CN115853060A - 一种远距离高位供水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种远距离高位供水系统及其控制方法，包括控制单元、高位蓄水池、多个补水单元以及与每一个补水单元连接的多个汇水单元，补水单元包括通过加压泵和补水管道连接至高位蓄水池低位汇水池，汇水单元包括通过抽水泵和抽水管道连接至低位汇水池的水井，高位蓄水池、低位汇水池和水井分别设置有相应的水位监测装置。控制单元分别与各个水位监测装置以及加压泵和抽水泵电性连接，基于各个水位监测装置监测到的水位状态，通过控制加压泵和抽水泵的开启/关闭动作，实现对高位蓄水池和低位汇水池的补水供水的自动化控制。本发明能够解决矿区的自动化控制供水的问题，能够有效地满足矿区的生产、生活用水的需求。

Description

一种远距离高位供水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及远距离高位供水技术领域，具体涉及一种远距离高位供水系统及其控制方法。

背景技术

矿山生产工艺中水源是作为不可缺少的一部分内容。目前，绝大多数的矿区一般分布在野外，环境相对恶劣，多山且没有固定的供水管路，一般是定期从水源地运水至矿区储存使用，效率较低且存在因供水不足而影响矿区生产和生活的隐患。因此，如何实现矿区的自动化控制供水是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种远距离高位供水系统及其控制方法，以解决如何实现矿区的自动化控制供水的问题。

为了解决上述问题，本发明的一方面是提供一种远距离高位供水系统，其包括控制单元、高位蓄水池、与所述高位蓄水池连接的多个补水单元以及与每一个所述补水单元连接的多个汇水单元，所述高位蓄水池设置有第一水位监测装置；其中，

所述补水单元包括低位汇水池，所述低位汇水池通过加压泵和补水管道连接至所述高位蓄水池，所述低位汇水池设置有第二水位监测装置；

所述汇水单元包括位于所述低位汇水池周围的水井，所述水井通过抽水泵和抽水管道连接至所述低位汇水池，所述水井设置有第三水位监测装置；

所述控制单元分别与所述第一水位监测装置、第二水位监测装置、第三水位监测装置、加压泵和抽水泵电性连接；所述控制单元配置为：基于所述第一水位监测装置和所述第二水位监测装置监测到的水位状态控制所述补水单元向所述高位蓄水池补水，基于所述第二水位监测装置和所述第三水位监测装置监测到的水位状态控制所述汇水单元向所述低位汇水池补水。

具体的方案中，所述补水管道上设置有第一电控阀门，所述抽水管道上设置有第二电控阀门，所述控制单元分别与所述第一电控阀门和所述第二电控阀门电性连接。

具体的方案中，所述补水管道上还设置有第一流量计，所述抽水管道上还设置有第二流量计，所述控制单元分别与所述第一流量计和所述第二流量计电性连接。

具体的方案中，所述第一水位监测装置、所述第二水位监测装置和所述第三水位监测装置分别为超声波液位传感器。

具体的方案中，与所述高位蓄水池连接的所述补水单元的数量为4～6个，与每一个所述补水单元连接的所述汇水单元的数量为4～6个。

为了解决上述问题，本发明的另一方面是提供一种如上所述的远距离高位供水系统的控制方法，所述控制方法包括控制向所述高位蓄水池补水以及控制向所述低位汇水池补水；其中，

所述控制向所述高位蓄水池补水包括：所述控制单元基于所述第一水位监测装置确认所述高位蓄水池的水位状态，并且基于各个补水单元中的第二水位监测装置确认各个所述低位汇水池的水位，若所述高位蓄水池的水位低于第一低水位阈值并且存在水位大于第二低水位阈值的第一低位汇水池，则控制所述第一低位汇水池对应的加压泵开启，以向高位蓄水池补水；在向所述高位蓄水池补水的过程中：若任意一个所述第一低位汇水池的水位降低至所述第二低水位阈值以下，则控制该第一低位汇水池对应的加压泵关闭；若所述高位蓄水池的水位升高至第一高水位阈值，则控制所有的第一低位汇水池对应的加压泵全部关闭，停止补水；

