CN107831742A - 一种二次无负压供水设备物联网控制系统及控制方法 - Google Patents

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胡汉涛
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Abstract

本发明提供了一种二次无负压供水设备物联网控制系统及控制方法，包括通过中转系统连接到上位主机的若干子系统，每个子系统分布在一个对应的设备中。子系统包括分布在二次供水设备中的多个信号采集装置，信号采集装置通过信号转化系统分别连接到储存装置和信号传输装置，信号传输系统与中转系统相连。本发明把实际用水规律和设备平时运行的工况相结合，实时监测、预警、诊断、通过上位机进行控制并将数据储存在系统中，信号采集装置出现故障时，可以通过调用同一时间段设备的运行工况，以实现应急供水功能。

Description

一种二次无负压供水设备物联网控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及二次供水设备领域，具体涉及一种二次无负压供水设备物联网控制系统。
背景技术
通常人们所称的二次供水，是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式，因此，二次供水是目前高层供水的惟一选择方式。
二次供水设施主要为弥补市政供水管线压力不足，保证居住、生活在高层人群用水而设立的。相比原水供水，二次供水的安全性和可靠性一直都受到市民的广泛关注。传统的二次供水设备都采用单一系统进行供水，供水管网出水口压力检测表采集供水管网出水口的压力，并发送至控制器，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，使供水系统自动恒压稳于设定的压力值：即供水管网出水口压力值小于设定的用户用水压力值时，控制器控制变频调速器提高频率，加快水泵转速，这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压，与用户设定的压力一致；当供水管网出水口压力值大于设定的用户用水压力值时，控制器控制变频调速器降低频率，减慢水泵转速减慢；当供水管网出水口压力值超过设定的用户用水压力值很高时，控制器停止变频调速器，从而停止水泵的运转，达到保护设备的目的。
然而，传统的二次供水设备控制系统存在如下缺点：
1、只有当压力发生波动后，控制器才能开始调节压力，而且需要压力传递到供水管网末端，控制的滞后现象严重，调节速度慢；
2、由于存在滞后现象，只有当供水管网的压力超过设定压力较长时间(与管网长度有关)后，控制器才开始调节加压水泵的转速，一方面，容易造成供水管网超压，损坏供水管网；另一方面，也造成了无谓的电能损失；
3、无法根据用户的需求量进行供水，容易爆管，造成水资源严重浪费。
因此，现有技术还需要进一步改进和发展。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种二次无负压供水设备物联网控制系统,旨在解决供水设备控制系统出现故障是无法及时应急修复导致的供水系统瘫痪无法继续供水的问题。
所采用的技术方案为：
一种二次无负压供水设备物联网控制系统，其中，包括：子系统，对应供水管网中每一组二次无负压供水设备而设置，用于采集并处理所对应的二次无负压供水设备的运行数据；上位主机，用于根据各子系统反馈的运行数据对供水管网中二次无负压供水设备的运行状况进行监测，储存二次无负压供水设备运行数据并基于运行数据计算各二次无负压供水设备的运行规律，基于运行规律和子系统反馈的异常工况对相应的二次无负压供水设备进行应急控制；中转系统，与上位主机和各子系统分别建立通信连接，用于将各子系统反馈的信号传递至上位主机，及用于将上位主机的控制信号传递至对应的子系统。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其中，子系统包括：信号采集装置，对应设置于供水管网中每一组二次无负压供水设备上，用于采集对应供水设备的工况信号；信号转化装置，分别与各组二次无负压供水设备上的信号采集装置通信连接，用于对信号采集装置所采集的工况信号进行转换，形成反映供水设备工作状态的运行数据；信号传输装置，分别与信号转化装置和中转系统建立通信连接，用于将经信号转化装置转化后的运行数据传输至中转系统。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其中，所述信号采集装置包括水压传感器、流量传感器和温度传感器。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其中，所述子系统还包括数据存储装置，用于存储相应供水设备的运行数据。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其中，所述子系统还包括显示装置，用于实时显示对应二次无负压供水设备的工作状态。
一种二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其中，所述方法为：
A、供水管网运行过程中，各子系统实时采集供水管网中相对应的二次无负压供水设备的运行数据，并将所采集的运行数据传输至中转系统；
B、中转系统接收各子系统发送的运行数据后，根据预设原则将各子系统的运行数据传输至上位主机；
C、上位主机接收并解析中转系统传输的运行数据，将运行数据与该二次无负压供水设备对应的运行参数阈值进行比较，同时将运行数据与上位主机中存储的该二次无负压供水设备日常运行规律进行比对，若运行数据在运行参数阈值范围内，同时符合日常运行规律，则将运行数据计入统计数据库计算更新二次无负压供水设备的日常运行规律。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其中，所述二次无负压供水设备的运行数据包括该二次无负压供水设备上的各种信号采集装置所采集的实时工况信息。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其中，若运行数据不在运行参数阈值范围内，或不符合日常运行规律，则上位主机调用该二次无负压供水设备日常运行规律中相应的运行参数，并通过中转系统将该运行参数发送至对应子系统，子系统接收该运行参数并按照该运行参数控制相应二次无负压供水设备工作。
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其中，中转系统接收各子系统发送的运行数据后，中转系统根据预设原则为不同子系统发送的运行数据附加设备身份代码，上位主机接收中转系统发送的运行数据后，识别其中设备身份代码并根据设备身份代码调用对应的运行参数阈值和日常运行规律数据.
