CN109236368A - 一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法，在集水池设置多台水泵和1套液位计，根据实时液位判断需要开启水泵数量；所述水泵开启方式基于液位计采集参数和水泵历史开启情况，判断需要开启的水泵编号；所述水泵停运方式基于液位计周期性采集的液位数据，判断水泵是否需要停运。本发明基于雨水泵房水泵运行时间均衡，确保泵房各台水泵损耗程度接近，避免水泵损耗程度差异较大引发的安全隐患，为泵房管理部门稳定运营提供保障。本发明也适用于城市雨水泵站。

Description

一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法

技术领域

本发明涉隧道泵房水泵控制领域，具体地说是一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法。

背景技术

隧道属于地下空间交通设施，可以提高交通运载能力，有助于解决交通拥堵问题。在日常运营过程中，路面积水汇入以及墙体渗透涌水引起隧道内集水池积水。隧道排水泵房能及时排除隧道内积水，保障隧道通行安全。由于水泵运行受控制方式的制约，需要通过一种智能控制方式，有效地管理多台水泵合理运行，保证隧道排水安全高效。

目前大多数隧道泵房的运行依赖于人工或者功能单一的监控系统，且每次按相同秩序依次启动1台或几台水泵，造成编号越靠前的水泵越是频繁运行，而编号靠后的水泵几乎长期处于空置壮态，造成各台水泵损耗程度差异很大，频繁启动水泵提早进入大修，而空置水泵也经常需要维修，对泵房的运行带来了一定的安全隐患。为了避免水泵运行过于集中现象的发生，亟需一种均衡方式来控制水泵运行。通过均衡的控制方式，将运行需求均匀分配到各台水泵，一方面避免部分水泵频繁运行而加剧磨损，而部分水泵长期闲置等现象发生；另一方面通过合理安排水泵运行，也在一定程度上减小水泵发生故障的概率，为恶劣天气情况下的防汛排涝提供安全保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法，它能满足现在隧道泵房水泵精细化管理的需要，同时可以适应隧道内积水量的变化，达到提高水泵运行效率，为防汛排涝提供安全保障的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法，其特征在于在集水池安装多台水泵和液位计，设置不同的液位等级，实时采集数据；将水泵按一定的顺序排列进行编号，根据实时液位判断需要启动水泵数量；基于液位计采集参数和水泵历史开启情况，判断需要启动的水泵编号，记录此次启动水泵的编号，以便下次启动时从后面的编号开始启动水泵；基于液位计周期性采集的液位数据，判断低于停泵液位时，依次停止水泵。

进一步地，在集水池安装4台水泵和一套液位计，所述4台水泵分别编号为1号水泵、2号水泵、3号水泵和4号水泵，液位计的观测点从低到高分别为：停泵水位、1号水位、2号水位、3号水位和4号水位；该方法具体包括以下步骤：

A、检测水位，判断是否超过停泵水位，如否则停止所有水泵，如是则进入B；

B、检测水位，判断是否超过1号水位，如否则停止所有水泵；如是则进入C；

C、判断是否超过2号水位，如否则进入D，如是则进入E；

D、判断K+1是否大于4，如是则运行1号水泵，并使得K=1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如否则运行K+1台水泵，并使得K=K+1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；

E、判断是否超过3号水位，如否则进入F，如是则进入G；

F、判断K+1是否大于4，如K+1大于4，则运行1号水泵和2号水泵，并使得K=2，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+1不大于4，则判断K+2是否大于4，如K+2大于4，则运行4号水泵和1号水泵，并使得K=1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；K+2不大于4，运行K+1号水泵、K+2号水泵，并使得K=K+2,，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；

G、判断是否超过4号水位，如否则进入H，如是则进入I；

H、判断K+1是否大于4，如K+1大于4，则运行1号水泵、2号水泵、3号水泵，并使得K=3，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+1不大于4，则判断K+2是否大于4，如K+2大于4，则运行4号水泵、1号水泵和2号水泵，并使得K=2，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+2不大于4，则判断K+3是否大于4，如K+3大于4，则运行3号水泵、4号水泵和1号水泵，并使得K=1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+3不大于4，则运行2号水泵、3号水泵和4号水泵，并使得K=4，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；

I、4台水泵一起运行。

本智能控制方式具有明显的技术特点，其一，集水池中安装液位计和多台水泵，便于根据实时采集液位值自动判断水泵运行数量；其二，智能控制器根据液位值和水泵历史运行情况，判断启动水泵台数及编号，保证水泵启动均衡；其三，根据液位计实时采集数据，判断液位是否低于对应停泵液位，进而依次停运水泵，确保水泵均衡运行。

本发明基于雨水泵房水泵运行时间均衡，确保泵房各台水泵损耗程度接近，避免水泵损耗程度差异较大引发的安全隐患，为泵房管理部门稳定运营提供保障。本发明也适用于城市雨水泵站。

