CN117251000B - 液位控制方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种液位控制方法、系统、设备及介质，通过液位计算模块获取进水侧液位的第一变化幅度、出水侧液位的第二变化幅度、水池容器的等效液位，并与相应的预设参数进行比较，从而确定如何预判进水口的目标进水流量，以通过液位控制模块调节进水口的进水流量，实现了水池容器需要的进水量的预判，降低了水池容器的液位控制难度。
Description
技术领域
本申请涉及液位控制技术领域，具体涉及一种液位控制方法、系统、设备及介质。
背景技术
自来水的水源厂，也称作引水厂，是负责从江水、河水、井水等水源中取水，将取得的水在水池容器中进行预处理，然后送到自来水厂。自来水厂对水进行进一步的净化处理，以满足人们的日常生活用水需求。
然而，在水池容器中预处理后的出水流量受下游用水、外排污泥等环节的影响，例如在下游用水量发生变化，或者水源厂启动排泥程序时，水池容器的出水流量会发生变化，从而改变水池容器的液位，使得水池容器需要的进水量难以预判，增加了水池容器的液位控制难度。
发明内容
本申请的实施例提供了一种液位控制方法、系统、设备及介质，旨在实现水池容器需要的进水量的预判，从而降低液位控制难度。
第一方面，本申请的实施例提供了一种液位控制方法，应用于水源厂的液位控制系统，液位控制系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、液位控制模块、液位计算模块，第一数据采集模块设置于水源厂的水池容器的进水侧，第二数据采集模块设置于水源厂的水池容器的出水侧，进水侧连通水源厂的进水口，第一数据采集模块、第二数据采集模块分别与液位控制模块通信连接，液位控制模块与液位计算模块通信连接，所述液位控制方法包括：
第一数据采集模块获取进水侧的进水侧液位，以及第二数据采集模块获取出水侧的出水侧液位；
液位计算模块确定所述进水侧液位的第一变化幅度、所述出水侧液位的第二变化幅度；
液位计算模块基于所述进水侧液位和所述出水侧液位，确定水池容器的等效液位；
液位计算模块基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量；
液位控制模块按照所述目标进水流量，对进水口的进水流量进行控制。
在本申请的一些实施例中，所述液位计算模块基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量，包括：
在所述第一变化幅度小于或等于所述第一幅度阈值，所述第二变化幅度小于或等于所述第二幅度阈值，且所述等效液位未处于所述预设液位范围时，液位计算模块获取所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值；
若所述等效液位大于所述预设液位范围的最大值，液位计算模块基于所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述等效液位小于所述预设液位范围的最小值，液位计算模块基于所述差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
在本申请的一些实施例中，所述液位计算模块基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量，包括：
在所述第一变化幅度大于所述第一幅度阈值，或者所述第二变化幅度大于所述第二幅度阈值时，液位计算模块获取所述等效液位的增大速率；
液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量。
在本申请的一些实施例中，所述液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，包括：
在所述等效液位处于所述预设液位范围时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于第三幅度阈值；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位，确定所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块将进水口的当前进水流量作为所述目标进水流量。
在本申请的一些实施例中，所述液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，还包括：
在所述等效液位大于所述预设液位范围的最大值时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于所述第三幅度阈值；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率大于零，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位、所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率小于零，液位计算模块获取所述增大速率与预设时长的乘积，检测所述乘积与所述等效液位之和是否大于所述预设标准液位，若所述乘积与所述等效液位之和大于所述预设标准液位，基于所述增大速率、所述等效液位、所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块获取所述差值，基于所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
在本申请的一些实施例中，所述液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，还包括：
