CN113463723A - 一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置，包括无塔恒压供水电气控制柜和供水管网小型化组件，无塔恒压供水电气控制柜采用完全真实的设备，增压水泵及水路部分采用小型化的模拟装置，在降低实训设备购置成本和使用成本的同时又保证了较好的实训真实度，本发明的实训装置可进行无塔恒压供水电气控制系统的安装、调试、维护、维修等技能训练，可在普通实验实训教室内布置，且占地面积较小，操作直观，可多台套设备集中放置，有利于实训教学的开展，且在运行过程中，能源消耗较少，产生的噪音也较小，技能训练效果较好。

Description

一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置
技术领域
本发明主要涉及教学设备技术领域，特指一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置。
背景技术
随着城市建筑物楼层的增加，市政供水管网经常无法稳定的保证高楼层的用水，原有的楼房供水方式如楼顶水塔、高层水箱、恒速水泵加压等供水系统的问题也凸现出来，卫生、能耗、可靠性等指标已逐渐不能满足人们的生活需求，高层建筑物的供水用水矛盾问题日益突出，因此，不少新建高层建筑都开设采用新型的高层供水系统来保障高层建筑的稳定供水，其中，无塔恒压供水系统是高层建筑常采用的新型高层供水方式的一种，随着无塔恒压供水系统的广泛使用，其安装、调试、维护等技能的培训也越来越多，不少职业院校和培训机构都开设了相关的培训课程或者项目，而无塔恒压供水电气控制系统的安装、调试、维护、维修等是主要的技能训练内容，无塔恒压供水电气控制系统的实训设备是技能训练的载体，因此，无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置有着非常重要的意义，目前来说，业内尚无专门针对无塔恒压供水电气控制系统的安装、调试、维护、维修等技能培训的实训装置，因此，无塔恒压供水电气控制系统装调实训的相关配套实训设备的研发就显得尤为重要，在技能培训教学过程中，迫切需要一种能兼顾教学效果和资源投入的实训装置来改变当前现状。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种教学效率高、资源投入小的无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置，包括无塔恒压供水电气控制柜和供水管网小型化组件，供水管网小型化组件包括增压水泵模块、传感器模块、实训装置自动控制模块、水路模块和台架装置，传感器模块包括用户侧水压探测器、进水管水压探测器、液位探测器，实训装置自动控制模块包括市政供水电控阀门、进水泵、变频器、用户电控龙头、回水泵和实训装置控制器，水路模块包括无压供水箱、稳压罐、气压罐、回水槽、回水管、集水箱、止逆阀及上述部件的连接水管；水压传感器信号输出接无塔恒压供水电气控制柜水压传感器信号输入接口，无塔恒压供水电气控制柜电气输出接增压水泵模块，市政供水电控阀门的进水口接市政供水管，电控阀出水口通过连接水管接无压供水箱进水口，无压供水箱出水口通过连接水管接进水泵进水口，进水泵出水口通过连接水管接止逆阀进水口，止逆阀出水口通过连接水管接稳压罐进水口，稳压罐出水口通过连接水管接各增压水泵进水口和直通管道的止逆阀进水口，各增压水泵出水口和直通管道的止逆阀出水口通过连接水管接并接到用户水管，气压罐通过连接水管接连接在用户水管上，各用户电控龙头通过连接水管接接用户水管，各回水槽置于用户电控龙头下方，回水槽出水口接回水管，回水管接集水箱的进水口，集水箱出水口通过连接水管接回水泵的进水