建筑給水過程控制模擬實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其上區供水系統包括上區輸水子系統和上區控制子系統；上區輸水子系統中蓄水箱、水箱和雙層水箱的上層通過上區進水管依次連通，雙層水箱和水箱再通過出水管連通，上區控制子系統包括控制上區供水壓力的上區壓力控制單元和控制雙層水箱上層的液位的上區液位控制單元；下區供水系統包括下區輸水子系統和下區控制子系統，下區輸水子系統中蓄水箱和雙層水箱的下層通過下區進水管和下區出水管形成水流回路，下區控制子系統包括控制下區供水壓力的下區壓力控制單元和控制雙層水箱下層的液位的下區液位控制單元。該實驗裝置可以很好的模擬建筑給水過程，簡單易操作，實用性好。
【專利說明】
建筑給水過程控制模擬實驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于教學實驗裝置，特別涉及一種能夠反應建筑給水過程控制的模擬實驗裝置。
【背景技術】
[0002]建筑給水過程是在現代建筑中廣泛存在的，現代高層建筑常采取分區給水方式，即結合建筑層數對建筑物合理進行縱向分區，將建筑給水系統分成上下兩個或多個供水區。下區可直接利用城市管網和水栗供水，上區由水栗、水箱聯合供水。建筑給水過程的關鍵問題在于將上、下區的供水壓力維持基本恒定。
[0003]過程控制是指自動控制系統中被控量為溫度、壓力、流量、液位等變量在工業過程中的自動化控制。目前用于過程控制實驗的裝置非常多，基本可以滿足自動化、測控技術與儀器等專業開展相關教學實驗與自主設計性綜合實驗研究。但是，這些實驗裝置在樓宇智能化專業方面涉及非常少，還沒有建筑給水過程控制方面的裝置。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是設計一種建筑給水過程控制模擬實驗裝置，在教學中使學生對樓宇智能化控制中的建筑給水過程有更清楚的了解。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:建筑給水過程控制模擬實驗裝置，包括上區供水系統、下區供水系統、蓄水箱和雙層水箱；
[0006]所述雙層水箱由獨立的上層和下層組成；
[0007]上區供水系統，包括上區輸水子系統和上區控制子系統；
[0008]上區輸水子系統，包括上區進水增壓栗和水箱；
[0009]所述蓄水箱的上區出水口通過上區第一進水管與水箱的進水口連通，所述上區進水增壓栗安裝在上區第一進水管上，水箱的出水口通過上區第二進水管與雙層水箱的上層進水口連通，雙層水箱的上層出水口通過上區出水管與蓄水箱的進水口連通，上區出水管上設有上區出水增壓栗；
[0010]上區控制子系統，包括上區壓力控制單元和上區液位控制單元；
[0011 ]所述上區壓力控制單元通過控制第二進水管的水壓控制上區供水壓力；
[0012]所述上區液位控制單元用于控制雙層水箱上層的液位；
[0013]所述下區供水系統，包括下區輸水子系統和下區控制子系統；
[0014]下區輸水子系統包括下區進水增壓栗；
[0015]蓄水箱的下區出水口通過下區進水管與雙層水箱的下層進水口連通，雙層水箱的下層出水口通過下區出水管與蓄水箱的進水口連通，下區進水管上設有下區進水增壓栗，下區出水管上設有下區出水增壓栗；
[0016]下區控制子系統，包括下區壓力控制單元和下區液位控制單元；
[0017]所述下區壓力控制單元用于控制下區進水管內水壓；
[0018]所述下區液位控制單元用于控制雙層水箱下層的液位。
[0019]作為優選，所述上區壓力控制單元包括上區壓力傳感器、上區進水管電動閥和上區壓力控制器；
[0020]上區壓力傳感器的檢測端設置在上區第二進水管內，上區壓力傳感器的信號輸出端與上區壓力控制器的壓力信號輸入端連接，上區進水管電動閥設置在上區第二進水管上，上區壓力控制器的控制信號輸出端與上區進水管電動閥連接。
[0021]作為優選，所述上區液位控制單元包括上區液位傳感器、上區流量控制器和上區出水管路電磁閥；
[0022]上區液位傳感器的檢測端設置在雙層水箱的上層內，且靠上的位置，上區液位傳感器的信號輸出端與上區流量控制器的液位信號輸入端連接，上區出水管路電磁閥設置在上區出水管上，上區流量控制器的控制信號輸出端與上區出水管路電磁閥連接。
[0023]作為優選，所述下區壓力控制單元包括下區壓力傳感器、下區進水管電動閥和下區壓力控制器；
