CN203049758U

CN203049758U - 雨水利用控制系统

Info

Publication number: CN203049758U
Application number: CN2012206961189U
Authority: CN
Inventors: 李肖杰
Original assignee: GUANGDONG SAINTARCO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG SAINTARCO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-12-14

Abstract

本实用新型实施例公开了一种雨水利用控制系统，包括电控柜，所述电控柜内设置有用于自动弃流控制、恒压供水控制以及与外界实现通信互联的PLC可编程控制器；所述电控柜外壁上设置有通过第一级交换机与所述PLC可编程控制器电相连，并且用于提供用户使用的操作界面以及实时显示压力、液位、流量信息的操作器；所述PLC可编程控制器还电连接有接受所述PLC可编程控制器的实时监控，并且根据接收所述PLC可编程控制器发出的指令执行相应的操作的供水系统。采用本实用新型，实现了对雨水回收监测和控制的一体化管理，同时还具有自动弃流、恒压供水的功能，并且还具有图形化的操作界面。

Description

雨水利用控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种雨水利用系统，尤其涉及一种雨水利用控制系统。

背景技术

雨水作为一种极有价值的水资源，早已引起许多发达国家的重视，在这些国家，雨水利用工程已是一项重要的水资源利用工程，具体来说，可以缓解目前城市水资源紧缺的局面，是一种开源节流的有效途径，同时可以减少水涝、调节气候、遏制城市热岛效应，改善水循环系统和城市生态环境。现有的雨水利用主要通过收集系统来完成，利用功能简单的电控柜，主要通过安装在储水池的浮球开关，然后对水泵进行高位启动低位停止的开关式控制，以实现回收雨水的输送。但随着雨水回收技术的不断发展，目前这种简单的控制方式已经不能满足项目的需求，主要存在以下问题：

（1）无法反映出设备及现场的实际状况

由于设备大多为地下埋置，靠电控柜面板的指示灯，只能反映设备的开关状态，无法反映设备的实时状态。例如无法显示水池的实际液位、水泵的工作电流、报警的具体原因等；

（2）无法实现雨水的自动弃流控制

由于自动弃流功能的实现，需要流量计、水量计、液位计等现场仪表的配合，涉及到模拟量采集和数据通信，单纯的继电器电控柜无法实现；

（3）无法与上级计算机监控系统整合

与上级计算机监控系统整合，电控柜需要具有标准的通信协议，而目前的继电器电控柜，并不具备通信功能；

（4）无法保证供水压力的稳定

由于用户的用水量随时都会发生变化，因此只控制水泵的启停，无法保证供水压力的稳定。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，解决设备及现场实际状况、自动弃流的控制以及保证供水压力的稳定，提供一种雨水利用控制系统，实现了对雨水回收监测和控制的一体化管理，同时还具有自动弃流、恒压供水的功能，并且还具有图形化的操作界面。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种雨水利用控制系统，包括电控柜，所述电控柜内设置有用于自动弃流控制、恒压供水控制以及与外界实现通信互联的PLC可编程控制器；所述电控柜外壁上设置有通过第一级交换机与所述PLC可编程控制器电相连，并且用于提供用户使用的操作界面以及实时显示压力、液位、流量信息的操作器；所述PLC可编程控制器还电连接有接受所述PLC可编程控制器的实时监控，并且根据接收所述PLC可编程控制器发出的指令执行相应的操作的供水系统。

对上技术方案的改进，所述操作器为HMI人机界面或者计算机。

对上技术方案的进一步改进，所述供水系统包括雨水处理单元和位于实时雨水处理单元后端的供水单元。

对上技术方案的进一步改进，所述雨水处理单元包括顺次连接的弃流装置、雨水存储模块、混凝剂投药泵、多介质过滤器和NaClO加药装置；所述弃流装置内设置有第一现场电磁流量计和第一电动阀；所述雨水存储模块内设置有液位计、排泥变频泵和雨水提升变频泵；所述供水单元包括第二现场电磁流量计、内部设置有第二液位计的调节水箱、第一雨水供水变频泵、第二雨水供水变频泵、压力传感器、压力罐、和设置有第二电动阀和第三现场电磁流量计并且具有低水位自动补水功能的市政供水模块；所述第二现场电磁流量计位于所述调节水箱的进水管上；所述第一供水变频泵和第二雨水供水变频泵并联后通过水管连接于所述调节水箱的底部，所述市政供水模块通过水管顺次连接第三现场电磁流量计、第二电动阀于所述调节水箱的顶部；所述压力传感器连接于所述第二雨水供水泵的末端；所述压力罐连接于所述压力传感器的末端。