口，回水泵的出水口通过连接水管接无压供水箱的进水口；无压供水箱和集水箱的液位探测器开关信号端接控制器的输入端子，进水管水压探测器信号输出接控制器的模拟量输入端子，人机界面（HMI）的通讯接口与控制器通讯接口连接，变频器与控制器通过总线连接，回水泵接通过继电器与控制器输出端子连接，市政供水电控阀通过继电器与控制器连接，进水泵与变频器电气连接，市政供水电控阀的控制线通过继电器与与控制器输出端子连接，进水泵电源输入接变频器的输出端子，用户电控龙头阵列通过继电器阵列接控制器的输出端子。
优选地，所述无塔恒压供水电气控制柜及各传感器均为无塔恒压供水系统真实设备。
优选地，所述增压水泵模块的增压水泵为同类型的小功率变速增压水泵，用以模拟真实的大功率变速增压水泵。
无塔恒压供水电气控制柜启动后，无塔恒压供水电气控制系统开始工作，各水压传感器的信号进入电气控制柜，无塔恒压供水电气控制系统按设计和装调结果对变速增压水泵进行调节控制，实训装置自动控制模块根据HIM的设定对进水泵的转速进行调节，模拟市政供水管网水压的波动，对电控用户龙头阵列进行开关控制，模拟用户用水波动，无塔恒压供水电气控制柜根据获取的水压信号进行独立的调节控制，实训装置自动控制模块实时检测无压供水箱的液位，当液位低于最低值时控制市政供水电控阀门打开给水箱注水，当液位高于最高值时控制市政供水电控阀门关闭，当集水箱液位高于最高液位，实训装置自动控制模块启动回水泵将水抽回至无压供水箱，直至最低液位回水泵停机，无压供水箱多余的水由泄流口排出。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置，电气控制系统采用完全真实的设备，增压水泵及水路部分采用小型化的模拟装置，在降低实训设备购置成本和使用成本的同时又保证了较好的实训真实度，本发明的实训装置可进行无塔恒压供水电气控制系统的安装、调试、维护、维修等技能训练，可在普通实验实训教室内布置，且占地面积较小，操作直观，可多台套设备集中放置，有利于实训教学的开展，且在运行过程中，能源消耗较少，产生的噪音也较小，技能训练效果较好。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
图2为本发明中实训装置自动控制模块的结构原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图2所示，本实施例的一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置，包括无塔恒压供水电气控制柜和供水管网小型化组件，供水管网小型化组件包括增压水泵模块、传感器模块、实训装置自动控制模块、水路模块和台架装置，传感器模块包括用户侧水压探测器、进水管水压探测器、液位探测器，实训装置自动控制模块包括市政供水电控阀门、进水泵、变频器、用户电控龙头、回水泵和实训装置控制器，水路模块包括无压供水箱、稳压罐、气压罐、回水槽、回水管、集水箱、止逆阀及上述部件的连接水管，其中，增压水泵模块采用4台MS250/1.5型离心泵，用户侧水压探测器采用无塔恒压供水电气控制系统配套水压传感器，进水管水压探测器采用MIK-P300水压传感器，液位探测器采用ES12010-2浮球开关，市政供水电控阀门采用2W-025-08电控阀、进水泵采用交流增压水泵、用户电控龙头采用2W-025-06低压电控阀、回水泵24V低压直流泵，实训装置控制器采用西门子S7-1200型PLC，变频器采用西门子MM440小型变频器；水压传感器信号输出接无塔恒压供水电气控制柜水压传感器信号输入接口，无塔恒压供水电气控制柜电气输出分别接4台MS250/1.5型离心泵，市政供水电控阀门2W-025-08电控阀的进水口接市政供水管，2W-025