给排水实训报告书.docx
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给排水实训报告书
一、给排水系统概述
给排水系统分为生活给排水系统、工业给排水系统、城市供水系统和污水处理厂。
生活给水系统主要是对给水系统的状态、参数进行监控与控制,保证系统的运行参数满足建筑的供水要求以及供水系统的安全。
是楼宇自动化系统重要的监控对象。
生活中给水系统的三种方式:
水泵直接给水方式(是用水泵直接向终端用户提供一定水压的供水方式)、高位水箱给水方式(在建筑的最高楼层设置高位供水水箱,用水泵将低位水箱的水输送到高位水箱,再通过高位水箱向给水管网供水,将水输送到用户)、气压罐压力给水方式(是用气压罐代替高位水箱的给水系统)。
二、生活给水系统需求分析
智能建筑中给排水自动化系统的任务是为保证供水质量,节约能源,实现供需水量、进排水量的平衡,实现管网的科学管理,给人们提供一种安全舒适的生活工作环境。
三、生活给水系统分析
1、工作原理
2、系统设备
设备监控点
用户
意义
范围
AI
给水箱液位
0~100mm.
DI
1号给水泵状态
On或Off
DI
1号给水泵模式
Manual或Auto
DI
1号给水泵故障
Normal或Alarm
DI
2号给水泵状态
On或Off
DI
2号给水泵模式
Manual或Auto
DI
2号给水泵故障
Normal或Alarm
DO
1号给水泵启停控制
On或Off
DO
2号给水泵启停控制
On或Off
3、监控原理
生活给水系统
高位水箱给排水系统监控原理:
当高位水箱液面低于泵的启动水位时,控制器送出信号启动生活水泵,向高位水箱送水。
当水箱液面升高并达到预定水位时,停止控制器送出信号;如果高位水箱液面高度达到但生活水泵不停止供水时,液面高度继续上升达到溢流时,控制器发出声光报警信号,提醒工作人员及时处理,同样,当高位水箱液面低于启泵水位而水泵没有及时启动,而如果用户继续用水使水位下降并达到低限报警水位时,控制器也发出报警信号报警。
注:
在高层建筑中,因为最高层和最低层的压差比较大,如果只用一个高水位箱给整个建筑直接供水,会使低层的生活给水压力大,影响供水效果,供水效果不好,针对此情况,高层建筑常用两种方法解决:
第一种是在不同标高的分区分别设立独立的高位水箱,再对相应的分区供水;第二种方法是:
先对最高层的高位水箱进行减压,再向不同的分区供水。
高位水箱给排水系统监控原理图
水泵直接给水系统监控原理:
安装在水泵输出口的管式压力传感器P1检测管网压力,控制器根据这一检测值与设定值比较所产生的偏差去控制变频器的输出频率,实现水泵的转速控制,将供水压力维持在设定的范围内。
当给水管网用户用水量增多、管网压力下降,控制器控制变频器输出频率增加,水泵转速也随着增加,使得供水量增加,以满足用户的需求;给水管网用户用水量减少,管网压力升高,控制器控制变频器输出频率下降,水泵转速也随着减慢,使得供水量减少,达到节能的目的。
系统运行时,调速泵首先工作,当调速泵不能满足用水量要求时,自动启动并联的恒速泵;反之,压力过高时,也是先调低调速泵的转速,然后再减少并联的恒速泵的运行台数。
缓冲水池水位检测开关L可监测溢流水位、启泵水位、报警水位。
只有水位高于启泵水位时,生活水泵才能启动,以免到空。
当缓冲水池水位高于溢流水位或低于报警水位时,控制系统报警,同时控制水池供水装置停止或开启。
注:
1、通常在给水泵前有缓冲水池,以免大水量不均衡供水从而对城市管网有所影响;
2、供水系统通常采用恒速水泵加变频调速水泵的供水方式,根据终端用户的用水量调整恒速水泵的台数与一台变频调速水泵的转速来满足用户用水量的需要;
