【摘要】隨著住宅小區(qū)的大規(guī)模的增加，人們的生活水平不
斷提高，住宅小區(qū)的供水質(zhì)量也備受關(guān)注，傳統(tǒng)的高能耗運行模
式已無法滿足居民高質(zhì)量的供水需求，因此，對二次供水系統(tǒng)進
行優(yōu)化是十分必要的。本文以就“住宅小區(qū)二次供水電氣控制系
統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計”為題，旨在探討電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的具體模
式及做法。
【關(guān)鍵詞】住宅小區(qū)；二次供水；電氣控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計
前言
居民住宅而的二次供水設(shè)施主要包括住宅小區(qū)內(nèi)的水池、供
水水箱、水泵、管道、閥門、計量器具及其附屬的其他相關(guān)設(shè)施，
居民的用水質(zhì)量與供水設(shè)施的好壞有著極大的關(guān)系，同時可將一
個城市的供水水平直接體現(xiàn)出來
[1] 。長期以來，由于使用時間長久、
建筑材質(zhì)問題居民住宅的二次供水的整體水平較低。此外，還因
供水企業(yè)與 物業(yè)房管部門“ 分割管理” 的體制等體質(zhì)，使二次
污染的現(xiàn)象發(fā)生。由于許多小區(qū)仍采用夜間水箱的供水方式進行
供水，嚴重影響了居民的日常供水。本文提出二次供水改造，提
出對此類小區(qū)的供水管網(wǎng)和供水系統(tǒng)進行改造優(yōu)化設(shè)計。
1 設(shè)計存在問題
1.1 設(shè)計方面所存在的問題
一般情況下，大部分小區(qū)的公共性建筑以及住宅樓的蓄水池
均為消防及生活混用的蓄水池，且大多為池單格設(shè)計，這樣的設(shè)
計雖然一方面加大了消防安全系數(shù)，但在另一方面也使得水池的
容積過大，水在蓄水池中停留的時間過長使得余氯濃度下降，最
終導(dǎo)致水質(zhì)難以達到生活飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。一部分直接接入地
下污水管道的溢流排空管道會使得污水管內(nèi)的病菌沿著溢流排空
管道從而進入到蓄水池內(nèi)；污染池內(nèi)的水。溢流、通風(fēng)管口的防
護措施未注明，難以有效防止會對池內(nèi)造成水質(zhì)污染的東西，如
老鼠等；因池內(nèi)的防銹漆附著力較弱，較易脫落，脫落的漆對水
質(zhì)的影響也較大從而造成水質(zhì)受到污染
[2] 。
1.2 管理方面所存在的問題
就目前而言，設(shè)計單位、自來水公司以及建設(shè)單位之間的溝
通以及協(xié)調(diào)較為欠缺，如二次供水的施工及管理、水池的設(shè)計等
問題；關(guān)于二次供水的問題在城市供水主管部門也得不到應(yīng)有的
重視；在設(shè)計圖紙的審查方面缺乏專門的機構(gòu)或人員，并且對施
工過程的監(jiān)督較為缺乏，在竣工驗收時建設(shè)單位也沒有通知自來
水公司派員參加，從而導(dǎo)致其在設(shè)計以及施工的過程中存在的問
題對后來的運行造成衛(wèi)生安全隱患。
2 相應(yīng)的設(shè)計措施
2.1 對住宅小區(qū)的二次供水進行電氣控制優(yōu)化
首先對小區(qū)的供水進行基本數(shù)據(jù)的采集，將小區(qū)的居民數(shù)量、
樓層數(shù)、以及小區(qū)的規(guī)模等基本數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，通過對轄區(qū)內(nèi)的
數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析得出供水的特征以及需求，掌握小區(qū)供水的
高峰期以及低谷期等，根據(jù)得出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行控制系統(tǒng)的設(shè)計。
其次，根據(jù)設(shè)計的控制系統(tǒng)的要求對該小區(qū)進行垂直分區(qū)，并將
最大用水量進行計算，根據(jù)算出的最大用水量計算小區(qū)的揚程以
及流量，配合選擇相應(yīng)揚程以及流量的水泵。后根據(jù)水泵的參數(shù)
進行電機的選擇，對兩者進行配合分析及計算，因在供水能力相
同的情況下，電機以及水泵兩者之間的參數(shù)會存在一定的差異。
最后對控制系統(tǒng)進行合理的設(shè)計以及優(yōu)化，并按照要求對控制電
路和工作流程以及控制單元進行設(shè)計，對輸出信號以及輸入信號
的功能進行詳細的分析，從而達到對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化的目的。
2.2 概述控制系統(tǒng)
于控制柜中安裝電氣系統(tǒng)，可采用變頻器、PLC、控制設(shè)備等，
PLC 是二次供水系統(tǒng)中中整個控制系統(tǒng)的核心，主要有液面位置、
