智能建筑實訓平臺的構建及實踐

時間:2022-08-06 08:58:20

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智能建筑實訓平臺的構建及實踐

一、前言

高等職業技術教育是適應社會發展越來越受到重視的高等教育形式,而實踐教學基地建設是高素質高技能人才培養的必備硬件。“成都航空職業技術學院智能建筑實驗實訓中心構建”是四川省“2006年高等教育教學”科研項目之一。課題組成員本著高職教育“創設真實環境、營造工程氛圍、培養職業能力”的實訓基地建設理念,于2007年建設完成了“技術先進、環境一流,規模與多樣性結合,集教學、培訓、職業技能鑒定和技術服務為一體”的“智能建筑校內實訓基地”,保證了“樓宇智能化工程技術專業”及相關專業的崗位技能訓練,為學生實踐能力和專業技術應用能力培養創造了條件。

二、設計指導思想

(1)涵蓋目前建筑智能化系統工程的主要內容,并要求可擴展;

(2)應用建筑智能化新技術,保證實訓基地的先進性;

(3)建立綜合實訓系統集成,體現智能建筑系統集成的特點;

(4)既體現生產現場的真實性,又適合學生實訓教學。

三、智能建筑實訓基地結構與功能

本著使學生了解和熟悉現代建筑中大量使用的建筑智能化設備,掌握先進的智能建筑應用技術目的,智能實訓基地建設主要包括建筑設備綜合管理系統(BMS)和通信網絡系統(CNS)的建設。建筑設備綜合管理系統包括建筑設備監控模擬演示及實訓系統、火災消防自動報警模擬演示及實訓系統以及安全防范模擬演示及實訓系統,目的是讓學生熟悉建筑設備監控系統、火災消防自動報警及聯動系統和安全防范系統的組成、功能,熟悉建筑設備自控系統管理軟件,BMS集成系統的管理功能,并使學生在真實的現場環境中從設計、運行管理、安裝調試、故障檢修等眾多環節接受職業訓練。通信網絡系統(CNS)包括綜合布線實訓系統和計算機網絡實訓及應用系統,目的是讓學生了解智能建筑中通信系統的組成和應用,具備綜合布線操作技能。

1.建筑設備監控模擬演示及實訓系統

(1)冷熱源系統冷熱源系統采用風冷熱泵機組,為實訓基地空調系統提供冷熱源。該系統通過低壓配電仿真教學系統進行統一供配電,按實訓基地實際需要進行系統設計和配置,使學生通過實訓了解風冷熱泵機組系統的啟停、補水閥及旁通閥的控制、設備運行狀態監視、操作參數設定,熟悉相關軟件的使用。

(2)空調系統由風冷熱泵機組、全空氣一次回風、風機盤管、排風兼排煙四個子系統組成,按實訓基地實際需要進行設計和配置,能實現運行設備控制、室內溫度控制、風高校智能建筑創新實訓基地建設與實踐楊婉(成都航空職業技術學院,四川成都610021)機及過濾網報警控制、設備運行監視、溫度參數設定與回顯等功能。該系統與中央監控系統配合,實現對空調系統運行的實時監控;與消防報警及聯動系統配合,實現空調系統與防火閥自動切換等聯動控制。

(3)給排水系統給排水系統分給水和排水兩部分,給排水系統主要設備有給水(排污)泵、高低位水箱、污水池等,主要摸擬給排水主要設備在實際中的運行工況,能實現水箱及水池水位監視、水泵的自動及手動啟停控制、水泵運行狀態監視和故障報警等。

(4)供配電與照明系統通過實訓基地內不同子系統的配置,按實訓基地實際需要進行供配電分配。根據燈具的不同組合,實現不同環境的照明效果,如教學實驗室、中央監控辦公區、應急照明。供配電與照明系統可實現定時控制、分區控制和合成照度控制,并與消防報警及聯動系統配合,實現聯動控制。

