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    自动化水泵抽水智能阀门在线控制方案
    时间:2025-12-11 涉川
    一、方案介绍
    随着智慧水务与智能化泵站的快速发展,传统人工开启与关闭水泵、手动调节阀门的方式已无法满足现代供水、排水、灌溉及调蓄场景对实时性、安全性和节能性的要求。智能阀门结合自动化控制水泵,可实现“水位监测—状态判断—自动启停—远程管理”全流程自动运行。
    本方案采用传感器实时采集水位、水压或流量数据,通过智能采集主机实现对水泵与阀门的自动化控制,引入远程4G联网、云平台监控及阈值预警,实现无人值守化运行,提升供排水效率与系统安全性。

    二、监测目标
    1. 实时监测水位、压力、流量、供水状态等关键参数。
    2. 自动控制水泵抽水启停,防止干转、低水位抽空、过流、溢流等风险。
    3. 控制进水阀、出水阀的自动开启、关闭及流量调节。
    4. 提供远程管理、定时控制、循环控制及手动控制功能。
    5. 实现水泵故障报警、阀门卡顿报警、水位越限报警等。
    6. 构建安全、节能、高效、可视化的智慧抽水系统。

    三、需求分析
    智能抽水系统必须满足:
    • 支持长时间连续运行与无人值守;
    • 能够精准判断水位变化,避免水泵空转干烧;
    • 智能调节阀门开度或启闭,保持稳定流量与压力;
    • 弱电控制强电,确保安全可靠;
    • 可远程监控并支持多用户操作权限;
    • 系统一旦离线需具备本地自动控制能力;
    • 适用于室外高温、雨水、粉尘等环境;
    • 支持第三方平台接口接入。

    四、监测方法
    1. 在水池、水井、明渠或水源点布设水位传感器,持续监测水位高度。
    2. 在管道布设压力传感器或流量计,实现流量与压力状态监测。
    3. 数据采集主机接收各传感器信号,根据阈值或程序逻辑判断是否启动或停止水泵。
    4. 智能电磁阀或电动球阀受主机控制,实现自动开关或开度调节。
    5. 数据通过 4G/NB-IoT 上传监测平台,实现可视化监控与远程控制。

    五、应用原理
    1. 水位控制原理
    系统通过下限水位阈值、上限水位阈值判断:
    • 低水位:禁止启动水泵,防止干转
    • 高水位:启动水泵抽水
    • 达到目标水位:关闭水泵
    2. 弱电控制强电原理
    采集主机输出弱电控制信号,驱动继电器/接触器控制水泵强电线路,确保操作安全、可靠。
    3. 智能阀门控制原理
    阀门可按三种方式运行:
    • 自动模式:根据压力/流量自动调节
    • 定时模式:按设定时间段自动开关
    • 手动远程:由手机平台/电脑端直接控制
    4. 阈值与逻辑控制
    通过后台逻辑判断,实现:
    • 水位低 → 阀门关闭,水泵停止
    • 水位高 → 阀门开启,水泵启动
    • 压力过高 → 自动关小阀门
    • 流量不足 → 自动报警

    六、功能特点
    • 自动水泵启停,避免空转、过载、溢流等问题;
    • 阀门智能开关或比例调节,精准控制流量与压力;
    • 手机小程序、电脑网页均可远程操作泵与阀门;
    • 支持定时、循环、自动三种控制模式;
    • 报警功能完善(过压、缺水、泵异常、阀门故障等);
    • 系统可断点续传,断网时仍可离线运行;
    • 低功耗架构,支持太阳能供电;
    • 支持数据报表、曲线分析和历史记录查询;
    • 可接入第三方平台接口。

    七、硬件清单
    • 水位监测传感器
    • 压力/流量传感器
    • 智能阀门(电动阀/电磁阀/蝶阀/球阀等)
    • 自动化水泵控制主机
    • 水泵继电器控制模块
    • 4G/NB-IoT 通信装置
    • 太阳能或交流电供电系统
    • 云平台在线监测软件

    八、硬件参数(量程、精度)
    • 水位测量范围:0–数十米(精度 ±1 cm)
    • 压力测量精度:≤0.5% F.S.
    • 流量测量精度:±2%
    • 阀门启闭时间:≤1 秒
    • 主机工作温度:–20℃~+70℃
    • 防护等级:IP65~IP67
    • 通信方式:4G/NB-IoT/LoRa

    九、方案实现
    1. 布置设计
    • 水位传感器放置于井或水池底部
    • 阀门安装于压力管道入口或出口
    • 水泵控制主机置于防水箱体
    • 流量计安装于稳定直管段
    2. 控制模式
    • 自动模式:根据水位与压力实现完全自动控制
    • 定时模式:按指定时间段循环抽水
    • 手动模式:远程或本地强制启停泵、阀门
    3. 平台管理
    • 实时查看压力、水位、泵状态
    • 阀门远程开关/调节
    • 抽水历史与流量记录
    • 越限报警推送至手机

    十、数据分析
    平台可生成:
    • 流量变化趋势图
    • 水位变化曲线
    • 泵启停次数统计
    • 阀门开度历史记录
    • 日/月总抽水量统计
    • 泵能耗分析
    帮助用户优化泵站运行策略。

    十一、预警决策
    自动预警包括:
    • 水位过高/过低报警
    • 泵未动作报警
    • 阀门卡滞报警
    • 流量异常报警(堵塞或漏水)
    • 主机离线或电池欠压报警
    平台可通过短信、微信小程序、APP等方式推送。

    十二、方案优点
    • 实现自动化抽水,提高效率与安全性;
    • 防止水泵损坏,延长设备寿命;
    • 远程可视化管理,减少人工巡检;
    • 节约能源,降低运行成本;
    • 适用范围广,可用于供水、排水、灌溉等多种场景。

    十三、应用领域
    • 农田灌溉水泵自动化管理
    • 基坑降水与地下水控制
    • 工厂内部供水与排水系统
    • 城市管网二次加压泵站
    • 污水处理厂抽排系统
    • 水库与山塘调水系统
    • 农村饮水自动供水工程

    十四、效益分析
    • 大幅减少人工巡视工作量
    • 提高系统稳定性、防止水泵故障
    • 自动化运行提升水利设施管理水平
    • 用水统计助力节能和成本核算
    • 适合作为智慧水务与数字乡村基础设施

    十五、国标规范
    • 《泵站安全运行规程》
    • 《城镇供水管网运行维护标准》
    • 《智能水务系统技术规范》
    • 《灌溉工程节水技术规范》

    十六、参考文献
    • 智能泵站自动控制研究文献
    • 水泵节能与安全运行技术资料
    • 水利物联网监测系统工程经验总结
    智能灌溉硬件提供商

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