CN108842857A - 一种自学习智能调峰二次供水系统及其控制方法 - Google Patents

一种自学习智能调峰二次供水系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自学习智能调峰二次供水系统及其控制方法，该系统包括连接在市政输水管上两根或两根以上的区域配水管，在每根区域配水管上连接有两台或两台以上的二次供水设备，在每根区域配水管的入口处或/和最不利供水处安装有压力/流量传感器，所述的二次供水设备包括水箱以及变频智能控制柜，在水箱的两侧分别连接有进水管和出水管，在进水管上安装有水箱进水电动阀，在出水管上安装有加压泵组。本发明能够根据区域配水管入口处和最不利供水处的压力值以及水箱的出水流量来灵活切换市政供水模式或调峰供水模式，从而最优化地控制水箱进水量，最大限度地减少对市政管网的依赖，保证高峰用水时段的用水压力能够满足用户用水需求。

Description

一种自学习智能调峰二次供水系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种自学习智能调峰二次供水系统及其控制方法，属于智能供水控制技术领域。
背景技术
目前，在城镇楼宇供水系统中，广泛采用智能变频二次供水设备对高层楼宇进行供水，其中箱式叠压及箱式恒压设备也广泛应用。由于我国城镇的高速发展，但管网及供水能力有的地方不能同步跟上，而现有的变频智能供水设备控制系统及远程控制计算机系统又没有充分根据用户用水高峰时段及非高峰时段来利用储水调节功能，不能在用水高峰时段满足用户用水的前提下，最优化地控制水箱进水量，最大限度地减少对市政管网的依赖，造成高峰时段供水能力不能满足用户用水需求。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种自学习智能调峰二次供水系统及其控制方法，从而最优化地控制水箱进水量，最大限度地减少对市政管网的依赖。
本发明的技术方案：一种自学习智能调峰二次供水系统，包括连接在市政输水管上两根或两根以上的区域配水管，在每根区域配水管上连接有两台或两台以上的二次供水设备，在每根区域配水管的入口处或/和最不利供水处安装有压力/流量传感器，所述的二次供水设备包括水箱以及变频智能控制柜，在水箱的两侧分别连接有进水管和出水管，在进水管上安装有水箱进水电动阀，在出水管上安装有加压泵组，在加压泵组的出口安装有出水流量计，在水箱的进水管和出水管之间连接有调节水管，在调节水管上安装有电动切换阀，在水箱内设置有水箱水位传感器，所述的出水流量计、电动切换阀、水箱水位传感器、加压泵组以及水箱进水电动阀均与变频智能控制柜电性连接。
进一步，所述的压力/流量传感器和变频智能控制柜上均连接有无线信号远传模块，压力/流量传感器和变频智能控制柜通过无线信号远传模块与计算机管理服务平台无线连接。
进一步，所述的变频智能控制柜内设置有数据转换模块、控制器及存储器。
同时，本法明还一种用于上述自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，当自学习智能调峰二次供水系统工作时，二次供水设备的控制器按一定时段为一个学习周期，并按该周期循环，在该学习周期中控制器实时采集出水流量计所测出的供水流量值并存入二次供水设备的存储器中，形成一天24小时的流量时间曲线表，并将该流量时间曲线表按早、中、晚分为三个时段，并从曲线表中取出一天中各时段的最大流量值，将各时段求出的最大流量值乘以一个不大于1的系数，得出一天中各时段的供水高峰时段流量区间值，其高限为该时段流量的最大值，低限为最大流量值乘不大于1的系数的结果为该时段进入高峰期的判断值，控制器并对一天中各时段供水流量值处于高峰流量区间值的时间进行累计，形成供水高峰时段时间值，将各时段的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值按当日日历及相应时段分别存入存储器相应的存储单元中，这样当控制器运行一个周期后，将得到整个周期中每天各时段的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