城市供水管网模拟装置的数据采集与控制

为了对城市供水系统进行优化调度计算,建立了一套城市供水管网模拟装置,需要采集30路压力和30路流量信号并控制5台泵的变频。基于此,运用组态王编制了数据采集与控制组态软件,实现了60路模拟信号的采集、显示和存储,并对5台泵的变频进行控制。整套模拟系统基于S7-200 PLC进行数据采集和转换,并通过上位机的组态软件进行显示和控制。系统运行结果表明:该软件实现了对供水模拟装置运行数据的采集和对模拟装置运行状态的控制。     

基于欧姆龙PLC与分布式I/O模块的水厂无线遥控系统研究和设计

设计了水厂无线遥控系统的硬件电路和上位机软件控制系统,研究了负压力波-流量法诊断供水管网泄漏的方案,实现了井群水泵控制及供水管网流量、压力等相关参数采集和传输,为供水系统安全稳定运行提供了保障.     

供水管网调度系统信息化建设研究

对供水管网集成化的数据采集与监控系统,水力模型和优化调度3个系统的基本功能进行了分析论述,在此基础上,提出了供水管网调度系统信息化建设的整体解决方案,编制了供水调度系统管理软件,软件由数据模块、决策模块、输出模块组成,实现了供水管网的调度系统的自动化控制。该软件已成功地应用于上海、南京等地的城市供水管网系统。     

基于人工神经网络的供水管网压力管理探索

供水管网的压力管理对实现按需供水、减少漏损和降低能耗具有重要的意义,实现压力管理的重要手段是对供水管网进行数学建模和数值仿真。但是,供水管网是非常复杂的大型非线性系统,按照传统的微观建模方法建立的供水管网模型往往精度不够,其数值求解效率也低,不适合基于这样的模型进行压力管理。该文提出了一种基于人工神经网络的供水管网压力管理的方法,即利用人工神经网络在供水管网的压力和流量之间建立非线性模型,并利用该非线性模型进行供水管网压力管理,而供水管网的压力管理则通过最优化问题的数值求解来实现。试验表明在不降低流量的情况下,供水的水压可降低1％。这对于减少供水管网的漏损、降低产销差率以及减少能耗具有重要的意义。     

利用SPS软件分析输气管道的瞬态工况

准确了解天然气管道的瞬时工况变化情况,对于管道运营管理部门来说,有助于其调度管理和制定管网系统的运行方案,并提前制定相应的应急措施,以此保障天然气管道系统的安全平稳运行。为此,收集了某天然气管道的相关基础资料,利用SPS仿真模拟软件建立某管道的水动力仿真模型,进行相关分析,并得到以下相关结论:当压缩机站内的压缩机组事故停机时,通过该站的瞬时流量变为零,进站压力上升,出站压力下降;天然气管道发生泄漏时,泄漏点处的上游流量瞬间上升,下游流量瞬间下降;天然气管道发生截断阀紧急关断时,通过前后阀门的流量变为零,通过此管段的流量也变为零,同时上游管段流量下降,处于不断储气的状态,压力不断增大。该分析结果对天然气管道的输送安全起到指导作用。     

供水管网水力模型系统在特大型城市供水调度中的应用

文中介绍目前供水管网水力模型系统在城市供水日常调度、应急调度及区域调度等城市供水调度管理方面得到了广泛和深入的应用,特别是上海供水水量大、管网密度高,更显得供水调度安全尤为重要。供水管网水力模型的应用对调度操作方案进行了有效的校验,为保障供水调度安全提供了科学和有力的辅助决策手段。     

