CN220455719U - 一种污水泵站智能联控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污水泵站智能联控系统，包括沿污水产生端至污水处理端依次连通的若干个泵站，每个泵站均设置有依次连通的进水阀门井、污水提升井和流量计井，进水阀门井设置有进水阀门，污水提升井内设置有提升水泵以及泵池液位采集装置，流量计井内设置有流量采集装置；还包括智能控制柜，所述智能控制柜与泵池液位采集装置以及流量采集装置连接；智能控制柜还连接有闸门控制器以及水泵控制器，所述闸门控制器与进水阀门连接，所述水泵控制器与提升水泵连接。本实用新型可以实现污水泵站实时自动调节污水流量，缓解上、下游泵站在雨季水量较大时的提升压力，避免泵站污水溢出，同时实现了节能效果。

Description

一种污水泵站智能联控系统

技术领域

本实用新型涉及智能控制、工业自动化控制、无线通信技术等领域，具体涉及一种污水泵站智能联控系统。

背景技术

污水泵站是城市污水处理过程中的基础节点，由污水泵站提升生活污水，通过管网最终汇集至污水处理厂。现行污水泵站提升策略仅依靠本地泵站液位信息进行判断，每逢雨季水量较大时，需要人工依据上、下游泵站液位来判断是否提升污水。这种策略不仅效率低下，而且有时会产生误操作，导致大量污水溢流，不但影响市民正常生活，还可能导致周边河道水体污染。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种污水泵站智能联控系统，该系统可以实现污水泵站实时自动调节污水流量，缓解上、下游泵站在雨季水量较大时的提升压力，避免泵站污水溢出，同时实现了节能效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污水泵站智能联控系统，包括沿污水产生端至污水处理端依次连通的若干个泵站，每个泵站均设置有依次连通的进水阀门井、污水提升井和流量计井，进水阀门井设置有进水阀门，污水提升井内设置有提升水泵以及泵池液位采集装置，流量计井内设置有流量采集装置；还包括智能控制柜，所述智能控制柜与泵池液位采集装置以及流量采集装置连接；智能控制柜还连接有闸门控制器以及水泵控制器，所述闸门控制器与进水阀门连接，所述水泵控制器与提升水泵连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述智能控制柜还连接有智能网关，所述智能网关位于智能控制柜内，智能网关与上、下游泵站交互数据信息，并将上、下游泵站的数据信息反馈给智能控制柜；智能控制柜根据收到的上、下游泵站的液位信息以及流量信息反馈至水泵控制器和闸门控制器，通过水泵控制器控制提升水泵的开启/关闭、启关频率，通过闸门控制器调节进水阀门的开度。

在本实用新型的一种实施方式中，所述泵池液位采集装置包括雷达液位计以及浮球开关；所述浮球开关包括第一浮球开关、第二浮球开关和第三浮球开关；所述第一浮球开关、第二浮球开关和第三浮球开关从上而下依次悬挂安装在污水提升井内，分别检测污水提升井内的高、中、低三种液位状态；所述雷达液位计安装在污水提升井内侧的顶部，其雷达探头指向污水提升井水面，用于实时检测污水提升井的实际液位。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一浮球开关通过第一通讯电缆与智能控制柜数据连接，所述第二浮球开关通过第二通讯电缆与智能控制柜数据连接，所述第三浮球开关通过第三通讯电缆与智能控制柜数据连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述雷达液位计通过第四通讯电缆与智能控制柜数据连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述流量采集装置为管道式的电磁流量计，安装在污水提升井下游的流量计井内，用于实时检测泵站提升污水的流量、流速。

