自來水供水廠水泵智能控制

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能化技術(shù)被廣泛的運(yùn)用到水利、石化、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，極大的推動(dòng)了這些行業(yè)的快速發(fā)展，節(jié)省了大量的人力物力，為工作人員的管理帶來方便，在自來水供水廠中，智能系統(tǒng)也被應(yīng)用在各個(gè)環(huán)節(jié)，特別是在水泵智能控制中，極大的提高了自來水供水廠的工作效率。文章從實(shí)際出發(fā)闡述了自來水供水廠水泵智能控制的意義和方法。

關(guān)鍵詞：自來水供水廠;水泵;智能控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.105

0 前言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，工廠和民用自來水量越來越大，社會(huì)對(duì)自來水供水廠提供的自來水服務(wù)水平提出了更高的要求。同時(shí)隨著智能化技術(shù)的推廣應(yīng)用，社會(huì)各行業(yè)發(fā)的智能化水平越來越高，為了實(shí)現(xiàn)自來水供水廠的智能化發(fā)展，水泵智能化在自來水廠供水環(huán)節(jié)的重要性慢慢得到人們的重視。所以，自來水廠引進(jìn)水泵智能控制技術(shù)，提高自來水廠的供水智能化和工作效率，將會(huì)使得自來水供水控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步的提升，為民間生活用水和工廠用水提供進(jìn)一步的保障，達(dá)到更好的為人民服務(wù)的目的。

1 自來水供水廠水泵智能控制的重大意義

1.1 滿足社會(huì)發(fā)展需求

在自來水廠供水系統(tǒng)中，水泵占據(jù)著絕對(duì)重要的地位，水泵性能的好壞直接影響到自來水廠供水的正常與否。以往，由于技術(shù)條件的限制，自來水廠的水泵都是單純的依靠人工來控制，耗費(fèi)了大量的人力物力，水泵控制的效果卻不甚理想。所以，自來水廠一直以來都在尋找一種能夠替代人工精確控制水泵的技術(shù)。水泵智能控制技術(shù)恰好滿足了自來水廠的實(shí)際需求，解決了自來水廠人工控制水泵效率低下的難題，應(yīng)用了水泵智能化控制技術(shù)的自來水廠將會(huì)更好的為社會(huì)提供服務(wù)，最大限度的滿足社會(huì)發(fā)展需求。

1.2 自來水廠自身發(fā)展的需要

社會(huì)的不斷進(jìn)步導(dǎo)致民用自來水量和工廠企業(yè)用水量逐年增加，對(duì)自來水廠供水系統(tǒng)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。自來水廠為了自身的發(fā)展，不得不摒棄傳統(tǒng)效率低下的水泵人工控制技術(shù)，尋求更加智能化和效率更高的水泵控制技術(shù)。只有這樣，自來水供水廠才能通過滿足社會(huì)需求來實(shí)現(xiàn)自身的價(jià)值，達(dá)到自來水廠持續(xù)快速發(fā)展的目的，因此，從這一角度看，自來水供水廠水泵智能控制是滿足自來水供水廠發(fā)展的重要措施。

2 自來水供水廠水泵智能化控制的方法

由于自來水供水廠水泵智能化控制技術(shù)涉及到多方面的內(nèi)容，限于文章的篇幅，筆者在此僅僅對(duì)自來水供水廠排水操作過程中水泵的智能化控制技術(shù)進(jìn)行探討。當(dāng)前應(yīng)用比較成熟的水泵智能化控制技術(shù)主要有兩種，即：?jiǎn)螜C(jī)控制策略以及多機(jī)模糊控制策略。下面筆者對(duì)這兩種主要的控制策略進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

