人工造雪设备

Delta控制系统主要设备场地设备建筑图片

所有Delta造雪系统均采用由Delta开发的Snoforce™造雪管理软件。此软件特别应用于造雪， 提供实时数据显示、数据存储及泵和压缩机的远程控制。亦提供每日按需报告，系统性能和成本管理的相关信息。

Integral Snoforce™ 是CPU主体内运作的PLC模块的软件，以天气状况、要求的雪质量、系统水压、温度等提供个别的喷嘴压力计算，计算结果是一致，又有造雪有成本效益。

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主计算机内的CPU 连接主及现场控制装置，而主控制装置自动控制MCB里所有机器的开关、流量、压力、温度等，并连接气象站及现场控制装置。现场控制装置安装在每个自动消火栓模块、自动气/水阀门、压力和流量的控制装置上。

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  • 数据记录
  • 数据检查和分析
  • 包括功耗和成本、雪产量、运行效率、系统状态的自动报告生成
  • 报警状态监测
  • 远程启动/停止和监测水泵和空气压缩机成套设备
  • 从MCB监测MCC
  • 压力控制泵水系统
  • 水流量监控
  • 水系统的入水口的水压和水温
  • 泵水系统的背压和排放水压
  • 排放气流
  • 排放气压和温度
  • 压缩机冷却系统的压力和温度
  • 远程启动/停止和监测闭环冷却系统设备
  • 远程启动/停止自动消火栓

Delta的造雪管理系统的核心功能是由工业PC结合可编程逻辑控制器（PLC）执行。Delta产品日益普及确保迅速变化的计算机硬件和软件产业的最佳兼容性。此工具在自动化工厂和办公环境是容易使用，连新手都能操作。

此控制系统位于三个气象站，一个在MCB，一个在滑雪场的基础高度，一个在山顶。每个气象站收集温度和相对湿度的数据。山顶的气象站配备风速和风向的设备。所有得出的数据由MCB控制室里的计算机处理，提供要求的所有交互式目标，使系统性能最大化。

另外有四个要素最能描述有效造雪控制系统的要求，就是指挥（command）、控制（control）、通信（communication）和情报（intelligence），或称C3I系统。毫无疑问，军事科学也使用相同的要素来确定他们的运作效率。为了更好地解释C3I系统的概念，就以稍微不同的次序来解说。

1. 情报
2. 指挥
3. 控制
4. 通信

一台设计优良的计算机控制系统必须能够承接和掌握C3I的各个方面。每一个控制和感测点未必需要结合到系统中。然而，重要的是控制系统要以平衡的方式设计和执行，亦包括平衡成本在内。

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图1. 指挥、控制、通信和情报: C3I

Delta 控制系统以主计算机通过串行、多点网络，与各种设备进行通信（见图2） 。每个遥控站可感测和控制任何数字和模拟点，并且可以与不同程度的现场处理能力配置。这样的分布系统能以低成本提供更大的灵活性和控制功能。

上述配置提供可靠、便宜的数据采集和完全灵活的控制。
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图2

现行的半自动控制系统可以随时转换成全自动系统。自动消防栓的控制由主控制计算机来执行，并通过一对通信线传至自动消防栓。系统中的每个自动消防栓的确切状态以计算机显示。每条自动线是110或220v AC，只限用于现场PLC。

Delta自动系统使用实时控制算法，扫描每个喷嘴的压力，与最佳压力进行比较，然后调节消防栓，以达到最佳性能。此方法允许无限控制，并确保每个喷嘴的表现达100%效率。

将一条或多条造雪线转换成自动模式，包括以下步骤;

1. 消防栓阀门升级

安装在所有自动喷嘴的专用阀门提供精确的调节控制。阀动器是由气动操作，因此AWR恒定控制会因应天气条件而改变。此外，Delta自动消防栓有造雪后的自排水线的改进装置的新概念，此新装置可自由安装在塔式喷嘴上。

2. 通信装置

高速通信装置安装于每个自动喷嘴的位置。这装置直接通信到控制计算机并控制空气阀和水阀。

3. 气象站

为了准确计算AWR，Delta在滑雪区设置了三个气象站。一个在山顶上装配了环境温度(AT)、相对湿度(RH)、风速(WS)和风向(WD)，一个在MCB位置的山腰上，装配了环境温度、相对湿度和大气压力(BP)，另一个在基地区域装配了环境温度和相对湿度。数据记录器从有湿球温度(WBT)传感器的气象站以无线收集所有气象数据，然后直接与主计算机通信。主计算机会分析气象数据，并给每个自动消防栓转换成精确的湿球温度。现场PLC感应自动阀动器显示于CPU，以及将操作信息作为数据库存储到主计算机。

4. 自动消防栓

Delta自动消防栓及喷嘴均采用气动、弹簧复位、故障保险阀门系统（见附图）。Delta认为最重要的是故障保险功能，亦是Delta的独有设计。在遇到压缩空气系统停电或出现故障时，自动消防栓的水阀会自动关闭，防止滑雪道忽然“结冰”。

自动消防栓装有阀门、控制系统、电子装置、管道、软管、造雪喷嘴和防止自动阀结冰的小型供暖器等所有配备。Delta自动消防栓有专门设计的自排水设备，无需安装于地下。


Delta Monitoring System Display


Main_Equipments

Delta全自动消防栓

Delta自动消防栓及喷嘴均采用气动、弹簧复位，故障保险阀门系统。Delta E&C认为最重要的是故障保险功能，亦是Delta的独有设计。在遇到压缩空气系统停电或出现故障时，自动消防栓的水阀会自动关闭，防止滑雪道忽然“结冰”。自动消防栓装有阀门、控制系统、电子装置、管道、软管、造雪喷嘴和防止自动阀结冰的小型供暖器等所有配备。Delta自动消防栓有专门设计的自排水设备，无需安装于地下。

