二次供水智能控制系统的设计与应用

许定显

摘要：随着城市化的推进，城市地区出现了大量的高层和小型住宅建筑，二次供水模式逐渐成为城市供水的重要组成部分，也是城市公共供水网络末端和特定地区供水的重要举措水的质量以及供水系统的可靠性和稳定性也受到越来越多的要求，特别是在高峰时期。这就是智能二次供水系统的出现。随着现代智能技术的不断发展，基于PLC的智能二次供水系统在越来越多的城市得到广泛应用。鉴于上述情况，本文首先描述了智能二次供水系统的组成，然后详细论述了新的智能二次供水控制功能，供参考。

关键词：供水模式；二次供水；PLC；智能控制

前言

水是人类生存的基础。如何提供高质量的供水服务和最大限度地节省能源一直是一个令人关切的问题。中国是一个水电严重短缺的国家由于供水基础设施和控制技术不足，城市二级供水系统长期缺乏自动化，无法满足人民的正常生活和生产需要，而且大量浪费电力。因此，必须有效利用自动化技术来设计高效、可靠和节能的供水系统。

1 系统介绍

二次供水智能控制系统主要由智能控制柜(PLC)、压力变送器、负压预防模块、多保护器、水泵组、稳定罐等组成。整个二次供水系统的工作方式如下:首先，根据设计部门确定的实际压力和流量，将其安装在智能控制装置中。市域网水进入稳定池时，控制系统负压预防模块和压力变送器同时开始工作。其次，负压模块智能控制稳流罐中的机械球形阀，保证罐内无负压，不影响其他用户的用水；同时压力变送器检测当前市域网的压力值，并将数据传输到智能控制装置，将实际检测到的压力值与PID操作定义的压力值进行比较，并根据比较结果。最后，利用智能地控制水泵组的运行状态:当城市网络压力大于或等于用户定义的压力值时， 控制水泵停机，市井自来水直接从分流管输送给用户:市井自来水压力低于用户定义的压力值时，有什么区别，有什么补偿，智能控制装置以水泵转速向变频器和水泵发送信号 市政供水网络突然关闭时，压力变送器将信号发送到智能控制系统。控制系统将信号传递给变频器，泵停止工作，从而保护泵组。

2 智能二次供水系统组成

2.1 泵送设施

在智能二级供水系统中，抽水设施是最基本的有形设施，包括水箱、消毒器、氯表、氯表、水泵组和管道。

2.2 控制系统

控制系统是智能二次供水系统的核心。目前广泛使用的大多数控制系统都是基于PLC的，包括变频供水和每个区域的PLC控制。每个单元的可变供水是指供水系统中的每个水泵组都有变频调速柜，用于控制受控地面上的水压，并负责将数据传输到PLC控制系统。PLC控制箱是基本的硬件安装，负责整个泵房控制系统的协调和管理，并负责上层系统的数据传输和下层系统的数据收集。

2.3 数据传输功能

智能二次供水系统中的数据传输由网络通信系统完成，网络通信系统为控制系统中的上级设备进行数据传输。MODBUS数据通过现场总线传输。所有变频调速柜和PLC控制柜之间的数据交换通过TCP/IP工业以太网进行。建立内部局域网，完成通信实施，配置光纤交换机，将泵房数据信息传输到二级供水中心。

2.4 视频监控功能

在新型智能二次供水系统中，泵房监控工作采用无监控视频监控，其安全保护设施分为摄像头、门和显示屏。二次供水系统中的安全系统不仅管理本地存储的泵房数据，还使用光纤等设备实时监控泵房所有设备的运行情况，并将收集到的数据信息传递给系统控制中心。

3 智能二次供水控制功能设计

3.1 水箱控制

当主要市政管道的水压低于设定值时，当水箱水位低于设定值时，水泵组停止工作，并将信息传递给监测中心；进水管上两组压力传感器在水压差大于设定值时自动关闭进水管电气阀门，水箱进水电气阀门在水箱水位超过溢流水位时自动关闭为了保证水箱的水质，该系统还具有定期更换水的功能。水库的水必须每24小时更换一次，以确保每天都是新鲜的。

