【正文】 成電路使 PLC 完全計(jì)算機(jī)化。 CPU 開(kāi)始采用 32 位微處理器，數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理能力大大提高，增加了運(yùn)算控制， PID 控制。聯(lián)網(wǎng)能力加強(qiáng) PLC向標(biāo)準(zhǔn)化，系列化發(fā)展。 20 世紀(jì) 90 年代中期至今。主要特點(diǎn)： CPU 使用 16 位和 32 位微處理器，運(yùn)算速度更快，具有大批量數(shù)據(jù)處理能力，出現(xiàn)了智能化模塊，可以對(duì)各種復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制。編程語(yǔ)言除了梯形圖和語(yǔ)句表語(yǔ)言之外，還增加了高級(jí) 語(yǔ)言。同計(jì)算機(jī)的發(fā)展類(lèi)似，目前 PLC 正朝著小型、簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。 PLC 的特點(diǎn) 山東職業(yè)學(xué)院 4 1 、可靠性高 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間可以達(dá)到 30 萬(wàn)小時(shí)（約 34 年）?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，到目前為止沒(méi)有任何一種工業(yè)控制設(shè)備可以達(dá)到 PLC 這樣高的可靠性。 隨著器件水平的提高， PLC的可靠性還在繼續(xù)提高．尤其是近來(lái)開(kāi)發(fā)出的多機(jī)冗余系統(tǒng)和表決系統(tǒng)則更進(jìn)一步增加了PLC 的可靠性。 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng) PLC 具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可應(yīng)用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作，具有很強(qiáng)的抗空間電磁干擾的 能力，可以抗峰值高達(dá) 1000V、脈寬 10 微秒的矩形波空間電磁干擾，具有良好的抗振能力和抗沖擊能力。一般對(duì)環(huán)境溫度要求不高，在環(huán)境溫度 20℃～ 65℃、相對(duì)濕度為 35％～ 85％情況下都可正常工作。 靈活通用 在完成一個(gè)控制任務(wù)時(shí)， PLC 具有很高的靈活性。首先， PLC 產(chǎn)品已經(jīng)系列化，結(jié)構(gòu)形式多種多樣，在機(jī)型上有很大的選擇余地。其次，同一機(jī)型的 PLC 其硬件構(gòu)成具有很大的靈活性，用戶(hù)可以根據(jù)不同任務(wù)的要求，選擇不同類(lèi)型的輸入輸出模塊或特殊功能模塊組成不同硬件結(jié)構(gòu)的控制裝置。再者， PLC 是利用應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)控制的， 在應(yīng)用程序編制上有較大的靈活性。在實(shí)現(xiàn)不同的控制任務(wù)時(shí)， PLC 具有良好的通用性。 使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單 PLC 控制的輸入模塊、輸出模塊、特殊功能模塊都具有即插即卸功能，連接十分容易。對(duì)于邏輯信號(hào)，輸入和輸出采用開(kāi)關(guān)方式，不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)放大；對(duì)于模擬信號(hào)，輸入和輸出采用傳感器、儀表和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 PLC 的各個(gè)輸入和輸出模塊與外部設(shè)備的連接十分簡(jiǎn)單。 PLC 具有監(jiān)控功能。 利用編程器或監(jiān)視器可以對(duì) PLC 的運(yùn)行狀態(tài)、內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視或修改。 PLC 控制系統(tǒng)的維護(hù)非常簡(jiǎn)單。利用 PLC 的診斷功 能和監(jiān)控功能，可以迅速查找到故障點(diǎn)，對(duì)大多數(shù)故障都可以及時(shí)予以排除。 山東職業(yè)學(xué)院 5 第 2 章設(shè)計(jì)方案 工程概況 假設(shè)該智能建筑共有 27 層，地上 26 層，地下 1 層。建筑總高度為 81 米。地下室是設(shè)備用房，用作泵房和修建水池，地下室地面標(biāo)高為 米， 1～ 2 層是裙房，作為商業(yè)場(chǎng)所使用。 1 層 米高， 2 層 米， 3～ 26 層為單元式住宅，層高 米，每層 11 戶(hù)。 3層：其中 4 戶(hù)是兩室一廳，一個(gè)廚房，一個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)陽(yáng)臺(tái)；其中 6 戶(hù)為三室一廳，一個(gè)廚房，兩個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)陽(yáng)臺(tái)； 1 戶(hù)為一室一廳，一個(gè)廚房和一個(gè)衛(wèi)生間。除上 述戶(hù)型外還有個(gè)門(mén)廳和值班室。 4～ 26 層：其中 4 戶(hù)是兩室一廳，一個(gè)廚房，一個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)陽(yáng)臺(tái)；其中 7 戶(hù)為三室一廳，一個(gè)廚房，兩個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)陽(yáng)臺(tái)。廚房?jī)?nèi)設(shè)廚房洗滌盆 1個(gè)，衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)浴盆 1 個(gè)，低位水箱坐便器 1 個(gè)，洗臉盆 1 個(gè)。