建筑设备专业实训教学的改革研究与实践

张亚峰 李尔秋

[摘 要]根据所学课程内容，设计出理论与实践相结合的实训操作，培养学生分析问题、解决问题和实际动手能力，使学生对所学给水及监控知识有更清楚的认识，给水工程及其监控有机地将给排水实训和控制实训结合在一起，是综合性比较强的实训课程设计。

[关键词]典型模拟工程；给水设备安装；线路连接；监控；操作调试

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

在学生学习完相关课程如《建筑给水排水工程》[1]、《建筑电气控制技术》[2]、《管道安装工艺》[3]、《电气施工技术》[4]和管道安装、电气控制等单项实训后，完成典型模拟工程的安装与调试的综合实训。

生活给水方式比较多，而水池、水泵、水箱联合给水方式应用广泛，系统全面，选其为实训内容，具有典型代表性（见图1）。监控的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行，实现高效率、低能耗的最优化控制，从而达到经济运行的目的，给水监控系统监控对象主要是水池、水箱的水位和水泵的工作状态（见图2）。

1 给水工程及其监控系统的设计与实现

该系统结合给水系统的特点，充分考虑学生实训中的基本技能，在技术先进、经济合理、工程安全可靠和智能化建筑的给水工程的设计、材料、设备及施工等方面都提出了较高的要求。

1.1 给水系统工程

1.水池、水箱

定做两个体积为0.2立方米的水箱，其中一个模拟水池，制作支架将模拟水池、水箱架起，固定。

2.水泵

型号：1DBZ35；扬程：35（米）；流量：40L/min，安装水泵，设备就位。

3.管道、附件

按照水池、水泵、水箱联合给水工作原理图，安装管道、阀门、管件，实现给水系统。

1.2 监控系统工程

1.DDC控制器

采用深圳市松大科技有限公司设计生产的DDC控制器，主要使用两种型号，一种是ST_DIO_0808，主要负责对开关量信号进行采集和控制；另一种是ST_AIO_0804，主要负责对模拟量信号进行采集和控制。

2.液位开关

安装方法：如图3将液位开关串联在DDC控制器 ST_DIO_0808的DI点上。这个液位开关有三条线，分别为NC常闭、NO常开、COM公共端，将NO和 COM或NC和 COM接入DDCDI 都可以。在组态王里DI的值取反就可以了，比如说接NC 、COM，在组态里面DI的低水位原始值是1，那么到高水位就是0。如果说接的NO、 COM在组态里面，DI的低水位原始值是0，那么到高水位就是1，都可以作为条件启动水泵。液位的控制高度是由电缆在液体中的长度及重锤在电缆上的位置决定的。

3.主电路原理图

按主电路原理图接通水泵（见图4）。

4.电气控制箱

（1）电气控制箱是可以通过手动/自动转换实现低压控制高压、弱电控制强电的一个箱体。主要由漏电保护器、DC24V变压器、继电器、交流接触器、手动/自动切换开关、启动按钮、指示灯组成。

（2）电气控制箱原理（见图5）

①手动控制。旋转XAQ1-2至手动挡接通GND，HD1-2 手动指示灯亮，此时为手动模式。按下AQ1，GND通过JM1的常闭触点至JM2的线圈13脚，JM2得电动作，JM2四组常开触点同时吸合（6、10，5、9，4、8，3、7），HD1-3运行指示灯亮，JM2常开触点接通24V+至DDCDI 为运行 DI，JM2的8脚接（220V）L，7脚接（220V）N，3脚、4脚分别接交流接触器线圈KM1的KM1A1 和KM1A2，这时KM1得电动作，KM1的触点吸合水泵动作。

②自动控制。旋转XAQ1-1至自动挡接通GND，HD1-1 自动指示灯亮，此时为自动模式，JM1吸合，此时手动控制失效，JM1的四组常开触点同时吸合，这里只用了两组分别为（7、11，8、12），7接DDCDO点，11接JM2的13脚，JM1的常开触点8、12接通24V+至DDCDI 为自动 DI。当DO点输出，JM2吸合完成自动控制。M2水泵控制原理同上。

