[發明專利]一種地下供水泵站結構控制系統的設計方法

有效

• 申請號: 201710501454.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107368048B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王秀禮;鐘華舟;邱偉峰;盧永剛;朱榮生;付強
• 申請（專利權）人: 江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 馮燕平

1.一種地下供水泵站結構控制系統的設計方法，所述地下供水泵站結構控制系統為：在上游水庫(1)和下游蓄水池(7)之間通過管路依次連接若干個并聯泵組支路、控制閥(6)；在所述的控制閥(6)和下游蓄水池(7)之間設有截止閥(10)、水箱裝置(11)；每條并聯泵組支路均設有一個輸水泵和一個單向閥；每條并聯泵組支路上的輸水泵均與泵組運行控制系統(13)電性連接，控制閥(6)與閥門控制系統(12)電性連接，截止閥(10)與沖洗控制系統(9)電性連接，流量變送控制系統(8)與泵組運行控制系統(13)、閥門控制系統(12)、沖洗控制系統(9)、下游蓄水池(7)電性連接；所述下游蓄水池(7)還連接流量故障智能監測報警系統(14)；地下供水泵站是通過并聯泵組支路將上游水庫(1)中的水輸送到下游蓄水池(7)，通過調節控制閥(6)控制輸出流量；其特征在于，設計方法包括如下步驟：

(1)泵站通過管路地下供水，由于泵站在運行過程中，遇到泵組突然停止運行或管路破裂，下游蓄水池(7)的流量突然降低，流量變送控制系統(8)做出響應，輸出信號；其中，流量變送控制系統(8)傳遞函數如下：

(a)當Q₁0.5Q₀時為泵組突然停止，流量變送控制系統(8)通過輸出信號給閥門控制系統(12)和沖洗控制系統(9)，從而延長控制閥(6)關閉時間和開啟水箱裝置(11)，其中，流量變送控制系統(8)傳遞函數如下：

G₁₁(s)＝K₁(Q₁＜0.5Q₀)

(b)當0.5Q₀≤Q₁0.95Q₀時管路破裂，流量變送控制系統(8)通過輸出信號給閥門控制系統(12)來關閉控制閥(6)，其中流量變送控制系統(8)傳遞函數如下：

G₁₂(s)＝K₂(0.5Q₀≤Q₁≤0.95Q₀)

式中：

s—復變量；

Q₀—泵站初始流量，m³/s；

Q₁—泵站輸出流量，m³/s；

K₁—泵組流量變送控制系統放大系數，其中

K₂—管路流量變送控制系統放大系數，其中

G₁₁(s)—泵組流量變送控制系統的傳遞函數；

G₁₂(s)—管路流量變送控制系統的傳遞函數；

(2)將流量變送控制系統(8)輸出的信號傳遞給泵組運行控制系統(13)、閥門控制系統(12)、沖洗控制系統(9)；所述泵組運行控制系統(13)控制每條并聯泵組支路上的輸水泵的轉速，所述閥門控制系統(12)控制控制閥(6)的開度，所述沖洗控制系統(9)控制截止閥(10)的啟閉；

(3)當下游蓄水池(7)的流量發生變化，流量故障智能監測報警系統(14)根據流量變化輸出相應的邏輯值，控制流量故障智能監測報警系統(14)是否報警。

2.根據權利要求1所述的一種地下供水泵站結構控制系統的設計方法，其特征在于，當管路的破裂時，流量變送控制系統(8)通過輸出信號給閥門控制系統(12)，閥門控制系統及時控制控制閥(6)關閉，當泵組的突然停止，閥門控制系統(12)按照控制要求調整關閉時間，來抑制管道中的壓力波迅速波動，可一定程度降低水錘強度，其中，步驟(2)中，所述閥門控制系統(12)傳遞函數如下：

(a)當泵組突然停止時，閥門控制系統(12)傳遞函數如下：

(b)當管路破裂時，閥門控制系統(12)傳遞函數如下：

式中：

s—復變量；

ξ₁—系統結構參數，其中1ξ₁3；

ξ₂—系統結構參數，其中3ξ₁6；

G₂₁(s)—泵組閥門控制系統的傳遞函數；

G₂₂(s)—管路閥門控制系統的傳遞函數。