住宅小區供水實施細則

一、總則

1.為保障園區飲用水的安全，提高住宅小區、公共建筑抗擊意外事故的能力，

同時為了規范園區管網疊壓安全供水設施建設標準，滿足用戶對水量、水質、

水壓的要求，達到安全可靠、節能降耗的目的，特制定本技術指導意見。

2.本技術指導意見適用于所有新建、改（擴）建住宅小區和公共建筑供水設施

的設計、施工、驗收以及管理。

3.基本要求

1）既要考慮供水的節能，更要考慮供水的安全；既要保證用戶的用水水質、

水壓、水量，又要保證市政管網的壓力不受影響。

2）為保障用戶的連續安全供水，必須配置適當容量的水池（箱）；

3）為保障周邊用戶的供水，必須設置市政管網壓力保護裝置；

4）為保障用戶應急使用水池（箱）時的用水水質，蓄水必須采用實時更換

的措施。

5）輸配水管道的管材、金屬管道內防腐涂料及承插口接口處填充料等與水

接觸的材料應符合現行國家標準生活飲用輸配水設置及防護材料的安全

性評價標準（GB/T17219）的有關規定，并取得國家衛生部門頒發的凈水

產品衛生許可證。（內襯塑鋼管、不銹鋼管、內襯不銹鋼管）

6）電氣及控制設備應采用國家現行有關標準的效率高、能耗低、性能先進

的電器產品，提供遠程自動控制信號接口，滿足泵站無人值守自動運行

以及遠程控制及遠程數據傳輸等各項要求。

7）電機與水泵成套機組的效率不小于85虬

二、設計依據

本技術指導制定的主要設計依據為

?《室外給水設計規范》（GB50013-2006）

?《泵站設計規范》（GB/T50265-97）

《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)

《箱式無負壓供水設備》(CJ/T302-2008)

《穩壓補償式無負壓供水設備》(CJ/T303-2008)

《城市居民生活用水量標準》(GB/T50331-2002)

《二次供水設施衛生規范》(GB17051-1997)

《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)

