[发明专利]一种基于压力控制模型和PLC的供水降低能耗方法

说明书

本发明提供一种基于压力控制模型和PLC的供水降低能耗方法，属于供水技术领域，本发明采用混合遗传方法计算最优压力控制曲线，下达给PLC控制器，通过水泵转速调节法进行流量调节，统一调度水泵机组的运行。根据用水管网实时反馈的压力值，自动控制各水泵的工频变频切换并累计计时自动倒泵，同时根据实时的水压偏差对供水系统进行调节，将控制参数下达给变频器，由变频器调节水泵运行频率，调节用水管网的供水流量，最终达到使供水压力稳定并节能降耗的目的。

技术领域

本发明涉及供水技术，尤其涉及一种基于压力控制模型和PLC的供水降低能耗方法。

背景技术

我国是一个水资源短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化水平低。而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，城市中各类小区的不断增加，对城市供水基础设施的建设要求越来越高。供水的可靠性、稳定性和经济性直接影响人们的正常生活和工作。

传统的供水方式有：恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水等。它们普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点。目前，供水方式正在朝高效节能、自动可靠的方向发展。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提出了一种基于压力控制模型和PLC的供水降低能耗方法，旨在降低供水能耗，有效稳定管网压力。

本发明的技术方案是：

一种基于压力控制模型和PLC的供水降低能耗方法，基于压力控制模型和PLC的供水降低能耗是指供水结合压力控制模型计算结果与PLC控制系统组成的闭环自控系统。采用混合遗传方法计算最优压力控制曲线，下达给PLC控制器，通过水泵转速调节法进行流量调节，统一调度水泵机组的运行。根据用水管网实时反馈的压力值，自动控制各水泵的工频变频切换并累计计时自动倒泵，同时根据实时的水压偏差对供水系统进行调节，将控制参数下达给变频器，由变频器调节水泵运行频率，调节用水管网的供水流量，最终达到使供水压力稳定并节能降耗的目的。

进一步的，

压力控制模型的建立

应用混合遗传算法所建立的经验数学表达式，如下式：

其中，Q为各水厂流量，hk为各测点压力，Ci,Ajm,Bjp可以通过月流量计算得出；管网压力曲线模型需要满足出厂流量、压力的最优关系以及最不利点压力；根据压力控制模型输出的实时压力曲线，作为PLC控制系统设定压力值。

进一步的，

PLC控制系统的建立

PLC控制系统主要由变频调速器、PLC控制器、压力传感器和水泵机组这几个部分组成；该系统总体来说可分为三个大部分：信号检测部分、控制机构和执行机构。

1)所述信号检测部分：将供水系统需要检测的信号都反馈给控制系统。

2)所述控制机构：PLC控制器、变频调速器这两个是核心；

信号检测机构实时反馈来的用水管网水压值、缓冲罐液位值、电机或变频器报警信号这些都需要由PLC进行处理，它对变频调速器下达控制指令，进而由变频器进行PID调节控制水泵电机运行；

它还负责人机接口的设定信息、传输通讯接口的信息交换。

变频调速器是系统实现对水泵电机进行调速控制的核心设备，它根据PLC传达来的控制信号和传感器传送上来的实时水压信号对水泵电机进行PID控制和调速。

3)所述执行机构：执行机构即水泵组，系统送水的任务最终由它们完成；在用水需求最大时，将水泵组全部投入工频运行；