3、在高层建筑中,水泵直接给水系统如果采用同样的给水压力向整个建筑或建筑群直接供水,同样存在低层的生活给水压力太大,给水效果比较差的问题,对此,有两种解决方法:
第一是如果在高层建筑采用水泵直接给水系统,则采用分区设置不同扬程的水泵向不同分区直接给水的方式;第二是采用同一扬程水泵,进行减压后向不同分区给水的方式。
水泵直接给水系统监控原理图:
气压罐压力给水系统监控原理:
气压罐可以集中于地下室水泵房内,避免高位水箱占用楼房高层空间。
当罐体和气囊间的水压达到设定值上限时停泵,靠气囊内气体的压力向给水管网供水,给水管网用户用水后,气囊膨胀,气压下降,水压也下降,水压下降到设定值以下后,水泵再次启动,向罐内注水,水压再次升高,如此循环,保持水压在设定值范围内以满足供水要求。
通过管式压力传感器检测给水管网输入口压力,控制器将测量压力值与设定值比较,根据比较偏差的大小去控制给水泵的启停,以保证供水压力在要求范围内。
注:
在高层建筑中,气压罐压力式给水系统如果采用一种给水压力向整个建筑或建筑群直接供水同样存在低层的生活给水压力太大,给水效果比较差的问题,对此,经常采用分区配置不同压力的气压给水系统,或是采用同一水泵系统,对不同分区进行减压的给水方式。
气压罐压力给水系统监控原理图:
生活中水系统监控原理
中水是由各种中水原水经工艺处理后产生的,生活中水系统的主要设备是中水箱、中水泵。
建筑设备监控系统应对中水系统进行液位、压力等参数的检测及水泵运行状态的监控和报警。
生活排水系统监控原理
系统设备选型
1、系统选型
2、设备选型
DDC控制器EXCEL50
EXCEL5000系统内的DDC控制器.控制器可应用于独立运行,拨号和网络系统.适用于中小型建筑物.控制软件应用CARE软件可自由编程,应用软件卡可以和控制软件一起提供,每个卡包含数百个适用于不同设备的不同应用软件,所有的软件以标准的Modal功能模块为基础,每个模块包含用于调节控制运算法则的参数.硬件输入信号传感器NTC20k,0..10V,0..20mA的8个输入信号无电势触点或24V的4个附加输入信号硬件输出信号,4个模拟输出信号,6个数字输出信号24Vac控制面板同控制面板XI582AH相匹配的RS232端口.本控制面板可用于调节设置点,警报限位,固定输入/输出信号,手动操作功能等(模块XL50-MMI已经安装了自己的控制面板)管理应用软件XBS或EBI系统可用做中央管理和其他楼宇的自动化功能.独立运行是总线系统描述,同其他的EXCEL5000控制器或楼宇自动化管理系统(每个通讯总线最多连接30个设备)交换数据的通讯总线(通讯总线),LonWorks(R)总线收发器类型LonWorks(R)FTT10A应用软件卡用于通讯,应用软件存储,操作系统和控制面板的本地语言注释文本的可插拔卡安装DIN导轨或配电柜前门防护等级适用于安装在配电柜前门的带有XL50-ACC3的IP30,IP54接线柱类型适用于XS50螺旋接线柱或XSP526/XSP534扁平电缆接线柱存储备份用于72小时缓冲器的镀金电容器电源24Vac|10VA连接调制解调器通过应用软件卡可直接连接连接通讯总线通过应用软件卡可直接连接连接LonWorks(R)通过应用软件卡可直接连接
DDC控制的原理和功能。
该控制器的主要特点是其计算机配有各种形状量与模块量的输出及输入接口处理模块。
输入模块负责将来自传感器等的常规模拟量或开关量输入信号转换成该计算机可接受的数字量;输出模块负责将计算机发出的数字式控制指令,转变成可驱动执行器动作的常规模拟量或开关量电信号,由于其任务是直接负责现场控制,所以也称为是下位机或I/O控制站。
