專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，更具體地說(shuō)是一種應(yīng)用在教學(xué)和科研中的多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
暖通空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑必備條件之一，而其中樓宇自控系統(tǒng)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中也起到了很重要的作用。暖通空調(diào)系統(tǒng)形式、種類(lèi)、冷熱源的配置多種多樣。目的是對(duì)建筑內(nèi)空氣溫濕度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，改善室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量。節(jié)能降耗，保證室內(nèi)舒適度是暖通空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制的王要技術(shù)指標(biāo)?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)當(dāng)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始采用樓宇自控進(jìn)行自動(dòng)化控制調(diào)節(jié)。采用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的電氣控制，與傳統(tǒng)控制方式相比，有較大的靈活性，不僅線路簡(jiǎn)化，大大減輕了日后維護(hù)工作量，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度，且控制規(guī)模與控制功能也得·到了更大的擴(kuò)展。不同的控制方式可采用相同硬件及不同軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，節(jié)能降耗與優(yōu)化運(yùn)行并舉，大大提高了室內(nèi)環(huán)境的舒造度。但是，對(duì)于這一系統(tǒng)在教學(xué)活動(dòng)中單純從理論上講解，學(xué)生難以有清晰的認(rèn)識(shí)而實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的建筑系統(tǒng)雖然可以供學(xué)生參觀學(xué)習(xí)，但進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示或模擬的難度很大，更不可能讓學(xué)生實(shí)際操作。因此，在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)樓宇自動(dòng)系統(tǒng)的模擬調(diào)試中存在一定的困難。需要根據(jù)建筑環(huán)境與設(shè)備工程及相近專(zhuān)業(yè)對(duì)建筑自動(dòng)化控制、建筑電氣等課程的教學(xué)要求和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，推出的一款多功能簡(jiǎn)易的樓宇自控通用實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)不僅需要滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)于樓宇自控系統(tǒng)的認(rèn)知學(xué)習(xí)、調(diào)控學(xué)習(xí)的需求，同時(shí)可以讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試簡(jiǎn)易樓宇自控系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種在建筑設(shè)備自動(dòng)化教學(xué)或者實(shí)驗(yàn)既適用于教學(xué)又密切聯(lián)系工程實(shí)際的多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括有DDC(直接數(shù)字控制器)，以及與DDC相連的用于為實(shí)驗(yàn)裝置供電并提供數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)電源與弱電源，用于提供數(shù)字信號(hào)的傳感器，用于讀取數(shù)字信號(hào)以及輸入模擬信號(hào)的手操器，用于執(zhí)行模擬信號(hào)的執(zhí)行器，用于模擬空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、用于單機(jī)調(diào)試與聯(lián)機(jī)調(diào)試的電纜(接至計(jì)算機(jī)或另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置)。DDC與傳感器相連，所述的傳感器包括溫度傳感器(5種)、二氧化碳濃度傳感器、溫濕度傳感器、防凍開(kāi)關(guān)、風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)、水流開(kāi)關(guān)、浮球開(kāi)關(guān)，用于接受傳感器信號(hào)。同時(shí)DDC還與執(zhí)行器相連，所述的執(zhí)行器包括調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)型風(fēng)閥及執(zhí)行器、調(diào)節(jié)型水閥風(fēng)閥通用執(zhí)行器，用于執(zhí)行模擬信號(hào)。所述的強(qiáng)電源同時(shí)連接到風(fēng)機(jī)和經(jīng)過(guò)弱電源轉(zhuǎn)換裝置鏈接到DDC用于供電并同時(shí)為DDC提供數(shù)字信號(hào)。所述的數(shù)字信號(hào)以及模擬信號(hào)通過(guò)DDC上連接的手操器進(jìn)行讀取與輸入。在所述的強(qiáng)電源與弱電源上還設(shè)置有熔斷器。所述的單機(jī)聯(lián)機(jī)調(diào)試既可實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)控制器和與其連接的末端設(shè)備的整體調(diào)試，亦可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)控制器組網(wǎng)及控制器與網(wǎng)關(guān)、上位機(jī)的聯(lián)網(wǎng)調(diào)試與運(yùn)行。