CN112343121A - 一种智慧集成供水设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智慧集成供水设备，采用的技术方案在于，包括进水总管、变频加压出水管、变频加压泵组、稳流补偿器、无负压储水罐及智能控制柜，所述稳流补偿器的进水端连接进水总管，所述稳流补偿器的出水端连接变频加压出水管，所述无负压储水罐的进水端连接进水总管，所述无负压储水罐的出水端连接变频加压出水管，所述变频加压泵组设于所述变频加压出水管上，所述变频加压泵组由智能控制柜控制启停。本发明根据变频加压出水管的出水压力来调节变频器的频率，从而达到变频恒压供水的功能。

Description

一种智慧集成供水设备
技术领域
本发明涉及供水控制领域，尤其涉及一种智慧集成供水设备。
背景技术
随着城市进程的发展，高层楼宇层出不穷，给城市供水带来了很大的困难，楼层过高会使供水压力不足，造成供水管线的水无法流出，无法进行正常供水，影响用户正常用水，给生活带来不便。同时，供水管线也时长出现供水压力不稳定的情况，如此会造成进户处的出水压力不稳定，使供水水流过大或过小，不利于居民用水。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是智慧集成供水设备，本发明根据变频加压出水管的出水压力来调节变频器的频率，从而达到变频恒压供水的功能。
为实现上述目的，本发明提供了一种智慧集成供水设备，采用的技术方案在于，包括进水总管、变频加压出水管、变频加压泵组、稳流补偿器、无负压储水罐及智能控制柜，所述稳流补偿器的进水端连接进水总管，所述稳流补偿器的出水端连接变频加压出水管，所述无负压储水罐的进水端连接进水总管，所述无负压储水罐的出水端连接变频加压出水管，所述变频加压泵组设于所述变频加压出水管上，所述变频加压泵组由智能控制柜控制启停。
在本发明的较佳实施方式中，所述智能控制柜包括转换开关1QK1、第一接触器、第二接触器、中间继电器及压力分配器，
所述变频加压泵组包括变频器和水泵，所述变频器连接所述压力分配器，所述变频器的输入端经开关连接三相电源，所述变频器的输出端串联第一接触器的第一常开触点后连接所述水泵，所述变频器与第一接触器的第一常开触点串联后再与所述第二接触器的第一常开触点串联；
所述变频器连接有转换开关，所述转换开关用于切换自动变频控制档位和手动工频控制档位，所述第一接触器的线圈与自动变频控制档位串联；所述第二接触器的线圈与启动按钮串联所形成的支路与手动工频控制档位串联，且第二接触器的常闭触点与所述第一接触器的线圈串联，第一接触器的常闭触点与所述第二接触器的线圈串联，第一接触器的第二常开触点与启动按钮并联后再与所述第二接触器的线圈和第一接触器的常闭触点串联，所述第二接触器的线圈所在的支路串联有停止按钮。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述手动工频控制档位通过急停按钮与第二接触器的线圈所在的支路串联。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述变频器的常开触点与所述第二接触器的常开触点并联后再串联有运行信号灯。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述第二接触器的第一常开触点串联有热继电器。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述智能控制柜还连接有安防系统，所述安防系统包括门禁系统，视频监控系统，语音系统和报警系统，
所述报警系统包括故障信号灯和中间继电器，所述中间继电器的常开触点用于控制故障信号灯的导通。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述第二接触器的线圈所在的支路上串联有热继电器的常闭触点。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述无负压储水罐的出水端处设有紫外线消毒器。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述变频加压出水管连接有泵站排水沟，所述泵站排水沟连接有污水井。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述无负压储水罐的底部通过放空管与所述污水井相连。
