自來水供水廠水泵智能控制

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進步，智能化技術(shù)被廣泛的運用到水利、石化、交通運輸?shù)刃袠I(yè)，極大的推動了這些行業(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

隨著社會的進步，工廠和民用自來水量越來越大，社會對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。同時隨著智能化技術(shù)的推廣應(yīng)用，社會各行業(yè)發(fā)的智能化水平越來越高，為了實現(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，將會使得自來水供水控制系統(tǒng)得到進一步的提升，為民間生活用水和工廠用水提供進一步的保障，達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 滿足社會發(fā)展需求

在自來水廠供水系統(tǒng)中，水泵占據(jù)著絕對重要的地位，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)的自來水廠將會更好的為社會提供服務(wù)，最大限度的滿足社會發(fā)展需求。

1.2 自來水廠自身發(fā)展的需要

社會的不斷進步導(dǎo)致民用自來水量和工廠企業(yè)用水量逐年增加，對自來水廠供水系統(tǒng)帶來了嚴峻的挑戰(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需求來實現(xiàn)自身的價值，達到自來水廠持續(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)進行探討。當前應(yīng)用比較成熟的水泵智能化控制技術(shù)主要有兩種，即：單機控制策略以及多機模糊控制策略。下面筆者對這兩種主要的控制策略進行簡單的介紹。

2.1 水泵智能化單機控制策略

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

為了使得水泵能夠在滿足社會用水需求的基礎(chǔ)上最大限度的減少水泵啟動和關(guān)閉的頻率，筆者在水泵的單機控制策略中設(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。在水泵的實際運行中，根據(jù)水位門限值的高低實現(xiàn)對水泵開閉的控制，比如我們可以將低水位門限值設(shè)定為代號“a”，高水位門限值設(shè)定為代號“b”，當自來水供水廠中的水位低于設(shè)定的水位門限值“a”的時候，水泵就會關(guān)閉。當自來水供水廠中的水位達到或者高于設(shè)定的高水位代號“b”的時候水泵就會開啟。這樣就實現(xiàn)了水泵的智能化控制，在這個水泵智能化控制系統(tǒng)中，重點在于設(shè)定精確的水位自動檢測裝置、壓力傳感裝置、根據(jù)實際需要向水泵發(fā)出相應(yīng)信號的智能裝置等。

由于當前國家號召節(jié)能減排，出于減少自來水供水廠運行成本的考慮，在水泵智能化單機控制策略中，我們可以再設(shè)置一個最高的水位門限值，代號“c”，實際運行過程是：當水泵正常運營的過程中，當自來水供水廠的水位超過代號“b”的限度時如果正處于分階段計算電費的低價階段的時候，開啟水廠的水泵。如果這時處于分階段計算電費的高價階段的時候，水泵可以暫時停止，待自來水供水廠水位上升到代號“c”的時候水泵開啟。這樣操作的好處就是使得自來水供水廠充分利用低價電，減少水廠的成本，有利于自來水供水廠的長遠發(fā)展。達到既提高水廠的工作效率又降低了用電成本的目的。

2.2 水泵智能化多機模糊控制策略

在水泵智能化控制技術(shù)中，除了單機控制策略還有一種多機模糊控制策略。這是一種利用模糊控制理論實現(xiàn)對自來水供水廠多個水泵進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算機技術(shù)以人的經(jīng)驗為基礎(chǔ)實現(xiàn)水泵的控制。在模糊控制策略的實施過程中多用計算機語言的形式來控制水泵，將模糊控制智能化控制技術(shù)運用到水泵控制中將會起到意想不到的良好效果。例如，利用水泵智能化多機模糊控制策略可以大幅減少水泵的開啟和關(guān)閉頻率，延長水泵的使用壽命，提高水泵的運行效率。

相對于水泵智能化單機控制策略來說，水泵智能化多機模糊控制更加的復(fù)雜。在對水泵的實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，還要對水位的綜合變化率進行考慮，只有對水廠的水位進行多方面的考慮，才能達到精確控制和智能化控制的目的。相比于單機控制系統(tǒng)，水泵的模糊控制策略不僅需要自動檢測出水廠水位的高低情況和水位變化情況，還要根據(jù)水廠的實際情況控制每一臺水泵的關(guān)閉或者開啟，控制每臺水泵的具體運行方式。為了實現(xiàn)模糊控制策略控制下水泵的最佳運行方式，在設(shè)定迷糊控制程序的時候，還要綜合考慮電費計價的時段。在考慮多方面因素的情況下確定出各個水泵關(guān)閉和開啟的時間段，將自來水供水廠的運行成本降到最低。endprint

由于多機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，筆者認為還應(yīng)當考慮水泵在運行中發(fā)生故障的情況。避免由于一個水泵發(fā)生故障不得不將整個自來水供水廠停止運行的情況發(fā)生。

水泵智能化多機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)閉的電價計費峰谷時段、水泵輪流作業(yè)等三個方面問題之后，才能對自來水供水廠實現(xiàn)高效、智能、精確的控制，才能實現(xiàn)自來水供水廠的效益最大化。

由上文我們可以了解到，推動自來水供水廠水泵智能控制不僅是為了滿足社會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，進一步提高自身競爭力，最大化的占有市場、實現(xiàn)自身利潤最大化的需要。當前能夠?qū)崿F(xiàn)水泵智能化控制的技術(shù)僅有單機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不斷出現(xiàn)。當前，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)合自來水廠的實際和電價計費方法對兩種控制策略進行設(shè)置，實現(xiàn)對水泵的分時設(shè)置，最大化的降低水泵運行成本，實現(xiàn)水泵的持續(xù)、安全、穩(wěn)定、高效的運行。由于智能化技術(shù)的限制，當前自來水供水廠對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)人員不斷加強研究。在現(xiàn)有智能化技術(shù)的基礎(chǔ)上進行開拓，實現(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、水泵智能化單機控制策略、水泵智能化模糊控制策略出發(fā)對自來水供水廠水泵智能控制進行了分析。當今科學(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)當進一步加強對新的智能化技術(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，這樣一方面促進了自來水供水廠的智能化發(fā)展，另一方面促進了智能化技術(shù)的應(yīng)用，這對我國科學(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，歡迎廣大讀者批評指正。

參考文獻：

[1]程遠平，李增華，孫麗麗.自來水供水廠水泵智能化控制方法研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)水利工程期刊（徐州），2011（08）：102-103.

[2]黃大震，黃石衛(wèi)，劉云奇. 模糊控制系統(tǒng)在自來水供水廠智能化中的優(yōu)化設(shè)計探討[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012（03）：110-112.

[3]齊亞雯，劉莉莉，吳明建.模糊控制策略和單機控制策略在自來水供水廠智能化中的優(yōu)化設(shè)計探討與比較[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（02）：112-113.

[4]梅鐵生，李世光，李國民.淺談自來水廠水泵智能控制系統(tǒng)設(shè)計施工中質(zhì)量通病的對策[J].水利水電導(dǎo)報，2012（06）：126-127.

[5]楊強強，王鵬飛，高小兵.對當前自來水供水廠水泵智能控制探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013（06）：189-193.

[6]黃普銘，杜永強，魏三偉.對當前自來水供水廠水泵智能控制及兩種智能控制策略的細節(jié)問題探討[J].通化師范學(xué)院學(xué)報，2013（02）：129-130.

[7]魏國棟，劉林燕，高慧強.當前自來水供水廠水泵智能控制方法及兩種智能控制策略的細節(jié)問題研究對比[J].華北水利水電學(xué)報，2012（10）：1130-132.

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