水清洗系统及其控制方法
技术领域
本发明实施例涉及光伏电站清洗技术领域,尤其涉及一种水清洗系统及其控制方法。
背景技术
光伏电站通常采用水清洗系统进行电站分区域清洗,水清洗系统的供水控制方式一般为单回路闭环控制。具体地,现有技术的供水控制方案通常是采用预设的压力目标值对系统进行供水压力控制,并实时将供水压力的实际值反馈至控制单元,形成单回路闭环控制。供水压力的实际值为压力目标值与管道压力损耗值之差,在清洗系统确定后,根据水流速与管道压力损耗值和供水压力的实际值之间的关系,依据水力参数计算获取管道压力损耗值,进而根据上述三个参数之间的关系计算压力目标值。上述方案通过闭环控制使供水压力目标值趋于稳定,以稳定供水压力的实际值,实现恒压供水清洗。
然而,现有方案存在以下缺陷:1)由于管道压力损耗值与供水管道的性质、铺设方式及水流速度有关,并且受到供水管道老化及水垢等影响,供水管道的性质可能发生变化,实际应用中无法对所有应用场景进行建模,使得管道压力损耗值的计算失准,导致供水压力目标值的计算不精确;2)供水压力目标值需要进行人工调试,调试主要凭借工程师人工观测清洗效果,存在很大的不确定性。综上所述,现有控制方案供水压力目标值的精确度较低,且无法实现供水压力目标值的自动校准,导致控制效果及系统运行的可靠性较差。
发明内容
本发明实施例提供一种水清洗系统及其控制方法,以实现自动校准供水压力值,提升水清洗系统恒压控制的精确度。
第一方面,本发明实施例提供了一种水清洗系统,包括:控制装置、供水装置、第一压力检测装置、第二压力检测装置、主管道、与所述主管道连接的至少一条第一支管道、与所述第一支管道连接的至少一条第二支管道以及与所述第二支管道连接的清洗装置;
所述供水装置的出水口连接所述主管道,所述第一压力检测装置设置于所述主管道的首端;所述第二压力检测装置设置于所述第一支管道的末端;
所述控制装置与所述供水装置、所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置电连接;
所述控制装置用于根据所述第一压力检测装置和所述第二压力检测装置检测的压力值控制所述清洗装置执行清洗工作。
可选地,所述控制装置用于在正常工作模式下,根据所述第一压力检测装置检测的第一压力值调节所述供水装置的出水,以使第一压力值匹配目标压力值。
可选地,所述控制装置用于在调试工作模式下,控制所述清洗装置将所述第一支管道末端的压力值与一所述第二支管道的压力值对应,在所述第二压力检测装置检测的第二压力值与所述第一支管道末端的水压需求值之差满足预设条件时调节所述清洗装置的目标压力值,以使所述第二压力值匹配所述水压需求值。
可选地,所述水清洗系统设置于光伏电站,所述清洗装置用于对所述光伏电站不同区域的光伏组件进行清洗或降温。
可选地,所述控制装置还用于在正常工作模式下,当所述第二压力检测装置检测的第二压力值与所述第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值大于第一阈值时进行报警;和/或,
所述控制装置还用于在正常工作模式下,当所述主管道、所述第一支管道和所述第二支管道之间的管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值时进行报警,其中,所述管道损耗为所述第一压力检测装置检测的第一压力值与所述第二压力检测装置检测的第二压力值之差。
可选地,所述水清洗系统包括多条所述第一支管道、与对应的所述第一支管道连接的至少一条所述第二支管道以及与所述第二支管道连接的清洗装置,每条所述第一支管道的末端均设置有所述第二压力检测装置。
可选地,所述清洗装置还包括设置于所述第二支管道上的阀门,所述阀门与所述控制装置电连接,所述控制装置还用于分时控制所述阀门开启,以使所述供水装置通过所述主管道、所述第一支管道和对应的所述第二支管道向所述清洗装置供水。
可选地,所述控制装置控制所述清洗装置连接的所述第二支管道上的所述阀门开启,其他所述阀门关闭,以将所述第二压力值与所述清洗装置连接的所述第二支管道的压力值对应。
可选地,所述供水装置包括水箱和水泵,所述水箱的出水口连接所述水泵的进水口,所述水泵的出水口作为所述供水装置的出水口;所述控制装置与所述水泵电连接,所述控制装置用于控制所述水泵的工作频率以调节所述供水装置的出水。
可选地,所述控制装置包括控制器和变频器,所述变频器用于控制所述水泵的工作频率,所述控制器用于根据所述第一压力值与所述清洗装置的目标压力值之差调节所述变频器的输出电源频率。
第二方面,本发明实施例还提供了一种水清洗系统的控制方法,由控制装置执行,所述水清洗系统包括:控制装置、供水装置、第一压力检测装置、第二压力检测装置、主管道、与所述主管道连接的至少一条第一支管道、与所述第一支管道连接的至少一条第二支管道以及与所述第二支管道连接的清洗装置;所述供水装置的出水口连接所述主管道,所述第一压力检测装置设置于所述主管道的首端;所述第二压力检测装置设置于所述第一支管道的末端;所述控制装置与所述供水装置、所述第一压力检测装置、所述第二压力检测装置电连接;
所述水清洗系统的控制方法包括:
根据所述第一压力检测装置和所述第二压力检测装置检测的压力值控制所述清洗装置执行清洗工作。
可选地,所述控制方法还包括:
在正常工作模式下,根据所述第一压力检测装置检测的第一压力值调节所述供水装置的出水,以使第一压力值匹配目标压力值。
可选地,所述控制方法还包括:
在调试工作模式下,控制所述清洗装置将所述第一支管道末端的压力值与一所述第二支管道的压力值对应,在所述第二压力检测装置检测的第二压力值与所述第一支管道末端的水压需求值之差满足预设条件时调节所述清洗装置的目标压力值,以使所述第二压力值匹配所述水压需求值。
可选地,所述控制方法还包括:
在正常工作模式下,当所述第二压力检测装置检测的第二压力值与所述第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值大于第一阈值时进行报警;和/或,
在正常工作模式下,当所述主管道、所述第一支管道和所述第二支管道之间的管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值时进行报警,其中,所述管道损耗为所述第一压力检测装置检测的第一压力值与所述第二压力检测装置检测的第二压力值之差。
可选地,所述供水装置包括水箱和水泵,所述水箱的出水口连接所述水泵的进水口,所述水泵的出水口作为所述供水装置的出水口;所述控制装置与所述水泵电连接,所述控制装置用于控制所述水泵的工作频率以调节所述供水装置的出水;所述控制装置包括控制器和变频器,所述变频器用于控制所述水泵的工作频率,所述控制器用于根据所述第一压力值与所述目标压力值之差调节所述变频器的输出电源频率;
根据所述第一压力检测装置检测的第一压力值调节所述供水装置的出水,以使第一压力值匹配目标压力值,包括:
获取所述第一压力值和所述目标压力值;
通过所述控制器采用预设控制算法计算所述第一压力值与所述目标压力值的差值,并根据该差值调节所述变频器的输出电源频率,其中,所述预设控制算法包括比例积分微分算法、比例积分算法或模糊算法;
重复获取当前的所述第一压力值,并根据所述第一压力值与所述目标压力值的差值调节所述变频器的输出电源频率,直至所述第一压力值接近所述目标压力值。
可选地,在所述第二压力检测装置检测的第二压力值与所述第一支管道末端的水压需求值之差满足预设条件时调节所述目标压力值,以使所述第二压力值匹配所述水压需求值,包括:
获取所述清洗装置对应的所述目标压力值;
采用所述目标压力值控制所述清洗装置执行清洗工作;
在设定时间后获取所述第二压力值;
若所述第二压力值与对应的所述第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值大于或等于调节阈值,则根据该绝对值调节所述目标压力值,直到该绝对值小于所述调节阈值;
若所述第二压力值与对应的所述第一支管道的水压需求值之差的绝对值小于调节阈值,则将所述目标压力值确定为所述清洗装置在正常工作模式下的所述目标压力值。
本发明实施例的技术方案,在供水装置的出水口所连接的主管道首端设置第一压力检测装置,使得控制装置与第一压力检测装置组成水清洗系统的内环控制回路,以使控制装置根据第一压力检测装置检测的压力值控制清洗装置执行清洗工作,实现内环恒压控制;在第一支管道的末端设置第二压力检测装置,使得控制装置与第二压力检测装置组成水清洗系统的外环控制回路,以使控制装置根据第二压力检测值控制清洗装置执行清洗工作,实现内环恒压控制的压力调节。本发明实施例的技术方案,解决了现有控制方案供水压力目标值的精确度较低,且无法实现供水压力目标值的自动校准,导致控制效果及系统运行的可靠性较差的问题,实现了自动校准供水压力值,提升水清洗系统恒压控制的精确度。另外,本方案采用一个第二压力检测装置,可实现分时检测多个清洗装置执行清洗工作时的运行压力,解决了现有方案依据管道压力损耗值确定清洗装置的运行压力导致的计算失准,提升了压力检测的准确性,同时避免了为每个清洗装置设置一个压力检测装置,大大减少了压力检测装置的用量,降低了系统的复杂度及系统成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种水清洗系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种水清洗系统的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种水清洗系统的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种水清洗系统的控制方法的流程示意图;
图5是本发明实施例提供的一种水清洗系统在正常工作模式下的控制方法的流程示意图;
图6是本发明实施例提供的一种水清洗系统在调试工作模式下的控制方法的流程示意图;
图7是本发明实施例提供的另一种水清洗系统在调试工作模式下的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种水清洗系统,图1是本发明实施例提供的一种水清洗系统的结构示意图,如图1所示,该水清洗系统包括控制装置10、供水装置20、第一压力检测装置30、第二压力检测装置40、主管道50、与主管道50连接的至少一条第一支管道61、与第一支管道61连接的至少一条第二支管道62以及与第二支管道62连接的清洗装置70;供水装置20的出水口连接主管道50,第一压力检测装置30设置于主管道50的首端;第二压力检测装置40设置于第一支管道61的末端;控制装置10与供水装置20、第一压力检测装置30、第二压力检测装置40电连接;控制装置10用于根据第一压力检测装置30和第二压力检测装置40检测的压力值控制清洗装置70执行清洗工作。
