RU2819763C1 - Software and hardware system for water treatment process automation - Google Patents

Software and hardware system for water treatment process automation Download PDF

Info

Publication number
RU2819763C1
RU2819763C1 RU2023125352A RU2023125352A RU2819763C1 RU 2819763 C1 RU2819763 C1 RU 2819763C1 RU 2023125352 A RU2023125352 A RU 2023125352A RU 2023125352 A RU2023125352 A RU 2023125352A RU 2819763 C1 RU2819763 C1 RU 2819763C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
control
sensors
filter
controller
Prior art date
Application number
RU2023125352A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Петрович Симчук
Алексей Валерьевич Романенко
Вадим Георгиевич Мосияш
Владимир Николаевич Белокуров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Медицинская научно-производственная фирма СпецМедтехника"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Медицинская научно-производственная фирма СпецМедтехника" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Медицинская научно-производственная фирма СпецМедтехника"
Application granted granted Critical
Publication of RU2819763C1 publication Critical patent/RU2819763C1/en

Links

Abstract

FIELD: technology of water and air purification.
SUBSTANCE: invention relates to multistage automated water treatment for producing ultrapure water and can be used in laboratories, medical institutions and in industrial conditions. Software and hardware complex comprises a hydraulic system, a control and data processing controller with software and switching elements, a measurement unit, an indication and control unit connected to a control and data processing controller, a unit for wireless communication with an external server. Hydraulic system includes inlet and outlet water valves, filters, pipelines, fittings, actuators in the form of pumps and electromagnetic valves, and a storage tank. Measurement unit includes pressure and level sensors, a leakage sensor, filter regeneration sensors, a water flow sensor, temperature sensors and conductivity sensors. Filters are equipped with filter regeneration control units electrically connected to controller. Hydraulic system is double-circuit. First circuit is designed so that to enable production of purified water and its delivery to the consumer. Second circuit is made with possibility of water accumulation and circulation. Controller is configured to process data received from a measuring unit and a conductivity measuring device, and supply of control action to actuators for control of water production mode, regeneration of filters and supply of signal to indication and control unit on necessity of filter replacement.
EFFECT: obtaining a compact device providing a full cycle of water treatment with automation of the entire process of producing water of the required quality and maintenance of the hydraulic system, as well as automated control of consumable state.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области многоступенчатой автоматизированной подготовки воды для получения сверхчистой воды и может быть использовано в лабораториях, медицинских учреждениях и в промышленных условиях.The invention relates to the field of multi-stage automated water preparation to obtain ultrapure water and can be used in laboratories, medical institutions and industrial settings.

Из уровня техники известна автоматизированная система водоподготовки (патент на изобретение РФ №2377193, МПК C02F 9/00, опубл. 10.04.2009г.), включающая программно-логическое устройство, датчики и исполнительные механизмы, программно-логическое устройство в виде управляющей ЭВМ соединенное с конструктивно разделенными двумя измерительными контроллерами и контроллером силовой коммутации, причем один из измерительных контроллеров осуществляет сбор информации с датчиков давления, уровня и разрежения, другой осуществляет контроль удельного электрического сопротивления воды, а контроллер силовой коммутации осуществляет управление исполнительными механизмами, которыми являются насосы, электромагнитные клапаны и шаровые краны с электрическими приводами.An automated water treatment system is known from the prior art (RF patent for invention No. 2377193, IPC C02F 9/00, published on April 10, 2009), including a program logic device, sensors and actuators, a program logic device in the form of a control computer connected to structurally separated by two measuring controllers and a power switching controller, wherein one of the measuring controllers collects information from pressure, level and vacuum sensors, the other monitors the electrical resistivity of water, and the power switching controller controls actuators, which are pumps, solenoid valves and ball valves with electric drives.

Недостатками данного изобретения является отсутствие функции программированного налива, что усложняет процесс контроля, отсутствие функции передачи данных, что усложняет процесс получения, сохранения и передачи данных для пользователя о техническом состоянии установки и о процессе очистки воды. The disadvantages of this invention are the lack of a programmed filling function, which complicates the control process, and the lack of a data transmission function, which complicates the process of obtaining, storing and transmitting data to the user about the technical condition of the installation and the water purification process.

Датчик утечки подает сигнал тревоги только в случае протечки воды, что снижает ее надежность, поскольку информация о повышенной влажности необходима для своевременной реакции и проведения дополнительной диагностики системы.The leak sensor generates an alarm only in the event of a water leak, which reduces its reliability, since information about high humidity is necessary for a timely response and additional diagnostics of the system.

Отсутствие встроенного принтера что не позволяет пользователю дифференцировать образец и точно знать время и качество набранной воды.The lack of a built-in printer does not allow the user to differentiate the sample and know exactly the time and quality of the collected water.

В данной системе отсутствует программа автоматизированной замены картриджей, что в свою очередь процесс замены фильтрующего картриджа, от сброса давления до окончательной промывки и вводу в эксплуатацию.This system does not have an automated cartridge replacement program, which in turn is the process of replacing the filter cartridge, from pressure relief to final washing and commissioning.

Задача, на решение которой направлено изобретение является создание автоматизированного устройства полного цикла водоподготовки.The problem to which the invention is aimed is the creation of an automated device for a full cycle of water treatment.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в получении компактного устройства, обеспечивающего полный цикл водоподготовки с автоматизацией всего процесса производства воды необходимого качества и технического обслуживания гидравлической системы, а также автоматизированного контроля состояния расходного материала.The technical result achieved by the invention is to obtain a compact device that provides a full cycle of water treatment with automation of the entire process of producing water of the required quality and maintenance of the hydraulic system, as well as automated monitoring of the condition of consumables.

Технический результат достигается программно-аппаратным комплексом для автоматизации процесса водоподготовки, содержащим гидравлическую систему, включающую краны входной и выходной воды, фильтры, трубопроводы, фитинги, исполнительные механизмы в виде насосов и электромагнитных клапанов; контроллер управления и обработки данных с программным обеспечением и элементами коммутации, блок измерения, включающий датчики давления и уровня, а так же дополнительно содержит связанный с контроллером управления и обработки данных блок индикация и управления, блок беспроводной связи с внешним сервером, а фильтры снабжены блоками управления регенерацией фильтров, электрически соединенными с контроллером, гидравлическая система содержит накопительный бак и выполнена двухконтурной, где первый контур выполнен с возможностью производства очищенной воды и выдачи ее потребителю, а второй контур выполнен с возможностью накопления и циркуляции воды, блок измерения дополнительно содержит датчик протечки, датчики регенерации фильтров, датчик потока воды, датчики температуры и датчики проводимости, при этом контроллер выполнен с возможностью обработки данных, получаемых от измерительного блока и устройства измерения проводимости и подачи управляющего воздействия на исполнительные механизмы для регулирования режима производства воды, регенерации фильтров и подачи сигнала на блок индикации и управления о необходимости замены фильтра. The technical result is achieved by a software and hardware complex for automating the water treatment process, containing a hydraulic system including inlet and outlet water taps, filters, pipelines, fittings, actuators in the form of pumps and solenoid valves; a control and data processing controller with software and switching elements, a measurement unit including pressure and level sensors, and also additionally contains an indication and control unit associated with the control and data processing controller, a wireless communication unit with an external server, and the filters are equipped with control units regeneration of filters electrically connected to the controller, the hydraulic system contains a storage tank and is made of a double-circuit system, where the first circuit is configured to produce purified water and dispense it to the consumer, and the second circuit is configured to accumulate and circulate water, the measurement unit additionally contains a leakage sensor, sensors filter regeneration, water flow sensor, temperature sensors and conductivity sensors, wherein the controller is configured to process data received from the measuring unit and the conductivity measuring device and supply a control action to the actuators to regulate the mode of water production, filter regeneration and supply a signal to the unit indication and control of the need to replace the filter.

Далее изобретение поясняется следующими схемами:The invention is further illustrated by the following diagrams:

Фиг.1 - блок-схема программно-аппаратного комплекса;Figure 1 is a block diagram of the hardware and software complex;

Фиг.2 - схема гидравлического блока в одном из вариантов осуществления;Figure 2 is a diagram of a hydraulic unit in one embodiment;

Фиг.3 - устройство измерения проводимости в одном из вариантов осуществления.Figure 3 shows a conductivity measuring device in one embodiment.

Условные обозначения, используемые в схемах:Conventions used in diagrams:

Датчик протечки W1.Leak sensor W1.

Датчик давления LPS1.Pressure sensor LPS1.

Датчик давления LPS2.Pressure sensor LPS2.

Датчик уровня воды в баке LS1.Water level sensor in tank LS1.

Датчик уровня воды в баке LS2.Water level sensor in tank LS2.

Датчик уровня воды в баке LS3.Tank water level sensor LS3.

Датчик уровня воды в баке LS4.Tank water level sensor LS4.

Датчик потока воды FM1.Water flow sensor FM1.

Насос реверсивного осмоса Р1.Reverse osmosis pump P1.

Насос циркуляции Р2.Circulation pump P2.

