一体化智慧泵房

一体化智慧泵房介绍

 一体化智慧泵房是集微电子技术、自动控制技术及多项现代建筑为一体的新技术，是在绿色环保、节能的时代潮流中出现的一颗新星，此产品已被列入国家十一五规划推广项目，经过了几年的实践，该产品正朝着集约化、系统化、标准化方向发展。

    一、我国采用的楼宇给水增压系统大致经历了四个阶段： 
   **阶段是采用“储水池＋水泵＋高位水箱”的方法，市政来水进入储水池，然后由水泵加压后送至高位水箱，由高位水箱向用户供水，蓄水池起到高峰用水时调节作用；
    第二阶段是采用“储水池＋水泵＋压力罐”的方法，市政来水进入储水池，然后由水泵加压后送至压力罐，由压力罐向用户供水，蓄水池起到高峰用水时调节作用； 
    第三阶段采用“储水池＋恒压变频供水系统”的方法，设定了系统的供水压力后，在控制的作用下，水泵的转速和投入运行的水泵数量随供水量的变化而改变，输出压力的恒定，一定程度上节省了电耗。
    第四阶段管网叠压（无负压）供水时代，设备直接连接在市政来水管网上，不需要修储水池，充分利用了市政来水管网的压力，设备具有高效节能、环保无二次污染、自动化程度高、易维修等特性，逐步成为现代建筑的理性的供水方

一体化智慧（灌排）泵房是由水泵，环保材料屋体，管路、阀门、控制系统、监控系统、安防系统等组成。是农田灌溉，市政输水，水厂取水、养殖种植用水的给水设备，由工厂统一组装后运至现场安装交钥匙泵房。一体化智慧（灌排）泵房可以很大程度上提高安装效率，节省工时，同时具有体积小，工作效率高，智能化程度高等特点。一体化智慧（灌排）泵房与传统泵房相比土建工程很少，制作安装工期短，投资少，安装方便质量可靠是传统泵房的理想替代品。

一体化智慧（灌排）泵房采用模块组合结构,集成了多种新技术和新设备，特别是多项专利技术的应用，确保了H泵站先进、可靠、实用的特性。一体化智能泵站作为标准化生产的泵站设备，做到以下三统一：

统一的技术标准 一体化智慧（灌排）泵房是严格按照国标和专业企标生产出来的标准化设备，每台设备在出厂前都是经过统一的标准测试和检验。

统一的设备品牌 一体化智慧（灌排）泵房是集多种技术和产品为一体的集成设备，从主泵机组到电气控制、智能保护、软启动器、变频器及计量、远程控制及安全监控等设备都是统一的SINOSO和COCON品牌，确保了从接口到协议及规范的一致性。

统一的服务平台 一体化智慧（灌排）泵房系列产品中的一个主要设备，建立有统一的HBGP在线服务平台，任何HBGP整机设备或内部任一部件出现问题都可由HBGP服务平台一站式解决，无需任何第三方介入。在线服务平台可以在线检测每一台设备的运行状况，并在线服务。

二、一体化智慧泵房图及工作流程 
  1、一体化智慧泵房系统框图

设备系统如图所示，系统设定一恒定压力值，如果管网压力高于设定压力值时，电接点压力表6将管网压力反馈给变频控制柜16，使水泵机组11处于停机状态，自来水可通过直供管路直接到达用户管网17对用户进行供水。当市政管网压力变化或用户管网用水量变化使管网压力下降时，远传压力表14将管网压力反馈给变频控制柜16中的PID控制器，通过PID控制器调整变频器的输出频率，启动水泵机组11并调节水泵转速保持恒压供水；如果不能满足供水要求时，则变频器将控制多台工频泵和变频水箱变频加压泵启停而达到恒压变量供水的要求。 
    当主管网压力在设定保护压力以上运行时, 则负压抑制系统采用智能化控制技术，根据管网要求，自动控制设备运行工况，当主管网压力在设定保护压力以下运行时，水箱变频加压泵停止运行。当进水管来水量不足, 负压抑制系统出现故障，此时负压消除系统开始工作，使得流量调节器内部由负压变为常压，从而避免了设备因来水不足而对市政管网的影响。 
    当市政管网停水时，水泵机组11仍可工作，直到流量调节器5中的压力下降至电接点6所设定的下限压力后自动停机，来水后自动开机。停电时，水泵机组停止工作，自来水可通过连通管路进入用户管网，来电时机组自动开机恢复正常供水。