每戶(hù)設(shè)分戶(hù)水表，共用水表箱設(shè)在走廊內(nèi)。室外常年可保證的市政水壓為 400kPa。 本系統(tǒng)用給水泵 3 臺(tái)，其中兩臺(tái)自動(dòng)切換使用，另外一臺(tái)泵用，排水泵 3 臺(tái)兩用一備。 所用控制方法的選用 隨著城市建筑步入高層化發(fā)展，生活用水、消防用水等對(duì)供水配套裝置提出了更高的要求。由于公共自來(lái)水網(wǎng)水壓不足等原 因，往往會(huì)使得用戶(hù)端水壓過(guò)低達(dá)不到要求。一般來(lái)說(shuō)解決辦法有，增加供水泵站的壓力或采用末端增壓技術(shù)。前者涉及面太大，相比較而言，后者可行，常用的手段有儲(chǔ)氣罐式增壓供水、變頻調(diào)速恒壓供水。儲(chǔ)氣罐式供水一次投入較低，但存在著壓力不穩(wěn)定、氣包需定期充氣、壓力容器易產(chǎn)生危險(xiǎn)等缺點(diǎn)。目前已逐步被變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備所取代。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備采用國(guó)際上成熟的變頻調(diào)速技術(shù)，具有水壓穩(wěn)定、維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。 供水壓力隨水流量的變化而變化，供水系統(tǒng)的水流量受水消耗量的控制。 為保證建筑內(nèi)的供水要求：安全、穩(wěn)定 。即既要有足夠的水量，又要有良好的水質(zhì)和穩(wěn)定適宜的水壓。故選用變頻調(diào)速恒壓供水。 主要研究?jī)?nèi)容 智能建筑是計(jì)算機(jī)和信息處理等高技術(shù)與建筑藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合。綜合型智能建筑由三大基本要素構(gòu)成，即辦公自動(dòng)化系統(tǒng) (OAS)，建筑設(shè)各自動(dòng)化系統(tǒng) (BAS)和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)山東職業(yè)學(xué)院 6 (CNS)，這三大要素也稱(chēng)之為 3A 系統(tǒng)。建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)保證機(jī)電設(shè)備和安全管理的自動(dòng)化，對(duì)樓宇溫度、濕度、含氧量與照明度等參數(shù)值進(jìn)行測(cè)量，并按照使用者要求迅速實(shí)施調(diào)節(jié)和綜合管理，為用戶(hù)提供舒適宜人的室內(nèi)環(huán)境和可靠的安全保障。 給排水系統(tǒng)屬建筑設(shè)備管 理自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，要求其運(yùn)行安全可靠，實(shí)現(xiàn)水泵最佳運(yùn)行控制。 因此，本設(shè)計(jì)只對(duì)給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)進(jìn)行研究。 山東職業(yè)學(xué)院 7 第 3 章 給水系統(tǒng) 概念及組成 概念 給水系統(tǒng)：通過(guò)管道及輔助設(shè)備，按照建筑物和用戶(hù)的生產(chǎn)、生活和消防需要，有組織地輸送到用水點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為給水系統(tǒng)，包括生活給水系統(tǒng)、生產(chǎn)給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)。 給水系統(tǒng)的組成 給水模擬系統(tǒng)組成示意如下圖 所示： 意圖 由蓄水池、液位計(jì)、電磁閥、水泵、電機(jī)、止回閥、三通閥、壓力變送器、變頻調(diào)速器、壓差開(kāi)關(guān)等組成。下面對(duì)其中一些器件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 止回閥 （ 1）定義：止回閥是指依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開(kāi)、閉閥瓣，用來(lái)防止介質(zhì)倒流的閥門(mén)，又稱(chēng)逆止閥、單向閥、逆流閥、和背壓閥。 （ 2）作用：止回閥屬于一種自動(dòng)閥門(mén)，其主要作用是防止介質(zhì)倒流、防止泵及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，以及容器介質(zhì)的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過(guò)系統(tǒng)壓的市網(wǎng)自來(lái)水 水流開(kāi)關(guān) 液位計(jì) m 電磁閥 生活用水 壓力變送器 三通閥 水泵 止回閥 蓄水池 變頻調(diào)速器 壓差開(kāi)關(guān) 山東職業(yè)學(xué)院 8 輔助系統(tǒng)提供補(bǔ)給的管路上。 （ 3）工作原理分析 ：這種類(lèi)型的閥門(mén)的作用是只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流 動(dòng)，而且阻止方向流動(dòng)。通常這種閥門(mén)是自動(dòng)工作的，在一個(gè)方向流動(dòng)的流體壓力作用下，閥瓣打開(kāi)；流體反方向流動(dòng)時(shí)，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座，從而切斷流動(dòng)。 其中止回閥就屬于這種類(lèi)型的閥門(mén)，它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。旋啟式止回閥有一介鉸鏈機(jī)構(gòu)，還有一個(gè)像門(mén)一樣的閥瓣自由地靠在傾斜的閥座表面上。 （ 4）選用標(biāo)準(zhǔn) :為了防止介質(zhì)逆流，在設(shè)備、裝置和管道上都應(yīng)安裝止回閥；止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)。 