箱式管网叠压供水专用控制器

本发明涉及二次供水技术领域，具体地说是一种箱式管网叠压供水专用控制器。

罐式管网叠压供水由于直接串接供水具有节能、节地、节水、节资和卫生等优点，目前已在许多二次供水领域中应用，但罐式管网叠压供水存在其调节水容量小或无调节水容量的缺陷，这在自来水进水管敷设管径相对较小、进水压力较低、容易出现进水量不足等的二次供水场合是限制使用的。箱式管网叠压供水可以很好的解决自来水进水量不足的问题，箱式管网叠压供水方式是在罐式管网叠压供水的基础上并联设置不锈钢水箱储水，因而其调节水容量大，可适于对自来水进水量进行调节的二次供水领域。然而，现有技术的箱式管网叠压供水方式主要是采用PLC通用型控制器进行控制，而PLC通用型控制器是针对工业应用，如钢铁、石油、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等行业，具有功能丰富、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等的优点，但在箱式管网叠压供水中应用的适应性不是很好，而且不利于功能扩展。

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低和适应性好的箱式管网叠压供水专用控制器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：箱式管网叠压供水专用控制器主要由微处理器、模拟量输入输出模块和开关量输入输出模块组成，微处理器分别与模拟量输入输出模块和开关量输入输出模块连接，在微处理器上还集成连接有通讯外设接口和电源接口，微处理器通过电源接口与设置在外部的电源装置连接供电，通讯外设接口与设置在外部的触摸屏和外设装置进行连接通讯，触摸屏用于数据设定与数据显示，所述外设装置包括监控设备、存储设备和打印机中的一种或几种，所述微处理器用于对数据进行计算、分析和处理，模拟量输入输出模块和开关量输入输出模块分别用于对模拟量数据和开关量数据进行采集与传输，模拟量输入输出模块还分别设有导线与装在进水管上用于检测自来水压力P1的进水压力传感器、装在进水管上用于检测自来水流量Q的流量传感器、装在不锈钢水箱内用于检测水箱液位L的水位传感器、装在配水管用于检测供水泵进水压力P2的配水压力传感器、以及装在出水管上用于检测出水压力P3的出水压力传感器连接，而且进水管与不锈钢水箱连接，且在进水管连接不锈钢水箱之前装有水箱电磁阀，进水管在水箱电磁阀之前还设有配水管与供水泵连接，供水泵出水与出水管连接，在配水管与出水管之间、绕过供水泵还设有旁通管，配水管在供水管和旁通管之前设有水处理器，配水管在水处理器之前设有连接管与不锈钢水箱的出口连接，且在连接管上装有补偿泵，配水管在与连接管连接之前还装有叠压电磁阀，所述水箱电磁阀、叠压电磁阀、补偿泵、水处理器和供水泵各自分别设有三相电缆与电源装置连接，而且补偿泵和供水泵分别设置变频器进行控制，在补偿泵与变频器之间以及供水泵与变频器之间的三相电缆上还分别装设有电流互感器和接触器，在连接水箱电磁阀、叠压电磁阀和水处理器的三相电缆上也分别连接有接触器，所述变频器分别用于检测补偿泵变频频率f1和供水泵变频频率f2，所述电流互感器分别用于检测补偿泵电流I1和供水泵电流I2，所述接触器分别用于控制供水泵启动、供水泵停机、供水泵故障、补偿泵启动、补偿泵停止、补偿泵故障、水处理器运行、水处理器故障、水箱电磁阀开启、水箱电磁阀关闭、叠压电磁阀开启、叠压电磁阀关闭和电源故障，所述变频器和电流互感器还分别设有导线与模拟量输入输出模块连接，所述接触器设有导线与开关量输入输出模块连接，开关量输入输出模块还设有导线与外部设置的报警装置连接，报警装置为声光报警器或报警喇叭，报警装置用于故障时报警和便于及时排除故障。

