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给水体系的BA设计与控制

2013/01/07 阅读:

本文作者:张卫疆单位:上海凯峰房地产开发限公司

设计方案要求控制中心对泵房设备实施远程控制,同时要求小区综合管线设计时将BA系统布线管道设计纳入其中统一考虑。因为该小区供电量有保障,电动机功率大于10KW和小于50KW,所以设计方案采用星三角间接启动。设计方案有泵电动机运行指示器及自动故障显示,电机过载保护,短路保护等必要的信号接点。根据上述设计要求,统计出输入、输出(I/O)信号,建立BA控制点示意图(见表1),选用相应I/O模块,并据此配置相应PC机箱和显示器。同时考虑今后系统升级改造的冗余量。

将水泵的自动启停控制、运行状态监测、故障报警、水箱水位监测等现场的开关和模拟信号全部转换成计算机可以接受的数字信号,经编程组态形成设备平面图显示在电脑上,并外接声光报警装置,方便控制中心及时处置突发情况。控制中心通过总线接口与泵房控制柜连接,当小区控制中心操作台和泵房控制器的手/自动转换开关都打到手动状态才能实现手动控制。自动控制时,将控制中心控制台和泵房控制器上的转换开关分别打到自动状态。根据BA系统设备厂家和I/O分配关系及其它设计参数,按选择的设备及其使用说明书进行接线图设计。

BA控制方法是通过泵房控制柜、监控中心等主要的给水控制设备,实现对小区给水系统的高效控制。具体过程是首先通过对液位、压力、流量等信号的采集实现对水泵、泵房水箱、屋顶水箱运行状态的监视;同时通过将传感器输出的模拟信号转换为数字信号(或者直接采用数字传感器),经监控中心处理后将数据发送给泵房现场控制柜处理器(PLC控制器),由PLC控制器发出指令,实现对给水系统的控制(见图1:给水系统的BA控制示意图)。

泵房水箱是通过遥控浮球阀控制进水,水箱内加装有高、低位限位浮球阀,其控制信号与泵房控制柜联动,做到对泵组的控制。防止泵房水箱溢水或缺水。特别是在市政管网临时断水的情况下,避免了泵房水泵启动,防止水泵无水运转,导致水泵烧坏。泵组采用两种方式向用户供水。方式1,在多层建筑区,由变频泵组将泵房水箱里的水直接供给楼内用户。方式2,在小高层、高层建筑区,由离心泵组将水箱里的水先打到屋顶水箱,再经屋顶水箱将水供给楼内用户。水泵控制:手动/自动两种转换模式,现场手动时,操作者可分别启动每台水泵,几台水泵也可同时运行。自动时,由生活泵控制柜PLC控制器根据高、低位水箱的液位浮球信号进行逻辑运算判断后,对水泵运行实现自动控制。①变频泵组:通过监控管内水压来控制供水,采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统,具有控制水泵出口总管压力恒定、改变流量供水功能。本小区有3台变频泵,平时保持管内水压恒定,当用户用水时,管内压力降低,第一台变频泵启动向用户供水;当用水量增大,第一台变频泵供水量不足时,第二台变频泵启动,以此类推,满足供水要求;反之随着用水量的逐渐减少,变频泵依次停泵。②离心泵组:屋顶水箱供水由水箱浮球与泵房内水泵控制柜联动控制,通过控制离心泵启动或停止,实现向屋顶水箱供水。当屋顶水箱缺水时,屋顶水箱浮球控制线发出缺水信号,屋顶水箱电磁阀打开,泵房生活泵启动;当屋顶水箱水满时,屋顶浮球控制线发出水箱满水信号,生活泵停止,屋顶水箱电磁阀关闭。屋顶水箱液位控制:当液位高于或低于设定值时,屋顶水箱浮球控制器发出接点控制信号,使接点断开或闭合,供控制或报警用。它可直接采用控制回路电压为24V~220V的交流电路,为保证安全液位控制线采用24V,接于泵房控制柜内。通过联动达到电磁阀打开,泵房生活泵启动供水。或者泵房生活泵停止供水,电磁阀关闭。

泵房控制柜由PLC控制器、接触器、继电器、延时继电器、DDC(远程控制)等主要设备组成,是给水系统的核心单元通过PLC控制器,实现泵组、阀门的逻辑控制,达到了对系统的数字PID调节功能。具体实施是通过安装在出水总管上的压力传感器、流量传感器,实时将压力、流量非电量信号转换为电信号,输入至可编程控制器(PLC)的输入模块,信号经CPU内部逻辑运算处理后选择最佳运行状态。并根据微机内存储的水泵给水流量与扬程的函数关系,将反馈压力与设定压力的偏差值进行PID处理后发出控制指令,控制泵的投运台数和运行泵的转速,从而将给水总管压力稳定在设定的压力值上。完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。对于含有控制的监测点,可以直接采用或者加装类似DDC模块,直接现场编程处理,同时将数据传送给控制中心电脑,实现小区控制中心对给水系统液位及设备状态的集中显示,同时实现对泵房泵组的远程控制。

BA系统实施后,成效主要有以下几方面:由于泵房进水阀失灵导致的泵房被水淹和屋顶水箱溢水现象不见了,节省了水资源。由于泵组科学、安全运行,节省了电资源。设备控制方便、简单,便于检修和更换。便于使用者学习和操作。系统安全性增加,不会发生触电和误动作的危险。系统通讯采用工业的RS-485标准接口和协议,并带有扩展性接口,方便系统以后的升级改造。BA系统的成功实施,节省了小区物业管理上的人力成本,带来了小区物业管理方式的转变,使小区物业管理踏上了一个新的台阶。结束语实践证明,BA系统在该小区给水系统上的成功运用,实现了小区给水设备的高效管理,节省了水、电资源,节约了人力资本。我们有理由相信随着网络科技、计算机技术、微电子技术的进一步发展,BA系统的逐步完善和发展,BA系统必将在我国住宅小区设备控制管理中得到全面普及。

给水体系的BA设计与控制

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