張亞峰 李爾秋

[摘 要]根據(jù)所學(xué)課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)出理論與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)操作，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和實(shí)際動(dòng)手能力，使學(xué)生對(duì)所學(xué)給水及監(jiān)控知識(shí)有更清楚的認(rèn)識(shí)，給水工程及其監(jiān)控有機(jī)地將給排水實(shí)訓(xùn)和控制實(shí)訓(xùn)結(jié)合在一起，是綜合性比較強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]典型模擬工程；給水設(shè)備安裝；線路連接；監(jiān)控；操作調(diào)試

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.07.152

在學(xué)生學(xué)習(xí)完相關(guān)課程如《建筑給水排水工程》[1]、《建筑電氣控制技術(shù)》[2]、《管道安裝工藝》[3]、《電氣施工技術(shù)》[4]和管道安裝、電氣控制等單項(xiàng)實(shí)訓(xùn)后，完成典型模擬工程的安裝與調(diào)試的綜合實(shí)訓(xùn)。

生活給水方式比較多，而水池、水泵、水箱聯(lián)合給水方式應(yīng)用廣泛，系統(tǒng)全面，選其為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，具有典型代表性（見圖1）。監(jiān)控的主要功能是通過計(jì)算機(jī)控制及時(shí)地調(diào)整系統(tǒng)中水泵的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高效率、低能耗的最優(yōu)化控制，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，給水監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象主要是水池、水箱的水位和水泵的工作狀態(tài)（見圖2）。

1 給水工程及其監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)結(jié)合給水系統(tǒng)的特點(diǎn)，充分考慮學(xué)生實(shí)訓(xùn)中的基本技能，在技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、工程安全可靠和智能化建筑的給水工程的設(shè)計(jì)、材料、設(shè)備及施工等方面都提出了較高的要求。

1.1 給水系統(tǒng)工程

1.水池、水箱

定做兩個(gè)體積為0.2立方米的水箱，其中一個(gè)模擬水池，制作支架將模擬水池、水箱架起，固定。

2.水泵

型號(hào)：1DBZ35；揚(yáng)程：35（米）；流量：40L/min，安裝水泵，設(shè)備就位。

3.管道、附件

按照水池、水泵、水箱聯(lián)合給水工作原理圖，安裝管道、閥門、管件，實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)工程

1.DDC控制器

采用深圳市松大科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的DDC控制器，主要使用兩種型號(hào)，一種是ST_DIO_0808，主要負(fù)責(zé)對(duì)開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行采集和控制；另一種是ST_AIO_0804，主要負(fù)責(zé)對(duì)模擬量信號(hào)進(jìn)行采集和控制。

2.液位開關(guān)

安裝方法：如圖3將液位開關(guān)串聯(lián)在DDC控制器 ST_DIO_0808的DI點(diǎn)上。這個(gè)液位開關(guān)有三條線，分別為NC常閉、NO常開、COM公共端，將NO和 COM或NC和 COM接入DDCDI 都可以。在組態(tài)王里DI的值取反就可以了，比如說接NC 、COM，在組態(tài)里面DI的低水位原始值是1，那么到高水位就是0。如果說接的NO、 COM在組態(tài)里面，DI的低水位原始值是0，那么到高水位就是1，都可以作為條件啟動(dòng)水泵。液位的控制高度是由電纜在液體中的長度及重錘在電纜上的位置決定的。

3.主電路原理圖

按主電路原理圖接通水泵（見圖4）。

4.電氣控制箱

（1）電氣控制箱是可以通過手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)低壓控制高壓、弱電控制強(qiáng)電的一個(gè)箱體。主要由漏電保護(hù)器、DC24V變壓器、繼電器、交流接觸器、手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)、啟動(dòng)按鈕、指示燈組成。

（2）電氣控制箱原理（見圖5）

①手動(dòng)控制。旋轉(zhuǎn)XAQ1-2至手動(dòng)擋接通GND，HD1-2 手動(dòng)指示燈亮，此時(shí)為手動(dòng)模式。按下AQ1，GND通過JM1的常閉觸點(diǎn)至JM2的線圈13腳，JM2得電動(dòng)作，JM2四組常開觸點(diǎn)同時(shí)吸合（6、10，5、9，4、8，3、7），HD1-3運(yùn)行指示燈亮，JM2常開觸點(diǎn)接通24V+至DDCDI 為運(yùn)行 DI，JM2的8腳接（220V）L，7腳接（220V）N，3腳、4腳分別接交流接觸器線圈KM1的KM1A1 和KM1A2，這時(shí)KM1得電動(dòng)作，KM1的觸點(diǎn)吸合水泵動(dòng)作。

②自動(dòng)控制。旋轉(zhuǎn)XAQ1-1至自動(dòng)擋接通GND，HD1-1 自動(dòng)指示燈亮，此時(shí)為自動(dòng)模式，JM1吸合，此時(shí)手動(dòng)控制失效，JM1的四組常開觸點(diǎn)同時(shí)吸合，這里只用了兩組分別為（7、11，8、12），7接DDCDO點(diǎn)，11接JM2的13腳，JM1的常開觸點(diǎn)8、12接通24V+至DDCDI 為自動(dòng) DI。當(dāng)DO點(diǎn)輸出，JM2吸合完成自動(dòng)控制。M2水泵控制原理同上。