应用范围

·新建的住宅小区或办公楼等生活用水。
·低层自来水压力不能满足要求的消防用水。
·改造原有的气压水箱变频加压泵，可以充分利用原有的气压罐。
·已经建好水池的，可以采用智能型管网接力升压（无负压）设备与水池共用的供水方式。
·自来水厂的大型供水中间加压泵站。
·工矿企业的生产、生活用水等。
·各种循环水系统

系统原理

    一体化智慧泵房可根据用户需求设定用户供水压力，如果管网供水压力高于设定压力时，水泵机组处于停机状态，自来水可通过连通管路直接对用户供水。当市政管网供水压力低于设定压力时，设备自动进人接力升压工作状态，机组通过压力传感器，水泵及恒压变频控制柜组成闭环控制系统，随着用水量的变化，不断调整水泵转速及投入运行的水泵台数，以保持供水压力恒定。 

    流量调节器是密封容器，在供水管网能满足供水要求时，此设备作为供水管网与水箱变频加压泵之间的缓冲装置，以消除水泵机组对管网的脉动影响。在供水管网供水量不足时，作为流量调节装置，以缓解管网用水高峰时的流量不足。

    管网保护器安装在流量调节器上，当罐内压力较外界压力高时，管网保护器关闭，水泵机组叠加市政管网原有压力进行恒压供水；当罐内压力与外界平衡时，管网保护器打开与外界相通，避免了负压的形成，保证市政管网安全及其它用户正常供水。

    供水管网停水时，设备自动停止运行，管网恢复供水自动开机。停电时，水泵机组停止工作，自来水可通过连通管直接进人用户管网，来电时机组自动开机恢复正常供水。

华振一体化智慧集成泵站适用范围：

1、新建的住宅小区或办公楼等生活用水。

2、低层自来水压力不能满足要求的消防用水。

3、改造原有的气压水箱变频加压泵，可以充分利用原有的气压罐。

4、已经建好水池的，可以采用智能型管网接力升压（无负压）设备与水池共用的供水方式。

5、自来水厂的大型供水中间加压泵站。

6、工矿企业的生产、生活用水等。

7、各种循环水系统

华振一体化智慧集成泵站产品组成部分：

1、组合式不锈钢水箱（带泵房）。

2、智能化电气控制系统。

3、低噪音不锈钢多级离心泵（KCDL系列）。

4、无负压进水装置及防倒流装置。

5、不锈钢成套管路。

6、压力、液位信号采集、反馈设施。

一体化智慧集成泵站特点
1、节电节水
   一体化智慧集成泵站采用变频进行软起动，避免了电流冲击。同时是因实现恒压控制，也避免了对管网的冲击，延长了管路及阀门的寿命。传统的水池无负压变频增压泵厂 方式将自来水放入水池，使原有的自来水压力释放为零，浪费了自来水的原有压力。水箱变频加压泵利用调节装置与自来水管网联接可充分利用管网的压力能，节电可达到50%-90%。
2、消除了地下水的二次污染
传统的水池一体化智慧集成泵站方式将自来水放入水池，水池的水易于被脏物甚至动物尸体所污染，尤其在夏天易产生藻类或滋生蚊虫，直接影响到用户的身体健康。水箱变频加压泵利用调节装置采用封闭式供水方式，消除了二次污染。
3、节省投资，减少占地，安装、使用、检修方便建造水池，工程总投资大，并且使用过程中要定期清洗，不但增加了工程的总投资，还增加了日常的维护费用。水箱变频加压泵利用调节装置供水，节省投资，减少占地，根据用户的现场情况可以采用立式或卧式不同的安装方式，检修方便。
4、采用PID闭环调节，恒压精度高，水压波动小。
5、具有过载，短路，过流等各种自动保护功能。
6、自动化程度高，运行可靠，管理方便。

变频器在一体化智慧集成泵站的应用

1、变频调速的特点及分析

用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。

水箱变频加压泵价格对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用水箱变频加压泵价格，具有较大的经济和社会意义。

随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能水箱变频加压泵价格取代了以往高位水箱和压力罐等水箱变频加压泵，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，终达到高效率的运行目的。

