自来水管网检测论文

给排水工程对城市发展建设有着重要意义，因为给排水会影响到城市居民正常生活和社会稳定。下面是我为大家整理的给排水相关论文，供大家参考。

【摘要】看一个城市是否发达，不光要看GDP、高楼大厦，还要看人们看不到的地方，比如下水道等;看一个城市的规划是否合理，不仅要看楼间距、绿化程度，还要看人们需要的地方，比如给排水系统。给排水设计在城市规划中占有十分重要的地位，对满足城市居民的基本生活与工农业生产的供水、排水系统建设具有很重要的意义。

【关键词】城市规划，给水，排水

一、引言

城市给排水工程是对城市给水排水工程系统的统一安排，保证给水排水工程建设与城市发展相协调，促进城市的可持续发展。它是城市规划中的一项专业规划，也是城市整体开发建设的一个重要组成部分。它的综合作用是不能被代替的。城市水系统的规划与设计是否合理将直接影响和制约城市的发展。“城市水系统”主要包括水源系统、用水系统、给水系统、排水系统、回用系统和 雨水 系统。随着城市的发展，各个城市间的给排水工程不再是一个孤立的系统，水域把这些子系统连接为一个系统，原有的工程规划 方法 在一定程度上显示其局限性，这就要求我们在新的历史条件下做好城市市政给排水规划设计，认真思考与解决现存的问题，寻求城市水资源的合理利用，在经济和技术方面满足社会发展的要求，实现现代化城市的可持续发展。

二、城市给排水系统规划存在的问题

(1)市政给排水工程规划滞后。在市政道路排水工程设计过程中，给排水工种处于配合地位，影响了城市给排水规划科学化的发展。往往出现道路要求快速建设，造成了排水工程规划没有编制，一些排水工程往往不能与道路工程同期施工;有的虽然设计完成后，排水工程规划由于相关原因需要修改，许多工程项目未能按照规划进行建设，规划的指导意义也没有得到真正体现，造成了工程需要再次改造。

(2)规划的科学依据不足。城市水系统规划的基础性工作主要包括各类指标、标准、基础数据和分析工具，其中水量预测和水平衡分析是核心工作。目前，我国的水量预测工作主要是参照《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)中有关规定，但我国不论在国家还是在区域层次上都缺乏对用水工艺、各种用水器具和用水行为的详实系统监测，缺乏对新型用水技术替代规律和扩散规律的基础研究，缺乏对多种用水信息的综合性和结构性分析。

(3)排水体制规划混乱、排水体制的不合理。目前绝大部分市区的排水设施分别由环保局、市政工程管理处、水利局等不同部门管理，由于各部门之间沟通不够，管理人员责任不清，加之相关法律法规不够健全，对排水设施存在的问题以及发生的新问题都不能及时解决。另外传统的防洪和排水设施设计中，强调采用分流制排水体制将雨水和污水尽快排出城市，但忽视了城市径流面源污染的控制和雨水资源的利用。随着流域整体水质的逐步改善，城市随机性暴雨径流和突发排放事件引起的对水体生态系统的冲击，已日益成为流域污染控制的主要内容。

(4)传统的给排水专业不能满足市场的需要。由于城市给排水规划设计技术参数多、不定因素多，且具有交叉学科的特点，这使城市给排水规划的难度大大增加，刚从传统的给排水专业 毕业 的学生，因受知识结构的限制，不能进行宏观的分析论证，不适应城市规划多学科、多层次的分析论证要求，远不能满足城市给排水规划设计的需要。

