CN110024705B - 畜禽饮水管理系统及其饮水控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种畜禽饮水管理系统及其饮水控制方法，包括主水管、水管进水端、水管饮水端和浓缩液配制罐，主水管上设有总流量计、温度传感器、水压调节阀、水压传感器、第一电动三通球阀和比例加药泵，浓缩液配制罐通过一配制罐加水管连接在总流量计和温度传感器之间，配制罐加水管上设有第一分流量计和电磁阀，浓缩液配制罐还通过一加药泵吸液管连接比例加药泵，加药泵吸液管上设有第二分流量计，第一电动三通球阀的一端通过直通旁路与水管饮水端连接，该系统还包括一触摸屏PLC一体机。本发明结构紧凑，占用空间小，操作简单、直观，降低饲养员的劳动强度，可以防止饮水和浓缩液的浪费，且系统具有自我诊断功能，确保畜禽饮水安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种畜禽养殖辅助设施，尤其涉及一种畜禽饮水管理系统及其饮水控制方法。
背景技术
目前，畜禽饮水一般都是将清水饮用和添加畜禽专用浓缩液的饮用分开设计成两套管路，结构不够紧凑，占用空间大，两套管路切换较为麻烦，而且不管是清水饮用管路还是添加浓缩液的饮用管路，都是根据饲养员的经验判断和人工控制饮水水温、饮水水压、饮水量和浓缩液添加量，不仅增加饲养员的劳动强度，而且对饮水温度、饮水水压、饮水量和浓缩液添加量的判断和控制精确度都得不到科学的保障，通常会造成对饮水和浓缩液的浪费，还可能对各个饮水管路造成损坏，影响畜禽的饮水，甚至还会造成安全隐患。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种将清水饮用和浓缩液添加剂饮用集成在一套管路上，结构紧凑，占用空间小，同时采用触摸屏PLC一体机配合多个流量计、温度传感器和水压传感器对饮水量、饮水温度和饮水压力进行调节和实时监控，不仅操作简单、直观，降低饲养员的劳动强度，而且对饮水温度、饮水水压、饮水量和浓缩液添加量的判断和控制精度高，防止饮水和浓缩液的浪费，且系统具有自我诊断功能，确保畜禽饮水安全可靠的畜禽饮水管理系统及其饮水控制方法。
本发明的技术方案：一种畜禽饮水管理系统，包括主水管、位于主水管两端的水管进水端和水管饮水端、连接在水管进水端和水管饮水端之间的浓缩液配制罐，所述主水管上从水管进水端到水管饮水端依次设有总流量计、温度传感器、水压调节阀、水压传感器、第一电动三通球阀和比例加药泵，所述浓缩液配制罐上设有进液口、出液口和加药口，所述进液口通过一配制罐加水管连接在总流量计和温度传感器之间，所述配制罐加水管上设有第一分流量计和电磁阀，所述加药口上设有罐盖，所述出液口通过一加药泵吸液管连接比例加药泵，所述加药泵吸液管上设有第二分流量计，所述浓缩液配制罐的一侧设有混合旁路，所述混合旁路通过一回流管连接出液口，所述回流管上设有离心泵，所述第一电动三通球阀的一端通过直通旁路与水管饮水端连接，该系统还包括一触摸屏PLC一体机，所述总流量计、温度传感器、水压传感器、第一分流量计和第二分流量计均连接触摸屏PLC一体机的信号接收端，所述触摸屏PLC一体机的控制端连接电磁阀、第一电动三通球阀和离心泵。
本发明将清水饮用和浓缩液添加剂饮用集成在一套管路上，结构紧凑，占用空间小，同时采用触摸屏PLC一体机配合多个流量计、温度传感器和水压传感器对饮水量、饮水温度和饮水压力进行调节和实时监控，不仅操作简单、直观，降低饲养员的劳动强度，而且对饮水温度、饮水水压、饮水量和浓缩液添加量的判断和控制精度高，防止饮水和浓缩液的浪费，且系统具有自我诊断功能，确保畜禽饮水安全可靠。
优选地，所述浓缩液配制罐上还设有清洗旁路，所述清洗旁路的一端连接有旋转喷头，所述旋转喷头位于浓缩液配制罐的内部，所述清洗旁路的另一端通过第二电动三通球阀分别与混合旁路和回流管连接，所述第二电动三通球阀连接触摸屏PLC一体机的控制端。
该种结构方便对浓缩液配制罐的清洗，确保浓缩液配制罐配制浓缩液的配比精度。
