CN107894784B - 一种动态水平衡控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种动态水平衡控制方法及装置，包括：根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。根据确定的临界水位值确定出水池当前的水位是否需要供水，而且根据不同的临界水位值确定的供水量也是不同的，使得水池水位过低时快速供水，水位正常时降低供水速度，水位过高时停止供水，从而能够精确控制水池的水位。
Description
技术领域
本申请涉及动态水平衡控制技术领域，尤其涉及一种动态水平衡控制方法及装置。
背景技术
在流程工业生产中,维持生产的平稳性是获取经济效益的基本要求,而维持生产的平稳性,首要的一点是要保持前后设备之间的物料量尽可能地缓慢变化或不变化。轧钢水控制系统中包括旋流井、污泥泵房和浊环供水，为了使得旋流井、污泥泵房和浊环供水中的水量稳定，满足生产的需求，旋流井、污泥泵房和浊环供水都配备有水池。由于水池中数位的大小直接影响旋流井、污泥泵房和浊环供水中水量的变化，因此需要各水池的水位进行控制，使得水池中的水位满足生产的需求。
现有技术中为了实现对旋流井、污泥泵房和浊环供水三者水池的水位进行控制，一般需要对其水位进行实时监控，如果水位达到生产的需求，则停止供水。当水位值偏低时，启动供水。因此为了维持生产的稳定性，需要不断的对水位进行调节。
上述方法虽然可以完成对水位的控制，但是会出现供水过多导致水位线偏高或者供水不及时导致水位线偏低的问题。使得水池中的水位前后变化较大，从而导致轧钢水控制系统工作不稳定，影响正常的轧钢生产。
发明内容
本申请提供了一种动态水平衡控制方法及装置，以解决传统的控制方法无法精确控制水池水位的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种动态水平衡控制方法，所述方法包括：根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。
可选地，所述根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值，包括：获取水池对应的轧钢设备需求的生产供水量；根据所述生产供水量将水池的水位划分为下极限水位、下限水位、上限水位和上极限水位；获取所述下极限水位、所述下限水位、所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值。
可选地，所述将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息，包括：如果水池当前的水位值低于所述下极限水位对应的水位值或水池当前的水位值处于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值之间，则水池需要供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则水池存水量满足生产需求；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则水池供水过多。
可选地，所述根据水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位，包括：如果水池当前的水位值低于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值，则控制水泵为第一转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第二转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第三转速，向水池供水。
可选地，如果水池当前的水位值高于所述上限水位对应的水位值，关闭水泵，停止供水。
一种动态水平衡控制装置，所述装置包括：水位划分模块，用于根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；供水信息获取模块，用于将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；供水控制模块，用于根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。
可选地，所述水位划分模块包括：第一获取单元，用于获取水池对应的轧钢设备需求的生产供水量；水位划分单元，用于根据所述生产供水量将水池的水位划分为下极限水位、下限水位、上限水位和上极限水位；第二获取单元，用于获取所述下极限水位、所述下限水位、所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值。
可选地，所述供水信息获取模块包括：水池水位获取单元，用于获取水池当前的水位值；供水信息获取单元，用于如果水池当前的水位值低于所述下极限水位对应的水位值或水池当前的水位值处于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值之间，则水池需要供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则水池存水量满足生产需求；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则水池供水过多。
可选地，所述供水控制模块，包括：供水信息确定单元，用于确定所述供水信息获取单元获取的供水信息；供水控制单元，用于如果水池当前的水位值低于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值，则控制水泵为第一转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第二转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第三转速，向水池供水。
可选地，还包括，供水关闭模块，用于如果水池当前的水位值高于所述上限水位对应的水位值，关闭水泵，停止供水。
由上述技术方案可见，本申请实施例提供的一种动态水平衡控制方法及装置，包括：根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。根据确定的临界水位值确定出水池当前的水位是否需要供水，而且根据不同的临界水位值确定的供水量也是不同的，使得水池水位过低时快速供水，水位正常时降低供水速度，水位过高时停止供水，从而能够精确控制水池的水位。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的动态水平衡控制方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本申请提供的一种水池供水装置的结构示意图；
