摘要:研制開發(fā)一種新型疊壓供水設(shè)備，通過對其系統(tǒng)原理及控制原理的研究，解決了傳統(tǒng)二次供水中存在的弊端，提高了供水效率，保證了供水水質(zhì)。
　　關(guān)鍵詞：二次供水論文，疊壓供水論文，自動控制
　　
　　隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高，再加上目前能源緊缺，設(shè)計高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。
　　一、 智能型管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)原理
　　1.1變頻、疊壓等工況下水泵性能研究論文
　　管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)在利用市政管網(wǎng)剩余水壓方面取得了突破。與普通的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)不同，雖然疊壓供水系統(tǒng)也采用出水管恒壓控制方式，但由于市政管網(wǎng)水壓波動引起凈揚程的改變，疊壓供水系統(tǒng)中水泵揚程并非是恒定的。為適應(yīng)用水量的變化，疊壓供水系統(tǒng)應(yīng)考慮不同流量的水泵并聯(lián)工作，但所有水泵的揚程都應(yīng)在高效區(qū)之間變化。當用水量很小時，為避免水泵空轉(zhuǎn)，宜考慮設(shè)置小型氣壓罐。
　　1.2控制技術(shù)研究
　　1) 自動控制系統(tǒng)
　　自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的系統(tǒng)或裝置，使系統(tǒng)的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動的按照預定的規(guī)律運行。自動控制技術(shù)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化，從而提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，改善勞動條件。
　　2) 變頻工作原理
　　變頻器是一種把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的系統(tǒng)。用變頻調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水不但其節(jié)能效果十分顯著而且還具有如下優(yōu)點：
　　a) 啟動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊；
　　b) 由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命；
　　c) 可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。
　　二、 管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)控制
　　2.1管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)研究論文
　　1) 管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)原理
　　管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)通過系統(tǒng)前端PJ壓力傳感器監(jiān)測市政管網(wǎng)壓力波動趨勢，通過內(nèi)部系統(tǒng)計算，主動調(diào)整供水流量，在供水初期即消除了對管網(wǎng)壓力的影響。
　　2) 管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)運行工況分析
　　管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)如圖3-1所示
　　
　　圖3-1管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)示意
　　設(shè)供水系統(tǒng)接供水管網(wǎng)入口壓力為P1，用戶側(cè)需壓力為P2，系統(tǒng)的進水量為Q1，向用戶的供水量為Q2，市政管網(wǎng)最低可利用壓力為P3，供水泵供水壓力為P4。
　　對于二次加壓系統(tǒng)，大多數(shù)情況下供水管網(wǎng)的進水壓力低于用戶側(cè)需要的供水壓力即P1<P2，此時供水泵變頻調(diào)速運行，維持系統(tǒng)供水出口壓力始終為P2。
　　a) 當用水量Q2為0時，控制系統(tǒng)安排水泵休眠；
　　b) 隨著用戶用水量的增大，供水泵啟動，供水壓力=P2，系統(tǒng)的進水量Q1隨著供水量Q2的增大而增大，且始終保持Q1=Q2，此時P1＞P3，P4=P2；
　　c) 隨著用戶用水量Q2的進一步增大，達到系統(tǒng)的最大進水量QA，此時P1=P3，P4=P2；
　　d) 若某個時間用戶的用水量短時間內(nèi)超過QA增大至QB，控制系統(tǒng)安排供水泵降頻，減小供水量和供水壓力，以維持管網(wǎng)入口壓力P1，此時P1=P3，P4<P2；
　　e) 當用戶用水量開始減小時，系統(tǒng)的供水量Q2也逐步減小，當減小至小于QA時，此時P1＞P3，供水泵恢復正常供水工況P4=P2；
　　2.2管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)自動控制論文
　　控制系統(tǒng)根據(jù)實際情況將系統(tǒng)總進水閥門前的壓力值PJ劃分為兩個狀態(tài)點：①系統(tǒng)工作理想壓力點，②安全壓力點。通過檢測PJ值并與各狀態(tài)點進行比較，如果高于理想壓力點，則系統(tǒng)維持供水系統(tǒng)恒定在設(shè)定壓力PS處變頻運行。如果實際壓力值低于理想壓力點但高于安全壓力點時，水泵則隨PJ變化變頻運行。當實際壓力值低于安全壓力點時，控制系統(tǒng)則報警，同時水泵停止運行。
　　1) 恒壓控制
　　當市政來水壓力高于系統(tǒng)工作的理想壓力時，系統(tǒng)進入恒壓控制階段，壓力傳感器將用戶實際供水壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)模擬量輸入模塊輸入給PLC，PLC根據(jù)用戶在觸摸屏上設(shè)定的給定壓力值與實際檢測的供水壓力值進行PID運算，并將運算結(jié)果輸出經(jīng)模擬量輸出模塊送至變頻器，用于調(diào)節(jié)水泵供電頻率和轉(zhuǎn)速。
　　用戶用水量較小時，一臺泵在變頻器的控制下穩(wěn)定運行。當用水量增加至單臺水泵全速運行仍不能達到設(shè)定的供水壓力時，PLC自動將原工作在變頻狀態(tài)下的水泵投入到工頻運行，同時將下一臺備用水泵用變頻器起動后投入運行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力滿足用戶的用水需求。
　　當用戶用水量逐漸減少時，變頻器輸出頻率降低，當頻率到達一定的下限值Fmin一段時間后，PLC首先將變頻運行的泵停掉，再依“先啟（變頻工作）后停”的原則將下一臺工頻運行的泵轉(zhuǎn)入變頻狀態(tài)，并逐漸降低變頻器輸出頻率以減少供水量。
　　2) 自動倒泵
　　為防止某臺供水泵長期不運轉(zhuǎn)發(fā)生銹蝕或者長期運轉(zhuǎn)而容易出現(xiàn)故障，本程序通過“定時器”與“加減運算”的綜合應(yīng)用，使系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的倒泵時間自動控制供水泵定期輪換運轉(zhuǎn)，以達到保護供水泵的目的。
　　3) 壓力報警
　　壓力報警時即表示市政管網(wǎng)壓力已不能滿足智能型管網(wǎng)疊壓設(shè)備的工作需求，此時系統(tǒng)應(yīng)停止工作。當市政來水壓力值恢復到各狀態(tài)點壓力值時，系統(tǒng)自動恢復運行。
　　4) 系統(tǒng)異常處理論文
　　當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時會自動發(fā)生報警并停止工作。
　　5) 系統(tǒng)休眠功能
　　為節(jié)約能源，本系統(tǒng)設(shè)有自動休眠功能，當夜間或用戶用水量較小時，系統(tǒng)將自動進入休眠狀態(tài)，休眠時系統(tǒng)停止工作，當供水壓力降至設(shè)定的恢復休眠壓力之下時，系統(tǒng)自動重新啟動。
　　6) 水泵故障處理
　　系統(tǒng)運行中，如果某臺泵出現(xiàn)故障，為了保證供水安全，系統(tǒng)將自動把備用泵投入運行以替換故障泵，故障排除后只需在觸摸屏上對故障泵進行手動復位，則系統(tǒng)將恢復正常運行。
　　三、 推廣應(yīng)用前景
　　鑒于以上智能型管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備的這些優(yōu)點，其有很大推廣應(yīng)用前景。在住宅小區(qū)推廣使用這種供水設(shè)備將利大于弊，能有效改善居民用水水質(zhì)，使供水成本降低，取得很好的社會效益和經(jīng)濟效益。其推廣應(yīng)用對確城市供水正常運行有著非常重大的意義，同時也會帶來更大的發(fā)展空間。