智能建筑中給排水實(shí)時控制系統(tǒng)的設(shè)計

智能建筑中給排水實(shí)時控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要：按照智能建筑中給排水系統(tǒng)的要求，結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計了水泵自動運(yùn)行控制的模擬系統(tǒng)，并可實(shí)現(xiàn)兩地控制和給排水系統(tǒng)運(yùn)行情況的模擬。關(guān)鍵詞：智能建筑給排水系統(tǒng)實(shí)時控制模擬智能建筑是計算機(jī)和信息處置等高技術(shù)與建筑藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合。綜合型智能建筑由三大大體要素組成，即辦公自動化系統(tǒng)(OAS),建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)(BAS)和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CNS),這三大要素也稱之為3A系統(tǒng)。建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)保證機(jī)電設(shè)備和安全管理的自動化，對樓宇溫度、濕度、含氧量與照明度等參數(shù)值進(jìn)行測量，并依照利用者要求迅速實(shí)施調(diào)節(jié)和綜合管理，為用戶提供舒適宜人的室內(nèi)環(huán)境和靠得住的安全保障。給排水系統(tǒng)屬建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng)的一部份，要求其運(yùn)行安全靠得住，實(shí)現(xiàn)水泵最佳運(yùn)行控制。一、建筑給水排水概述建筑給水的種類可歸納分為生產(chǎn)、生活和消防等三類，建筑給水工程就是為確保這三類給水的實(shí)現(xiàn)而采取的技術(shù)辦法,即把室外給水工程提供的水量、水壓依照建筑物的需要分派到用水地址，從而為生活和生產(chǎn)提供必然程度的安全和便利的用水條件。建筑排水工程的任務(wù)是把生活和生產(chǎn)進(jìn)程中所產(chǎn)生的污水、廢水依照室外排水系統(tǒng)體制和建筑物內(nèi)部是不是要求再生回用的，有組織、分系統(tǒng)的排放，肯定其排放方式、處置方式和綜合利用。建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)大體的給水方式有以下幾種：直接給水方式。適用于廢水管網(wǎng)的水量、水壓在一天的任何時間內(nèi)都能夠知足建筑物內(nèi)部需要時采用水泵和水箱聯(lián)合給水方式。適用于室外給水管網(wǎng)中壓力低于或周期性低于建筑物內(nèi)部給水管網(wǎng)所需壓力,且建筑物內(nèi)部用水又很不均勻；水泵給水方式。適用于室外給水管網(wǎng)中壓力在一天中大部份時間知足不了室內(nèi)需要，且建筑物內(nèi)部用水量又大又很不均勻；分區(qū)供水的給水方式；適用層數(shù)較多的建筑物，為了充分有效地利用室外管網(wǎng)的水壓。將建筑物分成上下兩個供水區(qū)，下區(qū)直接在城市管網(wǎng)壓力下工作，上區(qū)則由水泵水箱聯(lián)合供水。因此，建筑給水排水的工程設(shè)計，應(yīng)由其專業(yè)人員按照專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計。二、給排水實(shí)時控制系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的組成按照現(xiàn)場條件及有關(guān)設(shè)計要求，各臺泵的型號和主要參數(shù)如下：生活泵型號:DFG40-50A/2,功率3kw,最大揚(yáng)程44m；消防泵型號：DFG40-32A/2,功率，最大揚(yáng)程28m；回水泵型號：DFG40-32A/2,功率，最大揚(yáng)程16m；給水模擬系統(tǒng)組成示意如圖1所示。圖1給排水系統(tǒng)組成示用意給水泵包括生活和消防泵。設(shè)置生活泵一臺，采用變頻控制，可實(shí)現(xiàn)不中斷恒壓供水。為了使水重復(fù)利用，配置一臺回水泵?；厮糜靡耘懦郏ǖ臀凰洌┑男钏?，模擬工程排水系統(tǒng)?？紤]消防聯(lián)動，設(shè)置消防泵一臺，選用無擴(kuò)展PCC（帶通信接口）為單元控制器，采用兩地手/自動混合控制及監(jiān)控及直接操控方式，知足智能建筑對建筑給排水的大體控制要求的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)控制要求給排水系統(tǒng)的監(jiān)控和管理由現(xiàn)場控制和集控中心來實(shí)現(xiàn)，其最終目的是實(shí)現(xiàn)給排水的合理調(diào)度，也就是說，無論用戶用水量如何轉(zhuǎn)變，水泵都能及時改變其運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)水泵的最佳運(yùn)行。給排水的監(jiān)控系統(tǒng)需隨時監(jiān)視大樓給排水系統(tǒng)，并自動儲水及排水；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異樣情況或需要保護(hù)時，及時發(fā)出信號，通知管理人員處置。給排水系統(tǒng)監(jiān)控主要包括水泵的自動啟?？刂?、水泵的故障報警、水泵的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、水箱水位監(jiān)測等，通進(jìn)程序設(shè)計來知足自動控制要求，即按照水箱的髙低水位信號來控制水泵的啟/停，而且進(jìn)行溢水和枯水預(yù)警。當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時，當(dāng)即發(fā)出報警信號，同時備用泵自動投入運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，按照火災(zāi)信號的性質(zhì)當(dāng)即啟動消防泵。