《供配電系統設計規范》GB50052-95

《建筑防雷設計規范》(2000版)GB50057-94

《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2004

《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》GB50062-92

《民用閉路監視電視系統工程技術規范》GB50198-94

《電力工程電纜設計規范》GB50217-2007

《系統接地的型式及安裝技術要求》GB14050-93

《電子設備雷擊保護條例》GB2450-87

《電設備電磁兼容性要求》GB/T18268-2000

《雷電電磁脈沖防護》GB/T19271-2003

《軟件包質量要求和測試》GB/T17544-98

《外殼防護等級》GB4208-93

《視頻安防監控系統工程設計規范》GB50395-2007

《入侵探測器通用技術條件》GB1048.1-2002

《防盜報警控制器通用技術條件》GB12663-2001

《工業控制計算機系統驗收規范》GB/T5234

《自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準》GBJ131-90

《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》GBJ63-90

《工業企業通信接地設計規范》GBJ79-85

《自動化儀表工程施工及驗收規范》GB50093-2002

《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》GB50168-2006

?《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》GB50169-2006

?《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線電纜線路施工及驗收規范》

GB50171-2002

?《矩形給水箱》國家建筑標準設計圖集02S101

?《現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236-98

?《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》GB3323-2005

?《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001

三、供水形式

1.低層、多層、小高層、高層供水選用變頻管網疊壓供水形式；

2.超高層供水方式參照本細則執行。

四、供水系統圖（僅作參考）

1.供水系統組成原理

電樓植計總班力恁一翻

克一供水區

I時傳&S

第二供水區

壓力傳聯器

第N供水區

《圖一》

增壓泵站供水系統參考圖一所示進行設計和建設。系統設計原理是將供

水管網系統按不同的額定設計壓力和流量分成1?n個供水區域,增壓泵（組）

通過水量調節裝置（射流器）按一定的比例同時抽取市政管道和水箱的水增

壓后提供小區居民的生活用水需要。水箱一方面處于蓄水狀態，當市政管網

系統處于意外停水時可提供一段時間的居民供水需要。另一方面水箱可緩沖

增壓泵站抽取市政管網上的壓力波動，避免市政管網出現負壓現象。為了達

到換水量控制，供水系統設置兩套電磁流量計分別計量水箱的進水流量和市

政供水總管到增壓泵站的總流量，通過流量計算可得知水箱的換水量是否滿

足設計要求。當換水量達不到設計要求，控制系統可在供水系統處于低水量

供水狀態時，通過關閉2#電動閥門，直接抽取水箱內的水，強行置換水箱水

量，保證水箱內的水質始終處于安全供水水質標準之內。為了低水量供水時

的節能降耗，本供水系統在每個供水區出水口設置一套壓力罐，一方面緩沖

管網上的壓力波動，同時，由于其具有一定的蓄水作用，當管道上處于低流

量供水狀態時，由于變頻器處于休眠狀態，水泵停止運行，氣壓罐可通過釋

放其蓄水量進行壓力補償，維持管路上壓力，繼續提供管道上低流量下的壓

力和水量供應。水箱具有液位控制，可使水箱內的液位保持在恒定液位上，

保證水箱始終具有最大蓄水量。

五、系統設計原則

1、安全可靠：增壓泵站自動化控制系統的設計必須首先考慮電控系統的可靠性

和安全性，采用符合國家有關標準及滿足本技術要求的優質名牌電氣元器件

對其控制系統進行模塊化、標準化、簡單化設計和制作，使控制系統具有高

可靠性和低故障率，同時，可使控制系統具有維護簡單、故障恢復快速等特

性。

2、標準化設計：為了今后泵站的統一管理和維護以及數據采集，所有增壓泵站

的自動化設計時應在硬件結構、設備型號、電氣元器件參數、電氣接口、設

備器件品牌等方面統一標準，可保證各設備之間在機械尺寸、電氣特性上具