在本实用新型的一种实施方式中，所述水泵控制器和闸门控制器安装在泵房内，所述提升水泵通过第三控制电缆与水泵控制器数据连接，所述进水阀门通过第二控制电缆与闸门控制器数据连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述闸门控制器通过第一控制电缆与智能控制柜数据连接，所述水泵控制器过第四控制电缆与智能控制柜数据连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过智能网关与上、下游泵站交互数据信息，并将上、下游泵站的数据信息反馈给智能控制柜，智能控制柜根据收到的上、下游泵站的液位信息以及流量信息反馈至水泵控制器和闸门控制器，通过水泵控制器控制提升水泵的开启/关闭、启关频率，通过闸门控制器调节进水阀门的开度；并可以执行如下四种策略，第一策略：当上、下游泵站无高液位信号时，智能控制柜执行节能策略，智能控制柜根据雷达液位计采集的液位信息判断提升水泵启停；泵站液位大于泵站高度80％时，即达到启泵液位时启动提升水泵，泵站液位小于泵站高度20％时，即达到停泵液位时关闭提升水泵；同时智能控制柜根据实时液位变化计算液位上升速度；若液位上升速度过快，即液位从停泵液位上升至启泵液位的时间小于5分钟时，智能控制柜通过PID调节，降低进水阀门开度，使得液位上升速度放缓；智能控制柜根据实时污水提升流量，计算提升污水所需时间，若提升污水所需时间小于10分钟，智能控制柜通过PID调节，降低提升水泵工作频率，即避免了提升水泵频繁启停可能造成的损坏，又达到了预期的节能效果；第二策略：当上游泵站出现高液位信号，但下游泵站无高液位信号，同时本泵站有中液位信号时，智能控制柜执行全功率策略，进水阀门开度调整为100％，提升水泵全功率运行，直至泵站液位下降至低液位以下，提升水泵停止工作；第三策略：当下游泵站有高液位信号，且本泵站无高液位信号时，智能控制柜执行停止策略，停止向下游提升污水，缓解下游排水压力。第四策略：当下游泵站有高液位信号同时本泵站也有高液位信号时，智能控制柜执行动态调节策略，当下游泵站的进水阀门开度大于20％时，说明仍有进水流量容许的范围，此时启动提升水泵，通过PID调节水泵工作频率，保证本泵站提升流量不超过下游进水流量容许范围，当下游进水阀门开度小于20％时，本泵站提升水泵停止工作。本实用新型可以实现污水泵站实时自动调节污水流量，缓解上、下游泵站在雨季水量较大时的提升压力，避免泵站污水溢出，同时实现了节能效果。

附图说明

图1为一实施例中的污水泵站智能联控系统的结构示意图。

图2为一实施例中的泵站的布局示意图。

图3为一实施例中的污水泵站智能联控系统的架构图。

图4为一实施例中的污水泵站智能联控系统的控制流程示意图。

图中：1、智能控制柜；2、智能网关；3、第一控制电缆；4、闸门控制器；5、第二控制电缆；6、进水阀门；7、第一浮球开关；8、第二浮球开关；9、第三浮球开关；10、提升水泵；11、第一通讯电缆；12、第二通讯电缆；13、第三通讯电缆；14、雷达液位计；15、第三控制电缆；16、水泵控制器；17、第四控制电缆；18、第四通讯电缆；19、电磁流量计。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参照图1-3，一种污水泵站智能联控系统，包括沿污水产生端至污水处理端依次连通的若干个泵站，每个泵站均设置有依次连通的进水阀门井、污水提升井和流量计井，进水阀门井设置有进水阀门6，污水提升井内设置有提升水泵10以及泵池液位采集装置，流量计井内设置有流量采集装置；还包括智能控制柜1，所述智能控制柜1与泵池液位采集装置以及流量采集装置连接，泵池液位采集装置将采集到的污水提升井内的液位信息发送给智能控制柜1，流量采集装置将采集到的流量计井内的流量信息发送给智能控制柜1；智能控制柜1还连接有闸门控制器4以及水泵控制器16，所述闸门控制器4与进水阀门6连接，闸门控制器4用于控制进水阀门6的开度；所述水泵控制器16与提升水泵10连接，水泵控制器16用于控制提升水泵10的启停、频率调节。

其中，污水产生端指的是城市污水产生处，如小区等；污水处理端指的是污水处理厂。

可选地，在其中一种实施方式中，所述智能控制柜1还连接有智能网关2，所述智能网关2位于智能控制柜1内，智能网关2采用4G/5G传输手段交互上、下游泵站的数据信息，并将上、下游泵站的数据信息反馈给智能控制柜1；智能控制柜1根据收到的上、下游泵站液位信息以及流量信息进行分析处理，确定执行策略，并把执行策略发送给水泵控制器16和闸门控制器4，水泵控制器16和闸门控制器4接收执行策略，通过水泵控制器16控制提升水泵10的开启/关闭、启关频率，通过闸门控制器4调节进水阀门6的开度。

可选地，在其中一种实施方式中，所述泵池液位采集装置包括雷达液位计14以及浮球开关；所述浮球开关包括第一浮球开关7、第二浮球开关8和第三浮球开关9；所述第一浮球开关7、第二浮球开关8和第三浮球开关9从上而下依次悬挂安装在污水提升井内，其触发的信号分别表示污水提升井高、中、低三种液位状态；所述雷达液位计14安装在污水提升井内侧的顶部，其雷达探头指向污水提升井水面，用于实时检测污水提升井的实际液位。

可选地，在其中一种实施方式中，所述第一浮球开关7通过第一通讯电缆11与智能控制柜1数据连接，所述第二浮球开关8通过第二通讯电缆12与智能控制柜1数据连接，所述第三浮球开关9通过第三通讯电缆13与智能控制柜1数据连接；所述雷达液位计14通过第四通讯电缆18与智能控制柜1数据连接。

