專利名稱：用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)建筑幕墻進(jìn)行物理測(cè)試的檢測(cè)裝置，尤其涉及一種對(duì)建筑幕墻進(jìn)行氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)建筑幕墻進(jìn)行物理測(cè)試的檢測(cè)裝置，可對(duì)空氣滲漏性測(cè)試，測(cè)量建筑幕墻在一定壓力下的氣體泄漏量；可對(duì)雨水滲漏性測(cè)試，測(cè)量建筑幕墻在一定壓力下的雨水滲漏量；可對(duì)抗風(fēng)壓特性測(cè)試，測(cè)量建筑幕墻對(duì)強(qiáng)風(fēng)的抵抗特性。
目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上對(duì)建筑幕墻進(jìn)行物理測(cè)試的現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)裝置的原理大體相同，即利用風(fēng)機(jī)向密閉的檢測(cè)箱體內(nèi)提供不同的風(fēng)壓，從而滿足三種不同的測(cè)試模式，并利用相應(yīng)的傳感器測(cè)出相關(guān)參數(shù)。但是，各類建筑幕墻檢測(cè)裝置主要的差別在于其風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同。此外，為了能夠滿足正負(fù)壓測(cè)試的要求，都設(shè)計(jì)了不同的正負(fù)壓切換機(jī)構(gòu)。其中一種是德國(guó)KS公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置，采用變頻調(diào)速的方式來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制風(fēng)量，進(jìn)而達(dá)到控制風(fēng)壓的目的。這種建筑幕墻檢測(cè)裝置的缺點(diǎn)是1.德國(guó)公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置由于采用了較為單一的風(fēng)量控制方法，即僅僅通過風(fēng)機(jī)調(diào)速的方式來控制風(fēng)量。由于風(fēng)機(jī)自身的慣性，變頻調(diào)速的方式無法滿足抗風(fēng)壓測(cè)試中要求的周期交變風(fēng)壓，即無法達(dá)到5秒為周期的風(fēng)壓變化，具體表現(xiàn)為加壓迅速，而減壓緩慢。
2.由于采用單一的風(fēng)量控制控制方法對(duì)控制算法要求較高，從而加重了軟件開發(fā)的工作量。
3.在該建筑幕墻檢測(cè)裝置中設(shè)有的正負(fù)壓切換機(jī)構(gòu)，采用一種伺服驅(qū)動(dòng)風(fēng)口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，利用同一個(gè)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓的靈活切換。但是其中有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)該機(jī)構(gòu)為了靈活安裝，采用了木材作為安裝底板，然后，在國(guó)內(nèi)的實(shí)際使用中，由于天氣潮濕，經(jīng)常造成底板膨脹，從而加大了伺服機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)阻力。
4.在該建筑幕墻檢測(cè)裝置中由于選取的伺服電機(jī)力矩較小，因此經(jīng)常造成電機(jī)燒毀，影響了設(shè)備的正常使用。
另一種是日本公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置，日本公司的建筑幕墻檢測(cè)裝置則采用一套復(fù)雜的四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)閥并配合簡(jiǎn)單的風(fēng)機(jī)調(diào)速功能來共同控制風(fēng)量。從而達(dá)到控制風(fēng)壓的目的。
四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用了一套四聯(lián)動(dòng)閥門來實(shí)現(xiàn)正、負(fù)壓切換和壓力調(diào)節(jié)，其工作原理說明是，電液伺服閥帶動(dòng)四聯(lián)動(dòng)閥門同步轉(zhuǎn)動(dòng)，四個(gè)閥門的開閉相位分別相差90度，在一定的電液伺服閥轉(zhuǎn)動(dòng)角度下，四個(gè)閥門各有一定的開閉角度，以此切換氣體的流動(dòng)方向(對(duì)應(yīng)于正、負(fù)壓測(cè)試)，或者分配空氣流量關(guān)系，相應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)試區(qū)腔體的壓力。
這種四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是1.四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中由于對(duì)調(diào)節(jié)閥要求非常高的響應(yīng)速度，而一般蝶閥的響應(yīng)速度為15s左右，即0-90度的開合時(shí)間需要15s，因此對(duì)調(diào)節(jié)閥的制造工藝要求很高。
2.四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由于需要精確的定位精度，否則將很難保證穩(wěn)定的風(fēng)壓曲線，在設(shè)計(jì)方案中設(shè)計(jì)了一套機(jī)械四聯(lián)動(dòng)閥門，并采用了電液伺服驅(qū)動(dòng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求中的風(fēng)壓控制曲線。因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
3.四聯(lián)動(dòng)閥門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)成本造價(jià)比較高，而且初始調(diào)節(jié)比較復(fù)雜，閥門調(diào)節(jié)時(shí)壓力對(duì)閥位的變化比較敏感。
還有一種我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)的建筑幕墻檢測(cè)裝置中的風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，由風(fēng)機(jī)、高速調(diào)節(jié)閥、高速截止閥以及普通調(diào)節(jié)閥構(gòu)成。相應(yīng)的閥門系統(tǒng)都配備相應(yīng)的閥門控制/定位器。整個(gè)風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置的原理是由變頻系統(tǒng)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過送風(fēng)管道和高速調(diào)節(jié)蝶閥將壓縮空氣送入測(cè)試箱體。通過調(diào)節(jié)高速調(diào)節(jié)蝶閥的開合角度從而調(diào)節(jié)進(jìn)入箱體的空氣流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)箱體內(nèi)的測(cè)試壓力。然而僅通過上述步驟僅僅能夠有效地控制箱體壓力的上升曲線，對(duì)于壓力的波動(dòng)曲線無法精確控制，這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的調(diào)速性能在加速的時(shí)候可以有很高的響應(yīng)速度，然后在減速的時(shí)候，由于風(fēng)機(jī)的自身慣量，很難迅速減速，從而導(dǎo)致風(fēng)壓的波動(dòng)曲線無法達(dá)到國(guó)家檢測(cè)要求。這也是目前的幕墻物理三性檢測(cè)設(shè)備中最為突出的問題。
