專利名稱：給排水實驗開發(fā)平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及實驗裝置。更具體地說是一種應(yīng)用在教學(xué)和科研中的給排水實驗裝置。
背景技術(shù)：
給排水系統(tǒng)屬建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng)的一部分。要求其運行安全可靠，實現(xiàn)水泵最佳運行控制。給水系統(tǒng)要求水泵24小時不間斷恒壓供水；排水要求生活污、廢水盡快排出，集中處理后二次利用或無污染排放，消防水系統(tǒng)則是建筑滅火的常備專用系統(tǒng)。
在工業(yè)以及民用建筑中，給排水系統(tǒng)的電氣控制，過去大多采用繼電器邏輯控制線路，且各系統(tǒng)之間相互獨立，安全可靠性差。而現(xiàn)在這種控制方式正在逐漸被可靠性高、通用性強的可編程序控制器或微型計算機所取代。采用可編程序控制器或微型計算機實現(xiàn)給排水系統(tǒng)的電氣控制，與采用繼電器控制相比，有較大的靈活性，不僅線路簡化，大大減輕了日后維護工作量，減輕了勞動強度，且控制規(guī)模與控制功能也得到了更大的擴展。不同的控制方式可采用相同硬件及不同軟件來實現(xiàn)。因此，越來越多的給排水系統(tǒng)在設(shè)計中均采用了大量的先進控制技術(shù)，使得給排水系統(tǒng)的運行更加安全、可靠、快速、平穩(wěn)。
但是，對于這一系統(tǒng)，在教學(xué)活動中，單純從理論上講解，學(xué)生難以有清晰的認(rèn)識；而營運中的建筑也不可能為學(xué)生提供參觀實習(xí)的機會，更不可能進行任何形式的演示或模擬。因此在教學(xué)和實驗過程中存在一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種應(yīng)用在智能建筑教學(xué)或?qū)嶒炛?，既適用于教學(xué)又緊密聯(lián)系工程實際的給排水實驗開發(fā)平臺。
本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實用新型的結(jié)構(gòu)特點設(shè)置給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，消防水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；在所述給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)分別以交流380V給水水泵電機、排水水泵電機和消防水泵電機作為給水系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)、排水系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)和消防水系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)；在所述控制系統(tǒng)中采用可編程計算機控制器，并設(shè)置各系統(tǒng)操控按鈕、水位傳感器、控制繼電器和接觸器；所述控制系統(tǒng)中各操控按鈕和水位傳感器的開關(guān)量信號接入在所述控制器的信號輸入端，各控制繼電器的線圈并聯(lián)設(shè)置在所述控制器的信號輸出端，以所述接觸器的觸點分別串接在給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)的電源回路中；在所述計算機控制器中設(shè)置CAN通信接口。
與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實用新型不僅作為教學(xué)演示，同時具有可操作性，能有效促進實驗者對給排水系統(tǒng)智能化的認(rèn)識。
2、本實用新型采用可編程計算機控制器，不同的控制功能可采用相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)，借助編程，可實現(xiàn)不同操控方式的給排水系統(tǒng)運行模式(給排水系統(tǒng)按操縱方式可分為現(xiàn)場/異地手自動操控)；配合設(shè)置各系統(tǒng)操控按鈕和水位傳感器使整個系統(tǒng)模擬效果好，實驗功能強。
