进水泵房恒液位多级流量控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种进水泵房恒液位多级流量控制系统,包括与进水泵房连接的软起泵与变频泵，软起泵与变频泵并联，其特征是：所述并联软启泵和变频泵输出管道端连接流量计，所述流量计通过信号电缆将流量数据信号传输到PLC，并构成流量的副控变量回路；进水泵房设有液位计，所述液位计通过信号电缆将液位数据信号传输到PLC，构成实际液位与设定液位差值的液位主控变量回路；流量的副控变量回路与液位主控变量回路共同构成恒液位多级流量控制系统。有益效果：本发明专利技术将单闭环系统变为双闭环系统，在保证液位的同时，兼顾流量的稳定，可以适应工业园区高低峰的流量波动，使进水泵房系统的抗干扰性明显增强。

【技术实现步骤摘要】
进水泵房恒液位多级流量控制系统
本专利技术属于污水处理领域，尤其涉及一种进水泵房恒液位多级流量控制系统.
技术介绍
进水泵房作用是将化工区排放的污水从进水泵房提升至后续工艺环节。当污水厂进水泵房前池为大型调节池时，由于池容足够大，不用考虑前池液位过高影响整个化工区的排水，进水泵房采用软启泵和变频泵相配合，采用恒流量控制。当污水厂蓄水池为污水井时，由于池容很小，一般采用恒液位控制，当液位大于设定液位时，变频泵频率上升，当频率满频液位仍上升时，启动新的软启泵或变频泵。当液位小于设定液位时，变频泵频率下降，当频率低频液位继续下降时，停止已启动的软启泵或变频泵。系统存在的缺点是，整个进水系统是根据液位运行，造成化工区大量排污时，进水泵房液位上升过快，系统为保持恒液位，则大量开启水泵，造成流量过大；而化工区少量排污时，进水泵房液位下降过快，则大量关闭水泵，造成流量过小，后续工艺混乱，究其原因，是因为传统的自动控制采用PID调频，单输入单输出，无论输入为液位或是流量，输出总为频率，为单闭环控制系统。为保证化工区的正常排水，必须保证进水液位不能超限，可以采取增加进水前池池容的设计，减少液位超限的可能，采取恒流量保证后续工艺出水达标，或运行人员随时调整控制流量保证液位不能超限，且流量不能幅度过大，影响后续工艺处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种进水泵房恒液位多级流量控制系统,解决了进水泵房恒液位控制时引起的进水流量大幅波动问题。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种进水泵房恒液位多级流量控制系统,包括与进水泵房连接的软起泵与变频泵，软起泵与变频泵并联，其特征是：所述并联软启泵和变频泵输出管道端连接流量计，所述流量计通过信号电缆将流量数据信号传输到PLC，并构成流量的副控变量回路；进水泵房设有液位计，所述液位计通过信号电缆将液位数据信号传输到PLC，构成实际液位与设定液位差值的液位主控变量回路；流量的副控变量回路与液位主控变量回路共同构成恒液位多级流量控制系统。所述液位计采用超声波液位计，所述流量计采用电磁流量计。所述进水泵房实际液位追踪主控变量回路的设定液位，根据主控变量的回路液位差大小进行分档，档位分别为-4，-3，-2，-1,0,+1,+2,+3,+4，共计九档；每一档位计算出副控变量回路的期望目标流量，档位越高，目标流量越大，将目标流量与实际流量进行差值比较，通过对变频器的调频与水泵启停，使实际流量追踪到目标流量，最终使实际液位追踪至主控变量回路的设定液位。所述恒液位多级流量控制系统呈双闭环式控制系统，其外环系统被控对象为液位变量，作为主控变量；内环系统被控对象为流量对象，作为辅助变量。有益效果：与现有技术相比，本专利技术相比单一的单闭环控制系统，添加流量作为辅助控制参数，将单闭环系统变为双闭环系统，在不增长经济投资扩大前池池容的情况下，尽可能地减少由于运行人员经验的缺失或操作失误引起生产事故。在保证液位的同时，兼顾流量的稳定，可以适应工业园区高低峰的流量波动，使进水泵房系统的抗干扰性明显增强，根据液位差值计算，分九档流量步进进水，也避免了工业园区流量突变，造成污水井液位快速上升或快速下降引起的水泵频繁切换。附图说明图1是本专利技术的连接框图；图2是本专利技术的液位与流量控制曲线图；图3是改造前液位波动带动水泵频繁切换曲线示意图,；图4是本专利技术的信号控制连接框图。具体实施方式下面结合较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。详见附图1，本实施例提供了一种进水泵房恒液位多级流量控制系统,包括与进水泵房连接的软起泵与变频泵，软起泵与变频泵并联，其特征是：所述并联软启泵和变频泵输出管道端连接流量计，所述流量计通过信号电缆将流量数据信号传输到PLC，并构成流量的副控变量回路；进水泵房设有液位计，所述液位计通过信号电缆将液位数据信号传输到PLC，构成实际液位与设定液位差值的液位主控变量回路；流量的副控变量回路与液位主控变量回路共同构成恒液位多级流量控制系统。