CN111997881A - 一种用于供水的智能变频恒压控制系统 - Google Patents

一种用于供水的智能变频恒压控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于供水的智能变频恒压控制系统，包括压力检测模块、出水口流速检测模块、数据修正抗干扰模块、用水量检测模块、变频调节数据库、变频恒压控制模块、水泵运行参数监测模块、水泵监测分析模块、供水管理服务模块和水泵供水模块。本发明以消除水流速度产生的振动对检测的管道处的压力数值所造成的误差，使消除水流对检测的压力数值的干扰，并能够分析出各水泵的性能参数，便于为水泵筛选提供可靠的数据参考，并根据检测的水管压力数值以及用水量所对应的压力数值进行分析，来控制输出功率，进而筛选出水泵的数量以及水泵工作的功率，以保证供水系统处于恒压变频控制，避免供水压力过大，导致能源的浪费。

Description

一种用于供水的智能变频恒压控制系统
技术领域
本发明属于社区供水控制技术领域，涉及到一种用于供水的智能变频恒压控制系统。
背景技术
对于高层住宅小区的生活、消防供水系统一直是人们非常注重的问题，对于供水系统的加压泵站一般采用多泵并联的供水方式，现有的供水控制系统存在以下问题：1、通过人工控制投入运行的水泵台数，来将管道出口处的压力控制在允许的范围内，会导致水压不稳定，无法根据用户用水量进行合理调节水泵的使用，轻栽时过高的水压导致能源的浪费，2、安装在管道出口处的压力传感器由于安装的位置离水泵出口太近，管道压力受到水流速度的影响过大，导致压力传感器检测的压力准确性差，且出现忽高忽低，进而反馈给变频恒压控制器的压力数值也存在不断的变动；3、无法准确统计出管道出口处的压力数值，进而无法准确根据管道出口处的压力数值与用水量所需的压力数值进行动态调节变频恒压控制器的输出功率，无法达到对管道出口处的恒压控制，造成能源的浪费；4、当其中一水泵故障时，无法按照水泵的性能参数对水泵进行更换，缺乏智能性。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，解决了现有技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于供水的智能变频恒压控制系统，包括压力检测模块、出水口流速检测模块、数据修正抗干扰模块、用水量检测模块、变频调节数据库、变频恒压控制模块、水泵运行参数监测模块、水泵监测分析模块、供水管理服务模块和水泵供水模块；
所述压力检测模块为压力传感器，压力传感器安装在泵站出口管道处，用于检测泵站出口管道处的压力数值，并将检测的泵站出口管道处的压力数据发送至数据修正抗干扰模块；
所述出水口流速检测模块安装在泵站出口管道处，用于检测经泵站出口管道处的水流速度，并将泵站出口管道出的水流速度发送至数据修正抗干扰模块。
数据修正抗干扰模块分别接收泵站出口管道处的压力数值以及水流速度，并对接收的泵站出口管道处的水流速度进行分析，提取水流速度对应的振动幅值以及振动频率，通过干扰弹性影响公式修复该水流速度对应的振动幅度和振动频率对检测的压力数值的干扰，获得修复后的压力数据，并将修复后的压力数值发送至变频恒压控制模块；
所述用水量检测模块为流量传感器，用于实时检测管道内的用水量，并将检测管道内的实时用水量分别发送至变频恒压控制模块和变频调节数据库；
所述变频调节数据库存储有不同管道处压力数值所对应的实时用水量、存储用水量检测模块发送的管道内的实时用水量、存储不同水流速度范围对应的管道平均振动幅值以及平均振动频率，并存储水泵监测分析模块发送的各水泵的弹性损坏系数以及各水泵对应的优先等级顺序；
所述变频恒压控制模块用于接收用水量检测模块发送的实时用水量，根据实时用水量筛选出管道处压力数值，并接收数据修正抗干扰模块发送的修复后的管道处压力数值，将修复后的管道处压力数值与根据实时用水量筛选出的管道处压力数值进行对比，得到压力反馈差，压力反馈差经内部的PID运算获得输出功率，变频恒压控模块将经运算的输出功率发送至供水管理服务模块；
所述水泵运行参数监测模块用于实时检测各水泵累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，并将检测的水泵累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率发送至水泵监测分析模块；
