一种无负压供水设备的监控系统及控制方法与流程

1.本发明涉及供水管理技术领域，具体涉及到一种无负压供水设备的监控系统及控制方法。


背景技术：

2.城市用水量伴随着城市居民数量的增长也呈现极快的增长趋势，用水量的增加使得供水系统的规模不断扩大，而一般的供水方式和服务无法满足城市发展的需求，无负压供水设备较好地解决了供水压力的问题，但随之而来的管理问题也越来越突出，传统的管理过程，需要维护人员进行定期检查反馈，误检率较高，且反馈周期长，存在很多安全隐患。
3.综上所述，提供一种可对无负压供水设备进行远程集中监控，获取准确的设备运行信息，并对故障进行精确定位和处理的无负压供水设备的监控系统及控制方法，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种无负压供水设备的监控系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无负压供水设备的监控系统，包括：多个监控节点组成的监控网络、分析优化模块、报警模块、核心控制装置、电能管理模块和无负压供水设备管理平台；
6.所述监控网络设置在无负压供水设备上，用于采集加压泵组的运行信息、稳流调节装置的液位和调节变化信息、管压变化信息及供水状态信息；
7.所述报警模块与所述分析优化模块、所述核心控制装置和所述电能管理模块电连接，所述报警模块用于根据异常数据、设备故障和供电异常情况输出报警信号；
8.所述核心控制装置用于接收用户参数修改指令，并依据指令对监控网络的监控参数进行更新和将更新数据转发至所述无负压供水设备管理平台；
9.所述电能管理模块包括电源过流过压检测装置和电源自动切换装置，所述电源过流过压检测装置用于对系统供电状态进行实时监测，所述电源自动切换装置根据设定的备用供电规则对供电进行管控切换；
10.所述无负压供水设备管理平台用于以图形化形式显示无负压供水信息，并根据用户的查询指令调用对应数据信息和提醒用户处理待处理报警信息。
11.进一步地，还包括设备故障维护模块，所述设备故障维护模块包括人员管理模块、故障匹配模块和维护周期记录模块；所述人员管理模块用于按照输入的维修人员基本信息和故障维修种类对人员信息进行分类，形成出勤列表；所述故障匹配模块与所述人员管理模块电连接，所述故障匹配模块用于接收所述无负压供水设备管理平台发送的维修指令，依据出勤列表的出勤记录向维修终端发送维修信息，所述维修指令包括维修种类、维修地点和故障评估程度，所述维修终端包括用于显示维修指令的显示屏、服务器和语音提醒装
置，所述服务器用于监听维修指令，并将监听到的维修指令传输至所述显示屏进行显示，所述语音提醒装置包括语音合成芯片、功率放大器和扬声器，所述语音合成芯片通过串口接收服务器输出的维修指令，按照设定的规则合成输出语音信号，所述语音信号经过所述功率放大器放大后，通过所述扬声器播放；所述维护周期记录模块与所述人员管理模块相连接，所述维护周期记录模块用于在确认维修人员后记录初始维修时刻t1，并接收维修完成的确认信息，将所述确认信息对应的维修时刻记录为t2。
12.进一步地，所述监控网络包括第一监控节点、第二监控节点、第三监控节点和协调器；
13.所述第一监控节点包括设置在加压泵组上的电机转速检测器、温度检测器、振动检测器、变频器和控制器，所述转速检测器将检测到的转速信息实时传输给所述控制器，所述控制器根据所述核心控制装置发送的增压参数信息生成电机控制信号，所述变频器接收电机控制信号，依据所述电机控制信号控制电机进行转动，所述温度检测器的输出端和振动检测器的输出端均与所述控制器的a/d转换端口电连接，所述控制器将接收到的温度信息与降温阈值进行比较，当超过所述降温阈值时，对电机进行降温，并按照设定的检测频率再次进行检测，将检测值与报警值进行比较，当检测值超过报警值时，上传报警信息至所述协调器，所述振动检测器用于检测泵组的振动信号，所述控制器检测到所述振动信号超过设置的安全阈值时，则判定泵组电机发生故障；
14.所述第二监控节点包括用于检测管道压力、进水压力和出水压力的多个压力检测器、用于检测是否发生管道漏水的湿度传感器和用于采集供水流量的流量传感器和第一zigbee模块，所述压力检测器所述超声波传感器和所述流量传感器将采集的数据变化信息通过第一zigbee模块上传报至所述协调器；
