园区住宅供水实施细则_V1 0_20100509

苏州工业园区住宅供水实施细则苏州工业园区住宅供水实施细则 一 一 总则总则 1 为保障园区饮用水的安全 提高住宅小区 公共建筑抗击意外事故的能力 同时为了规范园区管网叠压安全供水设施建设标准 满足用户对水量 水 质 水压的要求 达到安全可靠 节能降耗的目的 特制定本技术指导意 见 2 本技术指导意见适用于所有新建 改 扩 建住宅小区和公共建筑供水设 施的设计 施工 验收以及管理 3 基本要求 1 既要考虑供水的节能 更要考虑供水的安全 既要保证用户的用水水质 水压 水量 又要保证市政管网的压力不受影响 2 为保障用户的连续安全供水 必须配置适当容量的水池 箱 3 为保障周边用户的供水 必须设置市政管网压力保护装置 4 为保障用户应急使用水池 箱 时的用水水质 蓄水必须采用实时更换 的措施 5 输配水管道的管材 金属管道内防腐涂料及承插口接口处填充料等与水 接触的材料应符合现行国家标准生活饮用输配水设置及防护材料的安全 性评价标准 GB T17219 的有关规定 并取得国家卫生部门颁发的净 水产品卫生许可证 内衬塑钢管 不锈钢管 内衬不锈钢管 6 电气及控制设备应采用国家现行有关标准的效率高 能耗低 性能先进 的电器产品 提供远程自动控制信号接口 满足泵站无人值守自动运行 以及远程控制及远程数据传输等各项要求 7 电机与水泵成套机组的效率不小于 85 二 二 设计依据设计依据 本技术指导制定的主要设计依据为 室外给水设计规范 GB50013 2006 泵站设计规范 GB T50265 97 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 箱式无负压供水设备 CJ T 302 2008 稳压补偿式无负压供水设备 CJ T 303 2008 城市居民生活用水量标准 GB T 50331 2002 二次供水设施卫生规范 GB17051 1997 生活饮用水卫生标准 GB5749 2006 供配电系统设计规范 GB50052 95 建筑防雷设计规范 2000 版 GB50057 94 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343 2004 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198 94 电力工程电缆设计规范 GB50217 2007 系统接地的型式及安装技术要求 GB14050 93 电子设备雷击保护条例 GB2450 87 电设备电磁兼容性要求 GB T18268 2000 雷电电磁脉冲防护 GB T19271 2003 软件包质量要求和测试 GB T17544 98 外壳防护等级 GB4208 93 视频安防监控系统工程设计规范 GB50395 2007 入侵探测器通用技术条件 GB1048 1 2002 防盗报警控制器通用技术条件 GB12663 2001 工业控制计算机系统验收规范 GB T5234 自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GBJ131 90 电力装置的电测量仪表装置设计规范 GBJ63 90 工业企业通信接地设计规范 GBJ79 85 自动化仪表工程施工及验收规范 GB50093 2002 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168 2006 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50169 2006 电气装置安装工程盘 柜及二次回路接线电缆线路施工及验收规范 GB50171 2002 矩形给水箱 国家建筑标准设计图集 02S101 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236 98 金属熔化焊焊接接头射线照相 GB3323 2005 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001 三 三 供水形式供水形式 1 低层 多层 小高层 高层供水选用变频管网叠压供水形式 2 超高层供水方式参照本细则执行 四 四 供水系统图 仅作参考供水系统图 仅作参考 1 1 供水系统组成原理供水系统组成原理 增压泵站供水系统参考图一所示进行设计和建设 系统设计原理是将 供水管网系统按不同的额定设计压力和流量分成 1 n 个供水区域 增压泵 组 通过水量调节装置 射流器 按一定的比例同时抽取市政管道和水 箱的水增压后提供小区居民的生活用水需要 水箱一方面处于蓄水状态 当市政管网系统处于意外停水时可提供一段时间的居民供水需要 另一方 面水箱可缓冲增压泵站抽取市政管网上的压力波动 避免市政管网出现负 压现象 为了达到换水量控制 供水系统设置两套电磁流量计分别计量水 箱的进水流量和市政供水总管到增压泵站的总流量 通过流量计算可得知 水箱的换水量是否满足设计要求 当换水量达不到设计要求 控制系统可 在供水系统处于低水量供水状态时 通过关闭 2 电动阀门 直接抽取水箱 内的水 强行置换水箱水量 保证水箱内的水质始终处于安全供水水质标 准之内 为了低水量供水时的节能降耗 本供水系统在每个供水区出水口 设置一套压力罐 