二次加压泵站供水压力大闭环节能控制

 一、概述 

　　1、前言 

　　随着城市高层建筑的增多，市政管网出现压力不足的情况，对于高层建筑希望采取无水箱给水方式。要解决这些问题，就必须对供水系统进行自动化恒压控制，采用自动恒压控制给水技术。变频调速恒压给水技术就是这种技术的应用，它是当前先进的给水技术，该技术有如下特点：高效节能，用水压力恒定，延长设备使用寿命，功能齐全等。 

　　2、变频调速恒压给水系统原理 

　　变频调速恒压给水系统由计算机、变频调速器、压力传感器、电机泵组及自动切换装置等组成，压力传感器放置点即为变频调速控制系统的压力控制点。变频调速给水恒压系统在应用时能否达到理想的工况，压力控制点设置的形式是关键因素之一。压力控制点的设置有两种形式：一是将控制点设于泵站出口，按该点的压力进行工况调节，间接保证最不利点的水压稳定，称之为泵出口恒压控制。二是将控制点设于最不利点处，直接按最不利点水压进行工况调节，称之为用户最不利点恒压控制。 

　　3、出口恒压与最不利点恒压控制的分析、对比 

　　3.1 对于泵出口恒压控制来说，当管网用水量增大时，最不利点水压开始减低，而出口压力反映还不明显，当管网用水量继续增加时，出口压力才能显示减小。调速系统才能开始增速补充流量；管网用水量减少时，最不利点要落后于出口压力点的反映速度，调系统会先于最不利点提前减量送水。 

　　3.2 对于最不利点恒压控制来说，当管网用水量增加时，最不利点压力下降就能传送给控制系统进行增量控制。管网用水量减少时，管网压力整体提升，当最不利点压力提高到供水服务要求压力时，反回控制系统数据信息，控制系统进行减量送水。 

　　3.3 利用最不利点控制与泵站出口恒压控制相比，供水量相同时，最不利点恒压控制的水泵以更低的转速运行，更节能。同时，最不利点恒压控制更易于实现水泵在高效段运行，水泵工作效率更高些。 

　　4、现今的变频调速给水系统多采用泵出口恒压控制，这种设置方式管理方便，设置点易确定，但技术经济性能不十分理想，建议改为最不利点恒压控制。 

　　二、系统架构及原理 

　　1、压力不利点现场条件及功能需求 

　　1.1压力最不利点的选择 

　　根据经验和实测确定最不利压力点，通常最不利压力点在管网的最末端，或某一个区域的最高点。 

　　1.2通讯要求 

　　由于区域性加压泵站的压力不利点通常距离泵站较远，而且环境复杂，无法通过电缆铺设实现压力传感器信号传输到泵站。因此，我们采用GPRS无线数据采集终端实现压力不利点数据的传输。 

　　2、GPRS无线数据采集终端功能需求 

　　2.1电源供应 

　　由于压力不利点的地理位置分散，且现场环境复杂，不能够保证有 220V 电源供应。所以，现场采用电池供220V交流供电电源加UPS供电电源供电方式。 

　　2.2设备功耗 

　　设备的功耗必须满足长时间工作的要求，以降低电池维护成本。 

　　2.3通讯要求 

　　采用 GPRS 无线通信。 

　　2.4设备体积 

　　由于监测现场处于居民区、厂区或野外，现场设备的体积就必须满足小型化的要求。 

　　3、泵站监控调度中心建设 

　　3.1总体要求 

　　3.1.1数据的采集、存储与下达： 

　　泵站中心调度系统应确保从各数据源采集到的数据实时、真实。泵站信息的数据采集周期为1分钟可调，存入历史数据库的存储周期为1分钟可调；压力不利点的数据采集周期为1分钟可调，存入历史数据库的存储周期为1分钟可调；压力不利点的数据传输到泵站执行端的周期为1分钟。 

　　3.1.2访问方式 

　　（1）中心调度系统相关软件具备客户端访问及局域网/公网访问三种方式。 

　　（2）提供一个统一的信息访问平台，实现单点入口，统一管理。在浏览器环境下，通过一次身份认证，按照各自的权限，动态浏览系统信息。 

　　3.2网络架构及通讯 

　　3.2.1系统的数据通信功能 

　　（1）数据通信的内容 

　　调度中心从泵站采集的数据：水位、水泵运行状态、频率、压力和流量、电流、电压、温度、电量等，；从压力不利点采集压力数据，并转发到泵站执行端。 

　　（2）数据通信的方式 

　　调度中心与远程站之间数据通信方式采用GPRS无线方式。 

　　3.3泵站监控系统 

　　3.3.1系统的基本功能 

　　泵站调度系统是生产信息采集、预处理中心和调度命令发布管理中心。系统负担的主要任务是：采集泵站、压力不利点的实时参数数据，实现科学化管理和有效调度。 

　　3.3.2数据管理功能 

　　（1）数据存档功能 

　　调度中心调度工作站对其从各远程站采集到的各种数据，按照其不同类型、名称、属性、时序等特征分类，存入到调度中心的数据库中。 

　　（2）地理信息功能 

　　地理信息系统是在泵站监控系统软件中嵌入电子地图。 

　　（3）数据显示功能 

　　调度工作站对采集到的各种数据，可按要求以不同的形式进行显示。其显示方式为数据、工艺图、表格、图像、曲线、棒图、饼图、符号等不同形式，并可用颜色和符号表明数据的性质。 

　　（4）报表生成和打印功能 

　　提供丰富数据报表如：水量报表、压力报表等，提供日、月、季、年四种时间单位统计。可以生成网页、EXCEL 电子表格及PDF等格式文件用于打印或保存。 

　　（5）报警功能 

　　当故障发生时，发出声光警报，显示故障点和故障状态，可按照报警等级做出相应反应，记录故障的信息。 

　　报警画面与其它显示画面相比，具有更高的优先级。