(5)電梯系統電梯系統直按參與電梯模型的控制,通過串行接口采集現場電梯運行的參數,顯示電梯所在的層站、轎內及廳外呼梯信息、井道傳感器狀態、電梯運行的調配狀態等。

2.火災消防自動報警及聯動系統火災消防自動報警系統是聯動的消防系統,它由兩個分支系統組成,一是自動噴水滅火系統和消火栓系統,一是火災報警控制系統。前者是對火災的及時撲滅和有效防護,后者是對火災初期的探測和警報。二者配合緊密,互為因果,組成了一個功能完善的自動消防系統。

3.安全防范系統包含CATV監控和電子巡更系統,以實訓基地及周圍環境為對象,設置防區,布設攝像頭、各種探測器和報警裝置,實現視頻監測功能。現場上位機自動記錄巡更時間和事件,在實訓基地門口設置入口管理系統,實現識別、確認等功能。

4.綜合布線系統在實驗環境下建立模擬的設備間子系統、模擬的垂直干線子系統、模擬的樓層配線間子系統、模擬的水平子系統和實際應用的各工作區子系統。在操作臺上讓學生進行綜合布線系列接口的操作實訓,體現當前綜合布線系統的主流技術。

5.計算機網絡實訓及應用系統上述各子系統均通過高速以太網聯網,構成一個基于局域網的分布式監控系統,通過中央監控站實現對各子系統的管理與控制,實現系統集成。該系統支持TCP/IP網絡協議,以中央交換機為核心,形成星形網絡結構,具有DDE、WebSever功能,采用RS232/485串行接口實現不同子系統之間的網絡互連。通過網絡系統測試、網絡設備性能和網絡管理功能等方面的實驗,使學生掌握組建網絡及管理網絡的技能。

四、實訓平臺構建

作為一套教學設備,該系統主要服務于教學。由于高等職業技術教育培養的是生產、管理、建設、服務第一線需要的高級技術應用型人才,注重實踐能力培養,因此,在系統設計中應突出教學應用的目的,不僅要包含系統運行過程的教學演示,也要實現學生的可操作性。本教學系統設計中充分考慮實訓設備能根據教學要求現場拆卸、組裝和組合,并能進行任意故障設置和檢測,將仿真與工程實際相結合,使學生能夠理論結合實踐,提高學生的實際動手能力和分析解決問題的能力。

在該系統的建設過程中,同時開發與之配套的實踐教學“軟件”,即實訓項目、實訓教學大綱、實訓指導書、多媒體實訓課件等。此教學“軟件”有利于幫助學生學習如何操作、判斷、識別和處理現場信息。本系統開發的實訓項目共計78個,以空調系統為例,主要實訓項目如下:實訓1智能空調仿真一次回風系統的基本操作實訓2智能空調仿真一次回風系統回風閥的控制實訓3智能空調仿真一次回風系統冷熱水閥的控制實訓4風機盤管系統控制實訓5智能空調系統綜合實訓(一)設備運行狀態監視實訓6智能空調系統綜合實訓(二)溫度設定、參數顯示實訓7聯動編程實訓8線路故障的判斷與處理十例實訓9程序設置錯誤的判斷與糾正十例實訓10按控制線路圖將各部分聯接實訓11設計一個簡單的應用系統上述實訓項目既有仿真實訓,也有實物操作,通過訓練,學生能夠熟悉空調自動控制系統的工作流程和原理,掌握基本的操作方法,學習如何進行故障的判斷與處理,并能進行系統設計。本智能建筑實訓基地是利用先進的計算機技術、網絡通信技術等現代化管理手段進行開放性實訓教學環境及教學管理。實訓教師在管理中,可以進行實訓基地設備、儀器的使用介紹,安排實訓任務,督促學生預習、提交實訓報告,以過程評價方式進行實訓考核及成績管理。

五、結束語

職業能力訓練是高職教育培養高等技術應用型和專業化技能型人才的重要教學環節,是突出高職教育應用性和針對性的體現,也是高職教育區別于普通高等教育的一個特點。成都航空職業技術學院“智能建筑實訓基地”建設,無論在使用功能還是職業環境方面都有別于一般的工程設計,為我院2004級至2007級樓宇智能化工程技術專業及相關專業教學提供了與工程實際密切結合的最優化實訓環境,并定期開展針對企業的培訓,培訓對象累計2000余人次,教學和培訓效果良好。本項目對相關專業教學實訓基地建設,有一定的參考價值。