优选地，所述浓缩液配制罐的底部一侧还设有液位传感器，所述液位传感器连接触摸屏PLC一体机的信号接收端，所述进液口和加药口均位于浓缩液配制罐的顶部，所述出液口位于浓缩液配制罐的底部。
该种结构确保其对浓缩液配制罐内的浓缩液或者清水的液位显示精确可靠。
优选地，所述回流管上还连接有排水管，所述排水管上设有电动排水球阀，所述电动排水球阀连接触摸屏PLC一体机的控制端。
该种结构方便对清洗完毕的清洗液进行排放。
优选地，所述主水管上还设有手动球阀，所述手动球阀位于比例加药泵和水管饮水端之间。
该种结构方便人工对主水管进行手动关闭，进一步提高其安全性。
优选地，所述触摸屏PLC一体机的正面设有触摸显示屏，所述触摸显示屏的一侧设有故障报警灯。
该种结构进一步方便其操作和显示，同时采用故障报警灯进行故障报警，进一步提高其使用安全性和可靠性。
优选地，所述温度传感器用于检测饮水温度并通过触摸显示屏实时显示饮水温度，当水温超过设定温度上限时触摸显示屏进入报警页面发出水温过高报警，同时故障报警灯点亮提示故障；所述水压调节阀用于调节饮水压力，所述水压传感器用于检测饮水压力并通过触摸显示屏实时显示调节后的饮水压力，当水压超出设定范围时触摸显示屏进入报警页面发出缺水或水压过高报警，同时故障报警灯点亮提示故障。
优选地，所述水压调节阀为手动调节阀，所述水压传感器装配在水压调节阀上。
优选地，所述总流量计用于统计畜禽饮水量，并通过触摸显示屏实时显示饮水量，还通过触摸显示屏查看两日内每小时饮水量变化以及两周内每天的饮水总量。
一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，步骤如下：
1）在触摸显示屏饮水添加页面，首先输入饮水添加基本信息，系统会自动计算出饮水添加需要的浓缩液以及添加物的数量，确认后即进入添加程序；
2）电磁阀打开向浓缩液配制罐中开始第一次加水，第一分流量计进行加水量判断，当加足计算量的水后电磁阀关闭，与此同时工作人员打开罐盖将待添加物加入浓缩液配制罐，加入后盖紧罐盖，在触摸屏上确认罐盖已经盖紧，并点击开始添加；
3）电磁阀再次打开加入剩余的水，第一分流量计进行加水量判断，当加足计算量的水后电磁阀关闭，第二电动三通球阀打开，连通离心泵与混合旁路，离心泵打开，带动浓缩液配制罐中的水和添加物进行循环混合，至设定时间后离心泵与第二电动三通球阀关闭；
4）第一电动三通球阀打开，将饮水由直通旁路转向主水管，在水力的驱动下比例加药泵进行工作，将浓缩液配制罐中配制好的浓缩液经比例泵吸液管吸入比例加药泵并与饮水进行混合后，通过水管饮水端进入畜禽饮水器，供畜禽饮水；
5）当液位传感器检测浓缩液配制罐中已无浓缩液，且第二分流量计无脉冲信号输出后，系统判断添加结束；第一电动三通球阀关闭，将主水管转向直通旁路；
6）系统进入浓缩液配制罐清洗程序，电磁阀打开向浓缩液配制罐中加入设定量的清洗水，第一分流量计进行加水量判断，当加足设定量的水后电磁阀关闭，离心泵打开，通过清洗旁路与旋转喷头构成清洗循环环路，至设定时间后离心泵关闭，电动排水球阀打开，将浓缩液配制罐中的清洗水排出，清洗水排完后电动排水球阀关闭，上述清洗程序共执行两次；
7）浓缩液配制罐清洗结束后进入比例加药泵清洗程序，电磁阀打开向浓缩液配制罐中加入设定量的清洗水，第一分流量计进行加水量判断，当加足设定量的水后电磁阀关闭，第一电动三通球阀打开，将饮水由直通旁路转向主水管，在水力的驱动下比例加药泵进行工作，将浓缩液配制罐中的清洗水经比例泵吸液管吸入到比例加药泵内对比例泵吸液管以及比例加药泵进行清洗，当液位传感器检测浓缩液配制罐中已无清洗水，且第二分流量计无脉冲信号输出后，第一电动三通球阀关闭，将饮水由主水管转向直通旁路，比例加药泵清洗结束。
