【正文】 方案的設(shè)計(jì)是在結(jié)合已知設(shè)計(jì)資料的基礎(chǔ)上確定的，方案設(shè)計(jì)新穎，具有一定的適用性。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)智能建筑給水排水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。應(yīng)用 PID 指令控制系統(tǒng)時(shí)，要注意積分作用引起的超調(diào)問題。設(shè)定值可以預(yù)先設(shè)定后直接輸入回路表中，過程變量是來(lái)自水位表的單極性模擬量，回路輸出值也是一個(gè)單極性模擬量，用來(lái)控制水泵速度。無(wú)論控制單泵變頻工作還是雙泵一臺(tái)工頻一臺(tái)變頻工作或雙泵都工頻工作 ,始終控制管網(wǎng)壓力與給定壓力值保持一致 ,實(shí)現(xiàn)恒壓變量供水。選擇手動(dòng)工作狀態(tài)時(shí) ,可以分別通過按鈕控制水泵單獨(dú)在工頻下運(yùn)行與停止 ,主要用于水泵定期檢 修臨時(shí)供水。模塊流程圖如下圖 所示 山東職業(yè)學(xué)院 22 其中：數(shù)據(jù)采集子程序完成對(duì)主水管壓力的數(shù)據(jù)采集。 變頻器選擇 變頻器選用 SIEMENS 的 MM 系列或 ABB 的 ACS400 系列風(fēng)機(jī) /泵類專用變頻器，它們具有 RS485 通訊接口，性價(jià)比較高。兩臺(tái)水泵由變頻器直接驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行恒壓控制，變頻器的起動(dòng)、停止分為手動(dòng)和 PLC 控制。它的輸入信號(hào)可以是不同量程的電壓或電流。 S7200 的通訊模塊 S7200 系列 PLC 除了 CPU226 本機(jī)集成了二個(gè)通信口以外，其它均在其內(nèi)部集成了一個(gè)通信口，通信口采用了 RS485 總線。 P LC 作為控制單元 ,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和系統(tǒng)工作狀態(tài)控制兩臺(tái)水泵的起動(dòng)和停止 ,控制變頻器的起動(dòng)和停止 ,變頻器根據(jù)壓力給定和實(shí)測(cè)壓力調(diào)節(jié)輸出頻率 ,改變水泵轉(zhuǎn)速 ,控制管網(wǎng)壓力 ,并將變頻器工作狀態(tài)輸出到 P LC。示意圖如下圖 所示 排水系統(tǒng)需檢測(cè)的物理量 污水處理池、污廢水集水井的高低液位； 水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示 ： 檢測(cè)水泵的開停及有關(guān)壓力、流量等有關(guān)參數(shù)； 水泵過載報(bào)警 ： 監(jiān)視水泵的運(yùn)行狀態(tài)，擋水泵出現(xiàn)過載時(shí)停機(jī)并發(fā)出警報(bào)信號(hào)。所有水泵電機(jī)從停止到啟動(dòng)及從啟動(dòng)到停止都由變頻器 來(lái)控制，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)大電流給水泵電機(jī)帶來(lái)沖擊，相對(duì)延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。變頻器內(nèi)置 PID 調(diào)節(jié)器作為壓力調(diào)節(jié)器。用的控制器是 P I D 調(diào)節(jié)為主要手段。另外 ,可編程序控制器根據(jù)當(dāng)前水泵的供水情況對(duì)其進(jìn)行合理切換 ,實(shí)現(xiàn)最佳匹配。 水泵基礎(chǔ)定為邊長(zhǎng) 350mm 的正方形， 基礎(chǔ)深度 H=30d=540mm。 所以： 蓄水池 用戶 液位計(jì) 壓力傳送器 變頻控制單元 城市管網(wǎng)水源 調(diào)節(jié)閥 給水泵 止回閥 山東職業(yè)學(xué)院 12 最高日用水量 Qd=*(1+10%)= m3/d 最高日最高時(shí)用水量 Qh=*(1+10%)= m3/h 水泵的選擇 水池和泵房設(shè)于地下室內(nèi)，水泵直接將水抽到給水系統(tǒng)中。查閱《新編建筑給水排水工程師手冊(cè)》住宅中二類建筑的用水定額在 130L/p 水流開關(guān) 該系統(tǒng)用到的傳感器是 采用的是海灣 公司的產(chǎn)品。它能將測(cè)壓元件傳感器感受到的 氣體 、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào) (如 4~20mADC 等 )， 以供給 指示 報(bào)警儀、 記錄儀 、調(diào)節(jié)器等 二次儀表 進(jìn)行測(cè)量、指示和過程調(diào)節(jié)。 液位報(bào)警器 液位報(bào)警器也叫（浮球液位開關(guān)、水位控制器、液位開關(guān)）是指通過機(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。 負(fù)載電阻： 250Ω 測(cè)量精度： 177。通常這種閥門是自動(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；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)。 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。 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。 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。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。對(duì)于邏輯信號(hào)，輸入和輸出采用開關(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)。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。 20 世紀(jì) 90 年代中期至今。