所述的溫度傳感器的型號(hào)為SDB-Tnl0-05、SDB-Tn20_05、SDB-Tn3_05、SDB-Tp 1-05, SDB-Tp2-05,所述的二氧化碳濃度傳感器的型號(hào)為T(mén)8041，所述的溫濕度傳感器的型號(hào)為SRA-H1T1，所述的防凍開(kāi)關(guān)的型號(hào)為DBTF-5P，所述的風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)的型號(hào)為604，所述的水流開(kāi)關(guān)的型號(hào)為KFA-1025，所述的風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)的型號(hào)為604，所述的調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器的型號(hào)為T(mén)R24(AC/DC24V)+CCV-R215AC，所述的開(kāi)關(guān)型風(fēng)閥及執(zhí)行器的型號(hào)為CMU24，所述的調(diào)節(jié)型水閥風(fēng)閥通用 執(zhí)行器的型號(hào)為S6061，所述的手操器支持的型號(hào)為Excel500 系列、VLC853、VLC651、SE6104、ZN551、Techcon09 系列、S7-200 系列，所述的單機(jī)調(diào)試與聯(lián)機(jī)調(diào)試支持的軟件為霍尼韋爾care6. O或以上版本、霍尼韋爾-艾頓Envisionfor BACtalk 2· O或以上版本、奧萊斯WebCTRL2. 5或以上版本、西門(mén)子Siemens S7-200系列PLC、泰康組網(wǎng)軟件Ionmaker與組態(tài)軟件pcvue。本使用新型的有益效果主要體現(xiàn)在I、本實(shí)用新型具有很強(qiáng)的可操作性，通過(guò)系統(tǒng)各模塊之間的連接和調(diào)試，能夠有效促進(jìn)實(shí)驗(yàn)者對(duì)建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的認(rèn)知。2、本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)，試驗(yàn)者可以選擇不同類(lèi)型的傳感器和執(zhí)行器模擬不同的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、冷熱源系統(tǒng))，能直觀體現(xiàn)建筑設(shè)備自動(dòng)化的框架。3、本實(shí)用新型支持多種主流樓宇自控系統(tǒng)的單機(jī)和聯(lián)機(jī)調(diào)試，也為建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展探索研究創(chuàng)造了條件，也為科研開(kāi)發(fā)提供了硬件環(huán)境。

圖I :實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖圖2:實(shí)驗(yàn)臺(tái)平面示意圖圖3 :強(qiáng)電配電箱主電路原理圖圖4 :強(qiáng)電配電箱控制電路原理圖圖5:強(qiáng)弱電轉(zhuǎn)換接線圖圖6 :模擬量設(shè)備接線圖圖7:數(shù)字量設(shè)備接線圖圖中1、變壓器，2、24V熔斷器，3、空氣開(kāi)關(guān)，4、24VAC+保險(xiǎn)端子，5、24VAC_端子排，6、繼電器，7、強(qiáng)電配電箱，8、風(fēng)機(jī)，9、調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器，10、開(kāi)關(guān)型風(fēng)閥執(zhí)行器，11、調(diào)節(jié)型水閥風(fēng)閥通用執(zhí)行器，12、手操器，13、DDC, 14、NTClOK溫度傳感器，15、NTC20K溫度傳感器，16、NTC3K溫度傳感器，17,PT100溫度傳感器，18,PT1000溫度傳感器，19、二氧化碳濃度傳感器，20、室內(nèi)溫濕度傳感器，21、防凍開(kāi)關(guān)，22、風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)，23、水流開(kāi)關(guān)，24、浮球開(kāi)關(guān)，25、傳感器端子排，26、執(zhí)行器端子排，27、空氣開(kāi)關(guān)，28、交流接觸器，29、熱過(guò)載繼電器，30、手操器插槽。
具體實(shí)施方式
本實(shí)驗(yàn)裝置有強(qiáng)電系統(tǒng)調(diào)試功能、弱電調(diào)試功能、系統(tǒng)模擬功能、系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試功能等四個(gè)部分。具體實(shí)施方案如下I、強(qiáng)電系統(tǒng)調(diào)試功能圖三所示強(qiáng)電配電箱中配有的三相四線制風(fēng)機(jī)的主電路(見(jiàn)圖三)與控制電路(見(jiàn)圖四)。強(qiáng)電箱給自控系統(tǒng)提供四個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位，分別是風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；風(fēng)機(jī)手自動(dòng)狀態(tài)點(diǎn)；風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)點(diǎn)；風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程啟停點(diǎn)。將圖四所示中風(fēng)機(jī)啟停控制點(diǎn)位+24V、_24V與DDC(圖二 13)連接，連接方式如圖六所示。風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)位119、121與DDC(圖二 13)連接，連接方式如圖七所示。風(fēng)機(jī)故障點(diǎn)位123、125與DDC(圖二 13)連接，連接方式如圖七所示。風(fēng)機(jī)手自動(dòng)點(diǎn)位與DDC(圖 二 13)連接，連接方式如圖七所示。將DDC如圖六所示通過(guò)保險(xiǎn)端子4、5接到24V電源上，DDC開(kāi)始工作。強(qiáng)電箱電路如圖四所示，將電源接通，調(diào)至手動(dòng)狀態(tài)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，此時(shí)DZ47-60型小型空氣開(kāi)關(guān)11閉合，風(fēng)機(jī)4開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行指示燈6亮起。CJX2系列交流接觸器12閉合，風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。將電源斷開(kāi)，電路調(diào)至自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。將手操器12通過(guò)手操器插槽30連接至DDC，可以通過(guò)手操器讀取風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)手自動(dòng)狀態(tài)以及風(fēng)機(jī)的故障狀態(tài)。