本发明将清水饮用和浓缩液添加剂饮用集成在一套管路上，结构紧凑，占用空间小，同时采用触摸屏PLC一体机配合多个流量计、温度传感器和水压传感器对饮水量、饮水温度和饮水压力进行调节和实时监控，不仅操作简单、直观，降低饲养员的劳动强度，而且对饮水温度、饮水水压、饮水量和浓缩液添加量的判断和控制精度高，防止饮水和浓缩液的浪费，且系统具有自我诊断功能，确保畜禽饮水安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中1.总流量计，2.温度传感器，3.水压调节阀，4.第一电动三通球阀，5.比例加药泵，6.手动球阀，7.第一分流量计，8.电磁阀，9.罐盖，10.旋转喷头，11.浓缩液配制罐，12.触摸显示屏，13.第二电动三通球阀，14.离心泵，15.电动排水球阀，16.液位传感器，17.第二分流量计，18.加药泵吸液管，19.水管进水端，20.水管饮水端，21.直通旁路，22.清洗旁路，23.混合旁路，24.配制罐加水管，25.主水管，26.故障报警灯，27.支架，28.触摸屏LPC一体机，29.水压传感器，30.回流管，31.进液口，32.出液口，33.排水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
如图1所示，一种畜禽饮水管理系统，包括主水管25、位于主水管25两端的水管进水端19和水管饮水端20、连接在水管进水端19和水管饮水端20之间的浓缩液配制罐11。主水管25上从水管进水端19到水管饮水端20依次设有总流量计1、温度传感器2、水压调节阀3、水压传感器29、第一电动三通球阀4和比例加药泵5，浓缩液配制罐11的顶部设有进液口31和加药口，进液口31通过一配制罐加水管24连接在总流量计1和温度传感器2之间，配制罐加水管24上设有第一分流量计7和电磁阀8，加药口上设有罐盖9，浓缩液配制罐11的底部设有出液口32，出液口32通过一加药泵吸液管18连接比例加药泵5，加药泵吸液管18上设有第二分流量计17，浓缩液配制罐11的一侧设有混合旁路23，混合旁路23通过一回流管30连接出液口32，回流管30上设有离心泵14，第一电动三通球阀4的一端通过直通旁路21与水管饮水端20连接，该系统还包括一触摸屏PLC一体机28，总流量计1、温度传感器2、水压传感器29、第一分流量计7和第二分流量计17均连接触摸屏PLC一体机28的信号接收端，触摸屏PLC一体机28的控制端连接电磁阀8、第一电动三通球阀4和离心泵14。浓缩液配制罐11上还设有清洗旁路22，清洗旁路22的一端连接有旋转喷头10，旋转喷头10位于浓缩液配制罐11的内部，清洗旁路22的另一端通过第二电动三通球阀13分别与混合旁路23和回流管30连接，第二电动三通球阀13连接触摸屏PLC一体机28的控制端。浓缩液配制罐11的底部一侧还设有液位传感器16，液位传感器16连接触摸屏PLC一体机28的信号接收端。回流管30上还连接有排水管33，排水管33上设有电动排水球阀15，电动排水球阀15连接触摸屏PLC一体机28的控制端。主水管25上还设有手动球阀6，手动球阀6位于比例加药泵5和水管饮水端20之间。触摸屏PLC一体机28的正面设有触摸显示屏12，触摸显示屏12的一侧设有故障报警灯26，该系统还包括一支架27，浓缩液配制罐11和触摸屏PLC一体机28均安装在支架27上。温度传感器2用于检测饮水温度并通过触摸显示屏12实时显示饮水温度，当水温超过设定温度上限时触摸显示屏12进入报警页面发出水温过高报警，同时故障报警灯26点亮提示故障；水压调节阀用于调节饮水压力，水压传感器29用于检测饮水压力并通过触摸显示屏12实时显示调节后的饮水压力，当水压超出设定范围时触摸显示屏12进入报警页面发出缺水或水压过高报警，同时故障报警灯26点亮提示故障。水压调节阀3为手动调节阀，水压传感器29装配在水压调节阀3上。总流量计1用于统计畜禽饮水量，并通过触摸显示屏12实时显示饮水量，还通过触摸显示屏12查看两日内每小时饮水量变化以及两周内每天的饮水总量。
一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，步骤如下：
1）在触摸显示屏饮水添加页面，首先输入饮水添加基本信息，系统会自动计算出饮水添加需要的浓缩液以及添加物的数量，确认后即进入添加程序；
2）电磁阀打开向浓缩液配制罐中开始第一次加水，第一分流量计进行加水量判断，当加足计算量的水后电磁阀关闭，与此同时工作人员打开罐盖将待添加物加入浓缩液配制罐，加入后盖紧罐盖，在触摸屏上确认罐盖已经盖紧，并点击开始添加；
