【導(dǎo)讀】第二章設(shè)計方案···········································6. 第三章給水系統(tǒng)···········································16. 第四章排水系統(tǒng)···········································18. 第五章硬件與軟件·········································27. 自動化程度越來越高。同時，隨著城市建設(shè)步伐的加快．越來越多的高層建筑為城市增添。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)進行了研究。給排水系統(tǒng)主要由水泵、水池、電機及閥門等組成。調(diào)節(jié)，采用可編程邏輯控制器進行邏輯控制。壓變量供水，在保持恒壓下達到控制流量的目的。理，保證系統(tǒng)可靠運行。

　　

【正文】 序 N 山東職業(yè)學(xué)院 23 臺泵軟起動、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程。 軟件 軟件配置 S7200 的數(shù)據(jù)區(qū) ? 數(shù)字量輸入映像區(qū) (I 區(qū) ) 位： 、 … 字節(jié)： IB0、 IB …IB15 字： IW0、 IW …IW14 雙字： ID0、 ID …ID12 ? 數(shù)字量輸出映像區(qū) (Q 區(qū) ) 位： 、 … 字節(jié)： QB0、 QB … QB15 字： QW0、 QW … QW14 雙字： QD0、 QD … QD12 ? 模擬量輸入映像區(qū) (AI 區(qū) ) 字： AIW0、 AIW …AIW30 ? 模擬量 輸出映像區(qū) (AQ 區(qū) ) 字： AQW0、 AQW …AQW30 ?變量存儲器區(qū) (V區(qū) ) 位： 、 、 …V5119 字節(jié)： VB0、 VB …VB5119 字： VW0、 VW …VW5118 雙字： VD0、 VD …VD5116 ? 位存儲器區(qū) (M 區(qū) ) 位： 、 、 … 字節(jié)： MB0、 MB …MB31 字： MW0、 MW …MW30 雙字： MD0、 MD …MD28 ? 順序控 制繼電器區(qū) (S 區(qū) ) 位： 、 、 … 山東職業(yè)學(xué)院 24 字節(jié)： SB0、 SB …SB31 字： SW0、 SW …SW30 雙字： SD0、 SD …SD28 ? 局部存儲器區(qū) (L 區(qū) ) 位： 、 、 … 字節(jié)： LB0、 LB …LB63 字： LW0、 LW …LW62 雙字： LD0、 LD …LD60 ?定時器存儲器區(qū) (T 區(qū) ) T0、 T …T255 ? 計數(shù)器 存儲器區(qū) (C 區(qū) ) C0、 C …C255 ? 高速計數(shù)器區(qū) (HSC 區(qū) ) HSC0、 HSC HSC HSC HSC HSC5 ? 累加器區(qū) (AC 區(qū) ) AC0， AC1， AC2， AC3 ? 特殊存儲器區(qū) (SM 區(qū) ) 、 、 …SM19 ,也可以用字節(jié)、字、雙字表示。 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 供水系統(tǒng)工作過程：該控制系統(tǒng)根據(jù)要求可以選擇手動狀態(tài)和自動狀態(tài)兩種工作方式。選擇手動工作狀態(tài)時 ,可以分別通過按鈕控制水泵單獨在工頻下運行與停止 ,主要用于水泵定期檢 修臨時供水。選擇自動工作狀態(tài)時 ,完全由 P LC 軟件控制運行。根據(jù)供水管網(wǎng)中用水量和壓力變化適時調(diào)整工頻運行的水泵和變頻運行的水泵頻率。自動工作時 ,1) P LC 首先利用變頻器軟啟動一臺加壓泵 ,實現(xiàn)單泵變頻供水 ,此時 ,安裝在管網(wǎng)上的傳感器將實測的管網(wǎng)壓力反饋進變頻器 ,與預(yù)先通過變頻器面板設(shè)定的給定壓力進行比較 ,通過變頻器內(nèi)部 PID 運算 ,調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率。 2)在用水高峰期 ,水流量較大 ,變頻器輸出頻率接近工頻 ,而管網(wǎng)壓力仍達不到壓力設(shè)定 ,則 P LC 將當(dāng)前工作的變頻泵由變頻切換到工頻 ,并關(guān)斷變頻器 。經(jīng)過短時間的延時 (程序設(shè)計為 5 s) ,變頻器重新啟動 ,P LC 將變頻器切換到另一臺泵 ,由變頻器軟啟動該泵 ,實現(xiàn)一臺工頻、 一臺變頻雙泵供水。當(dāng)用水量再增多變頻器輸出頻率又接近工頻時 ,則會切斷變頻器 ,并把變頻的那臺泵轉(zhuǎn)為工頻運山東職業(yè)學(xué)院 25 轉(zhuǎn) ,實現(xiàn)雙泵都以工頻運轉(zhuǎn)供水。 3)為防止用水量較小時 ,一臺水泵長期不工作而可能導(dǎo)致其生銹 ,設(shè)計了單泵變頻定時切換 (即定時倒泵 ) ,在一臺水泵連續(xù)工作長時間 (程序設(shè)計為 10 h)時 ,而另一臺水泵不工作時 ,P LC 將變頻器切換到另一臺水泵 ,使兩臺水 泵能夠交替工作按要求進行供水。無論控制單泵變頻工作還是雙泵一臺工頻一臺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 ,實現(xiàn)恒壓變量供水。 PID 指令 S7200 CPU 提供 PID 回路指令 (成比例、積分、微分循環(huán) )，進行 PID 計算。 PID 回路的操作取決于存儲在回路表內(nèi)的 9 個參數(shù)。 如表 所示， 當(dāng) PID 指令被允許時， PID指令根據(jù)回路表中的數(shù)據(jù)進行 PID（比例、積分和微分）運算，并得到輸出控制量。