一方面缓冲管网上的压力波动 同时 由于其具有一定 的蓄水作用 当管道上处于低流量供水状态时 由于变频器处于休眠状态 水泵停止运行 气压罐可通过释放其蓄水量进行压力补偿 维持管路上压 力 继续提供管道上低流量下的压力和水量供应 水箱具有液位控制 可 使水箱内的液位保持在恒定液位上 保证水箱始终具有最大蓄水量 五 五 系统设计原则系统设计原则 1 1 安全可靠安全可靠 增压泵站自动化控制系统的设计必须首先考虑电控系统的可靠 性和安全性 采用符合国家有关标准及满足本技术要求的优质名牌电气元 器件对其控制系统进行模块化 标准化 简单化设计和制作 使控制系统 具有高可靠性和低故障率 同时 可使控制系统具有维护简单 故障恢复 快速等特性 2 2 标准化设计 标准化设计 为了今后泵站的统一管理和维护以及数据采集 所有增压泵 站的自动化设计时应在硬件结构 设备型号 电气元器件参数 电气接口 设备器件品牌等方面统一标准 可保证各设备之间在机械尺寸 电气特性 上具有高度的互换性 同时可提高系统的可维护性 除此以外 系统还必 须针对泵站设备及控制信息进行标准化 统一系统设计参数 统一控制对 象及数据采集对象 统一控制软件包括数据结构定义 为系统的构建提供 一个一致化的软硬件环境 便于系统的构建和今后的维护 3 3 1 1 控控 1 1 变频调速变频调速 所有的增压泵都必须配置独立的变频控制器 采用 1 控 1 变频调速控制 保证泵及泵组能在流量的大动态变化时具有足够宽的调速 范围 保证泵组的工作运行特性区处于高效区运行 泵组中的变频调整应 考虑整体运行控制 全频同步调速控制泵组的流量增加或减少 4 4 PLCPLC 控制 控制 控制系统应采用 PLC 为核心进行设计 为了系统安全运行和维护 快捷方便 PLC 系统应支持热插拔技术 其中 CPU 应集成有以太网通讯接 口和 RS 485 通讯接口 其控制和数据采集的对象不仅是变频器 同时应对 增压泵站的其它外围设备和单体控制元件进行监控 5 5 闭环控制 闭环控制 增压泵和变频器之间可通过将泵组输出端口的压力检测值作为 系统反馈参数 和变频器的运行频率构成 PID 闭环控制 并根据供水系统 的需求在设定的压力下调节泵和泵组的流量输出 满足区域内管网用水量 的不同需要 6 6 节能高效 节能高效 泵组并行运行 增压扩流时 不仅应考虑控制单台的运行状态 的高效运行 同时还要考虑并网后的泵组的运行状态应满足高效区运行 从而满足泵组的高效 稳定 节能的工作要求 系统设计时应充分考虑使 泵 电机以及变频器等设备的运行参数相互匹配性 保证其运行均处于各 自的高效工作运行区域内稳定工作 从而一方面可使设备的运行寿命得到 最大的提高 增加泵组系统的稳定性和可靠性 降低泵组的运行故障率 另一方面可为用户提供平稳优质的供水质量 同时可最大限度瞒足节能降 耗的要求 必须避免泵组及泵运行时使泵或变频器以及电机的工况特性处 于低效区或无效区 7 7 独立性和协同性 独立性和协同性 每台泵的变频器既可在 PLC 控制下独立运行 单独调速 同时又可和同组内其它变频器通过数据通讯相互协调 同步运行 变频器 的运行 启动 停止 调速 既可不依赖于 PLC 控制 同时也可接受 PLC 指 令启动 停止 调速 并能在远程上位机系统的指令下进行相应的工作 8 8 对外通讯 对外通讯 增压泵组自控系统设计必须考虑提供远程自动化控制信号接口 现场设备控制系统和远程监控系统之间应采用工业以太网通讯协议进行数 据通讯 满足增压泵站无人值守自动运行以及远程控制及远程数据传输等 各项要求 9 9 数据采集 数据采集 控制系统应能完成泵组各项运行参数以及其它设备的状态数据 的采集功能 并将数据存入 PLC 专用数据缓冲区内提供给远程上位机系统 和其它控制单元调用 1010 安全防范 安全防范 为了今后增压泵站的无人值守管理 增压泵站必须考虑安防 系统的设计和建设 该系统可自动记录人员进出的数据信息和图像信息 防止非法人员的闯入 当出现非法人员非法闯入时可进行现场声光报警和 远程中控报警 保障增压泵站内的设备安全和水源安全 1111 泵的合理配置泵的合理配置 一般泵站二次增压系统应根据楼层高度配置多个增压泵 组 分别对应不同扬程需要的供水区域 其中 每组须配置 2 台以上的增 压泵 每组泵中应设置 1 台相同型号规格的备用泵 根据泵的运行原理和 泵组并行运行时的增压增流量的运行特点 为了使得泵的运行处于高效和 节能状态 增压泵组内泵的选型配置应考虑尽量采用较大流量和较大功率 泵进行并网运行 并网泵的数量应不大于 3 台 备用泵除外 每组泵的泵 送流量应大于使用区域的实际用水量 根据设计院设计 1212 市政管网压力保护 市政管网压力保护 泵组增压系统在运行过程中应考虑避免泵组抽水增 压时对市政管网的过量抽取 控制设计应合理控制和调整水泵的工作区间 避免泵的低效运行 水泵 组 运行时应考虑使用水箱作为增压系统的缓 冲水源 保证二次增压时不会造成市政管内压力应泵组的运行而出现负压 现象 保护市政管网 1313 远程监测监控 远程监测监控 泵组控制系统应考虑满足远程监控的设计需要 可通过 相应的通讯接口和通讯协议和远程上位机组态监控软件进行数据通讯 在 远程上位机系统中可以实时监控现场设备的运行情况 压力变化情况 故 障报警情况 历史数据记录等 同时满足远程控制的功能要求 1414 智能化控制 智能化控制 