一种SPAMCP多功能控制平台制造技术

本发明专利技术涉及城市供水领域，公开了一种SPAMCP多功能控制平台，即自适应水击防护多功能控制平台，包括GIS和BIM技术应用模块、水力模型模块、SCADA模块、数据总线模块、功能应用及数据分析模块和管网、管线系统水力组件模块；本发明专利技术基于软件系统平台，应用了GIS、BIM技术，通过应用物联网技术对管网系统的工况参数采集，迭代水力组件特性曲线的水力模型，进行瞬态模型和稳态模型的仿真分析，对管网系统的进行科学合理的压力管理，实现对泵阀的联调联控，达到安全供水、水击爆管防护、漏损控制、提高输水效率和降低能耗的目的。

A SPAMCP Multifunctional Control Platform

The invention relates to the field of urban water supply, and discloses a SPAMCP multi-functional control platform, i.e., adaptive water hammer protection multi-functional control platform, which includes GIS and BIM technology application module, hydraulic model module, SCADA module, data bus module, functional application and data analysis module, and hydraulic component module of pipeline and pipeline system. BIM technology, through the application of the Internet of Things technology to gather the working condition parameters of the pipeline system, iterate the hydraulic model of the characteristic curve of the hydraulic components, carry out the simulation analysis of the transient model and the steady-state model, carry out scientific and reasonable pressure management of the pipeline system, realize the joint control of the pump and valve, achieve safe water supply, water hammer explosion pipe protection, leakage control, improve water delivery efficiency and drop. The purpose of low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种SPAMCP多功能控制平台
本专利技术涉及城市供水领域，尤其是一种SPAMCP多功能控制平台。
技术介绍
随着我国社会经济的快速发展，城市化进程的加快，供水管网系统的规模不断扩大，供水管网作为城市的重要基础设施之一，是保证城市人们生活正常运转的必要条件，为保证人们生活的正常运行，以及人们的生活质量，供水管网设施不断改进。由于人们用水变化的随机性强，水流量、压力等大量参数不确定，导致供水管网系统的检测和控制的复杂性增加，目前，我国很多的供水管网系统的检测与控制技术还相对落后，水击爆管，水管漏损等问题相当严重，而我国管网系统的检测基本上是采用人工定期定点去巡检抄录，这种方式不但成本高，而且效率也低，同时也不适应经济飞速发展的需求。如何改善城市供水管网想系统，达到安全供水、水击爆管防护、漏损控制、提高输水效率和降低能耗成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种能够达到安全供水、水击爆管防护、漏损控制、提高输水效率和降低能耗的SPAMCP多功能控制平台。