多功能楼宇自控系统简易实验台

1.多功能楼宇自控系统简易实验台，其特征在于：包括有直接数字控制器DDC，以及与DDC相连的用于为实验装置供电并提供数字信号的强电源与弱电源、用于提供数字信号的传感器、用于读取数字信号以及输入模拟信号的手操器、用于执行模拟信号的执行器、用于模拟空调风机系统的风机、用于单机调试与联机调试的电缆，所述的电缆接至计算机或另一台实验装置；
DDC与传感器相连接受传感器信号，所述的传感器包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、温湿度传感器、防冻开关、风压差开关、水流开关、浮球开关；
同时DDC还与执行器相连执行模拟信号，所述的执行器包括调节型水阀及执行器、开关型风阀及执行器、调节型水阀风阀通用执行器；
所述的强电源同时连接到风机和经过弱电源转换装置连接到DDC用于供电并同时为DDC提供数字信号；
DDC上连接有用于数字信号以及模拟信号输入的手操器；在所述的强电源与弱电源上还设置有熔断器。
2.根据权利要求1所述的多功能楼宇自控系统简易实验台，其特征在于：所述的温度传感器的型号为SDB-Tn10-05、SDB-Tn20-05、SDB-Tn3-05、SDB-Tp1-05、SDB-Tp2-05，所述的二氧化碳浓度传感器的型号为T8041，所述的温湿度传感器的型号为SRA-H1T1，所述的防冻开关的型号为DBTF-5P，所述的水流开关的型号为KFA-1025，所述的风压差开关的型号为604，所述的调节型水阀及执行器的型号为TR24+CCV-R215AC，所述的开关型风阀及执行器的型号为CMU24，所述的调节型水阀风阀通用执行器的型号为s6061，所述的手操器支持的型号为Excel500系列、VLC853、VLC651、SE6104、ZN551、Techcon09系列、S7-200系列。

多功能楼宇自控系统简易实验台 \n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种实验装置，更具体地说是一种应用在教学和科研中的多功能楼宇自控系统简易实验台。 \n背景技术\n[0002] 暖通空调系统是现代建筑必备条件之一，而其中楼宇自控系统在暖通空调设计中也起到了很重要的作用。暖通空调系统形式、种类、冷热源的配置多种多样。目的是对建筑内空气温湿度进行有效调节，改善室内环境空气质量。节能降耗，保证室内舒适度是暖通空调系统自动控制的主要技术指标。 \n[0003] 现在的设计当中，暖通空调系统已经开始采用楼宇自控进行自动化控制调节。采用可编程序控制器实现暖通空调系统的电气控制，与传统控制方式相比，有较大的灵活性，不仅线路简化，大大减轻了日后维护工作量，减小了劳动强度，且控制规模与控制功能也得到了更大的扩展。不同的控制方式可采用相同硬件及不同软件来实现，节能降耗与优化运行并举，大大提高了室内环境的舒造度。 \n[0004] 但是，对于这一系统在教学活动中单纯从理论上讲解，学生难以有清晰的认识：而实际运营中的建筑系统虽然可以供学生参观学习，但进行现场演示或模拟的难度很大，更不可能让学生实际操作。因此，在教学和实验过程对楼宇自动系统的模拟调试中存在一定的困难。需要根据建筑环境与设备工程及相近专业对建筑自动化控制、建筑电气等课程的教学要求和学生培养目标，推出的一款多功能简易的楼宇自控通用实验台。 \n[0005] 该实验台不仅需要满足学生对于楼宇自控系统的认知学习、调控 学习的需求，同时可以让学生自己动手设计、搭建和调试简易楼宇自控系统。 \n发明内容\n[0006] 本实用新型提供一种在建筑设备自动化教学或者实验既适用于教学又密切联系工程实际的多功能楼宇自控系统简易实验台。 \n[0007] 本实用新型采用如下技术方案： \n[0008] 多功能楼宇自控系统简易实验台，包括有DDC(直接数字控制器)，以及与DDC相连的用于为实验装置供电并提供数字信号的强电源与弱电源，用于提供数字信号的传感器，用于读取数字信号以及输入模拟信号的手操器，用于执行模拟信号的执行器，用于模拟空调风机系统的风机、用于单机调试与联机调试的电缆(接至计算机或另一台实验装置)。 [0009] DDC与传感器相连，所述的传感器包括温度传感器(5种)、二氧化碳浓度传感器、温湿度传感器、防冻开关、风压差开关、水流开关、浮球开关，用于接受传感器信号。同时DDC还与执行器相连，所述的执行器包括调节型水阀及执行器、开关型风阀及执行器、调节型水阀风阀通用执行器，用于执行模拟信号。所述的强电源同时连接到风机和经过弱电源转换装置链接到DDC用于供电并同时为DDC提供数字信号。所述的数字信号以及模拟信号通过DDC上连接的手操器进行读取与输入。在所述的强电源与弱电源上还设置有熔断器。所述的单机联机调试既可实现对一台控制器和与其连接的末端设备的整体调试，亦可以实现多台控制器组网及控制器与网关、上位机的联网调试与运行。 \n[0010] 所述 的 温 度 传感 器 的 型 号为 SDB-Tn10-05、SDB-Tn20-05、SDB-Tn3-05、SDB-Tp1-05、SDB-Tp2-05，所述的二氧化碳浓度传感器的型号为T8041，所述的温湿度传感器的型号为SRA-H1T1，所述的防冻开关的型号为DBTF-5P，所述的风压差开关的型号为\n604，所述的 水流开关的型号为KFA-1025，所述的风压差开关的型号为604，所述的调节型水阀及执行器的型号为TR24(AC/DC24V)+CCV-R215AC，所述的开关型风阀及执行器的型号为CMU24，所述的调节型水阀风阀通用执行器的型号为s6061，所述的手操器支持的型号为Excel500系列、VLC853、VLC651、SE6104、ZN551、Techcon09系列、S7-200系列，所述的单机调试与联机调试支持的软件为霍尼韦尔care6.0或以上版本、霍尼韦尔-艾顿Envision for BACtalk 2.0或以上版本、奥莱斯WebCTRL2.5或以上版本、西门子Siemens S7-200系列PLC、泰康组网软件lonmaker与组态软件pcvue。 \n[0011] 本使用新型的有益效果主要体现在： \n[0012] 1、本实用新型具有很强的可操作性，通过系统各模块之间的连接和调试，能够有效促进实验者对建筑设备自动化系统的认知。 \n[0013] 2、本实用新型采用模块化设计，试验者可以选择不同类型的传感器和执行器模拟不同的建筑设备自动化系统(风系统、水系统、冷热源系统)，能直观体现建筑设备自动化的框架。 \n[0014] 3、本实用新型支持多种主流楼宇自控系统的单机和联机调试，也为建筑设备自动化系统技术发展探索研究创造了条件，也为科研开发提供了硬件环境。 \n附图说明\n[0015] 图1：实验台原理图 \n[0016] 图2：实验台平面示意图 \n[0017] 图3：强电配电箱主电路原理图 \n[0018] 图4：强电配电箱控制电路原理图 \n[0019] 图5：强弱电转换接线图 \n[0020] 图6：模拟量设备接线图 \n[0021] 图7：数字量设备接线图 \n[0022] 图中：1、变压器，2、24V熔断器，3、空气开关，4、24VAC+保 险端子，5、24VAC-端子排，6、继电器，7、强电配电箱，8、风机，9、调节型水阀及执行器，10、开关型风阀执行器，11、调节型水阀风阀通用执行器，12、手操器，13、DDC，14、NTC10K温度传感器，15、NTC20K温度传感器，16、NTC3K温度传感器，17、PT100温度传感器，18、PT1000温度传感器，19、二氧化碳浓度传感器，20、室内温湿度传感器，21、防冻开关，22、风压差开关，23、水流开关，24、浮球开关，25、传感器端子排，26、执行器端子排，27、空气开关，28、交流接触器，29、热过载继电器，30、手操器插槽。 \n具体实施方式：\n[0023] 本实验装置有强电系统调试功能、弱电调试功能、系统模拟功能、系统联机调试功能等四个部分。具体实施方案如下： \n[0024] 1、强电系统调试功能 \n[0025] 图三所示强电配电箱中配有的三相四线制风机的主电路(见图三)与控制电路(见图四)。 \n[0026] 强电箱给自控系统提供四个监控点位，分别是：风机运行状态；风机手自动状态点；风机故障状态点；风机远程启停点。 \n[0027] 将图四所示中风机启停控制点位+24V、-24V与DDC(图二13)连接，连接方式如图六所示。风机运行状态点位119、121与DDC(图二13)连接，连接方式如图七所示。