CN204803963U - 一种雨水回收利用控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种雨水回收利用控制系统，它包括雨水回收利用系统和控制系统，控制系统包括终端服务器、无线数据传输设备、雨水回收监控模块和数据采集模块，数据采集模块由多个传感器组成，其输数据输出端与雨水回收监控模块连接，雨水回收监控模块与无线数据传输设备连接，无线数据传输设备与终端服务器通信连接。该雨水回收利用控制系统是对现有的雨水回收利用进行的改进，其结构简单，改造成本低，只需要在现有雨水回收利用系统中加装相应的传感器，用于采集数据，依托现有的现有通讯网络，进行数据的无线传输，到达终端服务器，从而方便工作人员查看、管理和及时维护雨水回收利用系统。

Description

一种雨水回收利用控制系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，具体指一种雨水回收利用控制系统。

背景技术

目前，雨水回收利用研究主要集中在设计方法和雨水处理工艺上。通用的雨水处理工艺为物理过滤法和生态处理法。生态处理法因其占地面积大，处理时间长，极少应用于建筑领域。对特殊的山地地形构造，在管网布置、蓄水池分布、用水端等方面，对雨水回用系统提出了更高要求。然而对于处理系统本身的研究较少，特别是雨水处理系统的控制系统的优化设计几乎是一个空白。

现有的雨水回收利用系统参见图1，包括设备间10、蓄水池20、清水池30和配电箱，设备间10内主要设有多个搅拌泵11，多个计量泵12和设备间排污泵13；蓄水池20内主要设有多个排污泵21和多个净化泵22；清水池30内主要设有多个灌溉泵31；蓄水池20通过雨水收集总管网收集雨水，雨水在蓄水池20内净化，净化过程中设备间10向蓄水池20内投放絮凝剂；经过净化的水进入清水池30，设备间10向清水池30内投入消毒剂，经过消毒后的雨水采用灌溉泵31抽出，通过输水管41输出灌溉，输水管41上设有流量计42和压力表43，清水池30与压力表43之间的输水管41上连通有自来水管44，当雨水量不足，不能满足灌溉需求时，通过自来水补充。

上述雨水回收利用系统几乎处于半人工控制状态，对后期的运行维护带来了较大的工作量。往往出现设备难以长期有效运行的状况，极大的影响了雨水利用工程的实际效果。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是：提供一种雨水回收利用控制系统，使用该系统可以实现对雨水回收利用系统的智能控制。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种雨水回收利用控制系统，包括雨水回收利用系统；雨水回收利用系统包括设备间、蓄水池和清水池；所述设备间内设有多个搅拌泵，多个计量泵、设备间排污泵、絮凝剂药箱和消毒剂药箱；蓄水池内设有多个排污泵和多个净化泵；清水池内设有多个灌溉泵；蓄水池与清水池通过管道连通，清水池上连接有输水管，输水管从靠近清水池至远离清水池的方向依次设有流量计和压力表；

还包括控制系统，该控制系统包括终端服务器、无线数据传输设备、雨水回收监控模块和数据采集模块；

所述雨水回收监控模块包括控制处理单元、水泵控制电路、状态报警灯、RS485通信单元、数模转换单元和电源管理单元；

所述电源管理单元包括多个相互并联的稳压电路，各个稳压电路将电压变换后分别为控制处理单元、水泵控制电路、状态报警灯、RS485通信单元、数模转换单元和数据采集模块供电；

每个水泵的供电回路中都装有电流互感器，每个电流互感器分别与控制处理单元的第一信号输入端连接；

所述数据采集模块的信号输出端与数模转换单元的信号输入端连接；

数模转换单元的数字信号输出端与控制处理单元的第二信号输入端连接；流量计流量信号输出端与控制处理单元的第三信号输入端连接，压力表的压力信号输出端与控制处理单元的第四信号输入端连接；

控制处理单元的第一信号输出端与状态报警灯连接，控制处理单元的第二信号输出端与RS485通信单元的信号输入端连接；控制处理单元的第三信号输出端与水泵控制电路的输入端连接RS485通信单元与无线数据传输设备通信连接，无线数据传输设备与终端服务器通信连接。

作为优化，所述数据采集模块包括设置在设备间的温湿度传感器，设置在絮凝剂药箱内的絮凝剂液位传感器、设置在消毒剂药箱内的消毒剂液位传感器、设置在蓄水池中的蓄水池液位传感器、设置在清水池中的清水池液位传感器；温湿度传感器、絮凝剂液位传感器、消毒剂液位传感器、蓄水池液位传感器和清水池液位传感器的信号输出端分别与数模转换单元信号输入端连接。

