■ 徐 濤 李建軍 張俊杰

一、智能二次供水概念

為解決二次供水中遇到的水質(zhì)安全和制度保障問題，智能二次供水系統(tǒng)已逐步成為目前的發(fā)展趨勢。智能二次供水系統(tǒng)是一套從泵房基礎(chǔ)設(shè)施到遠(yuǎn)程調(diào)度中心全盤解決方案的平臺(tái)，包括：優(yōu)質(zhì)的泵房運(yùn)行設(shè)備，切實(shí)保障設(shè)備的最高免維修率；全面的水質(zhì)檢測，確保供水安全；先進(jìn)的智能化控制器，真正實(shí)現(xiàn)無人值守泵房的目標(biāo)；完善的保護(hù)和報(bào)警設(shè)備，力求防患于未然；無縫的對接平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度監(jiān)控；豐富的多端數(shù)據(jù)接口，方便互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)辦公；海量的數(shù)據(jù)記錄，便于分析查詢管理優(yōu)化。

智能二次供水系統(tǒng)對城區(qū)內(nèi)的泵房狀況和水質(zhì)安全，形成了從點(diǎn)到網(wǎng)的全面布局，真正實(shí)現(xiàn)了對二次供水的統(tǒng)一規(guī)范管理。

二、智能二次供水要素

（一）智能泵房規(guī)劃、設(shè)計(jì)

智能泵房規(guī)劃、設(shè)計(jì)是智能二次供水的基礎(chǔ)和前提。既要解決水質(zhì)安全問題，還要考慮到二次供水系統(tǒng)對市政管網(wǎng)壓力的影響，做到節(jié)能高效。這是智能二次供水規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則。目前，較為先進(jìn)、科學(xué)、合理的泵房設(shè)備模式為采用變頻調(diào)速恒壓供水和水箱供水相結(jié)合的方式，配備適當(dāng)?shù)臍鈮鹤詣?dòng)補(bǔ)償設(shè)備系統(tǒng)，摒棄傳統(tǒng)的多泵一變方式，采用一控一變頻調(diào)速，確保較高的安全運(yùn)行冗余度，保證泵及泵組能在流量的大動(dòng)態(tài)變化時(shí)具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，控制流量增加或減少。水箱設(shè)施方面，在保留傳統(tǒng)浮球閥的基礎(chǔ)上，增設(shè)電動(dòng)閥和超聲波液位傳感器等自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對水箱水位的全方位靈活控制。水質(zhì)安全方面，二次供水裝設(shè)了水質(zhì)監(jiān)測各類自動(dòng)化儀表，實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場水質(zhì)參數(shù)和變化，數(shù)據(jù)及時(shí)傳回控制中心平臺(tái)，完成數(shù)據(jù)記錄和綜合分析。

總之，智能二次供水模式克服了以往無負(fù)壓供水設(shè)備的缺陷，最大限度地減少了高峰時(shí)段市政管網(wǎng)壓力影響，克服高峰搶水的問題以及搶水引起水流涌動(dòng)產(chǎn)生的氣囊現(xiàn)象。由此可見，該模式既解決了小區(qū)最后一公里吃水的水質(zhì)問題，又有效地減少了對市政管網(wǎng)壓力的影響，兩全其美。

（二）智能系統(tǒng)控制

智能控制是在二次供水工藝基礎(chǔ)上優(yōu)化，以零故障、無人值守、高效節(jié)能、水質(zhì)安全為優(yōu)化原則，從感官、視覺、安全、遠(yuǎn)程控制方面提高用戶體驗(yàn)度。智能控制優(yōu)化工藝包括：

1. 智能水泵、自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。PLC變頻恒壓控制設(shè)備一般常設(shè)有三個(gè)主供水泵，正常供水時(shí)每臺(tái)水泵能根據(jù)出口壓力傳感器的反饋信號自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水效果。為減低水泵損耗率，延長水泵使用年限，根據(jù)用戶設(shè)置時(shí)間在三個(gè)主泵之間自動(dòng)切換，達(dá)到合理控制主泵的運(yùn)行時(shí)間。在主要用水時(shí)段，由兩個(gè)主要水泵運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行供水；在夜間用水量較少的時(shí)段，停止主泵，由輔助的穩(wěn)壓泵進(jìn)行補(bǔ)水，保證有效供水的同時(shí)，節(jié)約了能耗，也降低了主泵的維護(hù)成本。