值，这样控制器便可在下一周期调出对应当天的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值，并对实时供水流量值进行判断，如流量值大于供水高峰时段流量区间值的低限值时，系统进入调峰供水模式，可执行如下流程：关闭水箱进水电动阀以及电动切换阀，加压泵组通过水箱供水，通过水箱水位传感器实时检测水箱水位，并计算水箱水位下降速率，通过该水位的下降速率计算出目前水箱水位值在目前供水流量值下能维持的供水时间，并记录调峰供水运行时间，如果所计算的可维持供水时间小于对应日期的供水高峰时段时间值减去调峰供水已运行时间值，则通过控制器控制水箱进水电动阀，使水箱进水电动阀增加一个单位开度值，如果所计算的可维持供水时间大于对应日期的供水高峰时段时间值减去调峰供水已运行时间值，则通过控制器控制水箱进水电动阀减少一个单位开度值，重复上述过程，直至调峰运行时间到达对应的日期的供水高峰时段时间值，此时退出调峰供水模式，系统转入市政供水模式。
上述方法中，求取供水高峰时段流量区间值时也可以不依靠出水流量计所提供的流量参数，而是通过控制器实时记录并存储二次供水设备的加压泵组运行的频率值，由于加压泵组的流量值与加压泵组的运行频率值成正比，故可用加压泵组的运行频率参数间接求取供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值。。
上述方法中，当二次供水设备的控制器运行一个周期后，将得到整个周期中每天的各时段供水高峰时段流量区间值及高峰供水时段时间值，此时控制器再对整个周期供水高峰区间流量值及供水高峰时段时间值作单调递增计算或递减计算，修正由于季节变化对供水需求产生的变化；如供水高峰时段流量区间值及供水高峰期时段时间值在周期内存在单调增减情况，将增减值与每天的高峰供水时段流量区间值及供水高峰期时段时间值作相应增减，生成下一个周期的高峰供水时段流量区间值及供水高峰期时段时间值。
上述方法中，所述压力/流量传感器安装在每根区域配水管的入口处或最不利供水处，压力/流量传感器通过无线信号远传模块将各区域的压力信号上传给计算机管理服务平台，计算机管理服务平台对各区域所测的压力值进行判断，如某区域配水管的入口处压力值或最不利供水点压力值低于设定压力值时，计算机管理服务平台通过无线互联网向该区域所有二次供水设备的控制器发送调峰供水指令，二次供水设备的控制器强制进入调峰供水模式。
上述方法中，如果区域配水管的入口处或最不利供水处的压力值仍不能达到要求，则计算机管理服务平台通过无线互联网向该区域配水管的二次供水设备发送深度调峰供水指令，二次供水设备中的控制器进入深度调峰控制程序，此时不按控制器自学习生成的供水高峰期时段时间值及水箱水位的下降速率进行水箱进水电动阀开度控制，而是设定一个水箱供水最小维持时间，控制器通过实时检测水箱的水位及水箱的水位下降速率，并计算出水箱的水位在此供水情况的维持供水时间，此值如大于设定的供水最小维持时间，则关闭电动阀，直到计算出水箱的水位维持供水时间等于设置的最小维持时间，再对电动阀进行开度控制，使水箱的供水维持时间不小于设定的最小维持时间。
由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明能够根据区域配水管入口处和最不利供水处的压力值以及水箱的出水流量来灵活切换市政供水模式或调峰供水模式，从而最优化地控制水箱进水量，最大限度地减少对市政管网的依赖，保证高峰用水时段的用水压力能够满足用户用水需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是二次供水设备的结构示意图