有高度的互換性，同時可提高系統的可維護性。除此以外，系統還必須針對

泵站設備及控制信息進行標準化，統一系統設計參數、統一控制對象及數據

采集對象，統一控制軟件包括數據結構定義。為系統的構建提供一個一致化

的軟硬件環境，便于系統的構建和今后的維護。

3、1控1變頻調速：所有的增壓泵都必須配置獨立的變頻控制器，采用1控1

變頻調速控制，保證泵及泵組能在流量的大動態變化時具有足夠寬的調速范

圍，保證泵組的工作運行特性區處于高效區運行，泵組中的變頻調整應考慮

整體運行控制，全頻同步調速控制泵組的流量增加或減少。

4、PLC控制：控制系統應采用PLC為核心進行設計，為了系統安全運行和維護

快捷方便，PLC系統應支持熱插拔技術。其中，CPU應集成有以太網通訊接

口和RS-485通訊接口，其控制和數據采集的對象不僅是變頻器，同時應對

增壓泵站的其它外圍設備和單體控制元件進行監控。

5、閉環控制：增壓泵和變頻器之間可通過將泵組輸出端口的壓力檢測值作為系

統反饋參數，和變頻器的運行頻率構成PID閉環控制，并根據供水系統的需

求在設定的壓力下調節泵和泵組的流量輸出，滿足區域內管網用水量的不同

需要。

6、節能高效：泵組并行運行、增壓擴流時，不僅應考慮控制單臺的運行狀態的

高效運行，同時還要考慮并網后的泵組的運行狀態應滿足高效區運行，從而

滿足泵組的高效、穩定、節能的工作要求。系統設計時應充分考慮使泵、電

機以及變頻器等設備的運行參數相互匹配性，保證其運行均處于各自的高效

工作運行區域內穩定工作。從而一方面可使設備的運行壽命得到最大的提

高，增加泵組系統的穩定性和可靠性，降低泵組的運行故障率。另一方面可

為用戶提供平穩優質的供水質量，同時可最大限度瞞足節能降耗的要求，必

須避免泵組及泵運行時使泵或變頻器以及電機的工況特性處于低效區或無

效區。

7、獨立性和協同性：每臺泵的變頻器既可在PLC控制下獨立運行，單獨調速，

同時又可和同組內其它變頻器通過數據通訊相互協調，同步運行。變頻器的

運行（啟動/停止/調速）既可不依賴于PLC控制，同時也可接受PLC指令啟

動/停止/調速，并能在遠程上位機系統的指令下進行相應的工作。

8、對外通訊：增壓泵組自控系統設計必須考慮提供遠程自動化控制信號接口，

現場設備控制系統和遠程監控系統之間應采用工業以太網通訊協議進行數

據通訊，滿足增壓泵站無人值守自動運行以及遠程控制及遠程數據傳輸等各

項要求。

9、數據采集：控制系統應能完成泵組各項運行參數以及其它設備的狀態數據的

采集功能，并將數據存入PLC專用數據緩沖區內提供給遠程上位機系統和其

它控制單元調用。

10、安全防范：為了今后二曾壓泵站的無人值守管理，增壓泵站必須考慮安防

系統的設計和建設，該系統可自動記錄人員進出的數據信息和圖像信息，防

止非法人員的闖入，當出現非法人員非法闖入時可進行現場聲光報警和遠程

中控報警，保障增壓泵站內的設備安全和水源安全。

11、泵的合理配置：一般泵站二次增壓系統應根據樓層高度配置多個增壓泵

組，分別對應不同揚程需要的供水區域。其中，每組須配置2臺以上的增壓

泵，每組泵中應設置1臺相同型號規格的備用泵。根據泵的運行原理和泵組

并行運行時的增壓增流量的運行特點，為了使得泵的運行處于高效和節能狀

態，增壓泵組內泵的選型配置應考慮盡量采用較大流量和較大功率泵進行并

網運行，并網泵的數量應不大于3臺（備用泵除外）。每組泵的泵送流量應

大于使用區域的實際用水量（根據設計院設計）。

12、市政管網壓力保護：泵組增壓系統在運行過程中應考慮避免泵組抽水增

壓時對市政管網的過量抽取，控制設計應合理控制和調整水泵的工作區間，

避免泵的低效運行。水泵（組）運行時應考慮使用水箱作為增壓系統的緩沖

水源，保證二次增壓時不會造成市政管內壓力應泵組的運行而出現負壓現

象，保護市政管網。

13、遠程監測監控：泵組控制系統應考慮滿足遠程監控的設計需要，可通過

相應的通訊接口和通訊協議和遠程上位機組態監控軟件進行數據通訊，在遠

程上位機系統中可以實時監控現場設備的運行情況、壓力變化情況、故障報

警情況、歷史數據記錄等，同時滿足遠程控制的功能要求。

14、智能化控制：控制系統應具有控制水泵自動變頻運行，水泵定時自動切

換，過流、過壓、過載、欠壓自動保護，無水自動停機和報警，米水自動開

機等功能。其系統應具有完善的保護功能，滿足增壓泵站的運行全自動化智

能控制的要求，正常運行過程中無需人員現場操作。

15、無二次污染：核心設備應采用食品級不銹鋼材料，材料不低于SUS304,

具有良好的耐腐蝕性，保證供水水質的安全無污染，達到綠色環保的衛生要

求。

16、水質檢測：增壓泵組應考慮配置水質監測儀，可對水箱內的水質進行在

線監測，其數據信號可通過模擬量型號和或通訊協議的方式將現場數據通過

PLC上傳到上位機組態軟件上。控制系統可根據反饋的設置相應采樣接口，

