CN116795148A - 一种远程智能排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种远程智能排水系统，涉及排水系统技术领域，该智能排水系统包括设置在沿地下水走向的若干排水井内的排水泵，用以为排水泵提供电能的供能装置，用以储存供能装置的电能和为排水泵提供电能的蓄能装置，用以检测排水井内的实时水位的检测装置，和用以分析和控制排水系统工作的控制装置，通过检测装置对各排水井内的实时水位进行检测，以根据水位差确定各所述排水泵的工作方式的启动功率和阀的初始开度，并对地下水位置上顺序排列的若干排水井中的平均渗透率进行分析，以确定对排水泵的排水过程的分析模式，且在对应分别对单个水泵的工作模式或若干水泵的工作模式进行分析，以提高对地下水实时状况的分析精度。

Description

一种远程智能排水系统

技术领域

本发明涉及排水系统技术领域，尤其涉及一种远程智能排水系统。

背景技术

中国专利公开号：CN114740909A公开了一种变电站智能排水系统及排水方法，涉及电力设备保护技术领域。该变电站智能排水系统包括：系统控制模块，以及分别与系统控制模块相连接的数据采集模块、操作执行模块和物联网云模块；数据采集模块用于实时采集水位信号，并传送至系统控制模块；系统控制模块用于接收数据采集模块传送的水位信号，并对操作执行模块发出动作指令，同时将数据上传至物联网云模块；操作执行模块用于接收系统控制模块发出的动作指令，执行动作；物联网云模块用于存储数据，并将数据共享至终端。该发明实施例中所提供的一种变电站智能排水系统及排水方法，解决了现有排污系统排水控制不准确以及需要值班人员现场值守，费时费力的问题；由此可见，所述变电站智能排水系统及排水方法存在仅仅针对两个排水泵的情况，且仅仅只是对排水泵的启停进行控制，不能根据地下水的实时状况作出更精准的控制的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种远程智能排水系统，用以克服现有技术中仅仅针对两个排水泵的情况，且仅仅只是对排水泵的启停进行控制，不能根据地下水的实时状况作出更精准的控制的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种远程智能排水系统，其特征在于，包括：

排水泵，其设置在沿地下水走向的若干排水井内，用以将排水井内的渗透水排出；

供能装置，其与单个所述排水泵连接，用以为所述排水泵提供电能；

蓄能装置，其分别与单个所述排水泵和所述供能装置连接，用以储存所述供能装置的电能和为所述排水泵提供电能；

检测装置，其设置在所述排水井内，用以检测所述排水井内的实时水位；

控制装置，其分别与若干所述排水泵、供能装置和蓄能装置连接，所述控制装置包括用以获取所述实时水位的数据获取模块，用以对实时水位进行分析以确定所述排水泵的工作方式，用以确定所述排水井的平均渗透率和用以确定排水系统的排水效率评价值以根据所述排水效率评价值确定对所述排水泵的调整方式的数据分析模块，用以控制所述排水泵工作方式的控制执行模块。

进一步地，所述数据分析模块在预设水位条件下控制所述排水泵启动以进行排水作业，并计算水位差值，所述控制执行模块根据该水位差值与预设水位差值的比对结果确定所述排水泵的工作方式。其中预设水位条件满足所述实时水位大于预设水位阈值。

进一步地，所述数据分析模块在确定所述工作方式完成时，获取顺序排列的若干所述排水井平均渗透率，以根据该平均渗透率所处水平确定对所述排水泵的分析模式。

进一步地，所述数据分析模块在第一渗透率水平下，将单个所述排水泵的排水速率与预设排水速率进行比对，以确定单个所述排水泵的排水速率是否达标，若排水速率小于预设排水速率，所述数据分析模块确定所述排水速率不达标。

进一步地，所述数据分析模块在第二渗透率水平下，统计所有所述排水泵中未停止工作的所述排水泵的数量，并将该数量与预设数量进行比对，以根据比对结果确定排水系统的排水方式是否合格，若该数量大于预设数量，所述数据分析模块确定所述排水系统的排水方式不合格。

