恒压供水自动控制系统
设计方案
二0一三年一月
目录
一.项目概述 (1)
二.系统结构 (2)
三.电源柜 (3)
四.潜水泵控制柜 (4)
五.加压泵控制柜 (5)
六.通讯柜 (6)
七.末端压力监测系统 (7)
八计算机管理系统 (8)
一、项目概述
供水站附近有水井2口，安装潜水泵2台，水泵电机功率9.2KW，距离供水站控制室分别为____米、____米。
供水站内设计蓄水箱1座，3台潜水泵分别从水井抽水注入蓄水箱。
供水站设计有加压泵房，安装加压泵3台，加压泵电机功率15KW，加压泵从蓄水箱中抽水、加压后通过供水管网送至用水户。
整个供水系统的协调管理由管理人员通过控制中心的计算机管理系统来实现。
供水站供电变压器容量100KVA，配备无功补偿柜。
主要供水设备及布局如下图：
管理设备结构如下图：
以下为电脑显示画面
二、控制电器设备及工作原理电
源
柜
潜
水
泵
控
制
柜
加
压
泵
控
制
柜
通
讯
柜
通讯卡
压力监测
设备
通讯模块
末端压力监测系统
潜水泵加压泵
1、电源柜及工作原理
供水系统的配电设计了一面电源柜，为整个供水系统设备供电。电源柜内QF1为电源总开关，QF2为潜水泵控制柜电源开关，QF3为加压泵控制柜电源开关，QF4接控制变压器给仪表柜供电，QF5为操作台上计算机供电电源开关,QF6为生活用电电源开关。电源柜安装了一块电量表，可采集三相交流电压、电流、频率、功率和功率因数等电量，现将电量表设定为PV1显示三相平均电压，PV2显示三相平均电流，PV3显示三相总功率。
2、潜水泵控制柜及工作原理(潜水泵台数根据用户需求)
潜水泵控制柜用来实现对3台潜水泵的控制。可实现3台潜水泵的手动控制和自动控制。
潜水泵控制柜有电时“电源指示灯”亮；
将控制模式选择开关切换到“手动”状态，可以通过按钮分别“启动”、“停止”单台潜水泵。
将控制模式选择开关切换到“自动”状态，控制器根据自来蓄水池的水位自动控制潜水泵的“启动”、“停止”。
正常工作时，潜水泵控制处于“自动”状态。当蓄水箱水位低于“下限”时，启动1#、2#潜水泵抽水；当蓄水箱水位低于“下下限”时，启动3#潜水泵抽水；当蓄水箱水位高于“上限”时，停止3#潜水泵抽水；当蓄水箱水位高于“上上限”时，停止1#、2#潜水泵抽水；
当潜水泵运行时对应的“运行指示”灯亮，当潜水泵停时对应的
“停止指示”灯亮。
当潜水泵运行时，仪表柜上对应的潜水泵电流表有电流指示；
当潜水泵故障时，潜水泵控制泵面板上“故障指示灯”亮，这时需要对潜水泵进行检查，排除故障后方可投入自动运行。
注意要在水位测量准确可靠时才能投入水位自动控制。
3、加压泵控制柜及工作原理(加压泵台数根据用户需求)
为了实现供水管网水压恒定，设计一面加压水泵变频控制柜，用1台变频器实现2台加压水泵电机的控制。可实现2台加压泵的手动控制和自动控制。
加压泵控制柜有电时“电源指示灯”亮；
（1）手动控制时：
将控制模式选择开关切换到“工频”状态，可以通过按钮分别“启动”、“停止”单台加压泵。
（2）自动控制时:
将控制模式选择开关切换到“变频”状态，并且“变频器启动 /停止”选择开关切换到“启动”状态，控制器根据加压泵出口母管压力自动控制加压水泵的“启动”、“停止”、“变频”，来实现供水管网水压恒定。
当加压泵工频运行时对应的“工频运行指示”灯亮，当加压泵变频运行时对应的“变频运行指示”灯亮。
当加压泵运行时，仪表柜上对应的加压泵电流表有电流指示；
当加压泵故障时，加压泵控制泵面板上“故障指示灯”亮，这时
需要对加压泵进行检查，排除故障后方可投入自动运行。
注意要在加压泵出口母管压力测量准确可靠时才能投入压力自动控制。
4、微机通讯柜及工作原理
为了防止潜水泵启停、变频器等设备对仪表工作的干扰及方便对各种仪表数据的采集，专门设计一面通讯柜，安装了蓄水池水位显示仪表、加压泵出口母管压力显示仪表、1#潜水泵电流显示仪表、2#潜水泵电流显示仪表、3#潜水泵电流显示仪表，1#加压泵电流显示仪表、2#加压泵电流显示仪表，实现自动供水系统的运行数据显示，并通过通讯网络将显示数据传输到计算机上，实现数据采集和远程监控。
微机通讯柜上所有仪表均已设定好，运行时方便对系统运行情况的监控，通常不需要对仪表进行操作。
三、末端压力监测系统
为了确保自来水管网末端保持一定的水压，设计了一套自来水管网末端压力监视系统。该系统可分为末端压力监测系统和控制中心接收系统两部分。末端压力监测系统可根据管网布局设置若干个监测点（本水厂管网干管共分3路，可设置3个末端压力监测点），在各个监测点安装压力监测设备，实现对末端压力的数据采集并通过GSM方式将末端压力数据发送到控制中心，并在控制中心的计算机监视器上实时显示，使操作人员及时了解管网末端的水压变化。同时该套系统还可以实现联网运行，即根据末端压力状况利用计算机程序对加压泵
实行自动调节，末端压力达不到设定值时自动提高加压泵的运行转速对管网进行增压；反之，自动降低加压泵的运行转速对管网进行减压。
四、计算机管理系统
为使管理人员适时掌握供水系统的运行状况，管理中心配备了计算机管理系统。该系统利用工业计算机和相关管理软件实现对供水系统的各种数据进行采集和处理，并实现对供水系统的各个子系统（如潜水泵系统、加压泵系统等）的协调管理。该系统既可实现有人值守管理，又可实现无人值守自动运行，若接入局域网还可实现局域网异地远程控制。该系统的计算机组态画面形象的显示了各个子系统主要设备的运行状态、工作电流、蓄水池水位、供水压力、供水流量等主要参数，值守人员通过画面可及时掌握供水系统的运行状况，及时发现和处理各系统运行过程中的异常情况。
管理系统根据水池水位自动调节3台潜水泵的启动和停止，来满足加压泵对水量的需求。
管理系统根据管网流量和压力，自动调节两台加压泵的运行来满足用户对水量的需求。
