浅谈智能化控制系统在城市无负压二次供水设备中的应用

王永战

(济源市自来水公司，河南 济源454650)

近年来，随着城市经济的快速发展，城市规模急剧扩大，多层建筑和高层建筑越来越多，越来越高。 这对保障城市基础功能之一的城市供水提出新的需求，传统的水池或水箱加泵站的二次供水模式由于受到能耗大、水质二次污染的因素制约，已经不能适应现代社会追求高品质生活的要求。 随着供水技术的发展，特别是智能化控制技术与传统供水技术的有机融合，使得二次供水技术向着环保、卫生、节能的方向发展，这就是新型的无负压二次供水系统。

该系统采用先进的微处理器控制技术，通过传感器与智能保护器的智能化控制， 能根据用户所需要的压力和流量智能调节系统运行，实现高效节能供水和智能化保护作用。 整个系统全自动运行，不需要专人值守，并可实现远程监控设备运行状态与控制设备的工作状态。

1 系统介绍

二次供水智能控制系统主要由以下几部分组成： 智能控制柜（PLC）、压力变送器、防负压模块、多重保护器、水泵机组及稳流罐、其他附属配件等组成。整个二次供水系统工作原理为：首先，根据设计部门确定的用户实际需要的压力和流量， 在智能控制装置进行设定，当市政自来水管网的水进入稳流罐时，控制系统的防负压模块和压力变送器同时开始工作， 防负压模块通过智能控制稳流罐内机械浮球阀，使罐内不出现负压，不对其他用户用水造成影响；同时，压力变送器检测当前市政自来水管网的压力值， 并将数据传送至智能控制装置，利用PID 运算， 比较实际检测的压力值与用户设定的压力值的大小，并根据比较结果，智能控制水泵机组的运行状态：当市政自来水管网的压力大于或等于用户设定的压力值时，控制水泵停止运转，市政自来水从旁通管直接对用户供水；当市政自来水管网的压力小于用户设定的压力值时，差多少，补多少，智能控制装置把信号传送给变频器，水泵运行，并根据用户需要水量的多少自动调节水泵的转速，保持对用户正常用水；当市政自来水管网突发停水事故时，压力变送器把信号传送给智能控制系统，控制系统把信号反馈给变频器，水泵停止运行，保护水泵机组。 系统工作原理如图1 所示。

以某小区配置的无负压（叠压）二次供水系统为案例进行介绍：该小区共有12 幢11 层高的住宅楼，楼层高33 米，二次供水系统由上海某泵业集团提供，给水加压设备采用SNWG49-65-3 型（流量49m3/h,扬程65m，3 台水泵），智能控制系统采用SNK-WBP-2-7.5 型。根据图纸设计，该小区设计供水压力为0.5MPa，首先，在智能控制柜设置用户参数为0.5MPa。正常时段，市政自来水管网压力为0.23MPa，智能控制系统控制水泵机组在市政自来水管网原有压力上再增压0.27MPa，满足用户使用。 由于市政自来水压力是实时动态变化的，压力变送器连续采集压力信号，传给智能控制系统，传送的压力信号与设定的压力值经控制系统PID 运算，向变频器传送运转变频指令，控制水泵机组以变频方式运行，保持恒压供水，时刻满足用户使用。

图1 系统工作原理图

2 结束语

在城市二次供水统中引入智能化控制系统解决了传统的二次供水方式所带来的弊端，而且起到环保节能的效果。 住房和城乡建设部在2008 年12 月12 日分别批准发布了《箱式无负压供水设备》（CJ/T302-2008）和《稳压补偿式无负压供水设备》（CJ/T303-2008 两个）城镇建设行业标准，于2009 年6 月1 日起实施。 在两个标准中，都提出了无负压供水设备应具有以下智能功能：（1）水泵的变频和轮换运行功能；（2）无负压功能；（3）根据用户不同时段的需要智能调节流量和压力的功能；（4）设备运行中的智能保护功能；（5）远程监测和监控功能。由此可见，智能化控制系统是无负压二次供水设备的神经中枢，它直接影响着整个系统的稳定性以及整个设备的所有功能能否实现。