衡负荷计算。
③只有线负荷时，将各线间负荷相加，选取较大的两项进行计算，现以Pab≧Pbc≧Pca为例：
按70%的负荷率，第二台变压器的容量为：1086/0.7=1552kVA,选用1600kVA变压器。
2.2防雷与接地
本工程联合接地电阻阻值要求小于1，利用钢筋混凝土箱型基础做自然接地体。钢筋混凝土柱内钢筋做防雷引下线，在建筑物四角距室外地坪0.5m处做测试点。为防止侧击雷进入酒店，酒店铝合金钢窗均与圈梁内钢筋可靠焊接。酒店中所有金属管道均与混凝土中钢筋焊接，以使整个大楼处于一种均压状态。考虑到弱电系统对接地的特殊要求，而弱电接地装置与强电接地装置的间距无法满足规范要求，不能设置单独弱电接地系统，只能选用联合接地。
3线槽敷设安装施工
智能化建筑弱电工程是当今建筑中很重要的一部分，衡量一个城市建筑的现代化标准，设计形态和智能化是其中的两个方面。智能建筑的弱电系统主要由以下各子系统组成：
(1)通信网络系统；(2)办公自动化系统；
(3)建筑设备监控系统；(4)火灾自动报警及联动控制系统；
(5)公共安全防范系统；(6)结构化布线系统；(7)弱电电源及接地系统。
如此之多功能设施，布线设计方案也成为电气设计的关键，因涉及专业多，施工时相互配合尤为重要。为保证大厦内部的美观，也为了更科学满足设施智能化的要求，方案选用地板内敷设地面线槽来达到各功能目的。
3.1地面敷设线槽的定义
地面线槽是一种封闭的、直接隐蔽于地面下的金属线槽，可以灵活方便地提供电源、电话、电视、计算机、话筒等线缆传输电能和信号接口。其设计是根据建筑物近期和发展需要布置线槽的纵横间距，根据穿线的根数、横截面积和工艺要求确定线槽的规格及槽数。按槽数可分为单槽、双槽、三槽，规格有50系列、70系列、100系列、230系列、300系列。
线槽适用于380/220以下强电和弱电的线路敷设。性能特点：地面线槽可供单一或多用途线缆、多回路敷设，终端元件布置平整美观。地面线槽是由线槽、分线盒、各种连接件、密封件、附件及电源头等组成。
3.2地面线槽规格型号设置与布线参数要求
内外均热浸镀锌，出线口处采用无螺纹接口，线槽标准长度为3m（可特殊加工），线槽出线口开孔尺寸：﹤48mm，线槽开孔间距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm等。
主要配件有：线槽分线盒：线槽分线盒起到导线的相接、转弯交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分线盒内设有屏蔽分离板，以保证强电、弱电的隔离与屏蔽。
线槽支架：分为单槽、双槽、三槽支架，它是用于线槽的支撑及高度调整，高度调节范围一般为20mm～150mm的热镀锌件。其它还包刮弯头、封头、出线圈等配件。具体穿线根数见表4。
3.3地面线槽的敷设安装工艺
3.3.1弹线定位：根据设计图纸确定线槽走向，从始端至终端找好水平线或垂直线，用粉线袋在线路的中心外进行弹线，按照设计图要求及施工验收规范规定，分别找出分线盒、分线口及支架的具置，用铅笔分别标注。一般支架间距为1.0-1.5m。
3.3.2线槽敷设：根据标准位置放置分线盒和支架，然后放置线槽和出线口，同时根据需要加各种配件，朝上的线槽不必立得太长，否则易被砸断。连接完毕后，调整支架和塑料盖，使出线口到适当高度。达到位置正确，固定牢固，走向合理。线槽水平或垂直敷设部分平直度和垂直度允许偏差不超过5mm。为防止灰浆进入，各连接处周边抹专用胶，各分线盒、出线口盒盖拧紧，并用铁丝绑扎，未端加塑料封堵。浇筑混凝土时设专人看护，发现问题及时处理。
3.3.3跨接地线焊接：依据施工规范，确定跨接线规格。地线两端焊接面不小于该跨接线截面的6倍，焊缝均匀牢固。
3.3.4槽内配线：首先清扫线槽，可先将带线穿插至出线口，然后将布条绑在带线一端，从中一端将布线条拉出，反复多次可将线槽内的杂物和积水清理干净，也可用空气压缩机将线槽内的杂物和积水吹出。放线前应先检查管及线槽连接处的护口是否齐全，其放线和导线连接部分与其它管路敷设形式大致相同。敷设线缆应注意以下基本原则：1、同一路径不同回路绝缘导线设计于同一线槽内，但同一槽内强电回路必须能同时切断电源；2、线槽内导线总截面不应超过线槽内截面的30%；3、强弱电回路应分槽敷设；4、不同电压回路交叉时应在分线盒处采用金属隔板隔开。
3.3.5线路检测：线路检查及绝缘遥测按相关规范操作。
