CN200986771Y - 模拟楼层恒压供水系统的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实验装置，尤其是一种变频恒压供水系统实验实训装置。本实用新型由储水系统、动力系统，输送系统、回水系统和控制系统组成。储水系统可以同时作为水源容器和回水容器；动力系统由四台不同功率的水泵组成，分别模拟正常模式下的生活供水动力系统和夜间小流量的生活供水动力系统以及消防水动力系统；结构上划分为生活生产水系统和消防水系统，两种水系统之间采用特殊的单影响结构；控制系统采用手动和自动两种控制方式，保证系统可靠运行。

Description

模拟楼层恒压供水系统的实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，尤其是一种变频恒压供水系统实验实训装置。

背景技术

变频恒压供水系统是现代建筑中普遍采用的一种水处理系统，随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛应用于住宅小区、高层建筑的生活及消防供水系统。在智能建筑教学领域，恒压供水系统也日益成为其研究的重要课题，其典型结构由压力传感器、可编程控制器(PLC)、变频器、供水泵组等组成。实际应用的变频恒压供水系统结构庞大、分布广、不直观形象，不适宜直接作为教学实验装置。

目前市场上也出现了不少的恒压供水实验设备，但性能大多参差不齐，缺乏系统的全面性、集成性。有些恒压供水系统采用继电器接触器控制电路，通过控制水泵的起停和调节泵出口阀的开度来实现恒压供水，这样不但线路复杂，操作麻烦、维护困难，由于驱动电机是恒速运转，水量是靠水泵出口阀开度控制，浪费了大量的能源。也有些变频恒压供水系统实验装置，仅模拟出一路管道和1台或几台水泵机组，采用PLC进行简单的逻辑控制，这种过于简化的系统，忽略了工程的概念，只是一种简单的单回路控制实验装置，失去了楼层供水的意义。还有些虽然也设计了楼层模型，但其水网仅有一路系统，无法模拟真实的楼层供水系统(包含消防水系统、生活水系统、生产水系统)；在控制系统设计上，仅由PLC等控制设备独立完成自动控制过程，缺乏牢靠的手动控制系统，系统投运前的不确定因素无法排除。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种变频恒压供水系统教学实验实训装置。

为实现本实用新型的目的，本说明书提供了一种模拟楼层恒压供水系统的实验装置，包括储水系统、动力系统，输送系统、回水系统和控制系统。输送系统包括阀门、压力变送器、流量变送器和管路；储水系统包括水源容器和回水容器，各出口管路上均装有普通阀，动力系统通过输送系统的管路从水源容器输出水流，回水系统的管路将水流收集到回水容器；动力系统包括消防泵和生活生产水泵；控制系统通过电力线缆控制动力系统各个泵运转及采集输送系统各个变送器的变送输出。动力系统还包括休眠小泵，生活生产水泵采用两台变频泵，两台变频泵在变频运行和工频运行两种状态之间设置机械互锁和逻辑互锁。

控制系统包括装有监控系统及状态指示灯的可编程控制器、受可编程控制器控制的变频器、可以由变频器控制或由手动控制的继电器组；继电器组控制动力系统各个泵，可编程控制器还连接输送系统各个变送器。生活生产输送系统和消防系统之间的连接阀门为单向阀。这种模拟楼层恒压供水系统的实验装置，利用流量与转速成正比，而电机的消耗功率与转速的三次方成正比的关系，当用水需求降低时，电动机转速降低，泵出口流量减少，电动机的消耗功率大幅度下降从而达到节能的目的，是一种真正节能的由PLC和变频器组成的变频调速恒压供水系统。

本实用新型的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的控制系统结构示意图；

图2是本实用新型的管路结构示意图；

图3是本实用新型的控制对象负载楼层分布结构示意图。

具体实施方式

参照上图，提供下述实施例。通过实施例将有助于理解本实用新型，但不限制本实用新型的内容。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

