CN101582196A - 供水压力流量实时在线监控装置系统 - Google Patents
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Abstract
一种供水压力流量实时在线监控装置系统，包含有通过无线信号传输的监测控制中心和分散安装在各用水客户的监测控制站，监测控制站包含远传发信水表(2)、智能数据采集器(3)、导水电磁阀(11)、遥控水力阀(12)、微波数传电台(6)或GPRS/CDMA(21)、压力传感器(4)、单路输入数显仪表(5)、电源I、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)、普通闸阀(17)、旁通阀(18)等。监测控制中心包含电源II、微波数传电台(6)或互联网(22)、工业控制机运行软件(9)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)等。可实现对用水客户供水压力流量的实时在线监测、预收用户水费、随用户用水量累加水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动停水、交费后遥控自动供水等功能。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种对供水输配水管网上的用水客户可实现供水压力、流量实时在线监测、压力流量数据可无线传输到监测控制中心的工业控制机运行软件的供水压力流量实时在线监控装置系统。该装置系统具有预收用户水费、随用户用水量不断累加水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动停水、交费后遥控自动供水功能。
具体地说本发明是一种用于对供水输配水管网上用水客户的供水压力流量进行实时在线监测、压力流量数据可无线传输到监测控制中心的工业控制机运行软件，工业控制机运行软件通过硬件可进行压力流量数据的采集储存统计、预收用户水费、随用户用水量的不断累加水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动关闭用户阀门停水、交费后遥控自动开阀供水。专门用于供水企业对输配水管网上用水客户的供水压力流量实时在线监测、远程无线抄表统计、实时记录储存供水压力流量变化过程、预收用户水费和欠费遥控自动关停水、交费后遥控自动供水的自动化管理。
(二)发明背景
随着我国城市化进程和社会主义新农村建设的发展，城区供水管网不断向郊外延伸、甚至有的与农村管网连网供水。同时，国家正倡导农村连片集中供水，各地相继出现了几个村、几十个村、甚至几个乡镇连片组成一个供水管网。这种大规模连片集中供水的输配水管网上的用户，大多是厂矿企事业、学校、居民小区、村庄等集中用水客户。这些用水客户数量多、分布范围广、用水情况复杂。供水企业多是配备数量较多的专门人员和车辆长年累月地跑到用水客户进水管处对用水情况进行监管，查看压力和流量有无异常、抄读水表数据、人工统计和催收水费。这种落后的管理方式，消耗人力物力多、抄表统计严重滞后、催收水费非常困难、不能及时发现和监督用户的偷水行为、供水压力是否满足用户要求不能及时了解等。因此，对用户用水情况及时了解监督、供水压力流量实时计量监测、迅速抄表统计、按时收到水费、提高供水服务质量等，是供水企业亟待解决的一项技术难题。
(三)发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种可对供水输配水管网上的用水客户实行供水压力流量实时在线监测、压力流量数据无线传输到监测控制中心的工业控制机运行软件的装置系统。该装置系统可实现预收用户水费、随用户用水量累加水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动停水、交费后遥控自动供水功能。
该发明可实现对供水输配水管网上的用水客户供水压力流量的实时在线监测、压力流量数据无线传输到监测控制中心的工业控制机运行软件，工业控制机运行软件可进行压力流量数据的采集储存统计、预收用户水费、随用户用水量的不断累加水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动关闭用户阀门停水、交费后遥控自动开阀供水。专门用于对输配水管网上用水客户的供水压力流量实时监测、远程无线抄表统计、实时记录储存供水压力流量变化过程、预收用户水费和欠费遥控自动关停水、交费后遥控自动供水。还能及时了解供水压力是否满足用户要求以提高供水服务质量等。