本发明提供的设备具有以下技术效果：
1、本发明采用的是一用一备的供水控制模式，利用变频器本身的PID功能控制供水泵的频率增加或减小。通过变频加压出水管上的压力变送器调节变频器的频率，从而达到变频恒压供水的功能。有效的降低了运行成本，实现无人值守，有效的节约用能成本，控制上有丰富的信号接口，既能实现自己根据压力进行控制，又能通过信号的远传功能，可以很好的监控水泵的运行状态；
2、变频器会根据智能控制柜内的压力信号分配器上的压力信号大小进行频率的调节，变频器上的压力设定通过变频器上的控制面板进行设定，当变频加压出水管的压力大于变频器上的设定压力，变频器的频率就会降低，变频加压出水管的压力低于变频器的设定压力，频率会升高，通过变频器的频率大小能够将变频加压出水管的压力维持在变频器设定的压力的左右；
3、当变频器出现故障后，可人工通过切换转换开关转换到手动工频控制，按下启动按钮后水泵就会启动，按下停止按钮水泵就会停止。
附图说明
图1是本发明的供水设备的结构示意图；
图2是本发明中智能控制柜的控制回路原理图；
图3是本发明中智能控制柜的主回路的原理图；
图4是本发明中压力信号分配器与变频器端口的连接示意图；
图5是本发明中变频器故障的电路连接示意图；
图中所示，
7039-4 是压力信号分配器(一个信号扩展成多个相同信号)；
DC24 是DC24V直流电源；
FC1,FC2 是变频器；
1KM1,1KM2,2KM1,2KM2 是接触器；
1FR，2FR 是热继电器(用于在电机超过额定电流后将控制回路断开)；
1HR1,1HR2, 是指示灯(1HR1是黄灯，1HR2是绿灯)；
1KA1, 是中间继电器(用于将一个故障信号转换成2个故障信号一个给指示灯，一个给远程的PLC)。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
为了阐释的目的而描述了本发明的一些示例性实施例，需要理解的是，本发明可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。
如图1所示，本发明的智慧集成供水设备，包括进水总管、变频加压出水管、变频加压泵组、稳流补偿器、无负压储水罐及智能控制柜，所述稳流补偿器的进水端连接进水总管，所述稳流补偿器的出水端连接变频加压出水管，所述无负压储水罐的进水端连接进水总管，所述无负压储水罐的出水端连接变频加压出水管，所述变频加压泵组设于所述变频加压出水管上，所述变频加压泵组由智能控制柜控制启停。
变频加压泵组通过稳流补偿器从进水总管上抽水而由变频加压出水管供水。当进水总管缺水或水压不足时，变频加压泵组通过稳流补偿器从无负压储水罐上抽水。
在一些较佳实施例中，所述智能控制柜包括转换开关1QK1、第一接触器、第二接触器、中间继电器、断路器及压力变送器，
所述变频加压泵组为两组，采用一用一备的供水控制模式，如图3所示，变频器FC1控制水泵M1的启停，变频器FC2控制水泵M2的启停，变频器FC1经开关QF1连接三相电源，变频器FC2经开关QF2连接三相电源，三相电源处设有总开关QF，三相电源上设有电压表V1和电路表A1、A2、A3。变频器FC1和变频器FC2均与所述压力变送器相连，所述压力变送器设于变频加压出水管上，如图4所示，利用变频器本身的PID功能控制水泵的频率增加或减小。通过变频加压出水管上的供水压力变送器调节变频器的频率，有效的降低了运行成本，实现无人值守，有效的节约用能成本，控制上有丰富的信号接口，既能实现自己根据压力进行控制，又能通过信号的远传功能，可以很好的监控设备的运行状态。
下面以变频器FC1和水泵M1为例对本实施例的具体实施方式进行详细说明：
如图2所示，变频器FC1的T、S、R端接开关QF1的U1、V1、W1端，
变频器FC1的W、V、U端连接第一接触器的第一常开触点1KM1-1，第一接触器的第一常开触点1KM1-1连接水泵M，第二接触器的第一常开触点1KM2-1的一端接变频器FC1的T、S、R端、另一端接第一接触器的第一常开触点1KM1-1与水泵M之间的导线，如此使所述变频器FC1与第一接触器的第一常开触点1KM1-1串联后再与所述第二接触器的第一常开触点1KM2-1串联。进一步地，第二接触器的第一常开触点1KM2-1所在的支路上串联有热继电器1FR1。