Картридж предочистки железоудаляющий С1Iron removal pre-purification cartridge C1

Картридж предочистки ионообменный С2Ion exchange pre-purification cartridge C2

Картридж финишной очистки С3Final cleaning cartridge C3

Картридж регенерационный С4Regeneration cartridge C4

Картридж удаления бактерий и эндотоксинов BF1BF1 Bacteria and Endotoxin Removal Cartridge

Картридж предочистки мембранный М1Membrane pre-cleaning cartridge M1

Картридж сменный УФ Элемент UF1Replaceable UV cartridge Element UF1

Датчики температуры ТМР1, ТМP2, ТМP3Temperature sensors TMP1, TMP2, TMP3

Обратные клапаны RV2-RV5Check valves RV2-RV5

Фильтр удаления бактерий с воздушным замком BF2Air lock bacteria removal filter BF2

Датчики проводимости CS1, CS2Conductivity sensors CS1, CS2

Редукционный клапан NV1Pressure reducing valve NV1

Накопительный бак Т1Storage tank T1

Клапаны электромагнитные SV1-SV10Solenoid valves SV1-SV10

Фильтр грубой очистки F1Coarse filter F1

Автомат промыва фильтра грубой очистки AR1Automatic pre-filter washing machine AR1

Автоматический угольный / железоудаляющий фильтр F2Automatic carbon/iron removal filter F2

Автоматический ионообменный фильтр F3Automatic ion exchange filter F3

Емкость соли T3Salt capacity T3

Клапаны V1-V9Valves V1-V9

Манометры PG1-PG3Pressure gauges PG1-PG3

Коннекторы быстросъемные QC1-QC7, QC9-QC15Quick-release connectors QC1-QC7, QC9-QC15

Комплекс для очистки воды предназначен для удаления нежелательных химических, биологических загрязняющих веществ и/или твердых частиц из воды и обеспечивает очистку исходной воды от взвешенных механических и коллоидных частиц, микроорганизмов, органических соединений и солей тяжелых металлов благодаря комбинированному использованию нескольких методов очистки, включая механическую фильтрацию, деионизацию, обратный осмос и/или облучение ультрафиолетовым светом для снабжения лабораторного оборудования водой различных степеней очистки и производства воды для работы с препаратами и реактивами, а также для проведения различных лабораторных манипуляций.The water purification complex is designed to remove unwanted chemical, biological contaminants and/or solid particles from water and ensures the purification of source water from suspended mechanical and colloidal particles, microorganisms, organic compounds and heavy metal salts through the combined use of several purification methods, including mechanical filtration , deionization, reverse osmosis and/or irradiation with ultraviolet light to supply laboratory equipment with water of various degrees of purification and produce water for working with drugs and reagents, as well as for carrying out various laboratory manipulations.

Программно-аппаратный комплекс состоит из следующих компонентов (фиг.1):The hardware and software complex consists of the following components (Fig. 1):

- блок гидравлики, включающий фильтры, трубопроводы, фитинги, накопительный бак (не показано на фиг.1);- hydraulic unit, including filters, pipelines, fittings, storage tank (not shown in Fig. 1);

- контроллер управления и обработки данных 1 с программным обеспечением и элементами коммутации (реле, разъемы);- control and data processing controller 1 with software and switching elements (relays, connectors);

- блок измерения 2, включающий датчик протечки 3, датчики давления 4, датчики уровни воды 5 в накопительном баке, датчики регенерации фильтров 6, датчик потока воды 7, датчики проводимости 20, датчики температуры 21;- measurement unit 2, including leakage sensor 3, pressure sensors 4, water level sensors 5 in the storage tank, filter regeneration sensors 6, water flow sensor 7, conductivity sensors 20, temperature sensors 21;

- исполнительные механизмы 8, состоящие из кранов входной и выходной воды, клапанов 9 и насосов 10 управляемыми токовыми ключами и реле, расположенными на контроллере 1;- actuators 8, consisting of inlet and outlet water taps, valves 9 and pumps 10 controlled by current switches and relays located on the controller 1;

- блок управления ультрафиолетовой лампой 11;- control unit for ultraviolet lamp 11;

- вентилятор охлаждения воды 12;- water cooling fan 12;

- блок питания 13;- power supply 13;

- устройство измерения проводимости 14;- conductivity measuring device 14;

- блок управления регенерацией (промывкой) фильтров 15. Блок управления регенерацией (промывкой) располагается на фильтрах. Питание и управляющие сигналы поступают непосредственно с контроллера;- filter regeneration (washing) control unit 15. The regeneration (washing) control unit is located on the filters. Power and control signals come directly from the controller;

- блок индикации и управления 16;- display and control unit 16;

- модуль беспроводной связи NFC 17;- NFC 17 wireless communication module;

- модуль удаленной связи с внешним сервером сбора информации на базе GSM-модуля 18; - remote communication module with an external information collection server based on GSM module 18;

- принтер 19.- printer 19.

Программное обеспечение аппаратного комплекса в контроллере управления представляет собой комплекс взаимосвязанных алгоритмов, исполнение которых позволяет в полном объеме обеспечить выполнение всех функций и разделено на две части, в зависимости от его места расположения. Одна часть программного обеспечения размещена в памяти контроллера управления, а вторая часть в памяти блока индикации и управления.The software of the hardware complex in the control controller is a set of interconnected algorithms, the execution of which allows for the full implementation of all functions and is divided into two parts, depending on its location. One part of the software is located in the memory of the control controller, and the second part is located in the memory of the display and control unit.

Основными алгоритмами, расположенными в памяти контроллера управления, являются:The main algorithms located in the memory of the control controller are:

- алгоритм контроля параметров воды на входе аппаратного комплекса и на его выходе;- algorithm for monitoring water parameters at the input of the hardware complex and at its output;

- алгоритм наполнения накопительного бака аппаратного комплекса водой необходимого качества;- algorithm for filling the storage tank of the hardware complex with water of the required quality;

- алгоритм поддержания требуемого качества воды в накопительном баке аппаратного комплекса;- algorithm for maintaining the required water quality in the storage tank of the hardware complex;

- алгоритм регенерации фильтров аппаратного комплекса;- algorithm for regenerating filters of the hardware complex;

- алгоритм контроля состояния датчиков давления входного и выходного контуров аппаратного комплекса и датчиков уровня воды в накопительном баке аппаратного комплекса;- algorithm for monitoring the state of pressure sensors of the input and output circuits of the hardware complex and water level sensors in the storage tank of the hardware complex;

- алгоритм контроля процесса отбора воды из накопительного бака аппаратного комплекса;- algorithm for monitoring the process of water selection from the storage tank of the hardware complex;

- алгоритм обеспечения программируемого отбора воды из накопительного бака;- algorithm for ensuring programmable water withdrawal from the storage tank;

- алгоритм взаимодействия контроллера управления и блока индикации при отображении состояния аппаратного комплекса и при передаче сигналов управления;- algorithm for interaction between the control controller and the display unit when displaying the state of the hardware complex and when transmitting control signals;

- алгоритм обработки аварийных ситуаций;- algorithm for processing emergency situations;

- алгоритм взаимодействия контроллера управления и блока индикации при передаче данных через блок удаленной связи (GSM-модуль) на сервер сбора информации;- algorithm for interaction between the control controller and the display unit when transmitting data through a remote communication unit (GSM module) to the information collection server;

- алгоритм работы аппаратного комплекса в режиме ручного управления;- algorithm of operation of the hardware complex in manual control mode;

- алгоритм работы аппаратного комплекса в режиме полуавтоматического управления;- algorithm of operation of the hardware complex in semi-automatic control mode;

- алгоритм отработки операций технического обслуживания аппаратного комплекса.- algorithm for working out maintenance operations of the hardware complex.

Основными алгоритмами, расположенными в памяти блока индикации и управления, являются:The main algorithms located in the memory of the display and control unit are:

- алгоритм переключения режимов работы аппаратного комплекса (рабочий режим, режим ручного управления, режим полуавтоматического управления), а также возврат аппаратного комплекса из спящего в рабочий режим;- algorithm for switching operating modes of the hardware complex (operating mode, manual control mode, semi-automatic control mode), as well as returning the hardware complex from sleep to operating mode;

- алгоритм отображения текущего состояния аппаратного комплекса, в том числе, качества производимой воды, расхода воды пользователями, износа фильтров, состояния клапанов и насосов, количества воды в аппаратном комплексе;- an algorithm for displaying the current state of the hardware complex, including the quality of water produced, water consumption by users, filter wear, condition of valves and pumps, and the amount of water in the hardware complex;

- алгоритм отображения параметров настройки аппаратного комплекса и обеспечения возможности корректировки этих параметров;- an algorithm for displaying the configuration parameters of the hardware complex and providing the ability to adjust these parameters;

- алгоритм отображения гидравлической схемы аппаратного комплекса в режиме реального времени с отображением параметров качества воды;- algorithm for displaying the hydraulic circuit of the hardware complex in real time with display of water quality parameters;

- алгоритм отображения аварийных ситуаций;- algorithm for displaying emergency situations;

- алгоритм отображения состояния датчиков и обеспечения управления состоянием клапанов и насосов в режиме ручного управления аппаратным комплексом;- an algorithm for displaying the state of sensors and providing control over the state of valves and pumps in manual control mode of the hardware complex;

- алгоритм отображения состояния клапанов и насосов и обеспечения управления датчиками в режиме полуавтоматического управления аппаратным комплексом;- an algorithm for displaying the state of valves and pumps and providing control of sensors in the mode of semi-automatic control of the hardware complex;

В наиболее общем виде алгоритм работы при включении аппаратного комплекса выглядит следующим образом.In its most general form, the operating algorithm when turning on the hardware complex is as follows.