[0024]下區壓力傳感器的檢測端設置在下區進水管內，下區壓力傳感器的信號輸出端與下區壓力控制器的壓力信號輸入端連接，下區進水管電動閥設置在下區進水管上，下區壓力控制器的控制信號輸出端與下區進水管電動閥連接。
[0025]作為優選，所述下區液位控制單元包括下區液位傳感器、下區流量控制器和下區出水管路電磁閥；
[0026]下區液位傳感器的檢測端設置在雙層水箱的下層內，且靠上的位置，下區液位傳感器的信號輸出端與下區流量控制器的液位信號輸入端連接，下區出水管路電磁閥設置在下區出水管上，下區流量控制器的控制信號輸出端與下區出水管路電磁閥連接。
[0027]作為優選，所述蓄水箱為不銹鋼材料制成。
[0028]作為優選，所述水箱為不銹鋼材料制成柱圓筒形結構。
[0029]作為優選，所述上區壓力控制器、上區流量控制器、下區壓力控制器和下區流量控制器均采用PID控制器。
[0030]相對于現有技術，本實用新型具有如下優點:本實用新型提供的建筑給水過程控制模擬實驗裝置結構可以很好的模擬樓宇智能化控制中的建筑給水過程，而且簡單易操作，實用性好。
【附圖說明】
[0031]圖1為本實用新型建筑給水過程控制模擬實驗裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0033]參見圖1，建筑給水過程控制模擬實驗裝置，包括上區供水系統、下區供水系統、蓄水箱I和雙層水箱7。蓄水箱I可以采用任何現有材料制成，優選采用不銹鋼材料制成。這主要考慮到不銹鋼材料不會生銹，盡可能地避免了長期使用后，實驗裝置中引入雜質，導致輸水管道或壓力栗的堵塞的問題，延長了實驗裝置的使用年限。
[0034]所述雙層水箱7由獨立的上層和下層組成。
[0035]上區供水系統，包括上區輸水子系統和上區控制子系統。
[0036]上區輸水子系統包括上區進水增壓栗2和水箱3;作為優選，水箱3為不銹鋼材料制成柱圓筒形結構。方便觀察和安裝。蓄水箱I的上區出水口通過上區第一進水管與水箱3的進水口連通，所述上區進水增壓栗2安裝在上區第一進水管上，蓄水箱I中的水經過上區進水增壓栗2增壓后，輸入水箱3中，水箱3的出水口通過上區第二進水管與雙層水箱7的上層進水口連通，雙層水箱7的上層出水口通過上區出水管與蓄水箱I的進水口連通，上區出水管上設有上區出水增壓栗11。
[0037]上區控制子系統，包括上區壓力控制單元和上區液位控制單元。
[0038]上區壓力控制單元通過控制第二進水管的水壓控制上區供水壓力;上區液位控制單元用于控制雙層水箱7上層的液位;具體實施時，上區壓力控制單元和上區液位控制單元均可采用能實現其功能的現有技術，優選采用如下結構:
[0039]上區壓力控制單元包括上區壓力傳感器4、上區進水管電動閥6和上區壓力控制器5;上區壓力傳感器4的檢測端設置在上區第二進水管內，用于檢測上區第二進水管內的水壓，上區壓力傳感器4的信號輸出端與上區壓力控制器5的壓力信號輸入端連接，上區進水管電動閥6設置在上區第二進水管上，上區壓力控制器5的控制信號輸出端與上區進水管電動閥6連接，用于控制上區進水管電動閥6開度，從而上區壓力傳感器4、上區進水管電動閥6和上區壓力控制器5形成一個閉合回路控制。
[0040]上區液位控制單元包括上區液位傳感器8、上區流量控制器9和上區出水管路電磁閥10;上區液位傳感器8的檢測端設置在雙層水箱7的上層內，且靠上的位置，用于檢測雙層水箱7上層的液位，上區液位傳感器8的信號輸出端與上區流量控制器9的液位信號輸入端連接，上區出水管路電磁閥10設置在上區出水管上，上區流量控制器9的控制信號輸出端與上區出水管路電磁閥10連接，用于控制上區出水管路電磁閥10的開關，從而上區液位傳感器8、上區流量控制器9和上區出水管路電磁閥10也形成一個閉合回路控制。
[0041]所述下區供水系統，包括下區輸水子系統和下區控制子系統；
[0042]下區輸水子系統包括下區進水增壓栗12;蓄水箱I的下區出水口通過下區進水管與雙層水箱7的下層進水口連通，雙層水箱7的下層出水口通過下區出水管與蓄水箱I的進水口連通，下區進水管上設有下區進水增壓栗12，下區出水管上設有下區出水增壓栗19;蓄水箱I中的水經過下區進水增壓栗12增壓后，輸入雙層水箱7的下層。
[0043]下區控制子系統，包括下區壓力控制單元和下區液位控制單元。
[0044]下區壓力控制單元用于控制下區進水管內水壓;下區液位控制單元用于控制雙層水箱7下層的液位。