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要變頻器根據(jù)給定壓力信號(hào)和反饋壓力信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，從而控制管網(wǎng)中水壓恒定。 變頻器 變頻器的概念 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 “智能建筑”結(jié)構(gòu)圖如下圖 所示，因此，智能建筑又被 稱 3A 建筑 . OAS辦公自動(dòng)化系統(tǒng) BAS建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng) CNS通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 智能建筑的特點(diǎn) (1)智能建筑創(chuàng)造了安全、健康、舒適宜人和能提高工作效率的辦公和居住環(huán)境； OAS BAS CAS 圖 山東職業(yè)學(xué)院 2 (2)節(jié)能：利用最新技術(shù)節(jié)約能源； (3)能滿足多種用戶對(duì)不同環(huán)境功能的要求； (4)現(xiàn)代技術(shù)化的通信手段與辦公條件。排水系統(tǒng)中污水處理池、污 (廢 )水集水井的液位由高低液位顯示及越限報(bào)警來(lái)提醒。同時(shí)，隨著城市建設(shè)步 伐的加快．越來(lái)越多的高層建筑為城市增添了現(xiàn)代化氣息。 4 第二章 設(shè)計(jì)方案 畢 業(yè) 論 文 題 目： 智能建筑給排水系統(tǒng) 系 部： 土木工程系 專 業(yè)： 建筑設(shè)備工程技術(shù) 班 級(jí)： 建筑設(shè)備 0931 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2021 年 12 月 15 日山東職業(yè)學(xué)院 II 目 錄 摘 要 III 第一章 緒論 18 第五章 硬件與軟件 智能建筑技術(shù)正是在這樣的背景下得到蓬勃發(fā)展的，本文在討論智能建筑的基礎(chǔ)上，對(duì)一幢二十六層綜合樓，樓高 81m 的建筑的給排水控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。水泵過載報(bào)警監(jiān)視水泵的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)水泵出現(xiàn)過載時(shí)停機(jī)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 智能建筑在世界的發(fā)展以及應(yīng)用 上世紀(jì) 80 年代后期，智能建筑風(fēng)靡全球，這主要是代表電子技術(shù)的計(jì)算機(jī)、通訊、控制三項(xiàng)技術(shù)在樓宇自動(dòng)化、通訊網(wǎng)絡(luò) 以及它們的系統(tǒng)集成方面有了飛躍的發(fā)展。 變頻調(diào)速器是把工頻電源 (50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè) 備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)均為閉環(huán)系統(tǒng)，用 PLC 方式控制。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。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。 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。 1 層 米高， 2 層 米， 3～ 26 層為單元式住宅，層高 米，每層 11 戶。 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。 為保證建筑內(nèi)的供水要求：安全、穩(wěn)定 。 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)：通過管道及輔助設(shè)備，按照建筑物和用戶的生產(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)。 其中止回閥就屬于這種類型的閥門，它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。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。電纜式液位報(bào)警器原理是通過微動(dòng)開關(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。 壓力 傳感器 是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用 壓電效應(yīng) 制造而成的，這樣的傳感器也稱為 壓電傳感器 . 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于 靜態(tài)測(cè)量 ，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無(wú)限大的 輸入阻抗 時(shí)才得到保存。其主要作用是： 1，檢測(cè)管路中液體是否流動(dòng)和流動(dòng)的量（流量，也就是液體流動(dòng)壓力）是否達(dá)到要求，同時(shí)靠開關(guān)電接點(diǎn)輸出（提供）一個(gè)信號(hào)的通斷的狀態(tài)。 d~300L/p水泵出水量按最大時(shí)用水量的 倍來(lái)確定。 引入管及水表選擇 ① 水表的選擇 高區(qū)管網(wǎng)管段設(shè)計(jì)流量為 中區(qū)管網(wǎng)管段設(shè)計(jì)流量為 據(jù)《建筑給水排水工程》附錄 11，選用水表為 LXL80N水平螺翼式水表，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 LXL80N水平螺翼式水表技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 公稱口徑（㎜） 計(jì)量等級(jí) 最大流量（ m3/h） 公稱流量（ m3/h） 分界流量（ m3/h） 最小流量（ m3/h） 最小讀數(shù)（ m3/h） 最大讀數(shù)（ m3/h） LXL80N 80 A 80 40 12 999999 給水 系統(tǒng)控制要求