3.3.6面板安装：配合装修，依据各出线口用途，安装相应的终端面板。
3.4地面线槽安装时具体注意事项：
3.4.1地面线槽表面混凝土厚度应大于20mm；
3.4.2线槽内外应光滑平整，无棱刺，扭曲、翘边等变形现象；
3.4.3支架与调整螺栓调整线槽高度一般以30-50mm为宜；
3.4.4线槽整体连结完毕后，应按设计检查确认，无误后对线槽及附件连结处用蜜封胶密封，对线槽首、末、分线盒、出线栓和未用出线孔用专用塑料防护盖封堵。
4结语
综上所述，现代高层建筑的电气设计由于智能化的需要而变得复杂，用电设备越来越多，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，因此在电气设计和线路安装时，将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置，认真按照设计和操作规范进行设计优化和施工，从而将建筑智能化从设计和安装上推至臻美。
参考文献：
前言
可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器是将逻辑运算、顺序控制时序、计数以及算术运算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制的装置。随着大规模集成电路的发展，可编程序控制器得到了迅速发展，并广泛应用于各种领域中，以满足现代化大生产的高效、高可靠性、高难度的自动化要求。
现代机器向着高速度高效率高精度方向的发展，对机器制造业也提出了新的要求：机器零件的精度越来越高。同时，结构也日趋复杂，特别是箱体零件具有孔系多的特点，它的加工除了本身又尺寸精度的要求外，还有形状精度和孔系之间相对位置精度的要求。
镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件。目前国内使用镗床90%都是使用继电器-接触器传统的控制方式，这种方式使机械震动噪声大，接线复杂，维修工作量大。
孔加工一般可在钻床、车床、镗床、拉床、内圆磨床上进行，有些工件也在镗床上加工。镗床加工的特点是：主运动由刀具作旋转来完成，而进给运动是由主轴或工作台的移动来达到，并且可以通过镗床工作台的三个方向移动，很方便、准确地调整切削刀具与工件的相对位置。因此在镗床上进行钻孔、铰孔和镗孔也是一种重要的加工方法。
本书选用日本三菱公司生产的FX2N—48MR PLC可编程序控制器对T68卧式镗床的电器控制进行设计。在编写过程中得到了许多同学们和老师的帮助和大力支持，并提出了许多宝贵意见和建议，在此向他们表示衷心的感谢。由于时间仓促，加上编写经验不足，书中还难免有存在缺点和错误，在此恳切的希望指导教师提出批评和指正，以便进一步修改和完善。
目录
第一章 可编程序控制器的介绍----------------------5 1-1 可编程序控制器的概述------------------5 1-3 PLC的工作过程-------------------------9
1-4 PLC的主要技术指标---------------------9
第二章 T68型卧式镗床的电气控制线路分析
一、主要结构和运动形式----------------------11
二、电力拖动方式及电气控制要求--------------11
三、T68型镗床的电气控制线路分析------------12
第三章 T68卧式镗床的PLC控制
一. 梯形图编程语言--------------------------20
二. 助记符语言------------------------------21
三. PLC对T68卧式镗床梯形图的绘制----------21
四. PLC状态表------------------------------22
五. 汇编语言--------------------------------25
元件明细表----------------------------------------28
总结 --------------------------------------29
毕业设计任务书（四）
指导教师：田林红
一、设计题目用PLC对专用镗孔机床的电气控制设计（二）
二、设计的目的
1）掌握镗孔机床加工动作流程。
2）掌握机床电气控制元件的选择与计算方法。
3）掌握PLC选择与应用。
