【正文】 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，無論用戶用水量怎樣變化，水泵都能及時(shí)改變其運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)水泵的最佳運(yùn)行。本 PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)主要可以完成的功能有 :手動(dòng)和自動(dòng)切換功能 ,水泵投入運(yùn)行方式任選功能。 一般情況下， PID 方式的調(diào)節(jié)器就能夠滿足供水管壓力的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。 PID 調(diào)節(jié)器將來自壓力 傳感器的壓力反饋信號(hào)與出口壓力給定值比較運(yùn)算 ,其結(jié)果作為頻率指令輸送給變頻器 ,調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速使出口壓力保持一定。同時(shí)，系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式，以“先開先關(guān)”的順序關(guān)泵，工作泵與備用泵不固定死，這樣，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)泵有相同的運(yùn)行時(shí)間，有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。 排水系統(tǒng)的控制 原理：根據(jù)污廢水集井的水位控制排水泵的啟停。 可編程控制器選擇 S7200 的模擬量 I/O 模塊 1 、模擬量輸入模塊 EM231 EM231 具有４路模擬量 輸入，輸入信號(hào)可以是電壓也可以是電流，其輸入與 PLC 具有隔離。除此以外各 PLC 還可以接入通信模塊，以擴(kuò)大其接口的數(shù)量和聯(lián)網(wǎng)能力。其電壓、電流的量程是由開關(guān) SW SW2 到 SW6 設(shè)定。控制面板上設(shè)有一個(gè)手動(dòng) /自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)， PLC 對該開關(guān)的狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)選擇手動(dòng)功能時(shí)， PLC 只進(jìn)行檢測報(bào)警，由人工通過面板上的按鈕和開關(guān)進(jìn)行水泵的起、停和切換。 PLC 通過自由通訊口方式與變頻器通訊，控制變頻器 的運(yùn)行，讀取變頻器自身的電壓、電流、功率、頻率、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和過壓、過流、過負(fù)荷等全部報(bào)警信息等參數(shù)，并通過觸摸屏顯示出來，這比通過外部端口控制變頻器的運(yùn)行具有較高的可靠性，節(jié)省了 PLC 寶貴的 I/O 端口，又獲的了大量變頻器的信息?？刂屏窟\(yùn)算子程序完成變頻器控制量的計(jì)算和控制量的輸出，控制量的計(jì)算按 PID 控制規(guī)律進(jìn)行。選擇自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí) ,完全由 P LC 軟件控制運(yùn)行。 PID 指令 S7200 CPU 提供 PID 回路指令 (成比例、積分、微分循環(huán) )，進(jìn)行 PID 計(jì)算。這個(gè)模擬量的范圍是 ～ ，分辨率為 1/32021（標(biāo)準(zhǔn)化）。為了避免這一現(xiàn)象，可以加一些保護(hù)， 例如，當(dāng)過程變量達(dá)到甚至超過設(shè)定值時(shí)，可以限制輸出值在某一定范圍之內(nèi)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是給水控制系統(tǒng)和排水控制系統(tǒng)。 在計(jì)算過程中，一些計(jì)算公式、計(jì)算方法以及一些表示形式，是通過翻閱參考文獻(xiàn)及一些設(shè)計(jì)資料完成的，設(shè)計(jì)計(jì)算過程合理，設(shè)計(jì)計(jì)算思路清晰明了，計(jì)算結(jié)果及論證過程具有一定的說服力，設(shè)計(jì)成果具有一定的正確性。 通過該設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了如何確定以上各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 山東職業(yè)學(xué)院 27 山東職業(yè)學(xué)院 28 參考文獻(xiàn) [1] 閻俊愛，駢永福 ,智能建筑技術(shù)與設(shè)計(jì) [M]．北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021. 21~23. [2] 張曉明．智能建筑的發(fā)展與展望 [J]．建筑科學(xué)， 2021， 1(2): 4~5. [3]政斌，金海城，周炳強(qiáng)，等．變頻調(diào)速變壓變流量供水設(shè)備 的研 2021, (2) :47~53． [4] 王增長．建筑給水排水工程 (第 5 版 )[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021． 123~130. [5] 金傳 偉 ，毛 宗 源 . 變 頻調(diào) 速 技術(shù) 在 水泵 控 制系 統(tǒng) 中的 應(yīng) 用 [J]. 電 子 技術(shù) 應(yīng)用 ,2021(19):38~39. [6]徐德，孫同景 .可編程序控制器 PLC 的應(yīng)用技術(shù) [M].濟(jì)南：山東科技出版社， ~8. [7]殷混義，吳建華 .PLC 原理與實(shí)踐 [M].北京 :清華大學(xué)出版社， 2021. [8]秦益霖 .西門子 S7200PLC 應(yīng)用技術(shù) .北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [9]黃賢武，鄭筱霞 .傳感器與應(yīng)用 [M].長沙：國防工業(yè)出版社， 1997. [10]魏永光，劉存 .現(xiàn)代傳感器技術(shù) [M].沈陽：東北大學(xué)出版社， 2021. 山東職業(yè)學(xué)院 29 結(jié)束語 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對智能建筑給排水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了一個(gè)總體的了解，全面地掌握了變頻調(diào)速器在給水排水系統(tǒng)中的 應(yīng)用，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了智能建筑給水排水系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí) ,學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊查找相關(guān)的設(shè)計(jì)資料。當(dāng)工作在手動(dòng)方式下，可以把水泵的速度（ ～ 之間的實(shí)數(shù)）之間寫入回路表中的輸出寄存器（ VD108）。輸出值是進(jìn)水泵的速度，可以從允許最大值的 0 % 變到 l00 % 。 3)為防止用水量較小時(shí) ,一臺(tái)水泵長期不工作而可能導(dǎo)致其生銹 ,設(shè)計(jì)了單泵變頻定時(shí)切換 (即定時(shí)倒泵 ) ,在一臺(tái)水泵連續(xù)工作長時(shí)間 (程序設(shè)計(jì)為 10 h)時(shí) ,而另一臺(tái)水泵不工作時(shí) ,P LC 將變頻器切換到另一臺(tái)水泵 ,使兩臺(tái)水 泵能夠交替工作按要求進(jìn)行供水。 