1 引言

    实现城市21世纪经济可持续发展战略，水资源是重要保障条件。只有加强水资源的统一管理，合理开发利用，才能促进经济的可持续发展。目前我国泵站效率低，供水运行仍处于较落后的管理状态，水资源浪费现象十分严重，不能适应现代社会发展的需要。供水网络引入计算机等先进技术，提高泵站管理水平，采用供水优化调度，不仅能节省大量能源，而且使管网能在合理的状态下运行，既保证供水的要求，也能使管网在最佳状态下运行。因此，如何科学地规划新的或改建旧的变频无塔供水设备，如何科学地进行供水调度，是摆在人们面前的一个需要解决的问题。

    国外的变频无塔供水设备调度运营普遍利用计算机完成，这一系统称之为监控系统。其功能是通过遥讯系统，把应保证的变频无塔供水设备关键点的实际压力值遥测采集到监控中心，利用计算机进行计算、预测和决策，然后遥控调整供水，来保证变频无塔供水设备的关键点达到水量保证值。同时在供水系统发生爆管、漏水等事故时，可以自动进行分析做出合理的处理决策，以保证系统安全、经济的运营.

2 变频无塔供水设备概述

    整个变频无塔供水设备主要包括两大部分：水源地引水采集系统及水厂恒压输水系统。

    水源地引水采集系统主要由6组现地供水井群组成。每组供水井群由一个现地井群集中控制室及5眼水井组成,每眼水井有一现地控制井房。现地井群集中控制室设有本组水井高低压配电系统及本组水泵启停集中控制系统。5眼水井分别为1眼深井及4眼浅井，编号分别为1#、2#、3#、4#、5#井，其中1#及2#井分布在集中控制室，3、4、5#井以集中控制室为中心呈分布式分布。

    现地6组井群共30眼井的引水通过20余公里的输水管线输送到水厂，再由供水泵群给城市居民供水。

    水厂控制网络主要由总控室中心、高低压配电系统、蓄水池、加药泵房、二泵房组成。其中总控室中心是整个系统的核心。二泵房共有5台供水泵组成，其中55KW变频泵1台，75KW变频泵2台，75KW软启泵2台，主要完成对城市的变频恒压供水；总控室中心作为整个供水系统的监控调度中心，负责整个供水系统的5台输水泵及30眼水井泵的集中调度与控制。系统总体结构图如图1所示。

3 变频无塔供水设备控制系统设计方案

3.1设计依据

（1）系统设计能力为5万吨/24小时，平均供水2083.3立方米/小时；

（2）水源地有30个水泵供水，其中6台水泵分别由30KW的电机驱动，24个水泵由11KW的电机驱动；

（3）水厂有2个5000立方米的蓄水池，共计10000立方米；

（4）最终控制对象是水厂蓄水池水位及出水口压力；

（5）水源地与自来水厂蓄水池的距离为20公里；

（6）每个单井泵的运行要求有手动、自动和远程控制三种方式；

（7）每5个单井为一个井群，每一井群设一本地集中控制室，统一协调各单井泵的运行，实现泵群的联网优化运行；

（8）水厂设一总控室，作为远程监控站点，实现远程集中管理和调度。

3.2变频无塔供水设备设计原则

（1）先进性原则：控制方案功能强、技术先进、合理。采用先进的体系结构，选用先进成熟的技术和设备及软硬件平台，营造高起点的系统开发与应用环境，使系统能随着科学技术的发展而不断平滑升级。

（2）安全性、可靠性原则：设备运行可靠、性能稳定。方案中所选择的每个元件和设备必须满足系统运行要求；变频无塔供水设备应具有自检、自诊断功能；系统应能及早发现设备故障，避免发生事故，局部故障不造成错误输出，并能自动报警；现地单井站应具有必要的冗余配置；信息采集及控制输出，要考虑多重软件硬件闭锁。

（3）实用性原则：应充分考虑利用资源，能使用户最方便地实现各种功能。实现供水泵运行优化合理调度；充分考虑用户的使用频度和应用程度，设置系统控制流程、合理设计存储和服务体系，使操作、维护简单方便。

（4）经济性原则：采用最合理的方案，最大程度的保护厂方原有的投资。使变频无塔供水设备运行经济节能、运行维护费用低；达到最优的性能/价格比。

（5）开放性原则：系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及外界信息的沟通，易于扩展，以降低二次投资。

（6）灵活性原则：采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，满足系统逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性和强壮性。