水廠泵站自動化控制中的低壓節能技術分析

許星輝

摘要：水廠泵站是大量的能源消耗單位，每天消耗的能源都十分巨大，容易造成大量的電力資源浪費，迫切需要節能降壓技術來減少能源的消耗。很多水廠和泵站都實現了自動化控制，并且自動化程度不斷提高，也需要大量的電力能源。因此需要對低壓節能技術進行分析和總結。本文主要針對水廠泵站在推行自動化控制中的低壓節能軟硬件設備技術進行分析探討，在模擬實驗中，測試低壓節能技術的可行性和安全性。

關鍵詞：水廠泵站;低壓節能技術;自動化技術;模擬實驗

1 前言

水廠泵站主要為城市和農村提供日常的生活用水，工業供水，隨著城市和工業化的不斷發展，水廠泵站的供應也暴露出很多問題。為了節省人工，提高工作效率，水廠泵站不斷引進自動化技術控制，很多過程都實現了自動化控制。自動化控制在節省了人力，提高了工作效率的同時，也造成了大量的電力資源消耗。要想實現經濟和企業效率的提高，必須減少自動化控制過程中的能源消耗，推廣低壓節能技術。要想實現這個過程中的低壓節能，需要保障最大用戶數量的供水和水壓夠用的基礎上，讓自動化控制過程維持在最低壓下運作，這樣就能達到節約能源的效果。文章主要針對分析水廠泵站的自動化控制技術，對如何進行降壓節能，進行了相關的技術分析。

2 泵站水廠低壓節能軟件分析

在常規的水廠泵站自動化控制過程中，需要確定控制過程中的基本邊界條件和基本設備參數，邊界條件是流量和水壓，基本設備參數是水泵，電機，渦輪。在確定了自動化控制系統中的這些參數信息后，水廠泵站主要采用最小二乘法理論來進行節能軟件的數據化處理。在這種低壓節能算法的基礎上，可以用串聯和并聯互相聯系的泵組來進行算法擬合，在這個過程中自動組合出一套最簡單最方便的運算技術和數據處理方式。

在這種簡單方便和大數據技術的處理下，能夠有效節約自動化控制過程中的運算時間和消耗的電量，而且可以保障整個泵組控制系統在最低能耗的基礎下穩定運作，不會出現任何故障娥問題。這就是說，在整個自動化控制系統處于最低能耗的情況下，泵組系統能夠進行低耗能的運作和系統調配。

分析水廠泵站這種節能軟件的工作原理，可以熟悉整個軟件在節能降耗過程中的運行，在邊界條件和設備參數分析中，通過計算分析后進行篩選和優化，最終完成對數據的采集過程。對數據經過優化之后再進行最小二乘擬合曲線的計算。求解這個最優化節能方程的答案和結果，就能確定自動化控制系統中的最佳算法和運行方式。最終讓組態軟件接收相關的信號信息來對整個自動化控制系統進行控制，經過自動化系統的PLC過程，就可以實現對設備和過程的運行及自動控制。

3 泵站水廠低壓節能硬件分析

泵站水廠的自動化控制過程中的節能技術一方面是軟件運行中的最優化運算，另一方面是實際的硬件技術操作和運行。自動化控制過程中的節能降耗硬件主要包括低壓線路轉換終端層，綜合節能裝置及低壓線路綜合控制主站層等幾大部分。

3.1 低壓線路轉換終端層技術分析

低壓線路轉換終端層主要是在泵站水廠自動化控制系統的運行基礎上進行數據的采集，在固定時間進行取樣，經過分析篩選后將優化好的數據上傳到綜合節能裝置之中。在綜合節能裝置之中進行分析結果，反饋指令傳達，控制命令的實施這些環節，在這些過程的協調和配合中實現整個自動化控制系統的穩定運行和良好運作。

這個硬件設備可以迅速進行線路和低壓之間的轉換，對自動化系統中的互聯網模塊進行不斷優化和調整。和傳統的線路轉換器相比，低壓轉換器有著很多優勢，能夠在最低壓下進行良好的工作，穩定水廠泵站覆蓋區域的通訊信號和線路。保證整個區域和系統內的水資源使用和調度工作，在覆蓋通訊區域上的距離也比傳統的轉換器增加了2000M以上。