1) контроль состояния датчиков уровня воды в накопительном баке аппаратного комплекса. Если уровень воды ниже допустимого, то аппаратный комплекс переходит в режим ПРОИЗВОДСТВО воды, в противном случае аппаратный комплекс переходит в режим поддержания качества воды в накопительном баке на требуемом уровне (режим циркуляции);1) monitoring the state of water level sensors in the storage tank of the hardware complex. If the water level is below the permissible level, then the hardware complex switches to the water PRODUCTION mode, otherwise the hardware complex switches to the mode of maintaining the water quality in the storage tank at the required level (circulation mode);

2) в режиме циркуляции происходит прокачка воды по выходному контуру аппаратного комплекса при помощи насоса через биофильтр, ультрафиолетовую лампу и, при необходимости, через вентилятор охлаждения воды. При нахождении в этом режиме в течение 10 мин и при условии, что качество воды соответствует требуемому уровню, аппаратный комплекс переходит в спящий режим, то есть насос выключается и прокачка воды прекращается. Через 1 час аппаратный комплекс переходит снова в режим циркуляции и цикл повторяется.2) in the circulation mode, water is pumped through the output circuit of the hardware complex using a pump through a biofilter, an ultraviolet lamp and, if necessary, through a water cooling fan. When in this mode for 10 minutes and provided that the water quality meets the required level, the hardware complex goes into sleep mode, that is, the pump turns off and water pumping stops. After 1 hour, the hardware complex switches back to circulation mode and the cycle repeats.

При необходимости отбора воды персоналом, спящий режим может быть прерван прикосновением к дисплею блока индикации аппаратного комплекса или прикосновением к кнопке ручного налива воды. Если в процессе отбора воды ее уровень опустится ниже допустимого, то аппаратный комплекс переходит в режим ПРОИЗВОДСТВО воды;If it is necessary for personnel to draw water, the sleep mode can be interrupted by touching the display of the hardware complex display unit or by touching the manual water filling button. If during the process of water selection its level drops below the permissible level, then the hardware complex switches to the water PRODUCTION mode;

3) режим ПРОИЗВОДСТВО воды начинается с промывки трубопроводов и сброса воды. Затем, когда давление воды во входном контуре достигает необходимого уровня, включается насос и происходит прокачка воды через мембранный фильтр в накопительный бак аппаратного комплекса. При достижении необходимого уровня воды в накопительном баке аппаратного комплекса, набор воды прекращается и аппаратный комплекс снова переходит в режим циркуляции.3) the water PRODUCTION mode begins with flushing the pipelines and discharging water. Then, when the water pressure in the input circuit reaches the required level, the pump turns on and water is pumped through the membrane filter into the storage tank of the hardware complex. When the required water level is reached in the storage tank of the hardware complex, the water supply stops and the hardware complex again switches to circulation mode.

При наступлении времени перехода в режим регенерации аппаратный комплекс переводится в режим циркуляции и запускается оборудование регенерации фильтров. Если в момент запуска регенерации аппаратный комплекс находится в режиме ПРОИЗВОДСТВО воды, то набор воды прекращается и аппаратный комплекс переводится в режим циркуляции.When the time comes to switch to the regeneration mode, the hardware complex is switched to circulation mode and the filter regeneration equipment is started. If at the time of starting regeneration the hardware complex is in the water PRODUCTION mode, then the water supply stops and the hardware complex is switched to circulation mode.

При наступлении времени передачи данных на сервер инициируется сеанс связи блока удаленной связи (GSM-модуля) аппаратного комплекса с сервером сбора информации и происходит передача данных на сервер. В случае аварийной ситуации сеанс связи с сервером устанавливается в момент обнаружения информации и на сервер передается вся необходимая информация для идентификации характера неисправности. Кроме этого, сервер дальше пересылает эту информацию персоналу, обслуживающему данный аппаратный комплекс.When the time comes to transfer data to the server, a communication session between the remote communication unit (GSM module) of the hardware complex and the information collection server is initiated and data is transferred to the server. In the event of an emergency, a communication session with the server is established at the moment the information is detected and all necessary information is transmitted to the server to identify the nature of the malfunction. In addition, the server further forwards this information to the personnel servicing this hardware complex.

При отборе воды персоналом предоставляется возможность распечатать сопроводительную квитанцию, содержащую следующую информацию: дата и время отбора воды, количество воды, проводимость и температура воды.When water is collected, personnel are given the opportunity to print an accompanying receipt containing the following information: date and time of water collection, amount of water, conductivity and temperature of the water.

В процессе отработки алгоритмов происходит постоянный анализ состояния датчиков аппаратного комплекса с целью обнаружения и предупреждения аварийных и нештатных ситуаций. К таковым относятся:In the process of developing algorithms, the state of the sensors of the hardware complex is constantly analyzed in order to detect and prevent emergency and abnormal situations. These include:

- протечка воды, устанавливаемая посредством датчика протечки, подающего сигнал на контроллер, который в свою очередь подает сигнал на закрытие клапана подачи воды из водопровода, выключение всех насосов и клапанов аппарата. При этом обеспечивается вывод на дисплей блока индикации привлекающей внимание персонала информации об аварии с указанием ее причины и подача прерывистого звукового сигнала.- water leakage, established by means of a leakage sensor, which sends a signal to the controller, which in turn sends a signal to close the water supply valve from the water supply system, turning off all pumps and valves of the device. At the same time, information about the accident that attracts the attention of personnel is displayed on the display unit, indicating its cause, and an intermittent sound signal is given.

- неисправность любого из датчиков уровня, в результате которой контроллер подает сигнал на выключение всех насосов и клапанов аппаратного комплекса. При этом обеспечивается вывод на дисплей блока индикации привлекающей внимание персонала информации об аварии с указанием ее причины.- malfunction of any of the level sensors, as a result of which the controller sends a signal to turn off all pumps and valves of the hardware complex. At the same time, information about the accident that attracts the attention of personnel is displayed on the display unit, indicating its cause.

Программно-аппаратный комплекс содержит первый и второй контуры, где первый основной контур последовательно расположенных фильтров, при этом поток очищаемой воды принудительно перекачивается в накопительный бак посредством насоса и поступает на выход и выдачу потребителю после прохождения этапов дополнительной очистки, а второй контур работает в режиме ЦИРКУЛЯЦИЯ и содержит накопительный бак, насос, фильтры финишной очистки и устройство стабилизации температуры.The software and hardware complex contains the first and second circuits, where the first main circuit of sequentially located filters, while the flow of purified water is forcibly pumped into the storage tank by means of a pump and goes to the outlet and distribution to the consumer after passing through the stages of additional purification, and the second circuit operates in CIRCULATION mode and contains a storage tank, a pump, final cleaning filters and a temperature stabilization device.

Аналогично управляющее воздействие на исполнительные механизмы подается контроллером в следующих случаях:Similarly, the control action on the actuators is supplied by the controller in the following cases:

- низкое давление во входном контуре (отсутствие воды в водопроводе);- low pressure in the inlet circuit (lack of water in the water supply);

- низкое давление в выходном контуре;- low pressure in the outlet circuit;

- отсутствие циркуляции в выходном контуре;- lack of circulation in the output circuit;

- невозможность достичь необходимого качества воды в выходном контуре;- inability to achieve the required water quality in the outlet circuit;

- качество воды во входном контуре ниже допустимого предела;- the quality of water in the input circuit is below the permissible limit;

- высокое давление во входном или выходном контуре в тех случаях, когда состояние клапанов и насосов требует наличия низкого давления.- high pressure in the inlet or outlet circuit in cases where the condition of valves and pumps requires low pressure.

Программно-аппаратный комплекс обладает следующим набором функций:The software and hardware complex has the following set of functions:

- обеспечение получения качественной воды проводимостью не более 0,1 мСм/см из водопроводной воды;- ensuring the production of high-quality water with a conductivity of no more than 0.1 mS/cm from tap water;

- предоставление простого и удобного интерфейса для пользователей;- providing a simple and convenient interface for users;

- обеспечение возможности ручного и программируемого налива воды;- providing the possibility of manual and programmable water filling;

- обеспечение блокировки подачи воды из водопровода, отключение всех насосов и закрытие всех клапанов при возникновении аварийных ситуаций - протечки воды, выхода из строя датчиков уровня, датчиков давления и т.д.- ensuring blocking of water supply from the water supply system, turning off all pumps and closing all valves in the event of emergency situations - water leakage, failure of level sensors, pressure sensors, etc.