具体地,参考图1,控制装置10可控制供水装置20为水清洗系统进行供水或停止供水,以及控制供水装置20进行供水时的水压。第一压力检测装置30用于检测主管道50的首端A的第一压力值,即水压值;第二压力检测装置40用于检测第一支管道61的末端B的第二压力值,即水压值,可选地,第一压力检测装置和第二压力检测装置可以是压力传感器。每条主管道50连接至少一条第一支管道61,每条第一支管道61连接至少一条第二支管道62,图1示意性地示出了主管道50连接一条第一支管道61,且第一支管道61上的A1点至An点分别连接n条第二支管道62的情况,其中,每条第二支管道62的首端连接第一支管道61,末端连接一清洗装置70,清洗装置70可以是喷洒装置。控制装置10可与各清洗装置70电连接(图1中未示出),以控制清洗装置70的开启或关闭,利用清洗装置70清洗待清洗区域。
本发明实施例所提供的水清洗系统可适用于清洗光伏电站的情况,示例性地,该水清洗系统可设置于光伏电站,通过清洗装置70对光伏电站不同区域的光伏组件进行清洗或降温。如图1所示,在清洗设计中,可以将水清洗系统设置于光伏电站,把整个光伏电站的光伏组件划分为n个待清洗区域,每个待清洗区域设置一清洗装置70,利用控制装置10分时控制每个清洗装置70开启,即同一时间仅控制一个清洗装置70开启,其他清洗装置70关闭,一个清洗装置70完成清洗后控制下一清洗装置70进行清洗,依次控制第一个至第n个清洗装置70开启,以实现对整个电站的分区域分时清洗或降温。
参考图1,水清洗系统的工作过程中,控制装置10可以实时获取第一压力检测装置30检测的第一压力值,其中,第一压力值可以是主管道50的首端A的水压值。控制装置10能够根据第一压力值的大小确定主管道50的首端A的水压值是否达到清洗装置70的目标压力值,以根据第一压力值的大小调节供水装置20的出水压力,使得水清洗系统实现恒压供水。
继续参考图1,水清洗系统的工作过程中,控制装置10还可以实时获取第二压力检测装置40检测的第二压力值,其中,第二压力值可以是第一支管道61的末端B的水压值。控制装置10还可以对清洗装置70进行控制,以将第二压力值确定为该清洗装置70所连接的第二支管道62的压力值。根据流体静力学原理,在静止的、连续的同种流体内,处于同一水平面上个点的压力处处相等,当一个清洗装置70(例如第一支管道61上的A1点连接的第二支管道62对应的清洗装置70)工作时,其他清洗装置70关闭,第一支管道61的A1B管段处于静止状态,B点的压力即等于A1点的压力,即是对应的第二支管道62的压力。同理,当第i(1≤i≤n)个清洗装置70工作时,由于第一支管道61的AiB管段处于静止状态,B点的压力即等于Ai点的压力。因此在B点可测得A1至An共n个点对应的清洗装置70运行时所连接的第二支管道62的压力值。控制装置10能够根据第二压力值的大小确定各第二支管道62的压力值是否达到清洗装置70执行清洗工作的水压需求值,以根据第二压力值的大小调节清洗装置70的水压控制目标,以使水清洗系统的实现恒压供水满足执行清洗工作的压力需求。
本发明实施例的技术方案,在供水装置的出水口所连接的主管道首端设置第一压力检测装置,使得控制装置与第一压力检测装置组成水清洗系统的内环控制回路,以使控制装置根据第一压力检测装置检测的压力值控制清洗装置执行清洗工作,实现内环恒压控制;在第一支管道的末端设置第二压力检测装置,使得控制装置与第二压力检测装置组成水清洗系统的外环控制回路,以使控制装置根据第二压力检测值控制清洗装置执行清洗工作,实现内环恒压控制的压力调节。本发明实施例的技术方案,解决了现有控制方案供水压力目标值的精确度较低,且无法实现供水压力目标值的自动校准,导致控制效果及系统运行的可靠性较差的问题,实现了自动校准供水压力值,提升水清洗系统恒压控制的精确度。另外,本方案采用一个第二压力检测装置,可实现分时检测多个清洗装置执行清洗工作时的运行压力,解决了现有方案依据管道压力损耗值确定清洗装置的运行压力导致的计算失准,提升了压力检测的准确性,同时避免了为每个清洗装置设置一个压力检测装置,大大减少了压力检测装置的用量,降低了系统的复杂度及系统成本。
继续参考图1,可选地,控制装置10用于在正常工作模式下,根据第一压力检测装置30检测的第一压力值调节供水装置20的出水,以使第一压力值匹配目标压力值。
具体地,参考图1,水清洗系统的工作模式包括正常工作模式,正常工作模式时水清洗系统正常执行清洗工作的模式。在正常工作模式下,控制装置10分时控制各清洗装置70执行清洗工作。控制装置10对当前正在执行清洗工作的清洗装置70进行控制时,获取该清洗装置70对应的目标压力值,即该清洗装置70执行清洗工作时的水压值,根据目标压力值控制供水装置20的出水压力,以使供水装置20通过主管道50、第一支管道61以及清洗装置70对应的第二支管道62向清洗装置70供水,使清洗装置70能够执行清洗工作。在清洗装置70的工作过程中,控制装置10实时获取第一压力检测装置30检测的第一压力值,以确定主管道50的首端A的水压值是否达到清洗装置70的目标压力值。当第一压力值不匹配目标压力值时,控制装置10可根据第一压力值与目标压力值的差值调节供水装置20的出水压力,即调节第一压力值,直至第一压力值匹配目标压力值,使水清洗系统实现恒压供水。
参考图1,可选地,控制装置10还用于在调试工作模式下,控制清洗装置70将第一支管道61末端的压力值与一第二支管道62的压力值对应,在第二压力检测装置40检测的第二压力值与第一支管道61末端的水压需求值之差满足预设条件时调节清洗装置70的目标压力值,以使第二压力值匹配水压需求值。