15.所述第三监控节点包括用于检测稳流调节装置的液位的液位传感器、采集稳流调节器的运行状态信息的开关量模块、用于检测负压抑制器排气口是否发生漏气的超声波传感器和第二zigbee模块，所述液位传感器、所述开关量模块和所述超声波传感器通过模拟转换器与所述第二zigbee模块，将采集的液位变化信息、开关量信息和超声波变化信息通过第二zigbee模块上传报至所述协调器。
16.更进一步地，所述分析优化模块与所述监控网络电连接，所述分析优化模块包括数据分类模块、筛选统计模块和确认模块，所述数据分类模块将监控网络采集的信息按照属性和采集时间进行分类，将分类后数据传输至所述筛选统计模块进行统计，所述确认模块用于对异常数据自动进行二次确认；所述数据分类模块接收所述协调器上传的检测数据和报警信息后，首先按照属性和采集时间将一定周期内接收数据信息进行分类得到属性列表，再按照数据来源端口分配对应的数据源编号，将所述数据源编号与所述属性列表相连接；所述筛选统计模块用于将所述属性列表中存储的数据与各自对应的预设值进行比较，将超过所述预设值的数据源编号传输至所述确认模块，所述确认模块根据数据源编号再次主动获取对应数据信息，若仍然超过所述预设值则输出异常确认信号至所述报警模块和所述核心处理装置，否则筛除该组数据。
17.更进一步地，所述第一监控节点还包括散热装置，所述散热装置包括滤波稳压电路、包括光耦隔离器u1的触发电路和控制电路，所述滤波稳压电路用于对输出电源进行滤波稳压，所述控制电路包括双向晶闸关v1、电阻r1与电容c1构成阻容保护单元，所述控制器
通过光耦隔离器u1与所述双向晶闸关v1电连接，阻容保护单元用于保护双向晶闸管v1不受损坏，所述双向晶闸关v1与电机电连接控制电机转动进而带动室内风扇运转，电源输出端通过滤波电感l1与电机电源端相连接。
18.进一步地,所述报警模块包括通信模块、报警信息记录模块和报警信号输出装置，所述通信模块包括4g/gprs模块，所述通信模块用于将报警信息传输至所述报警信息记录模块和所述报警信号输出装置，所述报警信息记录模块用于将报警信息按照时间戳顺序存储至云服务器，所述报警信号输出装置用于通过声光报警方式进行报警提醒。
19.进一步地，所述核心控制装置包括参数更新模块和执行模块；所述参数更新模块包括修改模块和状态检测模块，所述修改模块接收所述无负压供水设备管理平台通过无线方式发送的数据采集更新参数、预设值信息和数据源修改信息，并根据接收的参数信息向所述监控网络发送更新指令，并接收所述监控网络反馈的更新反馈值信息，所述状态检测模块与所述修改模块相连接，用于检测更新状态，将更新前状态记为0,当更新完成将更新状态记为1，完成更新后将所述更新反馈值信息反馈至所述无负压供水设备管理平台；所述执行模块用于根据检测的到的压力信息和设定供水压力计算增压信息，并对加压泵组输出包含所述加压信息的加压控制信号，还用于根据检测到的流量信息与预设的流量的比较结果控制各阀口的开关状态。
20.进一步地,所述无负压供水设备管理平台包括数据查询模块、待处理提醒模块和3d显示模块；所述数据查询模块用于用户输入查询指令，并根据所述查询指令调用用户对应权限的数据信息，通过所述3d显示模块显示所述数据信息；所述待处理提醒模块用于将当天处理过的报警信息状态记录为已处理，将当天未处理过的报警信息状态记录为待处理，并进行标记显示。
21.一种无负压供水设备的监控控制方法，采用如上述的无负压供水设备的监控系统，该方法具体包括：
22.s1：采集加压泵组的运行信息、稳流调节装置的液位和调节变化信息、管压变化信息及供水状态信息；
23.s2：将监控网络采集的信息按照属性和采集时间进行分类，得到属性列表，将所述属性列表中存储的数据与各自对应的预设值进行比较，将超过所述预设值的数据源编号传输至确认模块，确认模块根据数据源编号再次主动获取对应数据信息，若仍然超过预设值则输出异常确认信号至报警模块和核心处理装置，否则筛除该组数据；
24.s3：将异常数据、设备故障信息和供电异常情况的报警信息传输至报警模块，报警模块将报警信息按照时间戳顺序存储至云服务器，然后由报警信号输出装置通过声光报警方式进行报警提醒；
25.s4：接收用户参数修改指令，并依据指令对监控网络的监控参数进行更新和将更新数据转发至无负压供水设备管理平台，并根据检测的到的压力信息和设定供水压力计算增压信息，对加压泵组输出包含所述加压信息的加压控制信号，及根据检测到的流量信息与预设的流量的比较结果控制各阀口的开关状态；