进一步地，所述数据分析模块在确定所述排水速率不达标和/或所述排水方式不合格时，计算所述排水系统的排水效率评价值S，设定

S＝W0/W+Q/Q0

其中，W0为预设排水速率，W为单个所述排水泵的排水速率，Q为所有所述排水泵中未停止工作的所述排水泵的数量，Q0为预设数量；

所述数据分析模块根据该整体排水效率评价值S与预设排水效率评价值的比对结果确定对所述排水泵的调整方式。

进一步地，所述数据分析模块在第一调整方式下，根据所述排水速率W与预设排水速率W0确定对所述排水泵的阀开度的调节系数Y，设定

Y＝1+(W-W0)/W

所述数据分析模块将调整后的阀开度设置为第三开度E，设定E＝Ei×Y，其中Ei为所述排水泵的初始开度。

进一步地，所述数据分析模块在第二调整方式下，根据未停止工作的所述排水泵的数量Q与排水泵总数量Qz的比值确定对所述功率的补偿系数R，设定

R＝1+Q/Qz

所述数据分析模块将调整后的所述排水泵的功率设置为P3，设定P3＝Pj×R。

进一步地，所述数据分析模块在第三调整方式下，根据所述排水效率评价值S和第二预设排水效率评价值S2确定增加所述排水泵的数量Qs，设定

Qs＝1+S/S2。

进一步地，所述数据分析模块还用以确定所述工作方式完成时，计算所述地下水的历史渗透率水平的增幅F，并根据该增幅F确定对所述排水泵的工作方式中的启动功率Pj和初始开度Ei进行补偿。。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过检测装置对各排水井内的实时水位进行检测，以根据水位差确定各所述排水泵的工作方式的启动功率和阀的初始开度，并对地下水位置上顺序排列的若干排水井中的平均渗透率进行分析，以确定对排水泵的排水过程的分析模式，且在对应分别对单个水泵的工作模式或若干水泵的工作模式进行分析，以提高对地下水实时状况的分析精度。

进一步地，本发明在分别对单个水泵或若干水泵的工作模式分析完成时，通过数据分析模块计算若干排水泵的排水效率评价值，以根据该排水效率评价值确定对所述排水泵工作方式的调整方式，提高了对排水工作的控制精度吗，从而使排水系统根据地下水的实时状况作出更精准的控制。

进一步地，本发明通过对若干排水泵的历史渗透率水平进行分析，以根据分析结果确定是否对排水泵的工作方式中对应的启动功率和阀的初始开度进行补偿，并在确定进行补偿时，根据对应的工作方式下的排水速率或所有排水泵中在第二渗透率水平下的未停止工作的排水泵的数量确定对工作方式进行补偿时的补偿系数，从而进一步提高了对排水工作的控制精度，提高了排水工作的效率。

附图说明

图1为本发明实施例远程智能排水系统的结构示意图；

图2为本发明实施例远程智能排水系统的控制装置的结构框图；

图中，1-排水泵，2-排水井，3-供能装置，4-蓄能装置，5-检测装置，6-微型PLC控制器。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，图1为本发明实施例远程智能排水系统的结构示意图；图2为本发明实施例远程智能排水系统的控制装置的结构框图。

本发明实施例远程智能排水系统，包括：

排水泵1，其设置在沿地下水走向的若干排水井2内，用以将排水井2内的渗透水排出；

供能装置3，其与单个所述排水泵1连接，用以为所述排水泵1提供电能；

蓄能装置4，其分别与单个所述排水泵1和所述供能装置3连接，用以储存所述供能装置3的电能和为所述排水泵1提供电能；

检测装置5，其设置在所述排水井内，用以检测所述排水井内的实时水位；

控制装置，其分别与若干所述排水泵、供能装置和蓄能装置连接，所述控制装置包括用以获取所述实时水位的数据获取模块，用以对实时水位进行分析的数据分析模块，用以控制所述排水泵工作方式的控制执行模块。

本发明实施例中，在地下水走向上设置若干排水井，且各排水井内均安装有排水泵和液位计，通过液位计的检测结果确定每个排水泵在启动后工作方式，且每个排水泵的启停通过远程控制终端的转换开关控制，以及远程转换开关设置有启动排水泵的水位上限值和用以停止排水泵的水位下限值。

本发明实施例的检测装置为液位计，蓄能装置为蓄电池，供能装置为太阳能电池，所述控制执行模块为微型PLC控制器6，且该微型PLC控制器6能够接入4G网络，通过4G网络将实时获取的数据传输至远程云服务器上进行分析。