本发明是一个装置系统，它包含有监测控制中心和分散安装在各用水客户的监测控制站等组成，监测控制中心与监测控制站之间通过无线信号传输。监测控制站包含有远传发信水表、智能数据采集器、导水电磁阀、遥控水力阀、嵌入无线调制解调器的微波数传电台或GPRS/CDMA移动通信模块、压力传感器、单路输入数显仪表、电源I、可编程控制器、声光报警装置、普通闸阀、旁通阀等。远传发信水表、压力传感器、遥控水力阀、普通闸阀、旁通阀等装在进水管上；远传发信水表与智能数据采集器连接；压力传感器与单路输入数显仪表连接；导水电磁阀连接在遥控水力阀的阀体上；智能数据采集器、单路输入数显仪表、可编程控制器并联后与接有微波定向天线的微波数传电台或与GPRS/CDMA移动通信模块连接；可编程控制器与声光报警装置连接；压力传感器、导水电磁阀、智能数据采集器、单路输入数显仪表、微波数传电台或GPRS/CDMA移动通信模块、可编程控制器、声光报警装置分别与电源I连接。
监测控制中心包含有电源II、嵌入无线调制解调器的微波数传电台或具有IP地址的互联网、微波全向天线(若监测控制站采用GPRS/CDMA通信则不用微波全向天线)、工业控制机运行软件、可编程控制器、声光报警装置。
微波数传电台或具有IP地址的互联网与工业控制机运行软件连接；工业控制机运行软件与可编程控制器连接；可编程控制器与声光报警装置连接；微波数传电台(若监测控制站采用GPRS/CDMA通信则不用微波数传电台)、工业控制机运行软件、可编程控制器、声光报警装置分别与电源II连接。
为了提高本发明的安全使用性能，本发明的监测控制中心和分散安装在各用水客户监测控制站均设置有避雷器和接地极。
在各用水客户监测控制站处，装在进水管上的远传发信水表在计量和显示用水客户用水量的同时，并不断发出流量脉冲信号供智能数据采集器采集，智能数据采集器可将远传发信水表发来的流量脉冲信号转换为流量数字信号，并通过通信接口外接远传；装在进水管上的压力传感器可将感受到的管内水压力转变为一个标准模拟电流信号，通过信号线缆输入到单路输入数显仪表；单路输入数显仪表可将接收的模拟电流信号转换为压力数字信号，既能在仪表面板上显示压力数值供人们随时查看，又能将该压力数字信号通过通信接口外接远传；上述流量数字信号和压力数字信号通过通信接口接到嵌入无线调制解调器的微波数传电台或GPRS/CDMA移动通信模块，可源源不断的发到监测控制中心的工业控制机运行软件。
在各用水客户监测控制站，装在进水管上的远传发信水表在计量和显示用水客户用水量的同时，并不断发出流量脉冲信号供智能数据采集器采集，智能数据采集器可将远传发信水表发来的流量脉冲信号转换为流量数字信号，并通过通信接口外接远传；装在进水管上的压力传感器可将感受到的管内水压力转变为一个标准模拟电流信号，通过信号线缆输入到单路输入数显仪表；单路输入数显仪表可将接收的模拟电流信号转换为压力数字信号，既能在仪表面板上显示压力数值供人们随时查看，又能将该压力数字信号通过通信接口外接远传；上述流量数字信号和压力数字信号通过通信接口接到嵌入无线调制解调器的微波数传电台、微波定向天线或GPRS/CDMA移动通信模块后可源源不断的发到监测控制中心的工业控制机运行软件。
当某用水客户预交的水费随用水量增加而递减到某一设定数值时，可编程控制器根据接收到的监测控制中心工业控制机运行软件发出的提醒指令，即启动与之相连的声光报警装置工作，提醒该用水客户该交纳水费了！当提醒后仍未及时交费导致水费透支到某一设定数值时，可编程控制器根据接收到的监测控制中心工业控制机运行软件发出的停水指令，即启动与之相连的导水电磁阀使遥控水力阀关闭，从而关停该用水客户的供水。当该用水客户补交了足额的水费，可编程控制器根据监测控制中心工业控制机运行软件发出的供水指令，立刻启动与之相连的导水电磁阀使遥控水力阀打开，从而开启该用水客户的供水。
当导水电磁阀、遥控水力阀、远传发信水表等部件万一出现故障需检修时，可人工关闭两个普通闸阀，开启旁通阀以免供水中断。
在监测控制中心，工业控制机运行软件可通过嵌入无线调制解调器的微波数传电台、微波全向天线或GPRS/CDMA移动通信模块源源不断接收各用水客户监测控制站的压力值和流量累加值。当工业控制机运行软件接收到某个用水客户进水管上的压力值或流量值有异常时，工业控制机运行软件即在显示器上弹出压力异常的用水客户名称、同时通过可编程控制器启动与之相连的声光报警装置工作。从而警示值班人员迅速赶往压力或流量值出现异常的用水客户进水管处，查看压力是否满足用户要求、或远传发信水表等设备有无故障、或有无偷水行为发生等。
当某用水客户预交的水费随用水量增加而递减到某一设定数值时，工业控制机运行软件可通过嵌入无线调制解调器的微波数传电台、微波全向天线或GPRS/CDMA移动通信模块向某用水客户的监测控制站发出提醒指令。该用水客户处的监测控制站接到提醒指令后，可编程控制器即启动与之相连的声光报警装置工作，提醒该用水客户及时交纳水费！
