CN203096816U - 一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统 - Google Patents
一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统，包括远程监控单元、恒压变频控制单元、本地供水网络监控单元组及网络传输链路，所述远程监控单元、恒压变频控制单元组及本地供水监控单元均与网络传输链路相连；所述远程监控单元通过网络传输链路对本地供水网络监控单元和恒压变频控制单元进行监控；所述恒压变频控制单元驱动水泵，并上传水泵工况的实时数据至远程监控单元；与水泵相连供水管路中设有N个阀门；所述本地供水网络监控单元组包括N个供水网络监控单元。解决星型分布农村的供水网络的稳定性需求，解决了农村供水网络故障诊断不及时、漏水和断裂等造成饮用水资源浪费及二次污染问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统。
背景技术
中国是水资源贫乏的国家人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4，而且水资源分布极度不均衡、降水量不平衡以及水体污染严重等因素更加剧了水资源的匮乏，致使我国城市水资源短缺矛盾一直以来都十分突出。随着社会的发展，我国供水系统发展迅速，设施投入逐年递增，供水能力大幅度增长，在城市和农村供水方面，均取得了巨大的成就。
目前多采用以下几种方式进行供水：（1）恒速泵加水塔供水，在高于供水系统水位的地方建一个大容量储水水塔，水泵向水塔中供水，当用户打开阀门以后，根据连通器原理，水塔向用户供水。水泵根据水塔中水位传感器判断水塔储水状态，当水塔水位低于某一位置时启动水泵，向水塔中供水，水塔注满后停止水泵；这种方式能使水泵在额定流量额定扬程的条件下工作，水泵处于高效工作区，该种供水方式比较节电，供水压力比较稳定；（2）恒速泵加高位水箱供水，与前一种供水原理相同，只是将水箱设在建筑物的顶层或分层设置，占地面积与设备投资都有所减少；（3）恒速泵加气压罐供水，利用封闭的气压罐代替高位水箱蓄水，通过监测罐内压力来控制泵的起停。罐的占地面积与水塔和水箱的供水方式相比较小，而且可以放在地面上，设备的成本低于前面两者。由于气压罐是密封的，大大减少了水质因异物进入而被污染的可能性。该系统取消了设于楼宇顶部的高位水箱或水塔，有利于建筑物的结构安全。
然而，以上几种供水方式仍存在以下问题：(1)农村供水线路长，供水方式简单，无有效方式实时诊断线路故障和供水能力；(2)不能自动判断供水故障，并关闭阀门。当线路故障发生时，需到线路故障处确认，才能关闭供水阀门。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统，其目的在于，克服现有技术中不能实时对供水网络进行远程监控的问题。
一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统，包括远程监控单元、恒压变频控制单元、本地供水网络监控单元组及网络传输链路，所述远程监控单元、恒压变频控制单元组及本地供水监控单元均与网络传输链路相连；
所述远程监控单元通过网络传输链路对本地供水网络监控单元和恒压变频控制单元进行监控；
所述恒压变频控制单元驱动水泵，并上传水泵工况的实时数据至远程监控单元；
与水泵相连供水管路中设有N个阀门；
所述本地供水网络监控单元组包括N个供水网络监控单元，每个供水网络监控单元包括第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计、本地供水PLC控制器、第一数据处理单元及阀门启停控制模块，第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计及阀门启停控制模块均与本地供水PLC控制器相连，本地供水PLC控制器、第一数据处理单元与网络传输链路依次相连；其中，第一水压表和第一流量计均与连接阀门前端的水管相连，第二水压表和第二流量计均与连接阀门的后端水管相连，阀门启停控制模块与阀门相连；N为大于或等于1的整数。
所述恒压变频控制单元包括恒压变频PLC控制器、第二数据处理单元、变频器、第三流量计及第三水压表；所述变频器与水泵相连，第三流量计与第三水压表均与连接水泵的水管相连，所述变频器、第三流量计及第三水压表均与恒压变频PLC控制器相连，恒压变频PLC控制器、第二数据处理单元与网络传输链路依次相连。
有益效果
本实用新型提供的一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统，包括远程监控单元、恒压变频控制单元、本地供水网络监控单元组及网络传输链路，所述远程监控单元、恒压变频控制单元组及本地供水监控单元均与网络传输链路相连；所述远程监控单元，通过网络传输链路对本地供水网络监控单元和恒压变频控制单元进行监控；该系统用于农村供水线路的实时流量、水压等供水状况的监测和突发事件时供水阀门的自动开关控制。通过流量计、水压表实时采集不同供水网段的流量和水压反馈至远程监控单元，远程监控单元根据流量、水压等传感信息计算供水网络中的压差及流量差，并通过处理压差和流量差等数据，诊断供水网络中是否有漏水、断裂、堵塞等故障发生，远程监控单元通过整个供水网络的实时监控，解决星型分布农村的供水网络的稳定性需求。解决了农村供水网络故障诊断不及时、漏水和断裂等造成饮用水资源浪费及二次污染问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型结构图中本地供水网络监控单元的结构示意图；
图3为本实用新型结构图中本地供水网络监控单元的安装示意图；
图4为恒压变频控制单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，为本实用新型一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统的结构示意图，包括远程监控单元、恒压变频控制单元、本地供水网络监控单元组及网络传输链路，所述远程监控单元、恒压变频控制单元组及本地供水监控单元均与网络传输链路相连；
