一种自来水厂恒压供水系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种自来水厂恒压供水系统，属于智能控制领域。


背景技术：

2.自来水厂一般采用传统的以单片机为控制器的变频恒压供水的供水系统，这种传统的供水系统具备一定自动化程度，但对人为的操作有必要的需求，系统的可靠性不高且对应用的环境要求较高，无法满足当前社会用户对恒压供水的需求。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的不足，本实用新型提出一种自来水厂恒压供水系统，以弥补现有技术的不足。本发明的供水系统是一种基于plc的恒压供水系统，系统利用plc的可靠性、灵活性，结合了动态矩阵控制（dmc）和pid控制，使得系统同时具备两种控制方法所具有的较强的鲁棒性跟踪性以及抗干扰能力，能够实现恒压供水的要求，且具有较高的稳定性和可靠性。
4.本实用新型通过以下技术方案实现：一种自来水厂恒压供水系统，包括在自来水供水管上安装dmc控制和pid控制，所述dmc控制和pid控制串级连接形成dmc-pid串级控制；
5.所述pid控制包括pid控制器、变频器、水泵和转速传感器；所述pid控制器将电信号输入变频器，变频器控制水泵的转速，转速传感器对水泵的转速实时监测，并将信号反馈到pid控制器，形成控制回路；
6.所述dmc控制包括监测经pid控制的自来水供水管压力的压力传感器，以及接收压力传感器信号的dmc控制器；所述dmc控制器将信号传输给pid控制器。
7.作为本实用新型所述的一种自来水厂恒压供水系统的优选方案：所述变频器使水泵在工频和变频之间自由切换。
8.作为本实用新型所述的一种自来水厂恒压供水系统的优选方案：所述dmc-pid串级控制接入上位机，所述上位机具有数据显示、数据保存功能，并对压力传感器的压力进行设定，和水泵转速的控制。
9.作为本实用新型所述的一种自来水厂恒压供水系统的优选方案：所述dmc-pid串级控制设有故障报警功能，包括超水压、传感器、以及通讯中断故障及时报警。
10.本实用新型有益效果：本系统为串级控制系统，串级控制系统外回路的设计按照单回路控制系统的设计原则进行；基于预测控制的串级控制系统，其主控制器根据预测控制算法来进行设计，内回路则尽量包含供水过程中主要的、变化剧烈、频繁的扰动。dmc控制器作为主控制器pid控制器作为副控制器，主、副控制器所起的控制作用有所不同，主控制器起到定值控制的作用;副控制器则对主控制器的输出起随动控制的作用，而对扰动起定值控制的作用。
附图说明
11.图1是本实用新型一种自来水厂的恒压供水系统的结构图。
具体实施方式
12.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
13.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
14.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
15.参照图1，作为本实用新型第一实施例，提供了一种自来水厂恒压供水系统，包括在自来水供水管上安装dmc控制和pid控制，所述dmc控制和pid控制串级连接形成dmc-pid串级控制；
16.所述pid控制包括pid控制器、变频器、水泵和转速传感器；所述pid控制器将电信号输入变频器，变频器控制水泵的转速，转速传感器对水泵的转速实时监测，并将信号反馈到pid控制器，形成控制回路；
17.所述dmc控制包括监测经pid控制的自来水供水管压力的压力传感器，以及接收压力传感器信号的dmc控制器；所述dmc控制器将信号传输给pid控制器。
18.所述变频器使水泵在工频和变频之间自由切换。
19.所述dmc-pid串级控制接入上位机，所述上位机具有数据显示、数据保存功能，并对压力传感器的压力进行设定，和水泵转速的控制。
20.所述dmc-pid串级控制设有故障报警功能，包括超水压、传感器、以及通讯中断故障及时报警。
21.如附图1所示的恒压供水系统结构图，具体参数代表的意义为：参数po代表供水管网的水压给定值，参数d代表水扰动信号，参数n代表水泵电机的转速，参数p代表供水管网的水压实际值。
22.首先，外回路不工作，即dmc控制器不工作，pid控制器、变频器水扰动、水泵、转速传感器构成的内回路进行工作，通过整定pid控制器的参数使得内回路正常运作，并得使内回路运作的最优参数。
23.保留pid控制器获得的最优参数，闭合外回路使其工作，以供水网管的水压为控制信号，调节dmc控制器获得使系统运行的最优参数。
24.在保持上述dmc控制器的最佳参数的条件下，再一次按照单回路的工作方式整定内回路pid控制器的参数使得供水系统的运行效果更好。
25.若恒压供水的效果达不到标准，则重复上述前两个步骤直至系统达到恒压供水的要求为止。上述外回路是指dmc控制，内回路是指pid控制。
26.以上仅为本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可
以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。


技术特征：
1.一种自来水厂恒压供水系统，其特征在于：包括在自来水供水管上安装dmc控制和pid控制，所述dmc控制和pid控制串级连接形成dmc-pid串级控制；所述pid控制包括pid控制器、变频器、水泵和转速传感器；所述pid控制器将电信号输入变频器，变频器控制水泵的转速，转速传感器对水泵的转速实时监测，并将信号反馈到pid控制器，形成控制回路；所述dmc控制包括监测经pid控制的自来水供水管压力的压力传感器，以及接收压力传感器信号的dmc控制器；所述dmc控制器将信号传输给pid控制器。2.根据权利要求1所述的一种自来水厂恒压供水系统，其特征在于：所述变频器使水泵在工频和变频之间自由切换。3.根据权利要求1所述的一种自来水厂恒压供水系统，其特征在于：所述dmc-pid串级控制接入上位机，所述上位机具有数据显示、数据保存功能，并对压力传感器的压力进行设定，和水泵转速的控制。4.根据权利要求1所述的一种自来水厂恒压供水系统，其特征在于：所述dmc-pid串级控制设有故障报警功能，包括超水压、传感器、以及通讯中断故障及时报警。

技术总结
本发明公开了一种自来水厂恒压供水系统，包括在自来水供水管上安装DMC控制和PID控制，所述DMC控制和PID控制串级连接形成DMC-PID串级控制，恒压供水系统通过PLC和变频器控制自来水厂的多台水泵不停变频恒压供水的方法，依据自来水厂的供水管网压力、水泵电机转速来自动调节水泵的运行状态；水泵运用变频调速控制管网水压；系统运用动态矩阵控制（Dynamic Matrix Control—DMC）的PID控制调节原理，形成一种DMC-PID串级控制系统，实现自来水厂供水的恒压控制。水的恒压控制。水的恒压控制。


技术研发人员：赵德杭 李强 夏伦武 孟浩 张林 程鹏
受保护的技术使用者：临涣水务股份有限公司
技术研发日：2021.11.09
技术公布日：2022/5/17