本发明的工作原理是，自来水由进水管经过水箱电磁阀首先进入不锈钢水箱，水位传感器检测不锈钢水箱的水箱液位L，并由触摸屏对水箱缺水液位L1、水箱电磁阀开启液位L2、水箱电磁阀关闭液位L3进行设定，当不锈钢水箱的水箱液位L达到设定的水箱电磁阀关闭液位L3及以上时，水箱电磁阀关闭，同时进水压力传感器检测进水管的自来水压力P1，当自来水压力P1高于触摸屏设定的叠压电磁阀开启压力PS1时，叠压电磁阀打开，供水泵从配水管直接取水、并且依据触摸屏设定的出水恒定压力PS3进行变频恒压运行，配水压力传感器检测供水泵进水压力P2，出水压力传感器检测出水压力P3，并由触摸屏对最低配水压力PS2进行设定，当供水泵进水压力P2足够、并高于设定的出水恒定压力PS3时，供水泵停机进行休眠状态，此时由旁通管进行供水；当自来水压力P1低于触摸屏设定的叠压电磁阀关闭压力PS10时，叠压电磁阀关闭、并自动切换为供水泵从不锈钢水箱取水的供水方式，此时补偿泵启动、并依据设定的最低配水压力PS2进行变频恒压运行，以模拟自来水压力P1为供水泵提供有压水源，不锈钢水箱的水箱液位L开始下降，当检测到水箱液位L低于设定的水箱电磁阀开启液位L2时，水箱电磁阀打开补水，当检测到水箱液位L处于设定的水箱缺水液位L1及以下时，补偿泵停机保护，水箱电磁阀关闭，当此时检测到供水泵进水压力P2低于设定的最低配水压力PS2时，供水泵停机，当检测到供水泵进水压力P2高于设定的最低配水压力PS2时，供水泵重新启动、并恢复到正常供水状态。

本发明的控制原理是，在通水、通电启用开始后，微处理器首先初始化，然后模拟量输入输出模块初始化，开关量输入输出模块初始化，不正常时返回处理、并报警，“一切正常”则通过触摸屏对水箱缺水液位L1、水箱电磁阀开启液位L2、水箱电磁阀关闭液位L3、叠压电磁阀关闭压力PS10、叠压电磁阀开启压力PSa、最低配水压力PS2和出水恒定压力PS3的工作参数进行设定，且各工作参数经确认后便进入“自动运行”状态，此时，微处理器通过模拟量输入输出模块和开关量输入输出模块采集各信号、并对各信号进行计算、分析与处理，然后再通过模拟量输入输出模块和开关量输入输出模块将控制信号适时输出，并自适应地切换为“管网叠压供水”或“水箱供水”的模式，达到全自动合理调控的供水状态，保证安全供水。

本发明的有益效果是，本发明具有适应性强、功能配置齐全、可靠性高和使用效果好等优点。

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的安装连线示意图；

附图3为本发明的控制原理图；

附图4为附图3中的管网叠压供水的控制流程图；

附图5为附图3中的水箱供水的控制流程图。

图中，1、模拟量输入输出模块，2、微处理器，3、通讯外设接口，4、开关量输入输出模块，5、电源接口，6、触摸屏，7、外设装置，8、报警装置，9、电源装置，10、变频器，11、接触器，12、电流互感器，13、进水压力传感器，14、流量传感器，15、水箱电磁阀，16、叠压电磁阀，17、不锈钢水箱，18、水位传感器，19、补偿泵，20、水处理器，21、供水泵，22、配水压力传感器，23、旁通管，24、出水压力传感器。

