CN104153424B - 一种基于模型的二次供水设备控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于模型的二次供水设备控制方法及其控制系统，包括依次电连接的供水管网出水口压力检测表、控制器、变频调速器和加压水泵，还包括用户用水口流量计，其输出端与所述控制器的输入端电连接，所述用户用水口流量计精确计算用户出水口的用水量，并将流量数据输入控制器，控制将流量数据和对应的时间建立供水模型，并根据所述模型中每个时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速。该系统通过对供水数据建模，实现二次供水设备控制过程中的高精确控制和更快的响应速度，节约水资源及电能，更好地避免了供水管网超压现象的发生，保障供水管网的安全，同时具有更好的用水端用户用水体验。

Description

一种基于模型的二次供水设备控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及二次供水设备，具体涉及一种基于模型的二次供水设备控制方法及其控制系统。

背景技术

通常人们所称的二次供水，是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式，因此，二次供水是目前高层供水的惟一选择方式。

二次供水设施主要为弥补市政供水管线压力不足，保证居住、生活在高层人群用水而设立的。相比原水供水，二次供水的安全性和可靠性一直都受到市民的广泛关注。传统的二次供水设备都采用单一系统进行供水，其控制系统如图1所示，供水管网出水口压力检测表采集供水管网出水口的压力，并发送至控制器，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，使供水系统自动恒压稳于设定的压力值：即供水管网出水口压力值小于设定的用户用水压力值时，控制器控制变频调速器提高频率，加快水泵转速，这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压，与用户设定的压力一致；当供水管网出水口压力值大于设定的用户用水压力值时，控制器控制变频调速器降低频率，减慢水泵转速减慢；当供水管网出水口压力值超过设定的用户用水压力值很高时，控制器停止变频调速器，从而停止水泵的运转，达到保护设备的目的。

然而，传统的二次供水设备存在如下缺点：

1、只有当压力发生波动后，控制器才能开始调节压力，而且需要压力传递到供水管网末端，控制的滞后现象严重，调节速度慢；

2、由于存在滞后现象，只有当供水管网的压力超过设定压力较长时间（与管网长度有关）后，控制器才开始调节加压水泵的转速，一方面，容易造成供水管网超压，损坏供水管网；另一方面，也造成了无谓的电能损失；

3、无法根据用户的需求量进行供水，容易爆管，造成水资源严重浪费。

发明内容

本发明旨在提供一种基于模型的二次供水设备控制方法及其控制系统，通过对供水数据建模，实现二次供水设备控制过程中的高精确控制和更快的响应速度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

    一种基于模型的二次供水设备控制方法，包括如下步骤：

第一步，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，实现供水；

第二步：通过用户用水口流量计测量用户用水管网出水口的流量参数，并将流量数据输入控制器；

第三步：控制器通过采集用户用水口流量计的数据后，将该数据和对应的时间建立供水模型，建模方式为：每10秒一次通过采集的该时间段的流量计的数据，以时间和流量为参数进行建模；

第四步：控制器根据上述模型中每个时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速，将该时间点对应的用户需要的供水量加压到供水管网出水口，实现流量的调节。

本发明还公开了一种应用上述控制方法的基于模型的二次供水设备控制系统，包括依次电连接的供水管网出水口压力检测表、控制器、变频调速器和加压水泵，还包括用户用水口流量计，所述用户用水口流量计的输出端与所述控制器的输入端电连接，所述用户用水口流量计精确计算用户出水口的用水量，并将流量数据输入控制器，控制将流量数据和对应的时间建立供水模型，并根据所述模型中每个时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速。

    采用本发明基于模型的二次供水设备控制方法及其控制系统，通过对供水数据建模，实现二次供水设备控制过程中的高精确控制和更快的响应速度，节约水资源及电能，更好地避免了供水管网超压现象的发生，保障供水管网的安全，同时具有更好的用水端用户用水体验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细阐述：

图1示出了传统二次供水设备控制系统的电路框图。

图2示出了本发明基于模型的二次供水设备控制系统的电路框图。

图3示出了流量与时间构成的供水模型的一种实施方式示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图2所示，一种基于模型的二次供水设备控制系统，包括依次电连接的供水管网出水口压力检测表、控制器、变频调速器和加压水泵，还包括用户用水口流量计，所述用户用水口流量计的输出端与所述控制器的输入端电连接，所述用户用水口流量计安装在供水管网出水口后面到用户用水口前面任何位置上，用于精确计算用户出水口的用水量，并将流量数据输入控制器，控制器根据所接收的流量数据，将该数据和相应的时间建立供水模型，如图3所示，根据该供水模型控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速，实现流量的调节。

采用建模技术，在二次供水设备供水过程中，每10秒一次通过采集的该时间段的流量计的数据，以时间和流量为参数进行建模，具体的，即控制器通过采集用户用水口流量计的数据后，将该数据和他对应的时间建立供水模型如图3，在每个时间点有对应的流量值，控制器根据该时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速，实现流量的调节。

    模型建立后，可以根据每天的变化修正供水模型，得出每天适用的供水模型，从而根据模型实现供水流量的精确快速调节。

    设备控制器可以是PLC，MCU或着其他实现以上所描述功能的控制器。

本发明还公开了一种基于模型的二次供水设备控制方法，包括如下步骤：

第一步，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，实现供水；

第二步：通过用户用水口流量计测量用户用水管网出水口的流量参数，并将流量数据输入控制器；

第三步：控制器通过采集用户用水口流量计的数据后，将该数据和对应的时间建立供水模型，建模方式为：每10秒一次通过采集的该时间段的流量计的数据，以时间和流量为参数进行建模；

第四步：控制器根据上述模型中每个时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速，将该时间点对应的用户需要的供水量加压到供水管网出水口，实现流量的调节。

Claims (2)

1.一种基于模型的二次供水设备控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，实现供水；

第二步：通过用户用水口流量计测量用户用水管网出水口的流量参数，并将流量数据输入控制器；

第三步：控制器通过采集用户用水口流量计的数据后，将该数据和对应的时间建立供水模型，建模方式为：每10秒一次通过采集的该时间段的流量计的数据，以时间和流量为参数进行建模；

    第四步：控制器根据上述模型中每个时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速，将该时间点对应的用户需要的供水量加压到供水管网出水口，实现流量的调节。

2.一种应用如权利要求1所述方法的基于模型的二次供水设备控制系统，包括依次电连接的供水管网出水口压力检测表、控制器、变频调速器和加压水泵，其特征在于：还包括用户用水口流量计，所述用户用水口流量计的输出端与所述控制器的输入端电连接，所述用户用水口流量计精确计算用户出水口的用水量，并将流量数据输入控制器，控制将流量数据和对应的时间建立供水模型，并根据所述模型中每个时间点的流量值，控制变频调速器的频率变化，进而控制加压水泵的转速。