附图标记说明：1-区域配水管，2-压力/流量传感器，3-无线信号远传模块，4-二次供水设备，5-计算机管理服务平台，6-电动切换阀，7-水箱水位传感器，8-加压泵组，9-变频智能控制柜，10-水箱进水电动阀，11-水箱，，12-出水流量计，I-供水管，O-出水管，D-调节水管。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：如图1及图2所示，本发明的一种自学习智能调峰二次供水系统，包括连接在市政输水管上两根区域配水管1，在每根区域配水管1上连接有两台二次供水设备4，在每根区域配水管1的入口处或/和最不利供水处安装有压力/流量传感器2，所述的二次供水设备4包括水箱11以及变频智能控制柜9，在水箱11的两侧分别连接有进水管I和出水管O，在进水管I上安装有水箱进水电动阀10，在出水管O上安装有加压泵组8，在加压泵组8的出口安装有出水流量计12，在水箱11的进水管I和出水管O之间连接有调节水管D，在调节水管D上安装有电动切换阀6，在水箱内设置有水箱水位传感器7，所述的出水流量计12、电动切换阀6、水箱水位传感器7、加压泵组8以及水箱进水电动阀10均与变频智能控制柜9电性连接。所述的压力/流量传感器2和变频智能控制柜9上均连接有无线信号远传模块3，压力/流量传感器2和变频智能控制柜9通过无线信号远传模块3与计算机管理服务平台5无线连接。所述的变频智能控制柜9内设置有数据转换模块、控制器及存储器。
同时，本法明还一种用于上述自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，当自学习智能调峰二次供水系统工作时，二次供水设备4的控制器按一定时段为一个学习周期，并按该周期循环，在该学习周期中控制器实时采集出水流量计12所测出的供水流量值并存入二次供水设备4的存储器中，形成一天24小时的流量时间曲线表，并将该流量时间曲线表按早、中、晚分为三个时段，并从曲线表中取出一天中各时段的最大流量值，将各时段求出的最大流量值乘以一个不大于1的系数，得出一天中各时段的供水高峰时段流量区间值，其高限为该时段流量的最大值，低限为最大流量值乘不大于1的系数的结果为该时段进入高峰期的判断值，控制器并对一天中各时段供水流量值处于高峰流量区间值的时间进行累计，形成供水高峰时段时间值，将各时段的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值按当日日历及相应时段分别存入存储器相应的存储单元中，这样当控制器运行一个周期后，将得到整个周期中每天各时段的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值，这样控制器便可在下一周期调出对应当天的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值，并对实时供水流量值进行判断，如流量值大于供水高峰时段流量区间值的低限值时，系统进入调峰供水模式，可执行如下流程：关闭水箱进水电动阀10以及电动切换阀6，加压泵组8通过水箱11供水，通过水箱水位传感器7实时检测水箱11水位，并计算水箱11水位下降速率，通过该水位的下降速率计算出目前水箱11水位值在目前供水流量值下能维持的供水时间，并记录调峰供水运行时间，如果所计算的可维持供水时间小于对应日期的供水高峰时段时间值减去调峰供水已运行时间值，则通过控制器控制水箱进水电动阀10，使水箱进水电动阀10增加一个单位开度值，如果所计算的可维持供水时间大于对应日期的供水高峰时段时间值减去调峰供水已运行时间值，则通过控制器控制水箱进水电动阀10减少一个单位开度值，重复上述过程，直至调峰运行时间到达对应的日期的供水高峰时段时间值，此时退出调峰供水模式，系统转入市政供水模式。
上述方法中，求取供水高峰时段流量区间值时也可以不依靠出水流量计12所提供的流量参数，而是通过控制器实时记录并存储二次供水设备4的加压泵组8运行的频率值，由于加压泵组8的流量值与加压泵组8的运行频率值成正比，故可用加压泵组8的运行频率参数间接求取供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值。。
上述方法中，当二次供水设备4的控制器运行一个周期后，将得到整个周期中每天的各时段供水高峰时段流量区间值及高峰供水时段时间值，此时控制器再对整个周期供水高峰区间流量值及供水高峰时段时间值作单调递增计算或递减计算，修正由于季节变化对供水需求产生的变化；如供水高峰时段流量区间值及供水高峰期时段时间值在周期内存在单调增减情况，将增减值与每天的高峰供水时段流量区间值及供水高峰期时段时间值作相应增减，生成下一个周期的高峰供水时段流量区间值及供水高峰期时段时间值。