控制系统应具有控制水泵自动变频运行 水泵定时自动切 换 过流 过压 过载 欠压自动保护 无水自动停机和报警 来水自动 开机等功能 其系统应具有完善的保护功能 满足增压泵站的运行全自动 化智能控制的要求 正常运行过程中无需人员现场操作 1515 无二次污染 无二次污染 核心设备应采用食品级不锈钢材料 材料不低于 SUS304 具有良好的耐腐蚀性 保证供水水质的安全无污染 达到绿色环 保的卫生要求 1616 水质检测 水质检测 增压泵组应考虑配置水质监测仪 可对水箱内的水质进行在 线监测 其数据信号可通过模拟量型号和或通讯协议的方式将现场数据通 过 PLC 上传到上位机组态软件上 控制系统可根据反馈的设置相应采样接 口 六 六 水箱系统设计的一般要求水箱系统设计的一般要求 1 1 按照节约用水的原则 居民人均生活用水量指标定为 150 升 人 天 每户 按 3 人计算用水量 公共建筑用水量指标按 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 中 3 1 款用水定额确定 2 2 居住小区 50 户以下 生活水池 箱 容积不低于水量的 50 确定 50 200 户增加部分不低于用水量的 40 确定 200 500 户 增加部分不低于用 水量的 30 确定 500 户以上 增加部分不低于用水量的 20 确定 3 3 高层和超高层 若采用高位水池 箱 的供水方式的话 其容积总量不得 低于上述 1 2 要求 4 4 公共建筑 生活水池 箱 的容积不低于定额用水量的 50 确定 5 5 水箱结构 水箱容积应满足设计院设计要求 其最小容积下 内部应具有 2 格以上的空间区域 6 6 高层和超高层水箱 高位水池 箱 除上述要求外 必需设置在构筑物内 部 7 7 水箱压力 水箱非压力容器设计 不承受内部水压 水箱内部通过内外空 气交换口与外界空气保持联通 8 8 水箱与外部接口 水箱设计应同时考虑有进水口 出水口 溢流口 排放 口 旁通口 空气交换口 其中 空气交换口应设计安装空气过滤装置 建议采用活性炭介质予以过滤空气 9 9 水箱液位控制 为了保证水箱内的水位 水箱应设计加装液位控制装置 同时为了 安全可靠性 其液位信号应同时设计安装有模拟量输出和开关量 输出的两种液位传感器及感应器 其中 为了降低建设投资 运 行维护费用 模拟量液位传感器建议采用压力传感器采集水箱水 压后输出 4 20mA 电流信号给控制系统 通过程序计算转化获得 液位数据 而水箱液位开关量信号输出控制器可根据其设定的液 位最高点和液位最低点输出开关量报警信号给自控系统进行 以 便控制系统进行应急处理 水箱内液位应根据控制系统设定的液位高液位控制和运行 确保水 箱内能存有设定的水量 保证外部管网系统水压不够时的应急供 应 10 10 水箱换水比要求 为了避免水箱内的水因长期留滞造成二次污染 水箱内的水必须保证动态流 动 在 24 小时内自动换水一次 其换水比可通过安装在进水总管上的电磁流量 计和水箱进水管上的电磁流量计的流量数据反馈来由自控系统自动控制 11 11 维护设计 水箱应设计有人员维修出入口 可允许维修人员进出清洗 维护水箱 七 七 自控系统设计自控系统设计 1 1 自控系统总体构架自控系统总体构架 增压泵站的自控系统总体构架应按图二所示进行设计和建设 根据 图二 所示 本工程自控系统包含两部分组成 其一是远程上位机数据采集监控系统 其次是增压泵站现场自动化控制系统及现场安防系统 包括门禁和视频监控 为了将来增压泵站的无人值守运行 现场泵组自动化控制系统必须将泵站 运行的各项数据参数通过 PLC 通讯接口 以工业以太网 TCP IP 通讯协议 采用 光纤为数据传输介质 通过借助网络运行商的公共通信网络组成的增压泵站 VPN 虚拟网络 将采集的数据信号和图像信号及报警信号上传给中控远程监控 系统 统一进行泵站调度 远程监管 每一泵站可视为泵站远程监控系统中的一个节点 该节点的输入 出网络带 宽不低于 10MB 2 2 泵站控制系统技术要求泵站控制系统技术要求 2 12 1 泵组自控系统构架泵组自控系统构架 泵站控制系统应包含泵组的自动化控制和安防监控两大系统 系统构架如 图三所示 泵站自动化控制系统的核心是 PLC 和变频器 其硬件系统由三部分 组成 其一是带有触摸屏人机界面的 PLC 控制柜 其二为变频器控制柜 第三 是安防系统机柜 包含相应设备 PLC 控制柜 PLC 和各变频控制柜 变频器 之间应采用 MODBUS 通讯协 议进行进行数据交换和信号传输 PLC 控制柜 PLC 和中控远程监控系统采用 工业以太网通讯协议通过 VPN 网络完成数据流 报警信号 图像信号的传输 PLC 控制柜主要负责增压泵组外围设备的控制和数据采集 同时负责数据的远 程传输 变频控制柜内的变频器应采用 MODBUS 通讯协议通过 RS 485 通讯接口和 PLC 进行数据通讯 泵站安防系统包括门禁系统 摄像系统及语音单元 所有安防系统的设备 单独安装在一个机柜内 其报警信号应接入 PLC 系统 如此 一方面可通过 PLC 将报警信号传送给远程中控平台服务器 同时可通过 PLC 控制硬盘录像机 进行报警录像 另外 门禁信号和图像信号还应该采用以太网协议通过 VPN 网 络传输给远程中控平台 使门禁信号 视频图像均可在门禁远程监控软件的电 子地图上以及远程图像监控计算机上予以报警和显示 