功能:
(1)现场数据的周期性采集。
(2)采集数据的处理(滤波、放大和转换)。
(3)控制算法与运算。
(4)执行控制输出。
(5)监控层及其他站点进行数字交换,向中央操作站传送各种采集、控制和状态信息,接受并执行中央操作站(上位机)的控制命令。
DDC中点的类型
根据信号形式的不同,DDC的输入和输出有如下四种:
模拟量输入(AnalogyInput,记为AI)
模拟量输入的物理量有温度、湿度、压力、流量等,这些物理量由相应的传感器感应测得,经过变送器转变为电信号送入DDC的模拟输入口AI。
此电信号可以是电流信号,一般一个DDC控制器可有多个AI输入口。
若变送器输出为电流信号,通常由接在输入端口的电阻转变为电压信号。
电信号送入DDC模拟量输入AI通道后,经过内部模拟/数字转换器(A/D)将其变为数字量,再由DDC计算机进行分行处理。
开关量输入(DigitalInput,记为DI)
DDC能够直接判断DI通道上的电平高/低(相当于开/关)两种状态,将其转换为数字量1或0,进而对其进行逻辑分析和计算。
DI亦称数字量输入。
模拟量输出(AnalogyOutput,记为AO)
DDC的模拟量输出(AO)信号是电压在0~5V、0~20VF之间的或在0~10mA、4~20mA之间的电流。
其输出电压或电流由控制软件决定。
因为DDC计算机内部处理的信号都是数字信号,所以这种可连续变化的模拟量信号是通过内部数字/模拟转换器(D/A)产生的。
开关量输出(DigitalOutput,记为DO)
开关量输出DO亦称为数字量输出,它可由控制软件将输出通道变成高电平和低电平,通过驱动电路即可带动继电器或其他形状元件动作,也可驱动指示灯显示状态。
给水管网向用户输水和配水的管道系统,由管道、配件和附属设施组成。
管道常用铸铁管、钢管和预应力混凝土管。
配件有闸阀、排气阀和排水阀等。
附属设备有调节构筑物(水塔、水池)和给水泵站。
给水设备高层楼宇以楼内供水泵房总计费水表为界,多层楼房以楼外自来水表为界。
界线以外(含计费水表)的供水管线的设备,由城市供水部门负责维护管理,界线以内至用户的供水管线及设备由物业管理公司负责维护、管理。
排水设备室内排水系统由物业管理公司维护管理。
居住小区内道路和市政排水设施的管理职责以3.5m路宽为界,凡道路宽度在以上的,其道路和埋设在道路下的市政排水设施由城市市政管理部门负责维护、管理;道路宽度以下的由物业公司负责维护管理,居住小区内各种地下设施检查井的维护管理,由地下设施检查井的产权单位负责,有关产权单位也可委托物业管理公司维护、管理。
凡对各管理小区内设备设施的管理范围,没有作统一规定的,具体管理范围,应由市政给水、排水各有关部门,管理小区产权单位、物业管理公司遵照国家的有关规定协商确定。
水泵
所谓水泵的选取计算其实就是估算(很多计算公式本身就是估算的),估算分的细致些考虑的内容全面些就是精确的计算。
当设计流量在设备的额定流量附近时,上面所提到的阻力可以套用,更多的是往往都大过设备的额定流量很多。
同样,水管的水流速建议计算后,查表取阻力值。
关于水泵扬程过大问题。
设计选取的水泵扬程过大,将使得富裕的扬程换取流量的增加,流量增加才使得水泵噪音加大。
特别的,流量增加还使得水泵电机负荷加大,电流加大,发热加大,“换过无数次轴承”还是小事,有很大可能还要烧电机的。
另外“水泵出口压力只有0.22兆帕”能说明什么呢?
水泵进出口压差才是问题的关键。
例如将开式系统的水泵放在100米高的顶上,出口压力如果是0.22MPa,就这个系统将水泵放在地上向100米高的顶上送,出口压力就是0.32MPa了!
