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城市供水智能控制系统设计研究

发表时间：2020/11/19 来源：《基层建设》2020年第22期作者：马桂娟

[导读] 摘要：伴随着国家经济水平的进一步提高，国家加强了城市的基础设施建设。

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        摘要：伴随着国家经济水平的进一步提高，国家加强了城市的基础设施建设。在这个过程当中，国家出台一系列政策方针，进而推进城镇化的进程，因此当前城市的规模与范围越来越大，而城市人口也呈现剧增的现象，这就导致了人们对于基础设施的要求越来越高。在当前阶段，我国的科学技术也随着时代的发展越来越先进。因此，在城市的建设过程中，越来越多的科学技术引进城市建设之中，以此更好地为城市、为人民提供服务。当前人工智能、大数据、互联网、物联网等信息技术的普及程度越来越高，人们的日常生活越来越智能化。对此，在城市的供水系统中利用智能化系统进行控制，不仅可以保证供水量，其可靠性以及质量都可以得到保证，同时还具有较高的节能性、高效性、可靠性、自动性。因此，通过智能化的控制系统，还可以对供水量进行自动的调整，由此可见，采用新技术，可以将人们的生活质量再一步提升，为城市的智能化发展做出自己的贡献。本文主要是以变频恒压供水系统为例，进行实验论述。
        关键词：智能控制；城市供水系统；变频恒压
        引言
        经济的持续发展，带来的不仅仅是生活水平的提高，与此同时，还伴随着水资源的持续短缺。一直以来，水资源作为人类乃至动植物的生命之源，它不仅仅与人们的日常生活有着密切关系，对于经济的发展也有着重要联系，特别是在城市的发展过程中，不论是建筑领域还是工业生产，对水的需求量只增不减，对此，城市的供水系统也面临更大挑战。在当前，传统的供水系统，其本身的自动化较低，在其运作的过程中，需要消耗的能源以及人力资源都过高，具有一定的落后性，已不能满足当前的城市建设与居民用水需要。但是随着科学技术的更新与发展，变频恒压等新技术的产生，为我国城市的供水系统提供了更智能化、更先进的智能控制系统，这在很大程度上，可以保证城市供水的稳定性、安全性、可靠性。
        1、城市供水系统智能化的重要性
        在我国的城市发展过程中，城市的供水系统与供热、供气、供电等具有同等地位，都属于重要的城市基础设施，其本身都具有公用性、范围广、多样性、连续性等特点。但是，供水系统在其运行过程中，水的质量会受到存放时间以及污染的影响，其本身的服务水平也会受到供水管道的布局等因素影响。在当前，城市的供水系统呈现多水厂、管网密布、水源众多、水泵站较多等特性，与此同时，水资源是人类生存必不可少的物质，对城市的安全也可以起到保障作用，这些特点，在一定程度上决定了城市供水系统在建设时，难度较高，在其建设过程中，还需要保持经济投资的合理与科学性，不仅要保障社会与经济的效益，还需要符合供水水质、水压、水量等需求，面对这样的挑战，更应该恰当利用新兴技术，将其运用进城市的供水系统中，以此更好地为城市建设发展提供支撑。
        2、变频恒压供水系统
        变频恒压的供水系统，该供水系统可运用的范围比较广泛，同时具有高效节能的特点，有效的响应了国家对节约水资源，保护环境的号召，且可保证每天的节约用水量大约在2/5左右。由此可见，该系统具体较大的发展空间。当前，国家也在大力推行可持续发展战略，在这样的背景下，节能减排则成为重要的举措，该系统还具有高效的运作性能，因此，该系统为城市的供水系统提供了新的发展机遇。与此同时，该系统提供的水质，对比传统的供水系统来说，供水质量更高，在运作时，使水资源污染的概率有效降低。
        在现阶段，由于国家对人民身体健康高度重视，而该项系统有效的减少了水污染的情况，则在很大程度上对人们的身体健康起到了保障作用。除此之外，由于还具有较高的自动化水平，当该系统设置完毕之后，不需要大量的人力资源进行管理与控制，使其运作时，所需要的人力资源大幅度减少，有效地节约了人力资源成本，控制了资金的投入。另外，系统还具有较强的稳定性能，出现设备故障的情况不多，只要做好定时定期的维修、养护、检查即可。
        该系统的设备需要的占地面积较小，可以在短时间内做到资金的回收。这对某些资金实力较弱的企业来讲，对该项目进行投资是值得考虑的，同时，该项系统还具有较高的利润回报率。

