一种泵站节能优化控制方法以及系统技术方案

本发明专利技术提供一种泵站节能优化控制方法，将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；根据公式对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数，进行泵的启动；本发明专利技术还提供一种泵站节能优化控制系统，实现具有智能化的泵站节能优化控制。

【技术实现步骤摘要】
一种泵站节能优化控制方法以及系统
本专利技术涉及一种泵站节能优化控制方法以及系统。
技术介绍
目前典型的复杂的污水处理系统由于高度的非线性、动态突变性及分散的传感元件与执行元件、复杂的信息结构等原因，无法找到精确的数学模型，还有某些不确定性，而这些都难以用精确的数学模型来描述。传统的提升泵站的控制方式采用液位控制，当水位达到一定值后，依次开启相应的潜水泵。传统的提升泵站的控制方式存在的问题是泵启动频繁、泵磨损情况不同，造成泵更换周期短、维护量大等。传统的控制方式又缺乏灵活性和应变性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种泵站节能优化控制方法，实现具有智能化的泵站节能优化控制。本专利技术之一是这样实现的：一种泵站节能优化控制方法，包括如下步骤：步骤1、将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；步骤2、根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；步骤3、根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；步骤4、根据公式y1＝10/(L2－L1)×[x1－(L2+L1)/2]，其中[L1,L2]为液位变化范围，x1为液位值，y1为液位差的量化级数，y2＝6/(b－a)×[x2－(a+b)/2]，其中[a，b]即液位变化率范围，x2为液位变化值，y2为液位变化率的量化级数，取y1和y2整数部分，对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数；步骤5、进行泵的启动。进一步地，所述步骤5进一步具体为：设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵。进一步地，设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵；若某一泵连续运行时间达到限定时间，则停止该泵，启动等待泵中总时间最小的泵。本专利技术之二是这样实现的：一种泵站节能优化控制系统，其特征在于：包括如下模块：初始设置模块，将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；状态设置模块，根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；控制关系模块，根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；计算泵个数模块，根据公式y1＝10/(L2－L1)×[x1－(L2+L1)/2]，其中[L1,L2]为液位变化范围，x1为液位值，y1为液位差的量化级数，y2＝6/(b－a)×[x2－(a+b)/2]，其中[a，b]即液位变化率范围，x2为液位变化值，y2为液位变化率的量化级数，取y1和y2整数部分，对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数；启动模块，进行泵的启动。进一步地，所述启动模块进一步具体为：设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵。进一步地，设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵；若某一泵连续运行时间达到限定时间，则停止该泵，启动等待泵中总时间最小的泵。本专利技术具有如下优点：本专利技术一种泵站节能优化控制方法，利用模糊控制和虚拟编程技术，使用PLC完成复杂控制，使得控制速度快，超调量小，运行效果好。同时，泵的循环工作方式运行良好，避免了泵的频繁启动，避免了一台或几台泵长期运行，其他泵闲置的情况，达到了有效控制的目的和要求，增强了自动程序的故障处理能力，大大减少了系统资源，保证了系统的稳定性。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术模糊控制原理图。图2为液位差隶属度示意图。图3为组合排序示意图。图4为本专利技术执行流程图。具体实施方式如图4所示，本专利技术泵站节能优化控制方法，包括如下步骤：步骤1、将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；步骤2、根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；步骤3、根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；步骤4、根据公式y1＝10/(L2－L1)×[x1－(L2+L1)/2]，其中[L1,L2]为液位变化范围，x1为液位值，y1为液位差的量化级数，y2＝6/(b－a)×[x2－(a+b)/2]，其中[a，b]即液位变化率范围，x2为液位变化值，y2为液位变化率的量化级数，取y1和y2整数部分，对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数；步骤5、设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵；若某一泵连续运行时间达到限定时间，则停止该泵，启动等待泵中总时间最小的泵。本专利技术泵站节能优化控制系统，其特征在于：包括如下模块：初始设置模块，将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；状态设置模块，根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；控制关系模块，根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；计算泵个数模块，根据公式y1＝10/(L2－L1)×[x1－(L2+L1)/2]，其中[L1,L2]为液位变化范围，x1为液位值，y1为液位差的量化级数，y2＝6/(b－a)×[x2－(a+b)/2]，其中[a，b]即液位变化率范围，x2为液位变化值，y2为液位变化率的量化级数，取y1和y2整数部分，对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数启动模块，设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵；若某一泵连续运行时间达到限定时间，则停止该泵，启动等待泵中总时间最小的泵。本专利技术一种具体实施方式：如图1所示，本专利技术揭示了一种泵站节能优化控制系统，所述系统由模糊控制系统和虚拟编程技术组成。所述模糊控制系统包含被控制过程和模糊控制器，所述模糊控制器由模糊化、模糊推理、去模糊化三部分组成，三者均建立在知识库(控制率和隶属函数)基础上。所述模糊控制系统的主要特点是对操作人员的控制经验进行总结，形成可以通过控制系统表达的控制方法，达到自动控制的目的。所述模糊控制器采用三个模糊控制变量：液位差(E)、液位变化率(EC)和启动泵台数(U)，其中E和EC为输入模糊变量，U为使出模糊变量。模糊控制器由PLC编程实现。这种结构实质上为非线性的PD控制方式。所述三个模糊控制变量的论域量化关系如下：所述液位差E分为6档，11级。液位差可分为正液位差和负液位差，所述液位差11级即：{5，―4，―3，2，―1，0，1，2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵站节能优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；步骤2、根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；步骤3、根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；步骤4、根据公式y1＝10/(L2－L1)×[x1－(L2+L1)/2]，其中[L1,L2]为液位变化范围，x1为液位值，y1为液位差的量化级数，y2＝6/(b－a)×[x2－(a+b)/2]，其中[a，b]即液位变化率范围，x2为液位变化值，y2为液位变化率的量化级数，取y1和y2整数部分，对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数；步骤5、进行泵的启动。

【技术特征摘要】
1.一种泵站节能优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、将液位差E、液位变化率EC以及启动泵台数U分别进行分档和分级；步骤2、根据高斯基函数建立液位差E的档位与级数的隶属度表，并设定液位差E的档位、启动泵台数U的档位以及液位变化率EC的档位的状态表；步骤3、根据隶属表以及状态表，通过加权平均法计算得到液位差E的分级、液位变化率EC的分级以及启动泵台数U的分级的控制关系表；步骤4、根据公式y1＝10/(L2－L1)×[x1－(L2+L1)/2]，其中[L1,L2]为液位变化范围，x1为液位值，y1为液位差的量化级数，y2＝6/(b－a)×[x2－(a+b)/2]，其中[a，b]即液位变化率范围，x2为液位变化值，y2为液位变化率的量化级数，取y1和y2整数部分，对应控制关系表得到启动泵台数U的级数，之后得到所需要启动的泵的个数；步骤5、进行泵的启动。2.根据权利要求1所述的一种泵站节能优化控制方法，其特征在于：所述步骤5进一步具体为：设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵。3.根据权利要求2所述的一种泵站节能优化控制方法，其特征在于：所诉步骤5进一步具体为：设定每台泵的虚拟水泵号，之后根据每台泵运行的总时间的大小对泵进行排序，从总时间最小的泵开始，根据需求依次开启泵；若某一泵连续运行时间达到限定时间，则停止该泵，启动等待泵中总时间最小的泵。4.一种泵站节能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国峰，陈斌，郑立祥，吴生贵，
申请(专利权)人：福州福光水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35