在所述等效液位小于所述预设液位范围的最小值时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于所述第三幅度阈值；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率大于零，液位计算模块获取所述增大速率与预设时长的乘积，检测所述乘积与所述等效液位之和是否大于所述预设标准液位，若所述乘积与所述等效液位之和大于所述预设标准液位，基于所述增大速率、所述等效液位、所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率小于零，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位、所述差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块获取所述差值，基于所述差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
在本申请的一些实施例中，所述第一数据采集模块获取进水侧的进水侧液位，以及第二数据采集模块获取出水侧的出水侧液位，包括：
液位计算模块获取水源厂中多个水池容器的水平截面的面积；
液位计算模块将各水池容器的水平截面的面积在多个水池容器的水平截面的总面积中的占比，作为水池容器的液位权重；
第一数据采集模块采用所述液位权重，对多个水池容器的进水侧的测量液位进行加权求和，得到所述进水侧液位；
第二数据采集模块采用所述液位权重，对多个水池容器的出水侧的测量液位进行加权求和，得到所述出水侧液位。
第二方面，本申请的实施例提供了一种液位控制系统，液位控制系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、液位控制模块、液位计算模块，第一数据采集模块设置于水源厂的水池容器的进水侧，第二数据采集模块设置于水源厂的水池容器的出水侧，进水侧连通水源厂的进水口，第一数据采集模块、第二数据采集模块分别与液位控制模块通信连接，液位控制模块与液位计算模块通信连接，
第一数据采集模块，用于获取进水侧的进水侧液位；
第二数据采集模块，用于获取出水侧的出水侧液位；
液位计算模块，用于确定所述进水侧液位的第一变化幅度、所述出水侧液位的第二变化幅度，基于所述进水侧液位和所述出水侧液位，确定水池容器的等效液位，基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量；
液位控制模块，用于按照所述目标进水流量，对进水口的进水流量进行控制。
第三方面，本申请的实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现上述任一项所述的液位控制方法。
第四方面，本申请的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行上述任一项所述的液位控制方法中的步骤。
本申请的实施例的有益效果：
在本申请的实施例中，通过液位计算模块获取进水侧液位的第一变化幅度、出水侧液位的第二变化幅度、水池容器的等效液位，并与相应的预设参数进行比较，从而确定如何预判进水口的目标进水流量，以通过液位控制模块调节进水口的进水流量，实现了水池容器需要的进水量的预判，降低了水池容器的液位控制难度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例中的水源厂的一个实施例示意图；
图2是本申请实施例中的水池容器的一种示意图；
图3是本申请实施例中的水池容器的另一种示意图；
图4是本申请实施例中液位控制方法的一个实施例流程示意图；
图5是本申请实施例提供的液位控制系统的一个实施例结构示意图；
图6是本申请实施例中提供的电子设备的一个实施例终端结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
首先，介绍本申请实施例中的水源厂。
参照图1，示出了水源厂的一个实施例示意图。水源厂中一般包括取水设施（包括取水口、取水设备、管道等，以从水源中提取水）、水池容器（通常是沉淀池，主要用来去除水中的大颗粒杂质，如树叶、泥沙等，以初步净化水质）。其中，取水设备一般为取水泵（多台取水泵称为取水泵组），取水泵的运行是其中的一个重要部分，相关技术中，一般都是由人工基于控制取水泵进行启停等操作，以控制进水流量。
在图1中，水源厂包括至少一个水池容器。多台（m台）取水泵从水源将水抽入，通过一根进水管道的进水口分别送入各水池容器，即进水过程。水源厂一般设有至少一个（n个）的水池容器，将水中泥沙沉淀后通过另一根出水管道的出水口送出，即出水过程。出水管道一般使用送水泵或者自流的方式让水进入下一个环节。
以水池容器为沉淀池举例，沉淀池一般采用自然沉淀，有部分水源厂会添加矾等絮凝剂，使水中泥沙沉淀。沉淀池包括进水侧和出水侧，进水侧连通进水管道的进水口，出水侧连通出水管道的出水口。
当水源厂运行时，沉淀池进水侧和出水侧的水位是不同的。例如图2中所示，为进水流量，/>为进水侧的测量液位，/>为出水侧的测量液位，可通过相应的数据采集模块（即检测仪器）测量得到。当进水量较小、有出水的时候，会检测到/>先下降，一段时间后可以检测到/>下降。水源厂的控制要求是保持沉淀池液位控制在预设液位范围以内，该预设液位范围设定为/>是沉淀池控制液位上限，/>是沉淀池控制液位下限。
由于沉淀池的出水量包括了出水管的流量和排泥出水量，若直接进行测量，需要安装大量的流量设备，在实际的水源厂中，基于成本原因以及安装难度太大，基本都不会设置，因此本申请实施例根据进水侧和出水侧的液位变化来预测相对的出水量。
当下游用水量发生变化，或者是水源厂启动排泥程序时，均会造成出水量的变化，此时需要对进水口的进水流量进行调节，以使沉淀池的液位维持在预设液位范围内。
此外，在实际的水源厂中，沉淀池的局部可能并不是标准的平面。例如图3中所示，沉淀池底部设置有多个凸起。但在本申请实施例中，沉淀池的有效液位范围内基本都是规则形体，因此可以将其转换为等效的标准形体进行相关分析和计算。