可选地,调试工作模式可以是水清洗系统首次运行时执行的工作模式,或者是更换水清洗系统中的设备时执行的工作模式,或者是对水清洗系统进行定时校准或周期性校准时,水清洗系统执行的工作模式,将目标压力值调节精确后,再恢复至正常工作模式,以提升系统在正常工作模式下的清洗效果的稳定性。例如在系统有调试校准需求时,可由人工设置系统工作在调试工作模式,或设置系统在设定时间后自动切换至调试工作模式,在调试工作模式下,系统只执行一次完整的调试工作模式,即依次调试所有清洗装置70对应的目标压力值,执行完成后自动跳回正常工作模式。
继续参考图1,在调试工作模式下,控制装置10仍分时控制各清洗装置70执行清洗工作。控制装置10对当前正在执行清洗工作的清洗装置70进行控制时,获取第二压力检测装置40检测的第一支管道61末端的第二压力值,并将第二压力值确定为该清洗装置70所连接的第二支管道62的压力值。例如当第i(1≤i≤n)个清洗装置70工作时,由于第一支管道61的AiB管段处于静止状态,B点的压力即等于Ai点的压力。因此在B点可测得A1至An共n个点对应的清洗装置70运行时所连接的第二支管道62的压力值。在清洗装置70的工作过程中,控制装置10获取清洗装置70执行清洗工作的水压需求值,并实时获取第二压力值。控制装置10比较第二压力值和水压需求值,在第二压力值与水压需求值的差值满足预设条件时,例如预设条件为二者之差的绝对值大于或等于预设阈值时,对清洗装置70的目标压力值进行调节,以使控制装置10根据调节后的目标压力值控制供水装置20的出水压力,从而改变主管道50末端的第二压力值,以使第二压力值匹配水压需求值。
本发明实施例的技术方案,在供水装置的出水口所连接的主管道首端设置第一压力检测装置,使得控制装置与第一压力检测装置组成水清洗系统的内环恒压控制,通过控制装置控制主管道首端的压力值稳定在目标压力值附近;在第一支管道的末端设置第二压力检测装置,使得控制装置与第二压力检测装置组成水清洗系统的外环压力控制,通过第二压力检测装置可检测连接于同一条第一支管道的多个清洗装置对应的支管道的压力值,通过比较第二压力值和清洗装置的水压需求值之差,调整内环恒压控制的目标压力值,自动得出准确的内环目标压力值。本发明实施例的技术方案,实现了分模式运行,在正常工作模式下只进行内环恒压控制,控制第一压力值匹配目标压力值,使得内环恒压控制响应快速且灵敏,提升了内环恒压控制的稳定性和可靠性;在调试工作模式下进行双环控制,获得精确的内环压力目标值后再恢复至正常控制模式,使系统能够自动得出精确的内环控制压力目标值,降低了现场调试的工作难度,同时避免人工调试引入的误差。
可选地,参考图1,控制装置10还用于在正常工作模式下,当第二压力检测装置40检测的第二压力值与第一支管道61末端的水压需求值之差的绝对值大于第一阈值时进行报警。具体地,在正常工作模式下,系统只执行内环控制,第二压力检测装置40只作为系统正常工作时的压力监测使用,在压力异常时进行报警,系统不执行外环控制。在系统正常执行清洗时,可实时获取第二压力值,计算第二压力值与水压需求值的差值的绝对值,若该绝对值大于第一阈值(第一阈值可以是预先设置的压力值正常波动的边界值),则系统可能出现泄漏或者堵塞,造成管道损耗发生变化,此时可对系统进行报警,提高系统的可靠性。
可选地,继续参考图1,控制装置10还用于在正常工作模式下,当主管道50、第一支管道61和第二支管道62之间的管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值时进行报警,其中,管道损耗为第一压力检测装置30检测的第一压力值与第二压力检测装置40检测的第二压力值之差。具体地,根据一个清洗装置执行清洗工作时的第一压力值与第二压力值之差确定管道损耗,以根据管道损耗的变化对系统进行报警,当管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值(第二阈值可以是预先设置的管道损耗正常波动的边界值)时,管道出现主管道堵塞、泄漏或清洗装置堵塞、泄漏等情况,此时及时进行报警,以提升系统的运行可靠性。
图2是本发明实施例提供的另一种水清洗系统的结构示意图,如图2所示,可选地,清洗装置70还包括设置于第二支管道62上的阀门71,阀门71与控制装置10电连接(图2中未示出),控制装置10还用于分时控制阀门71开启,以使供水装置20通过主管道50、第一支管道61和对应的第二支管道62向清洗装置70供水。可选地,清洗装置70还包括清洗单元72,控制装置10可与清洗单元72电连接,以控制清洗单元72的工作,清洗单元72可以是用于清洗光伏电站的喷洒装置。阀门71可以是电磁阀门,控制装置10可控制阀门71开启,以使阀门71所对应的第二支管道62与第一支管道61和主管道50连通,控制装置10还可控制阀门71关闭,以使阀门71所对应的第二支管道62与第一支管道61和主管道50的连通断开。在正常工作模式和调试工作模式下,控制装置10仅控制一个阀门71开启,其他阀门71关闭,以使供水装置20通过主管道50、第一支管道61和阀门71对应的第二支管道62向清洗装置70供水,实现同一时间仅控制一个清洗装置70清洗光伏电站对应的区域。
参考图2,可选地,控制装置10控制清洗装置70连接的第二支管道62上的阀门71开启,其他阀门71关闭,以将第二压力值与清洗装置70连接的第二支管道62的压力值对应。具体地,在调试工作模式下,控制装置10仅控制一个阀门71开启,其他阀门71关闭,例如控制连接在第一支管道61上Ai(1≤i≤n)点位置连接的第二支管道62上的阀门71开启,其他阀门71关闭,根据流体静力学原理,第一支管道61的AAi管段中的液体输送至对应的清洗装置70,AiB管段中的液体处于静止状态,B点的压力即等于Ai点的压力,即是对应的第二支管道62的压力。第二压力检测装置40的设置,配合控制装置10对清洗装置70的控制,实现了分时检测多个清洗装置执行清洗工作时的运行压力。
