城市供水管网末端低压调控系统及方法与流程

本发明涉及监测系统及特殊低压小区低压情况处理方法，具体为城市供水管网末端低压调控系统及方法。

背景技术：

伴随城市建设的加快，原有的城区已经难以满足人们的需要，很多地方开始扩建新区，随着城市的规模越来越大，城市的供水管网也越来越复杂，覆盖面越来越广阔。随之而来的是监测更加麻烦，仅凭人力监管越来越捉襟见肘。随着物联网的发展，远传监控越来越受到人们的青睐。

城市管网铺设有其阶段性，且要根据当地地形地貌设计铺设方式，某些地方铺设情况并不理想。实际管网运行中，某些小区因其特殊的地理位置和其他复杂因素，会出现异常的低压状态，导致该小区无法正常供水，影响了居民以及企业的正常生活和工作。目前水司还无具体办法应对这种情况。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种城市供水管网末端低压调控系统及方法，能够实时监测，自动调节异常区域管网压力，使得压力上扬，能够进行应急处理。

本发明是通过以下技术方案来实现：

城市供水管网末端低压调控系统，包括数据采集器件，远传设备，监控中心和数据存储终端，以及回馈控制器和控制器件；

所述的管网包括上游管网，以及连接在上游管网末端的目标管网和相邻管网；上游管网上设置有上游管网压力计和上游管网加压站，目标管网和相邻管网上分别设置有对应的压力计、加压泵和减压阀门；

所述的监控中心、数据存储终端和回馈控制器通过网络交互；

所述的数据采集器件采集管网数据，输出端连接远传设备；远传设备经网络分别向回馈控制器、以及交互的监控中心和数据存储终端传输数据；回馈控制器经远传设备通过控制器件控制管网；

所述的回馈控制器通过接收监控中心经网络发送的指令控制开启目标管网加压泵和相邻管网减压阀门；回馈控制器包括依次连接的采集电路和应急控制电路，采集电路用于采集目标管网压力值，应急控制电路控制开启目标管网的减压阀门。

优选的，所述的控制器件包括上游管网加压站，以及目标管网加压泵、目标管网减压阀门、相邻管网加压泵和相邻管网减压阀门。

优选的，所述的数据采集器件包括上游管网压力计、目标管网压力计和和相邻管网压力计。

优选的，所述的应急控制电路包括单片机，以及单片机输出端连接阀门控制电路，复位端连接手动复位电路；采集电路用于采集目标管网压力值并与正常值进行压力值比较，并向单片机发送工作信号。

进一步，阀门控制电路包括依次连接在输出端的电阻R3和三极管的基极，三极管的集电极经二极管接地，二极管上并联控制阀门的继电器，三极管的发射级连接电路等电位。

进一步，手动复位电路包括分别连接在单片机复位端的电阻R1、电路R2和电容，电容的另一端连接电路等电位，电阻R1的另一端经复位开关连接电路等电位，电阻R2的另一端接地。

进一步，单片机采用AT89C51单片机。

城市供水管网末端低压调控方法，包括如下步骤，

监控中心对接收到的数据进行分析，如果目标管网压力计表示的目标小区压力低于正常压力阈值，则分析其上游管网的压力状况；

若上游管网压力低于上游管路的正常压力阈值，则说明整体管网压力不足，监控中心发出指令，加压站接受指令开启加压保证管网压力供给；

若上游管网压力在上游管路的正常压力阈值内，则说明目标小区出现特殊低压状况，监控中心向回馈控制器下达指令，开启目标网管加压泵，并且开启相邻管网减压阀门，使得目标管网加压运行；

在目标小区的目标管网加压运行状态中，若发现目标小区压力开始恢复并超出正常压力阈值，则回馈控制器中的应急控制电路启动，开启目标管网减压阀门；然后发送信号给监控中心，监控中心发布指令，关闭目标管网加压泵，关闭相邻管网的减压阀门，重置应急控制电路并关闭目标管网减压阀门，直至管网恢复正常。

