给排水实训报告

目录1 给排水系统 (1)1.1 智能化楼宇给排水系统特点 (1)1.2 供水系统 (1)1.2.1 重力给水系统 (1)1.2.2 恒压给水系统 (1)2 水泵直接给水系统 (2)2.1 水泵直接给水系统的组成 (2)2.2 水泵直接给水系统硬件介绍 (2)2.2.1 水泵 (2)2.2.2 欧姆龙可编程逻辑控制器（PLC）---CP1H (2)2.2.3 变频器（VFD） (3)2.2.4 压力变送器 (3)2.2.5 变频恒压供水系统监控平台 (4)3 水泵直接给水系统的工作方法 (5)3.1 系统8种运行状态下的工作原理 (5)3.2 系统8种运行状态下的系统接线 (5)3.2 实训内容与步骤 (5)3.2.1 系统投运前测试 (5)3.2.2 单泵控制变频恒压供水实训 (6)3.2.3 双泵切换变频恒压供水实训 (6)3.2.4 生活水系统静态压力控制实训 (7)3.2.5 生活水系统动态压力控制实训 (7)3.2.6 生活水系统的分时控制实训 (8)3.2.7 夜间休眠模式下的供水实训 (8)3.2.8 消防状态控制实训 (9)3.2.9 综合控制系统实训 (10)4 心得体会 (12)1 给排水系统1.1智能化楼宇给排水系统特点1、高层建筑给水管道内的静压力较大，过高的水压力不但影响使用、耗能，而且增加维修工作量，为此给水管道系统、热水管道系统及消防给水系统必须进行竖向分区。

2、高层建筑设置独立的消防供水体系。

3、高层建筑内设备复杂，各种管道错综复杂，必须做好综合布置，要求不渗不漏。

1.2 供水系统1.2.1 重力给水系统这种系统的特点是以水泵将水提升到楼层的最高处水箱中，以重力向给水管网配水。

重力给水系统供水压力比较稳定，且水箱储水，供水较为安全。

但水箱重量很大，增加建筑负担，占用楼层建筑面积，且有产生噪音振动之弊，对于地震区的供水尤为不利。

同时由于水箱的滞水作用可能使水质下降。

1.2.2 恒压给水系统1、并联气压给水系统，是一种常见的增压稳压设备，包括气压水罐、稳压泵和一些附件。

按气压水罐工作形式分为补气式、胶囊式消防气压给水设备，按是否设有消防泵组分为设有消防泵组的普通消防气压给水设备和不设消防泵组的应急消防气压给水设备。

气压给水设备具有供水压力充沛，保管水质好；易污染，装置灵活机动等特色，在室外给水管网的水压常常或周期性缺乏的场合，对压力需求较高蛋用水量不高的修建或居住小区；施工现场暂时供水等场合较为适用。

2、水泵直接给水系统，无论是用高为水箱还是气压水箱，均为装有水箱装置的系统。

设水箱的优点是预储一定水量，供水直接可靠，尤其是对消防系统是必要的。

但存在很多缺点，因此有必要设立无水箱的水泵直接供水系统。

水泵直接供水，最简单的方法是采用调速水泵供水系统，即根据水泵的出水量和转速成正比关系的特性，调节水泵转速而满足用水量的变化。

水泵调速的方法有：水泵电动机可调速的联轴器、变频调速电动机啊、控制水泵叶片角度。

2 水泵直接给水系统2.1 水泵直接给水系统的组成水泵直接给水系统=常规水泵1+常规水泵2+睡眠泵+消防泵+压力变送器+欧姆龙可编程逻辑控制器CP1H+三菱D700系列变频器+变频恒压供水系统监控平台。

2.2 水泵直接给水系统硬件介绍2.2.1 水泵水泵是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。

衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。

容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。

如图2-1为水泵直接给水系统水泵环节。

a b c d图2.1 水泵直接给水系统水泵环节a---常规水泵1 b---常规水泵2 c---休眠泵 d---消防泵2.2.2 欧姆龙可编程逻辑控制器（PLC）---CP1H可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

本次综合实训中所采用的是由欧姆龙公司生产的CP1H可编程逻辑控制器。

如图 2.2为欧姆龙公司生产CP1H型PLC2.2.3 变频器（VFD）变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。

当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。

本次专业综合实训中是用的变频器是有三菱公司生产的D700系列变频器（如图2.3所示）。

图2.2 CP1H型PLC图2.3 D700系列变频器2.2.4 压力变送器压力变送器是指以输出为标准信号的压力传感器，是一种接受压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表。

它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

2.2.5 变频恒压供水系统监控平台变频恒压供水系统监控平台主要是是通过RS232实现硬件设备和电脑软件之间的通讯，在系统监控平台中可实现对整个系统进行启动和关闭，可以对PID 参数、睡眠参数、时间段管理参数进行设置。