現(xiàn)有技術(shù)的建筑幕墻檢測(cè)裝置中由于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)箱體與設(shè)備間和操作室位置比較分散，而傳感器數(shù)量很多，大部分設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)箱體中，需要收集的大量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息和底層設(shè)備反饋信號(hào)比較多，檢測(cè)控制電路中采用傳統(tǒng)方式直接把信號(hào)接入工控機(jī)或PLC控制器系統(tǒng)，將給布線工作帶來很大的困難，而且相應(yīng)地系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃越档?，維護(hù)保養(yǎng)十分不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用工業(yè)以太網(wǎng)和ProfiBUS現(xiàn)場(chǎng)總線，能極大地簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布線工作，有效提高了各傳感器信號(hào)采集的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息的抗干擾性和對(duì)各設(shè)備控制的準(zhǔn)確性，它能施加正負(fù)雙向的壓力差，能調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的氣流，對(duì)建筑幕墻進(jìn)行空氣滲透檢測(cè)；能模擬自然與水的風(fēng)壓變化，確定建筑幕墻的雨水滲漏特性；能在一個(gè)周期交變壓力，交變周期大約為5秒，確定建筑幕墻的抗風(fēng)壓特性；并能夠通過測(cè)控界面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換測(cè)試模式、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)數(shù)據(jù)保存。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括工控機(jī)、PLC控制器、總接線箱、水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器、操作面板、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水路組件、檢測(cè)箱體；其特征在于所述的工控機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)總線分別與PLC控制器、總接線箱連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)和命令，總接線箱收集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息傳輸給工控機(jī)；所述的PLC控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線分別與水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器、操作面板、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水路組件中的流量傳感器連接；PLC控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器及風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作和控制，并采集設(shè)備狀態(tài)。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中設(shè)有四個(gè)閥門定位器分別與風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的各蝶閥的閥芯、氣缸同軸連接，四個(gè)閥門定位器的控制端通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接，PLC控制器通過控制閥門定位器，調(diào)節(jié)蝶閥閥芯的閥位；所述的風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)變頻控制器連接，PLC控制器通過調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)變頻控制器的頻率，而調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)壓。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的水路組件中設(shè)有水泵機(jī)組，該水泵機(jī)組由大功率水泵和小功率水泵組成；大功率水泵和小功率水泵的控制端分別與水泵變頻控制器連接，PLC控制器通過調(diào)節(jié)控制水泵變頻控制器的頻率，而調(diào)節(jié)控制水泵輸出的水壓和水流量。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的檢測(cè)箱體可任意分隔成多個(gè)封閉式檢測(cè)單元，在該檢測(cè)箱體內(nèi)設(shè)有六個(gè)位移傳感器的分接線箱，每個(gè)分接線箱中設(shè)有40個(gè)位移傳感器的輸入和輸出接線端子；若干個(gè)位移傳感器分別設(shè)置在被測(cè)建筑幕墻上，各位移傳感器的信號(hào)輸出端分別通過導(dǎo)線與相對(duì)應(yīng)的分接線箱的輸入端子連接，分接線箱的輸出接線端子通過導(dǎo)線與總接線箱連接。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的PLC控制器的操作面板上設(shè)有兩個(gè)壓力保護(hù)開關(guān)，該壓力保護(hù)開關(guān)分別通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的PLC控制器上設(shè)有一急停按鈕，該急停按鈕通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的總接線箱由多個(gè)數(shù)字量輸入接口電路、多個(gè)數(shù)字量輸出接口電路、多個(gè)模擬量輸入接口電路、多個(gè)模擬量輸出接口電路及嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置組成；嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的多個(gè)輸入端分別與各數(shù)字量輸入接口電路的輸出端、各模擬量輸入接口電路的輸出端連接，嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的多個(gè)輸出端分別與各數(shù)字量輸出接口電路的輸入端、各模擬量輸出接口電路的輸入端連接；嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的以太網(wǎng)接口通過以太網(wǎng)總線與工控機(jī)的以太網(wǎng)接口連接。
上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，所述的模擬量輸入接口電路由運(yùn)算放大器U2A、U2B、基準(zhǔn)電源U12、電阻R32、R44、R45、R19、R20、濾波電容C7、C19、C20、C21組成；運(yùn)算放大器U2A的P3與地之間并接濾波電容C7和采樣電阻R32，運(yùn)算放大器U2A的P2與P1相連接，運(yùn)算放大器U2A與U2B之間串接電阻R45，基準(zhǔn)電源U12的P6與運(yùn)算放大器U2B的P6之間串接電阻R44，運(yùn)算放大器U2B的P6與P7之間、P5與地之間分別串接電阻R20和R19；基準(zhǔn)電源U12的P2與地之間并接濾波電容C19、C21，基準(zhǔn)電源U12的P6與地之間串接濾波電容C20。
本實(shí)用新型由于采用了上述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本實(shí)用新型由于在電氣控制電路中從系統(tǒng)整體架構(gòu)上充分利用了工業(yè)以太網(wǎng)和ProfiBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，因此，極大地簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布線工作，有效提高了各傳感器信號(hào)的抗干擾性和對(duì)各底層設(shè)備(包括變頻器和閥門定位器)控制的準(zhǔn)確性。