接下来，介绍本申请实施例提供的液位控制方法，液位控制方法应用于水源厂的液位控制系统。
本申请实施例液位控制方法的实施例中以液位控制系统作为执行主体，液位控制系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、液位控制模块、液位计算模块，第一数据采集模块设置于水源厂的水池容器的进水侧，第二数据采集模块设置于水源厂的水池容器的出水侧，进水侧连通水源厂的进水口，第一数据采集模块、第二数据采集模块分别与液位控制模块通信连接，液位控制模块与液位计算模块通信连接，液位控制模块还与取水设备连接。为了简化与便于描述，后续方法实施例中将省略该执行主体。
请参阅图4，图4为本申请实施例中提供的液位控制方法的一个实施例流程示意图，该液位控制方法包括：
401、第一数据采集模块获取进水侧的进水侧液位，以及第二数据采集模块获取出水侧的出水侧液位；
在本申请的实施例中，由于各水池容器均通过一根进水管道和一根出水管道连通，因此其不同水池容器的液位变化趋势基本一致，这样，可以选择其中一个水池容器或者多个水池容器进行液位监测，从而得到进水侧的进水侧液位，以及出水侧的出水侧液位。
在一些实施例中，以单个水池容器的液位监测为例，可将该水池容器的进水侧的测量液位作为进水侧液位，以及将该水池容器的出水侧的测量液位作为出水侧液位。
在一些实施例中，以多个水池容器的液位监测为例，获取进水侧的进水侧液位，以及出水侧的出水侧液位，可以包括：获取水源厂中多个水池容器的水平截面的面积，需要说明的是，对于规则形状的水池容器，单个水池容器的不同水平截面的面积一般相等；将各水池容器的水平截面的面积在多个水池容器的水平截面的总面积中的占比，作为水池容器的液位权重；采用液位权重，对多个水池容器的进水侧的测量液位进行加权求和，得到进水侧液位；采用液位权重，对多个水池容器的出水侧的测量液位进行加权求和，得到出水侧液位。可以看出，这样可将多个水池容器转换为单个水池容器，计算得到的进水侧液位、出水侧液位更加准确。进水侧液位的公式示例如下：
出水侧液位的公式示例如下：
其中，k为进行液位监测的水池容器的数量，k≤n，n为水源厂中的水池容器的总数量。对于第i个水池容器，其进水侧的测量液位为，出水侧的测量液位为/>，液位测量的位置的水平截面的面积是/>。
402、液位计算模块确定进水侧液位的第一变化幅度、出水侧液位的第二变化幅度；
在本申请的实施例中，跟踪记录水池容器的进水侧液位和出水侧液位/>的数据，从而计算得到进水侧液位的第一变化幅度/>，出水侧液位的第二变化幅度/>，单位均为m/s。第一变化幅度和第二变化幅度的取值为非负数，以第一变化幅度为例，在进水侧液位增大时，第一变化幅度为进水侧液位的增大幅度，在进水侧液位减小时，第一变化幅度为进水侧液位的减小幅度。
403、液位计算模块基于进水侧液位和出水侧液位，确定水池容器的等效液位；
在本申请的实施例中，由于进水侧和出水侧往往是在水池容器的相对侧，因此可将进水侧液位和出水侧液位的平均值，作为水池容器的等效液位。
404、液位计算模块基于第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量；
在本申请的实施例中，具体是基于第一变化幅度与第一幅度阈值之间的大小关系、第二变化幅度与第二幅度阈值之间的大小关系、等效液位与预设液位范围之间的大小关系，来确定如何计算进水口的目标进水流量。其中，第一幅度阈值记为，第二幅度阈值记为/>，预设液位范围为/>。第一幅度阈值和第二幅度阈值的取值接近于0，但可根据水池容器的实际大小和液位来预先设定。
在一实施例中，步骤504可以包括：在第一变化幅度小于或等于第一幅度阈值，第二变化幅度小于或等于第二幅度阈值，且等效液位未处于预设液位范围时，获取等效液位与预设液位范围中的预设标准液位之间的差值的绝对值；若等效液位大于预设液位范围的最大值，基于差值的绝对值，确定小于进水口的当前进水流量的目标进水流量；若等效液位小于预设液位范围的最小值，基于差值的绝对值，确定大于进水口的当前进水流量的目标进水流量。
具体地，（1）：在第一变化幅度小于或等于第一幅度阈值，第二变化幅度小于或等于第二幅度阈值时，表明当前液位波动较小，液位数据在一个稳定的范围内，进水侧液位和出水侧液位会保持相对稳定。
（1.1）：此时，若等效液位大于预设液位范围的最大值（即），说明目前的等效液位过高，需要降低进水口的进水流量，以降低水池容器的液位。设定在预设时长/>以内，需要将等效液位降低到预设液位范围中的预设标准液位/>。设等效液位/>到/>的水容量是V立方米，/>，S为水池容器的水平截面的面积，那么，目标进水流量/>为：
为进水口的当前进水流量。当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为进水口原始的当前进水流量/>。
（1.2）：若等效液位小于预设液位范围的最小值（即），说明目前的等效液位过低，需要降低增大进水口的进水流量，以提高水池容器的液位。设定在预设时长/>以内，需要将等效液位降低到预设液位范围中的预设标准液位/>。设等效液位/>到/>的水容量是V立方米，/>，S为水池容器的水平截面的面积，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为进水口原始的当前进水流量。
（1.3）：若等效液位处于预设液位范围，直接将进水口的当前进水流量作为目标进水流量/>，即维持进水口的当前进水流量不变。
在一实施例中，步骤504可以包括：在第一变化幅度大于第一幅度阈值，或者第二变化幅度大于第二幅度阈值时，获取等效液位的增大速率，/>可取正值、负值或零；基于等效液位与预设液位范围之间的比较、增大速率，确定目标进水流量。其中，增大速率/>的公式如下：