这种模拟楼层恒压供水系统的实验装置，包括储水系统、动力系统，输送系统、回水系统和控制系统。输送系统包括阀门、压力变送器、流量变送器和管路；储水系统包括水源容器和回水容器，各出口管路上均装有普通阀，动力系统通过输送系统的管路从水源容器输出水流，回水系统的管路将水流收集到回水容器；动力系统包括消防泵和生活生产水泵；控制系统通过电力线缆控制动力系统各个泵运转及采集输送系统各个变送器的变送输出。

动力系统还包括休眠小泵，生活生产水泵采用两台变频泵，两台变频泵在变频运行和工频运行两种状态之间设置机械互锁和逻辑互锁。

控制系统包括装有监控系统及状态指示灯的可编程控制器、受可编程控制器控制的变频器、可以由变频器控制或由手动控制的继电器组；继电器组控制动力系统各个泵，可编程控制器还连接输送系统各个变送器。生活生产输送系统和消防系统之间的连接阀门为单向阀。

这种完全模拟楼层现场恒压供水系统的实验实训装置，由储水系统、动力系统，输送系统、回水系统和控制系统(手动控制、自动控制)组成。储水系统可以同时作为水源容器和回水容器；动力系统由四台不同功率的水泵组成，分别模拟正常模式下的生活供水动力系统和夜间小流量的生活供水动力系统以及消防水动力系统；结构上划分为生活生产水系统和消防水系统，两种水系统之间采用特殊的单影响结构；控制系统采用手动和自动两种控制方式，保证系统可靠运行。

供水负载分区域设计，分为生活生产用水区和消防用水区。休眠小泵为小功率水泵，可模拟夜间小流量供水系统。手动控制系统为自动控制器的投运提供了完善的安全保护机制，在自动控制器失效的状态下，手动控制系统可以保证系统的可靠运行。生活水和消防水两路水系统之间的采用特殊单向影响结构，保证了消防管道在非火灾模式下的内部水压，而消防模式下的消防水压不影响正常的生活供水压力。用于正常模式下供水的两台水泵分在变频运行和工频运行两种状态之间采用机械互锁和逻辑互锁的双重保护设计，保障了设备的安全运行。

可编程控制器(PLC)实时采集恒压供水对象上压力变送器的压力数值，监控系统通过读取PLC采集的压力数值，然后PLC控制器经过一系列的数据处理和比例、积分、微分控制运算(PID运算)，PLC的模拟量输出控制变频器输出，变频器拖动变频泵，实现管网压力控制和泵的运行状态切换。由于单向阀的作用，消防管网始终保持与生活生产管网相同的管压，同时PLC通过检测外部的火灾信号，完成对消防水泵的启停控制。再手动改变生产生活管网水龙头出水量，让控制系统跟随出水量的大小动态调节管网压力至设定压力。PLC和上位机监控系统实时通讯，监控系统提供直观、形象的动画人机界面，监视和控制系统的运行状态。

Claims (4)

1、模拟楼层恒压供水系统的实验装置，包括储水系统、动力系统，输送系统、回水系统和控制系统，其特征在于：输送系统包括阀门、压力变送器、流量变送器和管路；储水系统包括水源容器和回水容器，各出口管路上均装有普通阀，动力系统通过输送系统的管路从水源容器输出水流，回水系统的管路将水流收集到回水容器；动力系统包括消防泵和生活生产水泵；控制系统通过电力线缆控制动力系统各个泵及采集输送系统各个变送器的变送输出。

2、根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述的动力系统还包括休眠小泵，所述的生活生产水泵采用两台变频泵，两台变频泵在变频运行和工频运行两种状态之间设置机械互锁和逻辑互锁。

3、根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述的控制系统包括装有监控系统及状态指示灯的可编程控制器、受可编程控制器控制的变频器、可以由变频器控制或由手动控制的继电器组；继电器组控制动力系统各个泵，可编程控制器还连接输送系统各个变送器。

4、根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述的生活生产输送系统和消防系统之间的连接阀门为单向阀。

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