具体而言，所述数据分析模块在预设水位条件下控制所述排水泵启动以进行排水作业，并计算水位差值C，所述控制执行模块根据该水位差值C与预设水位差值C0的比对结果确定所述排水泵的工作方式，

若C≤C0，所述控制执行模块确定所述排水泵以第一工作方式排水；

若C＞C0，所述控制执行模块确定所述排水泵以第二工作方式排水；

其中，预设水位条件满足所述实时水位大于预设水位阈值，第一工作方式满足所述排水泵的启动功率为P1且所述排水泵的排水阀的初始开度为第一开度E1，第二工作方式满足所述排水泵的启动功率为P2且所述排水泵的排水阀的初始开度为第二开度E2，设定P1＜P2，第一开度＜第二开度。

本发明实施例中，预设水位阈值的取值为排水井深度的1/3。

具体而言，所述数据分析模块在确定所述工作方式完成时，获取顺序排列的若干所述排水井平均渗透率P，以根据该平均渗透率所处水平确定对所述排水泵的分析模式；

若所述平均渗透率为第一渗透率水平，所述数据分析模块对单个所述排水泵的排水速率是否达标进行分析；

若所述平均渗透率为第二渗透率水平，所述数据分析模块对所有所述所述排水泵是否在预设时长t内排水完成并停止工作进行分析；

其中，第一渗透率水平满足平均渗透率小于等于预设渗透率，第二渗透率水平满足平均渗透率大于预设渗透率，且预设渗透率为若干所述排水井的历史数据的均值。

具体而言，所述数据分析模块在第一渗透率水平下，将单个所述排水泵的排水速率W与预设排水速率W0进行比对，以确定单个所述排水泵的排水速率是否达标；

若W＜W0，所述数据分析模块确定所述排水速率不达标；

若W≥W0，所述数据分析模块确定所述排水速率达标。

本发明实施例中，所述排水速率为单位时间内排水量与单位时间的比值，预设排水速率的取值为所述排水泵的额定功率P_额/2对应的单位时间内的排水量与单位时间的比值。

具体而言，所述数据分析模块在第二渗透率水平下，统计所有所述排水泵中未停止工作的所述排水泵的数量Q，并将该数量Q与预设数量Q0进行比对，以根据比对结果确定排水系统的排水方式是否合格；

若Q≤Q0，所述数据分析模块确定所述排水系统的排水方式合格；

若Q＞Q0，所述数据分析模块确定所述排水系统的排水方式不合格。

本发明实施例中，预设数量的取值为百分之5％的排水泵总量。

具体而言，所述数据分析模块在确定所述排水速率不达标和/或所述排水方式不合格时，计算所述排水系统的排水效率评价值S，设定

S＝W0/W+Q/Q0

并根据该整体排水效率评价值S与预设排水效率评价值的比对结果确定对所述排水泵的调整方式，其中预设排水效率评价值包括第一预设排水效率评价值S1和第二预设排水效率评价值S2，设定S1＜S2，

若S≤S1，所述数据分析模块确定所述调整方式为第一调整方式；

若S1＜S≤S2，所述数据分析模块确定所述调整方式为第二调整方式；

若S＞S2，所述数据分析模块确定所述调整方式为第三调整方式；

其中，第一调整方式为对所述排水泵的阀开度进行调整，第二调整方式为对所述排水泵的功率进行调整，第三调整方式为对所述排水泵的数量进行调整。

本发明实施例中，第一预设排水效率评价值的取值为1.5，第二预设排水效率评价值的取值为1.75。

具体而言，所述数据分析模块在第一调整方式下，根据所述排水速率W与预设排水速率W0确定对所述排水泵的阀开度的调节系数Y，设定

Y＝1+(W-W0)/W

所述数据分析模块将调整后的阀开度设置为第三开度E，设定E＝Ei×Y，其中Ei为所述排水泵的初始开度，i为一或二。

具体而言，所述数据分析模块在第二调整方式下，根据未停止工作的所述排水泵的数量Q与排水泵总数量Qz的比值确定对所述功率的补偿系数R，设定

R＝1+Q/Qz

所述数据分析模块将调整后的所述排水泵的功率设置为P3，设定P3＝Pj×R，其中j为1或2。

具体而言，所述数据分析模块在第三调整方式下，根据所述排水效率评价值S和第二预设排水效率评价值S2确定增加所述排水泵的数量Qs，设定

Qs＝1+S/S2。

具体而言，所述数据分析模块还用以确定所述工作方式完成时，计算所述地下水的历史渗透率水平的增幅F，并根据该增幅F确定对所述排水泵的工作方式中的启动功率Pj和初始开度Ei进行补偿，