采集壓力、信息處理等作用，對相關(guān)信息進行計算并輸出，可通
過網(wǎng)絡(luò)接口對系統(tǒng)信息進行處理及傳遞，為直接對系統(tǒng)進行，其
將控制指令傳輸?shù)阶冾l調(diào)速裝置上。控制電機轉(zhuǎn)速的元件即變頻
器，其可直接接受 PLC 的控制從而實現(xiàn)對系統(tǒng)供水的流量和揚程
等進行控制，使節(jié)能效果達到最佳。接觸器、斷路器、繼電保護
等均為電子控制設(shè)備，主要以對現(xiàn)場水泵和其他電氣設(shè)備實現(xiàn)控
制，從而控制變頻和工頻的運行，并實現(xiàn)自動和手動的控制。
2.3 歸類 PLC 信號
系統(tǒng)電路由兩部分構(gòu)成，即輸入、輸出。輸入信號主要包括：
變頻恒壓供水系統(tǒng)，使供水的保持持續(xù)性，可進行自動和手動控
制，利用軟啟動實現(xiàn)工頻下供水。以開關(guān)選擇方式進行自動和手
動控制，將心好輸入繼電器再傳輸?shù)?PLC。對信號的傳遞控制主要
采用啟動和停止，對整個系統(tǒng)的啟動和停止進行控制。傳遞壓力
信號，控制系統(tǒng)啟停的重要條件為采集壓力信號，且為變頻、工
頻轉(zhuǎn)換的輸入信號。管道壓力信號，由管道壓力傳感器獲得相關(guān)
壓力信號并傳輸至 PLC，壓力顯示是通過上位機與通訊系統(tǒng)共同實
現(xiàn)，PLC 處理分析后，得到輸出控制信號，使變頻器的頻率改變。
變頻故障信號，即工頻、變頻之間轉(zhuǎn)換的啟動信號，若發(fā)現(xiàn)變頻
系統(tǒng)出現(xiàn)故障則工頻系統(tǒng)將自動啟動。過載信號輸入，即系統(tǒng)有
過載的情況出現(xiàn)，則有保護信號自動發(fā)出。液位信號，采集液面
信號并輸入 PLC，其進行控制需通過對進水和供水的分析來實現(xiàn)，
若水位過低則會導(dǎo)致系統(tǒng)停機。輸出信號包括：對變頻器和工頻
運行基礎(chǔ)器的控制信號輸出，PLC 控制了電動閥開關(guān)的啟動大小；
信號的輸出主要由低區(qū)及中區(qū)進行控制，高區(qū)輸出三個控制點以
及電動機的控制信號；開關(guān)量輸出，對中間繼電器和變頻調(diào)節(jié)等
進行控制；模擬其輸出量，反饋變頻的頻率；對變頻和工頻電機
進行停止或者啟動，每臺電動機均有故障報警器，可提供故障信
號。
2.4 分析中區(qū)優(yōu)化控制設(shè)計
選擇四套機組對中壓區(qū)域的供水進行控制，工作遵循三用一
備的原則，根據(jù)小區(qū)的實際供水?dāng)?shù)據(jù)進行分析，中區(qū)供水設(shè)定水
壓力為 0.9MPa，首先進行恒壓供水，變頻控制，第一臺設(shè)備變頻
啟動測定壓力值采用壓力傳感器進行測定，提供變頻控制信號給
PLC，若在滿負荷后用水量供應(yīng)不足，將會導(dǎo)致出水壓力下降，此
時第二臺電機啟動，使出水壓力的保持恒定。直至三臺設(shè)備開始
工作。為保障四臺設(shè)備運行時間相同，應(yīng)制定為了避免輪換運行
模式，可有效避免長期停用的第四臺設(shè)備出現(xiàn)故障，或是長期使
用使用前三臺設(shè)備而導(dǎo)致壽命降低。設(shè)定進水管道的壓力為
0.15MPa，若主管道的壓力比這個限制要低，將會導(dǎo)致設(shè)備停機，
若壓力逐漸恢復(fù)，則設(shè)備將自動啟動。當(dāng)用水量處于最低峰時，
管網(wǎng)壓力變大，系統(tǒng)設(shè)定將關(guān)閉水池的出水閥，進行疊壓供水，
水池出水的電動閥的開啟和關(guān)閉由壓力大小決定，因此水池內(nèi)的
水呈循環(huán)模式；當(dāng)處于用水高峰時，管網(wǎng)壓力較小，則以穩(wěn)壓罐
進水和水池供水兩種方式進行供水，開關(guān)閥門的調(diào)節(jié)也可根據(jù)壓
力的高低進行，同時以高峰期關(guān)閉穩(wěn)壓閥門的方式進行配合，即
僅用水池供水，水池水開始大循環(huán)，從而使水質(zhì)保持穩(wěn)定。若整
個管網(wǎng)的壓力均低于 0.15MP，系統(tǒng)將關(guān)閉穩(wěn)壓罐的進水，同時將
水池出水的閥門開啟，進行水池供水。
3 結(jié)語
綜上所述，整體供水模式的改變和供水控制系統(tǒng)的優(yōu)化是二
次供水優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵，不僅僅是要選擇合理供水模式，同時還
要根據(jù)其的實際要求進行電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，本文中的系
統(tǒng)主要由變頻器、PLC 等組合而成，從而構(gòu)成一個智能化的控制系
統(tǒng)，可以對整個系統(tǒng)進行智能化的控制，不僅極大地降低了能源
的消耗，而且還有效地提高了供水的效率，供水效果十分理想。
參考文獻：
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[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，（10）.