所述水泵监测分析模块用于接收各水泵的累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，将水泵工作时的温度与设定的水泵温度阈值进行对比，统计出水泵工作时的温度超过水泵温度阈值的温度数值以及超过水泵温度阈值的累计时长，对超过水泵温度阈值的温度数值分别与各温度等级对应的水泵温度范围进行对比，获得不同温度等级下的水泵工作累计时长，通过水泵弹性损坏模型计算出各水泵对应的弹性损坏系数，水泵监测分析模块将检测的各水泵的弹性损坏系数发送至供水管理服务器；
所述供水管理服务模块用于接收变频恒压控制模块发送的输出功率，分析出该输出功率所需工作的水泵数量以及各水泵对应功率，并接收水泵监测分析模块发送的根据水泵的基本运行参数获得的各水泵的弹性损坏系数，且结合各水泵的弹性损坏系数以及所需的水泵数量、水泵功率对水泵进行最优值筛选，供水管理服务器提取筛选出的水泵编号以及各水泵编号对应的功率，并将各水泵编号工作时的功率所对应的水泵控制指令发送至水泵供水模块，以保证各水泵按照对应的功率进行工作，同时，提取各水泵在工作过程中的温度、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，若水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值或振动频率大于等于最大振动频率时，供水管理服务器筛选出下一优先等级的水泵作为供水水泵以替换工作中的异常水泵。
进一步地，所述干扰弹性影响的计算公式：
Figure BDA0002631491140000041
F为修复后的管道处的压力数值，F0为压力检测模块检测的管道处的压力数值，A和H分别为管道处水流速度对应的振动幅度和振动频率，A阈值和H阈值分别为管道处水流速度为设定的水流速度阈值时所对应的振动幅度和振动频率，λ为影响比例因子，小于1。
进一步地，所述数据修正抗干扰模型对检测的压力数据进行修复的过程，如下：
W1、提取泵站出口管道出的水流速度；
W2、建立不同水流速度范围对应的管道振动幅值以及振动频率，即在其中一水流速度范围内，管道的振动幅值相同，振动频率相等，为管道的平均振动幅值和平均振动频率；
W3、将检测的水流速度与不同水流速度范围进行对比，筛选出该水流速度对应的水流速度范围，并提取该水流速度范围对应的平均振动幅值以及平均振动频率；
W4、采用干扰弹性影响公式对检测的压力数值进行修复，以消除水流速度对应的平均振动幅值以及平均振动频率对管道压力数值的干扰。
进一步地，所述水泵运行参数监测模块包括计时累计单元、温度检测单元、供水量检测单元以及振动量检测单元，计时累计单元为计时器，用于累计各水泵的工作总时长，温度检测单元用于检测水泵的温度，并统计水泵温度超过水泵上限温度阈值的时长，供水量检测单元用于检测水泵在当前功率下水泵供水量，振动量检测单元安装在水泵上，用于检测水泵在工作过程中的振动幅值以及振动频率。
进一步地，所述水泵监测分析模块中弹性损坏系数的计算模型为
Figure BDA0002631491140000051
T′为水泵的累计工作时长，T阈为水泵对应的工作时长寿命阈值，Twi为第i个温度等级对应的持续时长，温度等级w1,w2,...,wi,...,wr对应的温度依次升高，且w1大于水泵温度阈值，gwi为第i个温度等级对应的权重系数，且gw1+sw2+...+gwr＝1，L为水泵在当前功率下的实际供水量，L功率为水泵在当前功率下的额定供水量，C为水泵累计的启停故障次数，C设定为水泵预设的启停故障次数，为固定整数，SA和SH分别为水泵在上一工作阶段对应的平均振动幅值和平均振动频率，SAmax和SAmin分别为水泵在上一工作阶段对应的最大振动幅值和最小振动幅值，SHmax和SHmin分别为水泵在上一工作阶段对应的最大振动频率和最小振动频率。
进一步地，所述供水管理服务器对水泵供水模块中的水泵进行筛选，包括以下步骤：
Q1、获取所有水泵中的工频泵的弹性损坏系数，并按照弹性损坏系数由小到大对各水泵进行排序，分别为1、2、...、f，f为工频泵的总数量；
