建筑类杂志论文发表住宅小区二次供水电气控制系统的优化

　　建筑杂志论文发表推荐期刊《地球科学进展》(月刊)创刊于1986年，由国家自然科学基金委员会地球科学部、中国科学院资源环境科学与技术局和中国科学院资源环境科学信息中心联合主办的综合性、学术性刊物。主要报道国内外地球科学、资源环境科学的研究进展，评述地球系统科学、全球变化和可持续发展等重大主题的研究态势，介绍边缘学科和交叉学科信息，推动高新技术在地球科学中的应用。
　　摘要：住宅小区的二次供水随着小区的面积增加与生活水平的提高，其供水质量也受到了更多的关注，如果利用传统的高能耗运行模式来满足高质量的供水，就成为了二次供水系统需要更加优化的课题。下面就以四川省泸州市某住宅小区为例，来分析其电气控制系统优化设计的具体模式和做法。

　　关键词：二次供水,优化步骤,分区模式,系统设计

　　引言：

　　我国大部分的二次供水都是有区域物业负责，随着经济发展居民对住宅小区的供水质量要求也随之提高，二次供水的质量和控制运行模式也被重视起来，同时，降低设备的故障率以及能耗等都得到了重视。因此引入电气控制系统并对其进行优化就成为二次供水系统的重要技术措施，合理设计并优化控制系统以此改变传统的恒压供水模式，利用变频技术达到低能耗供水的模式，就尤为重要。

　　一、住宅小区二次供水电气控制优化的步骤

　　首先，应对所辖区域内的供水特征进行分析，采集基本数据，将小区的规模、楼层数、居民数量等进行统计，从而对区域供水的需要和特征进行分析，明确小区供水的高峰和低谷等，按照基础数据来设计控制系统。该小区为5栋30层的电梯住宅，总共900户。

　　其次，计算小区内的扬程和流量，按设计要求对小区进行垂直分区，在进行最大用水量的计算，根据最大用水量配合选择水泵的扬程和流量。然后根据水泵的参数选择电机，对二者进行配合计算和分析，因为供水能力相同的情况下，水泵和电机之间参数会存在差异。

　　最后，对控制系统进行合理设计与优化，按照要求对控制单元和控制电路以及工作流程进行设计，详细分析输入信号和输出信号的功能，以此完成对控制系统的优化。

　　二、垂直分区供水模式的选择

　　二次供水的电气控制系统的优化必须建立在固定给水模式上，在分析住宅小区的供水特征后发现，垂直分区供水是一个较为经济的供水模式。因为住宅小区的高度有限，如果是正常供水模式，其水泵扬程都小于高层建筑的要求，所以必须增加水泵的功率，其额定功率必将翻倍。如果采用垂直分区的话，其供水系统中只有高压端水泵需要增加功率，这样显然要更加经济。因此，在实际的供水模式选择中，要达到系统控制的优化就应选择合理的供水模式，而垂直分区供水的模式显然可以降低能耗，让系统更加经济。所以按照实际的情况，将供水楼层进行人为的划分，其中1-4层为市政直供;5-13为二次供水低压区;14-22层设置为中压区;23-30层设置为高压区，并按照其数量对供水水泵进行选择，并进行合理设置，该小区的二次供水优化设计也就是在此基础上进行的。

　　三、二次供水的电气系统设计

　　1、控制系统概述

　　电气系统通常安装在控制柜中，利用PLC、变频器、控制设备等组合，在二次供水的控制系统中PLC是整个控制系统的核心，其负责采集压力、液面位置、信息处理等，计算并输出相关信息，利用网络接口完成系统信息的处理和传递，将控制指令传输到变频调速装置上完成对系统的直接控制。变频器是控制电机转速的元件，其直接接受PLC的控制来控制系统供水的流量和扬程等，达到节能的效果。电子控制设备则包括断路器、接触器、继电保护等等，主要实现对现场水泵和其他电气设备的控制，实现变频和工频运行的控制，并保证自动和手动控制实现。

　　2、PLC信号归类

　　系统电路有输入和输出两部分构成，输入信号包括：变频恒压供水系统，保证供水的持续性，要求自动和手动都可控制，软启动实现工频下供水。自动和手动控制采用开关选择方式，信号通过输入继电器传输到PLC。启动和停止控制信号的传递，控制整个系统的启动和停止。压力信号传递，采集的压力信号作为控制系统启停的关键条件，是变频和工频转换的输入信号。变频故障信号，作为变频和工频之间转换的启动信号，如果变频系统故障则自动启动工频系统。管道压力信号，由管道压力传感器获得相关压力信号输入PLC，与上位机通过通讯系统实现压力显示，经过PLC处理分析，获得输出控制信号，改变变频器的频率。液位信号，采集液面信号被输入PLC，其通过分析对进水和供水进行控制，水位如果过低则系统停机，防止电机空载。过载信号输入，即系统出现过载情况，则自动发出保护信号。

　　输出信号包括：对变频器和工频运行基础器的控制信号输出，电动阀开关的启动大小由PLC进行控制;低区和中区控制信号的输出，高区输出的三个控制点以及电动机控制信号;开关量输出，控制中间继电器和变频调节等;模拟输出量，对变频频率进行反馈;停止或者启动变频和工频电机，每台电动机有对应的故障报警器，提供故障信号;对故障以及水位进行报警信号输出。

　　3、例举中区优化控制设计

　　在中压区域选择四套机组对供水进行控制，三用一备的方式进行工作，按照小区供水的数据分析，设定中区供水压力为0.9MPa，工作中进行恒压供水，变频控制，第一台设备变频启动，压力传感器对压力值进行测定，为PLC提供变频控制信号，满负荷后如果用水量供应不足，则出水压力会出现下降，此时第二台电机启动，保证出水压力的恒定。直至三台设备都投入工作。为了避免第四台设备长期停用而出现故障，亦或三台设备长期使用而寿命降低，则制定轮换运行模式，保障四台设备运行时间均衡。进水管道的压力设定在0.15MPa，如果主管道的压力低于这个限制，设备则停机，停机后如果压力恢复则进行自动启动。每台设备都有工作指示灯。

　　用水量处在低峰时，管网压力增加，则系统设定关闭水池的出水阀，采用叠压供水，控制参数也以此设定，水池出水的电动阀按照压力大小而开启和关闭，使得水池内的水形成循环;用水高峰的时候，管网压力变小，则采用稳压罐进水和水池供水，同样可以按照压力的高低进行开关阀门的调节，同时配合高峰期关闭稳压阀门的方式，即仅仅利用水池进行供水，水池水进入大循环，而保持水质的稳定。如果整个管网的压力小于0.15MPa的时候，系统则关闭稳压罐的进水，开启水池出水的阀门，采用水池供水模式。

　　结束语：

　　总之，二次供水的优化主要应体现在整体供水模式的改变和供水控制系统的优化上，即在选择合理供水模式的同时按照其要求进行电气控制系统的优化设计，上述系统主要是利用PLC、变频器等组合，形成一个智能化的控制系统，从而利用供水压力为切入点完成对整个系统的智能化控制，以此达到降低能耗提高供水效率的目的。

　　参考文献：

　　[1]陈欣.上海某住宅小区二次供水改造设计[J].住宅科技， 2009(08)：27-28.

　　[2]陈小婵.住宅小区二次供水节能措施[J].建设科技，2010(11)：56-57.

　　[3]褚青.基于网络通信技术的二次供水远程控制系统设计[J].净水技术，2014(05)：173-176.