CN204781126U - 二次加压站智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二次加压站智能控制系统，包括水泵机组、控制柜和旁通回路；所述水泵机组由若干水泵支路并联而成，每个水泵支路由蝶阀、水泵、电动蝶阀依次串联而成；所述水泵机组的进水口通过主管路与所述制水厂二级泵房智能供水系统的出水口连通，出水口通过主管路与所述用户用水状态监测反馈系统的进水口连接；在水泵机组的进水管路和出水管路上分别设置压力变送器，变送器通过信号线与所述控制柜连接，构成进水压力监测点和出水压力监测点；所述控制柜包括变频器、PLC、发射器和接收器；控制柜通过发射器向GPRS传输系统输出信号，通过接收器接收GPRS传输系统的输入信号；通过控制线路与水泵机组相连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及城乡供水控制系统，具体涉及一种二次加压站智能控制系统。
背景技术
在一般的恒压供水系统中，存在这样的供水数学模型：
其中：
：水泵机组供水压力
：用户用水压力
：送水过程中水头损失
K：管网阻力系数
Q：供水端瞬时出口流量
Qm：供水端最大出口流量
在同一供水管网中，K值是恒定的，在水泵机组供水压力恒定时，用户用水压力的大小受到水头损失的影响，当供水端瞬时出口流量Q变大，水头损失增加，用户用水压力减小，影响供水的质量和可靠性。恒压供水系统存在以下问题。
1在一年的不同季节以及在同一天的不同时段，整个用户的用水量在时刻变化，出现较大流量的时间较短，一般情况不到1/4，而恒压供水的控制方式保持送水泵房供水压力的恒定，在大部分时间段，户用水压力大于用户用水压力需求，消耗更多的电能，造成了不必要的浪费。
2恒压供水方案中，压力变送器设在水泵出口附近，忽略了管路中水头的损失，没有考虑终端用户的实际用水需求。
3供水系统中管网的漏失量与供水压力成正比，恒压供水方案中忽略了该问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种二次加压站智能控制系统，用于解决现有技术中恒压供水所造成的供水安全和能源浪费的问题。
本实用新型的二次加压站智能控制系统包括：包括水泵机组、控制柜和旁通回路；
所述水泵机组由若干水泵支路并联而成，每个水泵支路由蝶阀、水泵、电动蝶阀依次串联而成；
所述水泵机组的进水口用于通过主管路与制水厂二级泵房智能供水系统的出水口连通，出水口通过主管路与所述用户用水状态监测反馈系统系统的进水口连接；在水泵机组的进水管路和出水管路上分别设置压力变送器，压力变送器通过信号线与所述控制柜连接，构成进水压力监测点和出水压力监测点（以下进水压力点压力用H1,出水压力监测点压力用H3表示）；
所述控制柜包括变频器、PLC、发射器和接收器；控制柜通过发射器向GPRS传输系统输出信号，通过接收器接收GPRS传输系统的输入信号；通过控制线路与水泵机组相连接；
所述旁通回路以与所述水泵机组并联的方式与主管路相连接；在旁通回路上设置电动蝶阀，所述电动蝶阀通过控制线路与所述控制柜连接；
所述二次加压站智能控制系统的输入信号包括远程压力监测点信号、进水压力监测点信号、出水压力监测点信号、旁通回路电动蝶阀的运行状态信号、水泵机组和水泵机组电动蝶阀的运行状态信号；所述二次加压站智能控制系统的输出信号包括旁通回路的电动蝶阀、水泵机组和水泵机组电动蝶阀的状态信号；所述水泵机组和水泵机组电动蝶阀的运行状态信号包括水泵机组的电动蝶阀的状态、水泵机组的水泵的开关状态、水泵机组的水泵的运行频率和电流；
优选的，所述旁通回路的管道直径、材质与主管路相同。
优选的，所述二次加压站智能控制系统的水泵机组的进水管路上设置截止阀。
优选的，所述二次加压站智能控制系统的水泵机组的出水管路上设置消毒装置。
优选的，所述二次加压站智能控制系统的水泵机组包括两个水泵支路。
二次加压站智能控制系统的使用方法，具有以下三种工作模式；
1.旁通回路直接供水
当控制柜接收到H3和H41信号，当H3能满足H41时，控制柜向管道回路中的电动蝶阀发送打开指令，向水泵机组的水泵和电动蝶阀发送关闭指令，由旁通回路无能耗向管道直接供水；其中，
H3为二次加压站智能控制系统的出水压力；
H41是指远程压力监测点测得的用户支路的进水压力H4中为满足用户最低要求的压力或机组加压的压力下限值；
2.加压机组供水