三、解决城市给排水系统规划问题的对策

(1)城市水系统规划要与城市规划的协调。城市水系统规划是对一定时期内城市的水源、供水、用水、排水、污水处理等子系统及其各项要素的综合布置。城市用水规划的总量平衡非常重要，必须优化组合各种可行的节水、水回用等方案。要做到这些，首先要了解城市水利用规划，加强城市总体规划中的水专项规划，按照水的可持续发展观念编制城市水利用规划，内容应包括：地面水、地下水、雨水和海水等水资源平衡;供水、排水和污水再生利用等总量平衡;供水节水规划和污水处理与再生利用规划;水的生态循环规划;各类水工程设施的规模和布局等。对当前我国的城市水系统建设中普遍出现的规划不协调、建设不配套、管理不统一等问题，规划中要特别注意管网配套和供水、排水及污水处理能力的协调增长，确定规划期内水系统及其网络设施建设的规模、详细布局和运行管理方案。

(2)加强水量规模预算。水量预测是给水规划的基础，水量规模预测是否符合发展趋势和实际需要，对水资源的工程总体布局、合理利用、实施步骤和工程费用产生重大影响。国家标准《城市给水工程规划规范》是测算城市总用水量规模的主要依据，具体包括：总体规划阶段给水水量预测;总体规划阶段污水水量预测;分区规划阶段及专业规划给水、污水量预测;详细规划阶段给水、污水量预测。改革开发以来，工业生产、城市建设、住宅建设、第三产业迅速发展，使供水量也不断增长。作为城市基础设施之一的供水量的增长规律也将与过去不同，水量预测就不能仅按历史的发展计算，还要根据具体的城市规划对不同类型用水量分别进行预测分析。

(3)城市给排水系统应当向可持续性方向发展。自然界的水是循环的，给水和排水是统一的，人类社会对水的使用应服从这一过程。在用水之后，必须对水进行再生处理，使水质达到自然界自净能力所能承受的程度，否则累积的大量污染物将超过水环境的容量，从而导致水资源危机和水污染现象，最后破坏水的良性循环，不利于城市的可持续发展。控制城市给排水系统向可持续性方向发展的途径有：①在城市水系统中增加节水子系统;②在城市水系统中增加治污子系统;③在城市水系统中增加再生水回用子系统。加强节水、治污和再生水回用力度，重视再生水、中水等非传统水资源利用，是促进城市给排水系统良性循环，实现城市水资源可持续发展的关键。

(4)完善各项法规。根据我国当今给排水体制规划混乱的现状，应通过行政立法，完善相关法规，建立明确的给排水工程建设及管理职责制度和相关体系，明确管理权限，形成规划、建设、维护、监督各部门明确的权利、职责和监管机制。

四、结束语。在现代城市整体规划中，给排水的设计是一项十分重要的工作内容。城市规划是为了对资源进行优化配置，给排水工程规划重点是对水资源进行优化配置和合理利用，以发挥最大的综合效益。城市给排水设计是否合理、完善，直接关系着城市的经济建设和人民的基本生活需求。因此，在规划与设计城市给排水规划时要善于发现问题，并妥善处理好城市发展中可能面临的水资源、水环境、水灾害问题。高质量地编制好城市给排水规划，不仅是排水工程规划与设计自身的需要，而且是城市面向未来，走上可持续发展之路的保障。

摘 要：市政给排水管道施工质量随时影响着城市居民的生活，为了保证市政排水施工的质量，做好给排水施工的安全 措施 与防范是我们的首要任务。市政排水工程一旦出现问题将会对市民产生很大影响，而且出现市政给排水工程的问题和解决问题都需要较长的时间。从技术方面分析市政给排水工程的控制质量，确保给排水系统功能的正常发挥，能够及时防范在施工过程中出现的一些障碍，保证施工的正常进行。

关键词：市政;给排水;施工质量

随着人民生活水平的不断提高与社会经济的不断发展，对市民用水的便捷性也提出了新的要求，因此市政给排水工程也成为市政建设不可忽视的一项工程。城市的建设发展离不开给排水管道工程建设，为保证城市稳步的发展，因此在市政工程施工过程中提高其施工技术和施工质量是关键一环。在其城市化水平的不断提高与发展的过程中，给排水工程对城市环保以及城市防洪排涝等都有直接的影响，因此对其施工技术要求也日益增加。给排水管道工程施工质量出现问题，可能会造成污水倒流，在雨季会由于排水不畅而在城市中形成内涝给人民的日常生活带来极大的不便，同时有损政府形象。加强市政工程给排水管道施工质量的监管与控制，对于城市水污染的治理以及水资源的节约利用具有重大的意义。