具体地，（2）：在第一变化幅度大于第一幅度阈值，或者第二变化幅度大于第二幅度阈值时，表明当前液位波动较大，因此可获取等效液位的增大速率，以判断水池容器中的水容量的变化趋势，然后基于增大速率，确定目标进水流量，以使在预设时长/>以内，水池容器的等效液位能够处于预设液位范围。
在进一步的实施例中，基于等效液位与预设液位范围之间的比较、增大速率，确定目标进水流量，可以包括：在等效液位处于预设液位范围时，检测增大速率的绝对值是否大于第三幅度阈值；若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，基于增大速率、等效液位，确定目标进水流量；若增大速率的绝对值小于或等于第三幅度阈值，将进水口的当前进水流量作为目标进水流量。
具体地，（2.1）：在等效液位处于预设液位范围时，虽然液位出现了波动，但是目前整体水容量是合格的，因此若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值（即），表明水池容器的水容量正在提升或减少。例如若增大速率还大于零，表明水池容器的水容量正在提升，液位将上涨，因此需要减少进水口的进水流量，以保证水池容器中的水平衡。又例如，若增大速率还小于零，表明水池容器的水容量正在减少，液位将下降，因此需要增大进水口的进水流量，以保证水池容器中的水平衡。此时，目标进水流量/>可以是
若增大速率的绝对值小于或等于第三幅度阈值，直接将进水口的当前进水流量作为目标进水流量/>，即维持进水口的当前进水流量不变。
在进一步的实施例中，基于等效液位与预设液位范围之间的比较、增大速率，确定目标进水流量，还可以包括：在等效液位大于预设液位范围的最大值时，检测增大速率的绝对值是否大于第三幅度阈值；若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率大于零，基于增大速率、等效液位、等效液位与预设液位范围中的预设标准液位之间的差值的绝对值，确定小于进水口的当前进水流量的目标进水流量；若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率小于零，获取增大速率与预设时长的乘积，检测乘积与等效液位之和是否大于预设标准液位，若乘积与等效液位之和大于预设标准液位，基于增大速率、等效液位、差值的绝对值，确定小于进水口的当前进水流量的目标进水流量；若增大速率的绝对值小于或等于第三幅度阈值，获取差值的绝对值，基于差值的绝对值，确定小于进水口的当前进水流量的目标进水流量。
具体地，（2.2）：在等效液位大于预设液位范围的最大值时，表明当前液位较高，若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率大于零，表明水池容器的水容量正在提升，液位将上涨，因此需要减少进水口的进水流量，以保证水池容器中的水平衡。设定在预设时长以内，需要将等效液位降低到预设液位范围中的预设标准液位。设等效液位/>到/>的水容量是V立方米，/>，S为水池容器的水平截面的面积，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为。
若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率小于零，表明水池容器的水容量正在减少，液位将下降，因此需要增大进水口的进水流量，以保证水池容器中的水平衡。设定在预设时长以内，需要将等效液位降低到预设液位范围中的预设标准液位。此时需要判断当前的增大速率能否满足要求：
若，判定在预设时长/>内可以将等效液位降低至预设标准液位，因此在等效液位达到预设标准液位之前不用调整目标进水流量。
若，判定在预设时长/>内无法将等效液位降低至预设标准液位。设等效液位/>到/>的水容量是V立方米，/>，S为水池容器的水平截面的面积，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为。
若增大速率的绝对值小于或等于第三幅度阈值，表明液位变化的速率可以保证水池容器中的水容量稳定。此时首先要减少进水口的进水流量，待等效液位降低到预设标准液位时，恢复为原先的进水流量。设定在预设时长以内，需要将等效液位降低到预设液位范围中的预设标准液位/>，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为进水口原始的当前进水流量。
在进一步的实施例中，基于等效液位与预设液位范围之间的比较、增大速率，确定目标进水流量，还可以包括：在等效液位小于预设液位范围的最小值时，检测增大速率的绝对值是否大于第三幅度阈值；若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率大于零，获取增大速率与预设时长的乘积，检测乘积与等效液位之和是否大于预设标准液位，若乘积与等效液位之和大于预设标准液位，基于增大速率、等效液位、等效液位与预设液位范围中的预设标准液位之间的差值的绝对值，确定大于进水口的当前进水流量的目标进水流量；若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率小于零，基于增大速率、等效液位、差值的绝对值，确定大于进水口的当前进水流量的目标进水流量；若增大速率的绝对值小于或等于第三幅度阈值，获取差值的绝对值，基于差值的绝对值，确定大于进水口的当前进水流量的目标进水流量。
具体地，（2.3）：在等效液位小于预设液位范围的最小值时，表明当前液位较高，若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率大于零，表明水池容器的水容量正在提升，液位将上涨，因此需要减少进水口的进水流量，以保证水池容器中的水平衡。设定在预设时长以内，需要将等效液位提升到预设液位范围中的预设标准液位/>。此时需要判断当前的增大速率能否满足要求：
若，判定在预设时长/>内可以将等效液位提升至预设标准液位，因此在等效液位达到预设标准液位之前不用调整目标进水流量。
