二次加压蓄水池防护系统设计与应用

摘要：当前国内外形势复杂，做好基础设施防护工作，防止人为破坏成为各行各业面临的一大难题，人员防护耗资大，见效慢，充分利用原有自动化生产设备创新立异就地取材进行基础设施防护工作，即有效达到了防护的目的又节约资金，立竿见影。本文就小型蓄水池防护工作中低成本、高成效的操作模式进行一定探讨。

关键词：蓄水池PLC恒压供水 防护

中图分类号：S611文献标识码： A

绪论：青岛市海润自来水集团有限公司始建于光绪25年（1899年），2002年12月更名为青岛市海润自来水集团有限公司，属国有大型企业。拥有黄河、大沽河、崂山水库三大水系为主，其它水源为辅的综合性供水体系。有供水管道1900公里,供水面积147平方公里。

加压站管理处成立于1990年3月，位于四方区重庆南路221号，由原第一送水厂与加压站合并而成。隶属于青岛市海润自来水集团有限公司，主要担负全青岛市自来水加压与配水等任务，是整个配水系统的心脏部分。

服务范围：北到娄山；南到佛涛山；东到浮山后小区；西到观象山；形成了纵横交错的供水网络，供水半径40余公里。

现有固定资产1.70亿元，其中大小加压站21座，设计供水能力100.12万立方米/日，共76台供水机组。配水池共12处25个，总容量148328立方米，共有35KV变电站2座、10KV变电站10座。最早的水池是观象山，始建于1901年9月（至今仍在使用）；最早的机室是阎家山机室，始建于1907年，现已弃用；最新的机室是庄子加压站、天水路加压站（2014年4月接收送水）。2007年1月接收了原李沧区自来水公司的西山二小区、京口路机室、合川路机室，现合川路机室已停用。

李沧区西山二小区原属青岛市李沧自来水公司供水区域，2007年1月1日开始被青岛市海润自来水集团有限公司接收，归加压站管理处管理，负责加压供水任务。西山二小区因为地势高、压力小等原因，设计供水方式时采用三个二级供水蓄水池用二次加压泵为居民供水，三个蓄水池分别位于玉清宫路34号、玉清宫路70号、玉清宫路82号，蓄水池位置分散且位于居民区内，根据目前国内外形势对供水安全保障的要求，加强对暴露在外的水源、蓄水池等供水设施的安全防护，防止意外或人为的水质破坏污染，蓄水池保卫工作迫在眉睫。但考虑到李沧西山二小区三个蓄水池总蓄水量仅为120m，增派人员防护耗资巨大，又不能忽略相应的安全保卫工作，故采用自动化措施进行保障。

一、系统结构

三个蓄水池每个水池为一个独立的恒压供水系统，每个恒压供水系统由一台变频器和一台水泵组成；系统以PLC（可编程序控制器）为控制核心，由PLC采集压力信号和输出控制变频泵的运行，控制系统构成图如下：

PLC 模拟量输出板

模拟量输入板

变频器

水泵

传感式压力表

继续采用恒压供水系统内的PLC作为控制核心，运用PLC基于开关量信号的故障诊断基本功能，PLC对开关量信号的识别是通过其开关量输入模块完成的。PLC控制机电设备时，设备中的开关量传感器与PLC的输入端子相连，每个输入端子在PLC的数据区中分配有一个“位”，每个“位”在内存中为一个地址。输入“位”的工作原理： IN代表开关量输入，COM为信号公共端。IN为ON时，光敏三级管饱和导通，否则截止。故PLC的内部电路可以“感知”开关信号的有无。读取PLC输入位的状态值可作为识别开关量故障信号的根据。诊断开关量故障的过程，实质就是将PLC正常的输入位状态值与相应的输入位的实际状态值相比较的过程。如果二者比较的结果是一致的，则表明机电设备处于正常工况；不一致则表明对应输入位的设备部位处于故障工况。在各水池盖处加一行程开关与PLC的输入端子相连，这样就为PLC提供了一个相应的开关量，行程开关安装在各水池水池盖处，当水池盖闭合时，行程开关闭和，PLC诊断线路正常（ON），无故障，线路正常供电；水池盖子打开时，行程开关断开（OFF），PLC诊断线路异常，有故障，停止为线路供电，控制系统构成图如下：

行程开关

二、PLC程序设计

PLC基本电路梯形图

X0Y0

说明：当开关量（行程开关）输入正常时X0为ON，线路畅通，为线路供电；当开关量（行程开关）输入异常时X0为OFF，线路断开，停止为线路供电。

三、施工要求

1，材料需求

（一）行程开关六个

（二）2.5MM护套线一盘

（三）15MM 镀锌铁管50M

2，安装要求

在蓄水池盖处安装行程开关，安装位置为：盖板盖上时行程开关闭和；盖板打开时，行程开关断开。行程开关引2.5MM护套线穿墙、埋地接入变频器控制箱内PLC输入端IN和公共端COM处 。

四、系统分析：

李沧区西山二小区三个蓄水池变频器及PLC等电气设备位于泵房内，有防盗门防护，蓄水池基建采用钢混结构，每个水池留有两个入口可进入，平时加盖上锁，故防护重点就集中在蓄水池盖处，蓄水池盖有被意外或人为破坏打开污染蓄水池水源的可能。此系统安装后，一旦蓄水池盖被打开，行程开关动作，PLC接到指令停止为变频器供电，水泵停止运转。我加压站管理处工作人员得知停水后，立即组织水质化验人员和相关工作人员赶赴现场，确认蓄水池盖在何种情况下被打开，水质化验人员取得蓄水池水样化验，如若水质异常，马上组织人员关闭水门，潜泵排水，清刷水池，重新蓄水；如若水质正常，盖上蓄水池盖，手动启动，恢复供水。

五、系统优点和创新点

此系统是经过对三个水池设备状况、地形状况进行综合考察后，通过反复试验摸索，利用了原李沧自来水公司安装的恒压供水系统内的PLC为主控制核心，采用创新思路，找准突破口，充分利用原有设备、设施，仅在原有基础上增加六个行程开关即达到了蓄水池防护保卫的任务，简单、实用、节省资金是本系统从设计到实施阶段最大的特点。并且摒弃了以往蓄水池防护工作采用人员现场看护等措施对人员、资源等各方面的损耗，从最大限度上节约了人力、物力、财力。并且该系统自安装调试以来，经过多次实践证明，安全可靠，从根本上杜绝了人为破坏污染水质对居民带来危害的可能，为青岛市李沧区西山二小区居民的安全用水做好了最有力的保障。

结论

此方案设计从技术层面杜绝了开盖破坏污染水质的可能，但通过分析我们可以发现，此方案仅能杜绝开盖破坏，若不法分子将水池防护盖部门破坏，但行程开关的位置恰好未受影响，此套防护系统将彻底失灵。为避免此种情况发生，可在行程开关处再串接个振动报警器的常开触点，当振动报警器得电时触点闭合，行程开关导通，可进行供水，当蓄水池防护盖早认为共计破坏，振动报警器报警动作，触点断开，行程开关断开，水泵停止运转，实现了保护蓄水池的效果。