-08电控阀出水口通过连接水管接无压供水箱进水口，无压供水箱出水口通过连接水管接进水泵进水口，进水泵出水口通过连接水管接止逆阀进水口，止逆阀出水口通过连接水管接稳压罐进水口，稳压罐出水口通过连接水管接各增压水泵进水口和直通管道的止逆阀进水口，各增压水泵出水口和直通管道的止逆阀出水口通过连接水管接并接到用户水管，气压罐通过连接水管接连接在用户水管上，各用户电控龙头通过连接水管接接用户水管，各回水槽置于用户电控龙头下方，回水槽出水口接回水管，回水管接集水箱的进水口，集水箱出水口通过连接水管接回水泵的进水口，回水泵的出水口通过连接水管接无压供水箱的进水口；无压供水箱和集水箱的液位探测器ES12010-2浮球开关信号端接西门子S7-1200型PLC的输入端子，进水管水压探测器MIK-P300水压传感器信号输出接PLC的模拟量输入端子，人机界面（HMI）采用Smart Panel 700 IE，Smart Panel 700 IE以太网接口与S7-1200型PLC的以太网接口，MM440变频器与S7-1200型PLC通过RS485总线连接，回水泵接通过继电器与PLC输出端子连接，市政供水电控阀通过继电器与控制器连接，进水泵与变频器电气连接，市政供水电控阀2W-025-08的控制线通过继电器与与PLC输出端子连接，进水泵电源输入接MM440变频器的输出端子，用户电控龙头阵列通过继电器阵列接PLC的输出端子。
无塔恒压供水电气控制柜启动后，无塔恒压供水电气控制系统开始工作，各水压传感器的信号进入电气控制柜，无塔恒压供水电气控制系统按设计和装调结果对变速增压水泵进行调节控制，实训装置自动控制模块根据HIM的设定对进水泵的转速进行调节，模拟市政供水管网水压的波动，对电控用户龙头阵列进行开关控制，模拟用户用水波动，无塔恒压供水电气控制柜根据获取的水压信号进行独立的调节控制，实训装置自动控制模块实时检测无压供水箱的液位，当液位低于最低值时控制市政供水电控阀门打开给水箱注水，当液位高于最高值时控制市政供水电控阀门关闭，当集水箱液位高于最高液位，实训装置自动控制模块启动回水泵将水抽回至无压供水箱，直至最低液位回水泵停机，无压供水箱多余的水由泄流口排出。
优选地，所述无塔恒压供水电气控制柜及各水压传感器均为无塔恒压供水系统真实设备。
优选地，所述增压水泵模块的增压水泵为同类型的小功率变速增压水泵，用以模拟真实的大功率变速增压水泵。
优选地，无压供水箱顶部有管道与大气相连，箱内无压力。
本发明不对无塔恒压供水电气控制柜进行限定，不涉及无塔恒压供水电气控制技术本身，本发明用于对现有无塔恒压供水电气控制系统的安装、调试、维护、维修、改造等实训结果进行验证，为无塔恒压供水电气控制系统提供电路和水路的闭环，因此，本发明可用于不同品牌的无塔恒压供水电气控制柜的实训。
本发明的实训装置的工作流程如下：在对无塔恒压供水电气控制柜进行安装、调试、维护、维修等实训操作后，将电气控制柜接入到本装置中，电气控制柜和实训装置自动控制模块上电启动，电气控制柜根据安装、调试、维护、维修等实训结果进行无塔恒压供水系统的控制，实训装置自动控制模块负责实训装置自身的控制，实训装置自动控制模块的变频器控制进水泵开始运转，模拟市政自来水管网给给无塔恒压供水提供带压力的自来水，无塔恒压供水电气控制柜按照真实运行工况进行调节控制，实训装置自动控制模块控制变频器控制进水泵调节进水压力，用以模拟市政供水的压力波动，实训装置自动控制模块控制用户电控龙头阵列的水龙头打开，用以模拟用户用水量的波动，无塔恒压供水电气控制柜根据进水压力及用户用水量波动进行恒压调节控制，进而对安装、调试、维护、维修等技能实训结果进行验证，用户水龙头流出的水经过回水槽和回水管流至集水箱，最后经回水泵抽回至无压供水箱。