语音单元应由扩音器及麦克风组成 其一音频信号通过嵌入式硬盘录像机 传送 为现场和远程中控平台建立实时通话环境 2 1 12 1 1 PLCPLC 控制柜的功能 控制柜的功能 PLC 控制柜专门负责增压泵站所有外部设备的控制功能 同时负责采集泵站 供水系统各运行设备的运行状态信号和实时运行数据 并将采集的各种信号及 数据组态显示在触摸屏上 如各电动阀门开启 关闭状态及开启度值显示 压力 传感器 市政总管输入压力和水泵出口总管压力 电磁流量计流量 水箱液位 压力 等模拟信号数据及压力表 液位开关 安防报警信号 门禁等无源开 关量信号采集和显示 除此以外 PLC 控制柜还必须提供电动阀门 电磁流量 计 传感器等外部控制设备和仪器 仪表的供电电源 同时负责将采集的各类信 号和数据通过 VPN 网络传输给远程中控平台并可接受远程中控平台的管理 2 1 22 1 2 变频控制柜的功能 变频控制柜的功能 变频柜的核心是各台泵 组 的变频器 变频器和 PLC 之间应采用 MODBUS 通讯协议进行数据交换 变频器一方面可接受 PLC 管理 可根据系统 设定的压力和变频器频率构成 PID 闭环控制 另一方面 当 PLC 系统出现故障 时 具有不依赖于 PLC 控制而能相对稳定运行的功能 保证供水区域内的供水 需要 2 1 32 1 3 安防系统控制柜功能安防系统控制柜功能 安防系统中嵌入式硬盘录像机 门禁系统报警主机 扩音器等设备安装在 一个标准机柜中 该机柜一方面为摄像机 门禁设备 扩音系统等设备提供电 源 同时负责将摄像机采集的实时图像信号和门禁信号记录到硬盘录像机及门 禁主机中 并通过其 RJ45 接口以工业以太网通讯协议将数据传输给远程上位机 监控系统 2 22 2 自控系统的控制要求自控系统的控制要求 2 2 12 2 1控制设计的一般要求控制设计的一般要求 二次增压供水系统应具有自动化控制设计 自控系统具有现场控制和远程 控制两种模式 其运行模式可通过现场控制柜上人机界面的选择开关进行切换 其中 现场控制又具有现场人工控制和现场自动控制两种模式 远程控制也同 样具有远程手动控制和远程程序控制两种模式 其优先级从高到底顺序为 现 场人工控制 远程控制 现场全自动控制 远程程控控制 现场控制柜和远程中控系统的信号传输应通过网络运行公司的光纤网络或 宽带网络组成 VPN 网络进行数据通信 通讯协议采用 TCP IP 工业以太网网络协 议 现场控制柜应采用 PLC 作为控制核心 PLC 应具有以太网通讯 MODBUS 等 多种通讯协议接口 系统由 PLC 完成对外部设备运行状态及管网系统的各种信 号的采集 数据远程传输 增压泵的启动 停止 电动阀门开关 电磁阀开关等 控制 同时 为了增压泵系统安全运行 保证供水区域内的自来水供应 现场 系统控制柜的设计应具有依赖 PL 运行 C 模式和不依赖 PLC 运行模式 保证泵组 系统的安全运行 现场控制柜的人机界面应具有良好的人机对话界面 可输入 修改 显示 相应的系统运行参数和设备运行状态 控制系统应具有完善的报警保护功能 可对过电压 欠压 缺相 短路 过流等故障进行现场声光报警 同时 可通 VPN 网络将各种报警信号传送给中 控平台予以报警显示 系统出现故障时 对可恢复的故障应能远程或现场自动 或手动消除 故障消除后可自动恢复增压泵的运行 此外 当某一工作泵出现 故障时 其他泵应能自动取代投入运行 其相关报警信息可通过网络传输给中 控平台和现场控制柜的人际界面上 同时现场控制柜应具有声光报警功能 可 对各类报警信号进行报警显示 2 2 1 12 2 1 1人机界面 人机界面 控制系统人机对话界面应采用高分辨率真彩色触摸屏设计 可输入 修改 显示相应的系统运行参数和设备运行状态 具有良好的人机对话界面 人机界 面必须和 PLC 同一品牌 以保证其系统的无缝接入 2 2 1 22 2 1 2控制模式控制模式 自控系统控制柜应具有现场控制和远程控制两种模式 其运行模式可通过 现场控制柜上人机界面的相应的按钮进行选择和切换 其中 现场控制又具有 现场手动控制和现场自动控制两种模式 远程控制也同样具有远程手动控制和 远程程序控制两种模式 中控平台实现 不在本工程范围 其优先级从高到底 顺序为 现场手动控制 现场全自动控制 远程控制 远程程控控制 1 1 现场手动现场手动 当控制系统处于现场手动控制模式时 现场操作人员可通过触 摸屏上相应按钮控制泵站内各单体设备的电动执行机构的打开 关闭以及泵 的的启动 停止 2 2 现场自动现场自动 当控制系统处于现场自动控制模式时 控制系统的各种电动阀 电磁阀 水泵等设备的打开 关闭或启动 停止将由系统控制原理根据检测 反馈的参数及设定的参数自动闭环运行 自动根据用户用水量和管道压力 调整泵组系统运行状态 3 3 远程控制 远程控制 当系统处于远程控制模式时 泵站相应设备的打开 关闭或泵的 启动 停止都将由远程监控平台监控操作人员通过监控计算机透过 VPN 网络 远程手动操作 4 4 远程程控 远程程控 当系统处于远程程控方式时 在中控平台上选择 泵站的控制 系统将按照设定的参数和反馈的数据自动闭环运行 自动根据用户用水量 和管道压力调整泵组系统运行状态 该功能由远程上位机监控平台设定 2 2 1 32 2 1 3泵的控制泵的控制 所有的增压泵均应采用变频器 1 对 1 控制 每台泵采用一台变频器单独 控制泵的运行 1 1 泵的控制要求 