1 市政给排水施工

施工准备阶段。市政给排水工程项目是城市规划建设与发展的重要保障。作为城市建设的基础项目其质量的安全可靠关乎城市的形象，而且由于市区施工环境复杂，其地下结构也存在着许多地下管线。同时容易受到各种因素的干扰，给排水工程施工的难度大大增加。为了提高市政给排水管道系统的安全性和可靠性，不仅要对施工技术进行严格的要求，还要做好相应的准备工作，确保工程的施工质量。

(1)给排水管道工程施工前，应把各类进场技术人员、工种、材料和机具设备检查结果情况及现场施工条件等因素都要一一考虑进去。施工工艺、施工方案、组织措施以及准备工作关系到工程的顺利实施，做好准备工作是重中之重。工程施工前，工作人员要对设计的施工图纸等进行严格审核，应避免工程障碍对工程质量以及施工技术带来较大的影响。同时需要实地勘察现场的施工条件，根据事实设计图纸，尽量避免因设计与实际情况不符造成给后续施工加大工作量。施工人员要采用相关的技术手段对其可能存在的障碍进行全方位的调查与排除，避免施工中因地下出现各种管道与设计冲突而妨碍施工的现象。在专业图纸上，应明确施工要求，多方进行讨论与查漏补缺，纠正错误。

(2)管材质量是确保施工工程质量的基础，对各种管材之中容易出现的问题和缺陷进行严格控制，材料质量的优劣是影响其给排水功能正常有效发展的前提和关键。为有效防治和预防出现渗水和渗透问题应严格控制管材质量由专业的技术人员进行监管。施工过程中由于城市特有的特点交通繁忙设立必要的安全措施既是对工作人员的防护也是对市民出行安全的考虑。从可持续发展角度而言，在给排水工程中推广新型具有管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便等特点塑料复合管材，符合国家以塑代钢政策。但限于国家的技术发展程度其使用材料也有可能对周围环境有一定的影响，因此我们除了积极克服技术问题，必要时还要和当地环境卫生部门进行相应的协商。

2 施工阶段

2.1 管槽开挖

在开挖之前，根据技术规范相关条款的规定做好原始地貌的中心线、高程、转角的原始记录。应该对地下既有管道，施工现场的电缆和其他构筑物存在的情况逐一查实探明，并标准它们的位置，为了保护其完好性以便于采取相应的保护措施。根据不同的土壤条件，开挖直槽、梯形沟槽、开挖混合管槽等不同的管槽，沟槽开挖宽度应根据开挖深度和管径大小确定。随着科学技术的不断提高，机械化施工技术水平有了很大的改善，机械施工取代了大量的人力劳动而成为工程施工的重要方法，人仍然是机械的操作者，应协调好人与机的关系，保质保量的完成施工。施工时应掌握天气变化， 防止沟槽内长期积水，形成浮管现象。考虑到基槽暴露时间过长会引起基槽变形的问题，要尽量缩短晾槽时间。在沟槽开挖将要结束时，应提前做好管道基础稳定准备，并对碎石形成的混凝土基础进行控制分析，及时处理施工过程中出现的各种质量隐患。严格按照标准铺设砂砾垫层并压实，在铺好的砂砾垫层上浇筑由设计人员按照工程实际情况和工程要求进行设计的具有一定刚度和稳定性性能的混凝土。因地面下的结构并非一成不变，防止机械化施工挖掘过量，一旦出现应及时进行回填和夯实，针对此出现的工作失误进行及时处理。