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置，其特征在于：包括无塔恒压供水电气控制柜和供水管网小型化组件，供水管网小型化组件包括增压水泵模块、传感器模块、实训装置自动控制模块、水路模块和台架装置，传感器模块包括用户侧水压探测器、进水管水压探测器、液位探测器，实训装置自动控制模块包括市政供水电控阀门、进水泵、变频器、用户电控龙头、回水泵和实训装置控制器，水路模块包括无压供水箱、稳压罐、气压罐、回水槽、回水管、集水箱、止逆阀及上述部件的连接水管；市政供水电控阀门的进水口接市政供水管，电控阀出水口通过连接水管接无压供水箱进水口，无压供水箱出水口通过连接水管接进水泵进水口，进水泵出水口通过连接水管接止逆阀进水口，止逆阀出水口通过连接水管接稳压罐进水口，稳压罐出水口通过连接水管接各增压水泵进水口和直通管道的止逆阀进水口，各增压水泵出水口和直通管道的止逆阀出水口通过连接水管接并接到用户水管，气压罐通过连接水管接连接在用户水管上，各用户电控龙头通过连接水管接接用户水管，各回水槽置于用户电控龙头下方，回水槽出水口接回水管，回水管接集水箱的进水口，集水箱出水口通过连接水管接回水泵的进水口，回水泵的出水口通过连接水管接无压供水箱的进水口；水压传感器信号输出接无塔恒压供水电气控制柜水压传感器信号输入接口，无塔恒压供水电气控制柜电气输出接增压水泵模块，无压供水箱和集水箱的液位探测器开关信号端接控制器的输入端子，进水管水压探测器信号输出接控制器的模拟量输入端子，人机界面（HMI）的通讯接口与控制器通讯接口连接，变频器与控制器通过总线连接，回水泵接通过继电器与控制器输出端子连接，市政供水电控阀通过继电器与控制器连接，进水泵与变频器电气连接，市政供水电控阀的控制线通过继电器与与控制器输出端子连接，进水泵电源输入接变频器的输出端子，用户电控龙头阵列通过继电器阵列接控制器的输出端子；无塔恒压供水电气控制柜启动后，无塔恒压供水电气控制系统开始工作，各水压传感器的信号进入电气控制柜，无塔恒压供水电气控制系统按设计和装调结果对变速增压水泵进行调节控制，实训装置自动控制模块根据HIM的设定对进水泵的转速进行调节，模拟市政供水管网水压的波动，对电控用户龙头阵列进行开关控制，模拟用户用水波动，无塔恒压供水电气控制柜根据获取的水压信号进行独立的调节控制，实训装置自动控制模块实时检测无压供水箱的液位，当液位低于最低值时控制市政供水电控阀门打开给水箱注水，当液位高于最高值时控制市政供水电控阀门关闭，当集水箱液位高于最高液位，实训装置自动控制模块启动回水泵将水抽回至无压供水箱，直至最低液位回水泵停机，无压供水箱多余的水由泄流口排出。
2.根据权利要求1所述的无塔恒压供水电气控制系统装调实训装置，其工作流程如下：在对无塔恒压供水电气控制柜进行安装、调试、维护、维修等实训操作后，将电气控制柜接入到本装置中，电气控制柜和实训装置自动控制模块上电启动，电气控制柜根据安装、调试、维护、维修等实训结果进行无塔恒压供水系统的控制，实训装置自动控制模块负责实训装置自身的控制，实训装置自动控制模块的变频器控制进水泵开始运转，模拟市政自来水管网给给无塔恒压供水提供带压力的自来水，无塔恒压供水电气控制柜按照真实运行工况进行调节控制，实训装置自动控制模块控制变频器控制进水泵调节进水压力，用以模拟市政供水的压力波动，实训装置自动控制模块控制用户电控龙头阵列的水龙头打开，用以模拟用户用水量的波动，无塔恒压供水电气控制柜根据进水压力及用户用水量波动进行恒压调节控制，进而对安装、调试、维护、维修等技能实训结果进行验证，用户水龙头流出的水经过回水槽和回水管流至集水箱，最后经回水泵抽回至无压供水箱。
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