六、水箱系統設計的一般要求

1.按照節約用水的原則：居民人均生活用水量指標定為150升/人?天，每戶

按3人計算用水量。公共建筑用水量指標按《建筑給水排水設計規范》

（GB50015-2003）中3.1款用水定額確定。

2.居住小區：50戶以下，生活水池（箱）容積不低于水量的50%確定；50-200

戶增加部分不低于用水量的40%確定；200-500戶，增加部分不低于用水量

的30%確定；500戶以上，增加部分不低于用水量的20%確定；

3.高層和超高層：若采用高位水池（箱）的供水方式的話，其容積總量不得低

于上述1）、2）要求。

4.公共建筑：生活水池（箱）的容積不低于定額用水量的50%確定；

5.水箱結構：水箱容積應滿足設計院設計要求，其最小容積下，內部應具有2

格以上的空間區域。

6.高層和超高層水箱：高位水池（箱）除上述要求外，必需設置在構筑物內部。

7.水箱壓力：水箱非壓力容器設計，不承受內部水壓，水箱內部通過內外空氣

交換口與外界空氣保持聯通。

8.水箱與外部接口：水箱設計應同時考慮有進水口、出水口、溢流口、排放口、

旁通口、空氣交換口。其中，空氣交換口應設計安裝空氣過濾裝置，建議采

用活性炭介質予以過濾空氣。

9.水箱液位控制

?為了保證水箱內的水位，水箱應設計加裝液位控制裝置，同時為了

安全可靠性，其液位信號應同時設計安裝有模擬量輸出和開關量輸

出的兩種液位傳感器及感應器，其中，為了降低建設投資、運行維

護費用，模擬量液位傳感器建議采用壓力傳感器采集水箱水壓后輸

出4?20mA電流信號給控制系統，通過程序計算轉化獲得液位數

據。而水箱液位開關量信號輸出控制器可根據其設定的液位最高點

和液位最低點輸出開關量報警信號給自控系統進行，以便控制系統

進行應急處理。

?水箱內液位應根據控制系統設定的液位高液位控制和運行，確保水

箱內能存有設定的水量，保證外部管網系統水壓不夠時的應急供

應。

10.水箱換水比要求

為了避免水箱內的水因長期留滯造成二次污染，水箱內的水必須保證動態流

動，在24小時內自動換水一次，其換水比可通過安裝在進水總管上的電磁流量

計和水箱進水管上的電磁流量計的流量數據反饋來由自控系統自動控制。

11.維護設計：

水箱應設計有人員維修出入口，可允許維修人員進出清洗、維護水箱。

七、自控系統設計

1、自控系統總體構架

增壓泵站的自控系統總體陽架應按圖一所示進行設計和建設，根據《圖二》

所示，本工程自控系統包含兩部分組成，其一是遠程上位機數據采集監控系統,

其次是增壓泵站現場自動化控制系統及現場安防系統（包括門禁和視頻監控）。

行的各項數據參數通過PLC通訊接口，以工業以太網TCP/IP通訊協議，采用光

纖為數據傳輸介質，通過借助網絡運行商的公共通信網絡組成的增壓泵站VPN

虛擬網絡，將采集的數據信號和圖像信號及報警信號上傳給中控遠程監控系統，

統一進行泵站調度、遠程監管。

每一泵站可視為泵站遠程監控系統中的一個節點，該節點的輸入/出網絡帶

寬不低于lOMBo

2、泵站控制系統技術要求

2.1泵組自控系統構架

泵站控制系統應包含泵組的自動化控制和安防監控兩大系統，系統構架如

圖三所示。泵站自動化控制系統的核心是PLC和變頻器，其硬件系統由三部分組

成，其一是帶有觸摸屏人機界面的PLC控制柜，其二為變頻器控制柜，第三是安

《圖二》

防系統機柜（包含相應設備），

PLC控制柜（PLC）和各變頻控制柜（變頻器）之間應采用MODBUS通訊協議

進行進行數據交換和信號傳輸。PLC控制柜（PLC）和中控遠程監控系統采用工

業以太網通訊協議通過VPN網絡完成數據流、報警信號、圖像信號的傳輸。PLC

控制柜主要負責增壓泵組外圍設備的控制和數據采集，同時負責數據的遠程傳

輸。

變頻控制柜內的變頻器應采用MODBUS通訊協議通過RS-485通訊接口和PLC

進行數據通訊，

泵站安防系統包括門禁系統、攝像系統及語音單元，所有安防系統的設備單

獨安裝在一個機柜內，其報警信號應接入PLC系統，如此，一方面可通過PLC

將報警信號傳送給遠程中控平臺服務器，同時可通過PLC控制硬盤錄像機進行報

警錄像。另外，門禁信號和圖像信號還應該采用以太網協議通過VPN網絡傳輸給

遠程中控平臺，使門禁信號、視頻圖像均可在門禁遠程監控軟件的電子地圖上以

及遠程圖像監控計算機上予以報警和顯示。

語音單元應由擴音器及麥克風組成，其一音頻信號通過嵌入式硬盤錄像機傳

送，為現場和遠程中控平臺建立實時通話環境。

2.1.1PLC控制柜的功能：

PLC控制柜專門負責增壓泵站所有外部設備的控制功能，同時負責采集泵站

供水系統各運行設備的運行狀態信號和實時運行數據，并將采集的各種信號及數

據組態顯示在觸摸屏上。如各電動閥門開啟/關閉狀態及開啟度值顯示、壓力傳

感器（市政總管輸入壓力和水泵出口總管壓力）、電磁流量計流量、水箱液位（壓