Q2、判断变频恒压控制模块的输出功率是否大于一个工频泵的额定功率m＝1，m为工频泵的数量，若大于一个工频泵的额定功率，则执行步骤Q3，若小于一个功率泵的额定功率，则调节变频泵的功率，使得变频泵的功率等于变频恒压控制模块的输出功率；
Q3、逐个增加工频泵的数量m＝m+1,判断输出功率是否大于m*P，若输出功率大于m*P，则重复执行步骤Q3，直至m*P小于输出功率且(m+1)*P大于输出功率，P为工频泵的额定功率，各工频泵的额定功率相同。
Q4、提取工频泵的数量m以及变频泵的功率P变＝P输出-m*P，P变为变频泵的功率，m为工频泵的数量，P输出为变频恒压控制模块的输出功率，P变＜P，P为工频泵的额定功率；
Q5、依次按照弹性损坏系数由小到大的顺序，筛选出前m个工频泵以额定功率工作，并筛选出弹性损坏系数小的变频泵以P变的功率工作；
Q6、若前m个工频泵中存在一工频泵出现异常故障，则筛选出编号顺序为第m+1个工频泵替代发生异常故障的工频泵进行工作，若变频泵发生异常故障，则筛选出另一变频泵替代发生异常固定的变频泵按照对应的功率进行工作，其中，异常故障包括水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值以及振动频率大于等于最大振动频率。
进一步地，所述水泵供水模块包括若干工频泵和两变频泵，水泵供水模块用于接收供水管理服务模块发送的水泵控制指令，以对各工频泵的启停以及变频泵的工作频率和启停进行控制。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，通过数据修正抗干扰模块对管道处的水流速度进行分析，获得水流速度对应的振动幅度和振动频率，并结合干扰弹性影响模型对压力检测模块检测的管道处的压力数值进行修复，以消除水流速度产生的振动对检测的管道处的压力数值所造成的误差，实现压力数值的修正，使得变频恒压控制模块能够准确获得管道处的压力数值，消除水流对压力数值的干扰，提高了检测的压力数值的稳定性和可靠性，为变频恒压控制模块的控制提供准确、可靠且真实的压力数值。
本发明通过水泵运行参数监测模块获得各水泵在运行过程中数据信息，并通过水泵监测分析模块对各水泵以往运行过程中的数据信息进行处理、分析，分析出各水泵的弹性损坏系数，直观反应出各水泵在使用过程中发生故障的可能性，能够将水泵在使用过程中存在的故障进行量化，能够准确判断各水泵的性能指标，便于为供水管道服务模块在筛选水泵时提供可靠的数据参数，以保证水泵供水满足用户的需求。
本发明通过变频恒压控制模块对用户的实时用水量以及管道修复后的压力数值进行分析，并筛选出实时用水量对应的管道处的压力数值，通过对两压力数值进行对比获得压力反馈差，以统计出变频恒压控制模块对应的输出功率，供水管理服务模块根据输出功率依次对各弹性损坏系数对应的水泵进行优先等级确定，并筛选出所需的水泵数量以及水泵工作功率，以保证供水的水压满足用户用水需求，且避免压力过大，导致能源的浪费，实现恒压变频控制，同时，监测使用过程中的水泵是否发生故障，根据水泵的优先等级依次对发生故障的水泵进行替换，实现水泵自主切换，具有智能化的特点，保证供水稳定且持续。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于供水的智能变频恒压控制系统，包括压力检测模块、出水口流速检测模块、数据修正抗干扰模块、用水量检测模块、变频调节数据库、变频恒压控制模块、水泵运行参数监测模块、水泵监测分析模块、供水管理服务模块和水泵供水模块。
压力检测模块为压力传感器，压力传感器安装在泵站出口管道处，用于检测泵站出口管道处的压力数值，并将检测的泵站出口管道处的压力数据发送至数据修正抗干扰模块；
出水口流速检测模块安装在泵站出口管道处，用于检测经泵站出口管道处的水流速度，并将泵站出口管道出的水流速度发送至数据修正抗干扰模块。
数据修正抗干扰模块分别接收泵站出口管道处的压力数值以及水流速度，并对接收的泵站出口管道处的水流速度进行分析，提取水流速度对应的振动幅值以及振动频率，通过干扰弹性影响公式修复该水流速度对应的振动幅度和振动频率对检测的压力数值的干扰，获得修复后的压力数据，并将修复后的压力数值发送至变频恒压控制模块，干扰弹性影响的计算公式：
Figure BDA0002631491140000081