上述方法中，所述压力/流量传感器2安装在每根区域配水管1的入口处或最不利供水处，压力/流量传感器2通过无线信号远传模块3将各区域的压力信号上传给计算机管理服务平台5，计算机管理服务平台5对各区域所测的压力值进行判断，如某区域配水管1的入口处压力值或最不利供水点压力值低于设定压力值时，计算机管理服务平台5通过无线互联网向该区域所有二次供水设备4的控制器发送调峰供水指令，二次供水设备4的控制器强制进入调峰供水模式。
上述方法中，如果区域配水管1的入口处或最不利供水处的压力值仍不能达到要求，则计算机管理服务平台5通过无线互联网向该区域配水管1的二次供水设备4发送深度调峰供水指令，二次供水设备4中的控制器进入深度调峰控制程序，此时不按控制器自学习生成的供水高峰期时段时间值及水箱11水位的下降速率进行水箱进水电动阀10开度控制，而是设定一个水箱11供水最小维持时间，控制器通过实时检测水箱11的水位及水箱11的水位下降速率，并计算出水箱11的水位在此供水情况的维持供水时间，此值如大于设定的供水最小维持时间，则关闭电动阀10，直到计算出水箱11的水位维持供水时间等于设置的最小维持时间，再对电动阀10进行开度控制，使水箱11的供水维持时间不小于设定的最小维持时间。
综上所述，本发明能够根据区域配水管1入口处或最不利供水处的压力值以及水箱的出水流量来灵活切换市政供水模式或调峰供水模式，从而最优化地控制水箱进水量，最大限度地减少对市政管网的依赖，保证高峰用水时段的用水压力能够满足用户用水需求。

Claims (8)

1.一种自学习智能调峰二次供水系统，包括连接在市政输水管上两根或两根以上的区域配水管(1)，其特征在于：在每根区域配水管(1)上连接有两台或两台以上的二次供水设备(4)，在每根区域配水管(1)的入口处或/和最不利供水处安装有压力/流量传感器(2)，所述的二次供水设备(4)包括水箱(11)以及变频智能控制柜(9)，在水箱(11)的两侧分别连接有进水管(I)和出水管(O)，在进水管(I)上安装有水箱进水电动阀(10)，在出水管(O)上安装有加压泵组(8)，在加压泵组(8)的出口安装有出水流量计(12)，在水箱(11)的进水管(I)和出水管(O)之间连接有调节水管(D)，在调节水管(D)上安装有电动切换阀(6)，在水箱内设置有水箱水位传感器(7)，所述的出水流量计(12)、电动切换阀(6)、水箱水位传感器(7)、加压泵组(8)以及水箱进水电动阀(10)均与变频智能控制柜(9)电性连接。
2.根据权利要求1所述的自学习智能调峰二次供水系统，其特征在于：所述的压力/流量传感器(2)和变频智能控制柜(9)上均连接有无线信号远传模块(3)，压力/流量传感器(2)和变频智能控制柜(9)通过无线信号远传模块(3)与计算机管理服务平台(5)无线连接。
3.根据权利要求1所述的自学习智能调峰二次供水系统，其特征在于：所述的变频智能控制柜(9)内设置有数据转换模块、控制器及存储器。
4.一种用于权利要求1～3任意一项所述的自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，其特征在于：当自学习智能调峰二次供水系统工作时，二次供水设备(4)的控制器按一定时段为一个学习周期，并按该周期循环，在该学习周期中控制器实时采集出水流量计(12)所测出的供水流量值并存入二次供水设备(4)的存储器中，形成一天24小时的流量时间曲线表，并将该流量时间曲线表按早、中、晚分为三个时段，并从曲线表中取出一天中各时段的最大流量值，将各时段求出的最大流量值乘以一个不大于1的系数，得出一天中各时段的供水高峰时段流量区间值，其高限为该时段流量的最大值，低限为最大流量值乘不大于1的系数的结果为该时段进入高峰期的判断值，控制器并对一天中各时段供水流量值处于高峰流量区间值的时间进行累计，形成供水高峰时段时间值，将各时段的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值按当日日历及相应时段分别存入存储器相应的存储单元中，这样当控制器运行一个周期后，将得到整个周期中每天各时段的