本系統(tǒng)的控制要求如下：髙位水箱與低位水箱中均設(shè)液位計，將水位信號送至B&atnp;RPCC2()()3控制器，實(shí)現(xiàn)自動控制；回水泵應(yīng)同時接受這兩個水箱的制約。當(dāng)?shù)臀凰涮幱诘退粫r，為了避免水泵的空轉(zhuǎn)，無論高水位水箱如何，回水泵都不能啟動；應(yīng)設(shè)有3臺電動機(jī)運(yùn)行指示器及自動鼓掌顯示、液位顯示。3抬電機(jī)均有過載保護(hù)，短路保護(hù)，對于變頻器啟動時，應(yīng)先是接觸器通電，然后變頻器通電；停止時，變頻器先停止運(yùn)行，然后接觸器斷電。設(shè)手動/自動方式轉(zhuǎn)換，手動時，可優(yōu)操縱者別離啟動每臺水泵；自動時，制定啟動運(yùn)行后，由B&R控制器按照高/低位水箱的液位計信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算判斷后，對3臺水泵運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動控制；手動十，3臺水泵可同時運(yùn)行，而自動時，生活泵和消防泵不能同時運(yùn)行;對生活泵要能實(shí)現(xiàn)恒壓供水。手動控制時，變頻器解除；實(shí)現(xiàn)集中控制臺、實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場水泵三地控制；當(dāng)消防信號引入后，自動啟動消防泵；自動失效時，可手動強(qiáng)迫啟動。系統(tǒng)設(shè)計主電路設(shè)計由于功率最大的電動機(jī)僅為3kw,故采用直接啟動方式；各電機(jī)均設(shè)有過載保護(hù)FR1,FR2,FR3。各臺水泵均設(shè)有短路保護(hù)裝置。PC選擇及I/O分派按照上述控制要求可統(tǒng)計出現(xiàn)輸入信號10個，輸出信號5個，故可選用R&訕p;EPCC2003輸入模塊為01435和混合模塊CM211,它可實(shí)現(xiàn)16點(diǎn)輸入和8點(diǎn)輸出，因此在本系統(tǒng)利用尚有余量，可供增加備用泵時利用。具體見表1名稱自動啟動停止高位水箱水位上限下限低位水箱水位上限電磁閥生活泵1111消防泵回水泵變頻器熱保護(hù)Ml熱保護(hù)M2熱保護(hù)M3火災(zāi)信號D12222DO表1給排水系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)表PC接線圖設(shè)計PC接線圖只要按照上述1/0分派關(guān)系和01435,CM211端于排列位置進(jìn)行響應(yīng)的接線即可?？刂齐娐吩O(shè)計該系統(tǒng)通過CAN接口與上位機(jī)相連實(shí)現(xiàn)縱向控制，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)手/自動轉(zhuǎn)換而達(dá)到橫向控制。手/自動控制電壓瞬時200V交流電壓，只有當(dāng)實(shí)驗(yàn)臺和現(xiàn)場控制盒上的手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)都打得手動狀態(tài)才能實(shí)現(xiàn)手動控制。每臺都可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺、現(xiàn)場起?？刂啤⒚颗_泵的啟動按扭并聯(lián)，停止按扭串聯(lián)，再串聯(lián)到接觸器的線圈上。自動控制時，將實(shí)驗(yàn)臺和現(xiàn)場控制盒上的轉(zhuǎn)換開關(guān)別離打至自動狀態(tài)，這時當(dāng)B&RPCC2003有輸出時，其輸岀接岀的5個繼電器便會做出相應(yīng)的動作，其相應(yīng)的常開觸點(diǎn)吸合，而串接在常開觸點(diǎn)的接觸器線圈便會將電接觸器吸合，其相應(yīng)的水泵便會動作,從而實(shí)現(xiàn)自動控制。生活泵自動控制時，用變頻器來輸出，用壓力變送器感測水中的壓力并將其轉(zhuǎn)換為電流信號輸送到變頻器的控制端于上，對變頻器進(jìn)行控制。液位計信號通過中間繼電器將信號從交流220V變成直流24V輸入到E&RPCC2003的輸入端口，通過RS232借口，將在計算機(jī)上編的程序?qū)懭隑&RPCC2003,對液位計信號進(jìn)行判斷處置，最后輸出，使其輸出端口的繼電器動作，達(dá)到自動控制的目的。運(yùn)行故障顯示設(shè)計整個實(shí)驗(yàn)臺面分為兩個區(qū)域，右邊區(qū)域是控制部份，而左側(cè)是給排水系統(tǒng)運(yùn)行情況演示部份。當(dāng)生活泵，消防泵或回水泵動作時，其形成自鎖的中間繼電器就會吸合，串接在中間繼電器上的回路便會導(dǎo)通。在實(shí)驗(yàn)臺上用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動來表示其對應(yīng)水泵之運(yùn)行，在控制盒上用綠色信號燈來表示當(dāng)水泵過載時，其熱繼電器的動作，串接在熱繼電器上常開觸點(diǎn)的黃色信號燈變會點(diǎn)亮，表示該臺水泵過載。安裝電磁閥的水管、生活用水管、消防用水管或回水管道中有水流時,在實(shí)驗(yàn)臺面板上左側(cè)演示區(qū)的流水燈變會逐個點(diǎn)亮,用以模擬水管中的水的流動。三、結(jié)束語該系統(tǒng)設(shè)計為現(xiàn)場操作和實(shí)驗(yàn)臺控制兩部份。當(dāng)手動控制時，現(xiàn)場控制盒可在現(xiàn)場直接啟動三臺水泵。實(shí)驗(yàn)臺分為模擬演示區(qū)和控制區(qū)。演示區(qū)可顯示三臺水泵各自的運(yùn)行狀態(tài)、是不是有故障、電磁閥是不是打開、水管中的流水信號；控制區(qū)是將現(xiàn)場兩個水箱中的水位情況、射干怒火泵水管中的壓力情況收集后進(jìn)行相應(yīng)的處置，輸出結(jié)果控制各臺水泵的運(yùn)行，從而達(dá)到水泵最佳的自動運(yùn)行控制?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1張瑞武智能建筑（第一版）北京:清華大學(xué)出版社，19