并且可以通過(guò)手操器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停控制。2、弱電系統(tǒng)調(diào)試功能圖二所示，弱電箱體電源引自強(qiáng)電配電箱。電源部分為其他兩部分設(shè)備提供經(jīng)變壓器I的220VAC變壓后得的24VAC電源。并由保險(xiǎn)管開(kāi)關(guān)端子4、5控制多路電源為控制器、傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備分別供電。本實(shí)例以調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器9為例，進(jìn)行調(diào)試。在完成強(qiáng)電系統(tǒng)調(diào)試之后，將調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器9如圖六所示接入到電路當(dāng)中，接口 1、2分別通過(guò)保險(xiǎn)端子4、5接到24V電壓上，接口 3接到DDC的AOO端口上。接通電源。此時(shí)通過(guò)手操器可以對(duì)調(diào)節(jié)型水閥調(diào)節(jié)器進(jìn)行開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)，同時(shí)可以對(duì)調(diào)節(jié)型水閥調(diào)節(jié)器進(jìn)行開(kāi)度控制。調(diào)試過(guò)程中可以不僅可以接入水閥執(zhí)行器，可以選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)所提供的任意的傳感器與執(zhí)行器進(jìn)行調(diào)試。提供列表如下
權(quán)利要求1.多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于包括有直接數(shù)字控制器DDC，以及與DDC相連的用于為實(shí)驗(yàn)裝置供電并提供數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)電源與弱電源、用于提供數(shù)字信號(hào)的傳感器、用于讀取數(shù)字信號(hào)以及輸入模擬信號(hào)的手操器、用于執(zhí)行模擬信號(hào)的執(zhí)行器、用于模擬空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、用于單機(jī)調(diào)試與聯(lián)機(jī)調(diào)試的電纜，所述的電纜接至計(jì)算機(jī)或另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置； DDC與傳感器相連接受傳感器信號(hào)，所述的傳感器包括溫度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫濕度傳感器、防凍開(kāi)關(guān)、風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)、水流開(kāi)關(guān)、浮球開(kāi)關(guān)； 同時(shí)DDC還與執(zhí)行器相連執(zhí)行模擬信號(hào)，所述的執(zhí)行器包括調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)型風(fēng)閥及執(zhí)行器、調(diào)節(jié)型水閥風(fēng)閥通用執(zhí)行器； 所述的強(qiáng)電源同時(shí)連接到風(fēng)機(jī)和經(jīng)過(guò)弱電源轉(zhuǎn)換裝置連接到DDC用于供電并同時(shí)為DDC提供數(shù)字信號(hào)； DDC上連接有用于數(shù)字信號(hào)以及模擬信號(hào)輸入的手操器；在所述的強(qiáng)電源與弱電源上還設(shè)置有熔斷器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述的溫度傳感器的型號(hào)為 SDB-Tn 10-05、SDB-Tn20_05、SDB-Tn3_05、SDB-Tp 1-05,SDB_Tp2_05，所述的二氧化碳濃度傳感器的型號(hào)為T(mén)8041，所述的溫濕度傳感器的型號(hào)為SRA-H1T1，所述的防凍開(kāi)關(guān)的型號(hào)為DBTF-5P，所述的水流開(kāi)關(guān)的型號(hào)為KFA-1025，所述的風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)的型號(hào)為604，所述的調(diào)節(jié)型水閥及執(zhí)行器的型號(hào)為T(mén)R24+CCV-R215AC，所述的開(kāi)關(guān)型風(fēng)閥及執(zhí)行器的型號(hào)為CMU24，所述的調(diào)節(jié)型水閥風(fēng)閥通用執(zhí)行器的型號(hào)為S6061，所述的手操器支持的型號(hào)為 Excel500 系列、VLC853、VLC651、SE6104、ZN551、Techcon09 系列、S7-200 系列。
專(zhuān)利摘要多功能樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括有直接數(shù)字控制器DDC，以及與DDC相連的用于為實(shí)驗(yàn)裝置供電并提供數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)電源與弱電源、用于提供數(shù)字信號(hào)的傳感器、用于讀取數(shù)字信號(hào)以及輸入模擬信號(hào)的手操器、用于執(zhí)行模擬信號(hào)的執(zhí)行器、用于模擬空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、用于單機(jī)調(diào)試與聯(lián)機(jī)調(diào)試的電纜，所述的電纜接至計(jì)算機(jī)或另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置；本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)，試驗(yàn)者可以選擇不同類(lèi)型的傳感器和執(zhí)行器模擬不同的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，如風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、冷熱源系統(tǒng)，能直觀體現(xiàn)建筑設(shè)備自動(dòng)化的框架。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202495198SQ20122000433
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者孫育英, 尹晨晨, 徐聰聰, 李俊梅, 李炎鋒, 王慧琛, 田沛哲, 邊江 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)