CN201496242U - 集群泵站自动化远程控制及节能系统 - Google Patents

集群泵站自动化远程控制及节能系统 Download PDF

Info

Publication number
CN201496242U
CN201496242U CN2009200090816U CN200920009081U CN201496242U CN 201496242 U CN201496242 U CN 201496242U CN 2009200090816 U CN2009200090816 U CN 2009200090816U CN 200920009081 U CN200920009081 U CN 200920009081U CN 201496242 U CN201496242 U CN 201496242U
Authority
CN
China
Prior art keywords
pump
control
cluster
process control
pumping plant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009200090816U
Other languages
English (en)
Inventor
荆秀林
李平波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YANTAI YUHE ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
YANTAI YUHE ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YANTAI YUHE ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical YANTAI YUHE ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN2009200090816U priority Critical patent/CN201496242U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201496242U publication Critical patent/CN201496242U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种集群泵站自动化远程控制及节能系统，包括集群泵站的自动化控制、节能系统、电子巡更、远程监控、视频监控等，将这些设备系统的结合在一起，自动化远控制系统由一台ABB变频器作为系统运行的调节中心，有效的降低转速，达到节能效果；4台电机与变频系统连锁，可根据液位直接控制电机的启停，工控机能手动控制设备且能显示运行时各方面情况；多个方位设有红外探头，达到远程监控。