所述控制向所述低位汇水池补水包括：对于任意一个所述补水单元的低位汇水池，所述控制单元基于所述第二水位监测装置确认所述低位汇水池的水位状态，并且基于各个汇水单元中的第三水位监测装置确认各个所述水井的水位，若所述低位汇水池的水位低于第二低水位阈值并且存在水位大于第三低水位阈值的第一水井，则控制所述第一水井对应的抽水泵开启，以向所述低位汇水池补水；在向所述低位汇水池补水的过程中：若任意一个所述第一水井的水位降低至所述第三低水位阈值以下，则控制该第一水井对应的抽水泵关闭；若所述低位汇水池的水位升高至第二高水位阈值，则控制所有的第一水井对应的抽水泵全部关闭，停止补水。

进一步地，所述控制方法还包括：对于任意一个所述补水单元：在控制对应的加压泵开启之前，先由所述控制单元控制所述第一电控阀门为打开状态；在控制对应的加压泵关闭之后，再由所述控制单元控制所述第一电控阀门为关闭状态；对于任意一个所述汇水单元：在控制对应的抽水泵开启之前，先由所述控制单元控制所述第二电控阀门为打开状态；在控制对应的抽水泵关闭之后，再由所述控制单元控制所述第二电控阀门为关闭状态。

进一步地，所述控制方法还包括：对于任意一个所述补水单元：所述控制单元基于所述第一流量计反馈的流量信息，确认所述低位汇水池和所述高位蓄水池之间是否得到有效地连通或关闭；对于任意一个所述汇水单元：所述控制单元基于所述第二流量计反馈的流量信息，确认所述水井和所述低位汇水池之间是否得到有效地连通或关闭。

本发明实施例提供的远距离高位供水系统及其控制方法，在水源地设置水井和低位汇水池，在矿区设置高位蓄水池，高位蓄水池和低位汇水池之间设置有供水管路，搭建形成了远距离高位供水系统；高位蓄水池和低位汇水池的补水动作由控制单元基于高位蓄水池、低位汇水池以及水井的水位状态自动化控制，解决矿区的自动化控制供水的问题，能够有效地满足矿区的生产、生活用水的需求。并且，控制单元可以结合到矿区的就地控制单元(Local Control Unit，LCU)中，由此本发明的供水系统及其控制方法能够适用于各类工矿企业大容量水池补水，具有运行稳定、控制灵活、人工成本投入小等优点。

附图说明

图1是本发明实施例中的远距离高位供水系统的结构框图。

具体实施方式

为了实现前述和相关目的，本发明包括下文中充分描述并且在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本发明的某些说明性方面和实施方式。然而，这些仅指示可以采用本发明原理的各种方式中的几种。当结合附图考虑时，根据本发明的以下详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得显而易见。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明实施例首先提供一种远距离高位供水系统，参阅图1，所述供水系统主要包括控制单元4、高位蓄水池1、与所述高位蓄水池1连接的多个补水单元2以及与每一个所述补水单元2连接的多个汇水单元3，所述高位蓄水池1设置有第一水位监测装置51。

其中，如图1所示，所述补水单元2包括低位汇水池21，所述低位汇水池21通过加压泵22和补水管道23连接至所述高位蓄水池1，所述低位汇水池21设置有第二水位监测装置52。

其中，如图1所示，所述汇水单元3包括位于所述低位汇水池21周围的水井31，所述水井31通过抽水泵32和抽水管道33连接至所述低位汇水池21，所述水井31设置有第三水位监测装置53。

其中，所述高位蓄水池1是设置于野外的矿区中，所述低位汇水池21和所述水井31是设置于水源地，所述高位蓄水池1的位置相对较高且与所述低位汇水池21的距离远。

其中，所述控制单元4分别与所述第一水位监测装置51、第二水位监测装置52、第三水位监测装置53、加压泵22和抽水泵32电性连接，以实现检测信号的接收以及下发控制指令。所述控制单元4配置为：基于所述第一水位监测装置51和所述第二水位监测装置52监测到的水位状态控制所述补水单元2向所述高位蓄水池1补水，基于所述第二水位监测装置52和所述第三水位监测装置53监测到的水位状态控制所述汇水单元3向所述低位汇水池2补水。