可选地，在其中一种实施方式中，所述流量采集装置为管道式的电磁流量计19，安装在污水提升井下游的流量计井内，用于实时检测泵站提升污水的流量、流速。

可选地，在其中一种实施方式中，所述水泵控制器16和闸门控制器4安装在泵房内，所述提升水泵10通过第三控制电缆15与水泵控制器16数据连接，所述进水阀门6通过第二控制电缆5与闸门控制器4数据连接。

可选地，在其中一种实施方式中，所述闸门控制器4通过第一控制电缆3与智能控制柜1数据连接，所述水泵控制器16过第四控制电缆17与智能控制柜1数据连接。

所述智能控制柜根据采集信息进行分析处理，确定执行策略，包括：

第一策略：当上、下游泵站无高液位信号时，智能控制柜执行节能策略，智能控制柜根据雷达液位计采集的液位信息判断提升水泵启停；泵站液位大于泵站高度80％时，即达到启泵液位时启动提升水泵，泵站液位小于泵站高度20％时，即达到停泵液位时关闭提升水泵；同时智能控制柜根据实时液位变化计算液位上升速度；若液位上升速度过快，即液位从停泵液位上升至启泵液位的时间小于5分钟时，智能控制柜通过PID调节，降低进水阀门开度，使得液位上升速度放缓；智能控制柜根据实时污水提升流量，计算提升污水所需时间，若提升污水所需时间小于10分钟，智能控制柜通过PID调节，降低提升水泵工作频率，即避免了提升水泵频繁启停可能造成的损坏，又达到了预期的节能效果；

第二策略：当上游泵站出现高液位信号，但下游泵站无高液位信号，同时本泵站有中液位信号时，智能控制柜执行全功率策略，进水阀门开度调整为100％，提升水泵全功率运行，直至泵站液位下降至低液位以下，提升水泵停止工作；

第三策略：当下游泵站有高液位信号，且本泵站无高液位信号时，智能控制柜执行停止策略，停止向下游提升污水，缓解下游排水压力。

第四策略：当下游泵站有高液位信号同时本泵站也有高液位信号时，智能控制柜执行动态调节策略，当下游泵站的进水阀门开度大于20％时，说明仍有进水流量容许的范围，此时启动提升水泵，通过PID调节水泵工作频率，保证本泵站提升流量不超过下游进水流量容许范围，当下游进水阀门开度小于20％时，本泵站提升水泵停止工作。

本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种污水泵站智能联控系统，其特征在于，包括沿污水产生端至污水处理端依次连通的若干个泵站，每个泵站均设置有依次连通的进水阀门井、污水提升井和流量计井，进水阀门井设置有进水阀门，污水提升井内设置有提升水泵以及泵池液位采集装置，流量计井内设置有流量采集装置；还包括智能控制柜，所述智能控制柜与泵池液位采集装置以及流量采集装置连接；智能控制柜还连接有闸门控制器以及水泵控制器，所述闸门控制器与进水阀门连接，所述水泵控制器与提升水泵连接。

2.根据权利要求1所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述智能控制柜还连接有智能网关，所述智能网关位于智能控制柜内，智能网关与上、下游泵站交互数据信息，并将上、下游泵站的数据信息反馈给智能控制柜；智能控制柜根据收到的上、下游泵站的液位信息以及流量信息反馈至水泵控制器和闸门控制器，通过水泵控制器控制提升水泵的开启/关闭、启关频率，通过闸门控制器调节进水阀门的开度。

3.根据权利要求1或2所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述泵池液位采集装置包括雷达液位计以及浮球开关；所述浮球开关包括第一浮球开关、第二浮球开关和第三浮球开关；所述第一浮球开关、第二浮球开关和第三浮球开关从上而下依次悬挂安装在污水提升井内，分别检测污水提升井内的高、中、低三种液位状态；所述雷达液位计安装在污水提升井内侧的顶部，其雷达探头指向污水提升井水面，用于实时检测污水提升井的实际液位。

4.根据权利要求3所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述第一浮球开关通过第一通讯电缆与智能控制柜数据连接，所述第二浮球开关通过第二通讯电缆与智能控制柜数据连接，所述第三浮球开关通过第三通讯电缆与智能控制柜数据连接。

5.根据权利要求3所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述雷达液位计通过第四通讯电缆与智能控制柜数据连接。

6.根据权利要求1所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述流量采集装置为管道式的电磁流量计，安装在污水提升井下游的流量计井内，用于实时检测泵站提升污水的流量、流速。

7.根据权利要求1所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述水泵控制器和闸门控制器安装在泵房内，所述提升水泵通过第三控制电缆与水泵控制器数据连接，所述进水阀门通过第二控制电缆与闸门控制器数据连接。

8.根据权利要求7所述的污水泵站智能联控系统，其特征在于，所述闸门控制器通过第一控制电缆与智能控制柜数据连接，所述水泵控制器过第四控制电缆与智能控制柜数据连接。