三、设计要求
一台机床用于零件的镗孔与铰孔两种工序加工，进给速度分为快进和一次和二次工进，进给采用液压控制。主轴采用1500W电机，液压系统是1000W电机。设计要求
1）主轴双向运转，停车采用反向制动。
2）主轴加工采用两地控制，必须液压泵电动机才能启动主轴电动机。
3）有工作状态指示及照明。
4）有必要的电气保护和联锁。
四、完成的任务
要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
（1）设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。
（2）毕业设计说明书（8000以上）
1）设计题目
2）控制原理说明设计方案论证
3）主要器件选择依据与计算
4）设计总结及改进意见
5）主要参考资料
第一章 可编程序控制器的介绍
1.1 可编程序控制器的概述
可编程序控制器（Programmable Logical Controller,简称PLC)是在继电器控制和计算机控制的基础上，以微机处理器为核心，引入微电子技术、自动控制技术而形成的一代新型工业控制装置。可编程序控制器在系统结构、硬件组成、软件结构、输入/输出（I/O）接口以及用户界面等方面都有独特性。目前，可编程序控制器不仅具有继电器控制系统所能完成的逻辑运算、定时、记数等控制功能，同时还可以进行数据处理、模拟量控制、过程控制、通信联网等功能。
. 图2 PLC控制系统的基本结构框图 1.2.1. 可编程控制器的基本结构
世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件结构大体相同，主要由中央处理器、存储器
、I／O接口、电源及编程设备几大部分构成。PLC的硬件结构框图2-1所示
1.中央处理器（CPU） 2.存储器
存储器是可编程控制器的存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和一般计算机一样，可编程控制器的存储器有只读存储器(ROM)和随机读/写存储器（RAM）两大类。只读存储器是用来保存那些需永久保存的程序的存储器，即使机器掉电后其保存的数据也不会丢失，一般为掩膜只读存储器和可编程电擦写只读存储器。只读存储器用来存放系统程序。随机读/写存储器的特点是写入与擦除都很容易，但在掉电情况下存储的数据就会丢失，一般用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。
3.输入/输出接口
输入/输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口是用来接受生产过程的各种参数。输出口是用来送出可编程控制器运算后得出的控制信号，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。主要有以下几中：
⑴ 开关量输入接口。
（2）开关量输出接口。
（3）模拟量输入接口。
（4）模拟量输出接口。
（5）智能输入/输出接口。
4．电源
可编程控制器的电源包括可编程控制器各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后者一般为电池。
5.外部设备
(1) 编程器。可编程控制器的特点是它的程序是可变更的，能方便的加载程序，也可方便地修改程序，因此编程设备就成了可编程控制器工作中不可缺少的部分。可编程控制器的编程设备一般有两类，一类专用编程器，有手持的，也有台式的，还有的可编程控制器机身上自带编程器，其中手持式的编程器携带方便适合工业控制现场应用；另一类是个人计算机，在个人计算机上运行可编程控制器相关的编程软件即可完成编程任务，借助软件编程比较容易，一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。
（2）其他外部设备。PLC还可能配设其他一些外部设备。
①盒式磁带机，用以记录程序或信息。
②打印机，用以打印程序或制表。
③EPROM写入机，用以将程序写入用户EPROM中。
④高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或 监视有关部分的运行状态。 与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。