所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其中，上位主机解析运行数据中的各种信号采集装置所采集的实时工况信息，利用该多种实时工况信息并结合预设的设备故障条件进行判断，判断该二次无负压供水设备是否符合设备故障特征，若符合，则上位主机调用应急设备启动参数并发送至对应子系统，子系统利用应急设备启动参数启动应急设备供水。
有益效果：本发明提供一种新型二次无负压供水设备物联网控制系统，提高了智能化程度，把实际用水规律和设备平时运行的工况结合在一起，实时监测、预警、诊断，将数据储存在系统中，当信号采集装置出现故障时，可以通过调数据库中的设备运行工况，以实现应急供水功能。通过对供水数据建模，实现二次供水设备控制过程中的高精确控制和更快的响应速度，节约水资源及电能，更好地避免了供水管网超压现象的发生，保障供水管网的安全，同时具有更好的用水端用户用水体验。
附图说明
图1是本发明具体实施例中二次无负压供水设备物联网控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示的一种二次无负压供水设备物联网控制系统，包括依次连接的子系统100、上位主机200与中转系统300。其中子系统100对应供水管网中每一组二次无负压供水设备而设置，用于采集并处理所对应的二次无负压供水设备的运行数据；上位主机200用于根据各子系统反馈的运行数据对供水管网中二次无负压供水设备的运行状况进行监测，储存二次无负压供水设备运行数据并基于运行数据计算各二次无负压供水设备的运行规律，基于运行规律和子系统反馈的异常工况对相应的二次无负压供水设备进行应急控制；中转系统300与上位主机200和各子系统100分别建立通信连接，用于将各子系统反馈的信号传递至上位主机，及用于将上位主机的控制信号传递至对应的子系统。
进一步的，子系统包括信号采集装置，对应设置于供水管网中每一组二次无负压供水设备上，用于采集对应供水设备的工况信号，所述信号采集装置包括水压传感器、流量传感器和温度传感器。子系统还包括信号转化装置，分别与各组二次无负压供水设备上的信号采集装置通信连接，用于对信号采集装置所采集的工况信号进行转换，形成反映供水设备工作状态的运行数据；信号传输装置，分别与信号转化装置和中转系统建立通信连接，用于将经信号转化装置转化后的运行数据传输至中转系统。在中转系统接收各子系统发送的运行数据后，中转系统根据预设原则为不同子系统发送的运行数据附加设备身份代码。
具体实施例中，所述子系统还包括数据存储装置和显示装置，储存装置用于存储相应供水设备的运行数据。显示装置，用于实时显示对应二次无负压供水设备的工作状态。
物联网控制系统运行时产生运行数据，所述二次无负压供水设备的运行数据包括该二次无负压供水设备上的各种信号采集装置所采集的实时工况信息。若运行数据不在运行参数阈值范围内，或不符合日常运行规律，则上位主机调用该二次无负压供水设备日常运行规律中相应的运行参数，并通过中转系统将该运行参数发送至对应子系统，子系统接收该运行参数并按照该运行参数控制相应二次无负压供水设备工作。
进一步的，上位主机接收中转系统发送的运行数据后，识别其中设备身份代码并根据设备身份代码调用对应的运行参数阈值和日常运行规律数据。上位主机解析运行数据中的各种信号采集装置所采集的实时工况信息，利用该多种实时工况信息并结合预设的设备故障条件进行判断，判断该二次无负压供水设备是否符合设备故障特征，若符合，则上位主机调用应急设备启动参数并发送至对应子系统，子系统利用应急设备启动参数启动应急设备供水，以维持供水系统的正常工作，持续为用户供水，满足用户的需求。
本发明还公布了一种二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，包括如下步骤：
第一步，供水管网运行过程中，各子系统实时采集供水管网中相对应的二次无负压供水设备的运行数据，并将所采集的运行数据传输至中转系统；
第二步，中转系统接收各子系统发送的运行数据后，根据预设原则将各子系统的运行数据传输至上位主机；
第三部，上位主机接收并解析中转系统传输的运行数据，将运行数据与该二次无负压供水设备对应的运行参数阈值进行比较，同时将运行数据与上位主机中存储的该二次无负压供水设备日常运行规律进行比对，若运行数据在运行参数阈值范围内，同时符合日常运行规律，则将运行数据计入统计数据库计算更新二次无负压供水设备的日常运行规律。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种二次无负压供水设备物联网控制系统，其特征在于，包括：