2.本實(shí)用新型的風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)有四個(gè)高精度高速閥門定位器分別與風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的的各蝶閥的閥芯同軸連接，四個(gè)閥門定位器的控制端通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接，PLC控制器通過控制各閥門定位器，可調(diào)節(jié)各蝶閥的閥芯的閥位。由于是對(duì)四個(gè)閥門獨(dú)立進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，因此，各個(gè)閥門的閥位都可以控制調(diào)節(jié)，風(fēng)壓控制精度高，響應(yīng)迅速；同時(shí)，由于每個(gè)閥門的閥位可以獨(dú)立調(diào)節(jié)設(shè)定，可以調(diào)節(jié)四個(gè)閥對(duì)應(yīng)平衡位置的閥位，因此，控制靈活。
3.本實(shí)用新型由于在風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)有主動(dòng)泄壓回路，從而確保了風(fēng)壓曲線的控制周期能夠滿足最新的國(guó)家測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
4.本實(shí)用新型由于在電氣控制電路中設(shè)有風(fēng)機(jī)變頻器，可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，采用高精度的閥門定位器和獨(dú)立控制的四套氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)風(fēng)路，大大提高了風(fēng)壓控制的靈活性和準(zhǔn)確性。
5.本實(shí)用新型由于用同一臺(tái)風(fēng)機(jī)對(duì)檢測(cè)箱體實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓控制，用相同類型的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥對(duì)稱地切換氣路，因此箱體的正、負(fù)壓力控制過程可以實(shí)現(xiàn)波動(dòng)風(fēng)壓曲線的良好對(duì)稱性。
6.本實(shí)用新型由于設(shè)計(jì)了工控機(jī)的專用檢測(cè)軟件，控制本系統(tǒng)的各設(shè)備按程序運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集、測(cè)試流程的控制和數(shù)據(jù)的處理和打印等任務(wù)。
7.本實(shí)用新型由于針對(duì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)自行設(shè)計(jì)了總接線箱、PLC控制器和工控機(jī)三方之間的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，因此，可以在系統(tǒng)的任何一個(gè)位置監(jiān)控系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制8.本實(shí)用新型由于系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)合理、設(shè)備選型準(zhǔn)確，整套系統(tǒng)在達(dá)到較高技術(shù)水平的同時(shí)價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)口的同類產(chǎn)品，具有極高的性價(jià)比。


圖1是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框圖。
圖2是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總接線箱電路框圖。
圖3是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總接線箱中的數(shù)字量輸入接口電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總接線箱中的數(shù)字量輸出接口電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總接線箱中的模擬量輸入接口電路原理圖。
圖6是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總接線箱中的模擬量輸出接口電路原理圖。
圖7是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的四組氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的閥位狀態(tài)圖。
圖9是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的水路組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的水路組件中的噴淋部件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1所示，用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括通用的工控機(jī)11、PLC控制器(型號(hào)為CPU-314-C及擴(kuò)展模塊)12、總接線箱13、水泵變頻控制器(型號(hào)為MM43022KW)14、風(fēng)機(jī)變頻控制器(型號(hào)為MM430110KW)15、操作面板16、多個(gè)壓力保護(hù)開關(guān)17、急停按鈕18、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、水路組件3及檢測(cè)箱體4。在PLC控制器的操作面板16設(shè)置了各按鈕、開關(guān)、指示燈、儀表。
工控機(jī)11的以太網(wǎng)通信接口通過工業(yè)以太網(wǎng)總線分別與PLC控制器12的以太網(wǎng)通信接口、總接線箱13的以太網(wǎng)通信接口連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)和命令，總接線箱13收集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息，通過工業(yè)以太網(wǎng)總線發(fā)給工控機(jī)11。總接線箱13收集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息傳輸給工控機(jī)11。
PLC控制器12的通信接口通過現(xiàn)場(chǎng)總線分別與水泵變頻控制器14、風(fēng)機(jī)變頻控制器15、操作面板16上的各按鈕、開關(guān)、指示燈、儀表，風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2中設(shè)有的四個(gè)閥門定位器225、226、227、228，水路組件3中的水流量傳感器33(型號(hào)為KTLUD-22-10F-131)、多個(gè)壓力保護(hù)開關(guān)17、急停按鈕18連接；水路組件3中設(shè)有水泵機(jī)組，該水泵機(jī)組31由大功率水泵(其中水泵型號(hào)為CZW100-200、水泵電機(jī)型號(hào)為Y180M-2)311和小功率水泵(其中水泵型號(hào)為CZW50-200、水泵電機(jī)型號(hào)為Y132S2-2)312組成；大功率水泵311和小功率水泵312的控制端分別與水泵變頻控制器連接。風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2中的風(fēng)機(jī)21(型號(hào)為QA280M2A)與變頻控制器15連接。
PLC控制器12通過現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器及風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作和控制，并采集設(shè)備狀態(tài)。
