淺談智能化控制系統在城市無負壓二次供水設備中的應用

王永戰

(濟源市自來水公司，河南 濟源454650)

近年來，隨著城市經濟的快速發展，城市規模急劇擴大，多層建筑和高層建筑越來越多，越來越高。 這對保障城市基礎功能之一的城市供水提出新的需求，傳統的水池或水箱加泵站的二次供水模式由于受到能耗大、水質二次污染的因素制約，已經不能適應現代社會追求高品質生活的要求。 隨著供水技術的發展，特別是智能化控制技術與傳統供水技術的有機融合，使得二次供水技術向著環保、衛生、節能的方向發展，這就是新型的無負壓二次供水系統。

該系統采用先進的微處理器控制技術，通過傳感器與智能保護器的智能化控制， 能根據用戶所需要的壓力和流量智能調節系統運行，實現高效節能供水和智能化保護作用。 整個系統全自動運行，不需要專人值守，并可實現遠程監控設備運行狀態與控制設備的工作狀態。

1 系統介紹

二次供水智能控制系統主要由以下幾部分組成： 智能控制柜（PLC）、壓力變送器、防負壓模塊、多重保護器、水泵機組及穩流罐、其他附屬配件等組成。整個二次供水系統工作原理為：首先，根據設計部門確定的用戶實際需要的壓力和流量， 在智能控制裝置進行設定，當市政自來水管網的水進入穩流罐時，控制系統的防負壓模塊和壓力變送器同時開始工作， 防負壓模塊通過智能控制穩流罐內機械浮球閥，使罐內不出現負壓，不對其他用戶用水造成影響；同時，壓力變送器檢測當前市政自來水管網的壓力值， 并將數據傳送至智能控制裝置，利用PID 運算， 比較實際檢測的壓力值與用戶設定的壓力值的大小，并根據比較結果，智能控制水泵機組的運行狀態：當市政自來水管網的壓力大于或等于用戶設定的壓力值時，控制水泵停止運轉，市政自來水從旁通管直接對用戶供水；當市政自來水管網的壓力小于用戶設定的壓力值時，差多少，補多少，智能控制裝置把信號傳送給變頻器，水泵運行，并根據用戶需要水量的多少自動調節水泵的轉速，保持對用戶正常用水；當市政自來水管網突發停水事故時，壓力變送器把信號傳送給智能控制系統，控制系統把信號反饋給變頻器，水泵停止運行，保護水泵機組。 系統工作原理如圖1 所示。

以某小區配置的無負壓（疊壓）二次供水系統為案例進行介紹：該小區共有12 幢11 層高的住宅樓，樓層高33 米，二次供水系統由上海某泵業集團提供，給水加壓設備采用SNWG49-65-3 型（流量49m3/h,揚程65m，3 臺水泵），智能控制系統采用SNK-WBP-2-7.5 型。根據圖紙設計，該小區設計供水壓力為0.5MPa，首先，在智能控制柜設置用戶參數為0.5MPa。正常時段，市政自來水管網壓力為0.23MPa，智能控制系統控制水泵機組在市政自來水管網原有壓力上再增壓0.27MPa，滿足用戶使用。 由于市政自來水壓力是實時動態變化的，壓力變送器連續采集壓力信號，傳給智能控制系統，傳送的壓力信號與設定的壓力值經控制系統PID 運算，向變頻器傳送運轉變頻指令，控制水泵機組以變頻方式運行，保持恒壓供水，時刻滿足用戶使用。

圖1 系統工作原理圖

2 結束語

在城市二次供水統中引入智能化控制系統解決了傳統的二次供水方式所帶來的弊端，而且起到環保節能的效果。 住房和城鄉建設部在2008 年12 月12 日分別批準發布了《箱式無負壓供水設備》（CJ/T302-2008）和《穩壓補償式無負壓供水設備》（CJ/T303-2008 兩個）城鎮建設行業標準，于2009 年6 月1 日起實施。 在兩個標準中，都提出了無負壓供水設備應具有以下智能功能：（1）水泵的變頻和輪換運行功能；（2）無負壓功能；（3）根據用戶不同時段的需要智能調節流量和壓力的功能；（4）設備運行中的智能保護功能；（5）遠程監測和監控功能。由此可見，智能化控制系統是無負壓二次供水設備的神經中樞，它直接影響著整個系統的穩定性以及整個設備的所有功能能否實現。