泵的控制要求 1 1 出口流量的一致性出口流量的一致性 所有运行的水泵在并网运行过程中均应控制其 每台泵的出口流量控制保持一致 当供水区域内的流量发生变化时 泵 组内的每台泵均应自动同步调整转速 在一定压力下响应实时流量的变 化需要 2 2 泵的轮换控制 泵的轮换控制 正常运行的轮换 正常运行的轮换 控制系统应将泵组中每台泵的运行时间进行计算 统计 同时可在人机界面或上位机平台上根据泵的维护要求设定每 台泵相应的的累计运行时间 一旦泵的累计运行时间达到设定时间 时 自动关闭该泵的运行 启动另一台累计运行时间最少的泵 同 时输出报警信号 该报警信号应传输给上位机平台 其中 当泵组 内的泵数量低于 2 台 包括 2 台 为了保证输出水压 只需输出 报警信号而无需停泵 故障轮换 故障轮换 当泵组中运行的泵产生故障时 控制系统应立即自动启 动泵组中的备用泵 同时将故障报警信息传送给上位机平台和现场 人机界面报警显示 3 3 泵的增加投入 泵的增加投入 当供水流量发生变化 调节变频泵至最高转速仍然 不足以瞒足用户的实时需要而导致压力下降时 首先应由系统自动降低 原已运行的泵的转速到系统设定的最低转速 然后启动备用变频泵 逐 步增加转速至系统设定的最低转速 然后同过计算其各自的出口流量 并根据总管压力反馈数据 自动调整每台泵的转速 一方面保证每台泵 的出口流量保持一致 同时瞒足管网流量的需要 控制系统设计时应充 分考虑泵的增加投入时对管网的压力和流量冲击 避免增加泵投入过程 中的压力超压情况和泵组调节过程中的震荡超调现象 4 4 泵的减少投入 泵的减少投入 与泵的增加投入原理相反 当供水流量大于管网流 量需要而导致压力超过设定值时 首先应同步降低各变频泵的转速 调 节泵的输出流量和压力 当调整变频泵至允许的最低转速时仍无法大于 实时流量需要时 系统能自动关闭泵组内的第一台变频增压泵 然后根 据实际流量和压力的反馈数据增加其它泵转速 提高其流量输出以满足 管网流量和压力需要 5 5 泵的调速控制 泵的调速控制 所有运行的泵在供水小区流量发生变化时 必须由各自的变频器控 制转速 同步在全频范围内进行调速 即同时增加转速或同时降低转速 以满足不同时段的供水流量需要 2 2 1 42 2 1 4变频器控制变频器控制 1 1 变频器的通讯 变频器的通讯 变频器应具有 RS 485 接口 能通过 MODBUS 通讯协议和 PLC 进行通讯 传送相应的数据 并接受 PLC 指令 同时 变频器具有 DDSC 通 讯接口 能通过各自的光纤接口和泵组内 相同供水区域 其它 PLC 进行 数据通讯 2 2 变频器的控制 变频器的控制 变频器一方面通过和 PLC 的通讯可接受 PLC 的管理 并根 据 PLC 发出的指令进行启动 停止 调速运行 同时其本身应具备不依赖于 PLC 而独立和多泵自动运行的能力 并可和其它变频器通过光纤回路进行内 部通讯 在变频器与变频器之间内部进行数据交换 由泵组内设定的主变 频器协调泵组内的其它变频器进行工作 不须 PLC 管理就可协同其它变频 器同步调整泵的运行速度和输出流量 3 3 同步转矩控制 同步转矩控制 变频器在运行过程中应能对泵的转矩进行检测或控制 可 通过 DTC 直接转矩控制和检测获知泵的运行状态 计算出泵的实际流量输 出 并通过和其它泵的变频器的数据通讯 协调其它泵的运行 保证泵组 内的每台泵的出口流量的保持一致 同时 可将计算出的实际流量值作为 控制补偿元素 根据流量大小自动进行泵的出口压力补偿控制 保证供水 管网的平稳供水及流量调节需要 2 2 1 52 2 1 5水箱控制水箱控制 1 1 液位控制 液位控制 水箱的液位依靠其进水口的浮球阀来控制 当液位超过设定值 浮球阀自 动关闭进水口 停止进水 反之 当液位低于设定值 浮球阀自动打开从 市政管网补充水量 为了保证水箱内的容水量 应保证水箱内的液位在设 定的最高点 为了采集水箱液位数据 应采用在水箱底部的安装压力传感器采集水箱水 位压力后将此数据反馈给 PLC 经程序计算后转换成液位数据显示在控制 系统的人机界面上并输送给远程上位机平台上 2 2 换水比控制换水比控制 换水控制换水控制 控制系统一方面通过泵的运行 将水箱内的水经射流器按比例 抽取 同时 当换水量无法达到设定要求时 控制系统应通过控制水箱连 接总管的旁通管路上的电动阀的打开及进水总阀的关闭 加大水箱流出水 量 强制进行换水 满足设定的换水比要求 根据在线检测仪表的水质监测数据强制换水 通过水箱进水口电磁流量计反馈的参数可计算固定时间段内的进水流量 从而计算出换水频率 换水比计算换水比计算 应根据水箱进水流量和泵及泵组的输出流量来计算 2 2 1 62 2 1 6出口压力安全控制出口压力安全控制 为了保证泵组出水口水压始终处于用户对水压的安全要求范围之内 避免水 压振荡过大造成管路超压 使用户室内供水管路应超压而产生泄漏 造成用户 财产损失 控制系统必须在泵组输出总管上设计安装可靠的信号采集设备 并 采用模拟量信号和开关量信号二级信号采集和保护 程序必须考虑超压控制 模拟量信号反馈控制 模拟量信号反馈控制 通常情况下 控制系统应将泵组输出总管上的模拟 量压力传感器上采集的压力模拟量信号 工艺设定的压力 现场设备或上 位机平台人机界面上设定 变频泵的运行转速 变频器频率 或力矩等 参数构成泵组运行系统 PID 闭环调节回路 其中 控制系统应当设定一个 