檢測(cè)箱體4可任意分隔成多個(gè)封閉式檢測(cè)單元，在該檢測(cè)箱體內(nèi)設(shè)有六個(gè)位移傳感器的分接線箱41，每個(gè)分接線箱中設(shè)有40個(gè)位移傳感器的輸入和輸出接線端子；若干個(gè)位移傳感器411分別設(shè)置在被測(cè)建筑幕墻上，各位移傳感器的信號(hào)輸出端分別通過導(dǎo)線與相對(duì)應(yīng)的分接線箱41的輸入端子連接，分接線箱41的輸出接線端子通過導(dǎo)線與總接線箱13連接。設(shè)置在檢測(cè)箱體4內(nèi)的氣管與風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2中的氣管連接；水管與水路組件3中的噴淋部件36連接。
本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體架構(gòu)上充分利用了工業(yè)以太網(wǎng)和ProfiBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，極大地簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布線工作，有效提高了各位移傳感器、壓力傳感器和流量傳感器信號(hào)的抗干擾性和對(duì)各底層設(shè)備(包括變頻器和閥門定位器)控制的準(zhǔn)確性。提高了系統(tǒng)可靠性降低，維護(hù)保養(yǎng)方便。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了工控機(jī)的專用檢測(cè)軟件，控制本系統(tǒng)的各設(shè)備按程序運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集、測(cè)試流程的控制和數(shù)據(jù)的處理和打印等任務(wù)。
本發(fā)明針對(duì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)自行設(shè)計(jì)了總接線箱，確定了總接線箱、PLC控制器和工控機(jī)三方之間的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，因此，可以在系統(tǒng)的任何一個(gè)位置監(jiān)控系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。
控制系統(tǒng)的主要硬件，采用了現(xiàn)有技術(shù)的Kontron工控機(jī)、西門子PLC控制器和Rabbit傳感器總線控制器。PLC控制器軟件采用西門子公司的Step7編程軟件進(jìn)行編寫，向下通過ProfiBUS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)對(duì)2個(gè)變頻器和4個(gè)閥門定位器進(jìn)行動(dòng)作控制并采集設(shè)備狀態(tài)，向上通過工業(yè)以太網(wǎng)與工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；總接線箱收集現(xiàn)場(chǎng)傳感器信息并發(fā)送給工控機(jī)。采用的工業(yè)以太網(wǎng)和ProfiBUS現(xiàn)場(chǎng)總線和所有的軟件開發(fā)工具在運(yùn)行中十分成熟可靠；在箱體、機(jī)房、操作室里都設(shè)置有急停按鈕，操作室里更設(shè)置有多種操作模式的選擇開關(guān)，工控機(jī)軟件對(duì)所有安全信號(hào)進(jìn)行掃描，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可以迅速停機(jī)報(bào)警。以上各措施保證了系統(tǒng)運(yùn)行的高度可靠性和安全性。
請(qǐng)參見圖2所示，總接線箱13由多個(gè)數(shù)字量輸入接口電路131、多個(gè)數(shù)字量輸出接口電路132、多個(gè)模擬量輸入接口電路133、多個(gè)模擬量輸出接口電路134及嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置135(型號(hào)為BL-2100)組成；嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置135的多個(gè)輸入端分別與各數(shù)字量輸入接口電路131的輸出端、各模擬量輸入接口電路133的輸出端連接，嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置135的多個(gè)輸出端分別與各數(shù)字量輸出接口電路132的輸入端、各模擬量輸出接口電路134的輸入端連接；嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置135的以太網(wǎng)接口通過以太網(wǎng)總線與工控機(jī)的以太網(wǎng)接口連接。在該電路中嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置與工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊中，將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸給工控機(jī)，將工控機(jī)輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出給操作面板上的指示燈和指示儀表。
請(qǐng)參見圖3所示，數(shù)字量輸入接口電路131由光電耦合元件A1(型號(hào)為TLP521-4)、電阻R1至R4、RP1至RP4組成；在光電耦合元件A1的P1、P3、P5、P7分別與電阻R1、R2、R3、R4的一端連接，該電阻R1、R2、R3、R4的另一端分別與總接線箱13的操作面板上的各操作按鈕、開關(guān)和閥位反饋開關(guān)連接；在光電耦合元件A1的P10、P12、P14、P16分別與嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置135的多個(gè)輸入端連接，同時(shí)分別與電阻RP1、RP2、RP3、RP4的一端連接，電阻RP1、RP2、RP3、RP4的另一端與連接+5V連接。
數(shù)字量輸入接口電路131的電路原理是，PLC控制器操作面板上的各操作按鈕、開關(guān)和閥位反饋開關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)分別從各電阻R1、R2、R3、R4輸入(標(biāo)號(hào)DI1、DI2、DI3、DI4)，通過光電耦合元件A1，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為0或5V輸入到嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置。通過各光電耦合元件，將外部電路與內(nèi)部數(shù)字電路隔離，以提高數(shù)字電路的抗干擾能力和可靠性。
請(qǐng)參見圖4所示，數(shù)字量輸出接口電路132由驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4(型號(hào)為L(zhǎng)MD18400)、電阻R13、R28及電容C28組成；驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4的P9、P10、P11、P12的數(shù)據(jù)端與數(shù)據(jù)采集裝置135的相對(duì)應(yīng)的各數(shù)據(jù)端連接，驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4的數(shù)據(jù)端P1、P2、P18、P19與總接線箱13操作面板上的各閥門控制信號(hào)燈連接；電阻R13、R28的一端分別與驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4的P13、P17連接，電阻R13、R28的一端與5V電源連接；電容C28端與驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4的P14連接，電容C28的另一端接地。