SPAMCP多功能控制平台，即自适应水击防护多功能控制平台，包括GIS和BIM技术应用模块、水力模型模块、SCADA模块、数据总线模块、功能应用及数据分析模块和管网管线系统水力组件模块；所述GIS用于为供水企业提供城市中与供水管网相关的地理分布数据，所述BIM用于供水管网的3D建模和数据显示、监控；所述水力模型模块用于建立水力模型，包括全线正常工况水力学仿真、全线故障仿真和全线泵阀控制方案预测仿真，实现瞬态、稳态的水力模型仿真分析；所述SCADA模块用于对实现输配水全过程生产运行的数据采集存储，以及输配水全过程所需参数的实时监视与控制；所述数据总线模块用于传送数据信息；所述功能应用及数据分析模块用于管网防护、调度、监控及水力模型与管网监测数据的对比分析及预测；所述管网管线水力组件用于取水、输水、制水以及供水。进一步地，所述GIS平台采用C/S、B/S相结合的方式采集数据。进一步地，GIS数据通过系统调取水管网GIS桌面应用程序获得。进一步地，BIM数据显示、监控包括：Web轻量化显示、网管系统全面展示、网管系统实时监测数据、水力模型模拟数据的个性化展示以及3D巡检；所述Web轻量化显示基于HTML5/WebGL浏览技术。进一步地，所述水力模型通过迭代水力组件特性曲线显示数据。进一步地，所述全线正常工况水力学仿真包括恒定流水力学仿真、过渡过程水力学仿真、充水过程仿真、正常启停泵过程仿真；所述全线故障仿真可模拟各种不利工况，包括对泵站、水厂、管道等流量的变化对管道压力的影响，泵站流量、扬程的变化对管道压力的影响，以及泵站的停泵事故；所述全线泵阀控制方案预测仿真用于仿真调度方案的执行情况，预测工况变换过程中调节控制方案的优劣，预测可能发生的事故对系统的影响及进行最佳应急措施的选择，给出系统设计的最优结构方案和设计参数。进一步地，所述CADA系统的组成单元为智能RTU，智能RTU用于数据采集及远传、数据存储、边缘计算及终端显示管理。进一步地，所述智能RTU采用模块化布置方式，即在每个独立管网均设有数据采集、传输、存储、边缘计算及终端显示的全部智能RTU仪器仪表。进一步地，一种采用上述SPAMCP多功能控制平台的泵阀联调联控方法，采用三级泵阀联调联控方法，分别为：一、远程平台级的控制模式；二、现场物联网级的控制模式；三、PLC级的PID闭环控制。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于软件系统平台，应用了GIS/BIM技术，通过应用物联网技术对管网系统的工况参数采集，迭代水力组件特性曲线的水力模型，进行瞬态模型和稳态模型的仿真分析，对管网系统的进行科学合理的压力管理，实现对泵阀的联调联控，解决和实现供水调度、水击爆管防护、管网漏损控制、能耗管理以及设备健康状态管理。附图说明图1为SPAMCP多功能控制平台结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施进行详细说明。如图1所示，SPAMCP多功能控制平台，即自适应水击防护多功能控制平台，包括GIS和BIM技术应用模块1、水力模型模块2、SCADA模块5、数据总线模块4、功能应用及数据分析模块3和管网网线系统水力组件模块6；GIS用于为供水企业自动化采集、管理、更新、分析与应用城市中与供水管网相关的地理分布数据，所述BIM用于实现供水管网的3D建模和Web轻量化显示、网管系统全面展示、网管系统实时监测数据、水力模型模拟数据的个性化展示以及3D巡检；水力模型模块2用于建立水力模型仿真模拟机制，包括全线正常工况水力学仿真、全线故障仿真和全线泵阀控制方案预测仿真，实现瞬态、稳态的水力模型仿真分析；SCADA模块5用于对实现输配水全过程生产运行的数据采集与存储，以及输配水全过程所需参数的实时监测与控制；采集管网状态、调度分析决策、业务过程管理、异常检测预警及运行能效分析和智能报表管理等内容；检测与控制如水泵、电机、阀门等的工作状态，以及压力、流量、水质等其他信息实时数据，使调度人员能及时准确的了解系统运行状况；数据总线模块4用于传送数据信息；功能应用及数据分析模块3用于水击与爆管防护、漏损管控、优化调度与能效管理、设备健康状态管理，稳态瞬态水力模型、AI水力模型与管网监测数据的对比分析及预测；对数据逻辑分析管理，保障管网采集数据安全性和有效性；分析数据是否超过各自的极限；对采集到的数据进行基础的分析；管网管线水力系统组件模块5用于取水、输水、制水以及供水。