抽吸市政管网和抽吸水箱二次供水控制系统设计及其优化运行策略研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述1、二次供水的背景以及现状分析二次供水是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式。

主要为了补偿市政供水管线压力缺乏，保障寓居、生计在高层人群用水而建立，另一方面，二次供水永远绕不开的几个问题往往有水质，水压，供水的安全性，这些常驻因素也构成了三种各有特色的传统二次供水模式：一、 增压设备和高位水池（箱）联合供水这是相对最简易的方法，市政直供让自来水先流到建筑物所在的的低位水池中，通过二次加压设备把水送进高处的水箱中，即利用外网压力供水，高位水箱同时调节流量和压力；这种方法传统而有效，优势在于供水较可靠，水压稳定。

系统较简单，投资较省，安装和维护较简单，可充分利用外网水压，节省能源；然而另一方面来看，较高层的水箱设立无疑给整个结构带来荷载，水箱的工作状态往往牵一发而动全身而且由于在高处时常曝晒，常导致水温过高，水中余氯失效，水质无法得到保证。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本次课题将整个框架分成数个模块进行研究，最后再进行整合：1、 软硬件控制相关系统中控制方式应保留手动和自动两种倾向以及管网直抽和水箱抽吸两种工作模式，初步思路是主电路同时控制多台水泵，并通过接触器，多台电机来决定水泵的工频或变频运行；plc和pid时整个控制系统的核心部分，本次课题的最简明过程表述即根据plc的指令和pid的运算对变频器进行直接控制，从而改变水泵机组的运行频率以及个别泵的启停，根本目标在于调节供水管网的压力恒定；采用变频器一拖x的技术，实现经过传感器将市政管网流量和水泵流量进行对比后，对x个大主供水泵，1个小主供水泵的供水模式进行切换，变频器与其他泵的联动还有消防泵的报警时段启停，排污泵的长时间运作，多个主供水泵的存在意义在于考虑到供水用户情况不同有不同需求，水泵需要采用多泵接力模式，有接力就必然意味着运行时总有水泵处于休眠状态，变频器需要在工频和变频中设置不同水泵的休眠或启动；的在自动状态下通过pid调节仪来实时对变频器输出进行调控，在系统中，泵调节与pid调节相辅相成，调节过程中根据供水管网对水压的要求,给plc内部的pid调节设定一个目标压力值,出口压力经压力变送器转换成模拟电流信号反馈给plc的模拟量采集模块,plc内部再根据目标压力值和实际压力值的偏差,给出调节量,并将pid运算的结果输送给变频器,来调节变频器输出频率,使机组供水量适应用水量的变化取得动态平衡，维持水压恒定。

同时，通过主管道流量检测以及用户用水量对比，进行管网直抽和水箱抽吸的切换。

2、 报警机制以及远程监控界面 这个部分主要采样于pid调节仪的实时运算，比较基础的内容是当△p小于0并且水压过低以及大于0并水压过高时，我们希望系统能发出警告并在人机界面上做到一键启停，可以考虑使用wincc等设计监控界面，设定水压高于或者低于上限时主界面报警，细节包括报警的具体水压，针对报警历史可以调出各个参数的报表，监控界面中需要有能够集中显示各个参数部分运作情况，因为是声光报警，从人性化的角度考虑，需要设置声或光可关闭。