当控制柜接收到H3和H41信号，如果H3不能满足经济压力H41时，控制柜向水泵机组发送启动水泵和打开电动蝶阀指令，通过PLC中的PID控制技术，采用阶梯式变频变压技术调节水泵的运行频率，实现最低要求压力H42的要求；其中，H42是指远程压力监测点测得的用户支路的进水压力H4中为达到用户满意的最佳经济流量情况下的末梢压力即最不利点或重要用户点压力，该压力具有接近用户对自来水服务水头的最实际满意度的特点。
3.延时供水
当H3不能满足H42，服务器发出预警信号，通知工作人员查明管网运行情况，如有异常，需停泵处理；如无异常，控制柜向水泵机组发送启动水泵和打开电动蝶阀指令，通过PLC中的PID控制技术，采用阶梯式变频变压技术调节水泵的运行频率，实现最低要求压力H42的要求。
本实用新型具有如下积极效果：
1、安全供水
由于管道长度较长，造成H41、H42压力信号的传输和变频机组调整控制存在转换时间差的问题。若采用传统的无级调速恒压供水则会造成管网的水锤效应，严重影响供水的安全。城乡供水一体化管网压力优化调度智能控制系统采用有级调速，即分段分时间的阶梯式变频变压供水，确保管网安全运行，实现安全供水的目标。
测压点可以直接选择安装在最不利点用户或重要用户处，由控制系统监测重点用户管网的压力数据，根据这些数据调整供水策略，保障重点用户的用水。
2、节能降耗
(1)管网直供水
在恒压变频供水状况下，确定加压泵站的出口压力，以出水压力数据为准。因24小时内进水压力小于出水压力，所以加压机组势必24小时连续运行才能满足出水压力要求。
因出水压力是人为制定的为满足用户最大需求而确定的一个数值，它与H41、H42之间有一个很大的压力变化量，本系统充分利用这个变化量，只要进水压力的压力变化量在范围内，就选择管网直供水，停止加压机组运行，停止用电，以达到节能的目的。
(2)阶梯式变频变压供水
当进水压力不满足H41、H42时，转为阶梯式变频变压供水。此时以满足H41为水泵机组运行的主要参数，使水泵机组永远处在最佳效率区，用最经济的供水压力来满足用户需求，达到安全、节能供水。
二次加压站智能控制系统在运行过程中，充分利用旁通回路向用户直接供水；使用阶梯式变频变压控制技术，在满足用户用水的前提下，最大限度降低水泵机组的运行时间和运行功率，减少电能消耗和机械磨损。
3、投资少，见效快
据调查和试验结果，根据泵站大小、用水需求和管网现状，仅半年运行时间节约的电费即可收回投资。
4、该系统智能化程度高，扩容性强，安全系数高。
5、适用范围广
适用于从制水厂到用户终端的全过程，包括制水厂二级泵站、管网加压泵站和住宅的二次加压，适合加压设备的全部或是部分节能改造，适用于水厂的二级泵站节能改造。
6、应用前景广阔
据了解，全国有近百万座加压站，节能降耗空间大，应用前景广阔。
附图说明
图1为二次加压站智能控制系统的结构示意图；
图中：1压力变送器、2消毒装置、3电动蝶阀、4压力变送器、5手动蝶阀、6蝶阀、7控制柜、8水泵、9电动蝶阀、10旁通回路。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1：本实用新型的二次加压站智能控制系统包括：水泵机组、控制柜14和旁通回路17；所述水泵机组由两个个水泵支路并联而成，每个水泵支路由蝶阀6、水泵8、电动蝶阀9依次串联而成；二次加压站智能控制系统的水泵机组的进水管路上设置截止阀；二次加压站智能控制系统的水泵机组的出水管路上设置消毒装置9；
所述水泵机组的进水口通过主管路与制水厂二级泵房智能供水系统的出水口连通，出水口通过主管路与所述用户用水状态监测反馈系统系统的进水口连接；在水泵机组的进水管路和出水管路上分别设置压力变送器4、1，压力变送器4、1通过信号线与所述控制柜7连接，构成进水压力监测点和出水压力监测点；
所述控制柜7包括变频器、PLC、发射器和接收器；控制柜7通过发射器向所述GPRS传输系统输出信号，通过接收器接收GPRS传输系统的输入信号；通过控制线路与水泵机组相连接；
所述旁通回路10以与所述水泵机组并联的方式与主管路相连接；在旁通回路10上设置电动蝶阀3，所述电动蝶阀3通过控制线路与所述控制柜7连接；旁通回路10的管道直径、材质与主管路相同；
所述二次加压站智能控制系统的输入信号包括远程压力监测点信号、进水压力监测点信号、出水压力监测点信号、旁通回路10的电动蝶阀3的运行状态信号、水泵机组和水泵机组电动蝶阀15的运行状态信号；所述二次加压站智能控制系统的输出信号包括旁通回路的电动蝶阀10、水泵机组和水泵机组电动蝶阀9的状态信号；所述水泵机组和水泵机组电动蝶阀9的运行状态信号包括水泵机组的电动蝶阀9的状态、水泵机组的水泵的开关状态、水泵机组的水泵8的运行频率和电流。