PLC的基本工作如下:
(1)输入现场信息:在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态;
(2)执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算:
(3)输出控制信号:根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。
上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。
PLC就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，或因停电、出现故障等才停止工作。
1-3、PLC的工作过程
图4 PLC的工作过程
1.4 PLC的主要技术指标
1. I/O(输入/输出)点数
如前所述，输入/输出点数是PLC组成控制系统时所能接入的输入/输出信号的最大数量，表示PLC组成系统时可能的最大规模。这里有个问题要注意，在总的点数中，输入点与输出点总是按一定比例设置的，往往是输入点数大于输出点数，且输入和输出点数不相互代替。
2.应用程序的存储容量 3.扫描速度 另外，可编程控制器的可扩展性、可靠性、易操作性及经济性等 指标也是用户关心的问题。
第二章 T68型卧式镗床的电气控制线路分析
一、主要结构和运动形式
镗床的床身是一个整体铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上又安装有镗头架，镗头架可沿垂直导轨上下移动。在镗头架里集中里装有主轴、变速箱、进给箱和操纵机构等部件。切削刀具一般安装在镗轴前端的锥形孔里，或安装在花盘的刀具溜板上。在切削过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向作进给运动，而花盘只能旋转，装在他上面的刀具溜板可作垂直主轴轴线方向的径向进给运动，镗轴和花盘轴分别通过各自的传动链传动，可以独立转动。后立柱位于镗床床身的另一端 ，后立柱上的尾座用来支撑装夹在镗轴上的镗杆末端，它与镗头架同时升降，两者的轴线始终在同一水平直线上。根据镗杆的长短，可通过后立柱沿床身水平导轨的移动来调整前、后立柱之间的距离。
有以上分析可知，T68型卧式镗床运动形式为：
（1）主运动 镗轴和花盘的旋转运动
（2）进给运动 镗轴是轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。
（3）辅助运动 工作台的回转、后立柱的轴向水平移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动。
二、电力拖动方式及电气控制要求 T68型卧式镗床的电气控制要求如下：
（1）为了扩大调速范围和简化机床的传动装置，本机采用机电联合调速，使用双速笼型异步电动机M1作为主拖动电动机，其绕组接法为/YY。
（2）主轴或进给变速时，为了便于齿轮之间的啮合，要有变速冲动。
（3）为了适应调整的需要，要求主轴电动机能够进行正、反向旋转及点动操作
（4）为了快速准确地停车，要求主轴电动机具有制动过程，本机床采用反接制动方式。
（5）快速移动电动机M2应能进行正、反转及点动操作。
（6）工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给不能同时进行，两者之间应有连锁保护。
三、T68型镗床的电气控制线路分析
T68镗床的电气控制原理图如下图所示。
(一)主电路分析 快速电动机M2由接触器KM6和KM7控制其正、反转，用熔断器FU2作其短路保护。
（二）控制电路分析