- обеспечение регулярной регенерации фильтров и корректировки при необходимости минерального состава воды с возможностью изменения периодичности и времени выполнения данной операции;- ensuring regular regeneration of filters and adjustment, if necessary, of the mineral composition of water with the possibility of changing the frequency and time of this operation;

- обеспечение дистанционного контроля состояния аппаратного комплекса, качества воды на входе и выходе комплекса, расход чистой воды, остаточный ресурс фильтров и возникновение аварийных ситуаций;- ensuring remote monitoring of the state of the hardware complex, the quality of water at the entrance and exit of the complex, clean water consumption, residual life of filters and the occurrence of emergency situations;

- обеспечение всех необходимых аппаратов и программных средств для быстрого и удобного выполнения пуско-наладочных работ и технического обслуживания комплекса.- provision of all necessary equipment and software for quick and convenient commissioning and maintenance of the complex.

Контроллер управления и обработки 1 является коммутатором для всех подключенных к нему устройств. Он содержит:Control and processing controller 1 is a switch for all devices connected to it. He contains:

- источник вторичного питания (импульсный преобразователь DC 12v в DC 5v) с обвязкой;- secondary power source (pulse converter DC 12v to DC 5v) with wiring;

- модуль центрального процессора на базе контролера ATMEGA 2560 с обвязкой;- a central processor module based on the ATMEGA 2560 controller with wiring;

- микросхема часов реального времени с батареей резервного питания; - real-time clock chip with backup battery;

- микросхема преобразователя сигналов датчика протечки; - leakage sensor signal converter microcircuit;

- звукопреобразователь;- sound converter;

- реле управления ультрафиолетовой лампой обеззараживания;- relay for controlling the ultraviolet disinfection lamp;

- схема управления ключами исполнительных устройств;- scheme for controlling the keys of actuators;

- разъемы и клемники для соединения со всеми перечисленными устройствами управления.- connectors and terminal blocks for connection with all listed control devices.

Блок измерения 2 включает в себя датчик протечки 3, датчики давления 4, датчики уровни воды 5 в накопительном баке, датчики регенерации фильтров 6, датчик потока воды 7, датчики проводимости 20 и датчики температуры.Measurement unit 2 includes a leakage sensor 3, pressure sensors 4, water level sensors 5 in the storage tank, filter regeneration sensors 6, water flow sensor 7, conductivity sensors 20 and temperature sensors.

Датчик протечки 3 представляет собой пластину из АВС пластика с электродами и соединительным кабелем. Датчик располагается под установкой на полу с целью контроля возможной аварийной протечки воды. При появлении влаги на электродах датчика, сигнал подается на контроллер, где преобразуется в сигнал тревоги, с последующим отключением всех систем установки и перекрытием подачи воды в установку.Leakage sensor 3 is a plate made of ABC plastic with electrodes and a connecting cable. The sensor is located under the installation on the floor to monitor possible emergency water leakage. When moisture appears on the sensor electrodes, the signal is sent to the controller, where it is converted into an alarm signal, followed by shutting down all installation systems and shutting off the water supply to the installation.

Датчики давления 4 представляют собой мембранные датчики с нормально разомкнутыми контактами (при отсутствии давления контакты разомкнуты). Сигналы с датчиков поступаю на контроллер для дальнейшей обработки.Pressure sensors 4 are membrane sensors with normally open contacts (in the absence of pressure, the contacts are open). Signals from the sensors are sent to the controller for further processing.

Датчики уровня воды 5 в накопительном баке представляют собой поплавково-магнитные датчики с нормально разомкнутым герконным контактом (при отсутствии воды в баке контакты датчика разомкнуты). Сигналы с датчиков поступают на контроллер для дальнейшей обработки.Water level sensors 5 in the storage tank are float-magnetic sensors with a normally open reed contact (if there is no water in the tank, the sensor contacts are open). Signals from the sensors are sent to the controller for further processing.

Датчик регенерации 6 представляет собой электронное устройство управления автоматическим промывочным клапаном регенерации фильтров. С контроллера на блоки управления регенерацией фильтров 15 поступает питание, а также в запланированное время сигнал начала регенерации фильтра. В случае успешного начала регенерации с блока управления фильтрами в контроллер возвращается сигнал подтверждения регенерации.Regeneration sensor 6 is an electronic control device for the automatic filter regeneration flush valve. From the controller, power is supplied to the filter regeneration control units 15, as well as a signal to start filter regeneration at the scheduled time. If regeneration starts successfully, a regeneration confirmation signal is returned from the filter control unit to the controller.

Датчик потока 7 представляет собой счетчик воды улиточно-лопастного типа с элементом «холла». Питание датчика и съем данных осуществляется с контроллера. Датчик предназначен для определения наличия потока воды в контуре циркуляции и контроля набираемой воды.Flow sensor 7 is a snail-vane type water meter with a “hall” element. The sensor is powered and data is collected from the controller. The sensor is designed to determine the presence of water flow in the circulation circuit and control the collected water.

Блок управления ультрафиолетовой лампой обеззараживания 11 представляет собой электронный дроссель и включается посредством замыкания контактов электромагнитного реле и подачи напряжения АС 220 вольт, на контроллер.The control unit for the ultraviolet disinfection lamp 11 is an electronic choke and is activated by closing the contacts of the electromagnetic relay and supplying AC 220 volts to the controller.

Блок питания 13 предназначен для питания низковольтной части электронного оборудования. Блок питания представляет собой импульсный преобразователь напряжения в отдельном корпусе. Входное напряжение АС 220 вольт, выходное напряжение DC 12 вольт /100 Ватт.The power supply 13 is designed to power the low-voltage part of the electronic equipment. The power supply is a pulse voltage converter in a separate housing. Input voltage AC 220 volts, output voltage DC 12 volts / 100 watts.

Устройство измерения проводимости 14 двухканальное (измерительная ячейка) предназначен для определения электропроводности приготовленной воды в потоке на выходе из реверса осмоса (1 канал) и в контуре циркуляции (2 канал). Так же производится измерение температуры воды в каждом канале раздельно с целью внесения температурной коррекции показаний проводимости. Логическое управление блоком измерения проводимости осуществляется контроллером.The 14 two-channel conductivity measuring device (measuring cell) is designed to determine the electrical conductivity of prepared water in the flow at the outlet of the reverse osmosis (channel 1) and in the circulation circuit (channel 2). The water temperature in each channel is also measured separately in order to make a temperature correction of the conductivity readings. Logical control of the conductivity measurement unit is carried out by the controller.

Пределы измерения 1 канала - 0…200 мкСим/см.The measurement limits of channel 1 are 0…200 µS/cm.

Пределы измерения 2 канала - 0…18,2 МОм/см.Measurement limits 2 channels - 0…18.2 MOhm/cm.

Температурный диапазон - 0…50 °СTemperature range - 0…50 °C

Измерительная ячейка обеспечивает термокоррекцию показаний по обоим каналам (при необходимости, с возможностью отключения). Данные о показаниях проводимости и температуры по обоим каналам поступают в контроллер и далее на блок индикации и управления.The measuring cell provides thermal correction of readings on both channels (if necessary, with the ability to turn off). Data on conductivity and temperature readings via both channels are sent to the controller and then to the indication and control unit.

Для управления клапанами, кранами и насосами применены исполнительные механизмы 8 (метод широтно-импульсного управления нагрузкой). Данный метод позволил гибко регулировать характеристики мощности насосов и клапанов. В момент включения клапана или насоса на устройство подается полная мощность, через установленное время мощность снижается до пределов необходимого порога удержания клапана во включенном состоянии, как следствие уменьшая нагрев клапанов и энергопотребление в целом. Так же регулируется мощность насосов.To control valves, taps and pumps, actuators 8 are used (pulse-width load control method). This method made it possible to flexibly adjust the power characteristics of pumps and valves. At the moment the valve or pump is turned on, full power is supplied to the device; after a set time, the power is reduced to the required threshold for keeping the valve in the on state, as a result reducing heating of the valves and energy consumption in general. The power of the pumps is also regulated.

Блок индикации и управления 16 состоит из платы монитора, цветного дисплея, сенсорного датчика (кнопки) ручного налива воды. Блок индикации и управления предназначен для индикации состояния установки, управления всеми функциями установки, а также для программируемого набора воды.The display and control unit 16 consists of a monitor board, a color display, and a touch sensor (button) for manual water filling. The indication and control unit is designed to indicate the status of the installation, control all functions of the installation, as well as for programmable water supply.

Модуль беспроводной связи (NFC) 17 предназначен для беспарольного доступа в систему с целью проведения технического обслуживания установки, замены картриджей и другого оборудования. Доступ осуществляется при помощи NFC карты (метки).The wireless communication module (NFC) 17 is designed for password-free access to the system for the purpose of carrying out maintenance of the installation, replacing cartridges and other equipment. Access is provided using an NFC card (tag).