当提醒后仍未及时交费导致水费透支到某一设定数值时，工业控制机运行软件即通过嵌入无线调制解调器的微波数传电台、微波全向天线或GPRS/CDMA移动通信模块向该用水客户的监测控制站发出停水指令。该用水客户处的监测控制站接到停水指令后，可编程控制器即启动与之相连的导水电磁阀使遥控水力阀关闭，从而关停该用水客户的供水。当该用水客户补交了足额的水费后，可编程控制器根据监测控制中心工业控制机运行软件发出的供水指令，立刻启动与之相连的导水电磁阀使遥控水力阀打开，从而开启该用水客户的供水。
本发明的优点是采用的所有元器件易于购买且质量成熟可靠，装置系统连接组装简单、仪表设置和软件编码易于掌握和操作、系统运行安全可靠。该装置系统既能在用水客户监测控制站实时在线监测和查看压力流量值、第一时间使用水客户得知催交水费的提醒警示；在监测控制中心，工业控制机运行软件可进行压力流量数据的采集储存统计、预收用户水费、随用水客户用水量的不断累加水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动关闭用户阀门停水、交费后遥控自动开阀供水。还可根据各监测控制站压力流量值的异常变化作出判断，及时到用水客户现场查看用水情况。
该发明的应用可大大降低供水企业的生产管理成本、监督制止用户的偷水行为、水表抄读便捷统计迅速准确、改滞后收费为预收水费、消除了用户拖欠水费的现象、增加了供水经营效益、提升了供水服务质量和供水企业的形象。
四、附图说明
图1采用微波数传电台通信的监测控制站示意图
图2采用微波数传电台通信的监测控制中心示意图
图3采用GPRS/CDMA移动通信的监测控制站示意图
图4采用GPRS/CDMA移动通信的监测控制中心示意图
图中：1进水管 2远传发信水表 3智能数据采集器 4压力传感器 5单路输入数显仪表 6嵌入无线调制解调器的微波数传电台 7微波定向天线8可编程控制器 9装有压力流量数据自动采集、预收水费、欠费遥控关停等功能的软件的工业控制机(正文中简称：工业控制机运行软件) 10声光报警器 11导水电磁阀 12遥控水力阀 13直流24V电源 14直流13.8V电源 15交流24V电源 16避雷器和接地极 17普通闸阀 18旁通阀 19微波全向天线 20交流220V电源 21GPRS/CDMA移动通信模块 22具有IP地址的互联网 23交流220V电源或太阳能电源
五、具体实施方式
附图为本发明的实施例。
本发明包含有监测控制中心和分散安装在各用水客户的监测控制站等组成，监测控制中心与监测控制站之间通过无线信号传输。监测控制站包含有远传发信水表(2)、智能数据采集器(3)、导水电磁阀(11)、遥控水力阀(12)、嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或GPRS/CDMA移动通信模块(21)、微波定向天线(7)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波定向天线)、压力传感器(4)、单路输入数显仪表(5)、电源I、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)、普通闸阀(17)、旁通阀(18)等。
远传发信水表(2)、压力传感器(4)、遥控水力阀(12)、普通闸阀(17)、旁通阀(18)等装在进水管(1)上；远传发信水表(2)与智能数据采集器(3)连接；压力传感器(4)与单路输入数显仪表(5)连接；导水电磁阀(11)连接在遥控水力阀(12)的阀体上；智能数据采集器(3)、单路输入数显仪表(5)、可编程控制器(8)并联后与接有微波定向天线(7)的微波数传电台(6)或与GPRS/CDMA移动通信模块(21)连接；可编程控制器(8)与声光报警装置(10)、导水电磁阀(11)连接；压力传感器(4)、导水电磁阀(11)、智能数据采集器(3)、单路输入数显仪表(5)、微波数传电台(6)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波数传电台)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)分别与电源I连接。
监测控制中心包含有电源II、嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)、微波全向天线(19)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波全向天线)、工业控制机运行软件(9)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)。