作为优化，所述控制处理单元采用意法半导体的STM32芯片。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：本实用新型提供的雨水回收利用控制系统，是对现有的雨水回收利用进行的改进，其结构简单，改造成本低，只需要在现有雨水回收利用系统中加装相应的传感器，用于采集数据，依托现有的现有通讯网络，进行数据的无线传输，到达终端服务器，从而方便工作人员查看、管理和及时维护雨水回收利用系统。

附图说明

图1为现有技术雨水回收利用系统的流程图。

图2为雨水回收利用控制系统中部分组件设置位置示图。

图3为雨水回收利用控制系统的流程图。

图4为雨水回收监控模块的框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图2-4，一种雨水回收利用控制系统，包括雨水回收利用系统和控制系统。

雨水回收利用系统包括设备间10、蓄水池20和清水池30；所述设备间10内设有多个搅拌泵11，多个计量泵12、设备间排污泵13、絮凝剂药箱18和消毒剂药箱14（絮凝剂药箱18内具有液体的絮凝剂，消毒剂药箱14内具有液体的消毒剂）；蓄水池20内设有多个排污泵21和多个净化泵22；清水池30内设有多个灌溉泵31；蓄水池20与清水池30通过管道连通，实现蓄水池内的水进入到清水池中，清水池30上连接有输水管41，输水管41从靠近清水池30至远离清水池30的方向依次设有流量计42和压力表43；

清水池30与流量计42之间的输水管上连通有自来水管44，自来水管44上设有自来水阀（具体实施时，该自来水阀为电动阀，方便控制）蓄水池20上具有与其连通的雨水管道，该雨水管道上设有雨水阀（具体实施时，该雨水阀为电动阀，方便控制）；当使用清水池内的水进行作业时，比如进行灌溉时，如果出现清水池内的水不足，即可打开自来水管道上的自来水阀，通过自来水进行灌溉。

该控制系统包括终端服务器50、无线数据传输设备60、雨水回收监控模块70和数据采集模块80；

所述雨水回收监控模块70包括控制处理单元71、水泵控制电路72、状态报警灯73、RS485通信单元74、数模转换单元75和电源管理单元76。控制处理单元71可以采用意法半导体的STM32芯片。该芯片工业级稳定性高、性能好。

所述电源管理单元76包括多个相互并联的稳压电路，各个稳压电路将电压变换后分别为控制处理单元71、水泵控制电路72、状态报警灯73、RS485通信单元74、数模转换单元75和数据采集模块80供电（控制处理单元71、水泵控制电路72、状态报警灯73、RS485通信单元74、数模转换单元75和传感器所需要的电压不同，因此需要稳压电路对电压进行变换，然后再分别供电，稳压电路属于现有技术，并非实用新型的发明点）。

每个水泵的供电回路中都装有电流互感器，每个电流互感器分别与控制处理单元71的第一信号输入端连接；通过电流互感器了解水泵的当前状态，电流互感器属于现有技术。

所述数据采集模块80的信号输出端与数模转换单元75的信号输入端连接；数模转换单元75的数字信号输出端与控制处理单元71的第二信号输入端连接（数模转换单元75将数据采集模块80中各个传感器输入的模拟信号转换成数字信号，该第二信号输入端输入的是正是经过数模转换单元75转换得到的数字信号）；流量计42流量信号输出端与控制处理单元71的第三信号输入端连接，压力表43的压力信号输出端与控制处理单元71的第四信号输入端连接。

控制处理单元71的第一信号输出端（第一信号输出端输出的是报警控制）与状态报警灯73连接，控制处理单元71的第二信号输出端与RS485通信单元74的信号输入端连接；控制处理单元71的第三信号输出端与水泵控制电路72的输入端连接（控制处理单元71根据终端服务器50下发的命令，向水泵控制电路72发出控制命令，水泵控制电路72根据接收到的命令控制对应水泵的开关。水泵控制电路72为现有技术，并非本实用新型的发明点）

