一种智慧泵房的控制系统的制作方法

本发明涉及泵房控制，更具体地说，它涉及一种智慧泵房的控制系统。

背景技术：

1、二次供水泵房在实际运行中，常见配置包括水箱、变频泵组、共用出水总管、压力变送器、流量计、电力仪表、变频器、plc控制柜、现场触摸屏和上位监控端。现场控制通常以总管压力作为闭环反馈，并由plc控制柜向变频器输出频率命令，使当前运行泵随用水负荷变化升频或降频；同时，水池水位许可状态、急停复位状态、阀门到位状态、运行反馈和故障反馈用于启停许可、报警闭锁和远程监控。

2、在调试和运维过程中，单泵升频并不必然带来管路侧压力或流量的同步上升。水泵效率区间偏离、出口阀门状态异常、局部阻力增加、泵组切换滞后、变频器执行反馈与水力输出脱节等情况，都可能使电能投入继续增加，而共用出水总管侧的供水增量不明显。若plc控制程序仍仅围绕压力偏差继续推高当前运行泵频率，容易出现频率命令反复叠加、能耗增加、泵组接力延迟以及现场报警依据不足等问题。

3、从工程控制角度看，泵房需要把变频器反馈、泵组用电、总管压力和总管流量放在同一控制扫描节拍内核对，才能区分控制动作已经执行和出水侧响应未随之改善这两类状态。仅依赖单一压力读数，难以判断外部用水波动、管网阻力变化或泵组本身响应异常之间的差异；仅依赖流量读数，也难以确认变频器升频是否已被执行。因此，现场控制更需要以已有仪表和执行器反馈为基础，把保持频率、备用泵请求、阀门顺序启停和保护闭锁放入同一套可追溯流程。

4、现有智慧泵房平台通常已经具备数据上传、远程监控、事件记录和报警管理能力，但这些能力更多服务于运行展示和事后追溯。对于升频后管路侧未形成有效增供的工况，若缺少与泵组切换和保护联锁直接联动的现场控制分支，操作人员需要依赖经验判断是否投入备用泵，处置一致性和及时性受现场条件影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种智慧泵房的控制系统，解决了背景技术中提出的技术问题。

2、为了实现上述的发明目的，本发明提供如下的技术方案。

3、一种智慧泵房的控制系统，包括plc控制柜、变频器、变频泵组、共用出水总管和运行量采集单元，所述变频泵组包括当前运行泵和备用泵，各水泵出口汇入所述共用出水总管，所述plc控制柜包括目标压力管理单元、倒向标志生成单元、泵管响应倒向点确认单元、带倒向分支的变频稳压单元和备用泵控制单元；

4、所述目标压力管理单元存储目标压力并形成具有下限边界的目标压力范围；

5、所述运行量采集单元在同一控制扫描周期采集总管压力、总管流量、泵组用电功率和水泵运行频率，并保存相邻控制扫描周期对应的上述运行量；

6、所述倒向标志生成单元在同一运行泵组合、同一阀门到位状态且变频器处于升频动作时，识别相邻控制扫描周期中水泵运行频率上升、泵组用电功率上升、总管压力未上升且总管流量未上升的联合状态，并生成倒向标志；

7、所述泵管响应倒向点确认单元在倒向标志连续两个控制扫描周期成立时确认泵管响应倒向点；

8、所述带倒向分支的变频稳压单元在确认泵管响应倒向点后，停止向变频器频率命令叠加升频增量，将变频器频率命令保持在确认泵管响应倒向点前一个控制扫描周期对应的有效频率命令，并在总管压力低于目标压力范围的下限边界时发出备用泵请求；

9、所述备用泵控制单元响应备用泵请求并控制备用泵投入。

10、与现有技术相比，本发明具有如下实质性特点和显著进步：

11、本发明将plc控制柜、变频器、变频泵组、共用出水总管以及总管压力、总管流量、泵组用电功率和水泵运行频率的采集链路纳入同一控制过程，在变频器升频且用电增加而管路压力、流量未同步上升时，由plc控制柜及时保持有效频率命令并发出备用泵请求，可减少当前运行泵继续升频造成的无效能耗和控制波动，使备用泵接入与阀门到位状态、运行反馈、故障反馈等联锁配合，并为现场告警、记录和恢复提供可执行依据，从而提升泵房供水控制的稳定性和运维处置效率。

1.一种智慧泵房的控制系统，包括plc控制柜、变频器、变频泵组、共用出水总管和运行量采集单元，所述变频泵组包括当前运行泵和备用泵，各水泵出口汇入所述共用出水总管，其特征在于，所述plc控制柜包括目标压力管理单元、倒向标志生成单元、泵管响应倒向点确认单元、带倒向分支的变频稳压单元和备用泵控制单元；

2.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述运行量采集单元包括总管压力采集部件、总管流量采集部件、泵组用电功率采集部件和水泵运行频率采集部件，所述总管压力采集部件为设置于所述共用出水总管的压力变送器，所述总管流量采集部件为设置于所述共用出水总管的流量计，所述泵组用电功率采集部件为泵组电力仪表，所述水泵运行频率采集部件为所述变频器的反馈接口。

3.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述plc控制柜还包括数据有效性检查单元，所述数据有效性检查单元对所述总管压力、所述总管流量、所述泵组用电功率和所述水泵运行频率进行工程值换算，并在任一数据存在断线、超量程或通信中断时禁止确认所述泵管响应倒向点。

4.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述带倒向分支的变频稳压单元在未确认所述泵管响应倒向点时，以所述总管压力为反馈量并以所述目标压力为给定量输出所述变频器频率命令，所述有效频率命令为已输出至所述变频器的变频器频率命令。

5.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述带倒向分支的变频稳压单元在确认所述泵管响应倒向点后，禁止所述当前运行泵在所述倒向标志不再成立且所述总管压力恢复至所述目标压力范围前继续升频，并在所述倒向标志不再成立且所述总管压力恢复至所述目标压力范围后恢复以所述总管压力为反馈量并以所述目标压力为给定量输出所述变频器频率命令的变频稳压控制。

6.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述备用泵控制单元根据所述总管流量确定备用泵投入数量，并根据运行反馈和故障反馈从可用水泵中确定所述备用泵，且所述故障反馈对应的水泵不进入备用泵候选集合。

7.根据权利要求6所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述plc控制柜还包括泵阀顺序启停单元，所述泵阀顺序启停单元在启动所述备用泵前核对水池水位许可状态、急停复位状态、变频器就绪状态、阀门到位状态和故障反馈，并在所述阀门到位状态、变频器运行反馈状态和运行反馈均成立后确认所述备用泵投入。

8.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述plc控制柜还包括告警与保护协同单元，所述告警与保护协同单元在确认所述泵管响应倒向点时记录所述总管压力、所述总管流量、所述泵组用电功率和所述水泵运行频率，产生升频有耗无增供报警，并在水池水位许可状态不满足、故障反馈表征变频器故障或过载、或运行反馈丢失时停用对应水泵并闭锁其自动重启。

9.根据权利要求1所述的一种智慧泵房的控制系统，其特征在于，所述plc控制柜还包括监控显示与记录恢复单元，所述监控显示与记录恢复单元显示并保存泵管响应倒向点确认信息、报警信息和运行许可相关状态，并在所述泵管响应倒向点确认信息消除后重新检查运行许可。