【正文】 備，把屋面雨雪水，生活和生產(chǎn)產(chǎn)生的污水、廢水及時(shí)排放出去的網(wǎng)絡(luò)，稱為排水系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)定值 水壓 變頻器 壓力傳感器 — 電機(jī)水泵 e 圖 PID調(diào)節(jié)原理 山東職業(yè)學(xué)院 16 用水量的大小由 PLC 控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。使用變頻調(diào)速的水泵 ,其壓力控制常采用出口水壓一定控制。該閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng) ,主要由變頻器、 可編程序控制器及傳感器組成。 恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能 本系統(tǒng)采用兩套電機(jī) — 水泵對(duì)水網(wǎng)進(jìn)行恒壓供水 ,每臺(tái)電機(jī)均可工作在變頻方式或工頻方式 ,但變頻調(diào)速器每次僅驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)。該泵的性能和安裝尺寸見下表所示： 表 MS型多級(jí)離心泵性能 型號(hào) 流量 Q（ m3/h） 揚(yáng)程 H(m) 轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 電機(jī)功率（ KW） 必須氣蝕余量（ m） 山東職業(yè)學(xué)院 13 40MS 1450 MS 型多級(jí)離心泵外形及安裝尺寸 該泵底座直徑為 320mm，進(jìn)水口成水平方向，出水口垂直向上。 4~26 層：其中 4 戶為一個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)廚房；其中 7 戶為 2 個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)廚房。采用手動(dòng)／自動(dòng)混合控制及監(jiān)控方式，滿足智能建筑對(duì)建筑給排水的基本控制要求的實(shí)現(xiàn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。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。因?yàn)樽罂诤陀铱诓辉谝粭l水平線上。 （ 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。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過系統(tǒng)壓的市網(wǎng)自來水 水流開關(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。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，為用戶提供舒適宜人的室內(nèi)環(huán)境和可靠的安全保障。目前已逐步被變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備所取代。每戶設(shè)分戶水表，共用水表箱設(shè)在走廊內(nèi)。 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。在實(shí)現(xiàn)不同的控制任務(wù)時(shí)， PLC 具有良好的通用性。 隨著器件水平的提高， PLC的可靠性還在繼續(xù)提高．尤其是近來開發(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。 CPU 開始采用 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。 而異步電動(dòng)機(jī)的軸上輸出的轉(zhuǎn)速為 n=n0(1s)= 60f1/p (1s) 式中 s—異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 ， s= (n0n)/n0 變頻器的應(yīng)用 這里主要介紹變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等在我國的迅速發(fā)展，智能建筑在各方面也有很大的提高。美國智能建筑學(xué)會(huì)定義“智能建筑”是將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)及運(yùn)營相互聯(lián)系全面綜合，并達(dá)到最佳組合，所獲得的高效率、高功能與高舒適性的大樓。給排水系統(tǒng)的監(jiān)控是通過計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)中的各種水位、水泵工作狀態(tài)和管網(wǎng)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，按照一定要求控制水泵的運(yùn)行方式、臺(tái)數(shù)和相應(yīng)閥門的動(dòng)作，以達(dá)到需水量和供水量之間的平衡、污水的及時(shí)排放，實(shí)現(xiàn)水泵高效、低耗的最優(yōu)化控制，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的；并對(duì)給排水系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行集中管理，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。 16 第四章 排水系統(tǒng) 6 第三章 給水系統(tǒng) 28 結(jié)束語 給排水系統(tǒng)主要由水泵、水池、電機(jī)及閥門等組成。其中給水系統(tǒng)中采用恒壓變頻供水方式，水源是城市供水管網(wǎng)。一個(gè)蓬蓬勃勃的建筑智能化的普及高潮業(yè)已在全球形成。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。 變頻調(diào)速技術(shù) 變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展方向，隨著電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過去的滑差調(diào)速 ,變極調(diào)速，直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域。同計(jì)算機(jī)的發(fā)展類似，目前 PLC 正朝著小型、簡易、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。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。 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。除上 述戶型外還有個(gè)門廳和值班室。一般來說解決辦法有，增加供水泵站的壓力或采用末端增壓技術(shù)。故選用變頻調(diào)速恒壓供水。下面對(duì)其中一些器件進(jìn)行簡單介紹。 （ 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)。正負(fù)遷移：零點(diǎn)經(jīng)過正遷移或負(fù)遷移后，量程、測(cè)量范圍的上限值和下限值的絕對(duì)值，均不能超過測(cè)量范圍上限的 100%。 