數(shù)字量輸出接口電路132的電路原理是，采用驅(qū)動(dòng)集成電路A4，放大嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置135的數(shù)字量輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。數(shù)據(jù)采集裝置135的DO輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DD01、DD02、DD03、DD04數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過LMD18400將輸出信號(hào)變換到DDI1、DDI2、DDI3、DDI4，一方面提高了對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面，驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4(型號(hào)LMD18400)內(nèi)部提供了對(duì)每一路輸出信號(hào)的監(jiān)控和保護(hù)，任何一路輸出發(fā)生過載或短路時(shí)，驅(qū)動(dòng)放大集成電路A4的第13腳上的信號(hào)將被拉低，控制系統(tǒng)可以及時(shí)做出相應(yīng)處理，保證了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的準(zhǔn)確性。
請(qǐng)參見圖5所示，模擬量輸入接口電路133由運(yùn)算放大器U2A(型號(hào)為NE5532)、U2B(型號(hào)為NE5532)、基準(zhǔn)電源U12(型號(hào)為ADR433)、電阻R32、R44、R45、R19、R20、濾波電容C7、C19、C20、C21組成；運(yùn)算放大器U2A的P3與地之間并接電容C7和電阻R32，運(yùn)算放大器U2A的P2與P1相連接，運(yùn)算放大器U2A與U2B之間串接電阻R45，基準(zhǔn)電源U12的P6與運(yùn)算放大器U2B的P6之間串接電阻R44，運(yùn)算放大器U2B的P6與P7之間、P5與地之間分別串接電阻R20和R19；基準(zhǔn)電源U12的P2與地之間并接電容C19、C21，基準(zhǔn)電源U12的P6與地之間串接電容C20。
在模擬量輸入接口電路133中，運(yùn)算放大器U2A做電壓跟隨器，使得傳感器輸入電壓信號(hào)準(zhǔn)確地傳送到信號(hào)運(yùn)算處理電路U2B，避免了由于線路阻抗損耗引起的信號(hào)失真；通過精密電阻R32進(jìn)行電流信號(hào)采樣；電容C7對(duì)傳感器輸入的信號(hào)實(shí)現(xiàn)低通濾波，有效濾除線路上可能存在的工頻干擾信號(hào)。
采用運(yùn)算放大器U2B使得輸入的傳感器4～20mA電流信號(hào)準(zhǔn)確地變換為-10V～+10V信號(hào)，充分利用ADC采樣電路的量程，可獲得硬件支持的最高采樣精度；基準(zhǔn)電源U12提供高精度(％0.2)的參考電壓，確保精確轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明中設(shè)置在風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的各壓力傳感器的輸出信號(hào)、設(shè)置在水路組件中的水流量傳感器的輸出信號(hào)、設(shè)置在被檢測(cè)建筑幕墻上的各位移傳感器的輸出信號(hào)通過分接線箱、均通過上述同樣的模擬量輸入接口電路133，輸入嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。該電路通過改變U2B的增益和U12的參考電壓值，可以精確實(shí)現(xiàn)任意線性關(guān)系的輸入-輸出信號(hào)運(yùn)算關(guān)系，電路具有較好的通用性。
請(qǐng)參見圖6所示，模擬量輸出接口電路134由運(yùn)算放大器集成電路U10A(型號(hào)為NE5532)構(gòu)成；運(yùn)算放大器集成電路U10A的正端P3與嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的模擬量輸出端連接，運(yùn)算放大器集成電路U10A的負(fù)端P與運(yùn)算放大器集成電路U10A的輸出端連接，該輸出端與操作面板16上的相對(duì)應(yīng)的儀表連接。
模擬量輸出接口電路134的電路原理是，采用運(yùn)算放大器集成電路U10A(型號(hào)為NE5532)對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的模擬量輸出信號(hào)(對(duì)應(yīng)上圖中的AAO1)進(jìn)行緩沖放大(得到上圖中的AAI1)，以驅(qū)動(dòng)操作面板上的儀表。
請(qǐng)參見圖7所示，風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2由風(fēng)機(jī)21、四組獨(dú)立氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥(型號(hào)為ZSGW-DN600-PN6)221、222、223、224和閥門定位器(型號(hào)為6DR5520)225、226、227、228組成的風(fēng)路切換部件22、靜壓箱23、并行管組件24、氣管25組成；所述的風(fēng)機(jī)21的進(jìn)風(fēng)口通過氣管25與第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221和第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的閥口連接，其出風(fēng)口通過氣管25與和第三氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223和第四氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥224的閥口連接；所述的靜壓箱23一端通氣口與第二氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的閥口和第三氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223的閥口連接；其另一端通氣口與并行管組件25的一端連接，所述的并行管組件25的另一端設(shè)置在檢測(cè)箱體4中。
各氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221、222、223、224由蝶閥和設(shè)置在蝶閥閥口的氣缸(圖上未標(biāo))組成，各氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221、222、223、224由閥體221a、222a、223a、224a與設(shè)置在閥體內(nèi)的閥芯221b、222b、223b、224b構(gòu)成；閥體內(nèi)的閥芯與氣缸、閥門定位器以機(jī)械連接軸同軸連接；外部空氣壓縮機(jī)5輸出的壓縮氣體通過各閥門定位器和氣缸進(jìn)入氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥。四個(gè)閥門定位器的控制端通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接，PLC控制器通過控制閥門定位器，調(diào)節(jié)蝶閥閥芯的閥位。
并行管組件24由主氣管241和文丘里管242并行設(shè)置，該兩管241、242的兩端分別相連接；文丘里管242的中間段管徑小于兩側(cè)的管徑，在這細(xì)小的管徑部位設(shè)有一水流量傳感器26；在相鄰檢測(cè)箱體部位的主氣管241上設(shè)有一大空氣壓力傳感器27和一小壓力傳感器27，主氣管241上間隔設(shè)有金屬軟密封閥(型號(hào)為ZSHWR-10-DN600-PN10)28和放氣閥29。金屬軟密封閥的作用是，當(dāng)進(jìn)行空氣滲透試驗(yàn)時(shí)關(guān)閉該密封閥，此時(shí)氣流均通過空氣流量計(jì)，進(jìn)行計(jì)量。安裝空氣流量計(jì)處的風(fēng)管為特殊制造的文丘里管。當(dāng)進(jìn)行抗風(fēng)壓實(shí)驗(yàn)時(shí)壓力傳感器則記錄下箱體內(nèi)的風(fēng)壓值。文丘里管的工作原理為在做抗風(fēng)壓性能測(cè)試時(shí)，金屬軟密封蝶閥28打開至最大開度，保證有足夠的空氣流量進(jìn)入測(cè)試箱體中建立較高壓力，做氣密性能測(cè)試時(shí)，將金屬軟密封蝶閥28完全關(guān)閉，進(jìn)入測(cè)試箱體氣體全部經(jīng)減小了管徑截面積的文丘里管242，安裝在文丘里管242上的空氣流量傳感器26可以很精確地檢測(cè)空氣流量值。