3、本實用新型采用現(xiàn)場/異地手自動操控，使各系統(tǒng)既可獨立運行，也可聯(lián)動，系統(tǒng)穩(wěn)定，聯(lián)動聯(lián)鎖關(guān)系清晰。
4、本實用新型靈活性好，擴展性強。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，與其它平臺配合，組成建筑設(shè)備系統(tǒng)，不但智能建筑的基本技術(shù)框架能直觀地展現(xiàn)出來，而且，也為科研開發(fā)提供了硬件環(huán)境，為智能建筑技術(shù)發(fā)展的探索性研究創(chuàng)造了條件，新研發(fā)的平臺可隨時掛接于系統(tǒng)中。
5、本實用新型利用WebAccess網(wǎng)際組態(tài)軟件與PCC控制器的無縫連接，配合計算機可實現(xiàn)基于Internet的遠程控制功能。


圖1為本實用新型主電路原理圖。
圖2為圖1控制電路原理圖。
圖3為本實用新型水位信號轉(zhuǎn)換控制電路原理圖。
圖4為本實用新型顯示電路原理圖。
圖5為本實用新型控制系統(tǒng)模塊CM211接線示意圖。
圖6為本實用新型控制系統(tǒng)模塊DI435接線示意圖。
圖7為本實用新型控制系統(tǒng)模塊DO435接線示意圖。
圖8為本實用新型控制系統(tǒng)通訊模塊接線示意圖。
具體實施方式
本實施例為設(shè)計容量0.6～0.8M3，0.2Mpa的實時系統(tǒng)。
本實施例中的系統(tǒng)組成包括給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，消防水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
參見圖1、圖2，給水系統(tǒng)以交流380V給水水泵電機M1作為給水泵驅(qū)動機構(gòu)，在該給水系統(tǒng)的給水水泵電機的供電回路中，設(shè)置恒壓供水變頻器VVVF。設(shè)置可將工頻和變頻選擇接入的T/變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)SSA2。
給水水泵電機M1的啟停是由水位傳感器SKP1-SKP4轉(zhuǎn)換信號SKA10-SKA13輸入至PCC實施控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)SSA1(圖5所示)實現(xiàn)現(xiàn)場/異地的手/自動操控互鎖；轉(zhuǎn)換開關(guān)SSA2(圖5所示)實現(xiàn)給水泵電機M1的工/變頻轉(zhuǎn)換。
如圖1所示，排水系統(tǒng)以交流380V排水水泵電機M2作為排水泵驅(qū)動機構(gòu)，排水水泵電機M2的啟停是由水位傳感器SKP1-SKP4轉(zhuǎn)換信號SKA10-SKA13輸入至PCC實施控制。
消防水系統(tǒng)，以交流380V消防水泵電機M3作為消防水泵驅(qū)動機構(gòu)，消防電機M3的啟停是由水位傳感器SKP1-SKP4的轉(zhuǎn)換信號SKA10-SKA13輸入至PCC實施控制。
參見圖3，水位信號轉(zhuǎn)換是由水位傳感器SKP1、SKP2、SKP3和SKP4，以及各繼電器SKA10、SKA11、SKA12和SKA13實現(xiàn)。
如圖5、圖6和圖7所示，本實施例中，在控制系統(tǒng)中采用可編程計算機控制器PCC，具體為PCC2003，并設(shè)置各系統(tǒng)操控按鈕，包括現(xiàn)場/異地操控按鈕及互鎖開關(guān)SSA1、工頻/變頻選擇開關(guān)SSA2和啟停開關(guān)SSB1-SSB6，同時設(shè)置的還有水位傳感器SKP1-SKP4、控制繼電器SKA1-SKA9和接觸器SKM1-SKM5；控制系統(tǒng)中各操控按鈕和水位傳感器SKP1-SKP4的開關(guān)量信號接入在所述控制器PCC的信號輸入端，各控制繼電器SKA1-SKA9的線圈并聯(lián)設(shè)置在所述控制器PCC的信號輸出端，以接觸器SKM1-SKM5的觸點分別串接在給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)的電源回路中；在計算機控制器PCC中設(shè)置CAN通信接口。
