給水體系的BA設(shè)計(jì)與控制范文

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本文作者：張衛(wèi)疆單位：上海凱峰房地產(chǎn)開發(fā)限公司

設(shè)計(jì)方案要求控制中心對(duì)泵房設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程控制，同時(shí)要求小區(qū)綜合管線設(shè)計(jì)時(shí)將ba系統(tǒng)布線管道設(shè)計(jì)納入其中統(tǒng)一考慮。因?yàn)樵撔^(qū)供電量有保障，電動(dòng)機(jī)功率大于10KW和小于50KW，所以設(shè)計(jì)方案采用星三角間接啟動(dòng)。設(shè)計(jì)方案有泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示器及自動(dòng)故障顯示，電機(jī)過載保護(hù)，短路保護(hù)等必要的信號(hào)接點(diǎn)。根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求，統(tǒng)計(jì)出輸入、輸出（I/O）信號(hào)，建立BA控制點(diǎn)示意圖（見表1），選用相應(yīng)I/O模塊，并據(jù)此配置相應(yīng)PC機(jī)箱和顯示器。同時(shí)考慮今后系統(tǒng)升級(jí)改造的冗余量。

將水泵的自動(dòng)啟停控制、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障報(bào)警、水箱水位監(jiān)測等現(xiàn)場的開關(guān)和模擬信號(hào)全部轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)編程組態(tài)形成設(shè)備平面圖顯示在電腦上，并外接聲光報(bào)警裝置，方便控制中心及時(shí)處置突發(fā)情況。控制中心通過總線接口與泵房控制柜連接，當(dāng)小區(qū)控制中心操作臺(tái)和泵房控制器的手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)都打到手動(dòng)狀態(tài)才能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。自動(dòng)控制時(shí)，將控制中心控制臺(tái)和泵房控制器上的轉(zhuǎn)換開關(guān)分別打到自動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)BA系統(tǒng)設(shè)備廠家和I/O分配關(guān)系及其它設(shè)計(jì)參數(shù)，按選擇的設(shè)備及其使用說明書進(jìn)行接線圖設(shè)計(jì)。

BA控制方法是通過泵房控制柜、監(jiān)控中心等主要的給水控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)給水系統(tǒng)的高效控制。具體過程是首先通過對(duì)液位、壓力、流量等信號(hào)的采集實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵、泵房水箱、屋頂水箱運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視；同時(shí)通過將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（或者直接采用數(shù)字傳感器），經(jīng)監(jiān)控中心處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給泵房現(xiàn)場控制柜處理器（PLC控制器），由PLC控制器發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)給水系統(tǒng)的控制（見圖1：給水系統(tǒng)的BA控制示意圖）。

泵房水箱是通過遙控浮球閥控制進(jìn)水，水箱內(nèi)加裝有高、低位限位浮球閥，其控制信號(hào)與泵房控制柜聯(lián)動(dòng)，做到對(duì)泵組的控制。防止泵房水箱溢水或缺水。特別是在市政管網(wǎng)臨時(shí)斷水的情況下，避免了泵房水泵啟動(dòng)，防止水泵無水運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致水泵燒壞。泵組采用兩種方式向用戶供水。方式1，在多層建筑區(qū)，由變頻泵組將泵房水箱里的水直接供給樓內(nèi)用戶。方式2，在小高層、高層建筑區(qū)，由離心泵組將水箱里的水先打到屋頂水箱，再經(jīng)屋頂水箱將水供給樓內(nèi)用戶。水泵控制：手動(dòng)/自動(dòng)兩種轉(zhuǎn)換模式，現(xiàn)場手動(dòng)時(shí)，操作者可分別啟動(dòng)每臺(tái)水泵，幾臺(tái)水泵也可同時(shí)運(yùn)行。自動(dòng)時(shí)，由生活泵控制柜PLC控制器根據(jù)高、低位水箱的液位浮球信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算判斷后，對(duì)水泵運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。①變頻泵組：通過監(jiān)控管內(nèi)水壓來控制供水，采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器(PLC)構(gòu)成控制系統(tǒng)，具有控制水泵出口總管壓力恒定、改變流量供水功能。本小區(qū)有3臺(tái)變頻泵，平時(shí)保持管內(nèi)水壓恒定，當(dāng)用戶用水時(shí)，管內(nèi)壓力降低，第一臺(tái)變頻泵啟動(dòng)向用戶供水；當(dāng)用水量增大，第一臺(tái)變頻泵供水量不足時(shí)，第二臺(tái)變頻泵啟動(dòng)，以此類推，滿足供水要求；反之隨著用水量的逐漸減少，變頻泵依次停泵。②離心泵組：屋頂水箱供水由水箱浮球與泵房內(nèi)水泵控制柜聯(lián)動(dòng)控制，通過控制離心泵啟動(dòng)或停止，實(shí)現(xiàn)向屋頂水箱供水。當(dāng)屋頂水箱缺水時(shí)，屋頂水箱浮球控制線發(fā)出缺水信號(hào)，屋頂水箱電磁閥打開，泵房生活泵啟動(dòng)；當(dāng)屋頂水箱水滿時(shí)，屋頂浮球控制線發(fā)出水箱滿水信號(hào)，生活泵停止，屋頂水箱電磁閥關(guān)閉。屋頂水箱液位控制：當(dāng)液位高于或低于設(shè)定值時(shí)，屋頂水箱浮球控制器發(fā)出接點(diǎn)控制信號(hào)，使接點(diǎn)斷開或閉合，供控制或報(bào)警用。它可直接采用控制回路電壓為24V～220V的交流電路，為保證安全液位控制線采用24V，接于泵房控制柜內(nèi)。通過聯(lián)動(dòng)達(dá)到電磁閥打開，泵房生活泵啟動(dòng)供水。或者泵房生活泵停止供水，電磁閥關(guān)閉。