RS485通信单元74与无线数据传输设备60通信连接，无线数据传输设备60与终端服务器50通信连接。

具体实施时，数据采集模块80最好包括设置在设备间10的温湿度传感器17，设置在絮凝剂药箱18内的絮凝剂液位传感器15、设置在消毒剂药箱14内的消毒剂液位传感器16、设置在蓄水池20中的蓄水池液位传感器23、设置在清水池30中的清水池液位传感器33；温湿度传感器17、絮凝剂液位传感器15、消毒剂液位传感器16、蓄水池液位传感器23和清水池液位传感器33的信号输出端分别与数模转换单元75信号输入端连接。

下面给出一个使用本实用新型雨水回收利用控制系统的例子，需要特别说明的是，本实用新型的发明点在于提供一种雨水回收利用控制系统，至于雨水回收利用控制系统的使用以及使用方法则不是本实用新型的保护点。

将各个传感器安装完成，并根据上述系统结构将系统的各个组成部分连接完成，系统通电。

控制处理单元71内预设有絮凝剂阀值、消毒剂阀值、设备间温度范围、设备间湿度阀值、清水池液位阀值、蓄水池液位阀值和输水管压力阀值；

絮凝剂液位传感器15将检测的絮凝剂药箱15内的絮凝剂液位信号，消毒剂液位传感器16将检测的消毒剂药箱14内的消毒剂液位信号，温湿度传感器17将检测的设备间10内的温度信号和湿度信号，清水池液位传感器33将检测的清水池30内的清水液位信号，蓄水池液位传感器23将检测到的蓄水池20内的雨水液位信号、流量计42检测的输水管41上流量信号和压力表43检测的输水管41上的压力信号分别传给数模转换单元75。

各个传感器开始采集信号，数模转换单元75将接收到的絮凝剂液位信号、消毒剂液位信号、设备间的温度信号、设备间湿度信号、清水液位信号、雨水液位信号、流量信号和压力信号分别转换成相应的数字信号，然后传至控制处理单元71。

当控制处理单元71根据接收的絮凝剂液位数字信号判断絮凝剂药箱15内的液位小于絮凝剂阀值时，控制处理单元71向状态报警灯73发出絮凝剂药箱故障报警信号，状态报警灯73中的絮凝剂药箱故障报警灯亮。

当控制处理单元71根据接收的消毒剂液位数字信号判断消毒剂药箱14内的液位值小于消毒剂阀值时，控制处理单元71向状态报警灯73发出消毒剂药箱故障报警信号，状态报警灯73中的消毒剂药箱故障报警灯亮。

当控制处理单元71根据接收的设备间湿度数字信号判断设备间10内的湿度小于湿度阀值时，或根据接收的设备间温度数字信号判断设备间10内的温度不在设备间温度范围时，控制处理单元71向状态报警灯73发出设备间故障报警信号，状态报警灯73中的设备间故障报警灯亮。

当控制处理单元71根据接收的清水液位数字信号和压力数字信号，判断清水池30内的液位小于清水池液位阀值，同时输水管41中的压力小于输水管压力阀值，并且持续了T1min（T1为经验值，可以根据经验设定）时，控制处理单元71向状态报警灯73发出清水池故障报警信号，状态报警灯73中的清水池故障报警灯亮。

当控制处理单元71根据接收的雨水液位数字信号和压力数字信号，判断蓄水池20内的液位小于蓄水池液位阀值，同时输水管41中的压力小于输水管压力阀值，并且持续了T2min（T2为经验值，可以根据经验设定）时，控制处理单元71向状态报警灯73发出蓄水池故障报警信号，状态报警灯73中的蓄水池故障报警灯亮。

输水管41的末端处于打开状态（即正在使用雨水回收利用控制系统进行作业，比如灌溉），进行如下故障诊断；

初始状态：雨水阀处于打开状态，自来水阀处于关闭状态，灌溉泵31未工作；

当控制处理单元71接收到的压力数字信号和流量信号均大于零，则自来水阀异常，控制处理单元71向状态报警灯73发出自来水阀故障报警信号，状态报警灯73中的自来水阀故障报警灯亮。

当控制处理单元71接收到的流量信号大于零，而压力数字信号小于或等于零，则自来水阀和雨水阀同时异常，控制处理单元71向状态报警灯73同时发出自来水阀故障报警信号和雨水阀故障报警信号，状态报警灯73中的自来水阀故障报警灯和雨水阀故障报警灯同时亮。

使用雨水工作状态（比如该系统使用雨水灌溉）：雨水阀处于打开状态，自来水阀处于关闭状态，灌溉泵工作；

当控制处理单元71接收到的压力数字信号大于零，而流量信号小于或等于零，则雨水阀异常，控制处理单元71向状态报警灯73发出雨水阀故障报警信号，状态报警灯73中的雨水阀故障报警灯亮。