第一氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221的進(jìn)氣口的氣管25內(nèi)端口設(shè)有過濾器252，在氣管25內(nèi)消音器251；所述的第四氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的出氣口的氣管內(nèi)設(shè)有消音器251。
請(qǐng)參見圖8所示，四個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥從右到左編號(hào)分別為221、222、223、224。在PLC控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作和控制下，四套各自獨(dú)立并相同的氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221、222、223、224與閥門定位器225、226、227、228采用來自壓縮空氣機(jī)的壓縮空氣(圖中未示出)可各自獨(dú)立地調(diào)節(jié)閥芯221b、222b、223b、224b的轉(zhuǎn)動(dòng)角度(以下簡(jiǎn)稱閥位)，從而獲得不同的壓力狀態(tài)。
當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)正壓全壓狀態(tài)時(shí)氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221的閥芯221b全開，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的閥芯222b全閉，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223的閥芯223b全開，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥224的閥芯224b全閉。從大氣抽入的空氣通過氣管25、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221經(jīng)高壓離心風(fēng)機(jī)21提高風(fēng)壓后，通過氣管25、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223、主氣管241、進(jìn)入檢測(cè)箱體4。
當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)壓全壓狀態(tài)時(shí)氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221的閥芯221b全閉，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的閥芯222b全開，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223的閥芯223b全閉，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥224的閥芯224b全開。從檢測(cè)箱體4中抽出的空氣通過主氣管241、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222、氣管25，然后經(jīng)高壓離心風(fēng)機(jī)21提高風(fēng)壓后，通過氣管25、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥224放入大氣。當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)壓全壓狀態(tài)時(shí)，氣體所經(jīng)過的氣路就形成主動(dòng)泄壓回路。
當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)正壓低壓狀態(tài)時(shí)氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221的閥芯221b開啟角度大于90°，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的閥芯222b開啟角度小于90°，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223的閥芯223b開啟角度大于90°，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥224的閥芯224b開啟角度小于90°。從大氣抽入的空氣通過氣管25、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221經(jīng)高壓離心風(fēng)機(jī)21提高風(fēng)壓后，通過氣管25、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223、主氣管241、進(jìn)入檢測(cè)箱體4。
當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)壓低壓狀態(tài)時(shí)氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221的閥芯221b開啟角度小于90°，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥222的閥芯222b開啟角度大于90°，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥223的閥芯223b開啟角度小于90°，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥224的閥芯224b開啟角度大于90°。
當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)平衡狀態(tài)時(shí)四個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥221、222、223、224的閥芯221b、222b、223b、224b調(diào)節(jié)至一定閥位，使檢測(cè)箱體4內(nèi)的壓力與大氣相同。
PLC控制器根據(jù)實(shí)際工況，通過軟件程序，在進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)控制時(shí)，可調(diào)節(jié)各個(gè)閥門的閥位，通過蝶閥中閥位的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)正負(fù)風(fēng)壓的切換。并且，大大提高了風(fēng)壓控制的靈活性和準(zhǔn)確性，從而確保風(fēng)壓曲線的控制周期滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)抗風(fēng)壓測(cè)試所需要的5秒為周期的風(fēng)壓變化。
在風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中為了降低制造成本，并提高控制的靈活性，采用對(duì)四個(gè)閥門獨(dú)立進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，各個(gè)閥門的閥位都可以控制調(diào)節(jié)；同時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)閥門的閥位可以獨(dú)立調(diào)節(jié)設(shè)定，也就可以通過試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)四個(gè)閥對(duì)應(yīng)于前述平衡位置的閥位，采用設(shè)置文丘里管，提高氣密性能檢測(cè)的精度。由于設(shè)有四套相同但是獨(dú)立的閥門和高精度的閥門定位器來實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓調(diào)節(jié)的功能。這樣不但易維護(hù)，也提供了更加靈活的控制手段，省去了調(diào)零閥門，降低了設(shè)備要求。由于設(shè)有并行管路設(shè)計(jì)，通過設(shè)置文丘里管和高等級(jí)的金屬軟密封閥，一方面減小了管路截面積并使得空氣流動(dòng)均勻化，大幅提高空氣流量檢測(cè)的精度，另一方面，盡量降低了管路內(nèi)部的附加滲漏，保證了試件空氣滲漏特性檢測(cè)的準(zhǔn)確性，該設(shè)計(jì)方式也有效提高了小流量時(shí)的測(cè)試精度。為了保證壓力測(cè)量精度，系統(tǒng)設(shè)置了兩個(gè)量程的壓力傳感器27±15kPa和±500Pa。兩個(gè)傳感器27分別對(duì)應(yīng)抗風(fēng)壓性能檢測(cè)和氣密性能檢測(cè)。