力）、等模擬信號數據及壓力表、液位開關、安防報警信號、門禁等無源開關量

信號采集和顯示。除此以外，PLC控制柜還必須提供電動閥門、電磁流量計、傳

感器等外部控制設備和儀器/以表的供電電源。同時負責將采集的各類信號和數

據通過VPN網絡傳輸給遠程中控平臺并可接受遠程中控平臺的管理。

2.1.2變頻控制柜的功能：

變頻柜的核心是各臺泵（組）的變頻器，變頻器和PLC之間應采用MODBUS

通訊協議進行數據交換。變頻器一方面可接受PLC管理，可根據系統設定的壓

力和變頻器頻率構成PID閉環控制。另一方面，當PLC系統出現故障時，具有

不依賴于PLC控制而能相對穩定運行的功能，保證供水區域內的供水需要。

2.1.3安防系統控制柜功能

安防系統中嵌入式硬盤錄像機、門禁系統報警主機、擴音器等設備安裝在一

個標準機柜中，該機柜一方面為攝像機、門禁設備、擴音系統等設備提供電源，

同時負責將攝像機采集的實時圖像信號和門禁信號記錄到硬盤錄像機及門禁主

機中，并通過其RJ45接口以工業以太網通訊協議將數據傳輸給遠程上位機監控

系統。

2.2自控系統的控制要求

2.2.1控制設計的一般要求

二次增壓供水系統應具有自動化控制設計，自控系統具有現場控制和遠程控

制兩種模式，其運行模式可通過現場控制柜上人機界面的選擇開關進行切換。其

中，現場控制又具有現場人工控制和現場自動控制兩種模式，遠程控制也同樣具

有遠程手動控制和遠程程序控制兩種模式。其優先級從高到底順序為：現場人工

控制、遠程控制、現場全自動控制、遠程程控控制。

現場控制柜和遠程中控系統的信號傳輸應通過網絡運行公司的光纖網絡或

寬帶網絡組成VPN網絡進行數據通信，通訊協議采用TCP/IP工業以太網網絡協

議。

現場控制柜應采用PLC作為控制核心，PLC應具有以太網通訊、MODBUS等多

種通訊協議接口。系統由PLC完成對外部設備運行狀態及管網系統的各種信號的

采集、數據遠程傳輸、增壓泵的啟動/停止、電動閥門開關、電磁閥開關等控制。

同時，為了增壓泵系統安全運行，保證供水區域內的自來水供應，現場系統控制

柜的設計應具有依賴PL運行C模式和不依賴PLC運行模式，保證泵組系統的安

全運行。

現場控制柜的人機界面應具有良好的人機對話界面，可輸入、修改、顯示相

應的系統運行參數和設備運行狀態。

控制系統應具有完善的報警保護功能，可對過電壓、欠壓、缺相、短路、過

流等故障進行現場聲光報警。同時，可通VPN網絡將各種報警信號傳送給中控平

臺予以報警顯示。系統出現故障時，對可恢復的故障應能遠程或現場自動或手動

消除，故障消除后可自動恢復增壓泵的運行。此外，當某一工作泵出現故障時，

其他泵應能自動取代投入運行，其相關報警信息可通過網絡傳輸給中控平臺和現

場控制柜的人際界面上。同時現場控制柜應具有聲光報警功能，可對各類報警信

號進行報警顯示。

2.2.1.1人機界面：

控制系統人機對話界面應采用高分辨率真彩色觸摸屏設計，可輸入、修改、

顯示相應的系統運行參數和設備運行狀態，具有良好的人機對話界面。人機界面

必須和PLC同一品牌，以保證其系統的無縫接入。

2.2.1.2控制模式

自控系統控制柜應具有現場控制和遠程控制兩種模式，其運行模式可通過現

場控制柜上人機界面的相應的按鈕進行選擇和切換。其中，現場控制又具有現場

手動控制和現場自動控制兩種模式，遠程控制也同樣具有遠程手動控制和遠程程

序控制兩種模式（中控平臺實現，不在本工程范圍）。其優先汲從高到底順序為:

現場手動控制、現場全自動控制，遠程控制、、遠程程控控制。

1）現場手動：當控制系統處于現場手動控制模式時，現場操作人員可通過觸摸

屏上相應按鈕控制泵站內各單體設備的電動執行機構的打開/關閉以及泵的

的啟動/停止。

2）現場自動：當控制系統處于現場自動控制模式時，控制系統的各種電動閥、

電磁閥、水泵等設備的打開/關閉或啟動/停止將由系統控制原理根據檢測反

饋的參數及設定的參數自動閉環運行，自動根據用戶用水量和管道壓力調整

泵組系統運行狀態。

3）遠程控制：當系統處于遠程控制模式時，泵站相應設備的打開/關閉或泵的

啟動/停止都將由遠程監控平臺監控操作人員通過監控計算機透過VPN網絡

遠程手動操作。

4）遠程程控：當系統處于遠程程控方式時（在中控平臺上選擇），泵站的控制

系統將按照設定的參數和反饋的數據自動閉環運行，自動根據用戶用水量和

管道壓力調整泵組系統運行狀態。（該功能由遠程上位機監控平臺設定）

2.2.1.3泵的控制

所有的增壓泵均應采用變頻器1對1控制，每臺泵采用一臺變頻器單獨控

制泵的運行。

1）泵的控制要求：

（1）出口流量的一致性：所有運行的水泵在并網運行過程中均應控制其

每臺泵的出口流量控制保持一致，當供水區域內的流量發生變化時，泵

組內的每臺泵均應自動同步調整轉速，在一定壓力下響應實時流量的變

化需要。

（2）泵的輪換控制:

?正常運行的輪換：控制系統應將泵組中每臺泵的運行時間進行計算

統計，同時可在人機界面或上位機平臺上根據泵的維護要求設定每

臺泵相應的的累計運行時間，一旦泵的累計運行時間達到設定時間

時，自動關閉該泵的運行，啟動另一臺累計運行時間最少的泵，同

時輸出報警信號，該報警信號應傳輸給上位機平臺。其中，當泵組

內的泵數量低于2臺（包括2臺），為了保證輸出水壓，只需輸出報

警信號而無需停泵。

?故障輪換：當泵組中運行的泵產生故障時，控制系統應立即自動啟

動泵組中的備用泵，同時將故障報警信息傳送給上位機平臺和現場

人機界面報警顯示。

（3）泵的增加投入：當供水流量發生變化，調節變頻泵至最高轉速仍然

不足以瞞足用戶的實時需要而導致壓力下降時，首先應由系統自動降低

原已運行的泵的轉速到系統設定的最低轉速，然后啟動備用變頻泵，逐

步增加轉速至系統設定的最低轉速，然后同過計算其各自的出口流量，

并根據總管壓力反饋數據，自動調整每臺泵的轉速，一方面保證每臺泵

的出口流量保持一致，同時瞞足管網流量的需要。控制系統設計時應充

分考慮泵的增加投入時對管網的壓力和流量沖擊，避免增加泵投入過程

中的壓力超壓情況和泵組調節過程中的震蕩超調現象。

（4）泵的減少投入：與泵的增加投入原理相反。當供水流量大于管網流

量需要而導致壓力超過設定值時，首先應同步降低各變頻泵的轉速，調

節泵的輸出流量和壓力，當調整變頻泵至允許的最低轉速時仍無法大于

實時流量需要時，系統能自動關閉泵組內的第一臺變頻增壓泵，然后根

據實際流量和壓力的反饋數據增加其它泵轉速，提高其流量輸出以滿足

管網流量和壓力需要。

（5）泵的調速控制：

所有運行的泵在供水小區流量發生變化時，必須由各自的變頻器控制

轉速，同步在全頻范圍內進行調速，即同時增加轉速或同時降低轉速，

以滿足不同時段的供水流量需要。

2.2,1.4變頻器控制

1）變頻器的通訊：變頻器應具有RS-485接口，能通過MODBUS通訊協議和PLC

進行通訊，傳送相應的數據，并接受PLC指令。同時，變頻器具有DDSC通

訊接口，能通過各自的光纖接口和泵組內（相同供水區域）其它PLC進行數

據通訊。

2）變頻器的控制：變頻器一方面通過和PLC的通訊可接受PLC的管理，并根據

PLC發出的指令進行啟動/停止/調速運行。同時其本身應具備不依賴于PLC

而獨立和多泵自動運行的能力，并可和其它變頻器通過光纖回路進行內部通

訊，在變頻器與變頻器之間內部進行數據交換，由泵組內設定的主變頻器協

調泵組內的其它變頻器進行工作，不須PLC管理就可協同其它變頻器同步調

整泵的運行速度和輸出流量。

3）同步轉矩控制：變頻器在運行過程中應能對泵的轉矩進行檢測或控制，可通

過DTC直接轉矩控制和檢測獲知泵的運行狀態，計算出泵的實際流量輸出，

并通過和其它泵的變頻器的數據通訊，協調其它泵的運行，保證泵組內的每

臺泵的出口流量的保持一致。同時，可將計算出的實際流量值作為控制補償

元素，根據流量大小自動進行泵的出口壓力補償控制，保證供水管網的平穩

供水及流量調節需要。

2.2.1.5水箱控制

1）液位控制：

?水箱的液位依靠其進水口的浮球閥來控制，當液位超過設定值，浮球閥自動

關閉進水口，停止進水C反之，當液位低于設定值，浮球閥自動打開從市

政管網補充水量。為了保證水箱內的容水量，應保證水箱內的液位在設定

的最高點。

?為了采集水箱液位數據，應采用在水箱底部的安裝壓力傳感器采集水箱水位