如上所述的远距离高位供水系统，其控制方法包括控制向所述高位蓄水池1补水以及控制向所述低位汇水池21补水。

具体地，所述控制向所述高位蓄水池1补水包括：所述控制单元4基于所述第一水位监测装置51确认所述高位蓄水池1的水位状态，并且基于各个补水单元2中的第二水位监测装置52确认各个所述低位汇水池21的水位，若所述高位蓄水池1的水位低于第一低水位阈值并且存在水位大于第二低水位阈值的第一低位汇水池21，则控制所述第一低位汇水池21对应的加压泵22开启，以向高位蓄水池1补水；若所述高位蓄水池1的水位达到第一低水位阈值以上，则不需要进行补水。需要说明的是，以上所述的第一低位汇水池21是指代水位大于第二低水位阈值的低位汇水池(具有足够的水量能够向高位蓄水池1补水)，区别于水位小于第二低水位阈值的其他低位汇水池。

进一步地，在以上向所述高位蓄水池1补水的过程中：若任意一个所述第一低位汇水池21的水位降低至所述第二低水位阈值以下，则控制该第一低位汇水池21对应的加压泵22关闭，由此停止该第一低位汇水池21向所述高位蓄水池1补水的动作，其他的水位还是大于所述第二低水位阈值的第一低位汇水池21还是继续向所述高位蓄水池1补水。若所述高位蓄水池1的水位升高至第一高水位阈值，则控制所有的第一低位汇水池21对应的加压泵22全部关闭，停止向所述高位蓄水池1补水。

具体地，所述控制向所述低位汇水池21补水包括：对于任意一个所述补水单元2的低位汇水池21，所述控制单元4基于所述第二水位监测装置52确认所述低位汇水池21的水位状态，并且基于各个汇水单元3中的第三水位监测装置53确认各个所述水井31的水位，若所述低位汇水池21的水位低于第二低水位阈值并且存在水位大于第三低水位阈值的第一水井31，则控制所述第一水井31对应的抽水泵32开启，以向所述低位汇水池21补水；若所述低位汇水池21的水位达到第二低水位阈值以上，则不需要进行补水。需要说明的是，以上所述的第一水井31是指代水位大于第三低水位阈值的水井(具有足够的水量能够向低位汇水池21补水)，区别于水位小于第三低水位阈值的其他水井。

进一步地，在以上向所述低位汇水池21补水的过程中：若任意一个所述第一水井31的水位降低至所述第三低水位阈值以下，则控制该第一水井31对应的抽水泵32关闭，由此停止该第一水井31向所述低位汇水池21补水的动作，其他的水位还是大于所述第三低水位阈值的第一水井31还是继续向所述低位汇水池21补水。若所述低位汇水池21的水位升高至第二高水位阈值，则控制所有的第一水井31对应的抽水泵32全部关闭，停止向所述低位汇水池21补水。

其中，所述控制单元4可以是结合到矿区的就地控制单元(Local Control Unit，LCU)中，对应于所述高位蓄水池1的第一低水位阈值和第一高水位阈值、对应于所述低位汇水池21的第二低水位阈值和第二高水位阈值以及对应于所述竖井31的第三低水位阈值分别预设于所述控制单元4中。所述第一水位监测装置51、所述第二水位监测装置52和所述第三水位监测装置53可以分别选择为超声波液位传感器。

