CN110332141A - 一种泵站优化运行控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种泵站优化运行控制系统，属水泵控制技术领域。它由控制箱、水泵叶片调节器等构成，控制箱的PLC通过开关SA1控制开环模式或闭环模式转换；PLC角度调节输出端YO与运行指示中间继电器KAO连接、Y1与调角变大中间继电器KA1连接、Y2与调角变小中间继电器KA2连接；PLC通过RS485通信接口接有自主编程软件、通过电源接口与DC24V开关电源连接，上游液位和下游液位变送器通过PLC控制调节水泵叶片角度在‑6°～+4°范围变化。适用闭环紧急抢排和开环腾湖蓄水两种模式，根据控制水泵的特性曲线实现高效准确计算效率，精细化精准调节水泵叶片角度，提高泵站自动化运行整体装置的效率3～5%。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵站优化运行控制系统，属水泵控制技术领域。
背景技术
随着科技的不断进步，大泵测流及水泵叶片角度调节技术逐渐成熟，为泵站自动化运行过程中自动检测扬程、流量和功率计算出运行效率进而调节水泵叶片角度提供了很好的技术支持。但现有的泵站运行控制系统需要不断地对功率、扬程和流量进行动态随时采样才能较准确地计算出效率，最终对水泵叶片角度做出调节，不仅采样数据量大、复杂、耗时长、效率低，而且不能根据客户提供的控制水泵的特性曲线适配精细化准确调节水泵叶片角度，难以跟踪和保障泵站的自动化高效、经济运行。因此，非常有必要研发一款适用于闭环紧急抢排和开环腾湖蓄水两种模式，可根据控制水泵的特性曲线要求高效准确计算效率，实现精细化、精准和高速调节水泵叶片角度，提高泵站自动化运行整体装置的效率3～5%，工作稳定可靠，节能效果明显的泵站优化运行控制系统。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种泵站优化运行控制系统，它以自主研发的水泵叶片角度调节装置为基础，适用于闭环紧急抢排和开环腾湖蓄水两种模式，无需对功率、流量和扬程进行动态、随时的大数据采样，只需根据控制水泵的特性曲线设计和实现高效准确计算效率，进而实现精细化、精准和迅速调节水泵叶片角度，提高泵站自动化运行整体装置的效率3～5%，工作稳定可靠，节能效果明显。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种泵站优化运行控制系统，它由控制箱、水泵叶片调节器、水泵叶片、功率变送器、流量变送器、上游液位变送器、下游液位变送器构成，其特征在于：控制箱包括PLC、DC24V开关电源、中间继电器、触摸屏，所述PLC的信号端分别连接有功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器，所述功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器通过PLC作模拟信号与数字信号的转换；PLC的角度调节输入端X0和X1分别与开关SA1连接，PLC通过开关SA1控制开环模式或闭环模式的转换；PLC的角度调节输出端包括YO、Y1和Y2，其中YO与运行指示中间继电器KAO连接，Y1与调角变大中间继电器KA1连接，Y2与调角变小中间继电器KA2连接，调角变大中间继电器KA1和调角变小中间继电器KA2各自与泵站上位机连接；PLC通过RS485通信接口接入有自主编程软件，PLC通过电源接口与DC24V开关电源连接；所述上游液位变送器连接至PLC的上游液位模拟信号I2+端，下游液位变送器连接至PLC的下游液位模拟信号I3+端，上游液位变送器和下游液位变送器通过PLC作模拟信号与数字信号的转换，可使PLC控制调节水泵叶片角度在-6°～+4°范围变化。
所述的PLC的型号为DVP-SX2 20SX211R。
所述的DC24V开关电源通过导线301、302分别与PLC的输入S/S端、输出CO端、调角变小中间继电器KA2、调角变大中间继电器KA1、运行指示中间继电器KAO、开关SA1并联连接。
所述的功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器的工作电压通过DC24V开关电源供电。
所述的功率变送器与PLC的功率模拟信号IO+端连接，通过PLC可精细化调节水泵叶片角度。
所述的流量变送器与PLC的流量模拟信号I1+端连接，通过PLC可精细化调节水泵叶片角度。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该泵站优化运行控制系统，在自主研发的水泵叶片角度调节装置基础上，通过在PLC接入自主编程软件，自主编程软件包括优化运行控制的高效区特性曲线和优化运行水泵叶片角度高效区跟踪轨迹的概览数据、关键指标，适用于闭环紧急抢排和开环腾湖蓄水两种模式，无需对功率、流量和扬程进行动态、随时的大数据采样，只需根据控制水泵的特性曲线设计和实现高效准确计算效率，进而实现精细化、精准、迅速和大范围调节水泵叶片角度，提高泵站自动化运行整体装置的效率3～5%，使水泵叶片角度在-6°～+4°范围变化。工作稳定可靠，节能效果明显。解决了现有技术采样数据量大、复杂、耗时长、效率低，且不能根据客户提供的控制水泵的特性曲线适配精细化准确调节水泵叶片角度，难以跟踪和保障泵站的自动化高效、经济运行的问题。
附图说明
图1为一种泵站优化运行控制系统的工作原理结构示意图；
图2为所述PLC控制水泵叶片角度变化的电路结构示意图；
图3为控制水泵的特性曲线图；
图4为一种泵站优化运行控制系统的高效区特性曲线图；
图5为一种泵站优化运行控制系统的水泵叶片角度高效区跟踪轨迹表；
图6为一种泵站优化运行控制系统的具体实施电控连线示意图；
图7为一种泵站优化运行控制系统的具体实施接线排的示意图；
图8为控制箱内部的器件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对该泵站优化运行控制系统的实施方式作进一步详细说明（参见图1～8）：