F为修复后的管道处的压力数值，F0为压力检测模块检测的管道处的压力数值，A和H分别为管道处水流速度对应的振动幅度和振动频率，A阈值和H阈值分别为管道处水流速度为设定的水流速度阈值时所对应的振动幅度和振动频率，λ为影响比例因子，小于1。
其中，数据修正抗干扰模型对检测的压力数据进行修复的过程，如下：
W1、提取泵站出口管道出的水流速度；
W2、建立不同水流速度范围对应的管道振动幅值以及振动频率，即在其中一水流速度范围内，管道的振动幅值相同，振动频率相等，为管道的平均振动幅值和平均振动频率；
W3、将检测的水流速度与不同水流速度范围进行对比，筛选出该水流速度对应的水流速度范围，并提取该水流速度范围对应的平均振动幅值以及平均振动频率；
W4、采用干扰弹性影响公式对检测的压力数值进行修复，以消除水流速度对应的平均振动幅值以及平均振动频率对管道压力数值的干扰。
通过数据修正抗干扰模块对检测的出口管道处的压力数值以及水流速度进行分析，以分析出水流速度对实际检测的泵站出口管道出压力数值真实性的影响，从而对检测的压力数值进行修正，能够准确获得出口管道处的压力数值，消除水流速度对检测的压力数值的干扰，避免检测的压力数值受到水流速度的不断变化，而造成检测的压力数值浮动、不稳定，为变频恒压控制模块的控制提供准确、可靠且真实的压力数值。
用水量检测模块为流量传感器，用于实时检测管道内的用水量，并将检测管道内的实时用水量分别发送至变频恒压控制模块和变频调节数据库；
变频调节数据库存储有不同管道处压力数值所对应的实时用水量、存储用水量检测模块发送的管道内的实时用水量、存储不同水流速度范围对应的管道平均振动幅值以及平均振动频率，并存储水泵监测分析模块发送的各水泵的弹性损坏系数以及各水泵对应的优先等级顺序。
变频恒压控制模块用于接收用水量检测模块发送的实时用水量，根据实时用水量筛选出管道处压力数值，并接收数据修正抗干扰模块发送的修复后的管道处压力数值，将修复后的管道处压力数值与根据实时用水量筛选出的管道处压力数值进行对比，得到压力反馈差，压力反馈差经内部的PID运算获得输出功率，变频恒压控模块将经运算的输出功率发送至供水管理服务模块，管道处压力反馈差包括管道处的压力增加、压力减小以及压力不变，通过将当前管道处水泵供水所产生的修复后的管道处压力数值与用户用水量所对应的管道处压力数值进行对比，分析，以获得供水水压与用水水压间的差值，进而获得输出功率，根据输出功率进行调节，保持管道供水的水压稳定，不仅保证供水的压力，还能防止压力过高，大大节约能量，降低能源的损耗。
水泵运行参数监测模块用于实时检测各水泵累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，并将检测的水泵累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率发送至水泵监测分析模块，其中，水泵运行参数监测模块包括计时累计单元、温度检测单元、供水量检测单元以及振动量检测单元，计时累计单元为计时器，用于累计各水泵的工作总时长，温度检测单元用于检测水泵的温度，并统计水泵温度超过水泵上限温度阈值的时长，供水量检测单元用于检测水泵在当前功率下水泵供水量，振动量检测单元安装在水泵上，用于检测水泵在工作过程中的振动幅值以及振动频率。
水泵监测分析模块用于接收各水泵的累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，将水泵工作时的温度与设定的水泵温度阈值进行对比，统计出水泵工作时的温度超过水泵温度阈值的温度数值以及超过水泵温度阈值的累计时长，对超过水泵温度阈值的温度数值分别与各温度等级对应的水泵温度范围进行对比，获得不同温度等级下的水泵工作累计时长，通过水泵弹性损坏模型计算出各水泵对应的弹性损坏系数，弹性损坏系数为
Figure BDA0002631491140000101