参考图2,可选地,供水装置20包括水箱21和水泵22,水箱21的出水口连接水泵22的进水口,水泵22的出水口作为供水装置20的出水口;控制装置10与水泵22电连接,控制装置10用于控制水泵22的工作频率以调节供水装置20的出水。具体地,水箱21用于存储水源,水泵22可以将水箱21中的液体输送至主管道50,并调节其向主管道50输送液体的压力。控制装置10可以根据第一压力检测装置30检测的第一压力值调节供水装置20的工作频率,以调节水泵22的输出转速,从而实现调节供水装置20的出水口,即主管道50首端A点处的第一压力值,以使第一压力值匹配目标压力值。
继续参考图2,可选地,控制装置10包括控制器11和变频器12,变频器12用于控制水泵22的工作频率,控制器11用于根据第一压力值与清洗装置的目标压力值之差调节变频器12的输出电源频率。可选地,控制器11采用预设控制算法计算第一压力值与目标压力值的差值,并根据该差值调节变频12器的输出电源频率,其中,预设控制算法包括比例积分微分PID算法、比例积分PI算法或模糊算法。
具体地,变频器12是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备,控制器11用于控制变频器12提供给水泵22的输出电源频率,以控制水泵22的向主管道50输送液体的压力。水清洗系统在执行任一清洗单元72的清洗工作时,控制器11获取清洗单元72在主管道50中A点的目标压力值,根据目标压力值与水泵22的工作频率之间的对应关系下发控制指令至变频器12,通过变频器12输出对应频率的电源至水泵22,以使水泵22根据目标压力值向主管道50输送液体。控制器11可以采用PID算法、PI算法或模糊算法中的任意一种算法计算第一压力值与目标压力值的差值,根据该差值计算变频器12输出电源频率的调节量,从而根据该调节量向变频器12下发控制指令,通过调节变频器12的输出电源频率来调节水泵22的工作频率,以调节水泵22的输出转速,水泵22的转动在主管道50、第一支管道61和第二支管道62中形成水压,从而实现调节供水装置20的出水口,即主管道50首端A点处的第一压力值,以使第一压力值匹配目标压力值。第一压力检测装置30实时检测主管道50中A点的压力并将第一压力值反馈至控制器11,形成了内环压力控制回路,实现了水清洗系统的内环恒压控制。
图3是本发明实施例提供的另一种水清洗系统的结构示意图,如图3所示,可选地,水清洗系统包括多条第一支管道61、与对应的第一支管道61连接的至少一条第二支管道62以及与第二支管道62连接的清洗装置70,每条第一支管道61的末端均设置有第二压力检测装置40。
图3示意性地示出了水清洗系统包括两条与主管道50连通的第一支管道61,以及连接在一条第一支管道61中A11至A1n点的多条第二支管道62,以及连接在另一条第一支管道61中A21至A2n点的多条第二支管道62的情况,每条第二支管道62的末端均对应连接一清洗装置70。其中,供水装置20的出水口连接主管道50的首端A,第一压力检测装置30设置于两条主管道50的首端A,两条第一支管道61的末端B1和B2分别设置有一第二压力检测装置40。该水清洗系统可设置于分布式彩钢屋的光伏电站中,清洗过程中,控制器11通过控制各清洗单元72所对应的阀门71进行光伏电站不同区域的分时清洗,即同一时刻仅控制一个清洗单元72执行一个区域的清洗工作,一个区域的完成后控制下一清洗单元72清洗下一区域。
水清洗系统中,控制器11、变频器12、水泵22与第一压力检测装置构成内环恒压控制回路,将水泵22的出水口的第一压力值稳定在目标压力值,实现内环恒压控制;控制器11、变频器12、水泵22和设置在B1点的第二压力检测装置40构成一条外环压力控制回路,控制器11、变频器12、水泵22和设置在B2点的第二压力检测装置40构成另一条外环压力控制回路,每条外环压力控制回路将其第一支管道61末端的压力值与一第二支管道62的压力值对应,在第二压力检测装置40检测的第二压力值与第一支管道61末端的水压需求值之差满足预设条件时调节目标压力值,以使第二压力值匹配水压需求值。本实施例中,每个第二压力检测装置40与控制器11、变频器12和水泵22构成一条外环压力控制回路,设置系统包括多条第一支管道61及对应的第二支管道62和第二压力检测装置40,即可构成多个外环压力控制回路,每条外环压力控制回路与上述实施例中的控制方法相同,多个外环压力控制回路的控制分时执行,以实现和上述实施例中相同的恒压控制效果。
本发明实施例还提供了一种水清洗系统的控制方法,图4是本发明实施例提供的一种水清洗系统的控制方法的流程示意图。本发明实施例所提供的水清洗系统的控制方法,用于对本发明上述任意实施例所提供的水清洗系统进行控制。如图1所示,水清洗系统包括:控制装置10、供水装置20、第一压力检测装置30、第二压力检测装置40、主管道50、与主管道50连接的至少一条第一支管道61、与第一支管道61连接的至少一条第二支管道62以及与第二支管道62连接的清洗装置70;供水装置20的出水口连接主管道50,第一压力检测装置30设置于主管道50的首端;第二压力检测装置40设置于第一支管道61的末端;控制装置10与供水装置20、第一压力检测装置30、第二压力检测装置40电连接。水清洗系统的控制方法由控制装置10执行,相应地,如图4所示,水清洗系统的控制方法包括:
S110、根据第一压力检测装置和第二压力检测装置检测的压力值控制清洗装置执行清洗工作。
参考图1,水清洗系统的工作过程中,控制装置10可以实时获取第一压力检测装置30检测的第一压力值,其中,第一压力值可以是主管道50的首端A的水压值。控制装置10能够根据第一压力值的大小确定主管道50的首端A的水压值是否达到清洗装置70的目标压力值,以根据第一压力值的大小调节供水装置20的出水压力,使得水清洗系统实现恒压供水。
继续参考图1,水清洗系统的工作过程中,控制装置10还可以实时获取第二压力检测装置40检测的第二压力值,其中,第二压力值可以是第一支管道61的末端B的水压值。控制装置10还可以对清洗装置70进行控制,以将第二压力值确定为该清洗装置70所连接的第二支管道62的压力值。根据流体静力学原理,在静止的、连续的同种流体内,处于同一水平面上个点的压力处处相等,当一个清洗装置70(例如第一支管道61上的A1点连接的第二支管道62对应的清洗装置70)工作时,其他清洗装置70关闭,第一支管道61的A1B管段处于静止状态,B点的压力即等于A1点的压力,即是对应的第二支管道62的压力。同理,当第i(1≤i≤n)个清洗装置70工作时,由于第一支管道61的AiB管段处于静止状态,B点的压力即等于Ai点的压力。因此在B点可测得A1至An共n个点对应的清洗装置70运行时所连接的第二支管道62的压力值。控制装置10能够根据第二压力值的大小确定各第二支管道62的压力值是否达到清洗装置70执行清洗工作的水压需求值,以根据第二压力值的大小调节清洗装置70的水压控制目标,以使水清洗系统的实现恒压供水满足执行清洗工作的压力需求。
本发明实施例的技术方案,在供水装置的出水口所连接的主管道首端设置第一压力检测装置,使得控制装置与第一压力检测装置组成水清洗系统的内环控制回路,以使控制装置根据第一压力检测装置检测的压力值控制清洗装置执行清洗工作,实现内环恒压控制;在第一支管道的末端设置第二压力检测装置,使得控制装置与第二压力检测装置组成水清洗系统的外环控制回路,以使控制装置根据第二压力检测值控制清洗装置执行清洗工作,实现内环恒压控制的压力调节。本发明实施例的技术方案,解决了现有控制方案供水压力目标值的精确度较低,且无法实现供水压力目标值的自动校准,导致控制效果及系统运行的可靠性较差的问题,实现了自动校准供水压力值,提升水清洗系统恒压控制的精确度。
在上述实施例的基础上,可选地,水清洗系统的控制方法还包括:在正常工作模式下,根据第一压力检测装置检测的第一压力值调节供水装置的出水,以使第一压力值匹配目标压力值。
如图1所示,在正常工作模式下,控制装置10分时控制各清洗装置70执行清洗工作。控制装置10对当前正在执行清洗工作的清洗装置70进行控制时,获取该清洗装置70对应的目标压力值,即该清洗装置70执行清洗工作时的水压值,根据目标压力值控制供水装置20的出水压力,以使供水装置20通过主管道50、第一支管道61以及清洗装置70对应的第二支管道62向清洗装置70供水,使清洗装置70能够执行清洗工作。在清洗装置70的工作过程中,控制装置10实时获取第一压力检测装置30检测的第一压力值,以确定主管道50的首端A的水压值是否达到清洗装置70的目标压力值。当第一压力值不匹配目标压力值时,控制装置10可根据第一压力值与目标压力值的差值调节供水装置20的出水压力,即调节第一压力值,直至第一压力值匹配目标压力值,使水清洗系统实现恒压供水。
在上述实施例的基础上,可选地,水清洗系统的控制方法还包括:在调试工作模式下,控制清洗装置将第一支管道末端的压力值与一第二支管道的压力值对应,在第二压力检测装置检测的第二压力值与第一支管道末端的水压需求值之差满足预设条件时调节清洗装置的目标压力值,以使第二压力值匹配水压需求值。
参考图1,在调试工作模式下,控制装置10仍分时控制各清洗装置70执行清洗工作。控制装置10对当前正在执行清洗工作的清洗装置70进行控制时,获取第二压力检测装置40检测的第一支管道61末端的第二压力值,并将第二压力值确定为该清洗装置70所连接的第二支管道62的压力值。例如当第i(1≤i≤n)个清洗装置70工作时,由于第一支管道61的AiB管段处于静止状态,B点的压力即等于Ai点的压力。因此在B点可测得A1至An共n个点对应的清洗装置70运行时所连接的第二支管道62的压力值。在清洗装置70的工作过程中,控制装置10获取清洗装置70执行清洗工作的水压需求值,并实时获取第二压力值。控制装置10比较第二压力值和水压需求值,在第二压力值与水压需求值的差值满足预设条件时,例如预设条件为二者之差的绝对值大于或等于预设阈值时,对清洗装置70的目标压力值进行调节,以使控制装置10根据调节后的目标压力值控制供水装置20的出水压力,从而改变主管道50末端的第二压力值,以使第二压力值匹配水压需求值。
在上述实施例的基础上,可选地,水清洗系统的控制方法还包括:在正常工作模式下,当第二压力检测装置检测的第二压力值与第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值大于第一阈值时进行报警。具体地,在正常工作模式下,系统只执行内环控制,第二压力检测装置40只作为系统正常工作时的压力监测使用,在压力异常时进行报警,系统不执行外环控制。在系统正常执行清洗时,可实时获取第二压力值,计算第二压力值与水压需求值的差值的绝对值,若该绝对值大于第一阈值(第一阈值可以是预先设置的压力值正常波动的边界值),则系统可能出现泄漏或者堵塞,造成管道损耗发生变化,此时可对系统进行报警,提高系统的可靠性。