若F≤F1，所述数据分析模块确定补偿后的启动功率为Pb，设定Pb＝Pj×(F1/100％)，确定补偿后的初始开度为Eb，设定Eb＝Ei×(F1/100％)；

若F＞F1，所述数据分析模块确定补偿后的启动功率为Pb，设定Pb＝Pj×(F/100％)，确定补偿后的初始开度为Eb，设定Eb＝Ei×(F/100％)。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远程智能排水系统，其特征在于，包括：

排水泵，其设置在沿地下水走向的若干排水井内，用以将排水井内的渗透水排出；

供能装置，其与单个所述排水泵连接，用以为所述排水泵提供电能；

蓄能装置，其分别与单个所述排水泵和所述供能装置连接，用以储存所述供能装置的电能和为所述排水泵提供电能；

检测装置，其设置在所述排水井内，用以检测所述排水井内的实时水位；

控制装置，其分别与若干所述排水泵、供能装置和蓄能装置连接，所述控制装置包括用以获取所述实时水位的数据获取模块，用以对实时水位进行分析以确定所述排水泵的工作方式，用以确定所述排水井的平均渗透率和用以确定排水系统的排水效率评价值以根据所述排水效率评价值确定对所述排水泵的调整方式的数据分析模块，用以控制所述排水泵工作方式的控制执行模块。

2.根据权利要求1所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在预设水位条件下控制所述排水泵启动以进行排水作业，并计算水位差值，所述控制执行模块根据该水位差值与预设水位差值的比对结果确定所述排水泵的工作方式。其中预设水位条件满足所述实时水位大于预设水位阈值。

3.根据权利要求2所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在确定所述工作方式完成时，获取顺序排列的若干所述排水井平均渗透率，以根据该平均渗透率所处水平确定对所述排水泵的分析模式。

4.根据权利要求3所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在第一渗透率水平下，将单个所述排水泵的排水速率与预设排水速率进行比对，以确定单个所述排水泵的排水速率是否达标，若排水速率小于预设排水速率，所述数据分析模块确定所述排水速率不达标。

5.根据权利要求4所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在第二渗透率水平下，统计所有所述排水泵中未停止工作的所述排水泵的数量，并将该数量与预设数量进行比对，以根据比对结果确定排水系统的排水方式是否合格，若该数量大于预设数量，所述数据分析模块确定所述排水系统的排水方式不合格。

6.根据权利要求5所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在确定所述排水速率不达标和/或所述排水方式不合格时，计算所述排水系统的排水效率评价值S，设定

S＝W0/W+Q/Q0

其中，W0为预设排水速率，W为单个所述排水泵的排水速率，Q为所有所述排水泵中未停止工作的所述排水泵的数量，Q0为预设数量；

所述数据分析模块根据该整体排水效率评价值S与预设排水效率评价值的比对结果确定对所述排水泵的调整方式。

7.根据权利要求6所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在第一调整方式下，根据所述排水速率W与预设排水速率W0确定对所述排水泵的阀开度的调节系数Y，设定

Y＝1+(W-W0)/W

所述数据分析模块将调整后的阀开度设置为第三开度E，设定E＝Ei×Y，其中Ei为所述排水泵的初始开度。

8.根据权利要求7所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在第二调整方式下，根据未停止工作的所述排水泵的数量Q与排水泵总数量Qz的比值确定对所述功率的补偿系数R，设定

R＝1+Q/Qz

所述数据分析模块将调整后的所述排水泵的功率设置为P3，设定P3＝Pj×R。

9.根据权利要求8所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块在第三调整方式下，根据所述排水效率评价值S和第二预设排水效率评价值S2确定增加所述排水泵的数量Qs，设定

Qs＝1+S/S2。

10.根据权利要求9所述的远程智能排水系统，其特征在于，所述数据分析模块还用以确定所述工作方式完成时，计算所述地下水的历史渗透率水平的增幅F，并根据该增幅F确定对所述排水泵的工作方式中的启动功率Pj和初始开度Ei进行补偿。