3.2  PLC柜控制

(1)直水电磁阀和水箱电磁阀。直接给水泵或水箱进水阀处于自动状态时，可以设定水箱的换水时间，并根据液位进行换水控制。当直接给水阀或水箱的电动阀处于手动状态时，可以使用机柜面板上的按钮将其打开和关闭。

(2)潜泵系统。当潜在污水泵系统处于手动状态时，您可以使用机箱面板按钮将其打开和关闭。当潜污水泵系统自动运行时，可以根据流域液位控制来启用和禁用操作。潜污染泵系统工作时，可以积累工作数据。

(3)消毒设备。消毒设备的启闭操作可分为手动和自动两种命令。手动控制由机柜面板按钮控制。「自动检查」会根据系统作业位置的「自动检查」值来设定上限和下限。

(4)无水系统。截止阀关闭时自动输出无水保护，当控制系统处于换水状态时，根据水箱液面进行控制，不采取无水保护动作。当水压低于设定值时，不采取任何没有水的防护措施。

(5)显示功能。这是PLC控制面板的显示界面，它可以显示水箱水位、总进水压力、总进水流量、氯、浊度等数据，并实时排除系统运行中存在的故障。

3.3 变频柜控制

(1)手动状态:面板上的所有API控制位置都必须转移到手动位置。当泵需要工作时，按面板上的启动按钮，按程序规定的最大压力进行联锁，并在触摸屏上设置变频频率，以恒定频率工作。当需要停止时，必须按面板上的停止按钮。

(2)系统在自动状态下自动运行时，确定工作压力，PLC确定是否满足工作条件。变频器无故障直接进给管路的压力不得低于设定的最小值(即无水保护)。在该方案中，当管道压力小于0.1MPa且大于10s时，系统被认为没有水，所有泵组停止工作；当直浇道压力大于0.2MPa且大于10s时，将恢复正常供电，电气配件压力传感器不兼容，面板上的变频按钮将调整到PLC控制位置。当这些条件得到满足时，可以使用自动操作控制。可编程控制器将调整压力与压力传感器返回值进行比较。当设置的压力等于反馈压力且持续时间超过10分钟时，系统处于空闲状态并处于休眠状态。当反馈压力低于设置的压力时，系统开始运行。首先确定泵组的状态。当控制面板完全由PLC控制且无故障时，系统默认使用第一个变频器进行PID调节。当反馈压力等于设定压力且持续时间超过10分钟时，系统再次处于待机状态。

3.4 控制系统操作界面设计要求

触摸屏编程软件采用vijeodesignerbasic软件，操作界面主要实现管网压力水控制系统的运行状态监测、运行参数设置、实时报警和历史报警显示。该软件具有开放式人机界面(HMI)和完整的脚本和动画功能，从而提高了软件应用程序的功能和灵活性。(1)HMI是系统与用户交互直接呈现有效信息的方式。(2)连接PLC、变频器、仪表等工业控制设备。利用屏幕显示功能，通过输入单元实现人机信息交互过程，进行输入操作。(3)人机界面产品由硬件和软件组成。硬件包括处理器、显示单元、输入单元、通信接口、数据存储单元等。处理器是人机界面的核心单元，决定了人机界面的性能。(4)使用hmiqdi进行交互时，首先创建工程文件，然后通过计算机和hmiqdi之间的串行通信将其下载到hmiqdi处理器中。

4 结语

文章概括介绍了二次智能供水系统的组成，接着详细介绍了二次智能供水控制的新功能，得出二次智能供水系统的组成由泵房安装、控制系统、数据传输和PLC的控制，希望能帮助我市供水系统管理人员。

参考文献：

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[2]张文皓，赵权益.二次加压供水设备控制系统安全隔离单元设计[J].广东化工，2018，45(21):88-91.