如图2所示，所述变频器FC连接有转换开关1QK1，所述转换开关1QK1用于切换自动变频控制档位和手动工频控制档位，如图2所示，变频器FC1的端口25连接自动变频控制档位的点1，当转换开关1QK1连通点1和点2时，自动变频控制档位接通，结合图4，变频器FC1会根据7039-4压力信号分配器上的1809和1811处的压力信号大小进行频率的调节，变频器FC1上的压力设定通过变频器FC1上的控制面板进行设定，当变频加压出水管压力大于变频器FC1上的设定压力，变频器FC1的频率就会降低，变频加压出水管压力低于变频器FC1的设定压力，频率会升高，通过变频器FC1的频率大小能够将变频加压出水管的压力维持在变频器FC1设定的压力左右，如此由变频器FC1来控制水泵M1的运行。变频器FC1的所有运行参数都是通过变频器FC1的控制面板进行设定。变频器FC1的频率，电流信号通过RS485信号远传到PLC上；当变频器FC1出现故障后，可人工通过切换转换开关1QK1转换到手动工频控制。如图2所示，当转换开关1QK1连通点5和点6时，手动工频档位接通，第二接触器控制水泵M1的启停。
如图2所示，具体地，所述第一接触器的线圈1KM1连接自动变频控制档位的点2，当转换开关1QK1连通点1和点2时，由变频器FC1控制水泵M1的启停，此时第一接触器的线圈1KM1的线圈得电，第一接触器的第一常开触点1KM1-1闭合，水泵M1启动；所述第二接触器的线圈1KM2与启动按钮1SB2串联所形成的支路连接手动工频控制档位的点6，当变频器FC1故障时，使转换开关1QK1连通点5和点6，第二接触器的线圈1KM2得电，第二接触器的第一常开触点1KM2-1闭合，由第二接触器来手动工频控制水泵M1启动。
同时，第二接触器的常闭触点1KM2-3与所述第一接触器的线圈1KM1串联(如图2所示，第二接触器的常闭触点1KM2-3的一端连接点108，所述第一接触器的线圈1KM1的一端也连接点108)，当第二接触器的线圈1KM2得电时，第二接触器的常闭触点1KM2-3断开，第一接触器的线圈1KM1失电，第一接触器的第一常开触点1KM1-1断开，继电器FC1失去对水泵M1的控制；
如图2所示，手动工频控制档位的点6连接点109，停止按钮1SB1的一端连接点109、另一端连接点110，启动按钮1SB2的一端连接点110、另一端连接点111，第二接触器的第二常开触点1KM2-2的一端连接点110、另一端连接点111，第一接触器的常闭触点1KM1-3的一端连接点111、另一端连接点112，第二接触器的线圈1KM2的一端连接点112，如此，
使第二接触器的第二常开触点1KM2-2与启动按钮1SB2并联后再与所述第二接触器的线圈1KM2串联，这样，当变频器FC1故障时，手动按下启动按钮1SB2，第二接触器的线圈1KM2得电，第二接触器的第二常开触点1KM2-2闭合形成自锁以持续使第二接触器的线圈1KM2得电，第二接触器的第一常开触点1KM2-1闭合，水泵M1启动；
使第一接触器的常闭触点1KM1-3与所述第二接触器的线圈1KM2串联，这样，当水泵M1由变频器FC1控制时，第二接触器的线圈1KM2处于失电状态，第二接触器的第一常开触点1KM2-1处于断开状态，保证此时第二接触器不参与控制水泵M1的启停；
在手动工频控制时，当按下停止按钮1SB1时，第二接触器的线圈1KM2失电，第二接触器的第一常开触点1KM2-1断开，水泵M1停止运行。
如图2所示，在一些较佳实施例中，所述变频器FC1的常开触点FC1与所述第二接触器的常开触点1KM2-4并联后再串联有运行信号灯1HR2。如此无论处于自动变频控制状态，还是手动工频控制状态，运行信号灯1HR2都会亮起，通过运行信号灯1HR2来显示水泵M1处于运转状态。
如图2所示，在一些较佳实施例中，第二接触器的线圈1KM2的另一端连接点115，热继电器1FR1的常闭触点1FR1-2连接点115，使所述第二接触器的第一常开触点1KM2-1串联热继电器1FR1的常闭触点1FR1-2。如此，当启用手动工频控制时，水泵M1若超过额定电流，热继电器1FR1的常闭触点1FR1-2会切断整个控制回路，水泵M1停止运行，如此对水泵M1进行过载保护。
如图1所示，在一些实施例中，所述智能控制柜还连接有安防系统，所述安防系统包括门禁系统，视频监控系统，语音系统和报警系统，
