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浅谈城市自动化供水系统

发布日期:2017-12-11 作者: 点击:

 随着城市化进程的不断加速,现代供水企业也在进行着现代化的升级改造。以地下水为供水源的供水企业,主要的供水系统为从源头将水提取上来的潜水泵站,各地的水提取送到蓄水池后进行集中净化,满足生活用水要求,水通过泵房水泵被输送到城市官网。原有的供水系统在运行过程中,能量消耗大、工作效率低,在以节能降耗为基础的现代化水厂改造正在逐步进行。

城市自动化供水系统.jpg

1.城市自动化供水管网远程监控系统的特点

  在城市供水管网系统中,由于各管网监控点分布范围广、数量多,个别点地处偏僻,因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际,向电信部门租用专用电话线要申请很多电话线,而且有些监控点线路难以到达,况且采用电话线路时需要等待漫长电话拨号过程,速度慢、运营成本高。总之,监控系统采用有线通信方式建设周期长、作难度大、运行费用高,不便于大规模使用。与之相比,无线通信方式则显得非常灵活,它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。

  在监控系统中,无通信方式主要包括:超短波(23OMHz)无线数传、扩频、卫星通信、GS叨GPRS通信统等,其中卫星通信由于通信费用昂贵,只在一些特殊的领域下使用,未得以普及;而频通信技术虽然速率高,但传输距离有限,应用也受到限制。采用超短波数传电台作为输信道,具有组网灵活、维修方便、运行费用低等优点,但由于系统工作230M时z且多采用普通间接调制的数传电台,这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、信号覆盖范围小等缺点。

  2.网络技术在城市自动化供水管网远程监控系统的运用优势

  随着无线通信数字网络的发展,国内GSM网络覆盖范围不断扩大,己成为成熟、可靠的通信网络,建立在GSM网络结构的基础之上的GPRS的网络,不但具有覆范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点,而且其本身就一个分组型数据网,支持TCP八P协议,无需经过PS翎(公用电话交换网)等网络的转接,可直接与hitemet网互通。同时,为配合GS叨GPRS技术在各个领域的应用,国内外众通讯设备制造商都针对性的推出了相应GS叨GPRS模块。借助GS树GPRS技术在数据传上的优越性能,远程监控技术得到了迅猛地发展,各种基于GS叨GPRS技术的终端产正不断涌现,其应用领域极为广阔。

  供水管网监控系统是典型的远程监控系统,GSM、GPRS技术在其上的应用正逐渐为城市供水系统优化的一个热点。监控端负责各管网监测点数据的采集和设备的监控,监控中心负责对来自监控终端的数据进分析处理,并发布各种调度命令,协调整个供水系统,监控中心与监控终端通过Gs树GP网络进行双向通讯。各种方案中,GSM、GPRS的具体组网策略有所不同,性能各有偏。虽然GSM、GPRS技术都能单独的实现数据远传功能,但因其实现机理的不同,各其优缺点。

  3.供水管网监控方案的优化

  而现有供水管网监控方案中,或单纯的采用GsM组网方式,或单纯的用GPRs组网方式,未能很好地结合两者的优点,导致系统在运行费用、效率及靠性等方面并不理想。为提升供水管网监控系统的性能,有必要对数据远传方案做进一地优化。随着单片机技术不断发展,单片机的能不断提高,开发难度也不断降低,以单片机为核心的一体化嵌入式设备,已成为监控终端的理想选择,是当前供水管网监控系统化的一个热点。

  

泵站自动化供水技术

  1.间接的优化途径

  提高城市供水量预测的实时性和精度。使水厂能根据当前城市的用水状况,实时地得出佳的水厂出水流量和出水压力,并以此指导泵站的供水。这样不但避免了因供水不足,致使的城市用水压力过低;同时,也不会因供水过剩,导致管网压力过高,造成爆管等事故,更加重要的是减少了功耗的浪费,间接提高了泵站的工作效率。管网正常运行时,任意一个用户水量的变化会影响整个管网状态。不同特性用户对管网状态的影响也各不相同。启闭阀门瞬间,管网内水流急剧变化,水流变化遵循波动方程而产生水击。

  从供水系统的特点和实际运行的角度出发,主要对引水渠道有水状态下的水位、流量及渠段水位传播时间进行研究。通过在管网各关键节点设置监测点,并引用新的数据采集和通讯技术,提高管网监测数据的实时性和有效性,使其尽可能准确地反映当前的城市用水状况,为预测提供可靠的数据保障。GSM、GPRS等通讯技术在管网远程监控系统中的应用,极大的扩展了管网监点的设置范围,以及监测点数据的实时性和可靠性。此外,管网监测点的选址也是影响监测点数据有效性的一个重要因素,好的监测点选址策略,可以减少监测点数量,降低投资和运行费用。

  2.直接的优化途径

  通过水泵调速和泵组的优化调度,在己知较佳水厂出水流量和出水压力的前提下,使泵组以较佳的组合方案实施供水,泵站始终运行在较优的工作状态,降低泵站的能耗,提高了泵站的工作效率。此外,在调速过程中可保持效率基本不变,这样就可以避免水泵机组在低效率区域运转造成的电动机过载。但是,一方面,考虑到使用变频技术的设备费用与技术难度较恒速控制高;另一方面,泵站在大部分时间里的供水需求变化幅度较小,且恒速泵在额定工作条件下的效率要高于调速泵,因而在实际的泵站系统中,多采用恒速泵和调速泵并存的混合配置方案。

 

  在现阶段,结合GSM、GPRS两种通讯技术,构建一种新型城市自动化供水系统,不但降低了其管网监控系统的运行成本和维护难度,而且提高了系统的响应速度及通讯质量,对我国城市的供水系统的改革有着一定的推动作用。

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