如图2.4为系统监控平台控制面板。

图2.4 变频恒压供水系统控制平台3水泵直接给水系统的工作方法本次专业综合实训为给排水系统的设计和调试，实验装置采用水泵直接给水的工作方法，在运行过程中分为8种状态，分别为：单泵控制变频恒压供水实训、双泵切换变频恒压供水实训、生活水系统静态压力控制实训、生活水系统动态压力控制实训、生活水系统的分时控制实训、夜间休眠模式下的供水实训、消防状态控制实训、综合控制系统实训。

3.1系统8种运行状态下的工作原理变频恒压供水系统是一个包含了单回路定值控制和逻辑状态切换的综合控制系统。

单泵控制变频恒压供水实训实际上是一个简单的单回路压力定值控制实训，它是变频恒压供水系统中最简单也是最基本的一个环节；逻辑状态的切换依靠单回路控制（PID）的运算结果、时间逻辑（休眠控制）和外部信号（消防控制）输入3种条件的组合进行控制。

3.2 系统8种运行状态下的系统接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；变频器“变频输出”接主电路的“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”（U0、V0、W0）接“工频输出”（U0、V0、W0对接）。

变频器面板STF和RH短接，然后接至变频器SD端；变频器4、5端口分别接至AO模拟量输入输出端口OUTI1+、OUTI1-；PLC可编程控制器DO输出口的COM全部短接，然后接至控制线路中A端口；PLC可编程控制器00、01、02、03、04、05分别接至控制线路中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6；控制线路压力信号+、—分别接至AO模拟量输入输出端口IN1+、IN1-。

3.2实训内容与步骤3.2.1系统投运前测试1、通电准备：打开“三相电源总开关”（“手动/自动开关”要置于“手动”位置），确定三相电源指示灯正常，手动指示灯亮，四台水泵的“停止”手动控制按钮指示灯亮。

2、打开生活水系统总阀和生活用水系统与消防用水系统的的所有阀门。

3、首先按下“启动”按钮，然后依次手动启动、停止各台水泵，确定各水泵工频运行指示灯正常。

3.2.2 单泵控制变频恒压供水实训系统投运前的测试工作，检查系统工作状态，各泵运转正常后，按如下步骤操作。

1．将总电源和DDC电源打开，并将手自动控制开关拨到“手动”。

2．打开生活水系统总阀，打开生活用水系统的所有阀门，消防用水阀门保持关闭状态。

3．手动启动“常规泵1”。

4．运行上位机系统，读取当前的管网压力，记下该压力数值。

5．手动停止“常规泵1”后，将手自动控制开关拨到“自动”。

6．在第4步测得的压力范围内设置好需求压力（参考数值为15~22Kpa之间），偏差容限为0~3KPa，比例增益为50，积分时间为5，微分时间的设置权限保留，默认为0值。

7．按“启动”按钮，系统会自动调整变频器输出，常规泵1变频运行，待当前管网压力达到需求压力，且在偏差容限内基本稳定时，变频器将稳定在一个固定的频率值。

8．系统稳定后，调节用水量大小，（如关闭三、四层的生活用水阀），PLC会自动调节变频器输出频率，直到达到新的平衡点。

3.2.3 双泵切换变频恒压供水实训系统投运前的测试工作，各泵运转正常后，按如下步骤操作。

1．将总电源和DDC模块电源打开，并将手自动控制开关拨到“手动”。

2．打开生活水系统总阀，打开生活用水系统的所有阀门，消防用水阀门保持关闭状态。

3．手动启动“常规泵1”，约10S水泵运行稳定后再手动启动常规泵2。

4．运行上位机系统，读取当前的管网压力，记下该压力数值。

5．手动停止“常规泵1”和“常规泵2”后，并将手自动控制开关拨到“自动”。

6．在第4步测得的压力范围内设置需求压力，同时该压力值还必须大于在实训二中（1台常规泵状态下）测得的压力数值约3KPa以上（经验数值为25~40Kpa 之间），以保证满足上切条件。

偏差容限为0~3KPa，比例增益为30，积分时间为5，微分时间的设置权限保留，默认为0值。

7．点击“启动”按钮，系统会自动调整变频器输出，“常规泵1”变频运行到50Hz后，“常规泵1”投入工频运行，再经过4S“常规泵2”从0Hz变频启动，待当前管网压力达到需求压力，且基本稳定不变时，变频器将稳定在一个固定的频率值。

8．系统稳定后，减小用水量大小，（逐渐关闭生活用水龙头），使变频器运行频率下降为0Hz，观察水泵下切过程。

注意事项：当水泵上切过程中，有时会出现：“常规泵1”切换到工频，电机正常运转，但却没有压力，这是由于磁力驱动泵电压冲击过大，导致连轴器打滑，出现这种状况时请及时停止实训并关闭DDC电源，然后重新给DDC上电，重新启动运行。