Модуль беспроводной связи 18 (GSM) предназначен для передачи информации по сети сотовой связи о состоянии установки по всем параметрам и сигнализации о аварийной ситуации (при ее возникновении).Wireless communication module 18 (GSM) is designed to transmit information via a cellular network about the status of the installation in all parameters and signal an emergency (if it occurs).

Принтер 19 представляет собой чековый ленточный принтер, ширина ленты 58мм. Принтер предназначен для документирования параметров набранной воды и технического состояния установки. Связь с контроллером осуществляется по интерфейсу UART.Printer 19 is a receipt ribbon printer, ribbon width 58mm. The printer is designed to document the parameters of the collected water and the technical condition of the installation. Communication with the controller is carried out via the UART interface.

Осуществления работы устройстваOperating the device

Первичная подготовка воды осуществляется каскадом фильтрующих элементов в составе F1, F2 F3 (фиг. 2).Primary water preparation is carried out by a cascade of filter elements consisting of F1, F2 and F3 (Fig. 2).

Фильтр грубой очистки F1. Предназначен для проведения первичной фильтрации воды, поступающей из магистрали городской водопроводной сети, с целью удаления включений крупнее 100 мкм. Поток воды следует от входного патрубка внутри корпуса фильтра сквозь сетку, размещенную в колбе корпуса фильтра, которая задерживает частицы селективностью крупнее установленного номинального размера. Поток следует к отводному патрубку и направляется к патрубку далее размещенного фильтрующего оборудования. Фильтр оснащен системой дренирования и автоматом промыва.Coarse filter F1. Designed for primary filtration of water coming from the city water supply network in order to remove inclusions larger than 100 microns. The water flow follows from the inlet pipe inside the filter housing through a mesh placed in the filter housing flask, which selectively retains particles larger than the established nominal size. The flow follows to the outlet pipe and is directed to the pipe next to the filtering equipment located. The filter is equipped with a drainage system and automatic washing system.

Фильтр грубой очистки: поток воды следует от входного патрубка внутри корпуса фильтра сквозь сетку, размещенную в колбе корпуса фильтра, которая задерживает частицы селективностью крупнее установленного номинального размера. Поток следует к отводному патрубку и направляется к патрубку далее размещенного фильтрующего оборудования. Фильтр оснащен системой дренирования и автоматическим блоком промыва.Coarse filter: the water flow follows from the inlet pipe inside the filter housing through a mesh placed in the filter housing flask, which selectively retains particles larger than the established nominal size. The flow follows to the outlet pipe and is directed to the pipe next to the filtering equipment located. The filter is equipped with a drainage system and an automatic washing unit.

Далее поток воды поступает в автоматический железоудаляющий фильтр F2: поток воды от входного патрубка клапана автоматического управления направляется на верхний слой фильтрующего материала, загруженного в напорный корпус. Далее проходя сквозь слой фильтрующего материала поток воды освобождается от включений железистой группы и попадает в нижнюю сетку водоподъемной трубки. Затем по трубке водоподъемной направляется в клапан автоматического управления, из которого по патрубку выходной воды направляется к следующему фильтрующему устройству.Next, the water flow enters the automatic iron removal filter F2: the water flow from the inlet pipe of the automatic control valve is directed to the upper layer of filter material loaded into the pressure housing. Then, passing through a layer of filter material, the water flow is freed from inclusions of the ferrous group and enters the lower mesh of the water-lifting tube. Then the water-lifting tube is directed to the automatic control valve, from which the outlet water is directed through the pipe to the next filtering device.

Далее, поток фильтруемой воды проходит ионнообменный фильтр F3: поток воды от входного патрубка клапана автоматического управления направляется на верхний слой фильтрующего материала, загруженного в напорный корпус. Далее проходя сквозь слой фильтрующего материала поток воды освобождается от элементов группы жесткости и попадает в нижнюю сетку водоподъемной трубки. Затем по трубке водоподъемной направляется в клапан автоматического управления, из которого по патрубку выходной воды направляется к следующему фильтрующему устройству.Next, the flow of filtered water passes through the ion exchange filter F3: the flow of water from the inlet pipe of the automatic control valve is directed to the upper layer of filter material loaded into the pressure housing. Then, passing through a layer of filter material, the water flow is freed from the elements of the hardness group and enters the lower mesh of the water-lifting tube. Then the water-lifting tube is directed to the automatic control valve, from which the outlet water is directed through the pipe to the next filtering device.

Регенерация (промывка) фильтровRegeneration (washing) of filters

Для промывки фильтра грубой очистки активируется устройство автоматического промыва открывая дренажный канал. При этом образовавшийся перепад давления перемещает вставку фильтра целиком вниз до полной изоляции нижней части сетки от нефильтрованной воды. Одновременно начинается подача нефильтрованной воды в верхнюю («промывочную») часть вставки. Необходимое для промывки фильтра количество воды поступает через верхнюю часть сетки в установленную внутри вставки турбинку гидравлического промывного механизма с форсунками, выполненными по принципу «трубки Вентури». Выходящая под давлением из форсунок вода раскручивает турбинку и вымывает загрязнения из рабочей части сетки, осуществляя, таким образом, обратную промывку сетки фильтра фильтрованной водой. Одновременно происходит очистка промывочной части сетки, действующая по аналогичному принципу. При перекрывании расположенного внизу колбы дренажного канала, давление внутри колбы стабилизируется, и вставка под воздействием пружины возвращается снова вверх, в рабочее положение.To flush the coarse filter, the automatic flushing device is activated, opening the drainage channel. In this case, the resulting pressure difference moves the filter insert entirely downward until the lower part of the mesh is completely isolated from unfiltered water. At the same time, the supply of unfiltered water to the upper (“flushing”) part of the insert begins. The amount of water required to flush the filter enters through the upper part of the mesh into the turbine of the hydraulic flushing mechanism installed inside the insert with nozzles made according to the “Venturi tube” principle. The water coming out of the nozzles under pressure spins the turbine and washes away contaminants from the working part of the mesh, thus backwashing the filter mesh with filtered water. At the same time, the washing part of the mesh is cleaned, operating on a similar principle. When the drainage channel located at the bottom of the flask is closed, the pressure inside the flask stabilizes, and the insert, under the influence of a spring, returns upward again to its working position.

Автоматический железоудаляющий фильтр управляется контроллером автоматического клапана. По сигналу таймера фильтр переходит в режим промывки, который состоит из 3 фаз.The automatic iron removal filter is controlled by an automatic valve controller. Based on a timer signal, the filter switches to the washing mode, which consists of 3 phases.

Первая фаза - обратная промывка, в процессе которой гидравлический поток направляется следующим образом: после входного патрубка следует в центральную трубу и, достигая дна, проходит сквозь фильтрующий материал, увлекая за собой накопленные им за время фильтрации примеси и включения, разбивая плотные спрессованные слои материалам, тем самым убираются каналы, образовавшиеся в процессе фильтрации. Далее поток достигает клапана автоматического управления, где направляется в дренажный патрубок фильтра. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. Затем таймер переводит клапан автоматического управления в положение Прессовка фильтрующего материала.The first phase is backwashing, during which the hydraulic flow is directed as follows: after the inlet pipe it follows into the central pipe and, reaching the bottom, passes through the filter material, carrying with it the impurities and inclusions accumulated during filtration, breaking up the dense compressed layers of materials, thereby removing the channels formed during the filtration process. Next, the flow reaches the automatic control valve, where it is directed into the drainage pipe of the filter. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. The timer then moves the automatic control valve to the Filter Media Press position.

Вторая фаза - Прессовка фильтрующего материала, в процессе которой гидравлический поток направляется от входного патрубка на верхний слой фильтрующего материала. Отсутствие потока в выходной и дренажный патрубки способствуют уплотнению фильтрующего материала с целью обеспечения лучших условий фильтрации. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. Затем таймер переводит клапан автоматического управления в положение Прямая промывка.The second phase is pressing of the filter material, during which the hydraulic flow is directed from the inlet pipe to the top layer of the filter material. The lack of flow into the outlet and drain pipes helps compact the filter material to provide better filtration conditions. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. The timer then moves the automatic control valve to the Direct Flush position.

Третья фаза - Прямая промывка в процессе которой, гидравлический поток направляется от входного патрубка на верхний слой фильтрующего материала. Далее, проходя сквозь слой фильтрующего материала, поток воды попадает в нижнюю сетку водоподъемной трубки. После чего, по водоподъемной трубке направляется в клапан автоматического управления, из которого в патрубок дренажа, далее направляется в систему дренирования. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. Затем таймер переводит клапан автоматического управления в положение ФИЛЬТРАЦИЯ.Third phase - Direct flushing during which the hydraulic flow is directed from the inlet pipe to the top layer of filter material. Then, passing through a layer of filter material, the water flow enters the lower mesh of the water-lifting tube. After that, it is sent through the water-lifting tube to the automatic control valve, from which it is sent to the drainage pipe and then sent to the drainage system. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. The timer then moves the automatic control valve to the FILTRATION position.