2、一体化智慧集成泵站变频应用方式

通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频恒压水箱变频加压泵进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向，我公司开发NKL-A系列变频恒压水箱变频加压泵系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。

3、一体化智慧集成泵站PID控制原理

根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，现在控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。

一体化智慧集成泵站要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。

4、一体化智慧集成泵站变频控制原理

用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显著（可根据具体情况计算出来）。其优点是：

a、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；

b、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；

c、 可以消除起动和停机时的水锤效应；

一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，

可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。

虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

在主要功能预置方面，频率应以电动机的额定频率为变频器的工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

一体化智慧集成泵站采用集成的一体化结构，体积小巧，并且在工厂完成预制，现场安装时切换停水的时间仅有几十分钟，*大程度实现不间断供水改造。夜间运行时，泵房噪声*高分贝数只有55分贝。

配备多种智控系统，集成门禁安防、水质监测、水淹报警、烟感报警等系统为一体，并采用“一对多”的变频控制方式，即使其中一台水泵发生故障，也不会影响其他水泵的正常运行。此外，泵房还具有远程监控功能，可与水司平台进行数据对接，实时上传泵房机组与安防信息，报告异常情况，实现远程管理及无人值守。

拥有更广泛的流量和扬程区间，能够覆盖部分中途增压泵站和中小城镇的集中供水需求。为了更好地助力泵站可持续运营，在现场条件允许的情况下，泵房供水模式可采用叠压供水，借助市政管网压力降低能耗，在运行过程中理论测算节能45%以上。泵站中使用的Hydro系列永磁智能供水机组将专用变频器、电机与水泵集成一体，进一步提高了水泵与电机的匹配度和整体效率。

系统优点

    我公司（湖南华振水务有限公司）多年来从事于一体化智慧集成泵站的研制生产，我们的产品具有可靠性高、性能稳定、外观美观等特点。

    从整体设计上，我们本着务实、求新的原则，本着为社会负责、为用户负责的精神，根据各地自来水公司的要求，设计生产水箱变频加压泵。

    一体化智慧集成泵站直接连接在自来水管网上，首先要保证供水管网的安全，尽量减少干扰周围用户。一体化智慧集成泵站是直接为居民供水，投入运行以后，常年工作，在运行期间内基本没有维修周期，所以对可靠性要求很高。一体化智慧集成泵站基本上都是无人职守，要求控制系统性能好，不但能自动正常运行时，在出现可恢复故障状态时应能及时保护并在故障消除后自动恢复运行，在系统出现不可恢复故障时应能及时报警，并尽量减少停机保证设备的连续供水性。

    我们（长沙华振）的设备具有一下特点：

    一、控制系统性能优越、功能齐全、可靠性高：变频控制系统的主要电器元器件配件都是进口品牌产品，我们产品的基本配置是：
    1、可编程控制器(PLC)采用德国西门子产品。
    2、接触器、热保护是德国西门子或者是法国施耐德产品，接触器的容量比配用电机容量提高两个档次，例如7.5KW电机额定电流 15A，我们配用32A的接触器，保证控制系统长期稳定运行。
    3、变频器选用日本三垦品牌产品或者是瑞士ABB品牌变频器。
    4、中间继电器选用法国施耐德产品。
    5、其余辅助元器件均是国内知名品牌产品-空气开关为正泰集团产品、面板元件为上海二工集团产品。 

    我们（长沙华振）的控制系统设计特点如下：

我公司（湖南华振水务有限公司）是专业生产变频水泵研制生产厂家，我们有一支高素质的技术人员队伍，我们的控制系统无论是性能、外观、可靠性都是国内水平，我们独创的无冲击转换系统，已在许多大型设备中应用，系统杂志“给水排水”在2004第10期和2007年4期刊登了我公司此项技术的相关文章，此技术可以消除水泵从变频到工频转换过程的冲击，在大型设备中采用此项技术具有重要意义。
    1、为了提高控制系统的可靠性，我们对控制线路和软件专门进行了可靠性设计，比如可编程控制器PLC的输入、输出端子，都采取继电器隔离措施，如果利用控制器PLC的输出端直接启动接触器，因接触器线圈的电感量比较大，长时间运行容易烧毁PLC触点，因控制器PLC中编制有控制程序，如果因故障需要更换则比较困难。采取对控制器PLC的输入、输出继电器隔离措施，可以提高PLC的可靠性，因控制器PLC是整个控制部分的核心，提高PLC的可靠对提高整机可靠性具有十分重要的意义。
    2、在配有供水视窗（触摸屏）控制系统的设备中，触摸屏和变频器之间通讯采取了光电隔离措施，以保证各电器运行安全通讯可靠。