另外需要说明的是，就上述控制方式，经过模拟，当水泵运行次数足够多的时候，多台水泵启动次数趋于相同，各台水泵的相应运行时间也趋于相同，因此为便于统计，本发明以水泵启动次数统计来代替水泵运行时间统计是可行的。

附图说明

本发明的一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方式由以下的附图给出：

附图1为隧道泵房集水池示意图；

附图2为隧道泵房水泵控制系统构成示意图；

附图3为隧道泵房水泵控制流程示意图；

附图4为隧道泵房水泵控制方式模拟运行结果对比示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方式作进一步的详细描述。

将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅附图1至附图4，本实施例公开了一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方式，包括：

（1）隧道泵房水泵控制前端设置及系统构成

图1为隧道泵房内设置的集水池，安装4台水泵和1套液位计。集水池根据实际需求设置5处水位观测点。其中，停泵液位表示液位较低，不需要启动水泵排水，可通过自然渗漏排水；1#液位、2#液位、3#液位分别表示水位处于不同高度，分别需要启动1台、2台、3台水泵排水；报警液位表示水位较高，需要启动全部4台水泵排水，同时系统报警，控制室重点关注。

图2为隧道泵房内水泵控制的系统构成。前端水泵及液位计由现场PLC控制，通过工业交换机与中心工作站和服务器通信，实现水泵控制功能。

（2）隧道泵房水泵启动和停运控制方式

图3为隧道泵房内水泵控制流程。本控制方法设定一次排水过程以液位降到停泵液位结束，基于运行时间均衡，通过循序渐进检测，准确判断水泵的启动和停运。首先，液位计以实时监测液位值，通过实时液位与设定基准液位值比较，判断本次排水需要启动水泵台数；其次，基于水泵历史运行次数，循环启动水泵；然后，通过液位值检测比较，待液位值降到停泵液位以下时，依次停止水泵运行。

（3）隧道泵房水泵控制方式对比

图4为隧道泵房水泵控制方式模拟运行结果对比。以4台水泵启动运行10000次为例，程序模拟结果如图所示，其中横轴表示4台水泵编号，纵轴对应各台水泵运行次数。由图可知，传统控制方式即以顺序控制方式运行各台水泵，1#水泵每次都启动，而4#水泵启动次数最少；以均衡控制方式运行各台水泵，各台水泵运行次数趋近。因此，本专利所述基于运行时间均衡的水泵智能控制方式能够平衡各台水泵的运行时间，使各台水泵趋于相同的运行状况；而传统的顺序控制方式引起各台水泵之间运行时间极不均衡，部分水泵频繁运行而部分水泵被长期闲置，在一定程度上提高了水泵发生故障概率。上述说明本发明的原理及其功能，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述方案进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (2)

1.一种基于运行时间均衡的水泵智能控制方法，其特征在于在集水池安装多台水泵和液位计，设置不同的液位等级，实时采集数据；将水泵按一定的顺序排列进行编号，根据实时液位判断需要启动水泵数量；基于液位计采集参数和水泵历史开启情况，判断需要启动的水泵编号，记录此次启动水泵的编号，以便下次启动时从后面的编号开始启动水泵；基于液位计周期性采集的液位数据，判断低于停泵液位时，依次停止水泵。

2.如权利要求1所述的水泵智能控制方法，其特征在于， 在集水池安装4台水泵和一套液位计，所述4台水泵分别编号为1号水泵、2号水泵、3号水泵和4号水泵，液位计的观测点从低到高分别为：停泵水位、1号水位、2号水位、3号水位和4号水位；该方法具体包括以下步骤：

A、检测水位，判断是否超过停泵水位，如否则停止所有水泵，如是则进入B；

B、检测水位，判断是否超过1号水位，如否则停止所有水泵；如是则进入C；

C、判断是否超过2号水位，如否则进入D，如是则进入E；

D、判断K+1是否大于4，如是则运行1号水泵，并使得K=1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如否则运行K+1台水泵，并使得K=K+1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；

E、判断是否超过3号水位，如否则进入F，如是则进入G；

F、判断K+1是否大于4，如K+1大于4，则运行1号水泵和2号水泵，并使得K=2，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+1不大于4，则判断K+2是否大于4，如K+2大于4，则运行4号水泵和1号水泵，并使得K=1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；K+2不大于4，运行K+1号水泵、K+2号水泵，并使得K=K+2,，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；

G、判断是否超过4号水位，如否则进入H，如是则进入I；

H、判断K+1是否大于4，如K+1大于4，则运行1号水泵、2号水泵、3号水泵，并使得K=3，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+1不大于4，则判断K+2是否大于4，如K+2大于4，则运行4号水泵、1号水泵和2号水泵，并使得K=2，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+2不大于4，则判断K+3是否大于4，如K+3大于4，则运行3号水泵、4号水泵和1号水泵，并使得K=1，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；如K+3不大于4，则运行2号水泵、3号水泵和4号水泵，并使得K=4，直到水位降低到停泵水位以下，返回K值；

I、4台水泵一起运行。