2. 智能過壓保護(hù)。正常運(yùn)行情況下，通過壓力傳感器可以把出水管壓力值傳輸給PLC控制器，如果壓力值超過設(shè)定的數(shù)值，PLC控制器就會(huì)自動(dòng)對變頻器進(jìn)行控制，使水泵轉(zhuǎn)速降低或者停止，以減少水量供應(yīng)，達(dá)到控制輸水管網(wǎng)壓力的作用。如果發(fā)生了壓力傳感器失靈的情況，則由現(xiàn)場電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行超壓信號傳輸，PLC同樣具有相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，相應(yīng)的壓力警示燈就會(huì)變色，方便檢修人員對故障進(jìn)行處理。

3. 智能水箱水位全自動(dòng)控制。在水箱里裝設(shè)高、低水位監(jiān)測器（浮球），控制補(bǔ)水閥門的開、關(guān)。同時(shí)，水箱內(nèi)裝設(shè)超聲波液位傳感器和進(jìn)口安裝水箱電動(dòng)閥，通過設(shè)定目標(biāo)水位和實(shí)際水位比較，控制進(jìn)水箱電動(dòng)閥的開、關(guān)，實(shí)現(xiàn)水箱水位的自由控制，防止水箱內(nèi)水齡過長引起的污染，十分適合入住率低的新小區(qū)使用。

4. 智能過載預(yù)警、自動(dòng)保護(hù)。PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)有良好的設(shè)備自動(dòng)保護(hù)功能，主要通過短路保護(hù)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)、過壓保護(hù)等等。設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，控制器相應(yīng)的指示燈就會(huì)亮起，并發(fā)出報(bào)警聲音，能及時(shí)提醒管理人員發(fā)現(xiàn)問題。

5. 自動(dòng)、手動(dòng)雙重給控制。PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)通過系統(tǒng)預(yù)設(shè)各項(xiàng)參數(shù)，達(dá)到自動(dòng)控制水泵與閥門的開啟、停止等功能，實(shí)現(xiàn)無人管理的自動(dòng)化技術(shù)要求。手動(dòng)控制主要是在設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)或者變頻器、PLC 發(fā)生故障時(shí)采取的緊急供水措施。

（三）智能數(shù)字化云監(jiān)控平臺(tái)

為加強(qiáng)二次供水管理深度，規(guī)范并提高二次供水設(shè)施的運(yùn)行管理水平，保證用戶的水質(zhì)、水壓和供水安全，二次供水遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)必不可少。遠(yuǎn)程平臺(tái)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加入網(wǎng)頁Web發(fā)布和手機(jī)端APP瀏覽，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控界面實(shí)現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)水泵房設(shè)備的全面監(jiān)控，包括現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況、壓力變化情況、水質(zhì)檢測參數(shù)、故障報(bào)警情況、操作事件記錄、歷史數(shù)據(jù)記錄以及移動(dòng)辦公等，從而有效提高了泵房統(tǒng)一管理效率和響應(yīng)時(shí)間，滿足水務(wù)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制管理的功能需要。

（四）智能云視頻監(jiān)控

智能云視頻監(jiān)控是通過現(xiàn)場安裝的多個(gè)云臺(tái)控制攝像頭構(gòu)成的視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程對話，360度多角度旋轉(zhuǎn)查看泵房內(nèi)每個(gè)關(guān)鍵位置實(shí)時(shí)監(jiān)控、無死角、無盲目監(jiān)控，對現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視和水質(zhì)安全起到了保護(hù)。管理人員可以通過現(xiàn)場安裝的攝像頭設(shè)備將泵房內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行畫面實(shí)時(shí)傳回到管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對泵房內(nèi)實(shí)際情況的監(jiān)視和查看。通過安裝云臺(tái)高清攝像頭，可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)全方位查看泵房內(nèi)的實(shí)際情況。

現(xiàn)場安裝大容量硬盤進(jìn)行現(xiàn)場單個(gè)泵房的視頻記錄，監(jiān)控平臺(tái)端視頻服務(wù)器進(jìn)行全部泵房視頻的全天候記錄，確保泵房內(nèi)各類突發(fā)事件的實(shí)時(shí)記錄，方便事故追蹤。