 3、在配有远程语音报警系统设备中，当设备出现故障停机时，设备自动拨通预存的电话号码，通知设备管理人员进行及时维修以不影响用户用水。
    4、在大中型控制系统中，设备控制通常采用的循环软启动存在着严重的缺陷，在水泵从变频到工频的转换中，会产生致命的电气和机械冲击，导致危害电路和管网安全，我公司研制的无冲击转换技术，可以做到无冲击软起、软停避免机械及电气冲击，此项技术在大中型设备中应用十分重要。
    5、在大型设备供水压力要求波动比较大的设备中，可以做变压变量方式供水，控制系统根据开启的工频泵数量及变频器输出频率，估算设备流量，对设备出口压力进行补偿，以达到进一步节能的目的。
    6、我公司根据客户需要可以有线监控和无线监控系统，将设备运行状态传输到监控中心进行实时的监视，监控中心也可以对设备的运行进行实时的控制。
    7、我公司做的大型水厂监控系统，采用SCAD控制系统，集中检测，分散控制，系统具有较高的灵活性和可靠性。
    8、我公司成功的将高压变频应用于自来水厂项目也取得很好的社会效益。

系统创新功能

    一、供水视窗系统采用*新的供水视窗软件，人机界面触摸式操作方式，将现场的各泵工作状态、实时压力、变频频率、多种故障显示、修改运行参数、系统参数全部在视窗相应的画面（页数）显示出来。文字、数字及图形有机的配合，即丰富了系统的内容，又增加了系统的完整性、以利于操作人员更简便、直观、正确的掌握系统运行状态，大大提高了系统的可靠性。视窗系统上留有多种接口，以备必要时的升级及相应的通信功能。

    二、语音报警系统设备可增设远程语音报警功能，当设备控制系统出现故障时，系统触发报警拨号系统拨打预先设置好的固定电话或者手机号码，语音通知管理人员设备有故障需要及时检修，以免影响正常用户用水。此控制功能需要占用一条电话线以便拨号。

    三、远程控制系统设备可具备远程监控接口，利用GPRS/MODEM实现设备的有线或无线远程控制，异地实时控制各泵工作状态、实时压力、变频频率等系统参数，并对故障进行报警记忆处理。

    四、多段压力供水模式

    设备可根据用户用水特点设置多段供水方式，一般设置一天六时段不同压力供水即可满足用户需要。时间设置可在人机界面上操作修改，操作简单方便。设置好后由程序自动控制运行，根据预先设置好的时间自动更改出口压力恒定值。该供水方式是在原有变频恒压基础上进行的分时段供水，系统可在不同时间段内设定不同的压力值，在用水高峰期时，管网水头损失较大，为保证*不利点正常供水，出水口可设定较高压力值；在一般用水量时，管网水头损失相对减少，出水口设定压力可适当降低；在小流量时，管网水头损失较小，出水口压力可以再适当降低；该供水方式可在原有变频供水的基础上进一步降低设备的后期运行费用。

 

一体化智慧集成泵站适用范围城乡居民生活小区，高层建筑生活用水，宾馆、饭店的室内外无负压变频增压泵。各类型的自来水厂，供水站增压系统，输油管增压系统、供气设备。供热和空调系统中的循环用水设备。传统无负压变频增压泵（气压、水塔、高位水箱供水）的改造。工业恒压无负压变频增压泵。 消防用水设备。工业锅炉补水设备。深井泵恒压无负压变频增压泵。农业排灌设备，园林喷洒设备，水井及艺术喷泉设备等需供流量，压力控制的多种应用场合。

  一体化智慧集成泵站是把电机变频技术和微机控制技术应用到供水领域的新一代供水装置。它是水塔、高位水箱、压力罐供水装置的理想更新换代产品。具有节省电能，节约投资，不需要维护，运行可靠等特点，是未来无负压变频增压泵的主导产品。我公司开发的变频柜还可应用在各行业需要电机调整设备上，具有明显调整精度和节能效果，如提升机和通风机安装变频柜是**速度和风量调节装置。　

 