2.2 管道安装

管材进场后，由专门的技术人员检验合格后才能用于工程。为能够有效保证管路的密闭性需确保管材质量合格并确定密封胶圈完好现象。管道安装对接一般依靠管道顶部的外拉法和管道内部的内拉法，逐渐将两节管道对接在一起。为防止扰动基底管道相互碰撞需保证管节平稳的缓慢的下放，因此应有专人进行指挥铺管下管，管道放入后必须垫稳。具体方法可在 编织 袋内灌满砂石或黄砂，封口后压在已排设管道的顶部。进行管道铺设时确保管道表面无杂物，内部也干净。待管道铺设阶段完工后进行检测验收，检验结果合格后就可进行混凝土管座及接口施工。当接口合拢时为保证已排设管道轴线位置的稳定，需采取稳管措施，防止轴线出现偏移。管道接口后，应复核管道的高程和轴线使其符合要求。安装时使内壁平齐，对口准确。焊缝表面光顺、饱满、均匀，错口误差小于 0.2 倍壁厚。其宽度、表面余高、咬边、错边等均符合设计规范要求。对管道焊接质量要进行油渗试验和 X 射线无损探伤检测仪进行检测，检测合格后管道安装才算合格。

2.3 闭水试验

当管道安装完毕后，确保管道沟槽内无积水、预留孔洞均封堵且不漏水，有工作技术人员检查管道及检查井外观质量是否合格。若经检验合格，在对管槽进行回填前，应对重力流、设计要求闭水的管道以及压力管道都必须做水压试验。在排水管路施工质量检测的多种方法中，闭水实验对其施工质量的检测属于最直观、最有效的方法。将排水管道从上游向下游分段依次试验。试验满水浸泡一天之后，按照实验要求的试验水头达到规定水头，对管道不断渗水量观测持续半小时以上，实测渗水量是否满足排水管道闭水试验施工要求规范规定的允许渗水量。检查每一处管路的防漏性，是否存在渗水部位、漏点、裂缝等。闭水实验同时也可测定各管连接接口的密闭性，如发现有渗漏，应及时采取修补措施，可调制水泥浆对漏点处进行修补和填实。

3 市政给排水施工质量控制要点

在城市的市政给排水工程中，整个市政给排水工程质量控制的最重要环节是施工阶段。做好市政给排水工程施工质量的控制是对整个工程的安全措施的保障。为满足管道安装的所需条件，结合管道的设计要求及纵向位置适当调整该处的道路基础。给排水管道穿越软弱土地区时，压力管道一般采用柔性连接管道接口，以增强其变形能力， 同时进行适当的地基处理和防腐措施。对管道进行严格的防腐处理，应选用防腐性能好的管材产品。管槽开挖时要采取适当的技术措施，保护好地基处理成果不被破坏，并对回填土进行严格控制。

4 结语

为保证市政给排水施工质量，需要工程的负责人针对每个工程的施工环节都做到认真仔细严格把关。针对市政给排水工程在建设施工中的施工的技术和质量都要进行反复的检查，这关系到整个给排水工程的质量。采用科学先进的施工技术，这样才能够使给排水工程的施工质量得到有效地控制，才能够使市政排水系统在施工完成后能够正常有效地发挥其功能。同时借鉴国外的大城市给排水系统设计完善我国面临的难题，提高市政工程质量。

参考文献：

[1]张胜霜.浅析市政给排水施工质量控制技术[J].科技创新与应用，2014(08).

