基于PLC的樓宇給排水智能化控制

張典秀

（赤壁市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院）

1 引言

目前，人們對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量要求越來(lái)越高，為了提高人們居住的舒適程度，加強(qiáng)對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)的智能化控制、完善樓宇給排水系統(tǒng)的功能、使樓宇給排水系統(tǒng)更好地服務(wù)于人們的生活是至關(guān)重要的。這就要求相關(guān)技術(shù)人員在了解樓宇給排水系統(tǒng)組織架構(gòu)的基礎(chǔ)上更好地實(shí)現(xiàn)和完成樓宇給排水控制系統(tǒng)的PLC程序的編制以及對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)，從而使得樓宇給排水系統(tǒng)向智能化的方向發(fā)展。目前，我國(guó)已經(jīng)將樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展提上了日程，并加大了科研投入。

2 樓宇給排水系統(tǒng)的組織架構(gòu)

為了使人們獲得更加舒適的居住環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)樓宇給排水系統(tǒng)的智能化方向的發(fā)展是至關(guān)重要的。這就要求我國(guó)相關(guān)科技工作人員在了解樓宇給排水系統(tǒng)的基本組織架構(gòu)的基礎(chǔ)上掌握樓宇給排水系統(tǒng)的工作原理，然后進(jìn)一步結(jié)合智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樓宇給排水系統(tǒng)的智能化方向的發(fā)展。目前，我國(guó)樓宇給排水系統(tǒng)的組織架構(gòu)主要包括生活給水、消防上水以及建筑排水等部分。這些部分都擁有各自的功能。其中，生活給水部分主要包括給水測(cè)量表、給水管道、給水管道測(cè)壓變送器、給水箱以及給水泵等方面。這些組成部分相互配合，共同完成居民的樓宇生活給排水功能。對(duì)于消防上水部分，其主要包括噴淋泵、水箱、消防管道、壓力開(kāi)關(guān)和閉式噴淋頭等方面。雖然消防上水與生活給水都是我國(guó)樓宇給排水系統(tǒng)的重要組成部分，但是消防上水部分能夠?qū)崿F(xiàn)樓宇消防的相關(guān)功能。比如，當(dāng)消防上水部分的傳感器檢測(cè)到火災(zāi)等信號(hào)時(shí)，會(huì)給其噴頭發(fā)送相關(guān)的信息，當(dāng)噴頭接收到信息后就會(huì)自動(dòng)噴水完成滅火功能。建筑排水也是樓宇給排水系統(tǒng)的重要組成部分，其主要包括排水泵、液位傳感器、排污管道以及污水箱等部分。樓宇給排水系統(tǒng)中的生活給水部分、消防上水部分以及建筑排水部分都能夠獨(dú)立工作，完成該部分應(yīng)發(fā)揮的功能，并且能夠相互配合共同完成樓宇給排水系統(tǒng)的協(xié)同性工作，從而實(shí)現(xiàn)樓宇給排水系統(tǒng)功能的完備性。所以，在實(shí)現(xiàn)樓宇給排水系統(tǒng)的智能化過(guò)程中，要對(duì)樓宇給排水系統(tǒng)的每一個(gè)組成部分的組織架構(gòu)以及其各自的功能有充分的理解，才能促進(jìn)樓宇給排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的發(fā)展進(jìn)程[1]。

3 PLC控制樓宇給排水控制系統(tǒng)的硬件組成

3.1 生活給水系統(tǒng)