將給排水中相應(yīng)輸入/輸出開關(guān)量接入PCC所對應(yīng)的輸入/輸出模塊中圖5所示為10點開關(guān)量/模擬量輸入/輸出混和模塊CM211的各端子接線，圖6所示為8點開關(guān)量輸入模塊DI435各端子接線，圖7所示為8點開關(guān)量輸出模塊D0435各端子接線。
本實施例還在消防水系統(tǒng)中設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動控制，由火災(zāi)報警聯(lián)鎖觸點XKA2、聯(lián)鎖繼電器SKA3、SKA8和接觸器SKM3構(gòu)成，聯(lián)鎖繼電器SKA3、SKA8的觸點分別串接在相應(yīng)聲光報警回路中，以接觸器SKM3的觸點串聯(lián)設(shè)置在消防水系統(tǒng)的電源回路。
此外，圖1所示的熔斷器SFU用于電路的保護，圖4所示的信號燈SHL用于系統(tǒng)運行的各種顯示，圖1所示變頻器VVVF用于給水電機的恒壓運行，圖8所示的CAN通信接口，實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。
通過編程實現(xiàn)與工程應(yīng)用相近的控制要求及功能，可以包括了解和熟悉水管網(wǎng)的組成，工作原理及控制要求；可實現(xiàn)室內(nèi)/外兩地手/自動混合控制及故障報警；與中央監(jiān)控系統(tǒng)配合，實現(xiàn)對給排水系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控；與消防報警及與聯(lián)動系統(tǒng)配合，實現(xiàn)給水泵與消防泵的自動切換等聯(lián)動控制；系統(tǒng)工作流程如下
打開給水閘閥，當(dāng)向上位水箱注水，水位達到上限時，給水泵啟動，通過管路，將上位水箱中的水源源不斷的流放到回水箱；若回水箱水位達上限，則回水泵啟動運行，將水反送至上位水箱。發(fā)生火災(zāi)確認(rèn)，且上位水箱有水時，給水泵停止，消防泵自動啟動運行。若發(fā)生設(shè)備故障，系統(tǒng)立即停止并報警，并將系統(tǒng)信息上傳。
1、控制設(shè)上位水箱水位達上限，電源閉合，SQF閉合，PCC上電，則有(1)、給、排水泵運行，異地自控模式SSA1打向異地自動控制，打開給水閘閥，按下按鈕SSB5，繼電器SKA1吸合，圖4所示的顯示電路中的信號燈SHL1亮，接觸器SKM1吸合，給水水泵電機M1運行供水，當(dāng)回水箱水位達上限時，水位開關(guān)SKP3閉合，繼電器SKA12吸合，信號燈SHL11亮，SKA1釋放，信號燈SHL1滅，接觸器SKM1釋放，給水水泵電機M1停止供水；SKA2吸合，信號燈SHL2亮，接觸器SKM2吸合，排水水泵電機M2運行，將水反送上位水箱。當(dāng)上位水箱水位達上限時，圖3所示的水位開關(guān)SKP1閉合，繼電器SKA10吸合，信號燈SHL9亮，排水水泵電機M2停止運行，信號燈SHL2滅；繼電器SKA1吸合，信號燈SHL1亮，接觸器SKM1吸合，給水水泵電機M1運行供水；停止時，只須按下SST，關(guān)閉給水閘閥即可?，F(xiàn)場自控操作相同。
(2)、給、排水泵運行，現(xiàn)場手控模式SSA1打向現(xiàn)場手動控制，打開給水閘閥按下按鈕SSB1，繼電器SKA1吸合，信號燈SHL1亮，接觸器SKM1吸合，給水水泵電機M1運行供水，當(dāng)回水箱水位達上限時，圖3所示的水位開關(guān)SKP3閉合，繼電器SKA12吸合，SKA1釋放，圖4所示的信號燈SHL1滅，接觸器SKM1釋放，給水水泵電機M1停止供水；按下SSB2，繼電器SKA2吸合，信號燈SHL2亮，接觸器SKM2吸合，排水水泵電機M2運行，將水反送上位水箱。停止時，只須按下SST，關(guān)閉給水閘閥即可。
(3)、給水泵工/變頻轉(zhuǎn)換閉合轉(zhuǎn)換開關(guān)SSA1、SSA2之后的操控，按上述(1)、(2)自選。
2、聯(lián)鎖聯(lián)動本實施例中設(shè)置的火災(zāi)報警觸點XKA2直接接入PCC2003中，若發(fā)生火災(zāi)報警信號并得以確認(rèn)，XKA2觸點閉合，運行中的給水泵停止，繼電器SKA3吸合，信號燈SHL3亮，接觸器SKM3吸合，消防泵啟動運行，繼電器SKA8吸合，其觸點串接在信號燈SHL8、蜂鳴器SFM2的電源回路中。
