摘要：本文以高层楼宇供排水系统为对象，设计了一套基于西门子PLC的变频调速恒压供水系统和自动排水系统。规划了针对此类楼宇的供排水系统方案，定义核心元件为变频器和PLC，实现供水系统高效低耗、排水系统及时集中处理的运作方式，保证了楼宇供排水系统的可靠性和稳定性。

    0 引言
    随着社会经济的发展，城市中楼宇建设发展迅速，在倡导节水节能的背景下，对楼宇的供排水等基础设施建设提出了更高要求。目前运用最广泛的是传统的直接开放式供水，而继电器控制模式下的机械触点和控制线路长期处于恶劣的现场环境下，易出现设备老化损坏、系统故障率高等问题。传统污水排放系统采用直排方式，导致排水压力大时易出现污水倒流问题，对城市卫生造成影响。
    本文基于西门子PLC设计楼宇供排水系统，对变频电机采用PID控制和模糊PID自调节实现对水压的恒定控制。根据实时高层压力变送器的数据，使用PID调节变频电机转速，来保证楼宇自动供水系统的稳定性。采用PLC排水自动控制系统限制排污，使污水更加顺畅地排至市政污水管，保证市政排污的稳定性和可靠性。

    1 供排水系统方案
    1.1楼宇自动供排水系统方案
    楼宇自动供排水系统方案简图如图1所示，以一幢10层大楼的供排水系统为研究对象，市政供水管道埋设在地下1m，管道水压为0. 4MPa，采用水泵2次加压供水以满足高层用水需求。供水系统组成模块如图2所示，楼宇负一层设置供排水系统中心，由1个水罐、市政自来水供水主管、PLC自动恒压供水控制箱、水压检测仪、1台220V电动截止阀、2台15kW 380V变频电机、2台7级冷水泵和止回阀组成。室外排水系统组成模块如图3所示，由1个污水水槽、水位检测仪、2台220V电动截止阀、PLC自动排水控制箱和污水管水位红外监测仪组成。

    1.2工作原理
    在供水系统中，水罐上安装磁浮球水位监测仪，通过3个双簧管水位探头实现监测功能。水罐顶部接市政供水主管并配备电动截止阀，通过水位信号控制阀门通断控制水量；底部引至冷水泵进水端，电机驱动水泵将水扬至每个楼层。楼层中铺设管网，每户接有1根水管，第8层、第9层进水管中加装水压传感器监控水压。污水水槽设置4个水位检测仪，污水水槽至市政污水管上方安装有污水管水位红外监测仪，监测污水管中水位高度。
    供排水控制系统均通过供水中心室PLC自动供排水控制箱实时控制。控制系统由水压给定信号、水压压力传感器、变送单元和控制对象组成。水压压力传感器将所需控制对象的压力信号转化为电信号，与水压给定信号作差，得到偏差信号。偏差信号送人控制器，经过算法处理后送给执行器，由执行器来实现被控对象的水压调节。本设计中的水压传感器选用多晶硅压力传感器。

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