图3为本申请提供的的动态水平衡控制装置的一个实施例的结构示意图；
图1-3中，符号表示为：
1-监控计算机,2-PLC控制系统,3-传动控制装置,4-水泵,5-液位检测装置。
具体实施方式
下面结合附图对本申请进行详细说明。
参见图1为本申请提供的动态水平衡控制方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
S101，根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值。获取水池对应的轧钢设备需求的生产供水量；根据所述生产供水量将水池的水位划分为下极限水位、下限水位、上限水位和上极限水位；获取所述下极限水位、所述下限水位、所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值。
如图2所示，本申请提供的一种水池供水装置的结构示意图。将图2中的水池水位分成四档：下极限水位、下限水位、上限水位、上极限水位。经与监控计算机1连接的PLC控制系统信号处理器处理后，其对应点A与下极限水位对应；B与下限水位对应；C与上限水位对应；D与上极限水位对应。
S102，将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息。
如果水池当前的水位值低于所述下极限水位对应的水位值或水池当前的水位值处于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值之间，则水池需要供水。如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则水池存水量满足生产需求；如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则水池供水过多。
具体获取水池供水需求信息是需要通过图2中与PLC控制系统2连接的液位检测装置实时获取水池的水位信息。假设当前水位达到了图2中的B点与C点之间，有S102中可知，此时水位位于下限水位和上限水位对应的水位值之间，此时水池存水量满足生产需求，正常供水即可。但是如果当数位超过C点未到达D点之前，此时水池内水量是过剩的，需要对对水池的供水及时控制。
S103，根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。
如果水池当前的水位值低于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值，则控制水泵为第一转速，向水池供水。如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第二转速，向水池供水。如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第三转速，向水池供水。如果水池当前的水位值高于所述上限水位对应的水位值，关闭水泵，停止供水。
如图2所示，整个控制过程中是PLC控制系统2通过传动控制装置3来控制水泵4的转速。为了满足不同的供水需求对应的水泵最佳转速，需要提前进行调试，分析变频调速水位控制的节能问题，以在不同转速下提供相同容积的水作为比较的基础。设：V为下限水位与上限水位之间水的容积，Q1为转速等于n1时的流量，t1为以流量Q1供满容积V的水所需的时间；Q2为转速等于n2时的流量，t2为以流量Q2供满容积V的水所需的时间。则：
V＝Q1t1＝Q2t2
当电动机在额定转速(n1＝nN)时，则供水流量为额定流量，即Q1＝QN。供满容积V的水所需的时间为t1＝1小时，消耗的电功率为额定功率P1N，供满容积V的水消耗的电能为：W1＝P1×1。当电动机的转速下降为n2＝0.8nN时，则供水流量为Q2＝0.8Q1,供满容积V的水所需的时间为t2＝1/0.8＝1.25小时,消耗电功率为P2＝(0.8)3P1N＝0.512P1N,供满容积V的水消耗的电能为：W2＝0.512PN×1.25＝0.64W1。
通过上述可以获得合理的第一转速、第二转速和第三转速。当水位在下极限水位与下限水位之间时，为第一转速，一般为水泵的第一档转速，因水位偏低，工作频率应预置为最高转速，通常为50Hz。当水位在下限水位与上限水位之间时，控制第二转速为水泵第三档转速，这时的水位属于正常水位，为了节能起见，工作频率可略低，如40Hz。当水位在上限水位与上极限水位之间时，控制第二转速为水泵的第七转速，因水位偏高，工作频率应再低一些，如30Hz～35Hz；当水位超过上极限水位水位时，变频器暂停输出，水泵暂停供水。
从上述实施例可以看出，本实施例提供的一种动态水平衡控制方法，包括：根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。根据确定的临界水位值确定出水池当前的水位是否需要供水，而且根据不同的临界水位值确定的供水量也是不同的，使得水池水位过低时快速供水，水位正常时降低供水速度，水位过高时停止供水，从而能够精确控制水池的水位。
与上述实施例提供的一种动态水平衡控制方法的实施例相对应，本申请实施例还提供了一种动态水平衡控制装置的实施例。如图3所示，所述装置包括：水位划分模块201、供水信息获取模块202和供水控制模块203。
划分模块201，用于根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；所述供水信息获取模块202，用于将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；所述供水控制模块203，用于根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。
所述水位划分模块201包括：第一获取单元、水位划分单元和第二获取单元。所述第一获取单元，用于获取水池对应的轧钢设备需求的生产供水量；所述水位划分单元，用于根据所述生产供水量将水池的水位划分为下极限水位、下限水位、上限水位和上极限水位；所述第二获取单元，用于获取所述下极限水位、所述下限水位、所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值。
所述供水信息获取模块202包括：水池水位获取单元和供水信息获取单元。所述水池水位获取单元，用于获取水池当前的水位值；所述供水信息获取单元，用于如果水池当前的水位值低于所述下极限水位对应的水位值或水池当前的水位值处于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值之间，则水池需要供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则水池存水量满足生产需求；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则水池供水过多。