对上技术方案的进一步改进，所述第一现场电磁流量计、第二现场电磁流量计和第三现场电磁流量计分别经过变送器的作用并且通过屏蔽线连接至位于仪表箱内的第一电磁流量计、第二电磁流量计和第三电磁流量计。

对上技术方案的进一步改进，所述排泥变频泵、雨水提升变频泵、第一供水变频泵和第二雨水供水变频泵分别通过Profibus总线与所述PLC可编程控制器相连；所述第一电磁流量计、第二电磁流量计和第三电磁流量计分别通过Modbus总线与所述PLC可编程控制器相连。

对上技术方案的进一步改进，所述雨水利用控制系统还包括通过第二级交换机与所述PLC可编程控制器连接的第一级交换机远程互联，对所述PLC可编程控制器实时监控的供水系统中的实况信息进行汇总的微处理器。对上技术方案的进一步改进，所述雨水利用控制系统还包括与所述微处理器电相连的数据服务器。

对上技术方案的进一步改进，所述雨水利用控制系统还包括与所述微处理器电相连的打印机。

对上技术方案的进一步改进，所述雨水利用控制系统还包括与所述微处理器互联的SIS厂级监控信息系统。

综上所述，采用本实用新型所述的技术方案，通过使用安装有PLC可编程控制器的电控柜，并且在所述电控柜的外壁设置操作器，以及所述PLC可编程控制器又电连接有供水系统，由于所述PLC可编程控制器具有自动弃流控制和恒压供水控制的功能，从而使得所述供水系统完全按照所述PLC可编程控制器预设程序进行精准操作，使得整个系统达到实时监测和控制的一体化管理，同时，所述操作器显示工艺流程仿真、实时显示压力、液位、流量等现场仪表的信号，从而更好的反应才设备及现场的状况。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

（1）实时监测和控制设备及现场雨水处理情况；

（2）自动弃流；

（3）恒压供水；

（4）操作直观、方便。

附图说明

图1是本实用新型所述的雨水利用控制系统在实施例中的结构原理框图；

图2是本实用新型所述的雨水利用控制系统在实施例中的电气原理图；

图3是本实用新型所述的雨水利用控制系统中仪表箱的接线图；

图4是本实用新型所述的雨水利用控制系统中供水系统的工作原理框图；

图5是本实用新型所述的雨水利用控制系统中控制柜与供水系统的控制原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型所述的雨水利用控制系统，包括控制柜100、PLC可编程控制器200、操作器400和供水系统500，所述PLC可编程控制器200设置于所述控制柜100内，用于自动弃流控制、恒压供水控制并且还可以与外界实现通信互联；所述操作器400位于所述电控柜100的外壁，通过第一级交换机300与所述PLC可编程控制器200电相连，并且用于提供用户使用的操作界面以及实时显示供水系统500中的压力、液位、流量信息，可以使HMI人机界面401，也可以是计算机，区别仅在于计算机的功能比所述HMI人机界面401要强大；所述供水系统500，雨水处理单元501和位于实时雨水处理单元后端的供水单元502，所述供水系统500在接受所述PLC可编程控制器200的实时监控的同时，还根据接收的所述PLC可编程控制器200发出的指令执行相应的操作，从而实现监测和控制的一体化管理。

如图4所示，所述雨水处理单元501顺次连接的弃流装置503、雨水存储模块504、混凝剂投药泵505、多介质过滤器506和NaClO加药装置507；所述弃流装置503用来将轻度污染的雨水进行收集，然后将污染的雨水放弃收集但是对清洁的雨水进行保留使用，其内设置有第一现场电磁流量计508和第一电动阀509，同时所述所第一现场电磁流量计508经过变送器521的作用并且通过屏蔽线连接至位于仪表箱522内的第一电磁流量计523，其中，所述变送器521将所述第一现场电磁流量计508感测的信息转化成标准的数字量信号至所述第一电磁流量计523；所述第一电动阀509和所述第一电磁流量计523分别通过Modbus总线与所述PLC可编程控制器200相连。

