建筑設備專業(yè)實訓教學的改革研究與實踐

張亞峰 李爾秋

[摘 要]根據(jù)所學課程內(nèi)容，設計出理論與實踐相結(jié)合的實訓操作，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和實際動手能力，使學生對所學給水及監(jiān)控知識有更清楚的認識，給水工程及其監(jiān)控有機地將給排水實訓和控制實訓結(jié)合在一起，是綜合性比較強的實訓課程設計。

[關鍵詞]典型模擬工程；給水設備安裝；線路連接；監(jiān)控；操作調(diào)試

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.07.152

在學生學習完相關課程如《建筑給水排水工程》[1]、《建筑電氣控制技術》[2]、《管道安裝工藝》[3]、《電氣施工技術》[4]和管道安裝、電氣控制等單項實訓后，完成典型模擬工程的安裝與調(diào)試的綜合實訓。

生活給水方式比較多，而水池、水泵、水箱聯(lián)合給水方式應用廣泛，系統(tǒng)全面，選其為實訓內(nèi)容，具有典型代表性（見圖1）。監(jiān)控的主要功能是通過計算機控制及時地調(diào)整系統(tǒng)中水泵的運行，實現(xiàn)高效率、低能耗的最優(yōu)化控制，從而達到經(jīng)濟運行的目的，給水監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象主要是水池、水箱的水位和水泵的工作狀態(tài)（見圖2）。

1 給水工程及其監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

該系統(tǒng)結(jié)合給水系統(tǒng)的特點，充分考慮學生實訓中的基本技能，在技術先進、經(jīng)濟合理、工程安全可靠和智能化建筑的給水工程的設計、材料、設備及施工等方面都提出了較高的要求。

1.1 給水系統(tǒng)工程

1.水池、水箱

定做兩個體積為0.2立方米的水箱，其中一個模擬水池，制作支架將模擬水池、水箱架起，固定。

2.水泵

型號：1DBZ35；揚程：35（米）；流量：40L/min，安裝水泵，設備就位。

3.管道、附件

按照水池、水泵、水箱聯(lián)合給水工作原理圖，安裝管道、閥門、管件，實現(xiàn)給水系統(tǒng)。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)工程

1.DDC控制器

采用深圳市松大科技有限公司設計生產(chǎn)的DDC控制器，主要使用兩種型號，一種是ST_DIO_0808，主要負責對開關量信號進行采集和控制；另一種是ST_AIO_0804，主要負責對模擬量信號進行采集和控制。

2.液位開關

安裝方法：如圖3將液位開關串聯(lián)在DDC控制器 ST_DIO_0808的DI點上。這個液位開關有三條線，分別為NC常閉、NO常開、COM公共端，將NO和 COM或NC和 COM接入DDCDI 都可以。在組態(tài)王里DI的值取反就可以了，比如說接NC 、COM，在組態(tài)里面DI的低水位原始值是1，那么到高水位就是0。如果說接的NO、 COM在組態(tài)里面，DI的低水位原始值是0，那么到高水位就是1，都可以作為條件啟動水泵。液位的控制高度是由電纜在液體中的長度及重錘在電纜上的位置決定的。

3.主電路原理圖

按主電路原理圖接通水泵（見圖4）。

4.電氣控制箱

（1）電氣控制箱是可以通過手動/自動轉(zhuǎn)換實現(xiàn)低壓控制高壓、弱電控制強電的一個箱體。主要由漏電保護器、DC24V變壓器、繼電器、交流接觸器、手動/自動切換開關、啟動按鈕、指示燈組成。

（2）電氣控制箱原理（見圖5）

①手動控制。旋轉(zhuǎn)XAQ1-2至手動擋接通GND，HD1-2 手動指示燈亮，此時為手動模式。按下AQ1，GND通過JM1的常閉觸點至JM2的線圈13腳，JM2得電動作，JM2四組常開觸點同時吸合（6、10，5、9，4、8，3、7），HD1-3運行指示燈亮，JM2常開觸點接通24V+至DDCDI 為運行 DI，JM2的8腳接（220V）L，7腳接（220V）N，3腳、4腳分別接交流接觸器線圈KM1的KM1A1 和KM1A2，這時KM1得電動作，KM1的觸點吸合水泵動作。

②自動控制。旋轉(zhuǎn)XAQ1-1至自動擋接通GND，HD1-1 自動指示燈亮，此時為自動模式，JM1吸合，此時手動控制失效，JM1的四組常開觸點同時吸合，這里只用了兩組分別為（7、11，8、12），7接DDCDO點，11接JM2的13腳，JM1的常開觸點8、12接通24V+至DDCDI 為自動 DI。當DO點輸出，JM2吸合完成自動控制。M2水泵控制原理同上。