泵房控制柜由PLC控制器、接觸器、繼電器、延時(shí)繼電器、DDC（遠(yuǎn)程控制）等主要設(shè)備組成，是給水系統(tǒng)的核心單元通過PLC控制器，實(shí)現(xiàn)泵組、閥門的邏輯控制，達(dá)到了對(duì)系統(tǒng)的數(shù)字PID調(diào)節(jié)功能。具體實(shí)施是通過安裝在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實(shí)時(shí)將壓力、流量非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入至可編程控制器(PLC)的輸入模塊，信號(hào)經(jīng)CPU內(nèi)部邏輯運(yùn)算處理后選擇最佳運(yùn)行狀態(tài)。并根據(jù)微機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的水泵給水流量與揚(yáng)程的函數(shù)關(guān)系，將反饋壓力與設(shè)定壓力的偏差值進(jìn)行PID處理后發(fā)出控制指令，控制泵的投運(yùn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行泵的轉(zhuǎn)速，從而將給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。對(duì)于含有控制的監(jiān)測點(diǎn)，可以直接采用或者加裝類似DDC模塊，直接現(xiàn)場編程處理，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送給控制中心電腦，實(shí)現(xiàn)小區(qū)控制中心對(duì)給水系統(tǒng)液位及設(shè)備狀態(tài)的集中顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)泵房泵組的遠(yuǎn)程控制。

BA系統(tǒng)實(shí)施后，成效主要有以下幾方面：由于泵房進(jìn)水閥失靈導(dǎo)致的泵房被水淹和屋頂水箱溢水現(xiàn)象不見了，節(jié)省了水資源。由于泵組科學(xué)、安全運(yùn)行，節(jié)省了電資源。設(shè)備控制方便、簡單，便于檢修和更換。便于使用者學(xué)習(xí)和操作。系統(tǒng)安全性增加，不會(huì)發(fā)生觸電和誤動(dòng)作的危險(xiǎn)。系統(tǒng)通訊采用工業(yè)的RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議，并帶有擴(kuò)展性接口，方便系統(tǒng)以后的升級(jí)改造。BA系統(tǒng)的成功實(shí)施，節(jié)省了小區(qū)物業(yè)管理上的人力成本，帶來了小區(qū)物業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變，使小區(qū)物業(yè)管理踏上了一個(gè)新的臺(tái)階。結(jié)束語實(shí)踐證明，BA系統(tǒng)在該小區(qū)給水系統(tǒng)上的成功運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)給水設(shè)備的高效管理，節(jié)省了水、電資源，節(jié)約了人力資本。我們有理由相信隨著網(wǎng)絡(luò)科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，BA系統(tǒng)的逐步完善和發(fā)展，BA系統(tǒng)必將在我國住宅小區(qū)設(shè)備控制管理中得到全面普及。