3）电磁阀再次打开加入剩余的水，第一分流量计进行加水量判断，当加足计算量的水后电磁阀关闭，第二电动三通球阀打开，连通离心泵与混合旁路，离心泵打开，带动浓缩液配制罐中的水和添加物进行循环混合，至设定时间后离心泵与第二电动三通球阀关闭；
4）第一电动三通球阀打开，将饮水由直通旁路转向主水管，在水力的驱动下比例加药泵进行工作，将浓缩液配制罐中配制好的浓缩液经比例泵吸液管吸入比例加药泵并与饮水进行混合后，通过水管饮水端进入畜禽饮水器，供畜禽饮水；
5）当液位传感器检测浓缩液配制罐中已无浓缩液，且第二分流量计无脉冲信号输出后，系统判断添加结束；第一电动三通球阀关闭，将主水管转向直通旁路；
6）系统进入浓缩液配制罐清洗程序，电磁阀打开向浓缩液配制罐中加入设定量的清洗水，第一分流量计进行加水量判断，当加足设定量的水后电磁阀关闭，离心泵打开，通过清洗旁路与旋转喷头构成清洗循环环路，至设定时间后离心泵关闭，电动排水球阀打开，将浓缩液配制罐中的清洗水排出，清洗水排完后电动排水球阀关闭，上述清洗程序共执行两次；
7）浓缩液配制罐清洗结束后进入比例加药泵清洗程序，电磁阀打开向浓缩液配制罐中加入设定量的清洗水，第一分流量计进行加水量判断，当加足设定量的水后电磁阀关闭，第一电动三通球阀打开，将饮水由直通旁路转向主水管，在水力的驱动下比例加药泵进行工作，将浓缩液配制罐中的清洗水经比例泵吸液管吸入到比例加药泵内对比例泵吸液管以及比例加药泵进行清洗，当液位传感器检测浓缩液配制罐中已无清洗水，且第二分流量计无脉冲信号输出后，第一电动三通球阀关闭，将饮水由主水管转向直通旁路，比例加药泵清洗结束。
本发明使用时，主水管可以通过管路安装件安装在合适的墙面上，也可以采用2根以上的支撑立柱支撑在合适的地面上；主水管安装好后连接饮水管路，通电后即可自动对饮水进行监控。
本发明中的触摸屏PLC一体机、各个流量计、温度传感器、水压传感器、液位传感器、离心泵、电动排水球阀、电磁阀和各个电动三通球阀均为市面采购的常规部件，其连接方法和动作方法均为常规手段，故不作细述。
本发明将清水饮用和浓缩液添加剂饮用集成在一套管路上，结构紧凑，占用空间小，同时采用触摸屏PLC一体机配合多个流量计、温度传感器和水压传感器对饮水量、饮水温度和饮水压力进行调节和实时监控，不仅操作简单、直观，降低饲养员的劳动强度，而且对饮水温度、饮水水压、饮水量和浓缩液添加量的判断和控制精度高，防止饮水和浓缩液的浪费，且系统具有自我诊断功能，确保畜禽饮水安全可靠。
Claims (7)
1.一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，包括畜禽饮水管理系统，所述畜禽饮水管理系统包括主水管、位于主水管两端的水管进水端和水管饮水端、连接在水管进水端和水管饮水端之间的浓缩液配制罐，其特征在于：所述主水管上从水管进水端到水管饮水端依次设有总流量计、温度传感器、水压调节阀、水压传感器、第一电动三通球阀和比例加药泵，所述浓缩液配制罐上设有进液口、出液口和加药口，所述进液口通过一配制罐加水管连接在总流量计和温度传感器之间，所述配制罐加水管上设有第一分流量计和电磁阀，所述加药口上设有罐盖，所述出液口通过一加药泵吸液管连接比例加药泵，所述加药泵吸液管上设有第二分流量计，所述浓缩液配制罐的一侧设有混合旁路，所述混合旁路通过一回流管连接出液口，所述回流管上设有离心泵，所述第一电动三通球阀的一端通过直通旁路与水管饮水端连接，该系统还包括一触摸屏PLC一体机，所述总流量计、温度传感器、水压传感器、第一分流量计和第二分流量计均连接触摸屏PLC一体机的信号接收端，所述触摸屏PLC一体机的控制端连接电磁阀、第一电动三通球阀和离心泵；
所述浓缩液配制罐上还设有清洗旁路，所述清洗旁路的一端连接有旋转喷头，所述旋转喷头位于浓缩液配制罐的内部，所述清洗旁路的另一端通过第二电动三通球阀分别与混合旁路和回流管连接，所述第二电动三通球阀连接触摸屏PLC一体机的控制端；
所述浓缩液配制罐的底部一侧还设有液位传感器，所述液位传感器连接触摸屏PLC一体机的信号接收端，所述进液口和加药口均位于浓缩液配制罐的顶部，所述出液口位于浓缩液配制罐的底部；