一体化智慧集成泵站适用范围：
a）居民小区、高层建筑的生活供水，工业、消防恒压供水。

b）传统供水系统改造，工业锅炉补水系统。

c）农业排灌系统，园林喷洒系统，水井及艺术喷泉设备。

d）供热和空调系统中的循环用水设备。

e）各种类型的自来水厂、供水站增压设备，输油管增压设备、供气设备等等需供流量、压力控制的多种应用。

 华振公司生产的一体化智慧集成泵站，实现了水泵的无级调速,根据用水量的变化自动调节水泵的转速而使水压始终保持期望值,以满足用户不同时间的用水要求。这是当今*先进、合理的节能型无负压变频增压泵变频调速供水系统内置的PID调节器，可实时监测过程实际值，自动跟踪过程量随时调节泵的投入数量和运行速度，从而保证恒压、恒流、恒液位。

我们先看看恒压供水与其它供水方式的比较：
 传统的供水方式：一般城市管网的水压为1.4-2.4kg/cm2, 只能保证6层楼以下楼房的用水.其余声部各层均须"提升"水压才能保证用水要求.以前大多采用传统的水塔,高位水箱或是气压增压设备, 但它们都必须有水泵以高出实际用水高度的压力来提升水量,增大了水泵的轴功率和能耗. 
水箱/水塔供水：系统供水是由水箱/水塔直接供应，即为重力供水。它是由位置高度所形成的压力来进行供水的，因此，必须建造高大的水塔或在建筑物屋顶建立贮水箱。由于水塔和水箱的容积是一定的，在用水高峰常常不能满足供水要求。同时，由于其存水量大，在屋顶形成很大的负重，增加了结构的承重和占用楼层的建筑面积。此外，水箱和水塔的贮水，增加了水被二次污染的机会。 

一体化智慧集成泵站：一体化智慧集成泵站不在屋顶上设置水箱，也不用单独建筑水塔，仅在地下室或某些空余之处设置水泵机组和气罐设备。采用压力给水来满足供水要求。气压无负压变频增压泵是以气压罐代替水塔或高位水箱，利用密闭压力罐内的压力将水压送入管网，其优点是灵活性大，建设快，少受污染，利于抗震等；缺点是体积和投资大，压力变化大，运行效率低，还需空气压缩机充气。因此，耗费动力较多，维护费用高。

一体化智慧集成泵站：一体化智慧集成泵站无须贮水箱或水塔，它由单台泵或多台泵将水源的水直接打入用户主管网中，根据用水量随时调整水泵的速度和水泵运行的台数，以保持管网压力恒定。在用水高峰能保持恒定水压，在用水低谷或无人用水时，可调低水泵速度或进入睡眠状态，具有显著的节能效果。除此之外,该设备还具有设备占地面积小,综合造价低, 减轻水质二次污染,，便于使用和维护等优点。少建筑物的造价，又克服了气压罐波动大，水泵启动频繁和建造水塔一次性投资大，施工周期长，费用高等缺点。

一体化智慧集成泵站特点控制精度高：变频器的内置PID调节器，实时监视压力实际值，随时调节水泵的投入数量和运行速度，从而自动跟踪用水量，并保持管网压力恒定，通过调节PI参数，控制精度可达0.01Mpa。压力设定，操作简便：用户可用键盘或电位器（选择件）设定压力。可多台水泵循环软启动：装置可列1—？台水泵进行循环软启动控制，即减少了电机启动时对电网的冲击，又减少了水泵的启动磨损和设备的冲击能耗，延长了设备的电气和机械寿命。定时换泵功能：为了保证各台水泵都能均匀地磨合，不发生锈蚀，延长设备的使用寿命，在PLC控制程序中可设定定时切换水泵工作时间。切换可在各台水泵之间循环进行。睡眠功能，高效节能：在用水低谷或夜间无人用水时，管网压力长期保持期望值，系统会停止水泵运行，一旦压力低于期望值，系统会自动唤醒水泵投入运行。实现供水系统智能化管理。系统多点监视的扩展功能：蓄水池水位监视、机械设备的故障监视等，一旦外部有故障发生，可使该泵或整个系统停止工作并报警。手动/自动功能，提高无负压变频增压泵的可靠性：当自动控制设备出现故障时，可将设备切换到手动工作方式，使泵投入运行，保证正常连续供水。再对自动控制设备进行检修。