某建筑給排水監(jiān)控系統(tǒng)的研究

孫大偉

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇常州 213003)

水是不可再生的資源，工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展和資源聯(lián)系緊密。因?yàn)槠洳粌H關(guān)系人們的生活水平，還和城市的發(fā)展有很大的聯(lián)系。因?yàn)樽冾l調(diào)速恒壓供水技術(shù)節(jié)能、安全、供水質(zhì)量高，所以現(xiàn)在的供水行業(yè)和它關(guān)系密切。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)有利于水泵電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從用水量的變化中，我們可以看出自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，是保持水壓恒定當(dāng)前較為合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)［1-4］。文中基于恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)，分析了某建筑的給排水監(jiān)控系統(tǒng)，這一研究對(duì)于水資源保護(hù)具有一定的意義。

1 優(yōu)化供水系統(tǒng)

通常城市居民食用水的供應(yīng)方式為首先將水輸入到蓄水池中，然后用水泵將水位抬高，再?gòu)母呶凰刂邢蚓用襁M(jìn)行供水。這種供水方法雖然可行，但是其劣勢(shì)不容小覷，因?yàn)殡S著人們對(duì)供水需求的不斷增加，供水的成本在逐漸增加，供水的可靠性也在逐漸降低，供水不足的現(xiàn)象是非常常見(jiàn)的。與此同時(shí)，水池的水位一般只能靠人為操作，但是因?yàn)楦呶凰赝ǔ：退梅坑幸欢ǖ木嚯x，一個(gè)人是無(wú)法做到的，這樣就會(huì)導(dǎo)致供水中斷、高位水池中水的流出或蓄水池水位低使水泵空轉(zhuǎn)，各種資源的浪費(fèi)是必然的?；谝陨蠁?wèn)題，文中進(jìn)行以下改進(jìn)處理。

1)系統(tǒng)構(gòu)成。圖1給出了改進(jìn)設(shè)計(jì)的供水系統(tǒng)［7］，系統(tǒng)的3臺(tái)水泵是并聯(lián)的，通常與變頻器連接是1泵，在變頻正常工作的情況下，為了保護(hù)電機(jī)，2泵和3泵是隨著供水系統(tǒng)的運(yùn)行而開(kāi)啟，其中啟動(dòng)參數(shù)是能夠調(diào)整的，這種啟動(dòng)方式具有軟停車的功能，也就是逐漸降低減度，直到停止工作。這樣當(dāng)瞬間斷電時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生較大的電流，降低了對(duì)管道的沖擊力，有效避免了高程供水系統(tǒng)的“水錘效應(yīng)”，有利于保護(hù)設(shè)備。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，壓力傳感器把主管網(wǎng)水壓變?yōu)殡娏餍盘?hào)，并將這種電流信號(hào)輸入PLC中，PLC通過(guò)比較給定的壓力設(shè)定值和實(shí)際檢測(cè)值，再進(jìn)行PID運(yùn)算，將控制信號(hào)通過(guò)模擬量輸出模塊再加載到變頻器中，這樣就達(dá)到了改變水泵電機(jī)頻率的目的。

2)系統(tǒng)運(yùn)行。系統(tǒng)中啟動(dòng)水泵的個(gè)數(shù)是根據(jù)水量進(jìn)行啟動(dòng)的，如果用水量比較小，那么一臺(tái)泵就可以完成任務(wù)，隨著水量的增大，水泵也將全速工作，但是如果全速運(yùn)行不能使管網(wǎng)的壓力達(dá)到設(shè)定值，PLC檢測(cè)捕獲到壓力傳感器上傳的信號(hào)，那么第二臺(tái)泵就會(huì)加入運(yùn)行系統(tǒng)，以此類推。反之，如果用水量在逐漸減少，那么變頻器的工作在最低信號(hào)的情況下，此時(shí)的實(shí)際壓力值超過(guò)設(shè)定的壓力，PLC就會(huì)關(guān)閉最后啟動(dòng)的泵。隨后，如果變頻器的工作條件仍然在出水頻率以下，PLC會(huì)關(guān)閉第2臺(tái)泵，于是便只有一臺(tái)泵在工作了，這時(shí)管網(wǎng)壓力恒定是根據(jù)調(diào)節(jié)變頻泵頻率達(dá)到目的的。為了防止備用泵銹死，用PLC定時(shí)，B，C泵循環(huán)備用。循環(huán)時(shí)間可默認(rèn)定在每周三凌晨2:00，因?yàn)檫@時(shí)用水量較少，備用泵循環(huán)可順利進(jìn)行。