Delta Auto hydrant

在全自动模式操作的情况下，除以上所述外，另外还需要在MCB（主控楼）中与电源和通信线连结的主控制系统的自动控制自动消防气/水栓模块（以下称为“自动消防栓”）。自动消防栓安装于组装式装置保护设施中，里面配有气动控制空气/水阀、现场PLC控制器、执行器控制用气动控制箱、和小型供暖器，避免水管在寒冷的天气时结冰。另外，Delta专门设计的自排水设备能防止在造雪后，造雪管和消防栓结冰。

Delta的半自动控制模式在施工后在地面上安装自动消防栓模块，即可以随时转换成全自动模式。如客户有意将半自动模式转换成全自动模式，只需在施工初期安装电源和通信线路便可。

 

还有，自动消防栓模块容易拆开维修，只要将主空气/水管连接端口去耦便可。Delta设计的自动消防栓连接到主空气/水管，采用了手动消防栓连接雪软管的快速连接方法。手动消防栓有2个重要的功能:

 

第一，即使自动消防栓置于不同的高度，手动消防栓都会将每个自动消防栓的压力设置在同一水平，能减少阀的成本和只根据WBT的变化，简化AWR的精确控制。

第二，手动消防栓必要时可迅速去耦，维修和更换容易。

为了能够充分覆盖滑雪道的范围，在管道上，Delta建议每隔50米安装消防气栓和消防水栓。而间距可以根据地形而定，少至40米，多至50米。.

滑雪场使用20ft Delta塔式喷嘴，50米的间距是适当的。由于风速和风向是随着天气状况而变化，Delta 设计了可调节高度角和调整方向的千斤顶。一般来说，20ft小型塔喷射范围是10米至50米，喷射角度大于90度。

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半自动智能消火栓

delta manual and semiauto-002 在半自动控制模式中，Delta的新一代 SnoforceTM 呼叫器压力计量器，能实时接收AWR（气水比）的信号。压力计量器安装在水管前的消防栓排放口上的适配器内。每个喷嘴都需要合适的接头，每第10个消防气栓则额外需要一个接头。喷嘴会根据环境温度变化来调节水的流量，人工造雪机因应计算机的AWR，利用以上的接头调节水的流量。


Delta MK-II Ground Nozzle

Delta 喷嘴生产性能

 

Delta通常不说明喷嘴的生产性能与温度的关系，原因是：

需要检验的是造雪系统的性能，而不是喷嘴的性能。造雪系统的性能在于，不论有多少喷嘴，都能在给定温度下使用最少量的压缩空气将最大量的水转化成雪。

换句话说，每m3 的水用多少空气能量去转换成雪，喷嘴的操作视乎在不同温度，AWR 是多少。

这决定多少雪要生产就要消耗多少能量。关键在全温度范围里，每单位的水要用多少空气来转化为雪，就是喷嘴的效率。

喷嘴的效率也是造雪系统性能的根本效率。然而喷嘴的效率并不是直接与雪生产成正比，也要视乎整体效率或AWR。

除了低气水比，相比于其他产品，Delta 还有另一优点。Delta喷嘴产生的雪，未冻水含量只在5％的范围内，而竞争对手的喷嘴则在20％至40％之间，而无气设备的未冻水含量则高达50％ 。

而要提出的问题是，每个喷嘴可产生多少雪量，成本又多少呢？重要的是即使资金成本建造的造雪系统较高，也不要忽略运营成本。

以下4项证明Delta 造雪系统的运营成本比竞争对手低:

  1. Delta 喷嘴降低整体AWR。
  2. 较高的气压令整体造雪性能有40％至50％的改善。
  3. 使用Delta控制系统能将效率推到90％至95％的范围内，优化系统性能。
  4. 使用Delta喷嘴，在产生的雪中，未冻水的百分比越低，可产生的雪越多。

下面的例子显示在不同温度下约150 psi 的气压，喷嘴的生产量。


Delta Tower Snowmaking Nozzles-001

此系统性能的核心是采用安装在20ft小型铝质炮塔上的Delta 4头空气/水造雪塔式喷嘴。全因为Delta公司的不断研究和开发，塔式喷嘴是现今市面上最有效率的。

根据系统的大小:

选择一，不同大小的造雪装置，所使用的喷嘴数目都有不同，建议每次使用最多数量的喷嘴。而喷嘴应该装于可移动的小型塔式橇上，方便移至造雪区域，如此，Delta则建议使用双套喷嘴，以减少因为要移至另一造雪区的生产时间的损失。

选择二，Delta 建议额外将塔式喷嘴永久性安装于滑雪趁的主楼和山顶位置，因为此两个位置聚集最多滑雪人士，加快雪融化，需要每天造雪。如果将塔式喷嘴安装于此，造雪人员就不会有生产时间损失的问题。这就是Delta建议安装塔式喷嘴在此两个地方的原因。

Delta Tower Snowmaking Nozzles-002

取得专利的特殊设计喷头，只要使用快速喷嘴更换装备，就能够轻易换上不同的喷嘴头，亦能安装6至7个喷头。如在宽阔的主楼又或山顶造雪的话，Delta 建议使用6头喷嘴，而非风扇型雪枪，可降低客户的投资成本。