一种泵站优化运行控制系统，它由控制箱、水泵叶片调节器、水泵叶片、功率变送器、流量变送器、上游液位变送器、下游液位变送器构成；
控制箱包括PLC、DC24V开关电源、中间继电器、触摸屏，所述PLC的信号端分别连接有功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器，所述功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器通过PLC作模拟信号与数字信号的转换；PLC的角度调节输入端X0和X1分别与开关SA1连接，PLC通过开关SA1控制开环模式或闭环模式的转换；PLC的角度调节输出端包括YO、Y1和Y2，其中YO与运行指示中间继电器KAO连接，Y1与调角变大中间继电器KA1连接，Y2与调角变小中间继电器KA2连接，调角变大中间继电器KA1和调角变小中间继电器KA2各自与泵站上位机连接；PLC通过RS485通信接口接入有自主编程软件，PLC通过电源接口与DC24V开关电源连接；所述上游液位变送器连接至PLC的上游液位模拟信号I2+端，下游液位变送器连接至PLC的下游液位模拟信号I3+端，上游液位变送器和下游液位变送器通过PLC作模拟信号与数字信号的转换，可使PLC控制调节水泵叶片角度在-6°～+4°范围变化。
所述的PLC的型号为DVP-SX2 20SX211R。
所述的DC24V开关电源通过导线301、302分别与PLC的输入S/S端、输出CO端、调角变小中间继电器KA2、调角变大中间继电器KA1、运行指示中间继电器KAO、开关SA1并联连接。
所述的功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器的工作电压通过DC24V开关电源供电。
所述的功率变送器与PLC的功率模拟信号IO+端连接，通过PLC可精细化调节水泵叶片角度。
所述的流量变送器与PLC的流量模拟信号I1+端连接，通过PLC可精细化调节水泵叶片角度（参见图1～8）。
本发明泵站优化运行控制系统主要部件的规格型号如下：
a）中间继电器KAO、KA1、KA2的型号为欧姆龙2387C，规格为：线包工作电压DV24伏，触点电压为AC5A。
b）触摸屏的型号为DVP-DOP-BO5S111。
c）DC24V开关电源的规格为DC24V、6.5A。
d）上游液位变送器和下游液位变送器的型号为CLP-202；功率变送器的型号为BD-3P；流量变送器的型号为YYLGD-F。
该泵站优化运行控制系统的具体实施过程如下：
（参见图1、图2、图6），按照图6连线后，控制箱通电、PLC开始工作，控制箱的触摸屏通过传感器采集泵站主机自动运行时段内流道的各种参数，比如机组运行功率、机组运行扬程、机组运行流量，根据客户提出的控制水泵的特性曲线，通过RS485接口在PLC接入自主编程软件，自动分析综合判断，快速建立起控制数学模型，只需通过上游液位变送器和下游液位变送器测得的扬程数据，即可建立优化运行控制的高效区特性曲线表及优化运行水泵叶片角度高效区跟踪轨迹表，（参见图3、图4和图5），适时刷新启动水泵叶片角度调节器，对水泵叶片角度进行精确控制并跟踪调节水泵叶片运行角度，当泵站机组运行在紧急抢排闭环模式时，加大水泵叶片运行角度，限制泵站机组的最大功率，通过最大流量闭环运行，实现抢排渍水抗灾的最大效益。当泵站机组运行在腾湖蓄水开环模式时，可计算出水泵最佳运行角度，使泵站机组运行在最高效率工况，实现节约能源，经济运行。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。
Claims (6)
1.一种泵站优化运行控制系统，它由控制箱、水泵叶片调节器、水泵叶片、功率变送器、流量变送器、上游液位变送器、下游液位变送器构成，其特征在于：控制箱包括PLC、DC24V开关电源、中间继电器、触摸屏，所述PLC的信号端分别连接有功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器，所述功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器通过PLC作模拟信号与数字信号的转换；PLC的角度调节输入端X0和X1分别与开关SA1连接，PLC通过开关SA1控制开环模式或闭环模式的转换；PLC的角度调节输出端包括YO、Y1和Y2，其中YO与运行指示中间继电器KAO连接，Y1与调角变大中间继电器KA1连接，Y2与调角变小中间继电器KA2连接，调角变大中间继电器KA1和调角变小中间继电器KA2各自与泵站上位机连接；PLC通过RS485通信接口接入有自主编程软件，PLC通过电源接口与DC24V开关电源连接；所述上游液位变送器连接至PLC的上游液位模拟信号I2+端，下游液位变送器连接至PLC的下游液位模拟信号I3+端，上游液位变送器和下游液位变送器通过PLC作模拟信号与数字信号的转换，可使PLC控制调节水泵叶片角度在-6°～+4°范围变化。
2.根据权利要求1所述的一种泵站优化运行控制系统，其特征在于：所述的PLC的型号为DVP-SX2 20SX211R。
3.根据权利要求1所述的一种泵站优化运行控制系统，其特征在于：所述的DC24V开关电源通过导线301、302分别与PLC的输入S/S端、输出CO端、调角变小中间继电器KA2、调角变大中间继电器KA1、运行指示中间继电器KAO、开关SA1并联连接。
4.根据权利要求1所述的一种泵站优化运行控制系统，其特征在于：所述的功率变送器、流量变送器、上游液位变送器和下游液位变送器的工作电压通过DC24V开关电源供电。
5.根据权利要求1所述的一种泵站优化运行控制系统，其特征在于：所述的功率变送器与PLC的功率模拟信号IO+端连接，通过PLC可精细化调节水泵叶片角度。
6.根据权利要求1所述的一种泵站优化运行控制系统，其特征在于：所述的流量变送器与PLC的流量模拟信号I1+端连接，通过PLC可精细化调节水泵叶片角度。
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