請(qǐng)參見圖9所示，水路組件3由水泵機(jī)組31、過濾機(jī)組32、水流量計(jì)33、多個(gè)調(diào)節(jié)閥門34、止回閥35、噴淋部件36及水管37組成；所述的水泵機(jī)組31由大功率水泵311和小功率水泵312組成；該兩水泵311、312的進(jìn)水口分別通過水管37與水池38和自來水管39連接，在兩水泵311、312的進(jìn)水口與水池38之間的水管37上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥34；該兩水泵311、312的出水口分別通過水管37與過濾機(jī)組32的進(jìn)水口和調(diào)節(jié)閥34的一端閥口連接，該兩水泵311、312的出水口與過濾機(jī)組32的進(jìn)水口之間的水管37上分別設(shè)有止回閥35和調(diào)節(jié)閥34；過濾機(jī)組32的進(jìn)水口與出水口之間的水管37上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥34；在過濾機(jī)組32的出水口的調(diào)節(jié)閥34的閥口通過水管37與設(shè)置在檢測(cè)箱體4中的噴淋部件36連接；在噴淋部件36前部的水管上設(shè)置水流量計(jì)33，噴淋部件36下部水流通道與水池38連通。本實(shí)用新型由于采用循環(huán)的水路系統(tǒng)，有效的節(jié)約了水資源。
請(qǐng)參見圖10所示，噴淋部件36由方管構(gòu)成的框架361、并行排列在框架361上的水管362、固定水管362的管卡36、在水管362上均勻布設(shè)多個(gè)噴淋孔364構(gòu)成，在水管362上連接進(jìn)水管365。噴淋部件36能以不小于4L/m2·min的淋水量均勻地噴淋到試件的外表面上，噴淋孔布置均勻，各噴淋孔與試件的距離宜相等；裝置的噴水量能調(diào)節(jié)，并有措施保證噴水量的均勻性。
用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作原理是，當(dāng)使用時(shí)，操作人員對(duì)工控機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，工控機(jī)對(duì)PLC控制器發(fā)出各種操作指令，PLC控制器則通過運(yùn)算處理，接發(fā)控制指令，對(duì)水泵變頻器、風(fēng)機(jī)變頻器、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、總接線箱進(jìn)行具體控制?？偨泳€箱是對(duì)位移傳感器讀數(shù)，將模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸給工控機(jī)，或?qū)⒐た貦C(jī)輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，輸出至各指示燈和儀表，水泵變頻器則對(duì)水泵進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)箱體內(nèi)的水噴淋，水流量計(jì)對(duì)噴淋的水流量進(jìn)行計(jì)量。風(fēng)機(jī)變頻器則對(duì)風(fēng)機(jī)頻率進(jìn)行控制，通過對(duì)箱體內(nèi)鼓風(fēng)從而得到測(cè)試箱體內(nèi)的風(fēng)壓。風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)則對(duì)四個(gè)蝶閥閥位進(jìn)行組合控制，而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試箱體內(nèi)的風(fēng)壓調(diào)節(jié)功能。
當(dāng)進(jìn)行抗風(fēng)壓性試驗(yàn)時(shí)壓力傳感器則記錄下箱體內(nèi)的風(fēng)壓值。所有位移、氣壓、空氣滲透量、水流量等終端信號(hào)反饋到PLC控制柜，經(jīng)過換算處理，最終顯示在工控機(jī)上，試驗(yàn)人員記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行一系列的檢測(cè)操作，完成檢測(cè)。
本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)被檢測(cè)建筑幕墻進(jìn)行了具體測(cè)試，其內(nèi)容如下氣密性能測(cè)試測(cè)量建筑幕墻在一定壓力下的氣體泄漏量。測(cè)試原理為利用風(fēng)機(jī)加一個(gè)恒定壓力，然后利用流量傳感器測(cè)試該壓力下密閉測(cè)試箱體的氣體泄漏量，逐級(jí)加壓，從而確定建筑幕墻的空氣泄漏特性。
測(cè)試系統(tǒng)的供風(fēng)設(shè)備能施加正負(fù)雙向的壓力差，并能達(dá)到檢測(cè)所需要的最大壓力差；壓力控制裝置應(yīng)能調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的氣流。試件兩側(cè)至少應(yīng)各有一個(gè)壓力探測(cè)點(diǎn)，以測(cè)量試件兩側(cè)的壓力差；壓力傳感器的精度應(yīng)達(dá)到示值的2％；空氣流量測(cè)量裝置的測(cè)量誤差不應(yīng)大于示值的5％。
水密性能測(cè)試測(cè)量建筑幕墻在一定壓力下的雨水滲漏量。測(cè)試原理為利用風(fēng)機(jī)加一個(gè)恒定壓力(±1000-3000Pa左右)，然后開始利用檢測(cè)箱體內(nèi)的噴淋部件噴水，并在一段時(shí)間內(nèi)模擬自然與水的風(fēng)壓變化，肉眼觀測(cè)建筑幕墻的水泄漏情況，從而確定建筑幕墻的雨水滲漏特性。
測(cè)試系統(tǒng)的供風(fēng)設(shè)備能施加正負(fù)雙向的壓力差，并能達(dá)到檢測(cè)所需要的最大壓力差；壓力控制裝置能調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的氣流，并能提供3～5s周期的穩(wěn)定波動(dòng)風(fēng)壓，波動(dòng)風(fēng)壓的波峰、波谷值滿足檢測(cè)要求。試件兩側(cè)至少各有一個(gè)壓力探測(cè)點(diǎn)，以測(cè)量試件兩側(cè)的壓力差；壓力傳感器的精度達(dá)到2％；波動(dòng)風(fēng)壓由有合適響應(yīng)速度的傳感器測(cè)量，傳感器的輸出由圖表記錄儀或可顯示壓力變化的設(shè)備記錄。噴淋部件能以不小于4L/m2·min的淋水量均勻地噴淋到試件的外表面上，噴淋孔應(yīng)布置均勻，各噴淋孔與試件的距離宜相等；裝置的噴水量能調(diào)節(jié)，并有措施保證噴水量的均勻性。
抗風(fēng)壓性能測(cè)試測(cè)量建筑幕墻對(duì)強(qiáng)風(fēng)的抵抗特性。測(cè)試原理為利用風(fēng)機(jī)加一個(gè)周期交變壓力(壓力范圍為±2500-5000Pa)，交變周期大約為5秒，然后利用位移傳感器測(cè)量建筑幕墻的變形情況，從而確定建筑幕墻的抗風(fēng)壓特性。
測(cè)試系統(tǒng)的供風(fēng)設(shè)備能施加正負(fù)雙向的壓力差，并能達(dá)到檢測(cè)所需要的最大壓力差；壓力控制裝置能調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的氣流，并能在規(guī)定的時(shí)間達(dá)到檢測(cè)風(fēng)壓。試件兩側(cè)至少各有一個(gè)壓力探測(cè)點(diǎn)，以測(cè)量試件兩側(cè)的壓力差；壓力傳感器的精度達(dá)到1％；波動(dòng)風(fēng)壓由有合適響應(yīng)速度的傳感器測(cè)量，傳感器的輸出由圖表記錄儀或可顯示壓力變化的設(shè)備記錄。位移計(jì)的精度應(yīng)達(dá)到滿量程±0.25％；波動(dòng)壓力周期為5～7s，波動(dòng)次數(shù)不少于10次。升、降壓速度為可達(dá)到500Pa/s，壓力持續(xù)時(shí)間不少于3s。