若，判定在预设时长/>内无法将等效液位提升至预设标准液位。设等效液位/>到/>的水容量是V立方米，/>，S为水池容器的水平截面的面积，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为。
若增大速率的绝对值大于第三幅度阈值，且增大速率小于零，表明水池容器的水容量正在减少，液位将下降，因此需要增大进水口的进水流量，以保证水池容器中的水平衡。设定在预设时长以内，需要将等效液位提升到预设液位范围中的预设标准液位。设等效液位/>到/>的水容量是V立方米，/>，S为水池容器的水平截面的面积，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为。
若增大速率的绝对值小于或等于第三幅度阈值，表明液位变化的速率可以保证水池容器中的水容量稳定。此时首先要增加进水口的进水流量，待等效液位提升到预设标准液位时，恢复为原先的进水流量。设定在预设时长以内，需要将等效液位提升到预设液位范围中的预设标准液位/>，那么，目标进水流量/>为：
当等效液位达到预设标准液位后，再将目标进水流量恢复为进水口原始的当前进水流量。
405、液位控制模块按照目标进水流量，对进水口的进水流量进行控制。
在本申请的实施例中，在得到目标进水流量后，液位控制模块对进水口处的取水设备进行控制，从而改变进水口的进水流量，将进水口的进水流量调节至目标进水流量，以保证水池容器中的水平衡。
在本申请实施例公开的液位控制方法中，通过液位计算模块获取进水侧液位的第一变化幅度、出水侧液位的第二变化幅度、水池容器的等效液位，并与相应的预设参数进行比较，从而确定如何预判进水口的目标进水流量，以通过液位控制模块调节进水口的进水流量，实现了水池容器需要的进水量的预判，降低了水池容器的液位控制难度。
可以看出，本申请实施例建立了一套适用于水源厂取水控制所需要供水流量的模型，用于简化液位控制系统、沉淀池等预处理系统的物理模型，用来计算和衡量有入水、出水的水池容器的水平衡过程。计算出的目标进水流量，能够保证水池容器的液位的持续稳定，确保预处理的效果，使得水源厂的出水更加稳定，避免对后续自来水厂的水处理造成影响，并且还可减少人工参与，提升水源厂的智能化程度，为水源厂实现少人值守创造了有利的条件。
为了更好地实施本申请实施例中液位控制方法，在液位控制方法的基础之上，本申请实施例中还提供一种液位控制系统，如图5所示，液位控制系统500包括第一数据采集模块501、第二数据采集模块502、液位控制模块503、液位计算模块504、取水设备505，第一数据采集模块501设置于水源厂的水池容器的进水侧，第二数据采集模块502设置于水源厂的水池容器的出水侧，进水侧连通水源厂的进水口，第一数据采集模块501、第二数据采集模块502分别与液位控制模块503通信连接，液位控制模块503与液位计算模块504通信连接，
第一数据采集模块501，用于获取进水侧的进水侧液位；
第二数据采集模块502，用于获取出水侧的出水侧液位；
液位计算模块504，用于确定进水侧液位的第一变化幅度、出水侧液位的第二变化幅度，基于进水侧液位和出水侧液位，确定水池容器的等效液位，基于第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量；
液位控制模块503，用于按照目标进水流量，对进水口的进水流量进行控制。
除了上述液位控制方法与系统之外，本申请实施例还提供一种电子设备，其集成了本申请实施例所提供的任一种液位控制系统，电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储于存储器中，并配置为由处理器执行上述液位控制方法的任一实施例中的步骤。
本申请实施例还提供一种电子设备，其集成了本申请实施例所提供的任一种液位控制系统。如图6所示，其示出了本申请实施例所涉及的电子设备的结构示意图，具体来讲：
该电子设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器601、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储单元602、电源603和输入单元604等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
处理器601是该电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储单元602内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储单元602的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。可选的，处理器601可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器601可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器601中。
存储单元602可用于存储软件程序以及模块，处理器601通过运行存储在存储单元602的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储单元602可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储单元602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储单元602还可以包括存储器控制器，以提供处理器601对存储单元602的访问。
电子设备还包括给各个部件供电的电源603，优选的，电源603可以通过电源管理系统与处理器601逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源603还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