3、通信通過CAN接口，監(jiān)控機可以了解給排水系統(tǒng)運行狀態(tài)；一但發(fā)生異常，監(jiān)控機可以通過鍵盤直接鍵入指令，利用CAN接口，下傳指令強令執(zhí)行。
權(quán)利要求1.給排水實驗開發(fā)平臺，其特征是設(shè)置給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，消防水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；在所述給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)中分別以交流380V給水水泵電機(M1)、排水水泵電機(M2)和消防水泵電機(M3)作為給水系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)、排水系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)和消防水系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)；在所述控制系統(tǒng)中采用可編程計算機控制器(PCC)，并設(shè)置各系統(tǒng)操控按鈕(SSA1、SSB1-SSB6)、水位傳感器(SKP1-SKP4)、控制繼電器(SKA1-SKA9)和接觸器(SKM1-SKM5)；所述控制系統(tǒng)中各操控按鈕(SSA1、SSB1-SSB6)和水位傳感器(SKP1-SKP4)的開關(guān)量信號接入在所述控制器(PCC)的信號輸入端，各控制繼電器(SKA1-SKA9)的線圈并聯(lián)設(shè)置在所述控制器(PCC)的信號輸出端，以所述接觸器(SKM1-SKM5)的觸點分別串接在給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)的電源回路中；在所述計算機控制器(PCC)中設(shè)置CAN通信接口。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水實驗開發(fā)平臺，其特征是在所述給水系統(tǒng)的給水水泵電機(M1)的供電回路中，設(shè)置恒壓供水變頻器(VVVF)，并設(shè)置可將工頻和變頻選擇接入的工/變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)(SSA2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水實驗開發(fā)平臺，其特征是在所述消防水系統(tǒng)中設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動控制，所述火災(zāi)應(yīng)急聯(lián)動控制由火災(zāi)報警聯(lián)鎖觸點(XKA2)、聯(lián)鎖繼電器(SKA3、SKA8)和接觸器(SKM3)構(gòu)成，聯(lián)鎖繼電器(SKA3、SKA8)的觸點分別串接在相應(yīng)聲光報警回路中，以接觸器(SKM3)的觸點串聯(lián)設(shè)置在消防水系統(tǒng)的電源回路。
專利摘要給排水實驗開發(fā)平臺，其特征是設(shè)置給水、排水，消防水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；分別以交流380V給水水泵電機、排水水泵電機和消防水泵電機作為給水、排水和消防水系統(tǒng)的驅(qū)動機構(gòu)；采用可編程計算機控制器，并設(shè)置各系統(tǒng)操控按鈕、水位傳感器、控制繼電器和接觸器；各操控按鈕和水位傳感器的開關(guān)量信號接入控制器信號輸入端，各控制繼電器的線圈并聯(lián)設(shè)置在控制器信號輸出端，以接觸器的觸點分別串接在給水、排水和消防水系統(tǒng)的電源回路中；計算機控制器中設(shè)置CAN通信接口。本實用新型應(yīng)用在智能建筑教學(xué)或?qū)嶒炛?，既適用于教學(xué)又緊密聯(lián)系工程實際。
文檔編號G09B25/00GK2757264SQ20042005508
公開日2006年2月8日 申請日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者方潛生, 牟志平, 周原, 王晏平, 陳峻, 張紅亞, 楊奎山, 蔣中 申請人:安徽建筑工業(yè)學(xué)院