在优选的方案中，与所述高位蓄水池1连接的所述补水单元2的数量可以设置为4～6个，与每一个所述补水单元2连接的所述汇水单元3的数量可以设置为4～6个。

在优选的方案中，如图1所示，所述远距离高位供水系统中，所述补水管道23上设置有第一电控阀门24，所述抽水管道33上设置有第二电控阀门34，所述控制单元4分别与所述第一电控阀门24和所述第二电控阀门34电性连接。所述供水系统的控制方法还包括：对于任意一个所述补水单元2：在控制对应的加压泵22开启之前，先由所述控制单元4控制所述第一电控阀门24为打开状态；在控制对应的加压泵22关闭之后，再由所述控制单元4控制所述第一电控阀门24为关闭状态。对于任意一个所述汇水单元3：在控制对应的抽水泵32开启之前，先由所述控制单元4控制所述第二电控阀门34为打开状态；在控制对应的抽水泵32关闭之后，再由所述控制单元4控制所述第二电控阀门34为关闭状态。

在优选的方案中，如图1所示，所述远距离高位供水系统中，所述补水管道23上还设置有第一流量计25，所述抽水管道33上还设置有第二流量计35，所述控制单元4分别与所述第一流量计25和所述第二流量35计电性连接。所述供水系统的控制方法还包括：对于任意一个所述补水单元2：所述控制单元4基于所述第一流量计25反馈的流量信息，确认所述低位汇水池21和所述高位蓄水池1之间是否得到有效地连通或关闭。对于任意一个所述汇水单元3：所述控制单元4基于所述第二流量计35反馈的流量信息，确认所述水井31和所述低位汇水池21之间是否得到有效地连通或关闭。

以向所述高位蓄水池1补水的过程为例：若一个所述补水单元2对应的第一电控阀门24打开并开启加压泵22以进行补水动作之后，从第一流量计25反馈的流量达到正常流量，则确认所述低位汇水池21和所述高位蓄水池1之间得到有效地连通，否则该补水线路存在异常情况，由控制单元4依次控制关闭加压泵22和第一电控阀门24，并发出异常警报以提醒工作人员排除故障。若一个所述补水单元2对应的加压泵22和第一电控阀门24依次关闭之后，从第一流量计25反馈的流量为0，则确认所述低位汇水池21和所述高位蓄水池1之间得到有效地关闭，能够正常执行停止补水的指令，否则该补水线路存在异常情况，由控制单元4发出异常警报以提醒工作人员排除故障。

综上所述，以上实施例提供的远距离高位供水系统及其控制方法，在水源地设置水井和低位汇水池，在矿区设置高位蓄水池，高位蓄水池和低位汇水池之间设置有供水管路，搭建形成了远距离高位供水系统；高位蓄水池和低位汇水池的补水动作由控制单元基于高位蓄水池、低位汇水池以及水井的水位状态自动化控制，解决矿区的自动化控制供水的问题，能够有效地满足矿区的生产、生活用水的需求。并且，该供水系统及其控制方法能够适用于各类工矿企业大容量水池补水，具有运行稳定、控制灵活、人工成本投入小等优点。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种远距离高位供水系统，其特征在于，包括控制单元、高位蓄水池、与所述高位蓄水池连接的多个补水单元以及与每一个所述补水单元连接的多个汇水单元，所述高位蓄水池设置有第一水位监测装置；其中，

所述补水单元包括低位汇水池，所述低位汇水池通过加压泵和补水管道连接至所述高位蓄水池，所述低位汇水池设置有第二水位监测装置；

所述汇水单元包括位于所述低位汇水池周围的水井，所述水井通过抽水泵和抽水管道连接至所述低位汇水池，所述水井设置有第三水位监测装置；

所述控制单元分别与所述第一水位监测装置、第二水位监测装置、第三水位监测装置、加压泵和抽水泵电性连接；所述控制单元配置为：基于所述第一水位监测装置和所述第二水位监测装置监测到的水位状态控制所述补水单元向所述高位蓄水池补水，基于所述第二水位监测装置和所述第三水位监测装置监测到的水位状态控制所述汇水单元向所述低位汇水池补水。

2.根据权利要求1所述的远距离高位供水系统，其特征在于，所述补水管道上设置有第一电控阀门，所述抽水管道上设置有第二电控阀门，所述控制单元分别与所述第一电控阀门和所述第二电控阀门电性连接。