T′为水泵的累计工作时长，T阈为水泵对应的工作时长寿命阈值，Twi为第i个温度等级对应的持续时长，温度等级w1,w2,...,wi,...,wr对应的温度依次升高，且w1大于水泵温度阈值，gwi为第i个温度等级对应的权重系数，且gw1+sw2+...+gwr＝1，L为水泵在当前功率下的实际供水量，L功率为水泵在当前功率下的额定供水量，C为水泵累计的启停故障次数，C设定为水泵预设的启停故障次数，为固定整数，SA和SH分别为水泵在上一工作阶段对应的平均振动幅值和平均振动频率，SAmax和SAmin分别为水泵在上一工作阶段对应的最大振动幅值和最小振动幅值，SHmax和SHmin分别为水泵在上一工作阶段对应的最大振动频率和最小振动频率，水泵的弹性损坏系数越大，表明该水泵在使用过程中发生故障的可能性越大，水泵监测分析模块将检测的各水泵的弹性损坏系数发送至供水管理服务器。
通过对各水泵的弹性损坏系数进行统计，以综合分析出各水泵在使用过程中发生故障的可能性，能够将水泵在使用过程中存在的故障进行量化，能够准确判断各水泵的性能指标，便于为供水管道服务模块在筛选水泵时提供可靠的数据参数。
供水管理服务模块用于接收变频恒压控制模块发送的输出功率，分析出该输出功率所需工作的水泵数量以及各水泵对应功率，并接收水泵监测分析模块发送的根据水泵的基本运行参数获得的各水泵的弹性损坏系数，且结合各水泵的弹性损坏系数以及所需的水泵数量、水泵功率对水泵进行最优值筛选，供水管理服务器提取筛选出的水泵编号以及各水泵编号对应的功率，并将各水泵编号工作时的功率所对应的水泵控制指令发送至水泵供水模块，以保证各水泵按照对应的功率进行工作，同时，提取各水泵在工作过程中的温度、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，若水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值或振动频率大于等于最大振动频率时，供水管理服务器筛选出下一优先等级的水泵作为供水水泵以替换当前水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值或振动频率大于等于最大振动频率的异常水泵，通过对水泵工作过程中的参数进行分析，以对水泵进行自主切换，保证处于工作状态下的水泵故障时，能够自动切换下一优先等级的水泵进行继续供水控制，具有智能化的特点，以保证供水稳定且持续的进行。
其中，供水管理服务器对水泵供水模块中的水泵进行筛选，包括以下步骤：
Q1、获取所有水泵中的工频泵的弹性损坏系数，并按照弹性损坏系数由小到大对各水泵进行排序，分别为1、2、...、f，f为工频泵的总数量；
Q2、判断变频恒压控制模块的输出功率是否大于一个工频泵的额定功率m＝1，m为工频泵的数量，若大于一个工频泵的额定功率，则执行步骤Q3，若小于一个功率泵的额定功率，则调节变频泵的功率，使得变频泵的功率等于变频恒压控制模块的输出功率；
Q3、逐个增加工频泵的数量m＝m+1,判断输出功率是否大于m*P，若输出功率大于m*P，则重复执行步骤Q3，直至m*P小于输出功率且(m+1)*P大于输出功率，P为工频泵的额定功率，各工频泵的额定功率相同。
Q4、提取工频泵的数量m以及变频泵的功率P变＝P输出-m*P，P变为变频泵的功率，m为工频泵的数量，P输出为变频恒压控制模块的输出功率，P变＜P，P为工频泵的额定功率；
Q5、依次按照弹性损坏系数由小到大的顺序，筛选出前m个工频泵以额定功率工作，并筛选出弹性损坏系数小的变频泵以P变的功率工作；
Q6、若前m个工频泵中存在一工频泵出现异常故障，则筛选出编号顺序为第m+1个工频泵替代发生异常故障的工频泵进行工作，若变频泵发生异常故障，则筛选出另一变频泵替代发生异常固定的变频泵按照对应的功率进行工作，以保证供水需求满足用户的用水需求，异常故障包括水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值以及振动频率大于等于最大振动频率。
通过对水泵进行优先筛选和确定，能够依次对工作过程中的水泵按照优先等级顺序先后对故障的水泵进行替换，实现水泵故障的自主切换，以保证持续稳定供水。
水泵供水模块由若干水泵组成，具体包括若干工频泵和两变频泵，水泵供水模块用于接收供水管理服务模块发送的水泵控制指令，以对各工频泵的启停以及变频泵的工作频率和启停进行控制。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：包括压力检测模块、出水口流速检测模块、数据修正抗干扰模块、用水量检测模块、变频调节数据库、变频恒压控制模块、水泵运行参数监测模块、水泵监测分析模块、供水管理服务模块和水泵供水模块；