微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)与工业控制机运行软件(9)连接；工业控制机运行软件(9)与可编程控制器(8)连接；可编程控制器(8)与声光报警装置(10)连接；微波数传电台(6)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波数传电台)、工业控制机运行软件(9)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)分别与电源II连接。
本实施例的电源I包含有直流24V电源(13)、交流24V电源(15)、直流13.8V电源(14)、交流220V电源或太阳能电源(23)。直流24V电源(13)与智能数据采集器(3)、压力传感器(4)、可编程控制器(8)、GPRS/CDMA移动通信模块(21)相连接；交流24V电源(15)与导水电磁阀(11)相连接；直流13.8V电源(14)与微波数传电台(6)相连接；交流220V电源或太阳能电源(23)与声光报警装置(10)、单路输入数显仪表(5)、直流24V电源(13)、交流24V电源(15)、直流13.8V电源(14)相连接。
本实施例的电源II包含有直流13.8V电源(14)、直流24V电源(13)、交流220V电源(20)。直流13.8V电源(14)与微波数传电台(6)相连接；直流24V电源(13)与可编程控制器(8)相连接；交流220V电源(20)与声光报警装置(10)、直流24V电源(13)、直流13.8V电源(14)、工业控制机运行软件(9)相连接。
为了提高本发明的安全使用性能，本发明的监测控制中心和分散安装在各用水客户监测控制站均设置有避雷器和接地极(16)。
在各用水客户监测控制站处，装在进水管(1)上的远传发信水表(2)在计量和显示用水客户用水量的同时，并不断发出流量脉冲信号供智能数据采集器(3)采集，智能数据采集器(3)可将远传发信水表发来的流量脉冲信号转换为流量数字信号，并通过通信接口外接远传；装在进水管(1)上的压力传感器(4)可将感受到的管内水压力转变为一个标准模拟电流信号，通过信号线缆输入到单路输入数显仪表(5)；单路输入数显仪表(5)可将接收的模拟电流信号转换为压力数字信号，既能在仪表面板上显示压力数值供人们随时查看，又能将该压力数字信号通过通信接口外接远传；上述流量数字信号和压力数字信号通过通信接口接到嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或接到GPRS/CDMA移动通信模块(21)、微波定向天线(7)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波定向天线)后可源源不断的发到监测控制中心的工业控制机运行软件(9)。
当某用水客户预交的水费随用水量累加而递减到某一设定数值时，可编程控制器(8)根据接收到的监测控制中心工业控制机运行软件(9)发出的提醒指令，即启动与之相连的声光报警装置(10)工作，提醒该用水客户该交纳水费了！当提醒后仍未及时交费导致水费透支到某一设定数值时，可编程控制器(8)根据接收到的监测控制中心工业控制机运行软件(9)发出的停水指令，即启动与之相连的导水电磁阀(11)使遥控水力阀(12)关闭，从而关停该用水客户的供水。当该用水客户补交了足额的水费，可编程控制器(8)根据监测控制中心工业控制机运行软件(9)发出的指令，立刻启动与之相连的导水电磁阀(11)使遥控水力阀(12)打开，从而开启该用水客户的供水。
当导水电磁阀(11)、遥控水力阀(12)、远传发信水表(2)等部件万一出现故障需检修时，可人工关闭2个普通闸阀(17)，开启旁通阀(18)以免供水中断。
在监测控制中心，工业控制机运行软件(9)可通过嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)、微波全向天线(19)若采用GPRS/CDMA通信无此微波全向天线)源源不断接收各用水客户监测控制站的压力值和流量累加值。当工业控制机运行软件(9)接收到某个用水客户进水管上的压力值或流量值有异常时，即在显示器上弹出压力异常的用水客户名称、同时通过可编程控制器(8)启动与之相连的声光报警装置(10)工作。从而警示值班人员迅速赶往压力或流量值出现异常的用水客户进水管处，查看压力是否满足用户要求、或远传发信水表等设备有无故障、或有无偷水行为发生等。
当某用水客户预交的水费随用水量增加而递减到某一设定数值时，工业控制机运行软件(9)可通过嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)、微波全向天线(19)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波定向天线)向某用水客户的监测控制站发出提醒指令。该用水客户处的监测控制站接到提醒指令后，可编程控制器(8)即启动与之相连的声光报警装置(10)工作，提醒该用水客户及时交纳水费！