Description

集群泵站自动化远程控制及节能系统
技术领域：
本技术涉及一种远程控制及节能系统，尤其涉及一种集群泵站自动化远程控制及节能系统。
背景技术：
现有技术中，大量的污水通过污水泵站进行采集、输送及初步处理。而现在的污水泵站大多采用粗放式管理，自动化程度低，从而导致人工成本和能源的浪费。目前水泵多采用恒速交流电机，而水流是变化的，这就造成电机的频繁启动，管道压力增大，对设备造成很大的危害；而污水泵的急扭和突然停机的水锤现象往往造成管道松动或破裂，严重的可能造成电机的损害。
发明内容：
针对上述问题，本专利能有效的降低人工成本和单位能耗。从而可达到远程监控与节能于一体的效果，实现人工成本低且能源消耗少。并能通过变频调节装置降低电机的转速，避免电机的频繁启动，实现泵机的软启和软停，从而使急扭和水锤现象得到解决。通过与远程监控的有效结合进而达到远程监控与节能于一体。
本实用新型包括集群泵站的自动化控制、节能系统、电子巡更、远程监控、视频监控等。
(1)自动化控制
本系统由一台西门子S7-200的PLC作为中心控制单元，主要负责现场变送器的数据采集和各种设备的启动停止；由一台ABB变频器作为系统运行的调节中心，运用PID调节原理实现恒液位控制；由一台ABB软启动作为系统的辅助调节，协调变频器实现恒液位控制；人机界面用于对系统的监视和控制。本专利利用变频器进行调速，能有效克服现有技术中因水流变化而造成的电机频繁启动，管道压力增大等设备危害。
(2)节能系统
①水泵特性分析：
根据水泵特性曲线的有关公式：
P＝k1Qh    a
Q＝K2n     b
H＝K3n^3   c
由a、b、c可得：
P＝K4n^4   d
P/Q＝K5n^2 e
式中K1，K2，K3，K4，K5为常数；
p为机轴功率
Q 为泵机流量
H 为泵机扬程
n 为泵机转速
a中说明在相同的轴功率下，若采用恒速电机排水，将引起泵机扬程的改变，流量越小，扬程越大，但实际排放污水时，扬程基本不变，由此产生更多富裕扬程。d中说明泵机轴功率与转速的立方成正比，若减少转速，即可减少泵的机轴的功率，再由a可知，消除富裕扬程，可保持流量不变。e式说明单位时间内，排放每立方水的能耗与转速的立方成正比，即在达到实际排水扬程的前提下，转速越小，功耗越小。
②电机特性分析：根据电动机特性的工作原理
n＝60/pf(1-s)
式中：f为电机的电源频率；
      P为电机的磁极极对数；
      S为转差率；
由于p和s为固定常数，由此可知电机的转速与频率有固定正比例关系。
③节能原理：
由电机的特性分析得知，均匀改变电机的电源频率，可平滑的改变电机的转速，从而改变泵机的转速；结合泵特性曲线分析，降低电机的转速，电机的输入功率随之减少，泵机轴功率相应减少，功耗也相应减少，即变频器控制污水泵的节能原理。
污水泵采用变频调速以后，可根据工艺的需要实现泵机的软启和软停，从而使急扭和水锤现象得到解决。在流量不大的情况下，可以降低泵机的转速，避免水泵长期工作在满负荷状态下，造成的电机过早老化，变频器的软启动避免了启动时对电机的冲击。
(3)电子巡更
污水泵变频控制设计：系统被控对象为4台水泵电机，保留每台电机的原工频启动做备用，另加变频控制，两者加机械连锁，保证了系统的正常运转，且便于系统维修。液位测量变送器用于测量集水池液位，并将液位信号转换成标准的电信号，供给ABB变频器，变频器将表示频率的电信号送到PLC的转换模块，作为启停其他3台泵的依据。
依据集水池实际液位的波动统计数据，设满量程的液位高度为6米。变频器的启动液位为2.5米，停止液位为1.5米。当变频器启动后，如果液位继续上升，当液位上升到4米时，启动第一台泵；如果液位继续上生，到达4.5米时，启动第二台泵；如果液位继续上升，当到达5米时，启动第三台水泵。当液位下降时，当液位降到2.2米时，停止第一台工频泵；当液位下降到2米时，停第二台变频泵；下降到1.8米时停第三台工频泵；下降到1.5米时，停变频泵。当达到某一液位时，出水量跟进水量相同，利用本专利几台泵就会长期固定不变的运行(特殊情况例如降大雨，就会增加启动的泵数)；本专利采取定期轮换(如每星期对变频泵进行一次切换，就可使每台泵均匀使用)将解决水泵因长期不运行，而导致的电机受潮情况。
(4)远程监控
现场的PLC通过无线发送终端DUT，将现场的各种参数，及设备的运行情况发送到控制中心的工控机上面。工控机显示泵站的实时运行组态图和显示现场液位、电压、每台水泵的电流、瞬时流量、累计流量、压力和总流量及总压力和总的累计流量、阀门的开启度全开全关及有特殊指示格栅机，压渣机，风机、砂水分离器、行车吸砂机的状态、硫化氢气体和一氧化碳的含量。工控机可通过手动控制设备的运行和停止，点击任一台设备画面均能显示该设备的运行状态。若工控机发生故障，系统可脱离工控机由PLC自动控制设备运行，若PLC发生故障，硬冗余PLC将自动控制设备自动运行；若双冗余PLC都发生故障，水泵可脱离PLC自动运行；若自控系统发生故障，水泵可以手动运行。
(5)视频监控：
泵站各设4个红外夜视探头，分别位于泵房内、电控室内、泵和泵房外(也可以根据现场或采购方要求进行安装)，通过视频通讯网络(无线路由器)房入口处传送到中央控制室内的视频监控显示器上。
本实用新型采用上述结构，将集群泵站的自动化控制、节能系统、电子巡更、远程监控、视频监控等有机的结合在一起，利用变频器进行调速，有效的改变转速，从而使功耗相应的减少；工控机及GPRS模块组成系统设置于泵站现场，能手动控制设备的运行和停止，发生故障，系统可脱离工控机由PLC自动控制设备运行，若PLC发生故障，可脱离PLC自动运行；若自控系统发生故障，可以手动运行；泵站各设有4个探头，可对泵站进行全面的远程监控。
附图说明：
图1为自动化控制系统的组成。
图2为变频器控制机泵的结构。
图3为当水池进水量改变时，水泵的工作情况。
图4为工控机的GPRS接收情况。
图5为点击控制中的组态软件将显示的画面。
具体实施方式：
图1所示本系统由一台西门子S7-200的PLC作为中心控制单元(8)，主要负责现场变送器的数据采集和各种设备的启动停止；由一台ABB变频器(6)作为系统运行的调节中心，运用PID调节原理实现恒液位控制；由一台ABB软启动(9)作为系统的辅助调节，协调变频器实现恒液位控制；人机界面(10)用于对系统的监视和控制。
图2所示系统被控对象为4台110KW水泵电机(1)、(2)、(3)、(4)，保留每台电机的原工频启动做备用，另加变频控制(5)，两者加机械连锁，保证了系统的正常运转，又便于系统维修。液位测量变送器(7)用于测量集水池液位，并将液位信号转换成4-20mA标准的电信号，供给ABB变频器(6)，变频器将表示频率的电信号4-20mA送到PLC的A/D转换模块(8)，再根据需要传送到软启动器(9)，作为启停其他3台泵的依据。
图2-图3所示当水池进水量增大时，液位测量变速器(7)发出液位上升信号，并将此信号通过电信号传送给变频器(6)，使变频器输出频率增大，水泵电机转速上升，出水量相应增大，从而保持了集水池液位相应的稳定。
当进水量较小时仅启动1#水泵(1)，随着进水量的增大【由液位测量仪(7)的信号来反映】，变频器(6)的输出频率随之增大，至1#泵(1)满负荷仍不能满足液位要求，2#泵(2)通过软启动(9)投入工频运行，若仍不能满足液位要求3#泵(3)通过软启动投入工频运行。对于2#泵(2)、3#泵(3)、4#泵(4)不可能都同时运行，因此要定期进行切换，使每台泵平均使用，延长电机使用寿命。同理，当进水量减少时，工频运行的水泵依次停止，直至水泵停止工作。各水泵采用先入先出的工作次序。
图4为工控机及GPRS模块(11)组成系统设置于泵站现场，通过GPRS网络与控制中心(24)连接。控制中心的一台工控机(12)接受两个泵站通过GPRS网络传送来的设备运行数据，另一台工控机(13)接受通过GPRS网络传送来的电力仪表运行数据。
图5为点击控制中的组态软件将显示的画面水流从图中右边所示的进水口流入，在数据显示栏中，(15-1)为总流量，(15-2)为累积流量，(14)显示的是水池液位，(16)显示的是总压力，(17-1)是一氧化碳的含量，(17-2)显示的是硫化氢的含量，(18-1)、(18-2)分别显示1号格栅机和2号格栅机，(20-1)、(20-2)分别显示1号启闭机和2号启闭机，(21-1)、(21-2)、(20-3)、(20-4)分别为1号电动阀、2号电动阀、3号电动阀、4号电动阀，23为自动运行，(9-1)、(9-2)分别为1号软起故障和2号软起故障，通过转换开关(25)进行控制，此画面可准确直观的观看到泵站的运行情况更有利于泵站的管理。

