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智能电磁流量计

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智能电磁流量计水位控制计算机关键技术研究

来源:作者:发表时间:2019-11-13 10:38:29

引言:随着城市智能电磁流量计的发展壮大,原有的网末端高位调节水池在用水高峰期调节稳压的功能逐渐丧失,通过对水位控制计算机控制高位水池的研究,可开启智能电磁流量计中端高位水池的新控制模式和自动化管理模式,使得高位调节水池重获生机,有效避免了资源浪费,同时使得城市智能电磁流量计压力调控变得更加方便,减少城市智能电磁流量计中压力波动造成的漏水的损失,降低产销差额。
1.城市从水管网高位调节水池的应用现状
随着城市智能电磁流量计的发展和壮大,曾经作为城市智能电磁流量计重要组成部分的网末端高位调节水池,逐渐变成网中端高位调节水池,原有的用水高峰期调节稳压功能逐渐丧失,并且在平时的使用中由于管理复杂极易导致溢水,增大产销差额,造成不必要的经济浪费而被弃用,但是这种高位调节水池大量存在于地市级自来水公司智能电磁流量计中,造成了现有资源的浪费。通过对水位计算机的自动化微量控制研究能让高位调节水池在城市智能电磁流量计的扩展中重新恢复调节稳压功能,开启智能电磁流量计中网中端高位调节水池的新控制模式和自动化管理模式。目前在国内外对于水流量控制计算机已有大量的研究,但是对于水位控制计算机研究很少,采用水位控制计算机对高位水池进行调节和稳压是以后扩大智能电磁流量计的必然趋势(邢国霞.PCC可编程智能调速器在朱庄水电站的应用[J].水能经济,2015(12))。
2.智能电磁流量计水位控制计算机的关键技术研究现有的传统高位调节水池都是通过阀门的单纯的开度来进行放水流量的控制,而本文通过多参数阀门的微动流量控制来完成调节水池的自动蓄水和自动调节放水水位,从而进行放水时间控制,充分考虑到了城区的智能电磁流量计用户用水压力波动变化,使高位水池可以按设定的规定时间和压力下限进行放水调控,对整个城区水管网的压力产生实际的稳定调控作用。
采用多参数水池出口阀门微动流量信号反馈技术来控制末端高位调节水池的水位,通过对实时城区管网压力的计算采用不同的流量控制方式完成对水池的自动蓄水和调节放水过程,可使高位调节水池达到恢复调节、稳定城市智能电磁流量计压力的功能。通过多参数阀门微动流量控制水位来调节高位水池的放水时间,根据城区智能电磁流量计的压力来调节和计算水量,从而算出调节的时间,使得网中端高位水池能按设定在规定的时间和压力下限情况下,尽可能地按照最佳用户用水方式进行放水,以延长城市智能电磁流量计高峰用水时期的补压时间和调节时间(马骥,孙旭芝.数字阀PCC可编程智能调速器在星星哨水电站扩效增容改造中应用[J].城市建设理论研究(电子版),2014(35))。
2.1 多参数阀门水位计算机的硬件选择
多参数阀门水位计算机实现动态控制的重要环节就是要利用可编程PCC。与PLC相比,PCC的优点在于对分时多任务操作系统的设计,它通过采用分时多任务机制,使得应用程序的运行周期由操作系统的循环周期来决定,能真正的实现控制需求,并且在CPU运算能力允许的情况下,可以根据实际情况进行调整。
2.2 多参数阀门水位计算机软件主要功能
(1)远控参数定值设定:中控室可以利用通讯专线线路对PCC中的用水时间、水箱溢流水位、压力和压力计算公式进行预设和跟踪,并可利用现有计算机智能算法进行改进和自行学习。
(2)采集和控制:主要采集压力参数,通过PCC编程输入相应的计算公式,计算出进出水压力。在四川省乐山市市中区新村调节水池(具体位置为环境监测站)使用过程中,相关压力参数采集了区域首尾压力和管网调节池出口压力,并根据乐山市市中区人民南路长城大厦片区和对比片区早、中、晚用水负荷高峰期的实际数据,根据模型公式确定了相关进水和出水压力值,在非高峰时段压力值未达到模型公式进出水压力值时,水位计算机会使控制阀门处于关闭状态。
(3)水流量实时计算:水位计算机通过对调节池水位的采集和控制,可进行用水累积体积量和秒流量的计算。PCC收集液位水位计参数,可计算秒流量,当上水达到设定溢流水位值时,PCC立即使进水阀门处于关闭关态。与此同时,在水位计算机初期建设阶段,在放水情况下,可利用PCC的实时计算功能计算一次实时水位变化,依据公式:出水秒流量=(水位×面积)÷时间,可计算出水秒流量,根据秒流量可实现实时动态控制。
(4) 有效调节水量储蓄控制:用PCC的输出和反馈相关功能,对阀门进行开启度的微动控制,实现调节池调节水量储蓄功能。在非高峰用水时段时,压力达到设定值时也能进行调节水量储蓄操作。
(5)实现出水精细化控制:基于PCC比PLC功能更强大的特性,大量采用前面功能所计算出的变量值,在早、中、晚高峰用水时段来到时,可以参照实时调节水池中的调节水量储蓄量、相关管网区域压力,与设定的参数进行对比,计算出调节水池出水时间,与此同时计算出调节水池理论出水秒流量,利用PCC实时控制阀门微动开启度,按照前面功能计算出的理论出水量来实现调节水池的出水量控制,同时需要在调节水池出水过程中,及时跟踪计算出瞬时出水量、相关区域管网变化压力值,据此自动调节阀门的微动开启度(王铁军,王蕾.数字阀PCC智能调速器在水电站设备改造中的应用[J].统计与管理,2015(8))。
2.3 多参数阀门水位计算机研发过程中的注意事项
(1)本研发的理论控制模型是建立在PLC基础初级版本上的,实际控制版本以PCC替代PLC,需注意两者的采集参数的接口的不同会将会导致接线错误。
(2)PCC的时间可利用网络获取,也可利用手机对时获取,最安全的方式是单独建立内部对时钟,将有助于安全性能的提升。
(3)建议设立应急处理和现场操作功能,在系统故障或检修状态下,此功能将发挥相当重要的控制作用。
(4)中控室远控能力设置能够便于实时把控城区总体管网变化情况,必要时可以远程干预和控制调节水池相关运行操作,建议这一控制级别设置为最高级别。
(5)建议根据高位调节水池出水阀门微动控制的实际情况对多参数阀门水位计算机的关键技术进行相关控制模式的修正并逐步完善(朱健平,邓松,徐蕾.多参数阀门动态控制系统在自流式高位调节水池中改造的应用研究[J].西南给排水,2015(5))。
3.结语
多参数阀门水位控制计算机关键技术的研究,能使城区中大量被废弃的智能电磁流量计末端高位水池得以重新启用,恢复调节稳压作用,有效避免了资源浪费和经济浪费,同时能让城市智能电磁流量计压力调控更加方便简洁,减少城市智能电磁流量计中由于压力波动而造成的漏水损失,有效降低自来水公司的产销差额。国内外目前已有水流量控制计算机在实际生产中应用,但是并未有水位控制计算机,通过对多参数水池出口阀门水位控制计算机关键技术的研究可以用来生成成品水位控制计算机,完成技术创新。