雙恒壓支管增壓器及控制方法技術

一種雙恒壓支管增壓器，包括連接在市政供水主管網上的多條供水支管，其改進在于：采用內置式安裝方式在每條供水支管內設置一臺水泵，每臺水泵都單獨配置有一控制單元，從而使每條供水支管具備對水壓調節的能力，再配合本發明專利技術的控制方法，最終實現供水支管末端出水壓力保持恒定；本發明專利技術的有益技術效果是：雙恒壓支管增壓器可根據水壓變化對水泵的運行狀態進行動態、實時控制，使供水支管的出水壓力保持相對恒定，使市民享受到優質的供水服務。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種恒壓供水技術，尤其涉及一種。
技術介紹
城市供水系統一般由市政供水主管網和連接在市政供水主管網上的供水支管組成，供水支管將市政供水主管網送來的水輸送至各個用水點，市政供水主管網的水壓對用水點的出水壓力有重要影響；隨著城區規模的不斷擴展，市政供水主管網的供水水壓存在波動，其具體表現有: 1、在用水高峰時，市政供水主管網未端在用水高峰時，會出現水壓嚴重不足的問題。2、由于地理環境的限制，市政供水主管網在地理位置相對較高的地方存在水壓嚴重不足的問題。3、對市政供水主管網進行加壓的設備只能從源頭上對主管網進行加壓，這種對進行加壓的方式難以有效控制市政供水主管網未端和供水支管的水壓。4、由于市政供水主管網固有的管損，也會造成水壓不足。5、現有 的增壓設備會對市政供水主管網的正常供水造成影響，甚至在市政供水主管網上造成負壓。
技術實現思路
針對
技術介紹
中的問題，本專利技術提出了一種雙恒壓支管增壓器，包括連接在市政供水主管網上的多條供水支管，其改進在于:采用內置式安裝方式在每條供水支管內設置一臺水泵，每臺水泵都單獨配置有一控制單元，所述控制單元由進水壓力傳感器、出水壓力傳感器、變頻器、PLC控制模塊、人機對話裝置和GPRSDTU模塊組成； 水泵與變頻器連接；變頻器、進水壓力傳感器、出水壓力傳感器、人機對話裝置和GPRSDTU (物聯網無線數據終端)模塊五者都與PLC控制模塊連接， 其中，進水壓力傳感器設置于對應供水支管的進水端，對供水支管的進水壓力進行監測；出水壓力傳感器設置于對應供水支管的出水端，對供水支管的出水壓力進行監測； PLC控制模塊根據進水壓力傳感器和出水壓力傳感器采集到的壓力數據，對變頻器的運行參數進行調整； 變頻器根據PLC控制模塊的指令對水泵的運行狀態進行調整； 人機對話裝置用于操作人員與PLC控制模塊的人機對話；具體應用時，操作人員可通過操作人機對話裝置對PLC控制模塊的運行參數、控制策略進行修改、調整； GPRSDTU模塊用于操作人員對PLC控制模塊運行狀態的遠程監控。本專利技術還提出了一種與前述雙恒壓支管增壓器配合使用的控制方法，其具體方案為:PLC控制模塊內預存有進水目標壓力、出水目標壓力；根據如下方法對雙恒壓支管增壓器進行控制: 1)PLC控制模塊控制水泵低速運轉待命；進入步驟2)； 2)進水壓力傳感器和出水壓力傳感器對對應位置處的水壓進行實時監測，并將監測到的水壓數據發送至PLC控制模塊；進入步驟3)；3)PLC控制模塊將出水壓力與出水目標壓力進行比較:若出水壓力低于出水目標壓力時，控制水泵停機；否則進入步驟4)； 4)PLC控制模塊將進水壓力與進水目標壓力進行比較:若進水壓力低于進水目標壓力時，達到設定的延遲時間后，控制水泵停機；否則進入步驟5)； 5)水泵投入正常運行，PLC控制模塊定期對一定時間段內出水壓力的變化值進行計算，同時將出水壓力和出水目標壓力進行實時比較，當符合下述某一控制策略中設定的條件時，采用相應的控制策略對水泵進行控制: 控制策略A:若某一采樣周期內，出水壓力的變化值為正值，且當前出水壓力大于出水目標壓力，則降低水泵轉速； 控制策略B:若某一采樣周期內，出水壓力的變化值為負值，且當前出水壓力大于出水目標壓力，則提高水泵轉·速； 控制策略C:若水泵轉速達到轉速控制下限后，一定時間段內出水壓力的變化值仍為正值或無變化，則控制水泵停機； 控制策略D:若水泵轉速達到轉速控制上限后，一定時間段內出水壓力的變化值仍為負值，則返回步驟2); 正常情況下，PLC控制模塊對水泵的控制在A、B、C三種控制策略間互相切換。進一步地，PLC控制模塊處于控制策略A或控制策略B時，PLC控制模塊采用PID算法計算獲得輸出至變頻器的控制信號，變頻器根據控制信號對水泵的轉速進行調節，以使供水支管的出水壓力保持平穩。本專利技術的有益技術效果是:雙恒壓支管增壓器可根據水壓變化對水泵的運行狀態進行動態、實時控制，使供水支管的出水壓力保持相對恒定，使市民享受到優質的供水服務。