所述供水控制模块203，包括：供水信息确定单元和供水控制单元。所述供水信息确定单元，用于确定所述供水信息获取单元获取的供水信息；所述供水控制单元，用于如果水池当前的水位值低于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值，则控制水泵为第一转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第二转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第三转速，向水池供水。
本实施例提供的动态水平衡控制装置还包括，供水关闭模块204(图中未示出)，用于如果水池当前的水位值高于所述上限水位对应的水位值，关闭水泵，停止供水。
从上述实施例可以看出，本实施例提供的一种动态水平衡控制装置，包括：水位划分模块201、供水信息获取模块202和供水控制模块203。所述划分模块201，用于根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；所述供水信息获取模块202，用于将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；所述供水控制模块203，用于根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。根据确定的临界水位值确定出水池当前的水位是否需要供水，而且根据不同的临界水位值确定的供水量也是不同的，使得水池水位过低时快速供水，水位正常时降低供水速度，水位过高时停止供水，从而能够精确控制水池的水位。
本实施例提供的一种具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的呼叫方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (8)
1.一种动态水平衡控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取水池对应的轧钢设备需求的生产供水量；
根据所述生产供水量将水池的水位划分为下极限水位、下限水位、上限水位和上极限水位；
获取所述下极限水位、所述下限水位、所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值；
将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；
根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。
2.根据权利要求1所述的动态水平衡控制方法，其特征在于，所述将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息，包括：
如果水池当前的水位值低于所述下极限水位对应的水位值或水池当前的水位值处于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值之间，则水池需要供水；
或者，
如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则水池存水量满足生产需求；
或者，
如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则水池供水过多。
3.根据权利要求2所述的动态水平衡控制方法，其特征在于，所述根据水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位，包括：
如果水池当前的水位值低于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值，则控制水泵为第一转速，向水池供水；
或者，
如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第二转速，向水池供水；
或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第三转速，向水池供水。
4.根据权利要求2-3任一项所述的动态水平衡控制方法，其特征在于，如果水池当前的水位值高于所述上极限水位对应的水位值，关闭水泵，停止供水。
5.一种动态水平衡控制装置，其特征在于，所述装置包括：
水位划分模块，用于根据水池对轧钢生产的供水量将水池的水位进行划分，确定不同的临界水位值；所述水位划分模块包括：
第一获取单元，用于获取水池对应的轧钢设备需求的生产供水量；
水位划分单元，用于根据所述生产供水量将水池的水位划分为下极限水位、下限水位、上限水位和上极限水位；
第二获取单元，用于获取所述下极限水位、所述下限水位、所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值；
供水信息获取模块，用于将水池当前的水位值与不同的临界水位值进行比较，获得水池供水需求信息；
供水控制模块，用于根据所述水池供水需求信息改变水泵的转速，控制水池的水位。
6.根据权利要求5所述的动态水平衡控制装置，其特征在于，所述供水信息获取模块包括：
水池水位获取单元，用于获取水池当前的水位值；
供水信息获取单元，用于如果水池当前的水位值低于所述下极限水位对应的水位值或水池当前的水位值处于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值之间，则水池需要供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则水池存水量满足生产需求；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则水池供水过多。
7.根据权利要求6所述的动态水平衡控制装置，其特征在于，所述供水控制模块，包括：
供水信息确定单元，用于确定所述供水信息获取单元获取的供水信息；
供水控制单元，用于如果水池当前的水位值低于所述下极限水位和所述下限水位对应的水位值，则控制水泵为第一转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述下限水位和所述上限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第二转速，向水池供水；或者，如果水池当前的水位值位于所述上限水位和所述上极限水位对应的水位值之间，则控制水泵位第三转速，向水池供水。
8.根据权利要求5-7任一项所述的动态水平衡控制装置，其特征在于，还包括，供水关闭模块，用于如果水池当前的水位值高于所述上极限水位对应的水位值，关闭水泵，停止供水。
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- 2017-11-13 CN CN201711117671.6A patent/CN107894784B/zh active Active
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