1.主轴电动机M1的正、反转起动控制 当要求主轴低速运行时，将速度选择手柄置于低速挡，此时与速度选择手柄有关联的行程开关SQ不受压，SQ触头断开。若使主轴电动机M1正向运行，可按下正转起动按钮SB2，此时，中间继电器KA1通电并自锁，KA1常开触头闭合，使接触器KM3通电，短接电阻R，KA1常开触头闭合，使得接触器KM1，KM4相继通电。主轴电动机M1在接法下全压起动并运行（低速）。此时，KA1，KM1，KM3，KM4通电。 KM4线圈的通电电流线路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4KM1（4－14）常开触点14KT（14－23）常闭触点23KM5（23－24）常闭触点24KM4线圈PE。 若要求主轴高速运行时。将速度选择手柄置于高速挡，此时行程开关SQ压下，使SQ触头（12－13）闭合。这样，在接触器KM3通电的同时，时间继电器KT也通电。于是，主轴电动机M1在低速挡起动并经过一段延时后，时间继电器通电延时时常闭触头KT（14－23）断开，通电延时闭合触头KT（14－21）闭合，分别使接触器KM4断电，接触器KM5、KM8通电。从而使主轴电动机M1由低速接法自动切换成高速YY接法。构成了双速电动机按低速挡起动再自动切换成高速挡运行的自动控制环节。正向高速运行时，KT,KA1,KM1,KM3,KM5,KM8通电。KM5,KM8线圈的通电电流通路为： 2.主轴电动机的点动控制 正转点动时，按SB4,KM1,KM4接通，接触器KM1线圈的通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4SB1（4－5）常闭触点5SB4（5－15）常开触点15KM2（15－16）常闭触点16KM1线圈PE。 3.主轴电动机的停车与制动
主轴电动机M1在运行中，可以通过按下停止按钮SB1来实现主轴电动机M1的自然停止或反接制动（将SB1按到底）。
以主轴电动机M1运行在低速正转状态为例，此时中间继电器KA1、接触器KM3,KM1,KM4均通电吸合，速度继电器的常开触头KS1-1（14－19）闭合，为正转反接制动作准备。
当需要自然停止停车时，轻按下停止按钮SB1（4－5），其常开触头断开，使中间继电器KA1、接触器KM3,KM1,KM4相继断电释放，切断了主轴电动机M1正向电源。主轴电动机M1自然停止。 此 时，KM4线圈通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4KM2（4－14）常开触点14KT（14－23）常闭触点23KM5（23－24）常闭触点24KM4线圈PE。 若主轴电动机M1已运行在高速正转状态下，按下停止按钮SB1,可实现自然停车和反接制动停车，反接制动时，SB1（4－5）断开，中间继电器KA1、接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM1、接触器KM5,KM8相继断电，SB1（4－14）闭合则使接触器KM2通电，接触器KM4通电。于是主轴电动机M1串入反接制动电阻，绕组接成接法，进行低速反接制动，直至速度继电器常开触头KS1-1（14－19）释放，反接制动结束。电流通路同上。要注意的是：在进行制动停车操作时，应该将停止按钮SB1按到底，否则将无法接通反接制动回路，只能实现自然停车。
4.主运动和进给运动的变速控制
T68型卧式镗床主运动和进给运动的变速，是通过变速操纵盘实现的。他急既可以在主轴和进给电动机未起动前预选速度，也可以在运行中进行变速。 若主轴在正转运行中需要变速，可将主轴变速操纵手柄向外拉出，这时行程开关SQ1不在受压，其常开触头SQ1（5－10）断开接触器KM3,KM1,接触器KM2经行程开关SQ1（4－14）的常闭触头、速度继电器常开触头KS1-1（14－19）而通电吸合，使主轴电动机M1定子串入电阻R进行反接制动。接触器KM2线圈的通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4SQ1-1（4－14）常开触点14KS1-1（14－19）常开触点19KM1（19－20）常闭触点20KM2线圈PE。若主轴电动机M1原来运行在低速挡，则此时接触器KM4仍保持通电，接触器KM3,KM1断电，接触器KM2通电，主轴电动机M1接成，串入电阻R进行反接制动。若主轴电动机M1原来运行在高速挡，则此时有时间继电器KT的触头将绕组YY接自动切换成接法，低速串入电阻R进行反接制动。随后转动变速盘，选择所需要的速度，最后将变速操纵手柄推回原位。