所述压力检测模块为压力传感器，压力传感器安装在泵站出口管道处，用于检测泵站出口管道处的压力数值，并将检测的泵站出口管道处的压力数据发送至数据修正抗干扰模块；
所述出水口流速检测模块安装在泵站出口管道处，用于检测经泵站出口管道处的水流速度，并将泵站出口管道出的水流速度发送至数据修正抗干扰模块。
数据修正抗干扰模块分别接收泵站出口管道处的压力数值以及水流速度，并对接收的泵站出口管道处的水流速度进行分析，提取水流速度对应的振动幅值以及振动频率，通过干扰弹性影响公式修复该水流速度对应的振动幅度和振动频率对检测的压力数值的干扰，获得修复后的压力数据，并将修复后的压力数值发送至变频恒压控制模块；
所述用水量检测模块为流量传感器，用于实时检测管道内的用水量，并将检测管道内的实时用水量分别发送至变频恒压控制模块和变频调节数据库；
所述变频调节数据库存储有不同管道处压力数值所对应的实时用水量、存储用水量检测模块发送的管道内的实时用水量、存储不同水流速度范围对应的管道平均振动幅值以及平均振动频率，并存储水泵监测分析模块发送的各水泵的弹性损坏系数以及各水泵对应的优先等级顺序；
所述变频恒压控制模块用于接收用水量检测模块发送的实时用水量，根据实时用水量筛选出管道处压力数值，并接收数据修正抗干扰模块发送的修复后的管道处压力数值，将修复后的管道处压力数值与根据实时用水量筛选出的管道处压力数值进行对比，得到压力反馈差，压力反馈差经内部的PID运算获得输出功率，变频恒压控模块将经运算的输出功率发送至供水管理服务模块；
所述水泵运行参数监测模块用于实时检测各水泵累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，并将检测的水泵累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率发送至水泵监测分析模块；
所述水泵监测分析模块用于接收各水泵的累计工作时长、启停故障次数、水泵工作时的温度、水泵温度异常的时长、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，将水泵工作时的温度与设定的水泵温度阈值进行对比，统计出水泵工作时的温度超过水泵温度阈值的温度数值以及超过水泵温度阈值的累计时长，对超过水泵温度阈值的温度数值分别与各温度等级对应的水泵温度范围进行对比，获得不同温度等级下的水泵工作累计时长，通过水泵弹性损坏模型计算出各水泵对应的弹性损坏系数，水泵监测分析模块将检测的各水泵的弹性损坏系数发送至供水管理服务器；
所述供水管理服务模块用于接收变频恒压控制模块发送的输出功率，分析出该输出功率所需工作的水泵数量以及各水泵对应功率，并接收水泵监测分析模块发送的根据水泵的基本运行参数获得的各水泵的弹性损坏系数，且结合各水泵的弹性损坏系数以及所需的水泵数量、水泵功率对水泵进行最优值筛选，供水管理服务器提取筛选出的水泵编号以及各水泵编号对应的功率，并将各水泵编号工作时的功率所对应的水泵控制指令发送至水泵供水模块，以保证各水泵按照对应的功率进行工作，同时，提取各水泵在工作过程中的温度、水泵供水量以及水泵工作过程中的振动幅值和振动频率，若水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值或振动频率大于等于最大振动频率时，供水管理服务器筛选出下一优先等级的水泵作为供水水泵以替换工作中的异常水泵。
2.根据权利要求1所述的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：所述干扰弹性影响的计算公式：
Figure FDA0002631491130000031
F为修复后的管道处的压力数值，F0为压力检测模块检测的管道处的压力数值，A和H分别为管道处水流速度对应的振动幅度和振动频率，A阈值和H阈值分别为管道处水流速度为设定的水流速度阈值时所对应的振动幅度和振动频率，λ为影响比例因子，小于1。
3.根据权利要求2所述的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：所述数据修正抗干扰模型对检测的压力数据进行修复的过程，如下：