目前，我國(guó)常用的樓宇給排水控制系統(tǒng)是PLC控制樓宇給排水控制系統(tǒng)，其硬件組成主要包括生活給水系統(tǒng)以及消防給水系統(tǒng)。其中，控制生活給水系統(tǒng)的主要目的是將樓宇的給水系統(tǒng)的壓力控制在國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)穩(wěn)定的壓力范圍內(nèi)，從而保證樓宇給水系統(tǒng)的壓力符合國(guó)家規(guī)定，保證樓宇的給水安全性以及居民生活用水的安全性。PLC控制樓宇給排水控制系統(tǒng)對(duì)樓宇給水系統(tǒng)進(jìn)行控制的主要原理是通過(guò)壓力傳感器對(duì)樓宇中的生活給水系統(tǒng)的給水壓力進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，然后將檢測(cè)到的相關(guān)信息反饋到PLC中，PLC通過(guò)反饋的信息來(lái)決定變頻泵的運(yùn)行方式。實(shí)現(xiàn)這個(gè)原理所需要的組成部分主要有變頻控制器、給水泵以及壓力變送器等。一般來(lái)說(shuō)，在PLC 控制樓宇給排水控制系統(tǒng)工作的過(guò)程中，如果壓力傳感器對(duì)樓宇中的生活給水系統(tǒng)的給水壓力檢測(cè)的測(cè)量值低于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的給定值，此時(shí)，壓力傳感器就會(huì)對(duì)變頻器發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，使變頻器根據(jù)工作信號(hào)對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)壓；反之，則變頻器根據(jù)工作信號(hào)對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行降壓。生活給水系統(tǒng)是樓宇給排水系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)PLC 控制樓宇給排水控制系統(tǒng)對(duì)樓宇給排水系統(tǒng)進(jìn)行控制能夠有效保證樓宇給排水系統(tǒng)工作的安全性，保障居民生活用水的安全性，給居民提供更加舒適的生活環(huán)境。

3.2 消防給水系統(tǒng)

消防給水系統(tǒng)也是PLC 控制樓宇給排水控制系統(tǒng)的非常重要的硬件組成部分。消防給水系統(tǒng)在PLC控制樓宇給排水控制系統(tǒng)中占有十分重要的地位，主要原因是其保證了居民水或用水的安全性。一般來(lái)說(shuō)，目前的消防給水系統(tǒng)主要包括伺應(yīng)狀態(tài)和報(bào)警狀態(tài)。對(duì)于伺應(yīng)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，其主要是指對(duì)樓宇實(shí)施滅火前的一個(gè)工作狀態(tài)。在正常的樓宇給排水系統(tǒng)工作的情況下，消防給水系統(tǒng)會(huì)處于伺應(yīng)狀態(tài)，即消防給水系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備好了滅火前的設(shè)備安裝調(diào)試等各個(gè)部分的工作，時(shí)刻處于應(yīng)急滅火的條件中，一旦傳感器傳回有關(guān)火災(zāi)的信息，消防給水系統(tǒng)能夠由伺應(yīng)狀態(tài)立即切換為報(bào)警狀態(tài)，從而能夠在最大程度上保證樓宇給排水系統(tǒng)的安全性。所以，伺應(yīng)狀態(tài)是消防給水系統(tǒng)的一個(gè)重要狀態(tài)，相關(guān)工作人員在平時(shí)一定要注意對(duì)消防給水系統(tǒng)的重視程度，保證消防給水系統(tǒng)的正常工作以及其時(shí)刻處于良好的伺應(yīng)狀態(tài)，從而能夠使得火警信號(hào)傳出時(shí)消防給水系統(tǒng)能夠立即有效地執(zhí)行工作。報(bào)警狀態(tài)即樓宇火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)消防給水系統(tǒng)自動(dòng)切換的狀態(tài)，能夠?qū)怯畹奈ｋU(xiǎn)信息傳達(dá)給相關(guān)負(fù)責(zé)部門(mén)，使得這些部門(mén)及時(shí)采取有效的手段來(lái)進(jìn)行滅火，保證居民居住的安全性，提高人們居住的安全系數(shù)。所以，報(bào)警狀態(tài)也是消防給水系統(tǒng)的重要組成部分。