在下雨的情况下，雨水落到地面，然后渗透入地下，进入所述弃流装置503，所述第一电动阀509开始是开启的，即流入所述弃流装置503的雨水没有进行收集，而是让其流走的，此过程中，所述第一现场电磁流量计508对流经所述弃流装置503的雨水有进行统计，从而所述第一电磁流量计523将统计的数据信息实时发生至所述PLC可编程控制器200，当统计的雨水量到达一定数值后（此处的数值完全根据具体的环境、降雨量以及弃流装置503的表面积等因素而定），所述PLC可编程控制器200则发出启动所述第一电动阀509关闭，从而使得所述弃流装置503开始收集雨水，此时收集的雨水则就属于洁净的雨水。

所述雨水存储模块504内设置有第一液位计510、排泥变频泵511和雨水提升变频泵512；所述雨水存储模块504用来收集经过所述弃流装置503进行初步处理的洁净雨水，所述第一液位计510也用来探测所述雨水存储模块504内收集的雨水的高度，从而判断所述雨水存储模块504中存储的雨水的容量；所述雨水存储模块504使用一段时间后，会沉积一定的污泥，所述排泥变频泵511则是当所述雨水存储模块504处于超低水位时自动排泥；所述雨水提升变频泵512则是用来将所述雨水存储模块504内存储的雨水抽出，当所述雨水存储模块504处于超低水位时，则强制停泵。

所述混凝剂投药泵505则是对从所述雨水存储模块504中被所述雨水提升变频泵512抽出的雨水进行化学处理，其中所述混凝剂为聚合氯化铝，俗称净水剂，能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒，然后在经过所述多介质过滤器506后，则其中的胶体微粒都被过滤掉，从而使得雨水进一步处理，从而更加洁净，之后在经过NaClO加药装置，NaClO为次氯酸钠，与CO₂反应产生次氯酸，次氯酸是一种漂白剂，对雨水可以起到消毒杀菌的作用，从而再次对雨水进行了净化。

上述处理后的雨水则可以进行使用，从而流入所述供水单元502，所述供水单元502包括第二现场电磁流量计513、内部设置有第二液位计518的调节水箱514、第一雨水供水变频泵515、第二雨水供水变频泵516、压力传感器526、压力罐527和设置有第二电动阀517和第三现场电磁流量计519并且具有低水位自动补水功能的市政供水模块520；所述第二现场电磁流量计513位于所述调节水箱514的进水管上，并且第二现场电磁流量计513经过变送器521的作用通过屏蔽线连接至位于仪表箱522内的第二电磁流量计524，即所述变送器521将所述第二现场电磁流量计513感测的信息转化成标准的数字量信号至所述第二电磁流量计524；所述第二电磁流量计524通过Modbus总线与所述PLC可编程控制器200相连；所述第一供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516相互并联通过水管连接于所述调节水箱514的底部，所述市政供水模块517通过水管连接于所述调节水箱514的顶部；所述压力传感器526连接于所述第二雨水供水泵516的末端；所述压力罐527连接于所述压力传感器526的末端；第一雨水供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516与压力传感器526联动，供水压力高于设定值，则停泵，由气压罐527供水；供水压力低于设定值，开泵，由水泵供水，并给气压罐527补水；调节水箱514处于超低水位报警，第一雨水供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516强制停泵。

当所述用户需要使用经过处理过的雨水时，打开供水阀门，雨水经过所述第二现场电磁流量计513进入所述调节水箱514，所述第二液位计518则实时监测着流入所述调节水箱514内的水量，并且直接将监测水量的信息传输至所述PLC可编程控制器200，当调节水箱514处于超低水位时，则自动补水；中水位时，自动关闭。与此同时，所述第一雨水供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516负责将所述调节水箱514内的雨水通过管道输送至用户进行使用。在此过程中，如果收集的雨水不够用户使用，则可以使用具有低水位自动补水功能的市政供水模块520提供的自来水，以备不时只需。由于所述第二液位计518将所述调节水箱514内的低水位信息发送至所述PLC可编程控制器200，所述PLC可编程控制器200则发出开启所述第二电动阀517的指令，从而自来水进入所述调节水箱514内从而提供用户正常的用水使用，此过程中，所述第三现场电磁流量计519对所述市政工时模块520提供的自来水进行实时监测，并通过与所述第三现场电磁流量计519经过变送器521的作用并且通过屏蔽线连接至位于仪表箱522内的第三电磁流量计525将所述监测信息传输至所述PLC可编程控制器200。