Автоматический ионообменный фильтр используется с целью удаления элементов, определяющих показатели жесткости. Управляется контроллером автоматического клапана. По сигналу таймера фильтр переходит в режим регенерации, который состоит из 7 фаз.An automatic ion exchange filter is used to remove elements that determine hardness. Controlled by an automatic valve controller. Based on a timer signal, the filter goes into regeneration mode, which consists of 7 phases.

Первая фаза - Обратная промывка, в процессе которой гидравлический поток направляется следующим образом: после входного патрубка следует в центральную трубу и, достигая дна, проходит сквозь фильтрующий материал, разрыхляя его, обеспечивая свободное омывание гранул на последующих фазах процесса. Далее поток достигает клапана автоматического управления, где направляется в дренажный патрубок фильтра. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. Затем таймер переводит клапан автоматического управления в положение Орошение солевым раствором.The first phase is Backwashing, during which the hydraulic flow is directed as follows: after the inlet pipe it follows into the central pipe and, reaching the bottom, passes through the filter material, loosening it, ensuring free washing of the granules in subsequent phases of the process. Next, the flow reaches the automatic control valve, where it is directed into the drainage pipe of the filter. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. The timer then moves the automatic control valve to the Saline Irrigation position.

Вторая фаза - Орошение фильтрующего материала раствором соли, в процессе которой гидравлический поток направляется от входного патрубка на верхний слой фильтрующего материала. Область разряжения, формирующаяся в зоне эжекторного насоса, обеспечивает поступление раствора соли в патрубок от солевого бака Т3, далее раствор смешивается с потоком входной воды и поступает на верхние слои фильтрующего материала, и проходя сквозь его слой, поступает в водоподъемную трубку и следует в клапан автоматического управления, где, в свою очередь, через дренажный патрубок отправляется на дренирование. По завершению времени, отведенного на данную фазу, таймер переключает клапан автоматического управления в фазу экспозиции.The second phase is Irrigation of the filter material with a salt solution, during which the hydraulic flow is directed from the inlet pipe to the upper layer of the filter material. The vacuum area formed in the area of the ejector pump ensures the flow of salt solution into the pipe from the salt tank T3, then the solution is mixed with the flow of inlet water and enters the upper layers of the filter material, and passing through its layer, enters the water-lifting tube and follows the automatic control, where, in turn, through the drain pipe it is sent for drainage. At the end of the time allotted for this phase, the timer switches the automatic control valve to the exposure phase.

Третья фаза - Экспозиция солевого раствора, определяется временем таймера автоматического клапана. Она необходима для проведения регенерации ионообменных свойств фильтрующего материала. Установка времени таймера производится в процессе проведении настройки оборудования при вводе в эксплуатацию. По завершению времени, клапан автоматического управления переходит в фазу быстрой промывки.Third phase - Saline exposure, determined by the automatic valve timer. It is necessary for regeneration of the ion exchange properties of the filter material. The timer time is set during the equipment setup process during commissioning. At the end of the time, the automatic control valve enters the fast flushing phase.

Четвертая фаза - Прямая промывка, в процессе которой гидравлический поток направляется от входного патрубка на верхний слой фильтрующего материала. Далее, проходя сквозь слой фильтрующего материала, поток воды попадает в нижнюю сетку водоподъемной трубки. После чего, по водоподъемной трубке направляется в клапан автоматического управления, из которого направляется в патрубок дренажа и далее направляется в систему дренирования. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. После чего клапан автоматического управления переходит к следующей фазе.The fourth phase is Direct flushing, during which the hydraulic flow is directed from the inlet pipe to the top layer of filter material. Then, passing through a layer of filter material, the water flow enters the lower mesh of the water-lifting tube. After that, it is sent through the water-lifting tube to the automatic control valve, from which it is sent to the drainage pipe and then sent to the drainage system. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. After which the automatic control valve moves to the next phase.

Пятая фаза - Обратная промывка, в процессе которой гидравлический поток направляется следующим образом: после входного патрубка следует в центральную трубу и, достигая дна, проходит сквозь фильтрующий материал, разрыхляя его, обеспечивая свободное омывание гранул на последующих фазах процесса. Далее поток достигает клапана автоматического управления, где направляется в дренажный патрубок фильтра. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. После чего клапан автоматического управления переходит к следующей фазе.Fifth phase - Backwashing, during which the hydraulic flow is directed as follows: after the inlet pipe it follows into the central pipe and, reaching the bottom, passes through the filter material, loosening it, ensuring free washing of the granules in subsequent phases of the process. Next, the flow reaches the automatic control valve, where it is directed into the drainage pipe of the filter. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. After which the automatic control valve moves to the next phase.

Шестая фаза- Прямая промывка, в процессе которой гидравлический поток направляется от входного патрубка на верхний слой фильтрующего материала. Далее, проходя сквозь слой фильтрующего материала, поток воды попадает в нижнюю сетку водоподъемной трубки. После чего, по водоподъемной трубке направляется в клапан автоматического управления, из которого в патрубок дренажа, далее направляется в систему дренирования. Длительность данной фазы определяется настройками таймера автоматического фильтра. После чего клапан автоматического управления переходит к следующей фазе.The sixth phase is Direct flushing, during which the hydraulic flow is directed from the inlet pipe to the top layer of filter material. Then, passing through a layer of filter material, the water flow enters the lower mesh of the water-lifting tube. After that, it is sent through the water-lifting tube to the automatic control valve, from which it is sent to the drainage pipe and then sent to the drainage system. The duration of this phase is determined by the automatic filter timer settings. After which the automatic control valve moves to the next phase.

Седьмая фаза- Заполнение бака солевого раствора. В процессе данной фазы гидравлический поток, двигаясь от входного патрубка на верхний слой фильтрующего материала, проходит его слои и, попадая в нижнюю сетку водоподъемной трубки, направляется в клапан автоматического управления, где отводится в патрубок к солевому баку Т3. Длительность данной фазы определяется таймером клапана автоматического управления и зависит от настроек регенерационных характеристик фильтра. По завершению фазы наполнения солевого бака Т3 клапан автоматического управления переходи в режим фильтрация (работа).Seventh phase - Filling the brine tank. During this phase, the hydraulic flow, moving from the inlet pipe to the upper layer of the filter material, passes through its layers and, entering the lower mesh of the water-lifting tube, is directed to the automatic control valve, where it is discharged into the pipe to the salt tank T3. The duration of this phase is determined by the timer of the automatic control valve and depends on the settings of the regeneration characteristics of the filter. Upon completion of the filling phase of the T3 salt tank, the automatic control valve switches to filtration (operation) mode.

В частном случае первичная подготовка воды является необязательной и зависит от качества исходной воды и требуемых параметров воды на выходе.In particular cases, primary water treatment is optional and depends on the quality of the source water and the required parameters of the outlet water.

Цикл производства готовой к работе установки начинается с сетчатого фильтра и регулятора давления, расположенного на участке магистрали после крана входной воды.The production cycle of a ready-to-use installation begins with a strainer and a pressure regulator located on the section of the main line after the inlet water tap.

По коллекторным магистралям через электромагнитный клапан SV1 (фиг.2), открываемый по команде контроллера вода поступает в картридж С1, далее через клапан электромагнитный SV8 и обратный клапан RV3 поступает в картридж С2, далее насосом Р1 под контролем датчика LPS1 подается на картридж М1. Регулировка потоков и давлений на картридже М1 осуществляется редукционным клапаном NV1. Контроль производимой воды осуществляется датчиком температуры TMP2 и датчиком проводимости CS 1, при этом независимо от качества продукта первая порция готового продукта дренируется через электромагнитный клапан SV7 и, по достижению необходимого качества, происходит переключения потока воды в накопительный бак Т1 открытием электромагнитного клапана SV3 и закрытием SV7. После достижения верхнего уровня накопительного бака T1 происходит отключение оборудования в обратном порядке и, по завершению процесса отключения, происходит дренирование системы предварительной подготовки кратковременным открытием электромагнитных клапанов SV2 и SV4.Through the collector lines, through the solenoid valve SV1 (Fig. 2), opened at the command of the controller, water enters the cartridge C1, then through the solenoid valve SV8 and the check valve RV3 it enters the cartridge C2, then through the pump P1, under the control of the LPS1 sensor, it is supplied to the cartridge M1. Adjustment of flows and pressures on the M1 cartridge is carried out by pressure reducing valve NV1. The control of the produced water is carried out by the temperature sensor TMP2 and the conductivity sensor CS 1, while regardless of the quality of the product, the first portion of the finished product is drained through the solenoid valve SV7 and, upon achieving the required quality, the water flow is switched to the storage tank T1 by opening the solenoid valve SV3 and closing SV7 . After reaching the upper level of the storage tank T1, the equipment is turned off in the reverse order and, upon completion of the shutdown process, the pre-treatment system is drained by briefly opening the solenoid valves SV2 and SV4.

После полного наполнения накопительного бака Т1 и подтверждения датчиком CS2 соответствия продукта требуемому качеству, система переходит в режим «ХРАНЕНИЕ».After the storage tank T1 is completely filled and the CS2 sensor confirms that the product meets the required quality, the system switches to the “STORAGE” mode.

