某建筑给排水监控系统的研究

孙大伟

(常州市规划设计院，江苏常州 213003)

水是不可再生的资源，工业、农业的发展和资源联系紧密。因为其不仅关系人们的生活水平，还和城市的发展有很大的联系。因为变频调速恒压供水技术节能、安全、供水质量高，所以现在的供水行业和它关系密切。恒压供水调速系统有利于水泵电动机的无级调速，从用水量的变化中，我们可以看出自动调节系统的运行参数，是保持水压恒定当前较为合理的节能型供水系统［1-4］。文中基于恒压供水调速系统，分析了某建筑的给排水监控系统，这一研究对于水资源保护具有一定的意义。

1 优化供水系统

通常城市居民食用水的供应方式为首先将水输入到蓄水池中，然后用水泵将水位抬高，再从高位水池中向居民进行供水。这种供水方法虽然可行，但是其劣势不容小觑，因为随着人们对供水需求的不断增加，供水的成本在逐渐增加，供水的可靠性也在逐渐降低，供水不足的现象是非常常见的。与此同时，水池的水位一般只能靠人为操作，但是因为高位水池通常和水泵房有一定的距离，一个人是无法做到的，这样就会导致供水中断、高位水池中水的流出或蓄水池水位低使水泵空转，各种资源的浪费是必然的。基于以上问题，文中进行以下改进处理。

1)系统构成。图1给出了改进设计的供水系统［7］，系统的3台水泵是并联的，通常与变频器连接是1泵，在变频正常工作的情况下，为了保护电机，2泵和3泵是随着供水系统的运行而开启，其中启动参数是能够调整的，这种启动方式具有软停车的功能，也就是逐渐降低减度，直到停止工作。这样当瞬间断电时，就不会产生较大的电流，降低了对管道的冲击力，有效避免了高程供水系统的“水锤效应”，有利于保护设备。在系统运行的过程中，压力传感器把主管网水压变为电流信号，并将这种电流信号输入PLC中，PLC通过比较给定的压力设定值和实际检测值，再进行PID运算，将控制信号通过模拟量输出模块再加载到变频器中，这样就达到了改变水泵电机频率的目的。

2)系统运行。系统中启动水泵的个数是根据水量进行启动的，如果用水量比较小，那么一台泵就可以完成任务，随着水量的增大，水泵也将全速工作，但是如果全速运行不能使管网的压力达到设定值，PLC检测捕获到压力传感器上传的信号，那么第二台泵就会加入运行系统，以此类推。反之，如果用水量在逐渐减少，那么变频器的工作在最低信号的情况下，此时的实际压力值超过设定的压力，PLC就会关闭最后启动的泵。随后，如果变频器的工作条件仍然在出水频率以下，PLC会关闭第2台泵，于是便只有一台泵在工作了，这时管网压力恒定是根据调节变频泵频率达到目的的。为了防止备用泵锈死，用PLC定时，B，C泵循环备用。循环时间可默认定在每周三凌晨2:00，因为这时用水量较少，备用泵循环可顺利进行。

图1 系统总体布局

2 监控系统

2.1 监控改进分析

建筑物的排水系统分为地上和地下两种，通常情况下，地上的排水系统借助了排水管道的作用，因为污水存在重力所以它会沿着排水管道和城市的总排水管道汇合，然后进行集中处理;相对的，地下的污水则是先将污水汇聚到污水池，再用泵将它和地面的排水系统相连，排水系统的监控原理见图2。

图2 排水系统的监控原理

在污水池中，设置液位开关，分别监测停泵水位(低)、启泵水位(高)及溢流报警水位。水泵的控制器是通过液位开关的监测信号判断状态的，如果污水池液位达到启泵水位，那么控制器将会开启污水泵，排出污水池中的污水，然后随着污水池液位的降低逐渐和停泵水位临界时，控制器又会关闭污水泵。但是假如污水池液面达到启泵水位，污水泵还处于不工作状态，那么随着污水池中水位的提高，监控系统会自动发出警报，进行人工开启水泵的操作。反之亦然，监控系统也会发出报警信号，提醒工作人员及时处理。在由多台污水泵组成的排水系统中，多台水泵互为备用。为了保证水泵的工作时间相同，要使同时使用水泵的工作时间相同。即当系统开始工作时，要先将工作时间最少的水泵开启。但是这种累计时间的方法如果人工进行会增加很多麻烦，所以必须增加控制系统的累计时间功能，也就是监控系统可以远程操作开关。

2.2 排水监控系统的监控功能

设计改进排水监控系统。污水泵启/停控制:污水泵的启停不需要人工操作，是通过污水池的水位而自动控制的。污水池中包括报警水位、污水泵启泵水位和污水泵停泵水位3种水位。在污水池中的水位达到其中的某一水位线时，控制器会做出相应的反应，并将判断信号输入到污水泵。检测和警报处理:在排水泵工作时，如果污水池液面达到报警水位，就会自动启动报警装置，与此同时，水泵不能正常工作故障时也会有报警信号。设备运行时间累计、用电量累计:要持续计算水泵的工作时间，以便定时维修和更换。

表1 给排水监控系统的控制

2.3 控制分析

本文设计的给排水监控系统的控制见表1。

3 结语

给水排水系统需要满足建筑物的基本使用需求，消防确保建筑的安全，减少在发生火灾时的损失和伤亡建筑给排水系统，且还应体现节水、节能，提高水的利用率等特点。本文基于笔者工作分析的某建筑给排水监控系统，在后续的应用中充分显示了良好控制带来的合理性。然而当前高层建筑物的给排水系统已经成为了一项重要的课题，还需要进行更多实践以及结合环境特点才能充分体现科学合理性。

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