分體式電磁流量計(jì)在水管網(wǎng)高位調(diào)節(jié)水池的應(yīng)用

引言：隨著城市分體式電磁流量計(jì)的發(fā)展壯大，原有的網(wǎng)末端高位調(diào)節(jié)水池在用水高峰期調(diào)節(jié)穩(wěn)壓的功能逐漸喪失，通過對(duì)水位控制計(jì)算機(jī)控制高位水池的研究，可開啟電磁流量計(jì)中端高位水池的新控制模式和自動(dòng)化管理模式，使得高位調(diào)節(jié)水池重獲生機(jī)，有效避免了資源浪費(fèi)，同時(shí)使得城市電磁流量計(jì)壓力調(diào)控變得更加方便，減少城市分體式電磁流量計(jì)中壓力波動(dòng)造成的漏水的損失，降低產(chǎn)銷差額。
1.城市從水管網(wǎng)高位調(diào)節(jié)水池的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著城市電磁流量計(jì)的發(fā)展和壯大，曾經(jīng)作為城市分體式電磁流量計(jì)重要組成部分的網(wǎng)末端高位調(diào)節(jié)水池，逐漸變成網(wǎng)中端高位調(diào)節(jié)水池，原有的用水高峰期調(diào)節(jié)穩(wěn)壓功能逐漸喪失，并且在平時(shí)的使用中由于管理復(fù)雜*易導(dǎo)致溢水，增大產(chǎn)銷差額，造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)而被棄用，但是這種高位調(diào)節(jié)水池大量存在于地市級(jí)自來水公司電磁流量計(jì)中，造成了現(xiàn)有資源的浪費(fèi)。通過對(duì)水位計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化微量控制研究能讓高位調(diào)節(jié)水池在城市電磁流量計(jì)的擴(kuò)展中重新恢復(fù)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓功能，開啟分體式電磁流量計(jì)中網(wǎng)中端高位調(diào)節(jié)水池的新控制模式和自動(dòng)化管理模式。目前在國內(nèi)外對(duì)于水流量控制計(jì)算機(jī)已有大量的研究，但是對(duì)于水位控制計(jì)算機(jī)研究很少，采用水位控制計(jì)算機(jī)對(duì)高位水池進(jìn)行調(diào)節(jié)和穩(wěn)壓是以后擴(kuò)大分體式電磁流量計(jì)的必然趨勢(shì)(邢國霞.PCC可編程智能調(diào)速器在朱莊水電站的應(yīng)用[J].水能經(jīng)濟(jì),2015(12))。
2.分體式電磁流量計(jì)水位控制計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)有的傳統(tǒng)高位調(diào)節(jié)水池都是通過閥門的單純的開度來進(jìn)行放水流量的控制，而本文通過多參數(shù)閥門的微動(dòng)流量控制來完成調(diào)節(jié)水池的自動(dòng)蓄水和自動(dòng)調(diào)節(jié)放水水位，從而進(jìn)行放水時(shí)間控制，充分考慮到了城區(qū)的分體式電磁流量計(jì)用戶用水壓力波動(dòng)變化，使高位水池可以按設(shè)定的規(guī)定時(shí)間和壓力下限進(jìn)行放水調(diào)控，對(duì)整個(gè)城區(qū)水管網(wǎng)的壓力產(chǎn)生實(shí)際的穩(wěn)定調(diào)控作用。
采用多參數(shù)水池出口閥門微動(dòng)流量信號(hào)反饋技術(shù)來控制末端高位調(diào)節(jié)水池的水位，通過對(duì)實(shí)時(shí)城區(qū)管網(wǎng)壓力的計(jì)算采用不同的流量控制方式完成對(duì)水池的自動(dòng)蓄水和調(diào)節(jié)放水過程，可使高位調(diào)節(jié)水池達(dá)到恢復(fù)調(diào)節(jié)、穩(wěn)定城市分體式電磁流量計(jì)壓力的功能。通過多參數(shù)閥門微動(dòng)流量控制水位來調(diào)節(jié)高位水池的放水時(shí)間，根據(jù)城區(qū)電磁流量計(jì)的壓力來調(diào)節(jié)和計(jì)算水量，從而算出調(diào)節(jié)的時(shí)間，使得網(wǎng)中端高位水池能按設(shè)定在規(guī)定的時(shí)間和壓力下限情況下，盡可能地按照*佳用戶用水方式進(jìn)行放水，以延長城市電磁流量計(jì)高峰用水時(shí)期的補(bǔ)壓時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間(馬驥,孫旭芝.數(shù)字閥PCC可編程智能調(diào)速器在星星哨水電站擴(kuò)效增容改造中應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014(35))。
2.1 多參數(shù)閥門水位計(jì)算機(jī)的硬件選擇
多參數(shù)閥門水位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制的重要環(huán)節(jié)就是要利用可編程PCC。與PLC相比，PCC的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它通過采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制，使得應(yīng)用程序的運(yùn)行周期由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期來決定，能真正的實(shí)現(xiàn)控制需求，并且在CPU運(yùn)算能力允許的情況下，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
2.2 多參數(shù)閥門水位計(jì)算機(jī)軟件主要功能
（1）遠(yuǎn)控參數(shù)定值設(shè)定：中控室可以利用通訊專線線路對(duì)PCC中的用水時(shí)間、水箱溢流水位、壓力和壓力計(jì)算公式進(jìn)行預(yù)設(shè)和跟蹤，并可利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)智能算法進(jìn)行改進(jìn)和自行學(xué)習(xí)。