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值，这样控制器便可在下一周期调出对应当天的供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值，并对实时供水流量值进行判断，如流量值大于供水高峰时段流量区间值的低限值时，系统进入调峰供水模式，可执行如下流程：关闭水箱进水电动阀(10)以及电动切换阀(6)，加压泵组(8)通过水箱(11)供水，通过水箱水位传感器(7)实时检测水箱(11)水位，并计算水箱(11)水位下降速率，通过该水位的下降速率计算出目前水箱(11)水位值在目前供水流量值下能维持的供水时间，并记录调峰供水运行时间，如果所计算的可维持供水时间小于对应日期的供水高峰时段时间值减去调峰供水已运行时间值，则通过控制器控制水箱进水电动阀(10)，使水箱进水电动阀(10)增加一个单位开度值，如果所计算的可维持供水时间大于对应日期的供水高峰时段时间值减去调峰供水已运行时间值，则通过控制器控制水箱进水电动阀(10)减少一个单位开度值，重复上述过程，直至调峰运行时间到达对应的日期的供水高峰时段时间值，此时退出调峰供水模式，系统转入市政供水模式。
5.根据权利要求4所述的自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，其特征在于：求取供水高峰时段流量区间值时也可以不依靠出水流量计(12)所提供的流量参数，而是通过控制器实时记录并存储二次供水设备(4)的加压泵组(8)运行的频率值，由于加压泵组(8)的流量值与加压泵组(8)的运行频率值成正比，故可用加压泵组(8)的运行频率参数间接求取供水高峰时段流量区间值及供水高峰时段时间值。
6.根据权利要求4所述的自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，其特征在于：当二次供水设备(4)的控制器运行一个周期后，将得到整个周期中每天的各时段供水高峰时段流量区间值及高峰供水时段时间值，此时控制器再对整个周期供水高峰区间流量值及供水高峰时段时间值作单调递增计算或递减计算，修正由于季节变化对供水需求产生的变化；如供水高峰时段流量区间值及供水高峰期时段时间值在周期内存在单调增减情况，将增减值与每天的高峰供水时段流量区间值及供水高峰期时段时间值作相应增减，生成下一个周期的高峰供水时段流量区间值及供水高峰期时段时间值。
7.根据权利要求4所述的自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，其特征在于：所述压力/流量传感器(2)安装在每根区域配水管(1)的入口处或最不利供水处，压力/流量传感器(2)通过无线信号远传模块(3)将各区域的压力信号上传给计算机管理服务平台(5)，计算机管理服务平台(5)对各区域所测的压力值进行判断，如某区域配水管(1)的入口处压力值或最不利供水点压力值低于设定压力值时，计算机管理服务平台(5)通过无线互联网向该区域所有二次供水设备(4)的控制器发送调峰供水指令，二次供水设备(4)的控制器强制进入调峰供水模式。
8.根据权利要求7所述的自学习智能调峰二次供水系统的控制方法，其特征在于：如果区域配水管(1)的入口处或最不利供水处的压力值仍不能达到要求，则计算机管理服务平台(5)通过无线互联网向该区域配水管(1)的二次供水设备(4)发送深度调峰供水指令，二次供水设备(4)中的控制器进入深度调峰控制程序，此时不按控制器自学习生成的供水高峰期时段时间值及水箱(11)水位的下降速率进行水箱进水电动阀(10)开度控制，而是设定一个水箱(11)供水最小维持时间，控制器通过实时检测水箱(11)的水位及水箱(11)的水位下降速率，并计算出水箱(11)的水位在此供水情况的维持供水时间，此值如大于设定的供水最小维持时间，则关闭电动阀(10)，直到计算出水箱(11)的水位维持供水时间等于设置的最小维持时间，再对电动阀(10)进行开度控制，使水箱(11)的供水维持时间不小于设定的最小维持时间。
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