子系统，对应供水管网中每一组二次无负压供水设备而设置，用于采集并处理所对应的二次无负压供水设备的运行数据；
上位主机，用于根据各子系统反馈的运行数据对供水管网中二次无负压供水设备的运行状况进行监测，储存二次无负压供水设备运行数据并基于运行数据计算各二次无负压供水设备的运行规律，基于运行规律和子系统反馈的异常工况对相应的二次无负压供水设备进行应急控制；
中转系统，与上位主机和各子系统分别建立通信连接，用于将各子系统反馈的信号传递至上位主机，及用于将上位主机的控制信号传递至对应的子系统。
2.根据权利要求1所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其特征在于，子系统包括：
信号采集装置，对应设置于供水管网中每一组二次无负压供水设备上，用于采集对应供水设备的工况信号；
信号转化装置，分别与各组二次无负压供水设备上的信号采集装置通信连接，用于对信号采集装置所采集的工况信号进行转换，形成反映供水设备工作状态的运行数据；
信号传输装置，分别与信号转化装置和中转系统建立通信连接，用于将经信号转化装置转化后的运行数据传输至中转系统。
3.根据权利要求2所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其特征在于，所述信号采集装置包括水压传感器、流量传感器和温度传感器。
4.根据权利要求2所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其特征在于，所述子系统还包括数据存储装置，用于存储相应供水设备的运行数据。
5.根据权利要求1所述的二次无负压供水设备物联网控制系统，其特征在于，
所述子系统还包括显示装置，用于实时显示对应二次无负压供水设备的工作状态。
6.一种二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法为：
A、供水管网运行过程中，各子系统实时采集供水管网中相对应的二次无负压供水设备的运行数据，并将所采集的运行数据传输至中转系统；
B、中转系统接收各子系统发送的运行数据后，根据预设原则将各子系统的运行数据传输至上位主机；
C、上位主机接收并解析中转系统传输的运行数据，将运行数据与该二次无负压供水设备对应的运行参数阈值进行比较，同时将运行数据与上位主机中存储的该二次无负压供水设备日常运行规律进行比对，若运行数据在运行参数阈值范围内，同时符合日常运行规律，则将运行数据计入统计数据库计算更新二次无负压供水设备的日常运行规律。
7.根据权利要求6所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其特征在于，所述二次无负压供水设备的运行数据包括该二次无负压供水设备上的各种信号采集装置所采集的实时工况信息。
8.根据权利要求6所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其特征在于，若运行数据不在运行参数阈值范围内，或不符合日常运行规律，则上位主机调用该二次无负压供水设备日常运行规律中相应的运行参数，并通过中转系统将该运行参数发送至对应子系统，子系统接收该运行参数并按照该运行参数控制相应二次无负压供水设备工作。
9.根据权利要求6所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其特征在于，中转系统接收各子系统发送的运行数据后，中转系统根据预设原则为不同子系统发送的运行数据附加设备身份代码，上位主机接收中转系统发送的运行数据后，识别其中设备身份代码并根据设备身份代码调用对应的运行参数阈值和日常运行规律数据。
10.根据权利要求7所述的二次无负压供水设备物联网控制系统的控制方法，其特征在于，上位主机解析运行数据中的各种信号采集装置所采集的实时工况信息，利用该多种实时工况信息并结合预设的设备故障条件进行判断，判断该二次无负压供水设备是否符合设备故障特征，若符合，则上位主机调用应急设备启动参数并发送至对应子系统，子系统利用应急设备启动参数启动应急设备供水。
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