一體化給水設備自動化被遺忘的財富高地
一體化給水設備自動化被遺忘的財富高地
在節能減排的新形勢下，高層建筑供水對于自動化產品提出了更高的要求。良好的質量控制，使產品能夠高效穩定的運行，為保證供水設備高效穩定運行，一體化給水設備對控制系統的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴格的水質達標提供保證。
一體化給水設備自動化產品的需求
節能減排作為當前水行業發展的重要任務之一，其工作的進展備受矚目。而一體化給水設備自動化與信息化技術作為水行業發展中的后助力量，保障著節能減排工作的有續進行。它將解決生產水、供水、排水處置及污水處置的過程控制與管理智能化，從而最大限度地減少水資源的浪費，基本實現水資源的優化配置，最大限度的讓水資源循環利用起來。
在新的形勢下，一體化給水設備對于自動化產品提出了更高的要求。良好的質量控制，使產品能夠高效穩定的運行，為保證水廠高效穩定運行，一體化給水設備對控制系統的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴格的水質達標提供保證。
為了降低系統的能耗、藥耗，要求系統具有豐富的控制算法，如過程控制算法、模糊控制等高級過程控制算法、變頻調節控制算法等，能夠集成電能管理、智能控制水泵。同時，具有靈活的開放性。就供水工程特點而言，在一個項目中可能包含多家供應商的產品，要求電控系統具有強大的包容性，并符合IEC國際標準。
為了節省成本、減少系統維護的工作量，要求控制系統具有易用易維護的特點，要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過SD存儲卡對系統程序進行升級、備份，背板上設計有防混銷以避免插錯模塊，獨特的接線端子設計，并提供預接線系統。因為水行業自動化專業人員相對較為匱乏，大部分技術人員主要從事工藝維護，因此希望自動化系統穩定、可靠，既便出故障也只需簡單操作就能快速使系統恢復，最大程度的減少對連續供水或污水處理的影響。
自動化產品在一體化給水設備市場應用非常廣泛，未來新建項目和改造項目都將帶動PLC、變頻器、各種儀表、SCADA等一系列自動化產品市場的增長。伴隨著供水行業自動化水平的不斷提高，行業對自動化監控軟件的需求增長；同時隨著城鎮項目的增加，項目對系統要求相對較低，并且由于這樣的中小型項目成本受到一定限制，在未來城鎮項目中，中小型PLC應用增加，本土品牌的變頻器應用將會增加。
一體化給水設備說明
1、一體化供水設備
控制技術基本說明變頻成套供水設備系統設定一恒定壓力值如果管網壓力高于設定壓力值時壓力變送器將管網壓力反饋給變頻控制柜自來水可通過直供管路直接到達用戶管網對用戶進行供水。當市政管網壓力變化或用戶管網用水量變化使管壓力低于設定壓力時壓力變送器將管網壓力反饋給變頻控制柜中的PlD控制器通過PlD控制器調整變頻器的輸出頻率啟動水泵機組并調節水泵轉速保持恒壓供水如果不能滿足供水要求時則控制柜將控制多臺工頻泵的啟停和變頻泵的轉速從而達到恒壓變量供水的要求。
配套緩沖罐的接力增壓設備與配套水源罐的接力增壓設備運行原理有一定差異，下面分別予以說明。
1、配套緩沖罐的設備
設備說明
成套設備一般由緩沖罐、水泵機組、氣壓罐控制柜及控制儀表組成，各部分說明如下：
a、緩沖罐：是接在設備入口處的氣壓罐，簡稱緩沖罐，給水運行時罐內部分容積為壓縮空氣，靠壓縮空氣的貯能，對各種突變沖擊具有很好的減緩消除作用，同時對市政供水具有一定動態補償作用。
有2種不同結構的緩沖罐，隔膜緩沖罐采用天然橡膠隔膜材料，因完全密閉更有利于保持水質標準，普通鋼制緩沖罐內壁涂有符合衛生標準的防腐涂料，但補氣時會與外界空氣接觸。
緩沖罐即可串接使用，也可并接使用（進出水為同一管道，作為分支與市政管路相接
b、水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可以適應水源的較大范圍內的壓力變化，不會產生過載現象。