附圖說明圖1、本專利技術的系統結構示意圖。具體實施例方式一種雙恒壓支管增壓器，包括連接在市政供水主管網上的多條供水支管(如圖中標記D所示)，采用內置式安裝方式在每條供水支管內設置一臺水泵1，每臺水泵I都單獨配置有一控制單元，所述控制單元由進水壓力傳感器2、出水壓力傳感器3、變頻器4、PLC控制模塊5、人機對話裝置6和GPRSDTU模塊7組成； 水泵I與變頻器4連接；變頻器4、進水壓力傳感器2、出水壓力傳感器3、人機對話裝置6和GPRSDTU模塊7五者都與PLC控制模塊5連接， 其中，進水壓力傳感器2設置于對應供水支管的進水端，對供水支管的進水壓力進行監測；出水壓力傳感器3設置于對應供水支管的出水端，對供水支管的出水壓力進行監測；PLC控制模塊5根據進水壓力傳感器2和出水壓力傳感器3采集到的壓力數據，對變頻器4的運行參數進行調整； 變頻器4根據PLC控制模塊5的指令對水泵I的運行狀態進行調整； 人機對話裝置6用于操作人員與PLC控制模塊5的人機對話；GPRSDTU模塊7用于操作人員對對PLC控制模塊5運行狀態的遠程監控。前述雙恒壓支管增壓器的控制方法為:PLC控制模塊5內預存有進水目標壓力、出水目標壓力；根據如下方法對雙恒壓支管增壓器進行控制: 1)PLC控制模塊5控制水泵I低速運轉待命；進入步驟2)； 2)進水壓力傳感器2和出水壓力傳感器3對對應位置處的水壓進行實時監測，并將監測到的水壓數據發送至PLC控制模塊5 ;進入步驟3)； 3)PLC控制模塊5將出水壓力與出水目標壓力進行比較:若出水壓力低于出水目標壓力時，此種情況一般出現在供水支管存在破損、泄露或爆管的時候，應控制水泵I馬上停機，待檢修人員對現場進行勘測后再作處理；否則進入步驟4)； 4)PLC控制模塊5將進水壓力與進水目標壓力進行比較:若進水壓力低于進水目標壓力時，此種情況一般出 現在市政供水主管網供水不足的時候，這種情況有可能是短時現象，也有可能是因水源缺水造成的長時現象，因此可設定一延遲時間，若達到設定的延遲時間后進水壓力恢復正常(可判定為短時現象)，則PLC控制模塊5繼續進行后續控制，若達到設定的延遲時間后進水壓力仍未恢復至進水目標壓力(可判定為長時現象，應考慮是水源缺水)，為避免進一步增加市政供水主管網負擔，應控制水泵I停機；當不滿足前述條件時，進入步驟5)； 5)水泵I投入正常運行，PLC控制模塊5定期對一定時間段內出水壓力的變化值進行計算，同時將出水壓力和出水目標壓力進行實時比較，當符合下述某一控制策略中設定的條件時，采用相應的控制策略對水泵I進行控制: 控制策略A:若某一采樣周期內，出水壓力的變化值為正值，且當前出水壓力大于出水目標壓力(正常情況下，此種情況一般為因用水量下降而導致的出水壓力回升)，則降低水泵I轉速，以避免用水點水壓出現高壓； 控制策略B:若某一采樣周期內，出水壓力的變化值為負值，且當前出水壓力大于出水目標壓力(正常情況下，此種情況一般為因用水量增大而導致的出水壓力下降)，則應提高水泵I轉速，以彌補因用水量增大而導致的水壓下降； 控制策略C:若水泵I轉速達到轉速控制下限后，一定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙恒壓支管增壓器，包括連接在市政供水主管網上的多條供水支管，其特征在于：采用內置式安裝方式在每條供水支管內設置一臺水泵（1），每臺水泵（1）都單獨配置有一控制單元，所述控制單元由進水壓力傳感器（2）、出水壓力傳感器（3）、變頻器（4）、PLC控制模塊（5）、人機對話裝置（6）和GPRSDTU模塊（7）組成；水泵（1）與變頻器（4）連接；變頻器（4）、進水壓力傳感器（2）、出水壓力傳感器（3）、人機對話裝置（6）和GPRSDTU模塊（7）五者都與PLC控制模塊（5）連接，其中，進水壓力傳感器（2）設置于對應供水支管的進水端，對供水支管的進水壓力進行監測；出水壓力傳感器（3）設置于對應供水支管的出水端，對供水支管的出水壓力進行監測；PLC控制模塊（5）根據進水壓力傳感器（2）和出水壓力傳感器（3）采集到的壓力數據，對變頻器（4）的運行參數進行調整；變頻器（4）根據PLC控制模塊（5）的指令對水泵（1）的運行狀態進行調整；人機對話裝置（6）用于操作人員與PLC控制模塊（5）的人機對話；GPRSDTU模塊（7）用于操作人員對PLC控制模塊（5）的運行狀態進行遠程監控。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳沛中，李玲，熊代鵬，
申請(專利權)人：重慶成峰二次供水設備有限責任公司，
類型：發明
國別省市：