如果变速齿轮不能啮合而造成变速手柄推不动，则此时行程开关SQ2受压，其常开触头SQ2（17－15）闭合，接触器KM1经速度继电器常闭触头KS1-1（14－17）、行程开关SQ1常闭触头（4－14） 接通电源，同时接触器KM4通电，使主轴电动机M1定子串入电阻R,绕组接成在低速挡起动。接触器KM1线圈的通电电流通路为： 当转速升到速度继电器KS1的动作值时，其常闭触头KS1-2（14－17）断开，使接触器KM1断电释放；另一速度继电器常开触头 KS1-1（14－19）闭合，使接触器KM2通电吸合，对主轴电动机M1进行反接制动，使转速下降。当到达速度继电器KS1的释放值时，其常开触头KS1-1（14－19）断开，常闭触头KS1-2（14－17）闭合，反接制动结束。 2. 在进给变速时，首先将进给变速操纵手柄向外拉出，然后转动进给变速盘，选择所需要的进给速度，最后将变速操纵手柄推回原位。在拉出变速操纵手柄时，行程开关SQ3释放，而行程开关SQ4受压。推回手柄时的压合情况正好相反。如果变速齿轮不能啮合而造成进给变速手柄推不动，则主轴电动机M1处于间歇起动和制动状态，获得变速时的低速冲动，直到变速操纵手柄能推回原位为止。整个过程和主轴变速控制相同，其控制电路不再另行分析。由于变速过程中KA1或KA2一直保持自锁，从而记忆了变速前的主轴方向，保证变速后M1仍按原来的方向起动运转。
5.镗头架、工作台快速移动的控制
镗头架和工作台等部件各方向的快速移动由快速移动电动机M2拖动，通过快速移动操作手柄来控制，而移动方向则由位于工作台前方的操作手柄进行预选。当扳动快速操作手柄时，行程开关SQ7或SQ8被压合，接触器KM7或KM6通电，使快速移动电动机M2旋转而实现快速移动。当快速操作手柄复位时，行程开关SQ7或SQ8不再受压，接触器KM7或KM6断电释放，快速移动电动机M2停止旋转，快速移动过程结束。
第三章 T68镗床的PLC控制
PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言、流程图语言、布儿代数语言等。其中前两种语言用得较多，流程图语言也在许多场所被采用。本章仅介绍梯形图语言和助记符语言的编程及特点。
一. 梯形图编程语言
1.梯形图与继电控制的区别
梯形图结构沿用继电控制原理图的形式，采用了常开触点、常闭触点、线圈和功能块等结构的图形语言。对于同一控制电路，继电 控制原理图和梯形图的输入/输出信号基本相同，控制过程等效。二者的区别在于继电控制原理图使用的是硬件继电器和定时器，靠硬件连接组成控制线路，而PLC梯形图使用的是内部继电器、定时器和计数器，靠软件实现控制。
因此，PLC的使用具有很高的灵活性，程序修改过程非常方便。图3-1所示是一个继电器线路图和与其等效的PLC梯形图 二. 助记符语言
助记符语言是PLC的命令语句表达式。用梯形图编程虽然直观、简便，但要求PLC配置较大的显示器方可输入图形符号，这在有些小型机上常难以满足，故需借助助记符语言。应该指出的是，不同型号的PLC其助记符语言也不相同，但其基本原理相近的。编程时，一般先根据要求编制梯形图，然后再根据梯形图转换成助记符语言。
三. PLC对T68镗床梯形图的绘制
四. PLC状态表
分类 用途及名称 元件代号 PLC数据 备注
输
入
信
号
正转启动按钮
反转启动按钮
正转点动按钮
反转点动按钮
停止按钮 SBI 1101 按钮在设计中选用了“11”通道继电器 SB3 1103
SB4 1104
SB5 1105
高低速转换限位开关
主轴变速限位开关
主轴变速限位开关
进给变速限位开关
进给变速限位开关
快移电动机正转限位开关
快移电动机反转限位开关
速度继电器正向触点
速度继电器反向触点 SQ 1000 限位开关和速度继电器在设计中选用了PLC“10”通道输入继电器
SQ1 1001 SQ3 1003
SQ4 1004
SQ7 1007
SQ8 1008
KV1 1011 主轴箱与工作台进给互锁限位开关
主轴箱与工作台进给互锁限位开关
热继电器常闭触点 SQ5 - 未进PLC
SQ6 -
FR1 -
主轴电机正转起停接触器 KM2 2002 输出信号选用的是“20”通道的输出继电器
输
出
信
号
主轴电机低速转动接触器
主轴电机高速转动接触器
主轴电机高速转动接触器
短接限流电阻接触器
快速电动机正转接触器
快速电动机反转接触器 KM6 2006
KM7 2007
KM8 2008
KM3 2003
KM4 2004
KM5 2005
中
间
继
电
器 主电机正转中间继电器
主电机反转中间继电器
PLC内部辅助继电器
PLC内部辅助继电器
PLC内部辅助继电器
PLC内部辅助继电器
PLC内部辅助继电器
PLC内部辅助继电器 KA1 3001 中间继电器选用了“30”通道和“40”通道
KA2 3002
