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智能建筑中给排水实时控制系统的设计

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2009/12/29 16:34:00

给排水系统属建筑设备管理自动化系统的一部分，要求其运行安全可靠，实现水泵最佳运行控制。

　　一、建筑给水排水概述

　　建筑给水的种类可概括分为生产、生活和消防等三类，建筑给水工程就是为确保这三类给水的实现而采取的技术措施，即把室外给水工程提供的水量、水压按照建筑物的需要分配到用水地点，从而为生活和生产提供一定程度的安全和便利的用水条件。

　　建筑排水工程的任务是把生活和生产过程中所产生的污水、废水按照室外排水系统体制和建筑物内部是否要求再生回用的，有组织、分系统的排放，确定其排放方式、处理方法和综合利用。

　　建筑内部给水系统基本的给水方式有以下几种：

　　（1）直接给水方式。适用于废水管网的水量、水压在一天的任何时间内都能够满足建筑物内部需要时采用

　　（2）水泵和水箱联合给水方式。适用于室外给水管网中压力低于或周期性低于建筑物内部给水管网所需压力，且建筑物内部用水又很不均匀；

　　（3）水泵给水方式。适用于室外给水管网中压力在一天中大部分时间满足不了室内需要，且建筑物内部用水量又大又很不均匀；

　　（4）分区供水的给水方式；适用层数较多的建筑物，为了充分有效地利用室外管网的水压。将建筑物分成上下两个供水区，下区直接在城市管网压力下工作，上区则由水泵水箱联合供水。

　　因此，建筑给水排水的工程设计，应由其专业人员根据专业知识进行设计。

　　二、给排水实时控制系统的设计

　　2.1系统的组成

　　根据现场条件及有关设计要求，各台泵的型号和主要参数如下：

　　生活泵型号：DFG40-50A/2，功率3kw，最大扬程44m；

　　消防泵型号：DFG40-32A/2，功率1.5kw，最大扬程28m；

　　回水泵型号：DFG40-32A/2，功率0.75kw，最大扬程16m；

　　给水模拟系统组成示意如图1所示。

　　图1 给排水系统组成示意图

　　给水泵包括生活和消防泵。设置生活泵一台，采用变频控制，可实现不间断恒压供水。为了使水重复利用，配置一台回水泵。回水泵用以排除水槽（低位水箱）的蓄水，模拟工程排水系统。考虑消防联动，设置消防泵一台，选用无扩展PCC（带通信接口）为单元控制器，采用两地手/自动混合控制及监控及直接操控方式，满足智能建筑对建筑给排水的基本控制要求的实现。

　　2.2 系统控制要求

　　给排水系统的监控和管理由现场控制和集控中心来实现，其最终目的是实现给排水的合理调度，也就是说，无论用户用水量怎样变化，水泵都能及时改变其运行方式，实现水泵的最佳运行。

　给排水的监控系统需随时监视大楼给排水系统，并自动储水及排水；当系统出现异常情况或需要维护时，及时发出信号，通知管理人员处理。给排水系统监控主要包括水泵的自动启停控制、水泵的故障报警、水泵的运行状态监测、水箱水位监测等，通过程序设计来满足自动控制要求，即根据水箱的高低水位信号来控制水泵的启/停，并且进行溢水和枯水预警。当水泵出现故障时，立即发出报警信号，同时备用泵自动投入运行。当发生火灾时，根据火灾信号的性质立即启动消防泵。

　　本系统的控制要求如下：

　　（1）高位水箱与低位水箱中均设液位计，将水位信号送至B&R PCC2003控制器，实现自动控制；

　　（2）回水泵应同时接受这两个水箱的制约。当低位水箱处于低水位时，为了避免水泵的空转，无论高水位水箱如何，回水泵都不能启动；

　　（3）应设有3台电动机运行指示器及自动鼓掌显示、液位显示。3抬电机均有过载保护，短路保护，对于变频器启动时，应先是接触器通电，然后变频器通电；停止时，变频器先停止运行，然后接触器断电。

　　（4）设手动/自动方式转换，手动时，可优操纵者分别启动每台水泵；自动时，制定启动运行后，由B&R控制器根据高/低位水箱的液位计信号进行逻辑运算判断后，对3台水泵运行实现自动控制；手动十，3台水泵可同时运行，而自动时，生活泵和消防泵不能同时运行；

　　（5）对生活泵要能实现恒压供水。手动控制时，变频器解除；

　　（6）实现集中控制台、实验室、现场水泵三地控制；

　　（7）当消防信号引入后，自动启动消防泵；自动失效时，可手动强迫启动。

　　2.3 系统设计

　　（1）主电路设计

　　由于功率最大的电动机仅为3kw，故采用直接启动方式；各电机均设有过载保护FR1，FR2，FR3。各台水泵均设有短路保护装置。

　　（2）PC选择及I/O分配