（2）采集和控制：主要采集壓力參數(shù)，通過PCC編程輸入相應(yīng)的計(jì)算公式，計(jì)算出進(jìn)出水壓力。在四川省樂山市市中區(qū)新村調(diào)節(jié)水池（具體位置為環(huán)境監(jiān)測(cè)站）使用過程中，相關(guān)壓力參數(shù)采集了區(qū)域*尾壓力和管網(wǎng)調(diào)節(jié)池出口壓力，并根據(jù)樂山市市中區(qū)人民南路長城大廈片區(qū)和對(duì)比片區(qū)早、中、晚用水負(fù)荷高峰期的實(shí)際數(shù)據(jù)，根據(jù)模型公式確定了相關(guān)進(jìn)水和出水壓力值，在非高峰時(shí)段壓力值未達(dá)到模型公式進(jìn)出水壓力值時(shí)，水位計(jì)算機(jī)會(huì)使控制閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。
（3）水流量實(shí)時(shí)計(jì)算：水位計(jì)算機(jī)通過對(duì)調(diào)節(jié)池水位的采集和控制，可進(jìn)行用水累積體積量和秒流量的計(jì)算。PCC收集液位水位計(jì)參數(shù)，可計(jì)算秒流量，當(dāng)上水達(dá)到設(shè)定溢流水位值時(shí)，PCC立即使進(jìn)水閥門處于關(guān)閉關(guān)態(tài)。與此同時(shí)，在水位計(jì)算機(jī)初期建設(shè)階段，在放水情況下，可利用PCC的實(shí)時(shí)計(jì)算功能計(jì)算一次實(shí)時(shí)水位變化，依據(jù)公式：出水秒流量＝（水位×面積）÷時(shí)間，可計(jì)算出水秒流量，根據(jù)秒流量可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。
（4） 有效調(diào)節(jié)水量儲(chǔ)蓄控制：用PCC的輸出和反饋相關(guān)功能，對(duì)閥門進(jìn)行開啟度的微動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量儲(chǔ)蓄功能。在非高峰用水時(shí)段時(shí)，壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)也能進(jìn)行調(diào)節(jié)水量儲(chǔ)蓄操作。
（5）實(shí)現(xiàn)出水精細(xì)化控制：基于PCC比PLC功能更強(qiáng)大的特性，大量采用前面功能所計(jì)算出的變量值，在早、中、晚高峰用水時(shí)段來到時(shí)，可以參照實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水池中的調(diào)節(jié)水量儲(chǔ)蓄量、相關(guān)管網(wǎng)區(qū)域壓力，與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出調(diào)節(jié)水池出水時(shí)間，與此同時(shí)計(jì)算出調(diào)節(jié)水池理論出水秒流量，利用PCC實(shí)時(shí)控制閥門微動(dòng)開啟度，按照前面功能計(jì)算出的理論出水量來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水池的出水量控制，同時(shí)需要在調(diào)節(jié)水池出水過程中，及時(shí)跟蹤計(jì)算出瞬時(shí)出水量、相關(guān)區(qū)域管網(wǎng)變化壓力值，據(jù)此自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的微動(dòng)開啟度(王鐵軍,王蕾.數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器在水電站設(shè)備改造中的應(yīng)用[J].統(tǒng)計(jì)與管理,2015(8))。
2.3 多參數(shù)閥門水位計(jì)算機(jī)研發(fā)過程中的注意事項(xiàng)
（1）本研發(fā)的理論控制模型是建立在PLC基礎(chǔ)初級(jí)版本上的，實(shí)際控制版本以PCC替代PLC，需注意兩者的采集參數(shù)的接口的不同會(huì)將會(huì)導(dǎo)致接線錯(cuò)誤。
（2）PCC的時(shí)間可利用網(wǎng)絡(luò)獲取，也可利用手機(jī)對(duì)時(shí)獲取，*安全的方式是單獨(dú)建立內(nèi)部對(duì)時(shí)鐘，將有助于安全性能的提升。
（3）建議設(shè)立應(yīng)急處理和現(xiàn)場(chǎng)操作功能，在系統(tǒng)故障或檢修狀態(tài)下，此功能將發(fā)揮相當(dāng)重要的控制作用。
（4）中控室遠(yuǎn)控能力設(shè)置能夠便于實(shí)時(shí)把控城區(qū)總體管網(wǎng)變化情況，必要時(shí)可以遠(yuǎn)程干預(yù)和控制調(diào)節(jié)水池相關(guān)運(yùn)行操作，建議這一控制級(jí)別設(shè)置為*高級(jí)別。
（5）建議根據(jù)高位調(diào)節(jié)水池出水閥門微動(dòng)控制的實(shí)際情況對(duì)多參數(shù)閥門水位計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行相關(guān)控制模式的修正并逐步完善(朱健平,鄧松,徐蕾.多參數(shù)閥門動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)在自流式高位調(diào)節(jié)水池中改造的應(yīng)用研究[J].西南給排水,2015(5))。
3.結(jié)語
多參數(shù)閥門水位控制計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究，能使城區(qū)中大量被廢棄的分體式電磁流量計(jì)末端高位水池得以重新啟用，恢復(fù)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓作用，有效避免了資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，同時(shí)能讓城市分體式電磁流量計(jì)壓力調(diào)控更加方便簡潔，減少城市電磁流量計(jì)中由于壓力波動(dòng)而造成的漏水損失，有效降低自來水公司的產(chǎn)銷差額。國內(nèi)外目前已有水流量控制計(jì)算機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，但是并未有水位控制計(jì)算機(jī)，通過對(duì)多參數(shù)水池出口閥門水位控制計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究可以用來生成成品水位控制計(jì)算機(jī)，完成技術(shù)創(chuàng)新。