Claims (4)

1.一种集群泵站自动化远程控制及节能系统，其特征在于包括集群泵站的自动化控制、节能系统、电子巡更、远程监控、视频监控等；自动化远控制系统由一台西门子S7-200的PLC作为中心控制单元，调节中心为一台ABB变频器，远程监控系统中工控机及GPRS模块组成系统设置于泵站现场，视频监控系统中泵站各设4个红外夜视探头，分别位于泵房内、电控室内、泵和泵房外。
2.如权利要求1所述的一种集群泵站自动化远程控制及节能系统，其特征在于污水泵采用变频器进行调速。
3.如权利要求1所述的一种集群泵站自动化远程控制及节能系统，其特征在于现场的PLC通过无线发送终端DUT发送到控制中心的工控机上面；工控机及GPRS模块组成系统设置于泵站现场，一台工控机接受设备运行数据，另一台工控机传送来的电力仪表运行数据。
4.如权利要求1所述的一种集群泵站自动化远程控制及节能系统，其特征在于泵站各设4个红外夜视探头，通过视频通讯网络通讯到视频监控显示器上。
CN2009200090816U 2009-03-25 2009-03-25 集群泵站自动化远程控制及节能系统 Expired - Fee Related CN201496242U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009200090816U CN201496242U (zh) 2009-03-25 2009-03-25 集群泵站自动化远程控制及节能系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009200090816U CN201496242U (zh) 2009-03-25 2009-03-25 集群泵站自动化远程控制及节能系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201496242U true CN201496242U (zh) 2010-06-02