壓力后將此數據反饋給PLC,經程序計算后轉換成液位數據顯示在控制系統

的人機界面上并輸送給遠程上位機平臺上。

2）換水比控制

?換水控制：控制系統一方面通過泵的運行，將水箱內的水經射流器按比例抽

取，同時，當換水量無法達到設定要求時，控制系統應通過控制水箱連接

總管的旁通管路上的電動閥的打開及進水總閥的關閉，加大水箱流出水量,

強制進行換水，滿足設定的換水比要求。

?根據在線檢測儀表的水質監測數據強制換水。

?通過水箱進水口電磁流量計反饋的參數可計算固定時間段內的進水流量，從

而計算出換水頻率。

?換水比計算：應根據水箱進水流量和泵及泵組的輸出流量來計算。

2.2.1.6出口壓力安全控制

為了保證泵組出水口水壓始終處于用戶對水壓的安全要求范圍之內，避免水

壓振蕩過大造成管路超壓，使用戶室內供水管路應超壓而產生泄漏，造成用戶財

產損失，控制系統必須在泵組輸出總管上設計安裝可靠的信號采集設備，并采用

模擬量信號和開關量信號二級信號采集和保護，程序必須考慮超壓控制。

?模擬量信號反饋控制：通常情況下，控制系統應將泵組輸出總管上的模擬量

壓力傳感器上采集的壓力模擬量信號、工藝設定的壓力（現場設備或上位

機平臺人機界面上設定）、變頻泵的運行轉速（變頻器頻率）或力矩等參數

構成泵組運行系統PID不環調節回路。其中，控制系統應當設定一個壓力

偏差最大值，該偏差值應是變頻泵在工頻運行時的輸出的最大壓力值和設

定值之間的壓力差異。當偏差值超過最大設定值時，控制系統應直接控制

備用泵的啟動或關閉。當偏差值小于該偏差值內時，控制系統可控制變頻

泵的轉速以調整變頻泵的輸出流量，當調整變頻泵到工頻運行時仍無法滿

足壓力需要時，應控制備用泵的投入或退出，最終達到調整泵組輸出壓力

的需要。

?開關量信號反饋控制：輸出總管上應安裝帶開關量報警輸出的壓力顯示器

（壓力表），構成壓力二級檢測回路，對壓力極限值進行報警控制。當泵組

輸出總管壓力超過設定值時（報警壓力可調），可通過其輸出開關量報警信

號給控制系統的PLC,系統應立即停止泵組的運行，同時，系統輸出相應報

警信號，該信號應可同時顯示在現場和遠程中空平臺。

2.2.1.7信號采集類型

泵站系統的設備采集的主要信號應如表所示

外部設備信號采集方式

序

信號類型設備名稱備注

號

1總管進水壓力

4水箱壓力測量液位

5電源電壓

6電源總電流

74?20mA（模擬量信號）增壓泵電流

8電動閥開度反饋

9電動閥開度控制

10泵組出水總管壓力

11電磁流量計瞬時流量

12電動閥開到位

13電動閥關到位

14電動閥過力矩

15電動閥故障

16旁通閥電磁閥開到位

17旁通閥電磁閥開到位

18無源開關量信號水箱液位高液位報警

19水箱液位低液位報警

20泵組出水總管超壓壓力報警

21變頻器運行

22變頻器故障

23增壓泵電機運行

24增壓泵電機故障（過載保護）

25PLC掉電故障

26泵組超壓報警

27RS-485通訊接口PLC

28（MODBUS協議）變頻器

2.2.2數據結構和標準化

為了今后系統的統一管理和維護，便于將來系統的擴展與接入，系統設計必

須考慮各類數據信息的標準化

2.2.2.1通用信息的標準化

1、供水設備中的所有通訊數據應按照序號存儲在一個連續的數據包內，便

于由中央監控中心或設備組監控中心單獨的或成批的讀取，提高通訊效

率"