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)。 壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測(cè)量中。在樓宇自控系統(tǒng)中，主要應(yīng)用于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，以及監(jiān)測(cè)過濾器的阻塞情況 最大壓力： 300mbar 壓差范圍 : 2mbar— 10mbar 輸出：無源觸點(diǎn) 信號(hào)線： RVV2*（無極性） 型號(hào)： GSTP33A 控制系統(tǒng)的組成 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理如圖 所示，它主要是由 PLC、變頻器、 PID 調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、液位傳感器、動(dòng)力控制線路以及 水泵等組成。 d，時(shí) 變化系數(shù) Kh=，用水時(shí)間 T=24h。 H1=－ (－ )== H2— 水泵吸水管和出水管至水箱進(jìn)水口的總水頭損失，其中給水管 網(wǎng)局部水頭損失為沿程水頭損失的 30%，故 H2=*(+)=*= H h— 水箱進(jìn)水口的流出水頭，取為 20kPa ∴水泵的揚(yáng)程為： Hb=H1+H2+Hh=++20= kPa=78m H2O 水泵的出水量為 m3/h 。給水系統(tǒng)監(jiān)控主要包括水泵的自動(dòng)啟停控制、水泵的故障報(bào)警、水泵的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、水箱水位監(jiān)測(cè)等，通過程 序設(shè)計(jì)來滿足自動(dòng)控制要求，即根據(jù)水 池 的高低水位信號(hào)來控制水泵的啟 /停，并且進(jìn)行溢水和枯水預(yù)警。系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)控制 ,自動(dòng) 修正被控變量出現(xiàn)偏離的能力，可以修正元件參數(shù)變化以及外界擾動(dòng)引起的誤差，控制精度高。目前，針對(duì)于供水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)都對(duì) P I D 調(diào)節(jié)算法進(jìn)行了一定程度的改進(jìn)，并且在 PID 算法的參數(shù)設(shè)定時(shí)做了大量工作。 總的原理如下： 系統(tǒng)采用壓力負(fù)反饋控制方式。當(dāng)水池水位上升至上限（停泵水位）時(shí)，傳感器向現(xiàn)場(chǎng)控制器送出信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)控制器給水泵機(jī)組輸送信號(hào)，使水泵自動(dòng)停機(jī)。 工作原理 生活污水 圖 下限液位 上限液位 高限液位 液位計(jì) 城市管網(wǎng)廢水回收 池 水泵 電機(jī) 止回閥 山東職業(yè)學(xué)院 18 集水井設(shè)三個(gè)液位計(jì)檢測(cè)液面位置，分別是下限液位 LA、上限液位 LB、和高限液位LC，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)集水井水位變化控制工作泵的啟停，液位信號(hào)送入現(xiàn)場(chǎng)控制，當(dāng)集水井中水位達(dá)到上限時(shí)，控制器啟動(dòng)排水泵運(yùn)行，直到水位下降至下限時(shí)停止排水泵運(yùn)行。 2 、模擬量輸出模塊 EM232 EM232 具有 2 路模擬量輸出，輸出信號(hào)可以是電壓也可以是電流，其輸入與 PLC 具有隔離。 山東職業(yè)學(xué)院 20 輸入點(diǎn)地址為： ～ ～ ～ 輸出點(diǎn)地址為： ～ ～ S7200 的擴(kuò)展配置 S7200 的擴(kuò)展配置是由 S7200 的基本單元（ CPU22 CPU224 和 CPU226）和7200 的擴(kuò)展模塊組成，最多可以擴(kuò)展 7 個(gè)模塊。既有輸入又有輸出還具有較高的精度。兩臺(tái)電機(jī)的工頻啟動(dòng)占用 P LC 的兩個(gè)輸入點(diǎn) ?？刂葡到y(tǒng)中每臺(tái)水泵的變頻接觸器和工頻接觸器、各水泵的變頻接觸器在電氣上的連鎖，防止系統(tǒng)中出現(xiàn)一臺(tái)水泵工頻和變頻電源同時(shí)接通或多臺(tái)水泵同時(shí)接通變頻電源的現(xiàn)象。若有電源瞬時(shí)停電的情況，則系統(tǒng)停機(jī)；待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，然后按自動(dòng)運(yùn)行方式啟動(dòng) 1泵變頻，直至在給定 水壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。自動(dòng)工作時(shí) ,1) P LC 首先利用變頻器軟啟動(dòng)一臺(tái)加壓泵 ,實(shí)現(xiàn)單泵變頻供水 ,此時(shí) ,安裝在管網(wǎng)上的傳感器將實(shí)測(cè)的管網(wǎng)壓力反饋進(jìn)變頻器 ,與預(yù)先通過變頻器面板設(shè)定的給定壓力進(jìn)行比較 ,通過變頻器內(nèi)部 PID 運(yùn)算 ,調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率。 如表 所示， 當(dāng) PID 指令被允許時(shí)， PID指令根據(jù)回路表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行 PID（比例、積分和微分）運(yùn)算，并得到輸出控制量。其增益和時(shí)間常數(shù)可以通過 工程計(jì)算初步確定。其中主程序 OBl 的功能是 PLC 首次運(yùn)行時(shí)利用 調(diào)用初始化程序 SBR0。采用 PLC 作為控制器，硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求。 。費(fèi)用低。中斷程序 INT0 的功能是輸入水箱的水面高度AIW0 的值，并送入回路表。初步確定的增益和時(shí)間常數(shù)為： Kc=， Ts= 秒， Ti=30 分 ,系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，關(guān)閉出水口，用手動(dòng)控制進(jìn)水泵速度，使水位達(dá)到滿水位的 75﹪，然后打開出水口，同時(shí)水泵控制由手動(dòng)方式切換到自動(dòng)方式。因而需要有一個(gè)水泵以不同的速度通過水箱的進(jìn)水管向水箱供水，以維持水位不變。經(jīng)過短時(shí)間的延時(shí) (程序設(shè)計(jì)為 5 s) ,變頻器重新啟動(dòng) ,P LC 將變頻器切換到另一臺(tái)泵 ,由變頻器軟啟動(dòng)該泵 ,實(shí)現(xiàn)一臺(tái)工頻、 一臺(tái)變頻雙泵供水。變頻自動(dòng)功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)多信號(hào) 數(shù)據(jù)采集子程序 PID 運(yùn)算子程 序 置初值