CN208654617U - 一种水箱进水智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水箱进水智能控制装置，包括压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、电动球阀、分水器、水箱、集水器、报警装置和PLC控制箱。由于现有箱式变频加压设备在水箱注水过程中，因自由出流而造成市政管网水压减小，在未采用双水源、环形管网，且市政直供用户、加压用户共一根进水管的小区，一旦水箱自动补水，直接导致小区内部分市政直供用户出现无水可用的现象。为解决这一问题，本实用新型通过超声波传感器实时监测水箱水位、压力变送器检测管网水压，将采集的的数据输入到PLC，控制不同口径水管上的电动球阀的开、关状态，智能调节水箱的进水量大小，保证小区可靠用水的同时减小对管网水压的影响。

Description

一种水箱进水智能控制装置

技术领域

本实验新型涉及一种智能控制的机电设备，非常适用于绿色能源和智慧水务行业。

背景技术

随着国家智慧城市建设的提出，城市自来水的建设发展作为其中的一部分，进而提出了智慧水务的建设，由于箱式变频加压设备在水箱补水过程中，因自由出流而造成市政管网压降的问题。特别是未采用双水源、环形管网的，且市政直供用户、加压用户共一根进水管的小区，一旦水箱自动补水，直接导致小区内部分市政直供用户出现无水可用的现象，甚至导致重大经济损失。所以必须进行分时错峰补水，减小高峰用水时段对管网水压的影响，实时调节水箱进、出水量的大小，所以需要一种水箱进水的智能控制装置，保证用户可靠用水。

发明内容

鉴于上述传统水箱进水管自由出水的水箱补水方式存在的不足，本实用新型提出了一种水箱进水智能控制装置，它具有分时错峰补水、自动记录不同阶段的实测数据、压力-流量共同控制进水水量的优点。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现：一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，包括压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、电动球阀、水箱、分水器、集水器、积水容器、报警装置和PLC控制箱；通过压力变送器采集管网水压数据、超声波传感器测量水箱水位和水位变化速度的实时数据以及漏水传感器采集的漏水信号作为PLC的输入信号，再判断在PLC中预先设定的用水时段，根据输入信号PLC输出控制信号给电动球阀，控制电动球阀的开关状态，改变水箱进水量大小或直接为用户供水；输入的数据异常时，PLC执行输出报警信号，报警装置立即报警。

所述压力变送器、超声波传感器、漏水传感器和报警装置采用RS485有线通信方式与PLC的输入端口相连接。

所述电动球阀采用RS485有线通信方式与PLC的输出端相连。

所述水箱有3个入水口、1个溢水口、1个出水口。

所述分水器有1个入水口，4个出水口。

所述集水器入水口连通管网，4个出水口通过水管与4个电动球阀连通。

所述电动球阀，其中3个电动球阀通过水管与水箱的入水口连通，1个电动球阀连通直通管。

所述电动球阀，其中3个与水箱连通的电动球阀A、B、C口径分别为DN32、DN65、DN125，与直通管连通电动阀D口径为DN80。

所述溢水口通过软管连通到积水容器。

所述积水容器用于安放漏水传感器。

所述水箱出水口通过管道连通电动球阀E, 口径DN100。

所述电动球阀E通过管道连通集水器的一个入水口。

所述集水器有2个入口，1个出口。

所述集水器的2个入水口和1个出水口，其中一个入水口与电动球阀E通过管道连通，另一个入水口与直通管连通，出水口与用户连通。

所述压力变送器安装在分水器入口2m远处。

所述超声波传感器安装在水箱内部中间的顶端。

所述超声波传感器测量5个有效水位a、b、c、d、e，分别为低水位、注水水位、中水位、停止注水水位和报警水位。

所述报警装置为一个水箱上限水位的声光报警装置1，一个漏水信号声光报警装置2，一个管网压力值P≤0.12MPa的声光报警装置3，三个报警装置安装在监控室。

所述PLC有线连接压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、电动球阀和报警装置。

一种水箱进水智能控制装置，包括步骤如下：

第一步：超声波传感器、压力变送器和漏水传感器采集数据，将数据传输给PLC控制器；

第二步：PLC控制器进行分析判断，输出执行信号给各个电动球阀；

第三步：电动球阀接收信号并动作，调节水箱进水量，或直接通过直通管为用户供水。

本实用新型技术方案，一种水箱进水智能控制装置，包括压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、不同口径的电动球阀、分水器、水箱、集水器、不同功能报警装置和PLC控制箱；不仅解决了水箱进水管自由出流引起的市政管网压降，而且解决了分时错峰补水、自动记录不同阶段的实测数据、压力-流量共同控制进水水量的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中1-管网2-压力变送器、3-集水器、4-进水管、5-电动球阀、6-直通管、7- 超声波传感器、8-漏水传感器、9-积水容器、10-分水器和11-水箱。

图2为本发明PLC控制器端子接线图。

图3为本发明控制流程图。

具体实施方案

以下将结合附图对本发明的具体结构及产生的控制效果做进一步讲解，以充分了解本发明的目的和效果。

如图1所示，本发明一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，包括压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、电动球阀、水箱、分水器、集水器、积水容器、报警装置和 PLC控制箱；通过压力变送器采集管网水压数据、超声波传感器测量水箱水位和水位变化速度的实时数据以及漏水传感器采集的漏水信号作为PLC的输入信号，再判断在PLC中预先设定的用水时段，根据输入信号PLC输出控制信号给电动球阀，控制电动球阀的开关状态，改变水箱进水量大小或直接为用户供水；输入数据异常时，PLC接收到报警信号执行输出信号，报警装置立即报警。