W1、提取泵站出口管道出的水流速度；
W2、建立不同水流速度范围对应的管道振动幅值以及振动频率，即在其中一水流速度范围内，管道的振动幅值相同，振动频率相等，为管道的平均振动幅值和平均振动频率；
W3、将检测的水流速度与不同水流速度范围进行对比，筛选出该水流速度对应的水流速度范围，并提取该水流速度范围对应的平均振动幅值以及平均振动频率；
W4、采用干扰弹性影响公式对检测的压力数值进行修复，以消除水流速度对应的平均振动幅值以及平均振动频率对管道压力数值的干扰。
4.根据权利要求1所述的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：所述水泵运行参数监测模块包括计时累计单元、温度检测单元、供水量检测单元以及振动量检测单元，计时累计单元为计时器，用于累计各水泵的工作总时长，温度检测单元用于检测水泵的温度，并统计水泵温度超过水泵上限温度阈值的时长，供水量检测单元用于检测水泵在当前功率下水泵供水量，振动量检测单元安装在水泵上，用于检测水泵在工作过程中的振动幅值以及振动频率。
5.根据权利要求4所述的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：所述水泵监测分析模块中弹性损坏系数的计算模型为
Figure FDA0002631491130000041
T′为水泵的累计工作时长，T阈为水泵对应的工作时长寿命阈值，Twi为第i个温度等级对应的持续时长，温度等级w1,w2,...,wi,...,wr对应的温度依次升高，且w1大于水泵温度阈值，gwi为第i个温度等级对应的权重系数，且gw1+sw2+...+gwr＝1，L为水泵在当前功率下的实际供水量，L功率为水泵在当前功率下的额定供水量，C为水泵累计的启停故障次数，C设定为水泵预设的启停故障次数，为固定整数，SA和SH分别为水泵在上一工作阶段对应的平均振动幅值和平均振动频率，SAmax和SAmin分别为水泵在上一工作阶段对应的最大振动幅值和最小振动幅值，SHmax和SHmin分别为水泵在上一工作阶段对应的最大振动频率和最小振动频率。
6.根据权利要求5所述的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：所述供水管理服务器对水泵供水模块中的水泵进行筛选，包括以下步骤：
Q1、获取所有水泵中的工频泵的弹性损坏系数，并按照弹性损坏系数由小到大对各水泵进行排序，分别为1、2、...、f，f为工频泵的总数量；
Q2、判断变频恒压控制模块的输出功率是否大于一个工频泵的额定功率m＝1，m为工频泵的数量，若大于一个工频泵的额定功率，则执行步骤Q3，若小于一个功率泵的额定功率，则调节变频泵的功率，使得变频泵的功率等于变频恒压控制模块的输出功率；
Q3、逐个增加工频泵的数量m＝m+1,判断输出功率是否大于m*P，若输出功率大于m*P，则重复执行步骤Q3，直至m*P小于输出功率且(m+1)*P大于输出功率，P为工频泵的额定功率，各工频泵的额定功率相同。
Q4、提取工频泵的数量m以及变频泵的功率P变＝P输出-m*P，P变为变频泵的功率，m为工频泵的数量，P输出为变频恒压控制模块的输出功率，P变＜P，P为工频泵的额定功率；
Q5、依次按照弹性损坏系数由小到大的顺序，筛选出前m个工频泵以额定功率工作，并筛选出弹性损坏系数小的变频泵以P变的功率工作；
Q6、若前m个工频泵中存在一工频泵出现异常故障，则筛选出编号顺序为第m+1个工频泵替代发生异常故障的工频泵进行工作，若变频泵发生异常故障，则筛选出另一变频泵替代发生异常固定的变频泵按照对应的功率进行工作，其中，异常故障包括水泵温度超过第1个温度等级的累计时长大于预设累计时间上限值、供水量小于当前功率下的额定供水量0.8倍、水泵工作的振动幅值大于等于最大振动幅值以及振动频率大于等于最大振动频率。
7.根据权利要求1-6中任意一所述的一种用于供水的智能变频恒压控制系统，其特征在于：所述水泵供水模块包括若干工频泵和两变频泵，水泵供水模块用于接收供水管理服务模块发送的水泵控制指令，以对各工频泵的启停以及变频泵的工作频率和启停进行控制。
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