其中，所述排泥变频泵511、雨水提升变频泵512、第一供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516分别通过Profibus总线与所述PLC可编程控制器200相连，即所述排泥变频泵511、雨水提升变频泵512、第一供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516都统一由所述PLC可编程控制器200全程监控。为了更好的了解排泥变频泵511、雨水提升变频泵512、第一供水变频泵515和第二雨水供水变频泵516的工作原理，结合图2所示，由市电AC 380V 50Hz接入，PE为地线，N为零线，L1~L3为三相电，然后三相电由电源开关1QF总控制，并且分别有电源开关2QF、8QF、9QF、10QF和11QF分成五个分支，其中所述电源开关2QF串联交流接触器KM、UPS电源，然后经过滤波器的滤波作用，得到220V AC的稳定的单相电源；所述UPS电源为不间断电源，提供断电情况下各仪表、PLC可编程控制器200和操作器400正常工作的电源，具体为：由滤波器出来的ACL线和ACN线分别通过电源开关3QF、5QF、6QF和7QF分成四个分支，其中所述电源开关3QF串联连接开关电源VC，所述开关电源VC将220V AC电转化成24V DC电，作为PLC电源，通过电源开关4QF与所述PLC可编程控制器200连接；所述电源开关5QF直接连接操作器400，作为操作电源的通断开关；所述电源开关6QF直接连接仪表，比如第一现场电磁流量计508、第一电动阀509、第一液位计510、第二现场电磁流量计513、第二液位计518、第二电动阀517、第三现场电磁流量计519等，作为接入仪表电源的控制开关；所述7QF则作为备用电源的控制开关。

为了更深入了解第一现场电磁流量计508、第二现场电磁流量计513和第三现场电磁流量计519与所述第一电磁流量计523、第二电磁流量计524和第三电磁流量计525的工作原理，结合图3所示，由AC 220V接入，通过总的电源开关QF，然后经过开关电源VA的转化后变成24V DC电，并且并联指示灯HL、电源开关QF1、QF2和QF3。其中所述电源开关QF1接入第一电磁流量计523，然后通过屏蔽线连接所述第一现场电磁流量计508；所述电源开关QF2接入第二电磁流量计524，然后通过屏蔽线连接所述第二现场电磁流量计513；所述电源开关QF3接入第三电磁流量计525，然后通过屏蔽线连接所述第三现场电磁流量计519。此过程中，所述第一现场电磁流量计508、第二现场电磁流量计513和第三现场电磁流量计519监测到的信息都需分别通过变送器521进行转化处理后，再通过屏蔽线发送至所述第一电磁流量计523、第二电磁流量计524和第三电磁流量计525。

最后，为了更架清楚的了解所述控制柜100与所述HMI人机界面401的控制原理，结合图5所示，可以看到控制柜100外壁设置的HMI人机界面401，其显示的内容有：

1、雨水弃流量；

2、第一电磁流量计523、第二电磁流量计524和第三电磁流量计525的工作状态；

3、第一电动阀509和第二电动阀517启闭状态；

4、模拟显示第一液位计510和第二液位计518的读数；

5、显示混凝剂投药泵505、多介质过滤器506和NaClO加药装置507的工作状态；

6、显示压力传感器526的压力值；

7、定时开关机；

8、声光故障报警。

所述控制柜外壁还设置有雨水提升泵、排泥泵和供水泵的操作按钮，按钮分为“手动”、“自动”、“运转”、“停止”、“故障”。同时，还可以看到供水系统500中各个电气元件与所述控制柜100内的PLC可编程控制器200的连接图。

对于上述技术方案的改进，所述雨水利用控制系统还包括微处理器600，其通过第二交换机301与所述PLC可编程控制器200连接的第一级交换机300远程互联，对供水系统500中各种实况信息进行汇总，其中所述第一交换机300与第二交换机301通过光纤冗余网互联。