2.1 水泵智能化單機(jī)控制策略

使用水泵智能化單機(jī)控制策略可以有效的提高自來水廠的自動(dòng)化控制水平，在水泵單機(jī)控制策略中，控制技術(shù)的重點(diǎn)是水泵的啟動(dòng)和關(guān)閉。工作人員可以利用水壓感應(yīng)器通過對(duì)水位的感應(yīng)在保證社會(huì)用水需求的情況下最大程度上減少水泵的啟動(dòng)和關(guān)閉頻率，這樣才能延長(zhǎng)水泵的使用壽命。

為了使得水泵能夠在滿足社會(huì)用水需求的基礎(chǔ)上最大限度的減少水泵啟動(dòng)和關(guān)閉的頻率，筆者在水泵的單機(jī)控制策略中設(shè)置了大致可以分為兩種的水位門限值，即：低水位門限值以及高水位門限值。在水泵的實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)水位門限值的高低實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵開閉的控制，比如我們可以將低水位門限值設(shè)定為代號(hào)“a”，高水位門限值設(shè)定為代號(hào)“b”，當(dāng)自來水供水廠中的水位低于設(shè)定的水位門限值“a”的時(shí)候，水泵就會(huì)關(guān)閉。當(dāng)自來水供水廠中的水位達(dá)到或者高于設(shè)定的高水位代號(hào)“b”的時(shí)候水泵就會(huì)開啟。這樣就實(shí)現(xiàn)了水泵的智能化控制，在這個(gè)水泵智能化控制系統(tǒng)中，重點(diǎn)在于設(shè)定精確的水位自動(dòng)檢測(cè)裝置、壓力傳感裝置、根據(jù)實(shí)際需要向水泵發(fā)出相應(yīng)信號(hào)的智能裝置等。

由于當(dāng)前國(guó)家號(hào)召節(jié)能減排，出于減少自來水供水廠運(yùn)行成本的考慮，在水泵智能化單機(jī)控制策略中，我們可以再設(shè)置一個(gè)最高的水位門限值，代號(hào)“c”，實(shí)際運(yùn)行過程是：當(dāng)水泵正常運(yùn)營(yíng)的過程中，當(dāng)自來水供水廠的水位超過代號(hào)“b”的限度時(shí)如果正處于分階段計(jì)算電費(fèi)的低價(jià)階段的時(shí)候，開啟水廠的水泵。如果這時(shí)處于分階段計(jì)算電費(fèi)的高價(jià)階段的時(shí)候，水泵可以暫時(shí)停止，待自來水供水廠水位上升到代號(hào)“c”的時(shí)候水泵開啟。這樣操作的好處就是使得自來水供水廠充分利用低價(jià)電，減少水廠的成本，有利于自來水供水廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。達(dá)到既提高水廠的工作效率又降低了用電成本的目的。

2.2 水泵智能化多機(jī)模糊控制策略

在水泵智能化控制技術(shù)中，除了單機(jī)控制策略還有一種多機(jī)模糊控制策略。這是一種利用模糊控制理論實(shí)現(xiàn)對(duì)自來水供水廠多個(gè)水泵進(jìn)行智能化控制的技術(shù)。

模糊控制屬于智能化控制技術(shù)中的一種，它屬于非線性控制技術(shù)。模糊控制就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)以人的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)水泵的控制。在模糊控制策略的實(shí)施過程中多用計(jì)算機(jī)語言的形式來控制水泵，將模糊控制智能化控制技術(shù)運(yùn)用到水泵控制中將會(huì)起到意想不到的良好效果。例如，利用水泵智能化多機(jī)模糊控制策略可以大幅減少水泵的開啟和關(guān)閉頻率，延長(zhǎng)水泵的使用壽命，提高水泵的運(yùn)行效率。