如图2所示，所述报警系统包括故障信号灯1HR1和中间继电器1KA1，结合图5，所述中间继电器1KA1的常开触点1KA1用于控制故障信号灯1HR1的导通，当变频器出现故障时，中间继电器1KA1将变频器FC1的一个故障信号转换成两个故障信号，并将一个故障信号给故障指示灯，另一个故障信号给远程的PLC。当中间继电器1KA1接收到变频器FC1的故障信号时，中间继电器1KA1的常开触点1KA1闭合，故障信号灯1HR1导通亮起进行变频器FC1故障报警。
所述第二接触器的线圈1KM2所在的支路上串联有热继电器1FR的常闭触点1FR1-2。
如图1所示，在一些实施例中，所述无负压储水罐的出水端处设有紫外线消毒器，通过紫外线消毒器对无负压储水罐内流出的水进行消毒处理。
如图1所示，在一些实施例中，所述变频加压泵组连接有泵站排水沟，将变频加压泵组处的污水向外排放，所述泵站排水沟连接有污水井。
如图1所示，所述无负压储水罐的底部通过放空管与所述污水井相连，将无负压储水罐内的积水排掉。所述污水井连接有排污管。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智慧集成供水设备，其特征在于，包括进水总管、变频加压出水管、变频加压泵组、稳流补偿器、无负压储水罐及智能控制柜，所述稳流补偿器的进水端连接进水总管，所述稳流补偿器的出水端连接变频加压出水管，所述无负压储水罐的进水端连接进水总管，所述无负压储水罐的出水端连接变频加压出水管，所述变频加压泵组设于所述变频加压出水管上，所述变频加压泵组由智能控制柜控制启停。
2.如权利要求1所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述智能控制柜包括转换开关1QK1、第一接触器、第二接触器、中间继电器及压力分配器，
所述变频加压泵组包括变频器和水泵，所述变频器连接所述压力分配器，所述变频器的输入端经开关连接三相电源，所述变频器的输出端串联第一接触器的第一常开触点后连接所述水泵，所述变频器与第一接触器的第一常开触点串联后再与所述第二接触器的第一常开触点串联；
所述变频器连接有转换开关，所述转换开关用于切换自动变频控制档位和手动工频控制档位，所述第一接触器的线圈与自动变频控制档位串联；所述第二接触器的线圈与启动按钮串联所形成的支路与手动工频控制档位串联，且第二接触器的常闭触点与所述第一接触器的线圈串联，第一接触器的常闭触点与所述第二接触器的线圈串联，第一接触器的第二常开触点与启动按钮并联后再与所述第二接触器的线圈和第一接触器的常闭触点串联，所述第二接触器的线圈所在的支路串联有停止按钮。
3.如权利要求2所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述手动工频控制档位通过急停按钮与第二接触器的线圈所在的支路串联。
4.如权利要求2所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述变频器的常开触点与所述第二接触器的常开触点并联后再串联有运行信号灯。
5.如权利要求2所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述第二接触器的第一常开触点串联有热继电器。
6.如权利要求5所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述智能控制柜还连接有安防系统，所述安防系统包括门禁系统，视频监控系统，语音系统和报警系统，
所述报警系统包括故障信号灯和中间继电器，所述中间继电器的常开触点用于控制故障信号灯的导通。
7.如权利要求2所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述第二接触器的线圈所在的支路上串联有热继电器的常闭触点。
8.如权利要求1所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述无负压储水罐的出水端处设有紫外线消毒器。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述变频加压出水管连接有泵站排水沟，所述泵站排水沟连接有污水井。
10.如权利要求9所述的智慧集成供水设备，其特征在于，所述无负压储水罐的底部通过放空管与所述污水井相连。
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