[2]潘政委.市政给排水管道工程施工优化探讨[J].中国新技术新产品，2011(22)

【摘 要】给排水工程施工管理主要以建设、施工项目作为管理对象，不断进行全面系统管理和优化的管理与控制活动，即是从施工项目开始到项目竣工完成过程中，通过一系列的项目控制与管理措施，以确保质量管理目标、成本管理目标以及安全管理目标的顺利实现。为全面保证施工质量，以下就给排水工程中的施工前、施工中以及施工后三个阶段分别进行了阐述。

【关键词】给排水工程;施工;管理

1.施工准备阶段

1.1做好图纸会审工作

图纸会审是施工准备阶段的一项重要组成部分，做好图纸会审能有效促进给排水施工的正常进行。依据给排水工程的基本特点，应抓好以下几方面工作：设计图纸是否符合国家技术规范标准、当地相关政策的具体规定以及是否满足建设单位的基本要求;设计是否具备进行施工的技术条件，采取先进的技术措施和施工工艺时，是否能保证技术上的施工安全;设计图纸上坐标、标高和尺寸等是否符合实际建筑构件的要求，洁具设备的安装位置是否恰当，以及材料的规格、尺寸等是否合乎规定的基本要求;消防设备以及基础设施的具体位置应提前上报当地主管部门得到审查认可，并确定具体的施工要求;加强各专业之间的协调工作，做好土建预留、预埋孔洞和设备安装位置的技术交底工作。

1.2加强施工组织设计

承包商应加强施工组织设计工作，并将具体施工方案提交给监理和业主进行审核。施工组织方案应突出体现设计图纸的可行性、合理性和安全性的基本原则，重点关注组织方案的技术和质量措施，是否完全符合 承包合同 规定的基本条件和具体要求，确保安全和文明施工并确保切实符合相关规范的有关规定;工程专业技术人员应认真掌握设计图纸内容，相关验收规范等，通过对承包商提交的施工组织设计进行严格的审查，审查对象主要是专业工程部分和承包商分包工程部分，详尽了解施工企业的综合技术和管理水平，以便进行有重点的预控和管理力度。

1.3严格材料、设备质量控制

给排水施工所需材料、设备，在施工前由施工单位填写《工程材料使用报审表》，为保证材料、设备的质量以及各种性能指标符合技术标准要求，应安排采购部门统一进行采购和管理。应依据排水设计施工图规定的规格、型号等以及施工要求进行采购，所选购材料、设备必须具备合格证、质保书以及相关检测 报告 等相关认证资料，特殊材料需经相关质检部门检验合格后方可使用，所有运至施工现场的材料和设备，均必须做好防雨、防潮等保管防护工作。

2.施工阶段的管理工作

2.1做好组织、协调和管理工作

给排水工程在建筑整体工程中占有相对较小的比重，但其涉及面广，工序复杂，专业工种多，因而必须加强组织、协调和管理工作。应严格混凝土浇筑的审批程序，由专业工程师进行现场指导，做好土建和给排水安装作业的协调配合，重点强调预留、预埋孔洞的具体位置和实际尺寸，以避免后续施工由于土建预留预埋的失误而开凿墙板造成返工。施工单位应及时和设计单位进行沟通，以便及时攻克施工过程中的诸多技术和管理问题，应严格控制设计的变更，设计变更必须经过多方周密细致分析讨论后实施。另外，必须经过给排水专业工程师签名确认后，方可进行混凝土的浇筑。

2.2做好土建施工的预留、预埋工作

为防止后续施工进行楼板开凿而严重破坏建筑物结构，在进行土建施工时应将管道穿越楼板位置预留适当的孔洞，同时在管道穿越地下室外墙的具体位置，也必须预埋合适的套管，以避免外墙产生渗漏现象。因此，一定要严格和土建施工的密切配合，并确保管道穿越位置预留、预埋孔洞、支架以及钢构件等完全符合设计要求。应确保预埋在管道穿越楼板处套管的顶部比装饰地面高出20mm的距离，预埋在厨房、卫生间内的套管的顶部应比装饰地面高出50mm的距离，同时应使套管底部保持和楼板底面齐平，预埋在穿越墙壁位置的套管，保持其两端和饰面齐平，禁止随意开凿孔洞。依据设计施工图纸的基本要求，认真掌握管道配件的尺寸大小，在进行混凝土浇注前应制出预留套管的样图，作为指导预埋预留孔洞施工的参考依据。