SK型静态混合器壁压脉动信号的多尺度多分形特性

为了探讨静态混合器内非线性、非均匀性和混沌特性机理,利用高速数据采集系统对SK型静态混合器管壁处脉动压力进行测量。结合小波变换模极大值理论,对采集的不同进口流量下壁压波动时间序列用Daubechies二阶小波提取1～7尺度下的特征信号,并分别对提取的信号进行R/S分析。通过对压力波动信号不同尺度下的细节信号与概貌信号研究,发现在不同尺度下其表现出不同的分形结构,且随着进口流量的增大,分形结构的变化趋势基本一致。此外,该系统不仅存在确定性非周期成分,而且不同尺度的旋涡之间的能量交换导致混沌的产生。各尺度信号的能量分布表明,压力波动信号主要体现了宏观尺度的旋涡级串的相互作用。     

往复泵故障智能诊断系统的设计

开发了往复泵故障的智能诊断系统,以故障诊断系统为核心,软件部分用Visual C＋＋语言来开发,由软件控制同步进行压力、位置及流量等信号的数据采集和数据库管理。由于不同故障类型对应的信号曲线也不同,所以以压力信号为主,以流量信号为辅作为故障信息;然后应用基于人工智能理论的小波神经网络和小波包分解技术进行数据处理、保存和故障诊断。从小波神经网络诊断的结果可以看出：往复泵故障智能诊断系统诊断速度快,准确性高。     

基于ArcGIS的供水水压插值法比较分析

文中介绍城市供水管网是非常复杂的多维度非线性系统,而实时压力监测又是目前最主要的供水调度参照。随着GIS在供水领域的普及,将实时数据和空间数据结合应用正逐渐成为一种趋势。该文研究了ArcGIS空间领域中几种常见的插值算法:反距离权重法、自然邻点法、样条函数法、克里金法,在生成供水水压面的过程中对四种插值算法进行了比较。在实时监测点达到一定数量时,利用管网水压和地理空间建立低维度模型,避免了水力模型迭代计算时的长耗时,对供水调度监测部门在发生供水管网事故时快速确定压力突变区域有着十分重要的意义。     

供水增压泵站改造的优化计算

城乡一体化供水布局中,中途增压泵站对保证乡镇供水管网的水压具有重要作用。目前,多数供水增压泵站采用传统水池增压方式,上游进水管网余压难以充分利用,运行成本较高。基于水池增压改造的余压利用系统为水池和管道联合增压方式,在下游用水量低时,可使水流不经水池,直接由管道泵输水;在用水高峰期,可以通过切换到水池泵运行,以满足用户的高用水量和水压需求。借助供水管网水力模型和遗传算法,以供水能耗最低为目标函数,得到管道泵和水池泵的最佳运行方案。该方案根据不同的用水流量和市政管网压力值,合理切换管道泵和水池泵,计算及工程实践结果显示优化增压方式后能耗明显降低。     

基于STM32的数据采集与网络发布系统

在工业现场中常需要对某一个量(如温度、压力及流量等信号)进行采集和控制,有的还需要对数据进行远程传输、在控制室中对参数的变化趋势进行直观展示,这就需要一种数据采集与远程网络发布系统。本设计从实际应用出发,以STM32为核心控制器实现双路数据采集,利用NRF无线通信模块进行无线数据传输,并采用Lab VIEW软件实现上位机数据的显示和网络发布,达到数据共享的目的。详细阐述了数据采集和无线通信的原理,利用Altium Designer实现PCB设计,搭建实验平台完成设计内容。实验表明:该系统数据采集精确可靠、数据通信快速稳定,并且在局域网内实现了数据的网络发布。     

分区计量体系下的供水管网建模节点用水量分配

节点流量分配对于供水管网建模过程至关重要,随着国内各城市和地区管网地理信息系统和数据采集系统的建立和完善,管网分区计量管理也得到了越来越广泛的应用.在管网分区计量体系下,供水管网建模节点水量可以被更加准确地计算并分配至管网中相应节点.文中首先对于节点流量基本分配方法做了简单的介绍,然后对于分区计量体系下供水管网建模节点流量分配流程做了详细的阐述,最后通过上海市奉贤区供水管网建模工程案例说明了该分配方法的合理性和有效性.     