5、线缆
PP-s内外涂塑电缆套管是新型管材,采用流动浸渍法工艺将聚乙烯、树脂等粉末均匀牢固的涂敷在钢管内外壁,极大提高了钢管的防腐能力,并且具有良好的电气绝缘性及防水性能,吸水率在0.003%以下,在气温-40℃—80℃范围内可长期使用。
涂层与钢管之间粘结力强,在承受外部压力时不会发生剥离现象。
该产品还具有良好的抗压性,优良的绝缘性和延伸性,内外壁光滑美观等优点
五、硬件实现
给排水管道安装
a、管道安装必须按图纸设计要求之轴线位置、标高、坡度进行定位放线。
安装顺序一般是主管、支干管、分支管、直管、横管、试压、油漆;卫生间管道安装顺序一般是立管安装、立管灌水试验、卫生间地坪防水、支管安装、支管灌水试验、套管填塞、套管补防水、隐蔽回填。
b、管道安装时,如遇到管道发生安装交叉问题,小口径管避让大口径管,有压管让自流管,水管让风管,不保温管让保温管;经常要检修的或引出支管较多的管及所接仪表多的管道,都应安装在便于安装、维修的地方。
c、室内与走廊敷设管道要满足设计要求的天花高度。
首先尽量让大管贴紧楼板底或梁底,以下紧凑布小管,尽量做到合理、美观。
d、给水管采用钢塑复合管及配套管件,管径≤DN100采用丝扣连接,管径>DN100采用沟槽式刚性连接。
立管安装采用顺装法。
e、给水支管在墙身暗敷,要在土建砌筑间墙后方可施工。
f、雨水立管、污水立管、粪水立管的排出口转弯处应用两个45O的弯头过渡。
上述管道安装时了解清楚排水方向,提防出现反坡。
完工或下班前要做好防止开口处丢进杂物的措施。
g、排水H管安装在检查口与排水三通(四通)之间。
h、水平排污管要保证坡度,安装时,尽量避免出现“”型,如确难避免时,主管部分则应在底处安装泄水装置。
i、管道支架
管道支架除锈后刷红丹防锈漆两遍,再刷与管道颜色一致的面漆两遍。
(1)钢管水平安装支架间距不得大于下表:
公称直径(毫米)1520253240507080100125150200
间距(米)2.533.544.55666.5789.5
(2)钢管立管安装支架要求:
Ⅰ.层高H≤3米时每层设一个,一般支架安装高度为1.5~1.8米高,尽量设于混凝土墙上。
Ⅱ.层高H>3米时每层设两个,在0.8及1.8米处各设1个。
(3)硬质聚氯乙烯管采用配套支架,支架最大间距如下表:
管径(毫米)5075110160
立管1.21.52.02.0
横管0.50.751.11.6
(4)金属排水管道的吊钩或卡箍应固定在承重结构上。
固定件间距为:
横管不大于2m,立管不大于3m,楼层高度小于或等于4m,立管可安装1个固定件,立管底部的弯管处应设支墩或采取措施。
j、所有管道安装前均需清洗干净,要检查管内有无杂物堵塞才可驳接。
管道安装横管要符合坡度要求,竖装管应垂直。
安装工艺力求整齐、美观,接口处不得留下零乱的麻根丝和焊接药皮。
给水设备的安装
室内给水系统是由下列各部分组成:
引入管、水表节点、供水设备(水泵) 、水平主干管、立管、分支管及阀门器件。
水泵房内的水泵、阀门等是用水枢纽,良好的安装质量,将能使工程的供水系统运作更可靠,人身及设备的安全使用寿命也更有保障,故对其安装提出如下要求:
1) 设备安装前应对其有关资料和文件合格证进行核对检查。
2) 设备不应有缺件、损坏和锈蚀,而转动部分应灵活无阻滞、卡住现象和异常声音。
3) 对设备机组的安装是根据已经确定的水泵机组型号、机组的台数和机组的长度尺寸合理地规划其在水泵房中的安装位置和纵横排列形式。
机组布置应使管线最短,弯头最少,管路便于连接和留有一定的走道和空间,以便于管理、操作和维修。