该电子设备还可包括输入单元604，该输入单元604可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。
尽管未示出，电子设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本申请实施例中，电子设备中的处理器601会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储单元602中，并由处理器601来运行存储在存储单元602中的应用程序，从而实现本申请实施例所提供的任一种液位控制方法中的步骤。
为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取记忆体（RAM，Random AccessMemory）、磁盘或光盘等。该计算机可读存储介质中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种液位控制方法中的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种液位控制方法、系统、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (7)
1.一种液位控制方法，其特征在于，应用于水源厂的液位控制系统，液位控制系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、液位控制模块、液位计算模块，第一数据采集模块设置于水源厂的水池容器的进水侧，第二数据采集模块设置于水源厂的水池容器的出水侧，进水侧连通水源厂的进水口，第一数据采集模块、第二数据采集模块分别与液位控制模块通信连接，液位控制模块与液位计算模块通信连接，所述液位控制方法包括：
第一数据采集模块获取进水侧的进水侧液位，以及第二数据采集模块获取出水侧的出水侧液位；
液位计算模块确定所述进水侧液位的第一变化幅度、所述出水侧液位的第二变化幅度；
液位计算模块基于所述进水侧液位和所述出水侧液位，确定水池容器的等效液位；
液位计算模块基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量；
液位控制模块按照所述目标进水流量，对进水口的进水流量进行控制；
所述液位计算模块基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量，包括：在所述第一变化幅度大于所述第一幅度阈值，或者所述第二变化幅度大于所述第二幅度阈值时，液位计算模块获取所述等效液位的增大速率；液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量；
所述液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，包括：在所述等效液位处于所述预设液位范围时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于第三幅度阈值；若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位，确定所述目标进水流量；若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块将进水口的当前进水流量作为所述目标进水流量；
所述液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，还包括：在所述等效液位大于所述预设液位范围的最大值时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于所述第三幅度阈值；若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率大于零，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位、所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率小于零，液位计算模块获取所述增大速率与预设时长的乘积，检测所述乘积与所述等效液位之和是否大于所述预设标准液位，若所述乘积与所述等效液位之和大于所述预设标准液位，基于所述增大速率、所述等效液位、所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块获取所述差值，基于所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
2.如权利要求1所述的液位控制方法，其特征在于，所述液位计算模块基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量，包括：
在所述第一变化幅度小于或等于所述第一幅度阈值，所述第二变化幅度小于或等于所述第二幅度阈值，且所述等效液位未处于所述预设液位范围时，液位计算模块获取所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值；
若所述等效液位大于所述预设液位范围的最大值，液位计算模块基于所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述等效液位小于所述预设液位范围的最小值，液位计算模块基于所述差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
3.如权利要求1所述的液位控制方法，其特征在于，所述液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，还包括：