GIS平台以地形图为基础，以供水管网数据为核心，结合供水管网管理需要，采用C/S、B/S相结合的方式采集数据。采用水管网GIS桌面应用程序，向供水企业的专业管理人员，提供专业、强大的数据录入、数据管理、数据分析、数据维护、系统维护等功能，确保数据的完整性、正确性，为供水业务实现信息化管理奠定数据基础。BIM模型轻量化Web浏览技术是基于HTML5/WebGL的技术，实现试点跳转和模型自动/手动旋转，获取属性信息，捕捉用户事件，HTML5/WebGL的技术的特点包括BIMsever驱动模型对象化数据，Web应用，灵活叠加业务逻辑和UI客户化需要。水力模型采用迭代水力组件特性曲线的水力模型。全线正常工况水力学仿真包括恒定流水力学仿真、过渡过程水力学仿真、充水过程仿真、正常启停泵过程仿真；全线故障仿真可模拟各种不利工况，包括对泵站、水厂、管道等流量的变化对管道压力的影响；泵站流量、扬程的变化对管道压力的影响，以及泵站的停泵事故；全线泵阀控制方案预测仿真用于仿真某种调度方案的执行情况，预测工况变换过程中调节控制方案的优劣，预测可能发生的事故对系统的影响及进行最佳应急措施的选择，给出系统设计的最优结构方案和设计参数，建立优化的调度控制系统，为工程安全、稳定、经济运行提供技术参数。CADA系统的基本组成单元为智能RTU，智能RTU用于数据采集及远传、数据存储、边缘计算及终端显示管理；智能RTU仪器仪表/传感器包括多功能水泵控制阀、多功能斜板阀、多功能减压阀、多功能空气阀、空气罐、调压罐和多功能管网监测装置，以及用于数据采集的流量传感器、水质传感器、水压传感器等。智能RTU仪器仪表、传感器采用分布式部署方式，可独立的区域控制，实现平台在应用故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SPAMCP多功能控制平台，其特征在于，包括GIS和BIM技术应用模块、水力模型模块、SCADA模块、数据总线模块、功能应用及数据分析模块和管网管线系统水力组件模块；所述GIS用于为供水企业提供城市中与供水管网相关的地理分布数据，所述BIM用于供水管网的3D建模和数据显示、监控；所述水力模型模块用于建立水力模型，包括全线正常工况水力学仿真、全线故障仿真和全线泵阀控制方案预测仿真，实现瞬态、稳态的水力模型仿真分析；所述SCADA模块用于对实现输配水全过程生产运行的数据采集存储，以及输配水全过程所需参数的实时监视与控制；所述数据总线模块用于传送数据信息；所述功能应用及数据分析模块用于管网防护、调度、监控及水力模型与管网监测数据的对比分析及预测；所述管网管线水力组件用于取水、输水、制水以及供水。

【技术特征摘要】
1.一种SPAMCP多功能控制平台，其特征在于，包括GIS和BIM技术应用模块、水力模型模块、SCADA模块、数据总线模块、功能应用及数据分析模块和管网管线系统水力组件模块；所述GIS用于为供水企业提供城市中与供水管网相关的地理分布数据，所述BIM用于供水管网的3D建模和数据显示、监控；所述水力模型模块用于建立水力模型，包括全线正常工况水力学仿真、全线故障仿真和全线泵阀控制方案预测仿真，实现瞬态、稳态的水力模型仿真分析；所述SCADA模块用于对实现输配水全过程生产运行的数据采集存储，以及输配水全过程所需参数的实时监视与控制；所述数据总线模块用于传送数据信息；所述功能应用及数据分析模块用于管网防护、调度、监控及水力模型与管网监测数据的对比分析及预测；所述管网管线水力组件用于取水、输水、制水以及供水。2.根据权利要求1所述的SPAMCP多功能控制平台，其特征在于：所述GIS平台采用C/S、B/S相结合的方式采集数据。3.根据权利要求2所述的SPAMCP多功能控制平台，其特征在于：GIS数据通过系统调取水管网GIS桌面应用程序获得。4.根据权利要求1所述的SPAMCP多功能控制平台，其特征在于：BIM数据显示、监控包括：Web轻量化显示、网管系统全面展示、网管系统实时监测数据、水力模型模拟数据的个性化展示以及3D巡检；所述Web轻量化显示基于HTML5/Web...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄靖，李进，罗剑宾，徐秋红，汪宇，
申请(专利权)人：株洲珠华智慧水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43