下面就附图1～附图5对本发明的箱式管网叠压供水专用控制器作以下详细地说明。

如附图1～附图5所示，本发明的箱式管网叠压供水专用控制器主要由微处理器2、模拟量输入输出模块1和开关量输入输出模块4组成，微处理器2分别与模拟量输入输出模块1和开关量输入输出模块4连接，在微处理器2上还集成连接有通讯外设接口3和电源接口5，微处理器2通过电源接口5与设置在外部的电源装置9连接供电，通讯外设接口3与设置在外部的触摸屏6和外设装置7进行连接通讯，触摸屏6用于数据设定与数据显示，所述外设装置7包括监控设备、存储设备和打印机中的一种或几种，所述微处理器2用于对数据进行计算、分析和处理，模拟量输入输出模块1和开关量输入输出模块4分别用于对模拟量数据和开关量数据进行采集与传输，模拟量输入输出模块1还分别设有导线与装在进水管上用于检测自来水压力P1的进水压力传感器13、装在进水管上用于检测自来水流量Q的流量传感器14、装在不锈钢水箱17内用于检测水箱液位L的水位传感器18、装在配水管用于检测供水泵21进水压力P2的配水压力传感器22、以及装在出水管上用于检测出水压力P3的出水压力传感器24连接，而且进水管与不锈钢水箱17连接，且在进水管连接不锈钢水箱17之前装有水箱电磁阀15，进水管在水箱电磁阀15之前还设有配水管与供水泵21连接，供水泵21出水与出水管连接，在配水管与出水管之间、绕过供水泵21还设有旁通管23，配水管在供水管和旁通管之前设有水处理器20，配水管在水处理器20之前设有连接管与不锈钢水箱17的出口连接，且在连接管上装有补偿泵19，配水管在与连接管连接之前还装有叠压电磁阀16，所述水箱电磁阀15、叠压电磁阀16、补偿泵19、水处理器20和供水泵21各自分别设有三相电缆与电源装置9连接，而且补偿泵19和供水泵21分别设置变频器10进行控制，在补偿泵19与变频器10之间以及供水泵21与变频器10之间的三相电缆上还分别装设有电流互感器12和接触器11，在连接水箱电磁阀15、叠压电磁阀16和水处理器20的三相电缆上也分别连接有接触器11，所述变频器10分别用于检测补偿泵19变频频率f1和供水泵21变频频率f2，所述电流互感器12分别用于检测补偿泵19电流I1和供水泵21电流I2，所述接触器11分别用于控制供水泵21启动、供水泵21停机、供水泵21故障、补偿泵19启动、补偿泵19停止、补偿泵19故障、水处理器20运行、水处理器20故障、水箱电磁阀15开启、水箱电磁阀15关闭、叠压电磁阀16开启、叠压电磁阀16关闭和电源故障，所述变频器10和电流互感器12还分别设有导线与模拟量输入输出模块1连接，所述接触器11设有导线与开关量输入输出模块4连接，开关量输入输出模块4还设有导线与外部设置的报警装置8连接，报警装置8为声光报警器或报警喇叭，报警装置8用于故障时报警和便于及时排除故障。

本发明的工作原理是，自来水由进水管经过水箱电磁阀15首先进入不锈钢水箱17，水位传感器18检测不锈钢水箱17的水箱液位L，并由触摸屏6对水箱缺水液位L1、水箱电磁阀15开启液位L2、水箱电磁阀15关闭液位L3进行设定，当不锈钢水箱17的水箱液位L达到设定的水箱电磁阀15关闭液位L3及以上时，水箱电磁阀15关闭，同时进水压力传感器13检测进水管的自来水压力P1，当自来水压力P1高于触摸屏6设定的叠压电磁阀16开启压力PS1时，叠压电磁阀16打开，供水泵21从配水管直接取水、并且依据触摸屏6设定的出水恒定压力PS3进行变频恒压运行，配水压力传感器22检测供水泵21进水压力P2，出水压力传感器21检测出水压力P3，并由触摸屏6对最低配水压力PS2进行设定，当供水泵21进水压力P2足够、并高于设定的出水恒定压力PS3时，供水泵21停机进行休眠状态，此时由旁通管23进行供水；当自来水压力P1低于触摸屏6设定的叠压电磁阀16关闭压力PS10时，叠压电磁阀16关闭、并自动切换为供水泵21从不锈钢水箱17取水的供水方式，此时补偿泵19启动、并依据设定的最低配水压力PS2进行变频恒压运行，以模拟自来水压力P1为供水泵21提供有压水源，不锈钢水箱17的水箱液位L开始下降，当检测到水箱液位L低于设定的水箱电磁阀15开启液位L2时，水箱电磁阀15打开补水，当检测到水箱液位L处于设定的水箱缺水液位L1及以下时，补偿泵19停机保护，水箱电磁阀15关闭，当此时检测到供水泵21进水压力P2低于设定的最低配水压力PS2时，供水泵21停机，当检测到供水泵21进水压力P2高于设定的最低配水压力PS2时，供水泵21重新启动、并恢复到正常供水状态。

本发明的控制原理是，在通水、通电启用开始后，微处理器2首先初始化，然后模拟量输入输出模块1初始化，开关量输入输出模块4初始化，不正常时返回处理、并报警，“一切正常”则通过触摸屏6对水箱缺水液位L1、水箱电磁阀15开启液位L2、水箱电磁阀15关闭液位L3、叠压电磁阀16关闭压力PS10、叠压电磁阀16开启压力PSa、最低配水压力PS2和出水恒定压力PS3的工作参数进行设定，且各工作参数经确认后便进入“自动运行”状态，此时，微处理器2通过模拟量输入输出模块1和开关量输入输出模块4采集各信号、并对各信号进行计算、分析与处理，然后再通过模拟量输入输出模块1和开关量输入输出模块4将控制信号适时输出，并自适应地切换为“管网叠压供水”或“水箱供水”的模式，达到全自动合理调控的供水状态，保证安全供水。