Family

ID=42439450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009200090816U Expired - Fee Related CN201496242U (zh) 2009-03-25 2009-03-25 集群泵站自动化远程控制及节能系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201496242U (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101937218A (zh) * 2010-07-30 2011-01-05 中国神华能源股份有限公司 压舱水回收系统
CN102644608A (zh) * 2011-02-22 2012-08-22 上海电气自动化设计研究所有限公司 一种初沉段污泥泵自动运行控制系统及其控制方法
CN102736606A (zh) * 2012-07-02 2012-10-17 于明 污水管网泵站无线远程集控管理系统
CN102734145A (zh) * 2012-07-02 2012-10-17 于明 污水提升泵无线远程速度调节系统
CN102866696A (zh) * 2012-09-26 2013-01-09 刘巧萍 一种基于x86主控的物联网给排水泵站控制终端
CN103047122A (zh) * 2012-12-27 2013-04-17 江苏科技大学 一种污水泵站水泵控制装置及其控制方法
CN103279083A (zh) * 2013-05-06 2013-09-04 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种orc发电机组无线监控系统及远程监控方法
CN104061170A (zh) * 2013-03-19 2014-09-24 控制技术有限公司 泵控制
CN104165136A (zh) * 2014-06-25 2014-11-26 武汉理工大学 水泵组多级液位三维均衡负载控制系统及其控制方法
CN105952659A (zh) * 2016-05-09 2016-09-21 湖南耐普泵业股份有限公司 智能永磁电泵机组及其控制方法
CN106545490A (zh) * 2017-01-12 2017-03-29 南京智中信息技术有限公司 一种真空泵节能监控系统及方法
CN107152077A (zh) * 2017-05-23 2017-09-12 王金山 地下无人值守管道式单元组合泵站
CN107386422A (zh) * 2017-06-23 2017-11-24 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 一种智能化城市排水方法及系统
CN107461321A (zh) * 2017-08-09 2017-12-12 太原理工大学 矿用多泵多变频乳化液泵站系统及定量供液控制方法
US9869430B2 (en) 2012-03-14 2018-01-16 South East Water Corporation Pressure sewer control system and method
CN108628244A (zh) * 2018-06-20 2018-10-09 江苏复星节能环保有限公司 污水厂智慧节能泵站控制方法
US10216199B2 (en) 2013-09-10 2019-02-26 South East Water Corporation Reservoir control systems and methods
CN110848131A (zh) * 2019-11-22 2020-02-28 北京蓝星清洗有限公司 一种高温清洗低聚物的泵站及高温清洗低聚物的方法
US10634540B2 (en) 2014-09-03 2020-04-28 South East Water Corporation Monitoring systems and methods
CN112578751A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 南京唯友环保科技有限公司 一种基于排污水站的中控制系统
CN116412115A (zh) * 2023-03-23 2023-07-11 上海中韩杜科泵业制造有限公司 增压泵的平摊运行控制方法、装置及电子设备