c、氣壓罐：其作用與通常2次增壓供水設備中的氣壓罐相同，本系列標準產品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設備的智能化自動節能控制。
d、變頻控制柜：可采用全變頻控制系統，即所有水泵均采用變頻調速拖動，也可采用部分變頻控制系統（樣本標準產品只有1臺泵為變頻調速拖動）。
e、旁通管路：如果市政供水平時能夠滿足水壓要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，可使市政下拉供水與增壓供水實現自動切換運行。
（1）當市政管網高壓時，設備處于停機狀態，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網供水。
（2）當市政管網欠壓時，設備自動啟動，在原不水壓基礎上變頻調速增壓（恒壓）供水，由于是按“差多少，補多少”的原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時又實現了高效節能運行。運行過程中密閉的緩沖罐相當一段管路，新鮮衛生的自來淼不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。
（3）設備運行中，緩沖罐部分容積為壓縮空氣（其壓力與市政水壓相同），因而貯存了一定壓力勢能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對市政水源的影響，同時對市政供水具有動態的削峰補償作用。當市政服務壓力從P2降至P1時，緩沖罐提供的最大補償水量與緩沖罐總容積關系為：
V＃＝（1-P1/P2） V總＝KV總
V＃－供水高峰市政壓力從P2降至P1期間水源罐給出的補償水量（m3）
P1－市政供水高峰期最低壓力（絕對壓力）
P2－市政供水高峰期前的壓力（絕對壓力）
V總－水源罐的總容積（m3）
例：供水高峰期，市政水源壓力從20mH2O降至mH2O，則在該期間水源罐給出的補償水量為V＃＝（1-15/30） V總＝0.5V總（m3），占總容積的50％。顯然這是一種切實有效的動態補償作用，如果所有用戶的增壓設備均具有這種補償作用，則總體上對市政供水可起到一定削峰填谷的效果，高峰期間管網服務壓力不至于下降得太低。
（4）緩沖罐上配有控制儀表，當市政管網壓力低于設定下限值時可自動停機（禁止運行），防止過度抽吸市政水源及防止抽水運行。
2、配套水源罐的設備
設備說明
成套設備一般由自動隔離閥（選購件）、水源罐（或承壓水池）、水泵機組、氣壓罐、變頻控制柜（含控制儀表）組成。各部分說明如下：
a、自動隔離閥或節流裝置（選購件）：用于隔離市政水源，可任意設定動作壓力，當市政水源壓力低于該值時，隔離裝置動作，切換到水源罐或承壓水池供水。也可考慮使用廉價的節流裝置代替隔離閥，限制最大進水流量，供水不足部分靠水源罐補償。
b、水源罐：給水運行時罐內全部容積充滿了水，由于無壓縮空氣貯能，對各種沖擊的緩沖作用和對市政水源的動態補償效果不如緩沖罐。但當市政水源壓力太低，水源罐出水（供水）大于進水量時，罐內貯水容積可全部用來補償市政水源的不足。
水源罐提供補償水量期間，靠真空抑制器使空氣自動進入罐體，可避免對高下管網造成負壓抽吸作用（即所謂無負壓無吸程）。
水源罐只能串接在進水管路中使用。
c、承壓水池：一般為鋼筋混凝土結構，與水源罐工作原理相同，因其容積大，對市政供水具有很好的削峰填谷作用，適用于全國各地各種市政水源情況。當市政供水管網因故停水期間可由承壓水池提供一定時間的供水水源，適用于客戶要求高可靠供水的場合。
d、水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可適應市政水源的較大范圍內的壓力變化，不會產生過載現象。
e、氣壓罐：其作用與通常2次增壓供水設備中的氣壓罐相同，標準產品設計中采用隔膜微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設備的智能化自動節能控制。
f、變頻控制柜：可選擇采用全變頻技術方案，即所有水泵均采用變頻拖動，也可采用部分變頻技術方案（只有一臺泵為變頻調速拖動）。