Данный режим предусматривает включение циркуляции чистого контура и выключение, а также ожидание и запуск следующего включения (ожидание).This mode provides for turning on and off the circulation of a clean circuit, as well as waiting and starting the next turn on (standby).

При включении системы через заданные промежутки времени подается питание на электромагнитный клапан SV10 и насос P2, после чего производится контроль состояния датчика давления LPS 2 и включается ультрафиолетовый облучатель UF1, далее производится контроль температуры датчиком TMP3 и, одновременно с этим, производится включение устройства стабилизации температуры Cool1 (опция), выполненного, например, в виде вентилятора охлаждения воды. Далее производится контроль измерений датчика проводимости CS2, и с момента появления показателей, соответствующих норме, через определенные программой интервалы система производит пульсирующее открытие и закрытие электромагнитного клапана SV6 с целью отмывки мембраны бактериального фильтра BF1. По прошествии определенного времени происходит последовательное отключение элементов в обратном порядке.When the system is turned on, power is supplied to the solenoid valve SV10 and pump P2 at specified intervals, after which the state of the pressure sensor LPS 2 is monitored and the ultraviolet irradiator UF1 is turned on, then the temperature is monitored by the sensor TMP3 and, at the same time, the temperature stabilization device Cool1 is turned on (optional), made, for example, in the form of a water cooling fan. Next, the measurements of the conductivity sensor CS2 are monitored, and from the moment the indicators correspond to the norm appear, at intervals determined by the program, the system pulsates the opening and closing of the solenoid valve SV6 in order to wash the membrane of the bacterial filter BF1. After a certain time, the elements are switched off in reverse order.

Для налива из состояния готовности на блоке индикации загорается транспарант «ГОТОВНОСТЬ».To fill from the ready state, the “READY” banner lights up on the display unit.

Разбор очищенной воды в ручном режиме осуществляется оператором при нажатии кнопки, расположенной на верхней поверхности дозатора. Данная функция доступна при наличии воды в накопительном баке выше критического уровня и качестве, определенном характеристиками системы. Процесс схож с запуском системы в режиме готовности. При поступлении команды по каналу стабильный сигнал производит включение системы через соответствующие промежутки времени и подает питание SV10, далее производится контроль состояния LPS2 и включается UF1, производится контроль TMP3 и одновременно с этим производится включение устройства стабилизации температуры Cool, далее производится контроль CS2 и с момента появления показателей нормы поступает разрешение на налив и открытие клапана SV 5 и закрытие SV10, при этом производится контроль по датчику FM1. Цикл налива будет выполнятся при нажатой кнопке BT2 до момента отсутствия сигнала наличия воды на уровне датчика LS4. По завершению налива производится последовательное обратное отключение элементов. Одновременно с этим, результаты измерения CS2 и FM1, а также установочные значения распечатываются встроенным принтером на бумажном носителе.Analysis of purified water in manual mode is carried out by the operator by pressing a button located on the upper surface of the dispenser. This function is available when the presence of water in the storage tank is above a critical level and the quality is determined by the characteristics of the system. The process is similar to starting the system in ready mode. When a command is received through the channel, a stable signal turns on the system at appropriate intervals and supplies power to SV10, then the state of LPS2 is monitored and UF1 is turned on, TMP3 is monitored and at the same time the temperature stabilization device Cool is turned on, then CS2 is monitored and from the moment the indicators of the norm, permission is received to fill and open valve SV 5 and close SV10, while monitoring is carried out using the FM1 sensor. The filling cycle will be performed with the BT2 button pressed until there is no water presence signal at the level of the LS4 sensor. Upon completion of filling, the elements are switched off sequentially. At the same time, the measurement results of CS2 and FM1, as well as the setting values, are printed out on paper by the built-in printer.

После активации кнопки BT2 производится контроль CS2 и с момента появления показателей нормы поступает разрешение на налив и открытие клапана SV5. По завершению налива производится последовательное обратное отключение элементов, одновременно с этим результаты измерения CS2 и FM1, а также установочные значения распечатываются встроенным принтером на бумажном носителе.After activating the BT2 button, CS2 is monitored and from the moment the norm indicators appear, permission is received to fill and open valve SV5. Upon completion of filling, the elements are switched off sequentially, and at the same time, the measurement results of CS2 and FM1, as well as the setting values, are printed by the built-in printer on paper.

Процесс наполнения накопительного бака Т1 обусловлен состоянием датчиков уровня LS1 и LS2 в накопительном баке T1. В случае отсутствия воды на указанных уровнях, стартует процесс наполнения.The process of filling the storage tank T1 is determined by the state of the level sensors LS1 and LS2 in the storage tank T1. If there is no water at the specified levels, the filling process starts.

Промывка осуществляется при установке новых фильтров, а также с заданной периодичностью в процессе эксплуатации устройства для исключения эффекта застоя воды.Washing is carried out when installing new filters, as well as at specified intervals during operation of the device to eliminate the effect of water stagnation.

Направление воды на промывку картриджей осуществляется в сервисном режиме, периодичность определяется системой. После проведения промывки производится самотестирование установки и результаты заносятся в базу данных в памяти контроллера, выводятся в блок данных протоколирования состояния установки на внешний сервер сбора информации (систему протоколирования).The direction of water for washing cartridges is carried out in service mode, the frequency is determined by the system. After flushing, the installation performs a self-test and the results are entered into a database in the controller’s memory and output to a data block for logging the state of the installation on an external information collection server (logging system).

Направление воды на промывку картриджа С1, С2, М1, BF1 и UF1 осуществляется в сервисном режиме, периодичность определяется системой. После проведения промывки производится самотестирование установки и результаты заносятся в базу данных в памяти контроллера и выводятся в систему протоколирования.The direction of water for flushing cartridges C1, C2, M1, BF1 and UF1 is carried out in service mode, the frequency is determined by the system. After flushing, the installation performs a self-test and the results are entered into a database in the controller’s memory and displayed in the logging system.

Сервисная функция замена картриджа С1, С2, М1, BF1 и UF1 производятся в сервисном режиме. Инициируется при помощи электронного ключа, находящегося в комплекте со сменными элементами. Происходит в режиме общения установки с пользователем. На блоке индикации отображаются текстовые сообщения, определяющие действия пользователя, контролируется исполнение и результаты заносятся в базу данных в памяти контроллера и систему протоколирования.Service function Cartridge replacement C1, C2, M1, BF1 and UF1 is carried out in service mode. It is initiated using an electronic key included in the kit with replaceable elements. Occurs in the mode of communication between the installation and the user. The display unit displays text messages that define user actions, monitors execution and results are entered into a database in the controller’s memory and a logging system.

Контролирующая функция показаний индикатора CS1. Отображается в Диапазоне 1,0-20,0 мкСм/см. Является сервисной функцией и определяющей величиной в работе установки, имеет температурную компенсацию, выводится в базу данных в памяти контроллера и систему протоколированияControlling function of the CS1 indicator readings. Displayed in the Range 1.0-20.0 µS/cm. It is a service function and a determining value in the operation of the installation, has temperature compensation, is displayed in a database in the controller memory and a logging system

Контролирующая функция показаний индикатора CS2. Отображается в Диапазоне 18,2 - 1,0 МОм/см. Является сервисной функцией и определяющей величиной в работе установки, имеет температурную компенсацию, выводится в базу данных в памяти контроллера и систему протоколирования.Controlling function of the CS2 indicator readings. Displayed in the Range 18.2 - 1.0 MΩ/cm. It is a service function and a determining value in the operation of the installation, has temperature compensation, is displayed in the database in the controller’s memory and in the logging system.

Пользовательские установки определяются возможностями ПО системы. Базовый набор настроек: время, дата, год, наименование ЛПУ, вариант прямого подключения, вариант автоматического протоколирования.User settings are determined by the capabilities of the system software. Basic set of settings: time, date, year, name of health care facility, direct connection option, automatic logging option.

Преимуществами программно-аппаратного комплекса для автоматизации процесса водоподготовки являются:The advantages of a software and hardware complex for automating the water treatment process are:

Компактность: не занимает много места (большое пространство). Расположена в закрытом корпусе, что даёт возможность проводить простую санитарную обработку поверхностей и обеспечивает малошумность установки, позволяя использовать её в помещении с персоналом.Compact: does not take up much space (large space). It is located in a closed housing, which makes it possible to carry out simple sanitary treatment of surfaces and ensures low noise installation, allowing it to be used indoors with personnel.

