一种污水泵站动态控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及污水处理系统控制领域，公开了一种污水泵站动态控制方法及系统。动态控制方法包括：将上游管网的液位划分为连续的多段液位区间，每段液位区间设置对应的目标流量，每个目标流量均具有对应的水泵编组；获取上游管网实时液位即可运行对应的水泵编组方案；将集水池实时液位与目标液位进行比较，或将泵站实时输送流量与对应的目标流量进行比较，根据比较结果调节变频泵，实现集水池的液位或流量的稳态控制；其中，液位区间包括错位设置的上升液位区间和下降液位区间。本发明专利技术提供的污水泵站动态控制方法和系统，基于PLC控制系统实现，可提高系统控制的稳定性和水泵的运行效能，延长泵组使用寿命，使得系统控制长期运行稳定性高，且易安装维修。

Dynamic control method and system for sewage pumping station

The invention relates to the sewage treatment system control field, and discloses a sewage pumping station dynamic control method and system. Including the dynamic control method: dividing network for multi level upstream segment liquid level continuous interval, the target flow set corresponding to each segment level interval, the pump flow is corresponding to each target group; access network can run real-time upstream level corresponding to the formation of the pump case; the sump level and target level real time were compared. Or compare the target traffic flow and the corresponding real-time transmission station, according to the results of frequency conversion adjusting pump, realize stable sump level or flow control; the level set up interval including dislocation level interval and drop level range. Sewage pumping station dynamic control method and system provided by the invention, the realization of PLC based control system, can improve the efficiency and stability of pump control system, prolong the service life of the pump group, the control system stability is high, and easy installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种污水泵站动态控制方法及系统
本专利技术涉及污水处理系统控制领域，特别是涉及一种污水泵站动态控制方法及系统。
技术介绍
城市排水系统承担着的城市污水收集处理的重要职能，是保障人民生活、城市环境和城市安全的重要市政基础设施，城市排水管网的安全有效运行也是城市水环境质量的重要保障。近年我国城市水环境污染形势依然严峻，城市排水管网运行中的问题也日益凸显，加强城市排水管网的信息化建设是解决相关问题的重要技术手段，污水泵站是排水管网的重要结构单元，实现污水泵站的智能运行控制可以有效提高污水系统优化运行水平，保障管网运行安全、减少冒溢，进而控制溢流、降低对污水厂波动影响等，因此，实现污水泵站智能运行控制的技术需求日趋迫切。排水管网是开放式系统，运行环境条件复杂多变，管网的流量和液位一般均呈现非规律性的动态变化，泵站运行过程随时需要应对不同的运行状态，尤其在降雨条件下，管网水量会快速发生变化，复杂多变的管网运行状态，给污水泵站的运行控制带来极大的挑战。现有污水泵站实际运行中大都采用人工经验控制，运行过程中很难随时适应管道多变的运行状态，有些研究开发了模糊控制、经验规律时序预测控制等控制方法，但这些方法控制实施过程中计算量较大，均需基于PC系统实现，虽然这些方法可以实现针对管网复杂运行状态的动态控制，但是长期工作过程中由于PC系统负荷耐受能力差、模糊经验控制难以体现所有未知运行情景等限制，控制的稳定性还不能保证，控制故障发生率远高于基于PLC的控制系统，而现有基于PLC的控制仅能实现比较简单的恒定液位、恒定流量的控制，以及经验规律控制等，这几种控制方式存在如下缺陷：不能根据上游管网实时变化的液位对泵组中水泵的开闭进行优化调整，使得控制效果较差，造成资源的浪费或利用率低，使得系统适应性差、控制稳定性较低，控制过程不能随动态变化的液位进行及时的调整。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种污水泵站动态控制方法及系统，以解决现有技术中污水泵站控制稳定性低的缺陷。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种污水泵站动态控制方法，包括：将上游管网的液位划分为连续的多段液位区间，每段所述液位区间设置对应的目标流量，每个所述目标流量均具有对应的水泵编组；获取上游管网实时液位，确定所属液位区间，得到对应的目标流量，并运行对应的水泵编组；获取集水池实时液位并与集水池目标液位进行比较，或获取泵站实时输送流量并与对应的目标流量进行比较，根据比较结果对水泵编组中的变频泵进行调节，以实现所述集水池的液位或所述泵站的流量的稳态控制；其中，所述液位区间包括错位设置的上升液位区间和下降液位区间。其中，在获取集水池实时液位后，将其与预设的集水池安全液位的上、下极限值进行比较，通过控制所述集水池的进水阀门开度，保证所述集水池实时液位处于安全液位范围内。其中，多段所述液位区间不均等。其中，所述下降液位区间的上边界比所述上升液位区间的上边界低0.3～0.5m。本专利技术还提供一种污水泵站动态控制系统，通过PLC控制系统进行控制，所述PLC控制系统包括：水泵编组控制模块，用于设置上游管网划分的连续多段液位区间的区间值，以及每段所述液位区间对应设置的目标流量值，每个所述目标流量值均具有对应的水泵编组；用于根据上游管网实时液位，确定所属液位区间，得到对应的目标流量，并控制运行对应的水泵编组；反馈稳态控制模块，用于获取集水池实时液位并与集水池目标液位进行比较，或获取泵站实时输送流量并与对应的目标流量进行比较，根据比较结果对水泵编组中的变频泵进行调节，以实现所述集水池的液位或所述泵站的流量的稳态控制；其中，所述液位区间包括错位设置的上升液位区间和下降液位区间。其中，还包括反馈补偿控制模块，用于将集水池实时液位与预设的集水池安全液位的上、下极限值进行比较，通过控制所述集水池的进水阀门开度，保证所述集水池实时液位处于安全液位范围内。其中，多段所述液位区间不均等。其中，所述下降液位区间的上边界比所述上升液位区间的上边界低0.3～0.5m。(三)有益效果本专利技术提供的污水泵站动态控制方法，通过将上游管网的液位划分为连续的多段液位区间，并为每段液位区间对应设置一个目标流量，实现了控制过程中控制量随上游管网液位的动态变化而进行相应调整的功能，使得系统响应更迅速，系统控制更稳定的效果，同时还提高了水泵的运行效能，延长了整个泵组的使用寿命。根据反馈回的目标实时液位或泵站实时输送流量进行泵组中变频泵的调节，实现了集水池的液位或泵站的流量的稳态控制，使系统运行更稳定。由于不同的目标流量对应不同的水泵编组，即对泵组进行了优化组合，使得泵组满足高效率工作的同时，还延长了泵组整体的工作寿命。另外，本专利技术提供的污水泵站动态控制系统，各控制模块均可仅基于PLC控制系统实现，使得控制程序和控制量的调整更加方便快捷，使系统响应更迅速准确，使得系统控制长期运行稳定性高，且易于安装维修。附图说明图1为本专利技术中污水泵站动态控制过程示意图；图2为本专利技术中上游管网液位区间划分示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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专利技术中的具体含义。图1为本专利技术中污水泵站动态控制过程示意图；图2为本专利技术中上游管网液位区间划分示意图。实施例1：本实施例提供一种污水泵站动态控制方法，包括：将上游管网的液位划分为连续的多段液位区间，每段所述液位区间设置对应的目标流量，每个所述目标流量与水泵编组开启的数量相对应。具体地，如图1所示，首先依据上游管网的运行情况，将其所处的液位范围划分为连续的多段液位区间，即将液位区间离散化，形成多段离散液位区间。由于上游管网中的液位在不同的时间段呈现不同的液位高度，例如在午饭、晚饭这样的用水高峰期，管网中的液位会相对升高，而在午夜休息时，管网中的液位通常会下降。再比如遇到降雨天气，管网中的液位会急速地上升下降，波动范围很大。因此，在对上游管网进行液位区间划分的时候，应充分考虑实际的运行情况。然后，每段液位区间设置一个对应的目标流量，每个所述目标流量与水泵编组开启的数量相对应。这样即将上游管网的液位变化与下游的集水池进出水进行了关联，通过每段液位区间对应的目标流量，系统可以选择开启或关闭的水泵的数量，以及对开启或关闭哪几个水泵进行选择，实现水泵编组的优化。由于液位区间被离散化，形成了离散的目标流量，目标流量作为控制变量，可实现系统的离散化控制。其中，划分液位区间时，上升过程的液位区间要与下降过程的液位区间错开，如图2中所示，这样可防止因液位区间的重叠而造成无法正确判断是处于上升过程，还是处于下降过程，进而造成程序不能顺利运行，且会造成短液位区间内的水泵频繁启闭。通常根据液位的变化速率进行上升过程或下降过程的判断。图2中，左侧为上升液位区间，从H1～H5被分为五个区间段，各区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水泵站动态控制方法，其特征在于，包括：将上游管网的液位划分为连续的多段液位区间，每段所述液位区间设置对应的目标流量，每个所述目标流量均具有对应的水泵编组；获取上游管网实时液位，确定所属液位区间，得到对应的目标流量，并运行对应的水泵编组；获取集水池实时液位并与集水池目标液位进行比较，或获取泵站实时输送流量并与对应的目标流量进行比较，根据比较结果对水泵编组中的变频泵进行调节，以实现所述集水池的液位或所述泵站的流量的稳态控制；其中，所述液位区间包括错位设置的上升液位区间和下降液位区间。