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101937218A (zh) * 2010-07-30 2011-01-05 中国神华能源股份有限公司 压舱水回收系统
CN102644608B (zh) * 2011-02-22 2014-11-05 上海电气自动化设计研究所有限公司 一种初沉段污泥泵自动运行控制系统的控制方法
CN102644608A (zh) * 2011-02-22 2012-08-22 上海电气自动化设计研究所有限公司 一种初沉段污泥泵自动运行控制系统及其控制方法
US9869430B2 (en) 2012-03-14 2018-01-16 South East Water Corporation Pressure sewer control system and method
US10683968B2 (en) 2012-03-14 2020-06-16 South East Water Corporation Pressure sewer control system and method
CN102736606A (zh) * 2012-07-02 2012-10-17 于明 污水管网泵站无线远程集控管理系统
CN102734145A (zh) * 2012-07-02 2012-10-17 于明 污水提升泵无线远程速度调节系统
CN102866696A (zh) * 2012-09-26 2013-01-09 刘巧萍 一种基于x86主控的物联网给排水泵站控制终端
CN103047122A (zh) * 2012-12-27 2013-04-17 江苏科技大学 一种污水泵站水泵控制装置及其控制方法
CN104061170A (zh) * 2013-03-19 2014-09-24 控制技术有限公司 泵控制
CN103279083B (zh) * 2013-05-06 2016-02-24 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种orc发电机组无线监控系统及远程监控方法
CN103279083A (zh) * 2013-05-06 2013-09-04 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种orc发电机组无线监控系统及远程监控方法
US10216199B2 (en) 2013-09-10 2019-02-26 South East Water Corporation Reservoir control systems and methods
CN104165136A (zh) * 2014-06-25 2014-11-26 武汉理工大学 水泵组多级液位三维均衡负载控制系统及其控制方法
CN104165136B (zh) * 2014-06-25 2016-03-02 武汉理工大学 水泵组多级液位三维均衡负载控制系统及其控制方法
US10634540B2 (en) 2014-09-03 2020-04-28 South East Water Corporation Monitoring systems and methods
CN105952659A (zh) * 2016-05-09 2016-09-21 湖南耐普泵业股份有限公司 智能永磁电泵机组及其控制方法
CN106545490A (zh) * 2017-01-12 2017-03-29 南京智中信息技术有限公司 一种真空泵节能监控系统及方法
CN107152077A (zh) * 2017-05-23 2017-09-12 王金山 地下无人值守管道式单元组合泵站
CN107386422B (zh) * 2017-06-23 2019-08-23 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 一种智能化城市排水方法及系统
CN107386422A (zh) * 2017-06-23 2017-11-24 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 一种智能化城市排水方法及系统
CN107461321B (zh) * 2017-08-09 2019-12-13 太原理工大学 矿用多泵多变频乳化液泵站系统及定量供液控制方法
CN107461321A (zh) * 2017-08-09 2017-12-12 太原理工大学 矿用多泵多变频乳化液泵站系统及定量供液控制方法
CN108628244A (zh) * 2018-06-20 2018-10-09 江苏复星节能环保有限公司 污水厂智慧节能泵站控制方法
CN110848131A (zh) * 2019-11-22 2020-02-28 北京蓝星清洗有限公司 一种高温清洗低聚物的泵站及高温清洗低聚物的方法
CN112578751A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 南京唯友环保科技有限公司 一种基于排污水站的中控制系统
CN116412115A (zh) * 2023-03-23 2023-07-11 上海中韩杜科泵业制造有限公司 增压泵的平摊运行控制方法、装置及电子设备
CN116412115B (zh) * 2023-03-23 2024-02-02 上海中韩杜科泵业制造有限公司 增压泵的平摊运行控制方法、装置及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201496242U (zh) 集群泵站自动化远程控制及节能系统
CN102866659B (zh) 一种循环冷却水自动控制系统
CN101560971B (zh) 泵组能源效率自动化控制系统及其控制方法
CN205276388U (zh) 一种变频恒压供水系统
CN201866891U (zh) 电气室空调节能控制装置
CN103306958A (zh) 空压站智能节电控制系统运转的方法
CN201984329U (zh) 一种楼宇电气节能控制装置
CN103984300A (zh) 一种高效的抽油机变频节能方法
CN201347566Y (zh) 变频恒压供水自动控制系统
CN104153425A (zh) 一种恒压供水系统
CN201059715Y (zh) 一种中央空调冷冻站质量并调控制系统
CN213298277U (zh) 一种空压机智能控制系统
CN112128107A (zh) 一种空压机智能控制系统及方法
CN104728093A (zh) 一种基于物联网的空压机组智能控制系统
CN106371393B (zh) 走马灯式污水厂提升泵延寿控制装置及其控制方法
CN202276135U (zh) 无线智能电机综合保护控制器
CN201637332U (zh) 冷却塔节能运行智能控制器
CN201014676Y (zh) 空调冷量自适应节能控制装置
CN203259848U (zh) 循环水节能管理控制系统
CN201823218U (zh) 新型消防水泵低频自动巡检系统
CN205193605U (zh) 一种气动马达伺服系统
CN209892423U (zh) 泵站全线自动化控制系统
CN201925139U (zh) 矿用空压机自动控制装置
CN202689108U (zh) 一种自动化供水设备巡检控制系统
CN203990784U (zh) 一种节能球磨机系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100602

Termination date: 20110325