跳汰机供水均匀性的数值模拟研究

为提高跳汰机选煤时供水的均匀性,利用计算流体力学软件对跳汰机筛下水管各出口流量随入水压力的变化进行研究;结果表明:跳汰机供水管各出口开孔面积相同、进水压力一定时各出口流量并不均匀,流量差值随着进水压力的增加而增加,这对跳汰机均匀给水是不利的;在相同入水压力下,跳汰机供水管出口位置距离入水口越远,出口处的流量越大;跳汰机供水管各相邻出口之间流量的比值不随进水压力增加而改变。     

基于负压波法的成品油输送管道泄漏检测及其改进

以常规的负压波法为基础实时监测压力变化,同时结合流量监控的方法,通过对压力和流量的综合统计进行泄露判断,弥补了两个方法单一使用的缺陷。简述了负压波法的检测原理,定位方法,指出了常规负压波法捡漏的局限性,并对其提出了改进,包括数据采集、信号降噪、时间同步等多方面,提高了负压波法的实用性。     

供水企业减少无收益水量的研讨与实践

供水企业可以通过分区计量法(DMA)与夜间最小流量法(MNF)来减少无收益水量(NRW),提高供水收益率,增加企业经济效益。此外,还可以分析划分地区的用水规律,为今后优化供水调度,降低能耗,保障供水管网高效运行及供水管网维修检漏提供可靠数据。     

安全阀数据采集系统的研制

文章介绍了安全阀数据采集系统的总体设计方案,阐述了利用VB实现系统功能的几项关键技术。通过该安全阀数据采集系统,实现了实时采集和显示安全阀压力数据,自动保存处理安全阀数据,即时打印安全阀校验报告、原始记录及和压力曲线图。这大大提高了安全阀校验精度和工作效率。     

供水泵站变频与工频水泵的优化配置

水泵运行电费占供水系统运行管理费用的很大比例,因此研究降低水泵能耗具有重要意义。从供水泵站节能运行出发,提出了水泵优化配置的节能方式,选用恒压变频供水方式。首先修正了常用供水管网水力分析软件(EPANET)中变频泵效率计算方法,通过调用供水管网水力分析软件核心计算函数及遗传算法,模拟实际供水中保持泵站出口压力恒定的运行工况。基于该模拟方法,模拟计算了5种水泵搭配方案,在不同设计流量下计算泵站全天的耗电量,对比总结了不同方案之间的优缺点。结果表明,通过丁频与变频水泵的合理搭配,节能效果较好。     

基于水力模型的供水泵站运行能耗分析及调度辅助示范

针对供水泵站系统全局能耗分析和调度辅助决策需求,提出结合泵站现场测试、水力模型建设和调度辅助系统工具集成开发的技术路线和实施步骤。通过对示范泵站的实施应用,为调度员提供全面的机泵运行和能耗分析数据,提供实时能耗分析、能耗报表、调度方案对比、方案演算和调度优化等功能,辅助调度员进行调度决策。     

变频节能技术在油田供水中的应用

在油田注水注水过程中,输水泵是满足注水站有足够水源的源设备。在实际生产中,日输水量是一个波动较大的参数,输水量及外输压力的大小,必须靠控制出口阀门来保证供水管网的压力和流量,同时电动机又长期处于高耗能状态运行,这样不但因为泵压过高而不利于机泵运行,而且还会造成大量的能源损耗。然而,变频装置通过供水管网的流量以及压力参数的限定,使得供水压力自动调节水量,这样不仅使机泵能耗减少,还大大节约了电能,这对实现油田的节能耗损有着重要的价值。     

基于ARM的液压系统智能数据采集终端硬件设计

针对液压系统的特点，设计了基于ARM的智能数据采集终端系统。该系统通过传感器对油压、流量和温度3类信号进行采集，调理后的数据经过ARM处理器S3C2440进行处理和压缩，压缩后的数据利用GTM900C无线传输模块远程传输。整个系统硬件电路分为主控电路部分、数据采集部分和无线传输部分。