楼宇自动化恒压供水控制系统的设计

浅谈楼宇自动化恒压供水控制系统的设计

摘要：随着国民经济及科学技术的发展，人们对生活舒适度、生活用水品质等要求不断的提高，变频恒压供水系统以其环保、节能、低成本和高品质的供水质量等特点，广泛应用于多层住宅小区以及高层建筑的生活、消防供水中。恒压供水系统中的调速系统可以依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求。在实际应用中如何充分利用专用变频器内置的各种功能，对合理设计变频恒压供水设备、降低成本、保证产品质量等有着重要意义。

关键词：楼宇自动化恒压供水系统变频调速 plc技术

中图分类号：tp 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0073-01

1前言

传统的供水系统大部分采用人工手动调整参数控制，生产过程中的重要参数仍然依靠人工定时记录，而用水量的需求具有时变性，在用水高峰期时，管网压力达不到规定的标准压力，造成高层建筑断水；用水低峰期时，管网压力常常超过规定压力上限，极易造成爆管事故且能源损耗严重。变频恒压供水控制系统则可以很好的解决了这些问题。

2设计原则

1）以人为本：人是住宅小区的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，给人带来便利的，而不能是让人来适应智能化系统。

2）实用性：当今科技发展迅捷，可应用于住宅小区的技术和产品可谓层出不穷，工程当中选用的系统和产品都应能得到实实在在的受益，满足近期使用和远期发展的需要。

3）可靠性：系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性、并具备迅速恢复的功能。

4）可扩充性：系统设计中应考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

3系统原理

变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成4～20ma的模拟信号，通过变频器内置的pid控制器，来自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大，当达到设定压力值时，电动水泵的转速不再变化，使管网压力恒定在设定压力值上，反之亦然，这样就保证了供水效率及用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的（设计方案如图1）。

4系统硬件设计

整个楼宇自动化恒压供水系统硬件结构设计分为执行机构、信号检测机构、控制部分、人机界面及通讯接口。

1）执行机构：由一组水泵组成，用于将水供入用户管网，根据

其用途将水泵分调速泵及恒速泵。

2）信号检测：通过压力传感器等设备检测管网内的水压及流量值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。同时系统报警信号可反映系统是否正常运行、水泵电机是否过载、变频器是否有异常，该信号为开关量信号。

3）供水控制机构：该部分一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器（plc系统）、变频器和电控设备三个部分。

4）人机界面：是人与机器进行信息交流的场所。通过人机界面，使用者可以更改设定压力值，修改一些系统设定值以满足不同时间段的需求。同时对系统的运行过程进行监示，对报警信号进行显示。5）通讯接口：是本系统的一个重要组成部分，通过该接口，系统可以和组态软件以及其他的工业监控系统进行数据交换。

5软件部分设计

通过对被控制对象的传感器等器件检测控制量（反馈量），将其与目标值（流量、压力等设定值）进行比较。若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。也就是使反馈量与目标值相一致。在恒压供水系统中常见的pid控制器的控制形式主要有两种：

1）硬件型：即通用pid控制器，在使用时只需要进行线路的连接和p、i、d参数及目标值的设定。

2）软件型：使用离散形式的pid控制算法在可编程序控制器（或单片机）上做pid控制器。

6结束语

恒压供水系统以plc和变频器为核心，借助于plc强大而灵活的控制功能和内置pid的变频器优良的变频调速性能，实现了恒压供水的控制。因实现了恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，节省了人力，提高了供水质量，减轻了劳动强度，节约管理费用。对整个供水过程来说，系统的可扩展性好，管理人员可根据每个季节的用水情况，选择不同的压力设定范围，节约了电能，达到了更优的节能方式，实现供水的最优化控制和稳定性控制。

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