压力偏差最大值 该偏差值应是变频泵在工频运行时的输出的最大压力值 和设定值之间的压力差异 当偏差值超过最大设定值时 控制系统应直接 控制备用泵的启动或关闭 当偏差值小于该偏差值内时 控制系统可控制 变频泵的转速以调整变频泵的输出流量 当调整变频泵到工频运行时仍无 法满足压力需要时 应控制备用泵的投入或退出 最终达到调整泵组输出 压力的需要 开关量信号反馈控制 开关量信号反馈控制 输出总管上应安装带开关量报警输出的压力显示器 压力表 构成压力二级检测回路 对压力极限值进行报警控制 当泵 组输出总管压力超过设定值时 报警压力可调 可通过其输出开关量报 警信号给控制系统的 PLC 系统应立即停止泵组的运行 同时 系统输出 相应报警信号 该信号应可同时显示在现场和远程中空平台 2 2 1 72 2 1 7信号采集类型信号采集类型 泵站系统的设备采集的主要信号应如表所示 外部设备信号采集方式 序 号 信号类型设备名称备注 1 总管进水压力 4 水箱压力测量液位 5 电源电压 6 电源总电流 7 增压泵电流 8 电动阀开度反馈 9 电动阀开度控制 10 泵组出水总管压力 11 4 20mA 模拟量信号 电磁流量计瞬时流量 12 电动阀开到位 13 电动阀关到位 14 电动阀过力矩 15 电动阀故障 16 旁通阀电磁阀开到位 17 旁通阀电磁阀开到位 18 水箱液位高液位报警 19 水箱液位低液位报警 20 泵组出水总管超压压力报警 21 变频器运行 22 无源开关量信号 变频器故障 23 增压泵电机运行 24 增压泵电机故障 过载保护 25 PLC 掉电故障 26 泵组超压报警 27PLC 28 RS 485 通讯接口 MODBUS 协议 变频器 2 2 22 2 2数据结构和标准化数据结构和标准化 为了今后系统的统一管理和维护 便于将来系统的扩展与接入 系统设计必 须考虑各类数据信息的标准化 2 2 2 1通用信息的标准化 1 供水设备中的所有通讯数据应按照序号存储在一个连续的数据包内 便 于由中央监控中心或设备组监控中心单独的或成批的读取 提高通讯效 率 2 各设备的通讯数据需符合标准规定的数据结构 设备生产厂家应按规定 的数据存储的内存地址组织数据 3 供水设备的消息 警告和报警信息通过在 PLC 中建立的标志位 上传到 中央监控中心或设备组监控中心 标志位以 BIT 位 的形式表示一条 消息 根据不同设备类型 设备的消息可以字 WORD 或双字 DWORD 的格式存储 4 供水设备的消息 警告和报警信息可以报文方式传到中央监控中心或设 备组监控中心 5 数据类型 6 网络通讯数据的数据类型需符合 GB T 15969 5 2002 的 A3 2 节 在通 讯中 设备的通讯数据要依据下列数据类型 表 1 数据类型 摘自 GB T 15969 5 2002 表 A1 序号数据类型关键字MMS 类型描述类别和大小注 1BOOL 布尔 4 2SINT 8 位整数 4 3INT 16 位整数 4 序号数据类型关键字MMS 类型描述类别和大小注 4DINT 32 位整数 4 5LINT 64 位整数 4 6USINT 8 位无符号数 4 7UINT 16 位无符号数 4 8UDINT 32 位无符号数 4 9ULINT 64 位无符号数 4 10REAL 32 位浮点数 4 11LREAL 64 位浮点数 4 12TIME 32 位无符号数 4 13DATA 二进制 时间真 1 14 TIME OF DATA TOD二进制 时间假 1 15 DATA AND TIME DT二进制 时间真 1 16STRING N 8 位位组串 N 2 17BYTE 8 位位串 4 18WORD 16 位位串 4 19DWORD 32 位位串 4 20LDWORD 64 位位串 4 21Enumerated specification 整数 3 22Subrange specification 子区域的基本数据类型 23ARRAY 数组 24STRUC 结构 注 1 值的真或假分别指示数据被包含或不被包含 注 2 实现者应规定允许的最大长度 给出 N 即此串的最大尺寸 注 3 为了保持所有可能的计算值 选择整数的大小 注 4 给出的大小是固定的 2 2 2 2实时数据结构 1 实时数据类型 实施数据中应包括设备的标识 设备及子设备的状态 实时采集数据以 及实时控制数据等 这些数据用于通过中央监控中心监控 包括设备检测数 据和设备生产数据 表 2 实时通讯数据结构 序号名称 占用 字节数 数据 类型 描述索引 1 设备标识 2WORD 用数字表述的设备名称参见表 3 2 设备状态 3WORD 设备整体状态描述参见表 4 3 实时采集数据若干 设备的实时数据 由中 央监控中心采集 4 实时控制数据若干 设备的实时控制数据 由中央监控中心下传到 设备 5 其他定义数据若干保留数据 6 扩展定义数据若干用于用户扩展 1 在设备 PLC 中 应具有存储器用于保存通讯的实时数据 宜选择非易失性 的存储器保存实时数据 如 EEPROM 或电池保护的 RAM 保证当电源故障时 数据保持 2 设备厂家需按照本规范定义的格式提供的设备实时数据及其存储地址表 用于网络连接 3 PLC 中的实时数据保存模型参见下图 PLC IO 接口 通讯接口 数据存储器单元 设备标识 设备整体状态 实时采集数据 实时控制数据 其他定义数据 扩展定义数据 n n