2、各設備的通訊數據需符合標準規定的數據結構，設備生產廠家應按規定

的數據存儲的內存地址組織數據。

3、供水設備的消息、警告和報警信息通過在PLC中建立的標志位，上傳到

中央監控中心或設備組監控中心。標志位以BIT（位）的形式表示一條

消息。根據不同設備類型，設備的消息可以字（WORD）或雙字（DWORD）

的格式存儲。

4、供水設備的消息、警告和報警信息可以報文方式傳到中央監控中心或設

備組監控中心。

5、數據類型

6、網絡通訊數據的數據類型需符合GB/T15969.5-2002的A3.2節。在通

訊中，設備的通訊數據要依據下列數據類型。

表1數據類型（摘自GB/T15969.5-2002：表A1）

序號數據類型關鍵字MMS類型描述類別和大小注

1BOOL布爾4

2SINT8位整數4

3INT16位整數4

4DINT32位整數4

5LINT64位整數4

序號數據類型關鍵字MMS類型描述類別和大小注

6USINT8位無符號數4

7UINT16位無符號數4

8UDINT32位無符號數4

9ULINT64位無符號數4

10REAL32位浮點數4

11LREAL64位浮點數4

12TIME32位無符號數4

13DATA二進制一時間真1

14TIME-OF-DATA,TOD二進制一時間假1

15DATA-AND-TIME,DT二進制一時間真1

16STRING[N]8位位組串N2

17BYTE8位位串4

18WORD16位位串4

19DWORD32位位串4

20LDWORD64位位串4

21Enumerated-specification整數3

22Subrange-specification子區域的基本數據類型

23ARRAY數組

24STRUC結構

注1：值的真或假分別指示數據被包含或不被包含

注2：實現者應規定允許的最大長度，給出N即此串的最大尺寸

注3：為了保持所有可能的計算值，選擇整數的大小

注4：給出的大小是固定的

2.2.2.2實時數據結構

1.實時數據類型

實施數據中應包括設備的標識、設備及子設備的狀態、實時采集數據以

及實時控制數據等。這些數據用于通過中央監控中心監控，包括設備檢測數

據和設備生產數據。

表2實時通訊數據結構

占用數據

序號名稱描述索引

字節數類型

1設備標識2WORD用數字表述的設備名稱參見表3

2設備狀態3WORD設備整體狀態描述參見表4

設備的實時數據，由中

3實時采集數據若干

央監控中心采集

設備的實時控制數據，

4實時控制數據若干由中央監控中心下傳到

設備

5其他定義數據若干保留數據

6擴展定義數據若干用于用戶擴展

1）在設備PLC中，應具有存儲器用于保存通訊的實時數據。宜選擇非易失性的

存儲器保存實時數據，如EEPROM或電池保護的RAM,保證當電源故障時數據

保持。

2）設備廠家需按照本規范定義的格式提供的設備實時數據及其存儲地址表,

用于網絡連接。

3）PLC中的實時數據保存模型參見下圖。

PLC

I。接口

通訊接口

程序存儲器單元

數據存儲器單元：

設備標識n

設備整體狀態

實時采集數據.?

實時控制數據?

其他定義數據

擴展定義數據n+m

圖PLC內部的實時數據保存模型

2.設備檢測數據內容

1）供水設備標識

每臺供水設備采用數字標識表示區域內唯一的設備，用于設備定位、診

斷。數字標識的數值由32位數字表示。

BytelByte2Byte3Byte4

設備類型輔助標識

供水設備標識數據結構

表3供水設備標識數據結構

序號名稱數據類型描述

可以用于表示設備的類型、工藝段

1設備類型WORD

位置等

序號名稱數據類型描述

可以用于表示設備的輔助信息，用

2輔助標識WORD

于標識設備。

2）供水設備整體狀態

每臺供水設備需提供包含設備整體運行的狀態信息，提供包含主控制器

的運行狀態信息，其中可包括PLC（作為整體）、智能控制單元、變頻器、CPU、

10模板、通訊模板等信息。

表4供水設備運行狀態數據結構

數值

數據

序號名稱狀態（示例）描述

類型

（16進制）

正常設備整體狀態良好，包

12001

GOOD括各子模板或子系統

至少有一個子模板或子

警告系統狀態為WARNING,

2設備狀態2002

WORDWARNING沒有BAD,表示系統警

Health

告。

至少有一個子模板或子

故障

32003系統狀態為BAD,表示

BAD

系統故障。

運行設備處于運行狀態，正

43001

Running常生產。

停機

53002設備處于停止狀態。

工作狀態Stopping

WORD

Working啟動

63003設備處于啟動狀態。

Starting

緊急停車設備處于緊急停止狀

73004

EMStop態，屬于非正常停機。

數值

數據

序號名稱狀態（示例）描述

類型

（16進制）

本地

84005本地（就地）控制有效

控制狀態Local

WORD

Controlling遠程

94006遠程控制有效

Remote

3）供水設備實時控制數據結構

（1）常規設定參數

序號變量名稱數據類型單位值域范圍描述存儲地址

1一區啟動BOOL

2一區停止BOOL

3二區啟動BOOL

4二區停止BOOL

5三區啟動BOOL

6三區停止BOOL

7一區出水總管設定壓力INTMPA

8二區出水總管設定壓力INTMPA

9三區出水總管設定壓力INTMPA

10市政管網最低允許壓力INTMPA

11上偏差INTMPA

12下偏差INTMPA

13延時時間T1INTS

14延時時間T2INTS

15一區增泵壓力下偏差INTMPA

16頻率上限INTHz

17延時時間INTS

18一區減泵壓力上偏差INTMPA

19頻率下限INTHz

20延時時間INTS

21二區增泵壓力下偏差INTMPA

22頻率上限INTHz

23延時時間INTS

24二區減泵壓力上偏差INTMPA

25頻率下限INTHz

26延時時間INTS

27三區增泵壓力下偏差INTMPA

28頻率上限INTHz

29延時時間INTS

30三區減泵壓力上偏差INTMPA

31頻率下限INTHz

32延時時間INTS

33水泵定時切換間隔INTH

34自動換水間隔INTH

35一區超壓保護壓力上偏INTMPA

差

36超壓保護延時時間INTS

37二區超壓保護壓力上偏INTMPA

差

38超壓保護延時時間INTS

39三區超壓保護壓力上偏INTMPA

差

40超壓保護延時時間INTS

41無水保護液位下限INTM

42無水保護延時時間INTS

43變頻報警自動及位次數INT次

44更位延時時間INTS

(2)回路設定參數

序號變量名稱數據類型單位值域范圍描述存儲地址

1水位參數PINT

2水位參數IINT

3水位參數DINT

4一區變頻變頻PINT

5一區變頻變頻IINT

6一區變頻變頻DINT

7二區變頻變頻PINT

8二區變頻變頻IINT

9二區變頻變頻DINT

10三變頻變頻PINT

11三區變頻變頻IINT

12三區變頻變頻DINT