在所述等效液位小于所述预设液位范围的最小值时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于所述第三幅度阈值；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率大于零，液位计算模块获取所述增大速率与预设时长的乘积，检测所述乘积与所述等效液位之和是否大于所述预设标准液位，若所述乘积与所述等效液位之和大于所述预设标准液位，基于所述增大速率、所述等效液位、所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率小于零，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位、所述差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；
若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块获取所述差值，基于所述差值，确定大于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
4.如权利要求1所述的液位控制方法，其特征在于，所述第一数据采集模块获取进水侧的进水侧液位，以及第二数据采集模块获取出水侧的出水侧液位，包括：
液位计算模块获取水源厂中多个水池容器的水平截面的面积；
液位计算模块将各水池容器的水平截面的面积在多个水池容器的水平截面的总面积中的占比，作为水池容器的液位权重；
第一数据采集模块采用所述液位权重，对多个水池容器的进水侧的测量液位进行加权求和，得到所述进水侧液位；
第二数据采集模块采用所述液位权重，对多个水池容器的出水侧的测量液位进行加权求和，得到所述出水侧液位。
5.一种液位控制系统，其特征在于，液位控制系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、液位控制模块、液位计算模块，第一数据采集模块设置于水源厂的水池容器的进水侧，第二数据采集模块设置于水源厂的水池容器的出水侧，进水侧连通水源厂的进水口，第一数据采集模块、第二数据采集模块分别与液位控制模块通信连接，液位控制模块与液位计算模块通信连接，
第一数据采集模块，用于获取进水侧的进水侧液位；
第二数据采集模块，用于获取出水侧的出水侧液位；
液位计算模块，用于确定所述进水侧液位的第一变化幅度、所述出水侧液位的第二变化幅度，基于所述进水侧液位和所述出水侧液位，确定水池容器的等效液位，基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量；
液位控制模块，用于按照所述目标进水流量，对进水口的进水流量进行控制；
所述基于所述第一变化幅度与第一幅度阈值的比较、所述第二变化幅度与第二幅度阈值的比较、所述等效液位与预设液位范围之间的比较，确定进水口的目标进水流量，包括：在所述第一变化幅度大于所述第一幅度阈值，或者所述第二变化幅度大于所述第二幅度阈值时，液位计算模块获取所述等效液位的增大速率；液位计算模块基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量；
所述基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，包括：在所述等效液位处于所述预设液位范围时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于第三幅度阈值；若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位，确定所述目标进水流量；若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块将进水口的当前进水流量作为所述目标进水流量；
所述基于所述等效液位与预设液位范围之间的比较、所述增大速率，确定所述目标进水流量，还包括：在所述等效液位大于所述预设液位范围的最大值时，液位计算模块检测所述增大速率的绝对值是否大于所述第三幅度阈值；若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率大于零，液位计算模块基于所述增大速率、所述等效液位、所述等效液位与所述预设液位范围中的预设标准液位之间的差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；若所述增大速率的绝对值大于所述第三幅度阈值，且所述增大速率小于零，液位计算模块获取所述增大速率与预设时长的乘积，检测所述乘积与所述等效液位之和是否大于所述预设标准液位，若所述乘积与所述等效液位之和大于所述预设标准液位，基于所述增大速率、所述等效液位、所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量；若所述增大速率的绝对值小于或等于所述第三幅度阈值，液位计算模块获取所述差值，基于所述差值，确定小于进水口的当前进水流量的所述目标进水流量。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至4中任一项所述的液位控制方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行权利要求1至4任一项所述的液位控制方法中的步骤。
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- 2023-11-20 CN CN202311544801.XA patent/CN117251000B/zh active Active
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