m 程序存储器单元 图 PLC 内部的实时数据保存模型 2 设备检测数据内容 1 供水设备标识 每台供水设备采用数字标识表示区域内唯一的设备 用于设备定位 诊断 数字标识的数值由 32 位数字表示 Byte1Byte2Byte3Byte4 设备类型辅助标识 供水设备标识数据结构 表 3 供水设备标识数据结构 序号名称数据类型描述 1 设备类型 WORD 可以用于表示设备的类型 工艺段 位置等 序号名称数据类型描述 2 辅助标识 WORD 可以用于表示设备的辅助信息 用 于标识设备 2 供水设备整体状态 每台供水设备需提供包含设备整体运行的状态信息 提供包含主控制 器的运行状态信息 其中可包括 PLC 作为整体 智能控制单元 变频器 CPU IO 模板 通讯模板等信息 表 4 供水设备运行状态数据结构 序号名称 数据 类型 状态 数值 示例 16 进制 描述 1 正常 GOOD 2001 设备整体状态良好 包 括各子模板或子系统 2 警告 WARNING 2002 至少有一个子模板或子 系统状态为 WARNING 没有 BAD 表示系统警 告 3 设备状态 Health WORD 故障 BAD 2003 至少有一个子模板或子 系统状态为 BAD 表示 系统故障 4 运行 Running 3001 设备处于运行状态 正 常生产 5 停机 Stopping 3002 设备处于停止状态 6 启动 Starting 3003 设备处于启动状态 7 工作状态 Working WORD 紧急停车 EM Stop 3004 设备处于紧急停止状态 属于非正常停机 序号名称 数据 类型 状态 数值 示例 16 进制 描述 8 本地 Local 4005 本地 就地 控制有效 9 控制状态 Controlling WORD 远程 Remote 4006 远程控制有效 3 供水设备实时控制数据结构 1 常规设定参数 序号变量名称数据类型单位值域范围描述存储地址 1 一区启动 BOOL 2 一区停止 BOOL 3 二区启动 BOOL 4 二区停止 BOOL 5 三区启动 BOOL 6 三区停止 BOOL 7 一区出水总管设定压力 INTMPA 8 二区出水总管设定压力 INTMPA 9 三区出水总管设定压力 INTMPA 10 市政管网最低允许压力 INTMPA 11 上偏差 INTMPA 12 下偏差 INTMPA 13 延时时间 T1 INTS 14 延时时间 T2 INTS 15 一区增泵压力下偏差 INTMPA 16 频率上限 INTHz 17 延时时间 INTS 18 一区减泵压力上偏差 INTMPA 19 频率下限 INTHz 20 延时时间 INTS 21 二区增泵压力下偏差 INTMPA 22 频率上限 INTHz 23 延时时间 INTS 24 二区减泵压力上偏差 INTMPA 25 频率下限 INTHz 26 延时时间 INTS 27 三区增泵压力下偏差 INTMPA 28 频率上限 INTHz 29 延时时间 INTS 30 三区减泵压力上偏差 INTMPA 31 频率下限 INTHz 32 延时时间 INTS 33 水泵定时切换间隔 INTH 34 自动换水间隔 INTH 35 一区超压保护压力上偏 差 INTMPA 36 超压保护延时时间 INTS 37 二区超压保护压力上偏 差 INTMPA 38 超压保护延时时间 INTS 39 三区超压保护压力上偏 差 INTMPA 40 超压保护延时时间 INTS 41 无水保护液位下限 INTM 42 无水保护延时时间 INTS 43 变频报警自动复位次数 INT 次 44 复位延时时间 INTS 2 回路设定参数 序号变量名称数据类型单位值域范围描述存储地址 1 水位参数 P INT 2 水位参数 I INT 3 水位参数 D INT 4 一区变频变频 P INT 5 一区变频变频 I INT 6 一区变频变频 D INT 7 二区变频变频 P INT 8 二区变频变频 I INT 9 二区变频变频 D INT 10 三变频变频 P INT 11 三区变频变频 I INT 12 三区变频变频 D INT 3 保护性设定数据 序号变量名称数据类型单位值域范围描述存储地址 1 一区 1 泵额定工作电 流 INTA 2 过电流保护倍数 INT 3 延时时间 INTS 4 一区 2 泵额定工作电 流 INTA 5 过电流保护倍数 INT 6 延时时间 INTS 7 一区 3 泵额定工作电 流 INTA 8 过电流保护倍数 INT 9 延时时间 INTS 10 二区 1 泵额定工作电 流 INTA 11 过电流保护倍数 INT 12 延时时间 INTS 13 二区 2 泵额定工作电 流 INTA 14 过电流保护倍数 INT 15 延时时间 INTS 16 二区 3 泵额定工作电 流 INTA 17 过电流保护倍数 INT 18 延时时间 INTS 19 三区 1 泵额定工作电 流 INTA 20 过电流保护倍数 INT 21 延时时间 INTS 22 三区 2 泵额定工作电 流 INTA 23 过电流保护倍数 INT 24 延时时间 INTS 25 三区 3 泵额定工作电 流 INTA 26 过电流保护倍数 INT 27 延时时间 INTS 4 4 供水设备实时状态数据结构供水设备实时状态数据结构 序号变量名称数据类型单位值域范围描述存储地址 1 