本實(shí)用新型用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)試達(dá)到了很高的技術(shù)性能指標(biāo)，以上三類測(cè)試全面滿足最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，并能夠做到自動(dòng)切換測(cè)試模式、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)數(shù)據(jù)保存。
權(quán)利要求1.一種用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括工控機(jī)、PLC控制器、總接線箱、水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器、操作面板、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水路組件、檢測(cè)箱體；其特征在于所述的工控機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)總線分別與PLC控制器、總接線箱連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)和命令，總接線箱收集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息傳輸給工控機(jī)；所述的PLC控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線分別與水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器、操作面板、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水路組件中的流量傳感器連接；PLC控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器及風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作和控制，并采集設(shè)備狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中設(shè)有四個(gè)閥門定位器分別與風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的各蝶閥的閥芯、氣缸同軸連接，四個(gè)閥門定位器的控制端通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接，PLC控制器通過控制閥門定位器，調(diào)節(jié)蝶閥閥芯的閥位；所述的風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)變頻控制器連接，PLC控制器通過調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)變頻控制器的頻率，而調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的水路組件中設(shè)有水泵機(jī)組，該水泵機(jī)組由大功率水泵和小功率水泵組成；大功率水泵和小功率水泵的控制端分別與水泵變頻控制器連接，PLC控制器通過調(diào)節(jié)控制水泵變頻控制器的頻率，而調(diào)節(jié)控制水泵輸出的水壓和水流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測(cè)箱體可任意分隔成多個(gè)封閉式檢測(cè)單元，在該檢測(cè)箱體內(nèi)設(shè)有六個(gè)位移傳感器的分接線箱，每個(gè)分接線箱中設(shè)有40個(gè)位移傳感器的輸入和輸出接線端子；若干個(gè)位移傳感器分別設(shè)置在被測(cè)建筑幕墻上，各位移傳感器的信號(hào)輸出端分別通過導(dǎo)線與相對(duì)應(yīng)的分接線箱的輸入端子連接，分接線箱的輸出接線端子通過導(dǎo)線與總接線箱連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制器的操作面板上設(shè)有兩個(gè)壓力保護(hù)開關(guān)，該壓力保護(hù)開關(guān)分別通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制器上設(shè)有一急停按鈕，該急停按鈕通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC控制器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的總接線箱由多個(gè)數(shù)字量輸入接口電路、多個(gè)數(shù)字量輸出接口電路、多個(gè)模擬量輸入接口電路、多個(gè)模擬量輸出接口電路及嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置組成；嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的多個(gè)輸入端分別與各數(shù)字量輸入接口電路的輸出端、各模擬量輸入接口電路的輸出端連接，嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的多個(gè)輸出端分別與各數(shù)字量輸出接口電路的輸入端、各模擬量輸出接口電路的輸入端連接；嵌入式數(shù)據(jù)采集裝置的以太網(wǎng)接口通過以太網(wǎng)總線與工控機(jī)的以太網(wǎng)接口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬量輸入接口電路由運(yùn)算放大器U2A、U2B、基準(zhǔn)電源U12、電阻R32、R44、R45、R19、R20、濾波電容C7、C19、C20、C21組成；運(yùn)算放大器U2A的P3與地之間并接濾波電容C7和采樣電阻R32，運(yùn)算放大器U2A的P2與P1相連接，運(yùn)算放大器U2A與U2B之間串接電阻R45，基準(zhǔn)電源U12的P6與運(yùn)算放大器U2B的P6之間串接電阻R44，運(yùn)算放大器U2B的P6與P7之間、P5與地之間分別串接電阻R20和R19；基準(zhǔn)電源U 12的P2與地之間并接濾波電容C19、C21，基準(zhǔn)電源U12的P6與地之間串接濾波電容C20。
專利摘要一種用于建筑幕墻檢測(cè)裝置的工控機(jī)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括工控機(jī)、PLC控制器、總接線箱、水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器、操作面板、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水路組件、檢測(cè)箱體；工控機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)總線分別與PLC控制器、總接線箱連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)和命令，PLC控制通過現(xiàn)場(chǎng)總線分別與水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器、操作面板、風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水路組件中的流量傳感器連接；PLC控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)水泵變頻控制器、風(fēng)機(jī)變頻控制器及風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作和控制，并采集設(shè)備狀態(tài)。本實(shí)用新型能施加正負(fù)雙向的氣壓，穩(wěn)定的氣流和水流，對(duì)建筑幕墻進(jìn)行氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)，并能夠通過測(cè)控界面，自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、保存。
文檔編號(hào)G01M99/00GK2890882SQ20052004693
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者陸津龍, 鮑德波, 徐勤, 王冰, 戴曉冬 申請(qǐng)人:上海市建筑科學(xué)研究院有限公司