相對(duì)于水泵智能化單機(jī)控制策略來說，水泵智能化多機(jī)模糊控制更加的復(fù)雜。在對(duì)水泵的實(shí)際控制過程中模糊控制系統(tǒng)不僅要考慮自來水廠水位的變化情況，還要對(duì)水位的綜合變化率進(jìn)行考慮，只有對(duì)水廠的水位進(jìn)行多方面的考慮，才能達(dá)到精確控制和智能化控制的目的。相比于單機(jī)控制系統(tǒng)，水泵的模糊控制策略不僅需要自動(dòng)檢測(cè)出水廠水位的高低情況和水位變化情況，還要根據(jù)水廠的實(shí)際情況控制每一臺(tái)水泵的關(guān)閉或者開啟，控制每臺(tái)水泵的具體運(yùn)行方式。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制策略控制下水泵的最佳運(yùn)行方式，在設(shè)定迷糊控制程序的時(shí)候，還要綜合考慮電費(fèi)計(jì)價(jià)的時(shí)段。在考慮多方面因素的情況下確定出各個(gè)水泵關(guān)閉和開啟的時(shí)間段，將自來水供水廠的運(yùn)行成本降到最低。endprint

由于多機(jī)模糊控制涉及到的水泵比較多，控制比較復(fù)雜。除了上文提到的監(jiān)控水位和水位變化情況之外，筆者認(rèn)為還應(yīng)當(dāng)考慮水泵在運(yùn)行中發(fā)生故障的情況。避免由于一個(gè)水泵發(fā)生故障不得不將整個(gè)自來水供水廠停止運(yùn)行的情況發(fā)生。

水泵智能化多機(jī)模糊控制策略在全面考慮水泵故障的發(fā)生、水泵開啟或關(guān)閉的電價(jià)計(jì)費(fèi)峰谷時(shí)段、水泵輪流作業(yè)等三個(gè)方面問題之后，才能對(duì)自來水供水廠實(shí)現(xiàn)高效、智能、精確的控制，才能實(shí)現(xiàn)自來水供水廠的效益最大化。

由上文我們可以了解到，推動(dòng)自來水供水廠水泵智能控制不僅是為了滿足社會(huì)用水需求的迫切需要，更是自來水供水廠提升自身管理方法和管理質(zhì)量，進(jìn)一步提高自身競(jìng)爭(zhēng)力，最大化的占有市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)自身利潤(rùn)最大化的需要。當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)水泵智能化控制的技術(shù)僅有單機(jī)控制策略和模糊控制策略兩種，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多更好的水泵智能化控制策略將會(huì)不斷出現(xiàn)。當(dāng)前，自來水供水廠工作人員需要做的就是充分利用現(xiàn)有的水泵智能控制技術(shù)，充分結(jié)合自來水廠的實(shí)際和電價(jià)計(jì)費(fèi)方法對(duì)兩種控制策略進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的分時(shí)設(shè)置，最大化的降低水泵運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)水泵的持續(xù)、安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。由于智能化技術(shù)的限制，當(dāng)前自來水供水廠對(duì)水泵的智能化控制或多或少的還存在一定的問題，在今后水泵的智能化控制方面，還需要相關(guān)技術(shù)人員不斷加強(qiáng)研究。在現(xiàn)有智能化技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開拓，實(shí)現(xiàn)自來水供水廠水泵更加智能化、人性化的控制。

3 總結(jié)

文章從自來水供水廠水泵智能控制的重大意義、水泵智能化單機(jī)控制策略、水泵智能化模糊控制策略出發(fā)對(duì)自來水供水廠水泵智能控制進(jìn)行了分析。當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極為迅速，隨著智能控制策略更新?lián)Q代周期的縮短，水泵智能化研究人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)新的智能化技術(shù)的學(xué)習(xí)，確保自來水供水廠的水泵智能控制能得到更加廣泛的應(yīng)用，這樣一方面促進(jìn)了自來水供水廠的智能化發(fā)展，另一方面促進(jìn)了智能化技術(shù)的應(yīng)用，這對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展有很大的幫助。由于筆者研究有限，文中不足之處在所難免，歡迎廣大讀者批評(píng)指正。

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作者簡(jiǎn)介：薛勁楓（1972-），大專，研究方向：電氣自動(dòng)化 供排水控制系統(tǒng)。endprint