如图2所示，本发明实施中，所述压力变送器、超声波液位计、漏水传感器采用RS485通信与PLC的输入端口有线连接，采集管网压力、水箱液位、漏水信号输送给PLC控制器；所述PLC的输出端口采用RS485通信与电动球阀有线连接，PLC输出控制信号控制电动球阀的开关状态；所述报警装置为一个水箱上限水位的声光报警装置1，一个漏水信号声光报警装置2，一个管网压力值P≤0.12MPa的声光报警装置3，报警装置均通过RS485通信与PLC控制器输出端口有线连接，当报警信号输入时，报警装置立即启动报警。

如图3所示，本发明的控制流程如下：程序开始时，PLC首先判断输入信号是否满足当前水位H1＝d、管网水压P＞0.24MPa、昨日最低水位H2≤b的条件，若条件满足开电动球阀D 经直通管向用户供水。

若条件不满足，执行接下来的步骤，超声波传感器将采集的当前液位数据传输给PLC 控制器，PLC控制器判断当前液位数据的范围，然后PLC自行判断当前所处时段，紧接着压力传感器将采集的管网水压数据传输给PLC控制器，PLC控制器判断管网水压数据的范围，最后PLC控制器根据输入信号，输出信号给电动球阀控制各个电动球阀的开关状态，从而改变水箱进水量。

PLC对如下条件依次判断，水箱水位高度、用水时段、管网水压和水位下降速度。

水箱水位高于补水水位b处时，不对水箱补水；水箱水位达到补水水位b处时，PLC对用水时段进行判断，用水时段分为高峰时段和闲时时段，高峰时段为每天6：00～8:00、11：00～13:00、17：00～19:00、21：00～23:00，其他时段为闲时时段，通过控制电动浮球阀使水箱补水时间主要集中在闲时时段。

PLC判断用水时段为高峰时段时，PLC通过压力变送器输送的信号判断压力值范围，当压力值P≤0.12MPa时，电动球阀A、B、C、D均关闭，声光报警3发出报警信号；当压力值0.12MPa＜P≤0.2MPa时，PLC发出控制信号只打开电动球阀B向水箱注水；当压力值 0.2MPa＜P时，PLC发出控制信号关闭电动球阀B、打开电动球阀C向水箱注水；当水位下降至低水位a处时，进入紧急补水状态，PLC发出控制信号打开电动球阀A、B、C同时向水箱注水；当水位达到上限水位d时，PLC发出控制信号关闭电动球阀停止向水箱注水。

PLC判断时段为闲时时段时，PLC通过压力变送器输送信号判断压力值范围，当压力值P≤0.12MPa时，电动球阀A、B、C、D均关闭，声光报警3发出报警信号；当压力值 0.12MPa＜P≤0.2MPa时，超声波传感器检测水箱水位下降速度v≤0.2m/s，只开电动球阀A 向水箱注水，超声波传感器检测水箱水位下降速度0.2m/s＜v≤0.4m/s，只开电动球阀B向水箱注水，超声波传感器检测水箱水位下降速度v＜0.4m/s，只开电动球阀C向水箱注水，当水位下降至低水位a处时，进入紧急补水状态，PLC发出信号打开电动球阀A、B、C均打开向水箱补水；当压力值0.12MPa＜P≤0.24MPa时，超声波传感器检测水箱水位下降速度 v≤0.2m/s，只开电动球阀B向水箱注水，超声波传感器检测水箱水位下降速度0.2m/s＜v ≤0.4m/s，开电动球阀A、B向水箱注水，超声波传感器检测水箱水位下降速度v＜0.4m/s，开电动球阀B、C向水箱注水，当水位下降至低水位a处时，进入紧急补水状态，PLC发出控制信号打开电动球阀A、B、C同时向水箱注水。在注水过程中，当水箱水位达到停止注水水位d处时，电动球阀A、B、C均关闭。

水箱水位达到报警水位e处时，报警装置1发出声光报警信号，当漏水传感器检测信号时，报警装置2发出声光报警信号。

本发明所提供的一种水箱进水智能控制装置，如图1所示，包括：第一步：超声波传感器、压力变送器和漏水传感器采集数据，将数据传输给PLC控制器；第二步：PLC控制器进行分析判断，输出执行信号给各个电动球阀；第三步：电动球阀接收信号并动作，调节水箱进水量，或直接通过直通管为用户供水。在此步骤中若发生状态异常，报警装置立即报警。

Claims (8)

1.一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，包括压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、电动球阀、水箱、分水器、集水器、积水容器、报警装置和PLC控制箱；通过压力变送器采集管网水压数据、超声波传感器测量水箱水位和水位变化速度的实时数据以及漏水传感器采集的漏水信号作为PLC的输入信号，再判断在PLC中预先设定的用水时段，根据输入信号PLC输出控制信号给电动球阀，控制电动球阀的开关状态，改变水箱进水量大小或直接为用户供水；输入的数据异常时，PLC执行输出报警信号，报警装置立即报警。

2.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述压力变送器、超声波传感器、漏水传感器和报警装置采用有线通信方式与PLC的输入端口相连接。

3.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述水箱有3个入水口、1个溢水口、1个出水口。

4.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述分水器入水口连通管网，4个出水口通过水管与4个电动球阀连通。

5.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述电动球阀其中3个电动球阀通过水管与水箱的入水口连通，1个电动球阀连通直通管。

6.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述集水器2个入水口和1个出水口，其中一个入水口与电动球阀通过管道连通，另一个入水口与直通管连通，出水口与用户连通。

7.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述报警装置为一个水箱上限水位的声光报警装置1，一个漏水信号声光报警装置2，一个管网压力值P≤0.12MPa的声光报警装置3。

8.根据权利要求1所述的一种水箱进水智能控制装置，其特征在于，所述PLC连接压力变送器、超声波传感器、漏水传感器、电动球阀和报警装置。