所述液位计采用超声波液位计，所述流量计采用电磁流量计。所述进水泵房实际液位追踪主控变量回路的设定液位，根据主控变量的回路液位差大小进行分档，档位分别为-4，-3，-2，-1,0,+1,+2,+3,+4，共计九档；每一档位计算出副控变量回路的期望目标流量，档位越高，目标流量越大，将目标流量与实际流量进行差值比较，通过对变频器的调频与水泵启停，使实际流量追踪到目标流量，最终使实际液位追踪至主控变量回路的设定液位。进水泵房实际液位追踪主控变量回路的设定液位，根据主控变量的回路液位差大小进行分档，共计九档；每一档位计算出副控变量回路的期望目标流量，将目标流量与实际流量进行差值比较，通过对变频器的调频与水泵启停，使实际流量追踪到目标流量，最终使实际液位追踪至主控变量回路的设定液位。即同一设定液位，根据液位差的变化，步进式9档流量增减，至实际液位到达设定液位。所述恒液位多级流量控制系统呈双闭环式控制系统，其外环系统被控对象为液位变量，作为主控变量；内环系统被控对象为流量对象，作为辅助变量。硬件架构:执行机构(三台软起泵、两台变频泵及相应的附属变频器与软启动器)、控制器(S7-300PLC、计算机)、超声波液位计、电磁流量计。工作过程详见附图4，本专利技术的恒液位多级流量控制特点是：主控变量为液位控制，副控变量为流量控制，形成恒液位多级流量控制系统。通过超声波液位计的反馈计算出实际液位与设定液位的差值，利用液位差值计算出目标流量，通过电磁流量计的反馈计算出实际流量与目标流量的差值，根据目标流量差值来进行变频泵的调频或进行进水泵的启停。工程实例1.控制器架构：下位机：西门子可编程逻辑器s7-300系列PLC作为进水泵房恒液位多级流量控制程序的控制器。上位机：windowsxp系统计算机，安装工业组态软件intouch作为工作人员操作界面。2.系统参数A.人机界面开放参数(可根据工况运行人员可以调整)稳定液位：主变量液位回路的设定值，最终实际液位的追踪液位。稳定流量：副变量流量回路的设定值，基准的流量值，目标流量在此基础上增减，当实际液位达到稳定液位时目标流量等于稳定流量。步进流量：档位变化的流量变化值，不同档目标流量的变化值。B.PLC程序内部参数(程序内部已定义运行人员无法修改)步进液位：程序定义为0.25m，档位变化的液位变化值，实际液位与稳定液位差值的绝对值大于等于步进液位时，档位变化，步进档位当实际液位与稳定液位差值的绝对值大于步进液位的整数倍时，目标流量与稳定流量的差值为步进流量的整数倍。步进档位：调整目标流量的档位，计算实际液位与稳定液位差值，对应相应步进档位，目标流量随着步进档位的变化相应变化。共计分九档。●实际液位-稳定液位<＝-1m时(实际液位-稳定液位)/步进液位<＝-4步进档位＝-4档●-1m<实际液位-稳定液位<＝-0.75m时-4<(实际液位-稳定液位)/步进液位<＝-3步进档位＝-3档●-0.75m<实际液位-稳定液位<＝-0.5m时-3<(实际液位-稳定液位)/步进液位<＝-2步进档位＝-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进水泵房恒液位多级流量控制系统,包括与进水泵房连接的软起泵与变频泵，软起泵与变频泵并联，其特征是：所述并联软启泵和变频泵输出管道端连接流量计，所述流量计通过信号电缆将流量数据信号传输到PLC，并构成流量的副控变量回路；进水泵房设有液位计，所述液位计通过信号电缆将液位数据信号传输到PLC，构成实际液位与设定液位差值的液位主控变量回路；流量的副控变量回路与液位主控变量回路共同构成恒液位多级流量控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种进水泵房恒液位多级流量控制系统,包括与进水泵房连接的软起泵与变频泵，软起泵与变频泵并联，其特征是：所述并联软启泵和变频泵输出管道端连接流量计，所述流量计通过信号电缆将流量数据信号传输到PLC，并构成流量的副控变量回路；进水泵房设有液位计，所述液位计通过信号电缆将液位数据信号传输到PLC，构成实际液位与设定液位差值的液位主控变量回路；流量的副控变量回路与液位主控变量回路共同构成恒液位多级流量控制系统。2.根据权利要求1所述的进水泵房恒液位多级流量控制系统,其特征是：所述液位计采用超声波液位计，所述流量计采用电磁流量计。3.根据权利要求1所述的进水泵房...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文浩，尚兴盈，于益群，郭栋，李权，孙磊，刘国文，李学奇，张维彬，井庆涛，卢新明，刘昶，于锡刚，张祐诚，刘粟羽，仇文龙，
申请(专利权)人：天津泰达新水源科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12