4) 引入管与其他管道应保持一定的距离,如与室内污水排出管平行敷设,其外壁水平间距不小于1. 0 m ,如与电缆平行敷设,其间距小于0. 75 m。
六、软件实现
1、care软件
care软件的主要作用是对Excel50进行编辑,首先打开CARE软件,然后在care软件的菜单栏中的Project下新建一个project,再在Controller建立一个Controller,然后在Plant下建立一个plant,当上速设置都完成后,可在Plant下的Shematic下导出8个数字输入的点,确定用户地址之后,进行点的编辑,开关逻辑的编辑,编译完之后下载到DDC上。
在下载时,CARE上设置的是COM1口,波特率为9600,相应在DDC上的B-Port也应该为9600,就可以通过串口线下载到DDC上。
2、Care设计流程图
、
3、要求
当水箱液位低于20mm时,给水箱加水,直到加到液位为85mm为止,此时停止给水箱供水;当1#水泵故障时,2#水泵工作运行
4、接线
序号
I/O实验板
DDC控制器
备注
1
DC12V电源
DDC模块AC24V电源与操作台AC24V电源连接
电源到所有线接完再打开
2
给水箱液位(AI;AI_GND)
AI-1(33,34)
3
1号给水泵状态
DI-1(23,32)
4
1号给水泵模式
DI-2(25,32)
5
1号给水泵故障
DI-3(27,32)
6
2号给水泵状态
DI-4(29,32)
7
2号给水泵模式
AI-7(45,32)
AI当DI用
8
2号给水泵故障
AI-8(47,32)
AI当DI用
9
1号给水泵启停控制
DO-1(3,4)
10
2号给水泵启停控制
DO-2(5,6)
5、相关说明
用户
意义
范围
AI
给水箱液位
0~100mm.
DI
1号给水泵状态
On或Off
DI
1号给水泵模式
Manual或Auto
DI
1号给水泵故障
Normal或Alarm
DI
2号给水泵状态
On或Off
DI
2号给水泵模式
Manual或Auto
DI
2号给水泵故障
Normal或Alarm
DO
1号给水泵启停控制
On或Off
DO
2号给水泵启停控制
On或Off
6.建立工程(Projects—工程)ddc25
7.建立DDC
8、新建设备(Plants—设备)
9.Care程序中的点名称及端口分布
10.开关逻辑(SwitchingLogic—开关逻辑)
选择Plant菜单下面的SwitchingLogic,或者点击工具栏相应的按钮,进入如下图所示的开关逻辑设计界面,编写开关逻辑:
DO2
1
AI
<=
1
20
0
DI4
1
1
AI
<=
1
85
0
1#水泵的开关逻辑
2#水泵的开关逻辑
11、编译程序
当设备的原理图完成后以及控制策略和开关逻辑创建好后,将设备附加到控制器以后,就可以将其编译成适合下载到控制器(DDC)的文件格式。
点击Controller菜单项的下拉项Translate或工具栏上面的编辑器功能按钮,软件开始编译。
在编译过程中,窗口回显示消息和警告,当编译完成的时候,软件会在编译窗口的底部显示下面的信息:
RACLGenerationCompletedsuccessfully。
此时,用户可以进一步进行模拟仿真或下载到DDC中进行实际运行操作。
12、下载程序
当程序编译完成以后,就可以下载到DDC中,利用Care的MMI界面,可以很方便的把已经编译好的程序下载到DDC中
13、静态调试
下载完后进行给排水系统的静态调试,当液位高度低于20mm时,加水,当液位高度高于20mm但低于85mm时,继续加水,直到液位高度达到85mm时,停止供水如下图所示:
参考文献
1、中国建筑标准设计研究所。