3.根据权利要求2所述的远距离高位供水系统，其特征在于，所述补水管道上还设置有第一流量计，所述抽水管道上还设置有第二流量计，所述控制单元分别与所述第一流量计和所述第二流量计电性连接。

4.根据权利要求1所述的远距离高位供水系统，其特征在于，所述第一水位监测装置、所述第二水位监测装置和所述第三水位监测装置分别为超声波液位传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的远距离高位供水系统，其特征在于，与所述高位蓄水池连接的所述补水单元的数量为4～6个，与每一个所述补水单元连接的所述汇水单元的数量为4～6个。

6.一种如权利要求1所述的远距离高位供水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括控制向所述高位蓄水池补水以及控制向所述低位汇水池补水；其中，

所述控制向所述高位蓄水池补水包括：所述控制单元基于所述第一水位监测装置确认所述高位蓄水池的水位状态，并且基于各个补水单元中的第二水位监测装置确认各个所述低位汇水池的水位，若所述高位蓄水池的水位低于第一低水位阈值并且存在水位大于第二低水位阈值的第一低位汇水池，则控制所述第一低位汇水池对应的加压泵开启，以向高位蓄水池补水；在向所述高位蓄水池补水的过程中：若任意一个所述第一低位汇水池的水位降低至所述第二低水位阈值以下，则控制该第一低位汇水池对应的加压泵关闭；若所述高位蓄水池的水位升高至第一高水位阈值，则控制所有的第一低位汇水池对应的加压泵全部关闭，停止补水；

所述控制向所述低位汇水池补水包括：对于任意一个所述补水单元的低位汇水池，所述控制单元基于所述第二水位监测装置确认所述低位汇水池的水位状态，并且基于各个汇水单元中的第三水位监测装置确认各个所述水井的水位，若所述低位汇水池的水位低于第二低水位阈值并且存在水位大于第三低水位阈值的第一水井，则控制所述第一水井对应的抽水泵开启，以向所述低位汇水池补水；在向所述低位汇水池补水的过程中：若任意一个所述第一水井的水位降低至所述第三低水位阈值以下，则控制该第一水井对应的抽水泵关闭；若所述低位汇水池的水位升高至第二高水位阈值，则控制所有的第一水井对应的抽水泵全部关闭，停止补水。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述远距离高位供水系统中，所述补水管道上设置有第一电控阀门，所述抽水管道上设置有第二电控阀门，所述控制单元分别与所述第一电控阀门和所述第二电控阀门电性连接；所述控制方法还包括：

对于任意一个所述补水单元：在控制对应的加压泵开启之前，先由所述控制单元控制所述第一电控阀门为打开状态；在控制对应的加压泵关闭之后，再由所述控制单元控制所述第一电控阀门为关闭状态；

对于任意一个所述汇水单元：在控制对应的抽水泵开启之前，先由所述控制单元控制所述第二电控阀门为打开状态；在控制对应的抽水泵关闭之后，再由所述控制单元控制所述第二电控阀门为关闭状态。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述远距离高位供水系统中，所述补水管道上还设置有第一流量计，所述抽水管道上还设置有第二流量计，所述控制单元分别与所述第一流量计和所述第二流量计电性连接；所述控制方法还包括：

对于任意一个所述补水单元：所述控制单元基于所述第一流量计反馈的流量信息，确认所述低位汇水池和所述高位蓄水池之间是否得到有效地连通或关闭；

对于任意一个所述汇水单元：所述控制单元基于所述第二流量计反馈的流量信息，确认所述水井和所述低位汇水池之间是否得到有效地连通或关闭。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述远距离高位供水系统中，所述第一水位监测装置、所述第二水位监测装置和所述第三水位监测装置分别为超声波液位传感器。

10.根据权利要求6-9任一项所述的控制方法，其特征在于，所述远距离高位供水系统中，与所述高位蓄水池连接的所述补水单元的数量为4～6个，与每一个所述补水单元连接的所述汇水单元的数量为4～6个。

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