給水體系的BA設計與控制范文
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本文作者：張衛疆單位：上海凱峰房地產開發限公司
設計方案要求控制中心對泵房設備實施遠程控制，同時要求小區綜合管線設計時將ba系統布線管道設計納入其中統一考慮。因為該小區供電量有保障，電動機功率大于10KW和小于50KW，所以設計方案采用星三角間接啟動。設計方案有泵電動機運行指示器及自動故障顯示，電機過載保護，短路保護等必要的信號接點。根據上述設計要求，統計出輸入、輸出（I/O）信號，建立BA控制點示意圖（見表1），選用相應I/O模塊，并據此配置相應PC機箱和顯示器。同時考慮今后系統升級改造的冗余量。
將水泵的自動啟停控制、運行狀態監測、故障報警、水箱水位監測等現場的開關和模擬信號全部轉換成計算機可以接受的數字信號，經編程組態形成設備平面圖顯示在電腦上，并外接聲光報警裝置，方便控制中心及時處置突發情況。控制中心通過總線接口與泵房控制柜連接，當小區控制中心操作臺和泵房控制器的手/自動轉換開關都打到手動狀態才能實現手動控制。自動控制時，將控制中心控制臺和泵房控制器上的轉換開關分別打到自動狀態。根據BA系統設備廠家和I/O分配關系及其它設計參數，按選擇的設備及其使用說明書進行接線圖設計。
BA控制方法是通過泵房控制柜、監控中心等主要的給水控制設備，實現對小區給水系統的高效控制。具體過程是首先通過對液位、壓力、流量等信號的采集實現對水泵、泵房水箱、屋頂水箱運行狀態的監視；同時通過將傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號（或者直接采用數字傳感器），經監控中心處理后將數據發送給泵房現場控制柜處理器（PLC控制器），由PLC控制器發出指令，實現對給水系統的控制（見圖1：給水系統的BA控制示意圖）。
泵房水箱是通過遙控浮球閥控制進水，水箱內加裝有高、低位限位浮球閥，其控制信號與泵房控制柜聯動，做到對泵組的控制。防止泵房水箱溢水或缺水。特別是在市政管網臨時斷水的情況下，避免了泵房水泵啟動，防止水泵無水運轉，導致水泵燒壞。泵組采用兩種方式向用戶供水。方式1，在多層建筑區，由變頻泵組將泵房水箱里的水直接供給樓內用戶。方式2，在小高層、高層建筑區，由離心泵組將水箱里的水先打到屋頂水箱，再經屋頂水箱將水供給樓內用戶。水泵控制：手動/自動兩種轉換模式，現場手動時，操作者可分別啟動每臺水泵，幾臺水泵也可同時運行。自動時，由生活泵控制柜PLC控制器根據高、低位水箱的液位浮球信號進行邏輯運算判斷后，對水泵運行實現自動控制。①變頻泵組：通過監控管內水壓來控制供水，采用電動機調速裝置與可編程控制器(PLC)構成控制系統，具有控制水泵出口總管壓力恒定、改變流量供水功能。本小區有3臺變頻泵，平時保持管內水壓恒定，當用戶用水時，管內壓力降低，第一臺變頻泵啟動向用戶供水；當用水量增大，第一臺變頻泵供水量不足時，第二臺變頻泵啟動，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水泵控制柜聯動控制，通過控制離心泵啟動或停止，實現向屋頂水箱供水。當屋頂水箱缺水時，屋頂水箱浮球控制線發出缺水信號，屋頂水箱電磁閥打開，泵房生活泵啟動；當屋頂水箱水滿時，屋頂浮球控制線發出水箱滿水信號，生活泵停止，屋頂水箱電磁閥關閉。屋頂水箱液位控制：當液位高于或低于設定值時，屋頂水箱浮球控制器發出接點控制信號，使接點斷開或閉合，供控制或報警用。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。通過聯動達到電磁閥打開，泵房生活泵啟動供水。或者泵房生活泵停止供水，電磁閥關閉。
泵房控制柜由PLC控制器、接觸器、繼電器、延時繼電器、DDC（遠程控制）等主要設備組成，是給水系統的核心單元通過PLC控制器，實現泵組、閥門的邏輯控制，達到了對系統的數字PID調節功能。具體實施是通過安裝在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實時將壓力、流量非電量信號轉換為電信號，輸入至可編程控制器(PLC)的輸入模塊，信號經CPU內部邏輯運算處理后選擇最佳運行狀態。并根據微機內存儲的水泵給水流量與揚程的函數關系，將反饋壓力與設定壓力的偏差值進行PID處理后發出控制指令，控制泵的投運臺數和運行泵的轉速，從而將給水總管壓力穩定在設定的壓力值上。完成供水壓力的閉環控制，在管網流量變化時達到穩定供水壓力和節約電能的目的。對于含有控制的監測點，可以直接采用或者加裝類似DDC模塊，直接現場編程處理，同時將數據傳送給控制中心電腦，實現小區控制中心對給水系統液位及設備狀態的集中顯示，同時實現對泵房泵組的遠程控制。
BA系統實施后，成效主要有以下幾方面：由于泵房進水閥失靈導致的泵房被水淹和屋頂水箱溢水現象不見了，節省了水資源。由于泵組科學、安全運行，節省了電資源。設備控制方便、簡單，便于檢修和更換。便于使用者學習和操作。系統安全性增加，不會發生觸電和誤動作的危險。系統通訊采用工業的RS-485標準接口和協議，并帶有擴展性接口，方便系統以后的升級改造。BA系統的成功實施，節省了小區物業管理上的人力成本，帶來了小區物業管理方式的轉變，使小區物業管理踏上了一個新的臺階。結束語實踐證明，BA系統在該小區給水系統上的成功運用，實現了小區給水設備的高效管理，節省了水、電資源，節約了人力資本。我們有理由相信隨著網絡科技、計算機技術、微電子技術的進一步發展，BA系統的逐步完善和發展，BA系統必將在我國住宅小區設備控制管理中得到全面普及。