智能建筑弱电工程设计施工图集,1998.6
2、杨志等主编著。
建筑智能化系统及工程应用。
北京:
化学工业出版社,2002.3
3、郑文波编著。
控制网络技术。
北京:
清华大学出版社。
法兰克福:
施普林格出版社,2001.8
4、刘宝林主编,智能建筑技术资料集。
北京:
中国建筑工业出版社,2000.3
小结
智能建筑自动化系统,是信息时代的必然产物,这学期我们初步学习了智能建筑自动化系统。
我们主要了解了建筑设备监控系统的组成(冷热源设备、暖通空调设备、给排水设备、供配电设备、公共照明设备、电梯设备等子系统,是建筑物不可缺少的重要组成部分),和组成建筑设备监控系统的各个子系统,以及为了更好的了解这些系统,我们除了平时上课老师讲解的理论知识,更多的是进行相关系统的实验操作,也包括最后几周实训周。
最后的两周实训周我们主要做的是空调系统和给排水系统这两个系统的工程,在实验台上接线,编程及调试。
接线根据AO、DO、AI和DI这四个点的连接方式,不需要全部都接,具体问题具体分析,根据试验台上我们所要连接的点来连接。
系统中共有8个AI、4个DI、4个AO和6个DO。
而试验中这些点并没有都用到,给排水系统中只用了1个AI、3个DI以及2个DO。
对于给排水系统要实现当水箱液位低于20mm时,给水箱加水,直到加到液位为85mm为止,此时停止给水箱供水;当1#水泵故障时,2#水泵工作运行这一要求。
一般我们先接线(电源要断开),接线的同时也可以在电脑上先新建工程,再新建DDC,再新建设备,再建点,再编写开关逻辑,这一系列的工作完成后检查接线无误后通电,再翻译下载、再静态调试。
我们所想要看到的效果会在试验台上的给排水系统的实验板上看到。
但是如果开关策略写错了的话,就不会达到我们所预期的效果,有时也会出现这样的情况:
开始水箱水满的,开关打开,水流出,直到水箱液位低于20mm给水箱加水一直加到液位高度为85mm时停止,但是当水箱的液位高度达到20mm时它就不在加水了,这种情况就是开关逻辑错了,不管是1#水泵还是2#水泵AI都设置为《=20mm和85mm.
对于空调系统,通过控制制冷器阀门开度大小达到我们所要的温度,并且当风机出现故障时,停止运行。
通过这两周的实训,能熟练的画出空调的控制策略。
在学空调系统之前我们先学的制冷系统,如果不明白制冷系统的监控原理,我们也不会了解空调的制冷原理。
对于空调机组的监控原理:
室外新风进入,通过温湿度传感器(测量室外新风的温湿度)、经过电动风门(新风阀调节)、通过过滤器(过滤掉新风中的尘埃等杂质,装有压差开关(当压差超限时,压差开关报警,说明过滤网两侧压差过大,过滤网上的灰尘太多、堵塞严重,需要及时清理、清洗))、通过加热器(加热),通过防霜冻开关(当温度过低时,开关报警温度通常设为5摄氏度),再通过表冷器(制冷),通过加湿器、送风机(将新风送入室内)。
除此之外,我们还要知道一些系统的线缆敷设,设备选型,线缆的选择,这些通过网上调研可以知道。
在做调研报告时首先最重要的是报告的格式,如果格式错了,不管内容有多好有多全面,首先第一步就错了,使得这份报告的整体质量都下降了。
书本上的第六章有介绍建筑设备监控系统工程设计报告该怎么写。
总觉得我们做的内容不知道该怎么和第六章介绍的建筑设备监控系统工程设计报告的设计步骤相对应。
但后来认真看了书上的介绍再根据自己的理解,也能将这些内容一一对应。
总之这次实训不仅让我们更深刻了解了这几个系统的相关知识也让我们学会了该怎么写一份报告,而不出错。
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