所述回流管上还连接有排水管，所述排水管上设有电动排水球阀；所述触摸屏PLC一体机的正面设有触摸显示屏；
饮水控制方法的步骤如下：
1）在触摸显示屏饮水添加页面，首先输入饮水添加基本信息，系统会自动计算出饮水添加需要的浓缩液以及添加物的数量，确认后即进入添加程序；
2）电磁阀打开向浓缩液配制罐中开始第一次加水，第一分流量计进行加水量判断，当加足计算量的水后电磁阀关闭，与此同时工作人员打开罐盖将待添加物加入浓缩液配制罐，加入后盖紧罐盖，在触摸显示屏上确认罐盖已经盖紧，并点击开始添加；
3）电磁阀再次打开加入剩余的水，第一分流量计进行加水量判断，当加足计算量的水后电磁阀关闭，第二电动三通球阀打开，连通离心泵与混合旁路，离心泵打开，带动浓缩液配制罐中的水和添加物进行循环混合，至设定时间后离心泵与第二电动三通球阀关闭；
4）第一电动三通球阀打开，将饮水由直通旁路转向主水管，在水力的驱动下比例加药泵进行工作，将浓缩液配制罐中配制好的浓缩液经比例泵吸液管吸入比例加药泵并与饮水进行混合后，通过水管饮水端进入畜禽饮水器，供畜禽饮水；
5）当液位传感器检测浓缩液配制罐中已无浓缩液，且第二分流量计无脉冲信号输出后，系统判断添加结束；第一电动三通球阀关闭，将主水管转向直通旁路；
6）系统进入浓缩液配制罐清洗程序，电磁阀打开向浓缩液配制罐中加入设定量的清洗水，第一分流量计进行加水量判断，当加足设定量的水后电磁阀关闭，离心泵打开，通过清洗旁路与旋转喷头构成清洗循环环路，至设定时间后离心泵关闭，电动排水球阀打开，将浓缩液配制罐中的清洗水排出，清洗水排完后电动排水球阀关闭，上述清洗程序共执行两次；
7）浓缩液配制罐清洗结束后进入比例加药泵清洗程序，电磁阀打开向浓缩液配制罐中加入设定量的清洗水，第一分流量计进行加水量判断，当加足设定量的水后电磁阀关闭，第一电动三通球阀打开，将饮水由直通旁路转向主水管，在水力的驱动下比例加药泵进行工作，将浓缩液配制罐中的清洗水经比例泵吸液管吸入到比例加药泵内对比例泵吸液管以及比例加药泵进行清洗，当液位传感器检测浓缩液配制罐中已无清洗水，且第二分流量计无脉冲信号输出后，第一电动三通球阀关闭，将饮水由主水管转向直通旁路，比例加药泵清洗结束。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，其特征在于：所述电动排水球阀连接触摸屏PLC一体机的控制端。
3.根据权利要求1所述的一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，其特征在于：所述主水管上还设有手动球阀，所述手动球阀位于比例加药泵和水管饮水端之间。
4.根据权利要求2所述的一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，其特征在于：所述触摸显示屏的一侧设有故障报警灯，该系统还包括一支架，所述浓缩液配制罐和触摸屏PLC一体机均安装在支架上。
5.根据权利要求4所述的一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，其特征在于：所述温度传感器用于检测饮水温度并通过触摸显示屏实时显示饮水温度，当水温超过设定温度上限时触摸显示屏进入报警页面发出水温过高报警，同时故障报警灯点亮提示故障；所述水压调节阀用于调节饮水压力，所述水压传感器用于检测饮水压力并通过触摸显示屏实时显示调节后的饮水压力，当水压超出设定范围时触摸显示屏进入报警页面发出缺水或水压过高报警，同时故障报警灯点亮提示故障。
6.根据权利要求1所述的一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，其特征在于：所述水压调节阀为手动调节阀，所述水压传感器装配在水压调节阀上。
7.根据权利要求4所述的一种畜禽饮水管理系统的饮水控制方法，其特征在于：所述总流量计用于统计畜禽饮水量，并通过触摸显示屏实时显示饮水量，还通过触摸显示屏查看两日内每小时饮水量变化以及两周内每天的饮水总量。
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