5.系统监控点表设计

监测水泵的启停状态及故障报警（DI）；监测水泵对应的水流开关的状态（DI）；监测水泵的运行状态及故障报警（DI）；控制水泵启停（DO）。这个是一个点位表，也就是这个系统当中所要用到的DO DI的数量，也是关系到要用到几个ST_DIO_0808，只有DDC才接到计算机，通过常开触点接通24V正极给DI，DDC的DO去控制控制箱里面的继电器，在组态写程序来实现控制。

6.控制软件

采用北京亚控组态王6.53版本，实现与DDC的通讯和控制后台程序的编写。

2 综合实训任务

2.1 实训任务

给水工程安装；监控系统安装；程序编写与调试；给水监控系统调试。

2.2 实训器材、工具列表

2.3 实训过程

2.3.1 给水系统设备安装

（1）根据给水系统设计框图进行设备安装。（2课时）

①在指定位置，固定双层模拟架。

②将模拟水池固定在模拟架下方；将水箱固定在模拟架上方，注意水箱各配管的方向。

③分清楚水泵的进口、出口，注意方向、位置，将两台水泵安装在支架上，用螺栓固定。

（2）各设备之间的管道连接并检查。（4课时）

①先测量好长度，下好料（需要增加连接管件的接口长度）。

②按要求，用砂纸把接口的内外侧清净打毛，涂上适量的合格的胶水，插入，干透即可。

③固定卡子、活接头等可拆卸管道附件的设置数量、设置位置，一定要根据现场情况和使用、维修要求正确设置。

2.3.2 监控系统安装（6课时）

（1）按照系统监控点表将控制器DDC与现场设备的连接。

（2）注意电源线与信号线的接线端标识，避免接错端口，在系统断电的情况下进行操作。

2.3.3 程序编写与调试（6课时）

（1）正确安装组态软件。

（2）组态软件连接设置，建立设备连接，实现和现场对应DDC的连接。

（3）建立数据库，定义变量。

（4）组态监控画面的设计及编程、调试。

2.3.4 系统调试（4课时）

（1）先给水池加满水，关闭进水管阀门。

（2）控制系统上电前的检查，在通电前，一定要认真检查，不能出错，一般由指导老师检查确认合格。

（3）在接通电源前应核对电网电压是否与机器所要求的电压相符。在上电后迅速观察设备有无冒烟、异味等异常情况，如果出现异常，应马上停电检查。

（4）如无异常，则进入系统的调试。在手动工作状态下，点动水泵启动按钮，检查水泵工作。如无异常，在切换到自动工作状态下，通过液位输出观察水泵的自动控制。

（5）在控制电脑上，观察程序运行，完成系统调试。

2.3.5 总结（2课时）

（1）懂原理，能制图、识图。

（2）认识设备、附件及认真阅读相关说明。

（3）会正确使用工具。

（4）施工工艺正确，施工组织得当。

（5）懂检查，边实训边思考，改进创新。

3 结 论该系统能进行给水系统控制操作演示、DDC控制器的操作与编程、给水控制线路的设计与连接、水泵控制柜的设计与制作、系统故障的判断及排除等实验和各种综合实训。通过典型工程实训的学习，不仅能让学生熟悉设备及系统的原理、结构和组成，还可以让学生进行安装、调试、排除故障等一系列的实际操作，获得建筑设备安装、调试工作经验。并在此基础上，有助于学习简单的控制技术，能够不断提升自己的技术水平，适应企业对技术人才的需求。

参考文献：

[1]张健.建筑给水排水工程[M].北京：建筑工业出版社，2005.

[2]胡晓元.建筑电气控制技术[M].北京：建筑工业出版社，2005.

[3]李社虎.管道工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.

[4]谢初社.建筑电气施工技术[M].武汉：武汉理工大学出版社，2008.