在上述实施例的基础上,可选地,水清洗系统的控制方法还包括:在正常工作模式下,当主管道50、第一支管道61和第二支管道62之间的管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值时进行报警,其中,管道损耗为第一压力检测装置30检测的第一压力值与第二压力检测装置40检测的第二压力值之差。具体地,根据一个清洗装置执行清洗工作时的第一压力值与第二压力值之差确定管道损耗,以根据管道损耗的变化对系统进行报警,当管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值(第二阈值可以是预先设置的管道损耗正常波动的边界值)时,管道出现主管道堵塞、泄漏或清洗装置堵塞、泄漏等情况,此时及时进行报警,以提升系统的运行可靠性。
图5是本发明实施例提供的一种水清洗系统在正常工作模式下的控制方法的流程示意图,本实施例在上述实施例的基础上,对水清洗系统在正常工作模式下的控制方法进行了进一步优化。可选地,参考图2,供水装置20包括水箱21和水泵22,水箱21的出水口连接水泵22的进水口,水泵22的出水口作为供水装置20的出水口;控制装置10与水泵22电连接,控制装置10用于控制水泵22的工作频率以调节供水装置20的出水;控制装置10包括控制器11和变频器12,变频器12用于控制水泵22的工作频率,控制器11用于根据第一压力值与目标压力值之差调节变频器12的输出电源频率;;相应地,参考图5,该控制方法包括:
S210、获取第一压力值和目标压力值。
如图2所示,示例性地,水清洗系统在执行任一清洗单元72的清洗工作时,通过控制器11获取第一压力检测装置检测的主管道50首端A点,即水泵22的出水口的第一压力值,以及A点的目标压力值。
S220、通过控制器采用预设控制算法计算第一压力值与目标压力值的差值,并根据该差值调节变频器的输出电源频率。
其中,预设控制算法包括比例积分微分算法、比例积分算法或模糊算法。
参考图2,控制器11根据目标压力值与水泵22的工作频率之间的对应关系下发控制指令至变频器12,通过变频器12输出对应频率的电源至水泵22,以使水泵22根据目标压力值向主管道50输送液体。控制器11可以采用PID算法、PI算法或模糊算法中的任意一种算法计算第一压力值与目标压力值的差值,根据该差值计算变频器12输出电源频率的调节量,从而根据该调节量向变频器12下发控制指令,通过调节变频器12的输出电源频率来调节水泵22的工作频率,以调节水泵22的输出转速,水泵22的转动在主管道50、第一支管道61和第二支管道62中形成水压,从而实现调节供水装置20的出水口,即主管道50首端A点处的第一压力值,以使第一压力值匹配目标压力值。
S230、重复获取当前的第一压力值,并根据第一压力值与目标压力值的差值调节变频器的输出电源频率,直至第一压力值接近目标压力值。
继续参考图2,第一压力检测装置30实时检测主管道50中A点的压力并将第一压力值反馈至控制器11,并根据第一压力值与目标压力值的差值调节变频器12的输出电源频率,直至第一压力值接近目标压力值。第一压力值接近目标压力值,示例性地,可以是第一压力值与目标压力值之差小于预设定值。
本实施例的技术方案,利用控制器、变频器、水泵与第一压力检测装置构成内环恒压控制回路,通过控制器采用预设控制算法计算第一压力值与目标压力值的差值,并根据该差值调节变频器的输出电源频率,以使第一压力值接近目标压力值,使得内环恒压控制响应快速且灵敏,提升了内环恒压控制的稳定性和可靠性。
图6是本发明实施例提供的一种水清洗系统在调试工作模式下的控制方法的流程示意图,本实施例在上述实施例的基础上,对水清洗系统在调试工作模式下的控制方法进行了进一步优化。如图6所示,该控制方法包括:
S310、获取清洗装置对应的目标压力值。
具体地,以图2所示水清洗系统为例,对本实施例进行说明。参考图2,在调试工作模式下,控制装置10仍然控制清洗装置70执行正常的清洗工作,例如控制装置10首先执行连接于第一支管道61上A1点的清洗装置70的内环目标压力值调试。控制装置10获取连接于A1点的清洗装置70的目标压力值,在系统首次运行时,该目标压力值可以是通过水力参数计算及经验公式得到的目标压力值的初始值,在系统已经运行了一段时间之后,该目标压力值可以是系统上次运行时对应的目标压力值。
S320、采用目标压力值控制清洗装置执行清洗工作。
S330、在设定时间后获取第二压力值。
具体地,参考图2,控制装置10采用上述目标压力值控制该清洗装置70执行清洗工作,即控制装置10根据目标压力值控制供水装置20的出水压力,以使供水装置20通过主管道50以及清洗装置70对应的第二支管道62向清洗装置70供水,使清洗装置70能够执行清洗工作。设定时间可以是内环恒压控制中,主管道50首端A点的第一压力值稳定在目标压力值附近所需的时间,等待设定时间后,内环恒压控制的压力稳定,控制装置10获取第二压力检测装置40检测的第一支管道61的末端B点处的第二压力值。
S340、判断第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值是否小于调节阈值。
继续参考图2,根据流体静力学原理,连接于A1点的清洗装置70工作时,其他清洗装置70关闭,第一支管道61的A1B管段处于静止状态,第二压力检测装置40检测的第一支管道61末端B点的压力即等于A1点的压力,即是对应的第二支管道62的压力。调节阈值可以是清洗装置70所允许的最大压力误差值,判断第二压力值与对应的第一支管道61末端的水压需求值之差的绝对值是否小于调节阈值,即是判断清洗装置70执行清洗工作时的实际运行压力值与水压需求值之间的差值是否小于最大压力误差值。