[0045]具體實施時，下區壓力控制單元和下區液位控制單元均可采用能實現其功能的現有技術，優選采用如下結構:
[0046]下區壓力控制單元包括下區壓力傳感器13、下區進水管電動閥15和下區壓力控制器14;下區壓力傳感器13的檢測端設置在下區進水管內，用于檢測下區進水管內的水壓，下區壓力傳感器13的信號輸出端與下區壓力控制器14的壓力信號輸入端連接，下區進水管電動閥15設置在下區進水管上，下區壓力控制器14的控制信號輸出端與下區進水管電動閥15連接，用于控制下區進水管電動閥15的開度;下區壓力傳感器13、下區進水管電動閥15和下區壓力控制器14形成一個閉合回路控制。
[0047]下區液位控制單元包括下區液位傳感器16、下區流量控制器17和下區出水管路電磁閥18;下區液位傳感器16的檢測端設置在雙層水箱7的下層內，且靠上的位置，用于檢測雙層水箱7下層的液位，下區液位傳感器16的信號輸出端與下區流量控制器17的液位信號輸入端連接，下區出水管路電磁閥18設置在下區出水管上，下區流量控制器17的控制信號輸出端與下區出水管路電磁閥18連接，用于控制下區出水管路電磁閥18的開關，從而下區液位傳感器16、下區流量控制器17和下區出水管路電磁閥18也形成一個閉合回路控制。
[0048]作為優選，上區壓力控制器5、上區流量控制器9、下區壓力控制器14和下區流量控制器17均采用PID控制器。這主要是因為，在使用過程中，控制質量的好壞與控制器參數選擇有著很大的關系，合適的控制參數，可以帶來滿意的控制效果，反之，控制器參數選擇得不合適，則會使控制質量變壞，達不到預期效果。采用比例P控制器時，不能完全消除靜差，采用比例積分PI控制器時，由于積分I作用可消除靜差，但使系統的響應速度變慢，于是在比例積分PI控制器的基礎上，再加上微分D控制器，組成比例積分微分PID控制器，加快系統的穩定速度，改善系統的動態性能，因此選擇PID控制器。
[0049]本實用新型提供的建筑給水過程控制模擬實驗裝置的使用過程如下:
[0050]上區壓力控制單元和下區壓力控制單元用于將供水壓力維持基本恒定，上區液位控制單元和下區液位控制單元是為了讓水循環，防止雙層水箱7中的水過多而溢出。
[0051]當上區供水壓力發生變化時，通過上區壓力傳感器4檢測到相應的信號傳給上區壓力控制器5，上區壓力控制器5控制上區進水管電動閥6的開度，從而控制上區進水管路的壓力保持不變;具體地，當上區進水管路壓力增大時，上區壓力傳感器4檢測到相應的信號傳給上區壓力控制器5，上區壓力控制器5采取相應的措施，控制上區進水管電動閥6開度相應的減小；而當上區進水管路壓力減小時，上區壓力控制器5又控制上區進水管電動閥6開度相應的增大，從而使上區進水管路的壓力保持恒定。
[0052 ]當雙層水箱7上層的水位達到上區液位傳感器8檢測端的安裝高度時，上區液位傳感器8將相應的信號傳給出上區流量控制器9，上區流量控制器9控制開啟上區出水管路電磁閥10，然后通過上區出水增壓栗11將雙層水箱7上層的水抽到蓄水箱I內，這樣水可以在實驗中循環利用。
[0053]當下區供水壓力發生變化時，通過下區壓力傳感器13檢測到相應的信號傳給下區壓力控制器14，下區壓力控制器14控制下區進水管電動閥15的開度，從而控制下區進水管路的壓力保持不變;具體地，當下區進水管路壓力增大時，下區壓力傳感器13檢測到相應的信號傳給下區壓力控制器14，下區壓力控制器14采取相應的措施，控制下區進水管電動閥15開度相應的減小；而當下區進水管路壓力減小時，下區壓力控制器14又控制下區進水管電動閥15開度相應的增大，從而使下區進水管路的壓力保持恒定。
[0054]當雙層水箱7下層的水位達到下區液位傳感器16檢測端的安裝高度時，下區液位傳感器16將相應的信號傳給出下區流量控制器17，下區流量控制器17控制開啟下區出水管路電磁閥18，然后通過下區出水增壓栗19將雙層水箱7下層的水抽到蓄水箱I內，這樣水可以在實驗中循環利用。
[0055]需要說明的是:本實用新型的目的僅在于提供一種建筑給水過程控制模擬實驗裝置的結構，具體使用該實驗裝置的控制過程和使用過程不屬于本實用新型的保護范圍。