液位計(jì) （ 1）這里選用 浮球液位計(jì) 。 浮球液位計(jì)是以磁浮球?yàn)闇y(cè)量元 件，通過(guò)磁耦合作用，使傳感器內(nèi)電阻成線性變化，由智能轉(zhuǎn)換器將電阻變化轉(zhuǎn)換成 4~20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，并疊加 HART 信號(hào)輸出或就地液晶顯示，可現(xiàn)場(chǎng)顯示液位的百分比、 4~20mA 電流及液位值，遠(yuǎn)傳供給控制室可實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)檢測(cè)、控制和記錄。 （ 2）適用場(chǎng)合： 該儀表適用于石油、化工、電力、輕工及醫(yī)藥等行業(yè)污水處理及各類(lèi)常壓和承壓容器內(nèi)介質(zhì)液位的測(cè)量，尤其對(duì)于地下貯槽、貯罐的液位測(cè)量最為理想。 （ 3） 技術(shù)參數(shù) 測(cè)量范圍： 0～ 3500mm 供電電壓： 12～ 36V DC 輸出信號(hào)：兩線制 4～ 疊加數(shù)字信號(hào)， 由用戶(hù)選擇開(kāi)方或 線性輸出。 負(fù)載電阻： 250Ω 測(cè)量精度： 177。10mm 環(huán)境溫度： 40~80℃ 工作溫度： 20~120℃ 壓力變送器的原理 壓 力變送器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用壓力變送器的原理及其應(yīng)用 應(yīng)變片壓力變送器原理與應(yīng)用力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多，如電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器、壓阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、電容 式壓力變送器、諧振式壓力變送器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力變送器，它具有極低山東職業(yè)學(xué)院 9 的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。正負(fù)遷移：零點(diǎn)經(jīng)過(guò)正遷移或負(fù)遷移后，量程、測(cè)量范圍的上限值和下限值的絕對(duì)值，均不能超過(guò)測(cè)量范圍上限的 100%。最大正遷移量為最小調(diào)校量程的 500%；最大負(fù)遷移量為最小調(diào)校量程 的 600%.過(guò)程壓力通過(guò)兩側(cè)或一側(cè)的隔離膜片、灌充液傳至 δ 室的中心測(cè)量膜片。中心膜片是一個(gè)張緊的彈性元件，它對(duì)于作用在其上的兩側(cè)壓力差產(chǎn)生相應(yīng)變形位移，其位移與差壓成正比，最大位移約 ，這種 位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙輼O板上形成的差動(dòng)電容，由電子線路把差動(dòng)電容轉(zhuǎn)換成二線制的 4～20MA DC 輸出 . 三通閥 三通閥閥體有三個(gè)口，一進(jìn)兩出，（左進(jìn)，右和下出）和普通閥門(mén)不同的是底部有一出口，當(dāng)內(nèi)部閥芯在不同位置時(shí)，出口不同，如閥芯在下部時(shí)，左右相通，如閥芯在上部時(shí)，右出口被堵住，左和下口通。因?yàn)樽罂诤陀铱诓辉谝粭l水平線上。當(dāng)高價(jià)緊急解列時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，給水走旁路。 液位報(bào)警器 液位報(bào)警器也叫（浮球液位開(kāi)關(guān)、水位控制器、液位開(kāi)關(guān)）是指通過(guò)機(jī)械式或者磁感應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行水位的報(bào)警和檢查，可以聲光報(bào)警等或者電磁性 報(bào)警同時(shí)控制水泵等設(shè)備的啟停。電纜式液位報(bào)警器原理是通過(guò)微動(dòng)開(kāi)關(guān)為核心元件封裝在密閉的塑料外殼內(nèi)進(jìn)行高低液位檢測(cè)，當(dāng)被測(cè)液位到達(dá)動(dòng)作點(diǎn)時(shí)，輸出高或低液位信號(hào)，當(dāng)液位低到一定的位置時(shí)輸出繼電器開(kāi)關(guān)信號(hào)，或者直接供電給報(bào)警器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的報(bào)警功能。電纜式液位報(bào)警不需要浮球和干簧管，外部無(wú)機(jī)械動(dòng)作，耐污耐用，不怕漂浮物影響，任意角度安裝，豎向安裝有一定的防波浪功能，這種方式較實(shí)用，耐污，壽命長(zhǎng)，安全。 電磁閥 電磁 閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整 介質(zhì) 的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥 是用電磁的效應(yīng)進(jìn)行控制，主要的控制方式由 繼電器 控制。這樣，電磁閥可以配合不同的 電路 來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的方式由繼電器控制，這樣，電磁閥可以配合不同的 電路 來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的 精度 和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、 安全閥 、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。 壓力變送器 一般意義上的壓力變送器主要由測(cè)壓 元件 傳感器（也稱(chēng)作壓力傳感器）、 測(cè)量電路 和山東職業(yè)學(xué)院 10 過(guò)程連接件三部分組成。它能將測(cè)壓元件傳感