Использование входной водопроводной воды: подключается напрямую к водопроводной сети и не требует дополнительного оборудования предварительной очисткиUse of incoming tap water: connects directly to the water supply network and does not require additional pre-treatment equipment

Система интеллектуального управления и контроля качества: обеспечивает максимальный контроль за производственными процессами установки на всех основных стадиях производства воды. Программное обеспечение контролирует состояние расходного материала и предупреждает персонал о своевременности проведения регламентных мероприятийIntelligent control and quality control system: provides maximum control over the plant’s production processes at all main stages of water production. The software monitors the condition of consumables and warns personnel about the timeliness of carrying out regulatory activities

Функция протоколирования: обеспечивает распечатку результатов контроля результатов получаемой воды на бумажном носителе встроенным принтером по желанию оператораLogging function: provides printing of the results of monitoring the results of the received water on paper using a built-in printer at the operator’s request

Интегрированный дозатор: расположен в корпусе, имеет эргономичное пространство под используемую емкость. Позволяет набирать требуемый объём воды (от 10 мл до 4500 мл)Integrated dispenser: located in the housing, has an ergonomic space for the container used. Allows you to collect the required volume of water (from 10 ml to 4500 ml)

Универсальность: обеспечивает производство очищенной воды необходимой степени водоподготовки и нужных объемов, что даёт возможность её использовать для различных лабораторных нуждVersatility: ensures the production of purified water of the required degree of water treatment and the required volumes, which makes it possible to use it for various laboratory needs

Простота в использовании: обеспечена управлением с сенсорного монитора, а интуитивный дисплей позволяет легко и быстро воспринимать служебную информациюEase of use: controlled from a touch monitor, and an intuitive display allows you to easily and quickly perceive service information

Функция автоматической самодиагностики: своевременно информирует персонал о возникших ошибках, тем самым позволяет оператору быть уверенным в исправности оборудованияAutomatic self-diagnosis function: promptly informs personnel about errors that have occurred, thereby allowing the operator to be confident in the serviceability of the equipment

Функция автоматического технического обслуживания: обеспечивает программный контроль за своевременностью и порядком проведения регламентных работ, а также гарантирует простую, легкую и быструю смену использованных фильтрующих элементовAutomatic maintenance function: provides software control over the timeliness and order of routine maintenance, and also guarantees a simple, easy and quick change of used filter elements

Функция передачи данных: происходит посредством GSM-модуля и позволяет в режиме реального времени получать информацию о технических параметрах Установки, а также информацию о возможных аварийных ситуациях.Data transmission function: occurs via a GSM module and allows you to receive real-time information about the technical parameters of the Installation, as well as information about possible emergency situations.

Возможность использования в боксированных помещениях: Кнопка налива выполнена в виде бесконтактного сенсора. Управление установкой возможно производить в средствах индивидуальной защиты (перчатках)Possibility of use in boxed rooms: The filling button is designed as a contactless sensor. The installation can be operated using personal protective equipment (gloves)

Безопасность: установка оборудована встроенным датчиком протечек, который может реагировать так же и на утечку очищенной воды. Звуковые сигналы привлекут внимание персонала к возникшей проблеме.Safety: the installation is equipped with a built-in leak sensor, which can also react to leakage of purified water. Sound signals will attract staff attention to the problem.

Claims (3)

1. Программно-аппаратный комплекс для автоматизации процесса водоподготовки, содержащий гидравлическую систему, включающую краны входной и выходной воды, фильтры, трубопроводы, фитинги, исполнительные механизмы в виде насосов и электромагнитных клапанов; контроллер управления и обработки данных с программным обеспечением и элементами коммутации, блок измерения, включающий датчики давления и уровня, отличающийся тем, что дополнительно содержит связанный с контроллером управления и обработки данных блок индикация и управления, блок беспроводной связи с внешним сервером, а фильтры снабжены блоками управления регенерацией фильтров, электрически соединенными с контроллером, гидравлическая система содержит накопительный бак и выполнена двухконтурной, где первый контур выполнен с возможностью производства очищенной воды и выдачи ее потребителю, а второй контур выполнен с возможностью накопления и циркуляции воды, блок измерения дополнительно содержит датчик протечки, датчики регенерации фильтров, датчик потока воды, датчики температуры и датчики проводимости, при этом контроллер выполнен с возможностью обработки данных, получаемых от измерительного блока и устройства измерения проводимости, и подачи управляющего воздействия на исполнительные механизмы для регулирования режима производства воды, регенерации фильтров и подачи сигнала на блок индикации и управления о необходимости замены фильтра. 1. Hardware and software complex for automating the water treatment process, containing a hydraulic system, including inlet and outlet water taps, filters, pipelines, fittings, actuators in the form of pumps and solenoid valves; a control and data processing controller with software and switching elements, a measurement unit including pressure and level sensors, characterized in that it additionally contains an indication and control unit associated with the control and data processing controller, a wireless communication unit with an external server, and the filters are equipped with units controls the regeneration of filters electrically connected to the controller, the hydraulic system contains a storage tank and is made of a double-circuit system, where the first circuit is configured to produce purified water and dispense it to the consumer, and the second circuit is configured to accumulate and circulate water, the measurement unit additionally contains a leakage sensor, filter regeneration sensors, water flow sensor, temperature sensors and conductivity sensors, wherein the controller is configured to process data received from the measuring unit and the conductivity measuring device, and provide a control action to the actuators to regulate the mode of water production, filter regeneration and signal transmission to the display and control unit about the need to replace the filter. 2. Программно-аппаратный комплекс по п.1, отличающийся тем, что содержит связанные с устройством измерения проводимости датчики проводимости и температуры в первом и втором контурах.2. The hardware and software complex according to claim 1, characterized in that it contains conductivity and temperature sensors in the first and second circuits associated with the conductivity measuring device. 3. Программно-аппаратный комплекс по п.1, отличающийся тем, что содержит дренажный канал для осуществления режима промывки. 3. Hardware and software complex according to claim 1, characterized in that it contains a drainage channel for implementing the washing mode.
RU2023125352A 2023-10-03 Software and hardware system for water treatment process automation RU2819763C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2819763C1 true RU2819763C1 (en) 2024-05-23

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094090C1 (en) * 1995-07-21 1997-10-27 Акционерное общество научно-производственное предприятие "Конверсия" Device for automatic control of liquid filtration process
RU2377193C2 (en) * 2007-10-01 2009-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Automated system of water treatment
CN103991994A (en) * 2014-04-09 2014-08-20 安徽华盛科技控股股份有限公司 Purified water apparatus for CIT laboratory
CN203890176U (en) * 2014-04-09 2014-10-22 安徽华盛科技控股股份有限公司 Ultrapure water integrated machine for CIT laboratory
RU2712573C1 (en) * 2019-09-04 2020-01-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Automated water treatment system
RU2759283C2 (en) * 2019-12-30 2021-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРУРУС" Ultrapure water production system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094090C1 (en) * 1995-07-21 1997-10-27 Акционерное общество научно-производственное предприятие "Конверсия" Device for automatic control of liquid filtration process
RU2377193C2 (en) * 2007-10-01 2009-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Automated system of water treatment
CN103991994A (en) * 2014-04-09 2014-08-20 安徽华盛科技控股股份有限公司 Purified water apparatus for CIT laboratory
CN203890176U (en) * 2014-04-09 2014-10-22 安徽华盛科技控股股份有限公司 Ultrapure water integrated machine for CIT laboratory
RU2712573C1 (en) * 2019-09-04 2020-01-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Automated water treatment system
RU2759283C2 (en) * 2019-12-30 2021-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРУРУС" Ultrapure water production system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Системы очистки воды "Аквалаб" https://labvodopodgotovka.ru/, 30.09.2023 (дата фиксации размещения информации в сети Интернет подтверждена сервисом Интернет архиватора WayBack Machine). HYDROLAB Системы подготовки воды. Лабораторное оснащение. https://www.moslabo.ru/assets/upload/products/files/katalog-laboratornogo-oborudovaniya-hydrolab-polsha.pdf, дата создания 18.09.2021 (по результатам сервиса Carbon Dating The Web). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6607668B2 (en) Water purifier
US4784763A (en) Water purification machine
JP5384328B2 (en) Water purification device that functions autonomously
CN103116345B (en) Full-automatic control system and control method of ultra pure water machine
JP4706564B2 (en) Water purifier
JP2007326065A (en) Water purifier
KR20180104891A (en) Industrial smart water purifier
KR20190001450U (en) Industrial smart water purifier
KR20190140042A (en) UV water system and its control method
KR101185212B1 (en) Water purifing apparatus having cleaning system
KR20090066878A (en) Online monitoring system and method for manufacturing pure water and ultra-pure water
RU2819763C1 (en) Software and hardware system for water treatment process automation
US20090250397A1 (en) Water softener with integrated water filtration
KR101185272B1 (en) Method for cleaning water purifing apparatus
JP2007326028A (en) Water purifier
CN218089218U (en) Ultrapure water purification system
CN206033288U (en) Purifier effluent disposal system
CN212790023U (en) Intelligent internet-of-things management and control drinking water purification device and water dispenser
CN110734183A (en) Full intelligent control system for direct drinking water
JP7189612B2 (en) water purifier
KR20110094172A (en) Method for cleaning water purifing apparatus
JP2018004547A (en) Water supply equipment
JP2018004548A (en) Water supply equipment
KR0167325B1 (en) Process for control of water purifier of drain
JP2018004551A (en) Water supply equipment