[0056]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:包括上區供水系統、下區供水系統、蓄水箱(I)和雙層水箱(7); 所述雙層水箱(7 )由獨立的上層和下層組成； 所述上區供水系統，包括上區輸水子系統和上區控制子系統； 所述上區輸水子系統，包括上區進水增壓栗(2)和水箱(3); 所述蓄水箱(I)的上區出水口通過上區第一進水管與水箱(3)的進水口連通，所述上區進水增壓栗(2)安裝在上區第一進水管上，水箱(3)的出水口通過上區第二進水管與雙層水箱(7)的上層進水口連通，雙層水箱(7)的上層出水口通過上區出水管與蓄水箱(I)的進水口連通，上區出水管上設有上區出水增壓栗(11); 所述上區控制子系統，包括上區壓力控制單元和上區液位控制單元； 所述上區壓力控制單元通過控制第二進水管的水壓控制上區供水壓力； 所述上區液位控制單元用于控制雙層水箱(7)上層的液位； 所述下區供水系統，包括下區輸水子系統和下區控制子系統； 下區輸水子系統包括下區進水增壓栗(12); 蓄水箱(I)的下區出水口通過下區進水管與雙層水箱(7)的下層進水口連通，雙層水箱(7)的下層出水口通過下區出水管與蓄水箱(I)的進水口連通，下區進水管上設有下區進水增壓栗(12)，下區出水管上設有下區出水增壓栗(19); 下區控制子系統，包括下區壓力控制單元和下區液位控制單元； 所述下區壓力控制單元用于控制下區進水管內水壓； 所述下區液位控制單元用于控制雙層水箱(7)下層的液位。2.如權利要求1所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述上區壓力控制單元包括上區壓力傳感器(4)、上區進水管電動閥(6)和上區壓力控制器(5); 所述上區壓力傳感器(4)的檢測端設置在上區第二進水管內，上區壓力傳感器(4)的信號輸出端與上區壓力控制器(5)的壓力信號輸入端連接，上區進水管電動閥(6)設置在上區第二進水管上，上區壓力控制器(5)的控制信號輸出端與上區進水管電動閥(6)連接。3.如權利要求1所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述上區液位控制單元包括上區液位傳感器(8)、上區流量控制器(9)和上區出水管路電磁閥(10); 所述上區液位傳感器(8)的檢測端設置在雙層水箱(7)的上層內，且靠上的位置，上區液位傳感器(8)的信號輸出端與上區流量控制器(9)的液位信號輸入端連接，上區出水管路電磁閥(10)設置在上區出水管上，上區流量控制器(9)的控制信號輸出端與上區出水管路電磁閥(10)連接。4.如權利要求1所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述下區壓力控制單元包括下區壓力傳感器(13)、下區進水管電動閥(15)和下區壓力控制器(14); 所述下區壓力傳感器(13)的檢測端設置在下區進水管內，下區壓力傳感器(13)的信號輸出端與下區壓力控制器(14)的壓力信號輸入端連接，下區進水管電動閥(15)設置在下區進水管上，下區壓力控制器(14)的控制信號輸出端與下區進水管電動閥(15)連接。5.如權利要求1所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述下區液位控制單元包括下區液位傳感器(16)、下區流量控制器(17)和下區出水管路電磁閥(18); 所述下區液位傳感器(16)的檢測端設置在雙層水箱(7)的下層內，且靠上的位置，下區液位傳感器(16)的信號輸出端與下區流量控制器(17)的液位信號輸入端連接，下區出水管路電磁閥(18)設置在下區出水管上，下區流量控制器(17)的控制信號輸出端與下區出水管路電磁閥(18)連接。6.如權利要求1-5任一項所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述蓄水箱(I)為不銹鋼材料制成。7.如權利要求1-5任一項所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述水箱(3)為不銹鋼材料制成柱圓筒形結構。8.如權利要求1-5任一項所述的建筑給水過程控制模擬實驗裝置，其特征在于:所述上區壓力控制器(5)、上區流量控制器(9)、下區壓力控制器(14)和下區流量控制器(17)均采用PID控制器。
【文檔編號】E03B7/07GK205502142SQ201620335564
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】羅小鎖
【申請人】重慶電子工程職業學院