若第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值大于或等于调节阈值,则执行S350;若第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值小于调节阈值,则执行S360。
S350、根据第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值调节目标压力值,直到该绝对值小于调节阈值。
具体地,参考图2,若第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值大于或等于调节阈值,则说明清洗装置70执行清洗工作时的实际运行压力值与水压需求值之间误差过大,需要对清洗装置70的目标压力值进行调试,以通过改变主管道首端A点处的压力值来改变末端B点处的压力值,从而调节清洗装置70的实际运行压力值,以使第二压力值与对应的第一支管道61末端的水压需求值之差的绝对值小于调节阈值,使得清洗装置70执行清洗工作时的实际运行压力值匹配水压需求值。
示例性地,根据第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值调节目标压力值,可以是令P1’=P1+f(P差),其中,P1’为调节后的目标压力值,P1为调节前的目标压力值,f(P差)为第二压力值与水压需求值的差值,当第二压力值低于水压需求值时,f(P差)可以为正值,当第二压力值高于水压需求值时,f(P差)可以为负值。
控制装置10根据第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值调节目标压力值后,返回执行步骤S310至步骤S340,以继续判断调节后的目标压力值,是否可以使清洗装置70执行清洗工作时的实际运行压力值稳定在水压需求值附近。
S360、将目标压力值确定为清洗装置在正常工作模式下的目标压力值。
具体地,参考图2,若第二压力值与对应的第一支管道末端的水压需求值之差的绝对值小于调节阈值,则清洗装置70执行清洗工作时的实际运行压力值与水压需求值之间误差小于最大误差,第二压力值满足要求,此时可以控制当前的清洗装置70停止工作,将当前的目标压力值确定为该清洗装置70在正常工作模式下的目标压力值P1,以依据该目标压力值进行该清洗装置70的内环恒压控制。
可选地,根据调试完成后的目标压力值与第二压力值之差确定主管道、第一支管道和清洗装置对应的第二支管道之间的管道损耗。示例性地,连接于A1点的清洗装置70对应的调试后的目标压力值为P1,第二压力值为P2,A点至A1点管段的管道损耗Ps1为P1-P2。该管道损耗可用于正常工作模式下的报警,例如,在正常工作模式下,当主管道50、第一支管道61和第二支管道62之间的管道损耗与预设管道损耗之差的绝对值大于第二阈值时,控制装置可进行报警,以使工作人员及时确认管道和清洗装置的堵塞或泄漏等情况,有利于提升系统的运行可靠性。
连接于A1点的清洗装置70的目标压力值的调试工作完成后,可依据本实施例所提供的控制方法控制连接于A2点的清洗装置70执行清洗工作,并控制其他清洗装置70关闭,以对连接于A2点的清洗装置70的目标压力值进行调试调试。依次调试每一清洗装置70所对应的目标压力值,以得到连接于A1点至An点的各清洗装置70对应的目标压力值P1至Pn,作为正常模式下的内环恒压控制的目标压力值,使整个系统的压力控制更加准确。
图7是本发明实施例提供的另一种水清洗系统在调试工作模式下的控制方法的流程示意图,本实施例以上述实施例为基础,对水清洗系统在调试工作模式下的控制方法进行了详细说明。如图7所示,该控制方法包括:
S410、获取第i个清洗单元初始的目标压力值,其中,1≤i≤n,n为清洗单元的总数。
调试工作模式开始时,首先执行第1个清洗单元对应的目标压力值的调试工作。
S411、根据目标压力值下发控制指令至变频器,以使第i个清洗单元执行清洗工作。
S412、对水清洗系统进行内环恒压控制。
S413、判断当前时间是否达到内环恒压控制的稳定时间。
若当前时间达到内环恒压控制的稳定时间,则执行步骤S414;若当前时间未达到内环恒压控制的稳定时间,则执行步骤S413。
S414、获取第一支管道末端的第二压力值。
S415、计算第i个清洗单元对应的第一支管道末端的水压需求值与第二压力值之差。
S416、判断水压需求值与第二压力值之差的绝对值是否小于调节阈值。
若水压需求值与第二压力值之差的绝对值大于或等于调节阈值,则执行步骤S417;若水压需求值与第二压力值之差的绝对值小于调节阈值,则执行步骤S418。
S417、根据水压需求值与第二压力值之差和当前目标压力值,对当前目标压力值进行调节。
执行步骤S417后,返回执行步骤S411,根据调节后的目标压力值下发控制指令至变频器,以使第i个清洗单元执行清洗工作。
S418、完成第i个清洗单元的目标压力值调试,等待第i个清洗单元结束清洗工作。
S419、判断i是否小于n。
若i小于n,则执行S420;若i等于n,则控制系统结束调试工作模式,进入正常工作模式。
S420、令i=i+1。
执行步骤S420后,返回执行步骤S410,继续进行下一清洗单元的目标压力值的调试工作。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。