- 3005
- 4000
- 4001
- 4002
- 4003
- 4004
时间继电器 主电机高速延时启动时间继电器联结防电弧延时时间继电器 KT1
- 5000
5001 延时5S
延时1S
五 汇编语言：
序号 指令 代号 序号 指令 代号 002 IL 023 OR 1103 004 OR 3001 025 LD 2003
005 ANI 3002 026 AND 3002 007 LD 1102 028 OUT 4001
008 OR 3002 029 ILC
009 ANI 3001 030 LD 1105 011 LD 3001 032 ORI 1003 013 AND 1003 034 OR 2002
014 AND 1001 035 OUT 3005
015 MPS 036 LD 3005 017 MPP 038 OUT 4002
018 AND 1000 039 LDI 1004 020 #0050 041 AND 3005 043 OUT 4003 064 LD 4001
044 LD 3005 065 OR 4004 046 OUT 4004 067 OUT 2002
047 LD 3005 068 LDI 1007
048 ANI 5000 069 AND 1008
049 ANI 2007 070 ANI 2005 051 LD 3005 072 LD 1007
052 AND 5000 073 ANI 1008 054 #0010 075 OUT 2005
055 LD 5001 END
056 ANI 2006
057 OUT 2007
058 OUT 2008
059 LD 4000
060 OR 4002
061 OR 4003
062 ANI 2002
063 OUT 2001
元件明细一览表
符号 数量 名称及用途
M1 1 主电动机，拖动主运动和进给运动
M2 1 快速移动用电机
Q 1 空气开关，限流、欠压保护 KM3 1 限流电阻短路用接触器
KM4、KM5 2 快速电机正反转用接触器
KM6、KM7 3 主电动机高低速转换用接触器 SB3、SB4 2 主电动机正反转点动按钮
SB5 1 主电动机停止用按钮
Kn 1 主电动机反转制动用速度继电器
总结
随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于 做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我的指导老师田林红对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
1、《工厂电气控制技术》机械工业出版社 主编 方承远
2、《工厂电气控制设备》机械工业出版社 主编 许廖
3、《机床电气控制技术》机械工业出版社 主编 王炳实
4、《可编程序控制器的应用技术》机械工业出版社 主编 王兆义
发电厂电气部分 课程性质 实用性
一、发电厂电气部分课程性质
发电厂电气部分是电气工程及其自动化专业的专业选修课。“该课程在专业教学体系中起承上启下的作用，教学内容具有理论与实践并重的特点。”它主要介绍了发电厂、变电所的电气一次系统的工作原理、基本结构、设计方法及运行理论及部分电气二次系统的原理和技术。课程的主要任务是从应用的角度出发，使学生掌握发电厂、变电站主接线基本形式、各类发电厂的接线特点、主接线设计方法、厂用电接线、配电装置、主要电气设备及其选择方法、控制与信号以及电弧理论、发热理论、电动力理论等内容，让学生初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法，树立理论联系实际的观点，培养实践能力、创新意识和创新能力，为以后从事有关电气设计、检修、安装、运行、维护及管理等工作奠定必要的基础。
二、优化课程内容与学时
发电厂电气部分课程教学内容繁多、理论性强，教学学时相对偏少。针对这样的特点，我们要进行合理的优化。课程内容的优化要达到实效性，要充分抓住本课程的教学重点，突破教学的难点，合理优化课时分配。
1.抓住教学重点