【技术特征摘要】
1.一种污水泵站动态控制方法，其特征在于，包括：将上游管网的液位划分为连续的多段液位区间，每段所述液位区间设置对应的目标流量，每个所述目标流量均具有对应的水泵编组；获取上游管网实时液位，确定所属液位区间，得到对应的目标流量，并运行对应的水泵编组；获取集水池实时液位并与集水池目标液位进行比较，或获取泵站实时输送流量并与对应的目标流量进行比较，根据比较结果对水泵编组中的变频泵进行调节，以实现所述集水池的液位或所述泵站的流量的稳态控制；其中，所述液位区间包括错位设置的上升液位区间和下降液位区间。2.如权利要求1所述的污水泵站动态控制方法，其特征在于，在获取集水池实时液位后，将其与预设的集水池安全液位的上、下极限值进行比较，通过控制所述集水池的进水阀门开度，保证所述集水池实时液位处于安全液位范围内。3.如权利要求1所述的污水泵站动态控制方法，其特征在于，多段所述液位区间不均等。4.如权利要求1所述的污水泵站动态控制方法，其特征在于，所述下降液位区间的上边界比所述上升液位区间的上边界低0.3～0.5m。5.一种污水泵站动态控制系统，其特征在于，通过PLC控制系统进行控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳臣，施汉昌，黄霞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11