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该系统可以运用的多个场所，可以在很大程度上进行推广与普及，对企业的发展来说，无疑是一项明智的选择。
        3、系统硬件设计
        在该项系统的硬件设计中，其最主要的是可编程控制器。该控制器主要指的是利用计算机技术，从而形成的一种新型的工业方面的控制装置。该项装置起源于20世纪60年代，在当时主要运用于工业发展生产过程中，主要是进行数字运算的一种电子类型的装置。
        该控制器主要包含了数字运算、控制以及通讯网络等功能。在一些发达国家，比如欧洲，美洲等，该项控制器的普及化程度较高。与此同时，其应用的范围比较广泛，包括了工农业生产以及建筑方面的运用。大部分的高科技公司在进行设备测试，或完成自主设备，都会运用该控制器。
        该控制器有较多的可采纳点，首先，该项控制器进行编程时，对大部分的初学者来说非常适合，与此同时，对比其他编程，难度较低，需要学习的时间也相对较短。其次，其所运用的范围非常广泛，由此可见，学习该项系统对比学习其他的系统，价值更高。最后，该控制器在使用过程中，还具有可靠性和便捷性的特点，与此同时，还可以节省土地资源，因为其占地面积较小，具有较高的节能性，在一定程度上，满足了国家的可持续发展要求。
        当电动机进行运作时，变频器的隔离开关以及输出端的对应接头会进行断开，同时接通其他的运行设备。主要电路的对应熔断器还可以进行电路保护，因为每一台电动机都会有对应的过载保护装置。需要注意的是，工频与变频是不能同一时间进行联通，与此同时，变频器的输出端头必须要经过相应的接触点联通电源。在其具体的运行过程中，必须对电动机的相关转向进行观察，必须要满足运作的要求，若出现方向相反的情况，则需要作出处理。
        该系统可利用对应的开关，则可以有效的控制白天、黑夜两种供水模式，还可以利用开关输入量将各个水池的水位转变成对应的数据信号传送至对应的窗口，从而进行数据比较，从而使设置的水池上下限具有科学性与合理性。若出现问题时，也会有对应的报警信号进行发出，从而对其有效的进行监控。
        4、实验分析与结果
        通过对该系统的设计，可以发现，该项系统在一定程度上可满足当前的城市供水需要。该项系统主要有两种供水模式，以此来满足夜晚和白天的供水需求。与此同时，还可以将手动与自动控制进行结合，增加了系统的适用范围。若系统出现故障时，则可以通过手动的方式使系统可以持续运作，再进行设备的检修。
        然而，存在较多不足。比如，该系统的节能性能和稳定性能进行强化。同时对供水系统的监控方面也不能达到预期的标准。同时在对监控设备进行放置时，对于选址的要求也较高。但是不能否认其供水稳定性以及结构简单化的优点，与此同时，还具有一定程度的智能化，从而实现对供水量的有效调整与控制，具有较大的发展空间。
        除此之外，在对其特殊情况进行处理时，也还没有比较完善的处理方案。倘若发生突发性情况，比如停水停电，该系统在应对方面会存在无法有效应对的情况。若处于用水的高峰期，由于技术的缺陷性，以至于不能满足当前城市所有用户的供水要求。
        但是，该系统还是具有一定的实时监督与控制功能，在发生供水的突发性问题时，可以及时进行确认，做出相应的处理。通过实验，使该系统对城市管网的水压进行有效的调节，并保持恒定性能。与此同时，还设置了报警功能，若发生问题，还可自动报警。由此可见，该项系统还是具有一定的先进性，也比较适合当前城市供水系统。
        参考文献：
        [1]杨晓珍.基于PLC的变频恒压供水系统设计[J].计算机产品与流通，2018（08）：252.
        [2]刘彦齐.基于PLC控制的城市变频恒压供水系统设计[J].通讯世界，2013（15）：27-28.
        [3]王煜.采用PLC控制的变频恒压供水系统设计[D].大连理工大学，2014.