（五）智能門禁安防

泵房屬于二次供水的重點(diǎn)，直接關(guān)系到二次供水系統(tǒng)設(shè)施、水質(zhì)的安全。為有效控制進(jìn)出泵房重地的人員，最大限度保證泵房安全。智能二次供水系統(tǒng)應(yīng)將門禁安全管理系統(tǒng)作為其系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)對所有泵房門禁系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理，任何進(jìn)入泵房的人，其刷卡記錄都會(huì)被實(shí)時(shí)傳回到平臺(tái)系統(tǒng)。系統(tǒng)可根據(jù)人員身份、級別分級設(shè)置管理門禁卡的進(jìn)入權(quán)限、范圍，極大提高二次泵房的安全性。

門禁安防系統(tǒng)對轄區(qū)內(nèi)所有泵房入口門禁的監(jiān)視和控制。當(dāng)有人刷卡進(jìn)入，系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)提示有人進(jìn)入并記錄下卡號信息。通過遠(yuǎn)程定期修改門禁密碼，可以確保進(jìn)入人員的信息可靠性，提高泵房運(yùn)行安全。同時(shí)，可以進(jìn)行攝像頭系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，對進(jìn)入人員進(jìn)行監(jiān)視查看。

三、案例分析

某水務(wù)集團(tuán)二次供水系統(tǒng)在改造前，泵房多為一變多泵控制方式，控制柜為舊式的單片機(jī)獨(dú)立控制，長久以來分散在各個(gè)小區(qū)的生活泵房內(nèi)。由于各種遺留問題，一直缺乏統(tǒng)一規(guī)范的管理措施。一方面，缺乏對水壓水質(zhì)的實(shí)時(shí)測量監(jiān)控；另一方面，由于不能實(shí)現(xiàn)小區(qū)水泵房的遠(yuǎn)程操作，當(dāng)水務(wù)轄區(qū)內(nèi)大范圍水壓波動(dòng)時(shí)缺乏及時(shí)統(tǒng)一調(diào)配管理措施，在用水高峰季節(jié)常常出現(xiàn)顧此失彼的情況。通過對老舊、新增小區(qū)智能二次供水改造，統(tǒng)建統(tǒng)管，搭建的智能遠(yuǎn)程中控平臺(tái)，視頻網(wǎng)絡(luò)和門禁安防系統(tǒng)，采集泵房運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有效地保障了供水安全。

①水質(zhì)方面。通過現(xiàn)場各類水質(zhì)儀數(shù)據(jù)的傳輸和分析，中控平臺(tái)能實(shí)時(shí)得到有效數(shù)據(jù),可以智能監(jiān)測、智能報(bào)警、智能決策，使得水務(wù)公司第一時(shí)間能測定水質(zhì)并作出及時(shí)響應(yīng)，提高應(yīng)急處置能力，基本上實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)零投訴。另外，從泵房水箱智能水位控制和優(yōu)化，減少水齡、長時(shí)間滯留、貯藏，從根源上減少了水質(zhì)二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

②運(yùn)行維護(hù)。各個(gè)泵房均配備了電動(dòng)閥門、智能遠(yuǎn)程控制設(shè)備，全自動(dòng)控制，可以通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，分析記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和曲線，智能診斷問題，讓巡檢人員能高效、準(zhǔn)確地找到問題，及時(shí)排除故障，減少日常維護(hù)成本，提高運(yùn)維效率。

③泵房控制系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化。通過對泵房水泵、液位、水量參數(shù)綜合分析、挖掘，實(shí)現(xiàn)了對高、低峰用水規(guī)律變化分析，自動(dòng)控制變頻器和切換水泵的啟停，最大程度降低能耗，提升管理效率，讓運(yùn)維更徹底、排故更精準(zhǔn)。

該水務(wù)集團(tuán)通過智能二次供水系統(tǒng)改造，提升了水質(zhì)、服務(wù)質(zhì)量和公司形象，減少了能耗和運(yùn)維成本。

總之，智能二次供水發(fā)展趨勢一定是智能、高效、節(jié)能、安全的，相信隨著高效控制器、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，二次供水的智能化也將越來越完善。