5.系統(tǒng)監(jiān)控點表設計

監(jiān)測水泵的啟停狀態(tài)及故障報警（DI）；監(jiān)測水泵對應的水流開關的狀態(tài)（DI）；監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)及故障報警（DI）；控制水泵啟停（DO）。這個是一個點位表，也就是這個系統(tǒng)當中所要用到的DO DI的數(shù)量，也是關系到要用到幾個ST_DIO_0808，只有DDC才接到計算機，通過常開觸點接通24V正極給DI，DDC的DO去控制控制箱里面的繼電器，在組態(tài)寫程序來實現(xiàn)控制。

6.控制軟件

采用北京亞控組態(tài)王6.53版本，實現(xiàn)與DDC的通訊和控制后臺程序的編寫。

2 綜合實訓任務

2.1 實訓任務

給水工程安裝；監(jiān)控系統(tǒng)安裝；程序編寫與調(diào)試；給水監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試。

2.2 實訓器材、工具列表

2.3 實訓過程

2.3.1 給水系統(tǒng)設備安裝

（1）根據(jù)給水系統(tǒng)設計框圖進行設備安裝。（2課時）

①在指定位置，固定雙層模擬架。

②將模擬水池固定在模擬架下方；將水箱固定在模擬架上方，注意水箱各配管的方向。

③分清楚水泵的進口、出口，注意方向、位置，將兩臺水泵安裝在支架上，用螺栓固定。

（2）各設備之間的管道連接并檢查。（4課時）

①先測量好長度，下好料（需要增加連接管件的接口長度）。

②按要求，用砂紙把接口的內(nèi)外側(cè)清凈打毛，涂上適量的合格的膠水，插入，干透即可。

③固定卡子、活接頭等可拆卸管道附件的設置數(shù)量、設置位置，一定要根據(jù)現(xiàn)場情況和使用、維修要求正確設置。

2.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)安裝（6課時）

（1）按照系統(tǒng)監(jiān)控點表將控制器DDC與現(xiàn)場設備的連接。

（2）注意電源線與信號線的接線端標識，避免接錯端口，在系統(tǒng)斷電的情況下進行操作。

2.3.3 程序編寫與調(diào)試（6課時）

（1）正確安裝組態(tài)軟件。

（2）組態(tài)軟件連接設置，建立設備連接，實現(xiàn)和現(xiàn)場對應DDC的連接。

（3）建立數(shù)據(jù)庫，定義變量。

（4）組態(tài)監(jiān)控畫面的設計及編程、調(diào)試。

2.3.4 系統(tǒng)調(diào)試（4課時）

（1）先給水池加滿水，關閉進水管閥門。

（2）控制系統(tǒng)上電前的檢查，在通電前，一定要認真檢查，不能出錯，一般由指導老師檢查確認合格。

（3）在接通電源前應核對電網(wǎng)電壓是否與機器所要求的電壓相符。在上電后迅速觀察設備有無冒煙、異味等異常情況，如果出現(xiàn)異常，應馬上停電檢查。

（4）如無異常，則進入系統(tǒng)的調(diào)試。在手動工作狀態(tài)下，點動水泵啟動按鈕，檢查水泵工作。如無異常，在切換到自動工作狀態(tài)下，通過液位輸出觀察水泵的自動控制。

（5）在控制電腦上，觀察程序運行，完成系統(tǒng)調(diào)試。

2.3.5 總結(jié)（2課時）

（1）懂原理，能制圖、識圖。

（2）認識設備、附件及認真閱讀相關說明。

（3）會正確使用工具。

（4）施工工藝正確，施工組織得當。

（5）懂檢查，邊實訓邊思考，改進創(chuàng)新。

3 結(jié) 論該系統(tǒng)能進行給水系統(tǒng)控制操作演示、DDC控制器的操作與編程、給水控制線路的設計與連接、水泵控制柜的設計與制作、系統(tǒng)故障的判斷及排除等實驗和各種綜合實訓。通過典型工程實訓的學習，不僅能讓學生熟悉設備及系統(tǒng)的原理、結(jié)構和組成，還可以讓學生進行安裝、調(diào)試、排除故障等一系列的實際操作，獲得建筑設備安裝、調(diào)試工作經(jīng)驗。并在此基礎上，有助于學習簡單的控制技術，能夠不斷提升自己的技術水平，適應企業(yè)對技術人才的需求。

參考文獻：

[1]張健.建筑給水排水工程[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]胡曉元.建筑電氣控制技術[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]李社虎.管道工[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2011.

[4]謝初社.建筑電氣施工技術[M].武漢：武漢理工大學出版社，2008.