本实用新型的二次加压站智能控制系统的使用方法，包括以下三种工作模式：
1.旁通回路10直接供水
当控制柜接收到H3和H41信号，当H3能满足H41时，控制柜14向管道回路中的电动蝶阀9发送打开指令，向水泵机组的水泵8和电动蝶阀9发送关闭指令，由旁通回路10无能耗向管道直接供水；其中，
H3为二次加压站智能控制系统的出水压力；
H41是指远程压力监测点测得的用户支路的进水压力H4中为满足用户最低要求的压力或机组加压的压力下限值；
2.加压机组供水
当控制柜接7收到H3和H41信号，如果H3不能满足经济压力H41时，控制柜向水泵机组发送启动水泵8和打开电动蝶阀9指令，通过PLC中的PID控制技术，采用阶梯式变频变压技术调节水泵8的运行频率，实现最低要求压力H42的要求。
3.延时供水
当H3不能满足H42，服务器7发出预警信号，通知工作人员查明管网运行情况，如有异常，需停泵处理；如无异常，控制柜14向水泵机组发送启动水泵15和打开电动蝶阀16指令，通过PLC中的PID控制技术，采用阶梯式变频变压技术调节水泵的运行频率，实现最低要求压力H42的要求。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种二次加压站智能控制系统，其特征在于：包括水泵机组、控制柜和旁通回路；
所述水泵机组由若干水泵支路并联而成，每个水泵支路由蝶阀、水泵、电动蝶阀依次串联而成；
所述水泵机组的进水口用于通过主管路与制水厂二级泵房智能供水系统的出水口连通，出水口用于通过主管路与用户用水状态监测反馈系统系统的进水口连接；在水泵机组的进水管路和出水管路上分别设置压力变送器，压力变送器通过信号线与所述控制柜连接，构成进水压力监测点和出水压力监测点；
所述控制柜包括变频器、PLC、发射器和接收器；控制柜通过发射器向GPRS传输系统输出信号，通过接收器接收GPRS传输系统的输入信号；通过控制线路与水泵机组相连接；
所述旁通回路以与所述水泵机组并联的方式与主管路相连接；在旁通回路上设置电动蝶阀，所述电动蝶阀通过控制线路与所述控制柜连接；
所述二次加压站智能控制系统的输入信号包括远程压力监测点信号、进水压力监测点信号、出水压力监测点信号、旁通回路电动蝶阀的运行状态信号、水泵机组和水泵机组电动蝶阀的运行状态信号；所述二次加压站智能控制系统的输出信号包括旁通回路的电动蝶阀、水泵机组和水泵机组电动蝶阀的状态信号；所述水泵机组和水泵机组电动蝶阀的运行状态信号包括水泵机组的电动蝶阀的状态、水泵机组的水泵的开关状态、水泵机组的水泵的运行频率和电流。
2.根据权利要求1所述的二次加压站智能控制系统，其特征在于：所述旁通回路的管道直径、材质与主管路相同。
3.根据权利要求1所述的二次加压站智能控制系统，其特征在于：所述二次加压站智能控制系统的水泵机组的进水管路上设置截止阀。
4.根据权利要求1所述的二次加压站智能控制系统，其特征在于：所述二次加压站智能控制系统的水泵机组的出水管路上设置消毒装置。
5.根据权利要求1所述的二次加压站智能控制系统，其特征在于：所述二次加压站智能控制系统的水泵机组包括两个水泵支路。
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|---|---|---|---|---|
| CN113404125A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-09-17 | 海盐县三地自来水有限公司 | 一种基于供水加压泵站流量闭环控制的水厂节能方法及系统 |
| CN114277892A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-05 | 中韩杜科泵业(湖州)有限公司 | 一种新型智能结构的供水系统 |
| CN115897729A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-04-04 | 上海弛泉科技(集团)有限公司 | 一种浸入式变频加压供水泵组 |
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