5.系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)表設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)水泵的啟停狀態(tài)及故障報(bào)警（DI）；監(jiān)測(cè)水泵對(duì)應(yīng)的水流開關(guān)的狀態(tài)（DI）；監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警（DI）；控制水泵啟停（DO）。這個(gè)是一個(gè)點(diǎn)位表，也就是這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中所要用到的DO DI的數(shù)量，也是關(guān)系到要用到幾個(gè)ST_DIO_0808，只有DDC才接到計(jì)算機(jī)，通過常開觸點(diǎn)接通24V正極給DI，DDC的DO去控制控制箱里面的繼電器，在組態(tài)寫程序來實(shí)現(xiàn)控制。

6.控制軟件

采用北京亞控組態(tài)王6.53版本，實(shí)現(xiàn)與DDC的通訊和控制后臺(tái)程序的編寫。

2 綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)

2.1 實(shí)訓(xùn)任務(wù)

給水工程安裝；監(jiān)控系統(tǒng)安裝；程序編寫與調(diào)試；給水監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試。

2.2 實(shí)訓(xùn)器材、工具列表

2.3 實(shí)訓(xùn)過程

2.3.1 給水系統(tǒng)設(shè)備安裝

（1）根據(jù)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖進(jìn)行設(shè)備安裝。（2課時(shí)）

①在指定位置，固定雙層模擬架。

②將模擬水池固定在模擬架下方；將水箱固定在模擬架上方，注意水箱各配管的方向。

③分清楚水泵的進(jìn)口、出口，注意方向、位置，將兩臺(tái)水泵安裝在支架上，用螺栓固定。

（2）各設(shè)備之間的管道連接并檢查。（4課時(shí)）

①先測(cè)量好長度，下好料（需要增加連接管件的接口長度）。

②按要求，用砂紙把接口的內(nèi)外側(cè)清凈打毛，涂上適量的合格的膠水，插入，干透即可。

③固定卡子、活接頭等可拆卸管道附件的設(shè)置數(shù)量、設(shè)置位置，一定要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和使用、維修要求正確設(shè)置。

2.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)安裝（6課時(shí)）

（1）按照系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)表將控制器DDC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接。

（2）注意電源線與信號(hào)線的接線端標(biāo)識(shí)，避免接錯(cuò)端口，在系統(tǒng)斷電的情況下進(jìn)行操作。

2.3.3 程序編寫與調(diào)試（6課時(shí)）

（1）正確安裝組態(tài)軟件。

（2）組態(tài)軟件連接設(shè)置，建立設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)DDC的連接。

（3）建立數(shù)據(jù)庫，定義變量。

（4）組態(tài)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)及編程、調(diào)試。

2.3.4 系統(tǒng)調(diào)試（4課時(shí)）

（1）先給水池加滿水，關(guān)閉進(jìn)水管閥門。

（2）控制系統(tǒng)上電前的檢查，在通電前，一定要認(rèn)真檢查，不能出錯(cuò)，一般由指導(dǎo)老師檢查確認(rèn)合格。

（3）在接通電源前應(yīng)核對(duì)電網(wǎng)電壓是否與機(jī)器所要求的電壓相符。在上電后迅速觀察設(shè)備有無冒煙、異味等異常情況，如果出現(xiàn)異常，應(yīng)馬上停電檢查。

（4）如無異常，則進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試。在手動(dòng)工作狀態(tài)下，點(diǎn)動(dòng)水泵啟動(dòng)按鈕，檢查水泵工作。如無異常，在切換到自動(dòng)工作狀態(tài)下，通過液位輸出觀察水泵的自動(dòng)控制。

（5）在控制電腦上，觀察程序運(yùn)行，完成系統(tǒng)調(diào)試。

2.3.5 總結(jié)（2課時(shí)）

（1）懂原理，能制圖、識(shí)圖。

（2）認(rèn)識(shí)設(shè)備、附件及認(rèn)真閱讀相關(guān)說明。

（3）會(huì)正確使用工具。

（4）施工工藝正確，施工組織得當(dāng)。

（5）懂檢查，邊實(shí)訓(xùn)邊思考，改進(jìn)創(chuàng)新。

3 結(jié) 論該系統(tǒng)能進(jìn)行給水系統(tǒng)控制操作演示、DDC控制器的操作與編程、給水控制線路的設(shè)計(jì)與連接、水泵控制柜的設(shè)計(jì)與制作、系統(tǒng)故障的判斷及排除等實(shí)驗(yàn)和各種綜合實(shí)訓(xùn)。通過典型工程實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，不僅能讓學(xué)生熟悉設(shè)備及系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和組成，還可以讓學(xué)生進(jìn)行安裝、調(diào)試、排除故障等一系列的實(shí)際操作，獲得建筑設(shè)備安裝、調(diào)試工作經(jīng)驗(yàn)。并在此基礎(chǔ)上，有助于學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的控制技術(shù)，能夠不斷提升自己的技術(shù)水平，適應(yīng)企業(yè)對(duì)技術(shù)人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張健.建筑給水排水工程[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]胡曉元.建筑電氣控制技術(shù)[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]李社虎.管道工[M].北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2011.

[4]謝初社.建筑電氣施工技術(shù)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.