4 樓宇給排水控制系統(tǒng)的PLC程序的編制

對(duì)于樓宇給排水控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要由上位機(jī)、下位機(jī)、傳感器、閥門(mén)以及控制總線等部分組成。其中，上位機(jī)與下位機(jī)之間使用電纜相互連接，用以實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信以及整個(gè)樓宇給排水控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息的記錄和監(jiān)測(cè)。在樓宇給排水控制系統(tǒng)的下位機(jī)中安裝相應(yīng)的編譯程序，通過(guò)上位機(jī)與下位機(jī)的有效的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)樓宇給排水控制系統(tǒng)對(duì)樓宇給排水設(shè)備的自動(dòng)控制。樓宇給排水控制系統(tǒng)的PLC程序的編制主要包括生活給水系統(tǒng)的恒壓控制程序的編制、消防給水系統(tǒng)PLC 程序的編制以及上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)。其中，生活給水系統(tǒng)的恒壓控制程序的編制是為了保證樓宇生活給水的壓力在合適的壓力控制范圍內(nèi)，其編制方式主要是應(yīng)用PID 編程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制，其控制流程主要是： ①主程序啟動(dòng)做好編制的準(zhǔn)備工作；②PID系統(tǒng)啟動(dòng)做好給水壓力的計(jì)量工作；③編制程序的初始值測(cè)量保證程序的初始值的準(zhǔn)確性；④故障預(yù)警程序的實(shí)施對(duì)給水系統(tǒng)的各個(gè)測(cè)試值進(jìn)行測(cè)量；⑤變頻泵的啟動(dòng)、變頻與給水泵之間的控制邏輯的轉(zhuǎn)換等。對(duì)于消防給水系統(tǒng)PLC程序的編制，就是要使得消防給水系統(tǒng)在檢測(cè)到火災(zāi)報(bào)警信息后，向火災(zāi)發(fā)生部位實(shí)施噴水，編制的程序要能有效地控制噴水閥門(mén)的閉合和方向轉(zhuǎn)換。對(duì)于上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)，主要是使用監(jiān)控軟件對(duì)樓宇給排水系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。

5 對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)

對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)也是樓宇給排水智能化的主要發(fā)展方向。對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)中的人機(jī)交換界面的設(shè)計(jì)主要包括給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、報(bào)警等方面。對(duì)給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控主要是指通過(guò)上位機(jī)對(duì)樓宇的給排水系統(tǒng)的運(yùn)行情況、各個(gè)組成部分的動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)、各個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)類(lèi)別的發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)并顯示在人機(jī)交互界面上，同時(shí)，通過(guò)人機(jī)交互界面可以對(duì)樓宇的給水系統(tǒng)的各個(gè)測(cè)定值進(jìn)行相應(yīng)的修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇給排水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)智能化控制。此外，給排水系統(tǒng)的智能化報(bào)警主要體現(xiàn)在報(bào)警系統(tǒng)能夠提供火災(zāi)發(fā)生的詳細(xì)信息，如火災(zāi)發(fā)生的位置、火勢(shì)大小、監(jiān)控畫(huà)面等，從而使得相關(guān)救援人員做好更加及時(shí)充分的準(zhǔn)備。所以，對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)也是樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向，能更好地促進(jìn)我國(guó)樓宇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化[2]。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，在人們對(duì)生活質(zhì)量要求越來(lái)越高的情況下，加強(qiáng)對(duì)于樓宇給排水系統(tǒng)的智能化發(fā)展對(duì)提高人們生活的舒適度有非常重要的影響。所以，加強(qiáng)樓宇給排水系統(tǒng)與當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的融合是至關(guān)重要的。希望能夠更好地促進(jìn)我國(guó)樓宇給排水系統(tǒng)的智能化發(fā)展，給人們帶來(lái)更加舒適的生活體驗(yàn)，更好地推進(jìn)我國(guó)樓宇的智能化建設(shè)的進(jìn)程，這對(duì)于提高我國(guó)人們的生活水平以及增強(qiáng)國(guó)家的科研能力都有著非常大的促進(jìn)意義。