一区现场手动 BOOL 2 一区现场自动 BOOL 3 一区远程 BOOL 4 一区现场手动 BOOL 5 一区现场自动 BOOL 6 一区远程 BOOL 7 一区现场手动 BOOL 8 一区现场自动 BOOL 9 一区远程 BOOL 10 电源电压 INTV 11 电源总电流 INTA 12 总断路器故障 BOOL 13 总管进水压力 INTMPA 14 水箱压力 液位 INTM 15 进水总管流量瞬时 INTm3 t 16 进水总管流量累积 INTm3 17 进水总管流量计故障 BOOL 18 水箱进水管流量瞬时 INTm3 t 19 水箱进水管流量累积 INTm3 20 水箱进水管流量计故障 BOOL 21 泵组出水一区总管压力 INTMPA 22 一区变频泵运行频率 INTHz 23 一区变频器断路器故障 BOOL 24 一区变频故障 BOOL 25 1 泵工作选择 BOOL 26 1 泵停止 BOOL 27 1 泵工频 BOOL 28 1 泵变频 BOOL 29 1 泵电机过载 BOOL 30 1 泵工频断路器故障 BOOL 31 1 泵运行电流 INTA 32 1 泵累计运行时间 INTh 33 2 泵工作选择 BOOL 34 2 泵停止 BOOL 35 2 泵工频 BOOL 36 2 泵变频 BOOL 37 2 泵电机过载 BOOL 38 2 泵工频断路器故障 BOOL 39 2 泵运行电流 INTA 40 2 泵累计运行时间 INTh 41 3 泵工作选择 BOOL 42 3 泵停止 BOOL 43 3 泵工频 BOOL 44 3 泵变频 BOOL 45 3 泵电机过载 BOOL 46 3 泵工频断路器故障 BOOL 47 3 泵运行电流 INTA 48 3 泵累计运行时间 INTh 49 泵组出水二区总管压力 INTMPA 50 二区变频泵运行频率 INTHz 51 二区变频器断路器故障 BOOL 52 二区变频故障 BOOL 53 1 泵工作选择 BOOL 54 1 泵停止 BOOL 55 1 泵工频 BOOL 56 1 泵变频 BOOL 57 1 泵电机过载 BOOL 58 1 泵工频断路器故障 BOOL 59 1 泵运行电流 INTA 60 1 泵累计运行时间 INTh 61 2 泵工作选择 BOOL 62 2 泵停止 BOOL 63 2 泵工频 BOOL 64 2 泵变频 BOOL 65 2 泵电机过载 BOOL 66 2 泵工频断路器故障 BOOL 67 2 泵运行电流 INTA 68 2 泵累计运行时间 INTh 69 3 泵工作选择 BOOL 70 3 泵停止 BOOL 71 3 泵工频 BOOL 72 3 泵变频 BOOL 73 3 泵电机过载 BOOL 74 3 泵工频断路器故障 BOOL 75 3 泵运行电流 INTA 76 3 泵累计运行时间 INTh 77 泵组出水三区总管压力 INTMPA 78 三区变频泵运行频率 INTHZ 79 三区变频器断路器故障 BOOL 80 三区变频故障 BOOL 81 1 泵工作选择 BOOL 82 1 泵停止 BOOL 83 1 泵工频 BOOL 84 1 泵变频 BOOL 85 1 泵电机过载 BOOL 86 1 泵工频断路器故障 BOOL 87 1 泵运行电流 INTA 88 1 泵累计运行时间 INTh 89 2 泵工作选择 BOOL 90 2 泵停止 BOOL 91 2 泵工频 BOOL 92 2 泵变频 BOOL 93 2 泵电机过载 BOOL 94 2 泵工频断路器故障 BOOL 95 2 泵运行电流 INTA 96 2 泵累计运行时间 INTh 97 3 泵工作选择 BOOL 98 3 泵停止 BOOL 99 3 泵工频 BOOL 100 3 泵变频 BOOL 101 3 泵电机过载 BOOL 102 3 泵工频断路器故障 BOOL 103 3 泵运行电流 INTA 104 3 泵累计运行时间 INTh 105 泵组总管进水口电动阀 开到位 BOOL 106 泵组总管进水口电动阀 关到位 BOOL 107 泵组总管进水口电动阀 过力矩 BOOL 108 泵组总管进水口电动阀 故障 BOOL 109 泵组总管进水口电动阀 开度 INT 110 水箱进水口电动阀开到 位 BOOL 111 水箱进水口电动阀关到 位 BOOL 112 水箱进水口电动阀过力 矩 BOOL 113 水箱进水口电动阀故障 BOOL 114 水箱进水口电动阀开度 INT 115 液流管电磁阀开到位 BOOL 116 液流管电磁阀关到位 BOOL 117 旁通阀电磁阀开到位 BOOL 118 旁通阀电磁阀关到位 BOOL 119 水箱高液位报警 BOOL 120 水箱低液位报警 BOOL 121 一区泵组超压压力报警 BOOL 122 二区泵组超压压力报警 BOOL 123 三区泵组超压压力报警 BOOL 2 32 3 泵站 房 的安全保障泵站 房 的安全保障 2 3 12 3 1 摄像系统摄像系统 为了保证泵站在无人值守下的供水安全和系统设备安全 防止非法人员的非 法进入 在泵房现场应设置摄像监视系统一套 摄像图像现场保存 图像可远 程监看 摄像系统的摄像机应采用快速球形带云台摄像机 摄像机可设置不同 的报警预置位 一旦泵站内触发相应报警 摄像系统可自动调用预置位对现场 情况进行联动报警录像 同时 泵站自控系统应将报警信号接