水箱需要維持一定的水位，該水箱里的水以變化的速度從水箱的出水管中流出。因而需要有一個水泵以不同的速度通過水箱的進水管向水箱供水，以維持水位不變。本供水系統(tǒng)的設(shè)定值是水箱滿水位的 75 % 時的水位，過程變量是由漂浮在水面的水位測量儀給出。輸出值是進水泵的速度，可以從允許最大值的 0 % 變到 l00 % 。設(shè)定值可以預(yù)先設(shè)定后直接輸入回路表中，過程變量是來自水位表的單極性模擬量，回路輸出值也是一個單極性模擬量，用來控制水泵速度。這個模擬量的范圍是 ～ ，分辨率為 1/32021（標(biāo)準(zhǔn)化）。本工程的特點是在系統(tǒng)中，水泵的機械慣性比較大，故系統(tǒng)僅采用比例和積分控制。其增益和時間常數(shù)可以通過 工程計算初步確定。實際上還需要進一步調(diào)整以達到最優(yōu)控制效果。初步確定的增益和時間常數(shù)為： Kc=， Ts= 秒， Ti=30 分 ,系統(tǒng)啟動時，關(guān)閉出水口，用手動控制進水泵速度，使水位達到滿水位的 75﹪，然后打開出水口，同時水泵控制由手動方式切換到自動方式。 位控制手動方式的切換， 0 代表手動， 1 代表自動。當(dāng)工作在手動方式下，可以把水泵的速度（ ～ 之間的實數(shù)）之間寫入回路表中的輸出寄存器（ VD108）。應(yīng)用 PID 指令控制系統(tǒng)時，要注意積分作用引起的超調(diào)問題。為了避免這一現(xiàn)象，可以加一些保護， 例如，當(dāng)過程變量達到甚至超過設(shè)定值時，可以限制輸出值在某一定范圍之內(nèi)。 表 偏移地址 域 格式 類型 說明 0 過程變量 PVn 雙字 實數(shù) 輸入 過 程 變 量 ， 在～ 4 設(shè)置值 SPn 雙字 實數(shù) 輸入 設(shè)定值，在 ～ 山東職業(yè)學(xué)院 26 8 輸出 Mn 雙字 實數(shù) 輸入／輸出 輸出，在 ～ 之間 12 增益 Kc 雙字 實數(shù) 輸入 增益，可為正數(shù)或負(fù)數(shù) 16 采樣時間 Ts 雙字 實數(shù) 輸入 采樣時間，以秒為單位，必須為正數(shù) 20 積分時間 Ti 雙字 實數(shù) 輸入 積分時間，以 分鐘為單位，必須為正數(shù) 24 微分時間 Td 雙字 實數(shù) 輸入 微分時間，以分鐘為單位，必須為正數(shù) 28 積分前項 MX 雙字 實數(shù) 輸入／輸出 積分前項前值，在～ 32 過 程 變 量 前 值PVn1 雙字 實數(shù) 輸入／輸出 最近一次 PID 運算的過程變量 該程序僅有自動控制方式的設(shè)計。其中主程序 OBl 的功能是 PLC 首次運行時利用 調(diào)用初始化程序 SBR0。 程序說明 主程序 OB1 在 PLC 上電后調(diào)用送 PID 參數(shù)子子程序 SBR0 的功能是形成 PID 的回路表，建立 100 毫秒的定時中斷并且開中 斷。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。 =l 時進行 PID“自動 ”控制，把 PID 運算的輸出值送到 AQW0中 ,從而控制進水泵的速度，以保持水箱的水面高度。 山東職業(yè)學(xué)院 27 山東職業(yè)學(xué)院 28 參考文獻 [1] 閻俊愛，駢永福 ,智能建筑技術(shù)與設(shè)計 [M]．北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021. 21~23. 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[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，我對智能建筑給排水控制系統(tǒng)的設(shè)計有了一個總體的了解，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 ,學(xué)會了如何運用設(shè)計手冊查找相關(guān)的設(shè)計資料。 本次畢業(yè)設(shè)計，主要是針對智能建筑給水排水控制系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要是給水控制系統(tǒng)和排水控制系統(tǒng)。利用變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)具有節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點。采用 PLC 作為控制器，硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低，系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)在工業(yè)和生活中有很廣闊的應(yīng)用前景，除了具有明顯的節(jié)能效果外，還具有操作方便、容易、維 護量小的特點，變頻器的軟啟動功能也減少了對電網(wǎng)的沖擊，使設(shè)備運行方式更趨于合理，設(shè)備的自動化水平得到提高。費用低?？傊捎米冾l恒壓供水系統(tǒng)是一種技術(shù)先進、經(jīng)濟實用的選擇。 通過該設(shè)計，我學(xué)會了如何確定以上各系統(tǒng)的設(shè)計方案。方案的設(shè)計是在結(jié)合已知設(shè)計資料的基礎(chǔ)上確定的，方案設(shè)計新穎，具有一定的適用性。 在計算過程中，一些計算公式、計算方法以及一些表示形式，是通過翻閱參考文獻及一些設(shè)計資料完成的，設(shè)計計算過程合理，設(shè)計計算思路清晰明了，計算結(jié)果及論證過程具有一定的說服力，設(shè)計成果具有一定的正確性。通過本次設(shè)計 ，我覺得自己的專業(yè)基礎(chǔ)知識還不夠扎實，時間的安排不夠合理，實踐的能力還很欠缺，在以后的工作學(xué)習(xí)中會逐步改善。