所述远程监控单元，通过网络传输链路对本地供水网络监控单元和恒压变频控制单元进行监控；
所述恒压变频控制单元驱动水泵，并上传水泵工况的实时数据至远程监控单元；
与水泵相连供水管路中设有N个阀门；
所述本地供水网络监控单元组包括N个供水网络监控单元，每个供水网络监控单元包括第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计、本地供水PLC控制器、第一数据处理单元及阀门启停控制模块，第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计及阀门启停控制模块均与本地供水PLC控制器相连，本地供水PLC控制器、第一数据处理单元与网络传输链路依次相连；其中，第一水压表和第一流量计均与连接供水管路中的阀门前端的水管相连，第二水压表和第二流量计均与连接供水管路中的阀门的后端水管相连，阀门启停控制模块与供水管路中的阀门相连；N的取值范围为大于或等于1的整数。
远程监控单元主要完成与所有本地供水监控单元的数据采集、恒压变频控制单元的实时数据通信。
（1）实时远程监控本地供水网络的运行状况，远程监控单元能够将不同供水网络端点的数据进行综合处理，分析整个供水网络的运行状况，诊断供水某一网络段的运行故障，并对故障发生点的前端和后端阀门进行自动关闭控制，保障供水网络安全，避免因网络故障造成的饮水资源损失。
（2）实时监控恒压变频控制单元的供水水泵及水管的运行状况。远程监控单元通过接收恒压变频控制单元中水泵的电压转速、水压、流速等信息量值，实时分析恒压变频供水水泵及水管的运行状态，并绘制各个参量的曲线图，一旦某一参量出现异常，远程监控系统立刻报警，通知维护人员进行现场检修。
（3）对本地供水网路、恒压变频控制单元的监控值进行数据存储、显示和打印。远程监控单元可以对本地供水网络单元组和恒压变频控制单元传输的数据进行存储，存入数据库中，并通过上位机软件进行显示并打印。
如图2所示，为本地供水网络监控单元的结构示意图，包括第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计、本地供水PLC控制器、第一数据处理单元及阀门启停控制模块，其中，第一数据处理单元与本地供水PLC控制器通过网线进行通信，是本地供水监控单元组的核心控制部件，负责与远程服务器的实时通信、阀门正常性的判断以及启停阀门控制，本地供水PLC控制器负责实时采集供水管路中的阀门前端水压、供水管路中的阀门前端流量、供水管路中的阀门后端水压、供水管路中的阀门后端流量，数据采集周期为5秒，PLC的作用还包括对供水管路中的阀门前端和后端水压、流量信号进行综合处理，判断阀门状态并控制阀门的启停；
如图3所示，为本地供水网络中阀门及本地供水监控单元的安装示意图，阀门串联安装在供水管路上。
本地供水网络监控单元实现对阀门工作状态的诊断，主要通过比较供水管路中的阀门前端流量计与供水管路中的阀门后端流量计数值和前端水压表数值和后端水压表数值得到，如图1所示，若P前端-P后端＞ΔP阈值或L前端->ΔL阈值，则说明供水管路中的阀门存在泄漏异常，其中P前端、P后端分别为供水管路中的阀门前端和后端的水压值，ΔP阈值为设定的水压差阈值，L前端、L后端分别为供水管路中的阀门前端和后端的流速值，ΔL阈值为设定的流速差阈值，当异常发生时，本地供水系统会及时控制阀门控制系统关闭供水管路中的阀门，并将异常信息发送给上位机服务器。
如图4所示，为恒压变频控制单元的结构示意图，是为用户提供稳定水压供给的关键单元，包括恒压变频PLC控制器、第二数据处理单元、变频器、第三流量计及第三水压表；其中第三流量计和第三水压表实时采集水泵输出管道口的水压和流速，并将信息发送到恒压变频PLC控制器，恒压变频PLC控制器根据流量和电压的设定值与实际值之差，对变频器进行PID控制，若流量实际值大于预设值，则会减小变频器的控制信号，若流量值小于预设值，则PLC增大控制信号，变频器提高频率。
Claims (2)
1.一种基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统，其特征在于，包括远程监控单元、恒压变频控制单元、本地供水网络监控单元组及网络传输链路，所述远程监控单元、恒压变频控制单元组及本地供水监控单元均与网络传输链路相连；
所述远程监控单元通过网络传输链路对本地供水网络监控单元和恒压变频控制单元进行监控；
所述恒压变频控制单元驱动水泵，并上传水泵工况的实时数据至远程监控单元；
与水泵相连供水管路中设有N个阀门；
所述本地供水网络监控单元组包括N个供水网络监控单元，每个供水网络监控单元包括第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计、本地供水PLC控制器、第一数据处理单元及阀门启停控制模块，第一水压表、第一流量计、第二水压表、第二流量计及阀门启停控制模块均与本地供水PLC控制器相连，本地供水PLC控制器、第一数据处理单元与网络传输链路依次相连；其中，第一水压表和第一流量计均与连接阀门前端的水管相连，第二水压表和第二流量计均与连接阀门的后端水管相连，阀门启停控制模块与阀门相连；N为大于或等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的基于恒压变频控制供水网络的远程监控系统，其特征在于，所述恒压变频控制单元包括恒压变频PLC控制器、第二数据处理单元、变频器、第三流量计及第三水压表；所述变频器与水泵相连，第三流量计与第三水压表均与连接水泵的水管相连，所述变频器、第三流量计及第三水压表均与恒压变频PLC控制器相连，恒压变频PLC控制器、第二数据处理单元与网络传输链路依次相连。
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| CN103556674A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-02-05 | 西安祥泰软件设备系统有限责任公司 | 恒压变频供水装置的远程监控方法和嵌入式主板 |
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