当提醒后仍未及时交费导致水费透支到某一设定数值时，工业控制机运行软件(9)即通过嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)、微波全向天线(19)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波定向天线)向该用水客户的监测控制站发出停水指令。该用水客户处的监测控制站接到停水指令后，可编程控制器(8)即启动与之相连的导水电磁阀(11)使遥控水力阀(12)关闭，从而关停该用水客户的供水。当该用水客户补交了足额的水费后，可编程控制器(8)根据监测控制中心工业控制机运行软件(9)发出的供水指令，立刻启动与之相连的导水电磁阀(11)使遥控水力阀(12)打开，从而开启该用水客户的供水。
本发明的目的是提供一套对供水输配水管网上的用水客户实行供水压力流量实时在线监测、压力流量数据无线传输到监测控制中心的工业控制机运行软件，该运行软件通过硬件可进行压力流量数据的采集储存统计、预收用户水费、随用水客户用水量不断累加而水费自动递减、提前提醒用户交纳水费、欠费遥控自动停水、交费后遥控自动供水的装置系统。该装置系统还可使监测控制中心的值班人员根据各监测控制站压力流量值的异常变化作出判断，及时到用水客户现场查看用水情况。
该发明的应用可大大降低供水企业的生产管理成本、监督制止用户的偷水行为、水表抄读便捷统计迅速准确、改滞后收费为预收水费、消除了用户拖欠水费的现象、增加了供水经营效益、提升了供水服务质量和供水企业的形象。
Claims (3)
1.一种供水压力流量实时在线监控装置系统，其特征在于包含有监测控制中心和分散安装在各用水客户的监测控制站，监测控制中心与监测控制站之间通过无线信号传输。
2、根据权利要求1所述的供水压力流量实时在线监控装置系统，其特征在于所述的监测控制站包含有远传发信水表(2)、智能数据采集器(3)、导水电磁阀(11)、遥控水力阀(12)、嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或GPRS/CDMA移动通信模块(21)、微波定向天线(7)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波定向天线)、压力传感器(4)、单路输入数显仪表(5)、电源I、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)、普通闸阀(17)、旁通阀(18)。
远传发信水表(2)、压力传感器(4)、遥控水力阀(12)、普通闸阀(17)、旁通阀(18)等装在进水管(1)上；远传发信水表(2)与智能数据采集器(3)连接；压力传感器(4)与单路输入数显仪表(5)连接；导水电磁阀(11)连接在遥控水力阀(12)的阀体上；智能数据采集器(3)、单路输入数显仪表(5)、可编程控制器(8)并联后与接有微波定向天线(7)的微波数传电台(6)或与GPRS/CDMA移动通信模块(21)连接；可编程控制器(8)与声光报警装置(10)连接；压力传感器(4)、导水电磁阀(11)、智能数据采集器(3)、单路输入数显仪表(5)、微波数传电台(6)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波数传电台)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)分别与电源I连接。
所述的监测控制中心包含有电源II、嵌入无线调制解调器的微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)、微波全向天线(19)(若采用GPRS/CDMA通信无微波全向天线)、工业控制机运行软件(9)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)。
微波数传电台(6)或具有IP地址的互联网(22)与工业控制机运行软件(9)连接；工业控制机运行软件(9)与可编程控制器(8)连接；可编程控制器(8)与声光报警装置(10)连接；微波数传电台(6)(若采用GPRS/CDMA通信无此微波数传电台)、工业控制机运行软件(9)、可编程控制器(8)、声光报警装置(10)分别与电源II连接。
3.根据权利要求1所述的供水压力流量实时在线监控装置系统，其特征是监测控制中心和分散安装在各用水客户监测控制站均设置有避雷器和接地极(16)。
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