对于上述技术方案进一步的改进，所述雨水利用控制系统还包括与所述微处理器600电相连的数据服务器601，为所述微处理器600提供高容量的存储空间。

对于上述技术方案进一步的改进，所述雨水利用控制系统还包括与所述微处理器600电相连的打印机602，可以对所述微处理器600需要的资料随时进行打印。

对于上述技术方案进一步的改进，所述雨水利用控制系统还包括与所述微处理器600互联的SIS厂级监控信息系统603，所述SIS厂级监控信息系统603是一种用于处理全厂实时数据，完成厂级生产过程总监控和管理、厂级故障诊断和分析、厂级性能计算等，通过将所述供水系统500中的各项信息实时传输至此系统，从而提供一个高速度、大规模、超大容量的同意规范化的实时管理。

以上所述的微处理器600、数据服务器601、打印机602和SIS厂级监控信息系统603一般设置在监控室700内。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims

1.一种雨水利用控制系统，包括电控柜（100），其特征在于：

所述电控柜（100）内设置有用于自动弃流控制、恒压供水控制以及与外界实现通信互联的PLC可编程控制器（200）；

所述电控柜（100）外壁上设置有通过第一级交换机（300）与所述PLC可编程控制器（200）电相连，并且用于提供用户使用的操作界面以及实时显示压力、液位、流量信息的操作器（400）；

所述PLC可编程控制器（200）还电连接有接受所述PLC可编程控制器（200）的实时监控，并且根据接收所述PLC可编程控制器（200）发出的指令执行相应的操作的供水系统（500）。

2.根据权利要求1所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

所述操作器（400）为HMI人机界面（401）或者计算机。

3.根据权利要求1所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

所述供水系统（500）包括雨水处理单元（501）和位于所述雨水处理单元末端的供水单元（502）。

4.根据权利要求3所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

所述雨水处理单元（501）包括顺次连接的弃流装置（503）、雨水存储模块（504）、混凝剂投药泵（505）、多介质过滤器（506）和NaClO加药装置（507）；

所述弃流装置（503）内设置有第一现场电磁流量计（508）和第一电动阀（509）；

所述雨水存储模块（504）内设置有第一液位计（510）、排泥变频泵（511）和雨水提升变频泵（512）；

所述供水单元（502）包括第二现场电磁流量计（513）、内部设置有第二液位计（518）的调节水箱（514）、第一雨水供水变频泵（515）、第二雨水供水变频泵（516）、压力传感器（526）、压力罐（527）和设置有第二电动阀（517）和第三现场电磁流量计（519）并且具有低水位自动补水功能的市政供水模块（520）；

所述第二现场电磁流量计（513）位于所述调节水箱（514）的进水管上；

所述第一供水变频泵（515）和第二雨水供水变频泵（516）并联后通过水管连接于所述调节水箱（514）的底部，所述市政供水模块（520）通过水管顺次连接第三现场电磁流量计（519）、第二电动阀（517）于所述调节水箱（514）的顶部；

所述压力传感器（526）连接于所述第二雨水供水泵（516）的末端；

所述压力罐（527）连接于所述压力传感器（526）的末端。

5.根据权利要求4所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

所述第一现场电磁流量计（508）、第二现场电磁流量计（513）和第三现场电磁流量计（519）分别经过变送器（521）的作用并且通过屏蔽线连接至位于仪表箱（522）内的第一电磁流量计（523）、第二电磁流量计（524）和第三电磁流量计（525）。

6.根据权利要求5所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

所述排泥变频泵（511）、雨水提升变频泵（512）、第一供水变频泵（515）和第二雨水供水变频泵（516）分别通过Profibus总线与所述PLC可编程控制器（200）相连；

所述第一电磁流量计（523）、第二电磁流量计（524）、第三电磁流量计（525）、第一电动阀（509）和第二电动阀（517）分别通过Modbus总线与所述PLC可编程控制器（200）相连。

7.根据权利要求1所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

还包括通过第二级交换机（301）与所述PLC可编程控制器（200）连接的第一级交换机（300）远程互联，对所述PLC可编程控制器（200）实时监控的供水系统（500）中的实况信息进行汇总的微处理器（600）。

8.根据权利要求7所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

还包括与所述微处理器（600）电相连的数据服务器（601）。

9.根据权利要求8所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

还包括与所述微处理器（600）电相连的打印机（602）。

10.根据权利要求9所述的雨水利用控制系统，其特征在于：

还包括与所述微处理器（600）互联的SIS厂级监控信息系统（603）。