经过本人长期教学实践，整合发电厂电气部分教学的内容，确定以下教学重点：不同类型发电厂的特点；电气主接线的概念，主要一次设备的功能；300MW、600MW发电机组电气部分接线特点；导体载流量计算的方法，载流导体短路时发热计算；各种电气主接线基本接线形式及应用；主变压器的台数、容量及型式选择方式；发电厂、变电所典型电气主接线的分析与设计；厂用电接线的原则和接线形式；不同类型发电厂的厂用电接线；电弧的产生和熄灭；断路器、电流互感器及电压互感器的工作原理和选择；户内、户外配电装置的形式及应用范围；二次回路接线图的类型及应用；断路器的电磁控制电路分析等。在教学中，我们要在繁多的教学内容里牢牢抓住这些重点，引导学生深入学习。
2.突破教学难点
由于发电厂电气部分教学理论性较强，难点较多，这就需要我们合理运用教学手段突破以下教学难点：
火力发电厂生产过程；发电机组电气部分接线分析；载流导体短路时发热计算；带旁路母线的接线、一台半断路器接线、角形接线电路分析；电气主接线的设计；电动机自启动的校验方法；正确理解电弧的熄灭条件，互感器的接线形式及用法、误差分析；发电机与配电装置（或变压器）的连接方式；断路器的电磁控制电路分析等。
3.优化学时分配
在确定了教学重难点的基础上，我们要进一步优化学时，充分利用好有限的教学时间，努力实现最优教学效率。我们要将较多的课时分配在发电、变电和输电的电气，常用计算的基本理论和方法，电气主接线及设计，厂用电接线及设计，导体和电气设备的原理与选择，配电装置等相关内容方面。
三、理论知识与能力并重
“确定基础理论教育的范围及相关的要求时，应重视学生解决基础理论问题能力训练及将来的适用性。”发电厂电气部分是一门理论与实践紧密结合的课程，我们要重视学生理论知识的把握，同时也要加强相关技能的发展，做到理论与能力并重。
理论层面。我们要引导学生把握不同类型发电厂的发电过程，掌握发电厂、变电站主接线基本形式；理解导体发热、电动力计算的实质，掌握计算方法；熟练掌握电气设备的图形符号和文字符号，熟悉其工作原理及应用场合；理解最小安全净距的概念，了解配电装置的类型，掌握配电装置的布置原则；熟悉二次回路不同的接线方式，掌握断路器的控制与信号电路的分析方法；熟悉发电厂变电站运行操作的相关规程、规范；熟悉常用电气设备使用的手册；熟悉3～110kV发电厂变电站设计手册。
学生能力、技能层面。我们要通过多种教学方法与实践活动，培养学生电气设备选择和校验的能力，电气元件安装、调试的能力；熟悉操作票制度和工作票制度，掌握常用电气装置之间倒闸操作的操作过程；具备初步的中小型发电厂和变电所主接线设计的能力等。
四、优化教学方法与手段
有效的教学方法与教学手段，往往收到事半功倍的效果。发电厂电气部分教学方法与手段的选择要根据发电厂电气部分课程的特点。目前，运用较多的是多媒体教学法。“多媒体教学以其直观、形象、信息量大、界面友好和交互性强等优势，正被广大师生认可和应用。”这种方法将文本、图像、图形、音视频等有效组合起来，增加了课堂的趣味性，教学更直观形象；基本理论与电路图、实物图相结合法，是常用的传统教学方法，简单却有效；原理媒体模拟法易于通过运用现代化技术手段模拟原理，使抽象的原理形象化；课堂教学与课后习题结合法能够通过练习的形式，及时了解学生课堂学习效率，及时查找不足；实践法、工程实例法则将理论教学与实践有机结合起来，使学生在理论与实践能力两个层面都获得发展。无论采用怎样的方法与手段，都要遵循有利教学原则。
五、丰富课程相关课外阅读
发电厂电气部分教学内容繁杂，教学学时少。怎样利用有效的时间较好的完成教学任务呢？加强课外相关书籍的阅读可以有效实现课堂的延伸，使学生更全面、更丰富的了解与把握发电厂电气部分的知识。当然这方面的书籍资料资源较为丰富，教师要进行有效引导，列出相关的书目。根据我本人的阅读经验列出下列书籍供参阅：
1.《发电厂电气部分课程设计参考资料》，黄纯华编，中国电力出版社，2001年出版；
2.《电力系统暂态分析》（第三版），李光琦，西安交通大学，2002年出版；
3.《电力工程电气设计手册》，第一分册，六院合编，中国电力出版社。
4.《发电厂电气部分》，姚春球，2007中国电力出版社；
5.《电气设备运行与维护》，刘增良，2004中国电力出版社等。
六、结论
发电厂电气部分课程具有较强的实用性。加强本课程教学研究，有利于提高学生分析问题与解决工程问题的实际能力，有效缩短理论与实践的差距，使学生较好地满足社会的需求，为学生的未来发展奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]李梅.发电厂电气部分课程改革初探.科技信息，2011，（08）.