优选的，将通过压力计采集到的压力值传输到所连接的远传设备上；远传设备包括存储器，以及依次连接的无线传输模块和GSM模块；远传设备通过GSM模块与网络连接；远传设备接收到采集信息首先保存在存储器中，然后按照所设定的传输时间定时通过GSM模块向数据存储终端和监控中心发送数据。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明利用在上游管网、目标管网和相邻管网上分别进行数据监测、远程控制，实现了对压力的实时监控，同时配合各个控制器件分别对三类管网的压力进行统一调配控制，从管网整体保证低压小区的正常供水；再利用回馈控制器对目标小区的加压进行压力限制，保证了管网整体的安全可靠，结构简单，控制方便，能够实现自动控制，提升了网管的实际覆盖面积。

附图说明

图1为本发明实例中所述管网控制及数据采集框图。

图2为本发明实例中所述数据传输控制框图。

图3为本发明实例中所述的加压流程示意图。

图4为本发明实例中所述回馈控制器中应急控制电路。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明所述的城市供水管网末端低压调控系统，如图1和图2所示，其包括数据采集器件，远传设备，监控中心和数据存储终端，以及回馈控制器和控制器件；

监控中心、数据存储终端和回馈控制器通过网络交互；

数据采集器件采集管网数据，输出端连接远传设备，远传设备经网络分别向回馈控制器、以及交互的监控中心和数据存储终端传输数据；

回馈控制器经远传设备通过控制器件控制管网；

所述的数据采集器件包括连接在管网上的智能水表和压力计；

所述的回馈控制器通过接收监控中心经网络发送的指令控制开启目标管网加压泵，控制开启相邻管网减压阀门，保证目标管网的压力供给。回馈控制器包括采集电路和应急控制电路，应急控制电路控制开启目标管网的减压阀门，保证网管安全。

如图1所示，所述的管网包括上游管网，以及连接在上游管网上的目标管网和相邻管网，目标管网对目标小区进行供水；上游管网上设置有压力计和加压站，目标管网和相邻管网上分别设置有压力计、加压泵和减压阀门；控制器件包括上游管网加压站，以及目标管网和相邻管网的加压泵和减压阀门。压力计输出对应管网的压力值。

如图4所示，应急控制电路包括单片机，采集电路用于采集目标管网压力值并与正常值进行压力值比较，并向单片机发送工作信号；单片机输出端连接阀门控制电路，复位端连接手动复位电路；阀门控制电路包括依次连接在输出端的电阻R3和三极管的基极，三极管的集电极经二极管接地，二极管上并联控制阀门的继电器，三极管的发射级连接电路等电位；手动复位电路包括分别连接在单片机复位端的电阻R1、电路R2和电容，电容的另一端连接电路等电位，电阻R1的另一端经复位开关连接电路等电位，电阻R2的另一端接地。单片机采用AT89C51单片机。

本发明城市供水管网末端低压调控方法，如图3所示，包括如下步骤，

监控中心对接收到的数据进行分析，如果目标管网压力计表示的目标小区压力低于正常压力阈值，则分析其上游管网的压力状况，若上游压力也低于上游管路的正常压力阈值，则说明整体管网压力不足，监控中心发出指令，加压站接受指令开启变频泵，保证管网压力供给；

若上游管网压力在上游管路的正常压力阈值内，则说明目标小区出现特殊低压状况，此时监控中心向回馈控制器下达指令，开启目标网管加压泵，并且相邻管网开启相邻管网减压阀门，再供给目标小区加压的同时保证区域管网的管网安全。

在目标小区的目标管网加压运行状态中，若发现目标小区压力开始恢复并超出正常压力阈值，则回馈控制器中的应急控制电路启动，开启目标管网减压阀门，保证目标管网的管段安全，然后发送信号给监控中心，监控中心发布指令，关闭目标管网加压泵，关闭相邻管网的减压阀门，重置应急控制电路并关闭目标管网减压阀门，管网恢复正常。

阀门另外设有手动控制器，方便维护人员的维护调试，以及紧急情况的应急处理。

将通过压力计采集到的压力值传输到所连接的远传设备上；远传设备包括存储器，以及依次连接的无线传输模块和GSM模块；远传设备通过GSM模块与网络连接。

远传设备接收到采集信息首先保存在存储器中，然后按照所设定的传输时间定时通过GSM模块向数据存储终端和监控中心发送数据；

监控中心对各个管网段发送回的数据进行监测，根据网管的压力需求进行统一调控。