当控制处理单元71接收到的流量信号大于零，而压力数字信号等于零或小于输水管压力阀值，则自来水阀和雨水阀同时异常，控制处理单元71向状态报警灯73同时发出自来水阀故障报警信号和雨水阀故障报警信号，状态报警灯73中的自来水阀故障报警灯和雨水阀故障报警灯同时亮。

使用自来水工作状态（比如当雨水量不足，不能满足灌溉需求，使用自来水补充灌溉）：雨水阀处于关闭状态，自来水阀处于打开状态，灌溉未工作；

当控制处理单元71接收到的流量信号小于或等于零，则自来水阀异常，控制处理单元71向状态报警灯73发出自来水阀故障报警信号，状态报警灯73中的自来水阀故障报警灯亮。

当控制处理单元71根据接收的清水液位数字信号的值大于或等于雨水液位数字信号的值两倍时，控制处理单元71向状态报警灯73发出系统故障报警信号，状态报警灯73中的系统故障报警灯亮。

采用上述方法使用雨水回收利用控制系统可实现雨水回收利用系统全自动化控制，还可以实现雨水回收利用系统的故障诊断，达到雨水的真正高效回用；同时通过终端服务器实现远程监控功能，可有效解决雨水回收利用系统的运维问题，做到真正的无人值守。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种雨水回收利用控制系统，包括雨水回收利用系统；雨水回收利用系统包括设备间（10）、蓄水池（20）和清水池（30）；所述设备间（10）内设有多个搅拌泵（11），多个计量泵（12）、设备间排污泵（13）、絮凝剂药箱（18）和消毒剂药箱（14）；蓄水池（20）内设有多个排污泵（21）和多个净化泵（22）；清水池（30）内设有多个灌溉泵（31）；

蓄水池（20）与清水池（30）通过管道连通，清水池（30）上连接有输水管（41），输水管（41）从靠近清水池（30）至远离清水池（30）的方向依次设有流量计（42）和压力表（43）；

其特征在于：还包括控制系统，该控制系统包括终端服务器（50）、无线数据传输设备（60）、雨水回收监控模块（70）和数据采集模块（80）；

所述雨水回收监控模块（70）包括控制处理单元（71）、水泵控制电路（72）、状态报警灯（73）、RS485通信单元（74）、数模转换单元（75）和电源管理单元（76）；

所述电源管理单元（76）包括多个相互并联的稳压电路，各个稳压电路将电压变换后分别为控制处理单元（71）、水泵控制电路（72）、状态报警灯（73）、RS485通信单元（74）、数模转换单元（75）和数据采集模块（80）供电；

每个水泵的供电回路中都装有电流互感器，每个电流互感器分别与控制处理单元（71）的第一信号输入端连接；

所述数据采集模块（80）的信号输出端与数模转换单元（75）的信号输入端连接；

数模转换单元（75）的数字信号输出端与控制处理单元（71）的第二信号输入端连接；流量计（42）流量信号输出端与控制处理单元（71）的第三信号输入端连接，压力表（43）的压力信号输出端与控制处理单元（71）的第四信号输入端连接；

控制处理单元（71）的第一信号输出端与状态报警灯（73）连接，控制处理单元（71）的第二信号输出端与RS485通信单元（74）的信号输入端连接；控制处理单元（71）的第三信号输出端与水泵控制电路（72）的输入端连接

RS485通信单元（74）与无线数据传输设备（60）通信连接，无线数据传输设备（60）与终端服务器（50）通信连接。

2.如权利要求1所述的雨水回收利用控制系统，其特征在于：所述数据采集模块（80）包括设置在设备间（10）的温湿度传感器（17），设置在絮凝剂药箱（18）内的絮凝剂液位传感器（15）、设置在消毒剂药箱（14）内的消毒剂液位传感器（16）、设置在蓄水池（20）中的蓄水池液位传感器（23）、设置在清水池（30）中的清水池液位传感器（33）；

温湿度传感器（17）、絮凝剂液位传感器（15）、消毒剂液位传感器（16）、蓄水池液位传感器（23）和清水池液位传感器（33）的信号输出端分别与数模转换单元（75）信号输入端连接。

3.如权利要求1或2所述的雨水回收利用控制系统，其特征在于：所述控制处理单元（71）采用意法半导体的STM32芯片。