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 供水系統(tǒng)工作過程：該控制系統(tǒng)根據(jù)要求可以選擇手動(dòng)狀態(tài)和自動(dòng)狀態(tài)兩種工作方式。自動(dòng)運(yùn)行模塊包括系統(tǒng)的初始化、開機(jī)命令的檢測、數(shù)據(jù)采集子程序、控制量運(yùn)算子程序、置初值子程序、電機(jī)控制子程序等。整個(gè)控制系統(tǒng)所需的輸入 P 輸出點(diǎn)數(shù)量共為 11 個(gè)點(diǎn)。 PLC 主 要完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、山東職業(yè)學(xué)院 21 轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、報(bào)警、控制變頻器完成壓力調(diào)節(jié)等功能。模擬量 I/O 模塊 選擇模擬量混合模塊 EM235，４路模擬量輸入和１路模擬量輸出。 EM235 有１路模擬量輸出，其輸出可以是電壓也可以是電流。 5m M 3~ 排水泵 L1 L2 L3 圖 電 機(jī) 10m 山東職業(yè)學(xué)院 19 第 5 章 硬件與軟件 硬件 LC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 恒壓供水控制系統(tǒng)由可編程序控制器、 變頻器、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器等構(gòu)成。 排水系統(tǒng)的組成 排水系統(tǒng)由液位計(jì)，現(xiàn)場控制器及 水泵電機(jī)設(shè)備。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力傳感器裝在水泵附近的主出水管內(nèi) ,將感受到的壓力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)作為反饋信號(hào)。調(diào)節(jié)原理圖如下圖 所示 : 壓力 設(shè)定值 壓力傳感器 變頻器 調(diào)速器 PID 供水泵 供水 管 網(wǎng) 偏差 — 山東職業(yè)學(xué)院 15 為了保持供水管道的壓力恒定， 就必須實(shí)時(shí)檢測管道壓力并回饋給供水控制器，使其構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。變頻調(diào)速器根據(jù)實(shí)際水壓的變化 ,不斷地調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速 ,通過調(diào)節(jié)流量達(dá)到恒定水壓的目的。吸水管距底座高H1=225 mm, 壓水管出口距底座高 H2=400mm。 最高日用水量 Qd=m* qd=759*300／ 1000=最高日最高時(shí)用水量 Qh=Kh* Qd／ T=*／ 24=考慮管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量之和按最高日用水量的 10%計(jì)； Kh=。 水泵的選用 通過對該樓用水量的計(jì)算來選擇合適的水泵。 (2)溫度范圍：工作溫度范圍：－ 20～ +88℃ ，（ LT 型為：－ 25～ +70℃ ） 。 壓力變送器 一般意義上的壓力變送器主要由測壓 元件 傳感器（也稱作壓力傳感器）、 測量電路 和山東職業(yè)學(xué)院 10 過程連接件三部分組成。當(dāng)高價(jià)緊急解列時(shí)，閥門關(guān)閉，給水走旁路。 （ 3） 技術(shù)參數(shù) 測量范圍： 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)， 由用戶選擇開方或 線性輸出。 （ 3）工作原理分析 ：這種類型的閥門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)。 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。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備采用國際上成熟的變頻調(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)。室外常年可保證的市政水壓為 400kPa。建筑總高度為 81 米。 使用方便、維護(hù)簡單 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。 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。聯(lián)網(wǎng)能力加強(qiáng) PLC向標(biāo)準(zhǔn)化，系列化發(fā)展。恒壓供水是指不管用戶端用水量大小，總保持管網(wǎng)中水壓基本恒定，這樣既可滿足用戶對水的需求，又不使電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)而造成電能浪費(fèi)。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前智能建筑的投資約占總投資的 5﹪ 8﹪，有的可達(dá)到 10﹪ .智能建筑的真正意義在于滿足用戶需要。從發(fā)展的角度來看，應(yīng)強(qiáng)調(diào)智能大廈是多學(xué)科、多技術(shù)系統(tǒng)集成的特點(diǎn)，即智能建筑是指利用系統(tǒng)集成的方法，將智能計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過對設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，對信息資源的管理和對使用者的信息服務(wù)及其與建筑物的優(yōu)化組合，獲得投資合理、適合信息社會(huì)需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點(diǎn)的建筑物。 當(dāng)需水量減小時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，水泵出 口流量減少，否則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)高。 29 山東職業(yè)學(xué)院 III 摘要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息通信技術(shù)等電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展、進(jìn)步，建筑物中設(shè)備的自動(dòng)化程度越來越高。 27 參考文獻(xiàn) 針對該高層商住樓用水，結(jié)合智能建筑的特點(diǎn)，對該建筑的給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，進(jìn)行了初步探討。 在本設(shè)計(jì)中，主要內(nèi)容包括給水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無論從硬件、軟件到集成技術(shù)都有顯著的進(jìn)步，加上上個(gè)世紀(jì) 90 年代初，國際互聯(lián)網(wǎng)在世間迅速普及和應(yīng)用，人們對建筑功能的要求愈來愈高，同時(shí)高新科技能為人們提供更安全、更高效、更舒適、更便捷的環(huán)境。變頻調(diào)速器（ frequency changer / frequency converter）是一種用來改變交流電頻率的電氣設(shè)備。有的系