3.2 綜合節能裝置技術分析

在低壓節能算法的運行過程中，綜合節能裝置起到了很關鍵的作用。綜合節能裝置的作用主要是接收各種線路轉換終端層級的信號和各種反饋指令及結果。很多反饋軟件都需要這個硬件設備來實行相關的指標。所以，綜合節能裝置被叫做低壓節能技術的中間按鈕。

綜合節能裝置由通訊單元，無功率反饋單元和智能控制單元組成。智能控制單元是在最小二乘法算法的基礎上運行，主要作用是收集分析終端層的信號和參數，運用低壓節能降耗的標準對參數和信號進行各種優化，用標準參數對這些數據進行篩選，進行下一步的操作。沒有關聯的參數輸送到無功率單元之中。無功率單元就是用來接收這些篩選出來的無關聯參數，對這些參數進行相關操作和廢棄。通過這樣的操作和處理能夠降低數據計算和分析處理的時間，降低了數據的處理和計算數量，可以讓設備系統在低壓的環境下持續運作，相當于降低了整個控制系統中的能耗和資源損失。通訊單元的作用就是接收終端層篩選出來的相關參數和數據，對這些參數進行處理，經過最優化的計算之后，這些參數會被輸送到低壓節能軟件中進行處理分析。處理之后再次進行傳輸，最終還是通過通訊單元完成系統指令的執行。

3.3 低壓線路綜合控制主站層

低壓控制主站層是低壓線路綜合控制的核心，主要作用是接收各種類型的參數和指令，并對這些參數進行篩選和分析，在運算過程中將信號劃分為優化數據和無關數據。并且將這些數據反饋到低壓線路控制終端層和綜合節能裝置之中。通過這些裝置來實現對數據的處理，使得這些數據能夠達到低壓和降低能耗的目的。控制系統中的所有數據都是通過主站層來分析處理，主站層在對所有數據進行計算和分析處理的同時，還需要對整個自動化控制系統進行數據監測。在各個環節和操作過程中對數據進行分析和對比，甚至還要進行數據評測。在發現和監測到能耗過高，流程復雜的數據和計算時，及時進行終止命令的發布和執行。保障整個低壓節能硬件和軟件能夠協調一致運行，達到降低能耗，低壓環境工作的目的。

通過分析整個自動化控制系統的硬件設施，可以完整的理解整個硬件系統的工作結構和原理。第一步，低壓控制終端層收集各種數據傳送到綜合節能裝置，第二步，中間層對這些采集的數據進行分析和篩選處理，經過處理之后的數據傳送到低壓節能綜合控制主站層。在這里對數據進行精準的分析和處理，劃分為相關參數和無關參數，并分別進行對應的反饋和處理。最終，經過反饋和處理的信息又分別傳送到終端層，再實現具體的指令和控制。

因此，整個的硬件系統在流程和傳輸上是可以形成閉環的，整個系統相互循環，在正常情況下保證了低壓環境下可以良好持續運行，對于整個水廠泵站的自動化控制系統還可以實現數據的隨時監控和分析運算，這樣就實現了整個控制系統的電力能源消耗的降低，在自動化控制中實現了低壓節能降耗技術。

4 結語

總而言之，通過分析水廠泵站自動化控制過程中的低壓節能軟件技術和硬件設備，能夠讓整個泵站自動化控制系統實現穩定的運行，結合低壓節能技術的分析，驗證了節能技術在自動化控制過程中的可行性，在這樣的低壓節能技術下，系統可以優化和節省電壓，降低運行的電壓和電力損耗，實現降低能耗，節能和提高效率的統一，提高整個水廠泵站的經濟效益。雖然低壓節能技術的軟件和硬件設備還不是很完善，但隨著技術的升級換代，低壓節能控制技術前景會越來越好。

參考文獻：

[1]李建平.水廠泵站自動化控制中的低壓節能技術分析[J].黑龍江水利科技，2019，47（05）：32-35.

[2]黃文勇，梁苑斐.水廠回收水利用對取、配水泵站的節能效果分析[J].住宅與房地產，2019（06）：211-212.

[3]戴盛. 鎮江自來水取水泵站節能潛力分析及技術改造[D].江蘇大學，2015.