风机故障点位123、125与DDC(图二13)连接，连接方式如图七所示。风机手自动点位与DDC(图二13)连接，连接方式如图七所示。 \n[0028] 将DDC如图六所示通过保险端子4、5接到24V电源上，DDC开始工作。 \n[0029] 强电箱电路如图四所示，将电源接通，调至手动状态，启动风机，此时DZ47-60型小型空气开关11闭合，风机4开始运转，运行指示灯6亮起。CJX2系列交流接触器12闭合，风机持续运转。 \n[0030] 将电源断开，电路调至自动运行状态。将手操器12通过手操器 插槽30连接至DDC，可以通过手操器读取风机的运行状态、风机手自动状态以及风机的故障状态。并且可以通过手操器对风机进行启停控制。 \n[0031] 2、弱电系统调试功能 \n[0032] 图二所示，弱电箱体电源引自强电配电箱。电源部分为其他两部分设备提供经变压器1的220VAC变压后得的24VAC电源。并由保险管开关端子4、5控制多路电源为控制器、传感器、执行器等设备分别供电。 \n[0033] 本实例以调节型水阀及执行器9为例，进行调试。 \n[0034] 在完成强电系统调试之后，将调节型水阀及执行器9如图六所示接入到电路当中，接口1、2分别通过保险端子4、5接到24V电压上，接口3接到DDC的AO0端口上。接通电源。 \n[0035] 此时通过手操器可以对调节型水阀调节器进行开关调节，同时可以对调节型水阀调节器进行开度控制。 \n[0036] 调试过程中可以不仅可以接入水阀执行器，可以选择实验台所提供的任意的传感器与执行器进行调试。提供列表如下： \n[0037] \n[0038] \n[0039] 3、系统模拟功能 \n[0040] 楼控末端设备部分分为控传感器部分和执行器部分。楼控末端设备部分提供了目前楼宇自控系统中所应用的绝大多数传感器和主要的执行器。根据输入输出类型的不同由可以分为温感电阻、干接点、0-5(10)VDC、0(4)-20mA这四类。末端设备的接线已经全部引致接线端子排，在实验时，可以根据所模拟的系统选择不同的传感器与执行器接入电路。 [0041] 本实例以一次回风系统的模拟为例。 \n[0042] 一次回风系统涉及到空调的风系统与水系统。在控制点位上，分为模拟量设备(如图六所示)以及数字量设备(如图七所示)。根据系统，选择需要接入的传感器与执行器为温度传感器14、防冻开关21、风阀执行器10、水阀执行器9。 \n[0043] 在完成强电系统调试与弱电系统调试后，如图六所示，将风阀执行器接入电路，接口1通过保险端子4、5接入24V电路，接口2、3接到继电器6的二选一触点上，在将继电器通过保险端子4、5接入24V电路。并将继电器DDC的5、6端子上。 \n[0044] 如图七所示，完成温度传感器与防冻开关的接线，将温度传感器与防冻开关分别接到端子排25上，再通过端子排接到DDC上。 \n[0045] 接通电路，可以通过手操器了解传感器的运行状态以及所读取的数值。并且可以通过手操器输入模拟信号，通过DDC将模拟信号与实测数值进行比较，对执行器进行开关与调节。 \n[0046] 根据所模拟系统的不同，可以选择不同的传感器与执行器进行系统的模拟。 [0047] 试验台支持控制器类型如下表所示： \n[0048] \n[0049] 4、系统联机调试功能 \n[0050] 通过本实验台，可实现对一台控制器和与其连接的末端设备的整体调试。实现软件与硬件的联机调试。多台实验台亦可以实现多台控 制器组网及控制器与网关、上位机的联网调试与运行。 \n[0051] 本实验台目前可支持多种主流楼宇自控系统的单机和联机调试。目前支持的楼控系统品牌包括：霍尼韦尔Honeywell、霍尼韦尔-艾顿Honeywell-Alerton、奥莱斯Automatedlogic、西门子Siemens S7-200系列PLC、泰康Techcon(清华同方)。本实验台亦可根据需要灵活改造，适应其他品牌的控制器设备。 \n[0052] 操作者可在实验台上通过数据线将两台或者多台设备进行联机。通过一个或者多个手操器12进行同时操作控制。现将与实验台兼容的楼控系统罗列如下。 \n[0053] a.单机调试 \n[0054] \n[0055] b.联机调试 \n[0056]