圖1 系統(tǒng)總體布局

2 監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 監(jiān)控改進(jìn)分析

建筑物的排水系統(tǒng)分為地上和地下兩種，通常情況下，地上的排水系統(tǒng)借助了排水管道的作用，因?yàn)槲鬯嬖谥亓λ运鼤?huì)沿著排水管道和城市的總排水管道匯合，然后進(jìn)行集中處理;相對(duì)的，地下的污水則是先將污水匯聚到污水池，再用泵將它和地面的排水系統(tǒng)相連，排水系統(tǒng)的監(jiān)控原理見(jiàn)圖2。

圖2 排水系統(tǒng)的監(jiān)控原理

在污水池中，設(shè)置液位開(kāi)關(guān)，分別監(jiān)測(cè)停泵水位(低)、啟泵水位(高)及溢流報(bào)警水位。水泵的控制器是通過(guò)液位開(kāi)關(guān)的監(jiān)測(cè)信號(hào)判斷狀態(tài)的，如果污水池液位達(dá)到啟泵水位，那么控制器將會(huì)開(kāi)啟污水泵，排出污水池中的污水，然后隨著污水池液位的降低逐漸和停泵水位臨界時(shí)，控制器又會(huì)關(guān)閉污水泵。但是假如污水池液面達(dá)到啟泵水位，污水泵還處于不工作狀態(tài)，那么隨著污水池中水位的提高，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，進(jìn)行人工開(kāi)啟水泵的操作。反之亦然，監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員及時(shí)處理。在由多臺(tái)污水泵組成的排水系統(tǒng)中，多臺(tái)水泵互為備用。為了保證水泵的工作時(shí)間相同，要使同時(shí)使用水泵的工作時(shí)間相同。即當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，要先將工作時(shí)間最少的水泵開(kāi)啟。但是這種累計(jì)時(shí)間的方法如果人工進(jìn)行會(huì)增加很多麻煩，所以必須增加控制系統(tǒng)的累計(jì)時(shí)間功能，也就是監(jiān)控系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程操作開(kāi)關(guān)。

2.2 排水監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能

設(shè)計(jì)改進(jìn)排水監(jiān)控系統(tǒng)。污水泵啟/?？刂?污水泵的啟停不需要人工操作，是通過(guò)污水池的水位而自動(dòng)控制的。污水池中包括報(bào)警水位、污水泵啟泵水位和污水泵停泵水位3種水位。在污水池中的水位達(dá)到其中的某一水位線時(shí)，控制器會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，并將判斷信號(hào)輸入到污水泵。檢測(cè)和警報(bào)處理:在排水泵工作時(shí)，如果污水池液面達(dá)到報(bào)警水位，就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警裝置，與此同時(shí)，水泵不能正常工作故障時(shí)也會(huì)有報(bào)警信號(hào)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)間累計(jì)、用電量累計(jì):要持續(xù)計(jì)算水泵的工作時(shí)間，以便定時(shí)維修和更換。

表1 給排水監(jiān)控系統(tǒng)的控制

2.3 控制分析

本文設(shè)計(jì)的給排水監(jiān)控系統(tǒng)的控制見(jiàn)表1。

3 結(jié)語(yǔ)

給水排水系統(tǒng)需要滿足建筑物的基本使用需求，消防確保建筑的安全，減少在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的損失和傷亡建筑給排水系統(tǒng)，且還應(yīng)體現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能，提高水的利用率等特點(diǎn)。本文基于筆者工作分析的某建筑給排水監(jiān)控系統(tǒng)，在后續(xù)的應(yīng)用中充分顯示了良好控制帶來(lái)的合理性。然而當(dāng)前高層建筑物的給排水系統(tǒng)已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要的課題，還需要進(jìn)行更多實(shí)踐以及結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)才能充分體現(xiàn)科學(xué)合理性。

［1］ 楊景輝.建筑給排水工程的施工組織管理［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012(10):37-38.

［2］ 卓云帆.高層建筑給排水設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(15):11-12.

［3］ 鄭美文，周慰靈.談高層建筑給排水工程圖的表達(dá)方法［J］.給水排水，1996(8):59-60.

［4］ 陳春喜，蔣振明，董 燕.高層建筑給排水及消防設(shè)計(jì)［J］.中州煤炭，2003(2):45-47.

［5］ 彭文斌.探討高層建筑給排水設(shè)計(jì)［J］.科學(xué)之友，2011(4): 23-24.

［6］ 曾曉東.談建筑給排水設(shè)計(jì)技術(shù)［J］.建材與裝飾(中旬刊)，2008(1):8-9.

［7］ 張先義.淺談高層建筑給排水設(shè)計(jì)［J］.中外建筑，2001(6): 55-57.