g、旁通管路：如果市政供水平時滿足水氣要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，使市政直接供水與增壓供水自動切換運行。
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2、一體化供水設備
負壓消除技術基本說明 變頻成套供水設備采用微機變頻技術和有效的負壓處理技術實現疊壓供水.具體如下: 該無負壓變頻供水設備通過真空補償系統及全封閉結構實現了與自來水管網的直接串接并且克服了對管網的不良影響。該無負壓變頻供水設備通過管網壓力表、真空抑制器及穩流補償器中的檢測裝置采集穩流補償器內的真空度及水位信號實時反饋通過微機控制真空抑制器及穩流補償器中的特殊裝置動作抑制負壓產生保證該設備不對城市管網產生影響。 當市政管網停水時水泵機組仍可工作直到穩流補償器中的壓力下降至電接點所設定的下限壓力后自動停機來水后自動開機。停電時水泵機組停止工作自來水可通過直通管路進入用戶管網。來電時機組自動開機恢復正常供水
一體化供水設備八大優點：
1、高效節能充分利用市政水源本身具有的壓力熱能差多少補多少切實有效地、最大限度地發揮了變頻調速的節能效果。
2、潔凈衛生構成連續密閉的增壓供水方式完全保持了市政水源的國家水質衛生標準從根本上避免了增壓系統造成的水質標準降低和各種水源污染問題。
3、杜絕浪費不僅淘汰了高位水箱還徹底地取消了地面地下水池水箱完全杜絕了水箱溢流定期清洗造成的水源浪費。
4、運行噪聲低系列自動化供水設備產品采用全變頻調整方案時大部分時間特別在夜間處于低噪聲運行工況。
5、設計了全密閉的、兼有緩沖作用和動態補償作用的水源箱罐與目前市場所謂無負壓罐相比更具有實際意義并使控制系統得以簡化。
6、該系列產品控制系統充分總結了本公司及國內外變頻給水設備的設計制造經驗采用規范通用的控制系統技術方案可換用任意廠商的變頻器、調節器、PLC和其他元器件調試維修特別方便為產品的終身售后服務奠定了良好基礎不會因技術進步而導致售后服務問題。
7、該系列全自動供水設備產品控制系統具有較高智能性設計中充分考慮了機、電、儀協調配合具有欲速則不達的檢測監視和簡單方便的人機交互功能。具有全面的故障保護功能和對策變頻器故障保護時自動降級運行成為工頻自動給水設備自動系統故障時還可手動操作應急備用贏得維修時間。
8、可按要求選配各種通訊接口、協議從而可連接各種人機界面、監控計算機可與各種控制網絡通信網絡相接適用于特殊、復雜的運行控制和聯網監控要求。可為用戶開發配套監控軟件。
一體化供水設備的組成
一體化供水設備主要由變頻調速水泵機組、穩流補償器、真空抑制器、壓力和流量傳感器、預壓自平衡器、控制柜、過濾器、倒流防止器等組成
一體化供水設備原理
設備進水管與自來水管網直接相連，水在自來水管網剩余壓力驅動下壓入設備進水管，設備的加壓水泵在進水剩余壓力的基礎上繼續加壓，將供水壓力提高到用戶所需的壓力后向出水管網供水；當用戶用水量大于自來水管網供水量時，進水管網壓力下降，當設備進水口壓力降到絕對壓力小于0（或設定的管網保護壓力）時，設備中的負壓預防和控制裝置自動啟動工作，對設備運行狀態進行調整直至設備停機待命，確保進水管網壓力不再降低而對自來水管網造成不利影響；當自來水管網供水能力恢復，進水管網壓力恢復到保護壓力以上時，設備自動啟動，恢復正常供水；當自來水管網剩余壓力滿足用戶供水要求時，設備自動進入休眠狀態，由自來水管網直接向用戶供水，供水不足時設備自動恢復運行；當用戶不用水或用水量很小時，設備自動進入停機休眠狀態，由設在設備出水側的小流量穩壓保壓罐維持用戶數量用水及管網漏水，用戶用水穩壓保壓罐不能維持供水管網所需壓力時，設備自動喚醒，恢復正常運行。設備運行過程中充分利用自來水管網的剩余壓力，始終既不對自來水管網造成不利影響又最大限度的滿足用戶需求，降低供水能耗，實現供水系統最優運行。
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