2.3做好主体结构的装修施工

进行主体结构装修施工是给排水工程施工中的重要环节，管道穿越主体结构的伸缩缝、沉降缝等后浇带时必须安装补偿装置。安装立管之前，需要将该立管在各部位预留预埋孔洞打通，由上往下垂直吊线，并准确测出立管的垂直中心线作为安装立管的参照线。立管施工完毕后，应严格检查其是否合乎垂直度和墙之间的距离比例要求，是否合乎设计施工的具体要求，待确定一切达到标准后利用管卡将其固定，并按照设计施工规范要求将各位置孔洞修补平整。排水立管应依照设计规定，在其中心位置距地面大约为1.1m处设置检查口，同时应在排水立管底部按具体要求设置合适的支墩。套管和管道之间的缝隙采用阻燃细密材料进行填实至端面平滑为止，并确保管道接口不要设置在套管内。吊顶内以及墙体内的排水管在施工完毕后，均应通过严格的闭水试验进行检测;排水立管、干管等必须做严格的通球试验，确保符合要求时及时进行隐蔽工程手续验收工作。

2.4加强隐蔽工程的质量控制

给排水系统的管材、管件以及设备的质量必须符合设计施工规定的要求，应认真检查管道是否畅通后，再确定进行施工，施工完毕后再复检管道是否畅通;隐蔽工程的给水管道必须严格通水检测，安装完毕后的给水管道依据相关规定标准要求采取加压试验进行检测。隐蔽之前依照图纸要求检查各方面是否遗漏，安装位置、操作方法等方面是否满足设计的规范要求，经过水压、闭水和灌水试验，并通过验收合格方可进行工程的隐蔽工作。

3.施工后期的管理

严格施工后的质量把控验收工作，做好工程信息资料的收集整理工作，并依照专门的验收规范和标准进行工程的验收，尤其要加强隐蔽工程、被检验项目的质量验收工作，及时发现问题，找出原由并按合理的程序加以处理，亦或采取各种措施和方法进行调整和整改，将各种问题隐患消灭在萌芽状态，待各项整改措施验收合格后才能进入后续工序或分项施工。只有各项检测和验收符合规定的标准后，方可进行分部、分项工程的验收工作。在未进行工程竣工的验收移交前，要加强工程资料的收集和整理工作，以确保给排水工程的合理运行和管理。

4.结语

给排水工程必须严格依照国家技术标准的具体要求，确保完全符合相关的施工质量验收规范。为了满足于理想的施工管理水平，应严格组织设计施工管理，加强各工序和各环节的工序质量控制，重点突出施工管理中的难点进行改进和革新，并不断完善施工的质量管理措施，以确保给排水工程的整体施工质量。

【参考文献】

[1]熊湘捷.浅析给排水工程存在问题及控制措施[J].福建建材，2007，(06).

[2]刘洋，宋德全.浅谈建筑给排水施工中的安全和质量管理[J].中国新技术新产品，2009，(04).

[3]葛贤平.浅议建筑给排水施工质量的保证措施[J].中国新技术新产品，2009，(06).

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1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理3.1 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接，带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到，两端连接的是工频或变频的，主要起接通或断开与。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。图2 变频恒压供水系统的总体框图3.2 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。的转速为：其中： n0为同步转速；n为转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件4.1 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。图4 系统主电路图4.2 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的i0.0输入口相连接，当按下sb0时，i0.0为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，i0.1为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，i0.5为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，i0.6为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。i0.5和i0.6的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，i0.2为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。图5 plc外围接线图5 程序设计5.1 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，i0.1为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到i0.5。此时，q0.1为“0”， q0.2为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后q0.3为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到i0.6。此时，q0.4为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时q0.1为“1”，q0.2为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。5.2 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.

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