26.s5：以图形化形式显示无负压供水信息，并根据用户的查询指令调用对应数据信息和提醒用户处理待处理报警信息，及根据报警信息发送维修指令，再依据出勤列表的出勤记录向维修终端发送维修信息，并对维修周期进行记录。
27.从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明可对无负压供水设备进行远程集中监控，获取准确的设备运行信息，并对故障进行精确定位和处理。
28.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
30.图1为本发明无负压供水设备的监控系统的组成结构示意图。
31.图2为本发明中监控网络的组成结构示意图。
32.图3为本发明中报警模块的组成结构示意图。
33.图4为本发明中分析优化模块的组成结构示意图
34.图5为本发明中无负压供水设备的监控控制方法的具体步骤示意图。
35.图6为本发明中散热装置的电路结构示意图。
具体实施方式
36.为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本技术公开了一种无负压供水设备的监控系统，如图1至图6所示，该系统包括：多个监控节点组成的监控网络、分析优化模块、报警模块、核心控制装置、电能管理模块和无负压供水设备管理平台，其中，所述监控网络设置在无负压供水设备上，用于采集加压泵组的运行信息、稳流调节装置的液位和调节变化信息、管压变化信息及供水状态信息。
38.具体地，所述监控网络包括第一监控节点、第二监控节点、第三监控节点和协调器；所述第一监控节点包括设置在加压泵组上的电机转速检测器、温度检测器、振动检测器、变频器和控制器，所述转速检测器将检测到的转速信息实时传输给所述控制器，所述控制器根据所述核心控制装置发送的增压参数信息生成电机控制信号，所述变频器接收电机控制信号，依据所述电机控制信号控制电机进行转动，所述温度检测器的输出端和振动检测器的输出端均与所述控制器的a/d转换端口电连接，所述控制器将接收到的温度信息与降温阈值进行比较，当超过所述降温阈值时，对电机进行降温，并按照设定的检测频率再次进行检测，将检测值与报警值进行比较，当检测值超过报警值时，上传报警信息至所述协调器，所述振动检测器用于检测泵组的振动信号，所述控制器检测到所述振动信号超过设置的安全阈值时，则判定泵组电机发生故障。
39.如图6所示，所述第一监控节点还包括散热装置，所述散热装置包括滤波稳压电路、包括光耦隔离器u1的触发电路和控制电路，所述滤波稳压电路用于对输出电源进行滤波稳压，所述控制电路包括双向晶闸关v1、电阻r1与电容c1构成阻容保护单元，所述控制器
通过光耦隔离器u1与所述双向晶闸关v1电连接，阻容保护单元用于保护双向晶闸管v1不受损坏，所述双向晶闸关v1与电机电连接控制电机转动进而带动室内风扇运转，电源输出端通过滤波电感l1与电机电源端相连接。
40.在本实施例中，控制器将过零信号发送至光耦隔离器中，通过光耦合，产生过零触发信号供给双向晶闸管，使其受控导通，导通后，则电源通过电机，电机运转带动风扇吹风，控制器根据遥控指令发出占空比不同的脉冲信号，就可以控制双向晶闸管导通与关闭的时间比例不同，因而通过电机的电压有效值也不同，从而得到高、中、弱、微四种风速。
41.所述第二监控节点包括用于检测管道压力、进水压力和出水压力的多个压力检测器、用于检测是否发生管道漏水的湿度传感器和用于采集供水流量的流量传感器和第一zigbee模块，所述压力检测器所述超声波传感器和所述流量传感器将采集的数据变化信息通过第一zigbee模块上传报至所述协调器。
42.所述第三监控节点包括用于检测稳流调节装置的液位的液位传感器、采集稳流调节器的运行状态信息的开关量模块、用于检测负压抑制器排气口是否发生漏气的超声波传感器和第二zigbee模块，所述液位传感器、所述开关量模块和所述超声波传感器通过模拟转换器与所述第二zigbee模块，将采集的液位变化信息、开关量信息和超声波变化信息通过第二zigbee模块上传报至所述协调器。
43.所述分析优化模块与所述监控网络电连接，所述分析优化模块包括数据分类模块、筛选统计模块和确认模块，所述数据分类模块将监控网络采集的信息按照属性和采集时间进行分类，将分类后数据传输至所述筛选统计模块进行统计，所述确认模块用于对异常数据自动进行二次确认。
44.在本实施例中，按照信息属性对信息进行分类，例如，加压泵组、管道组、阀门组和稳流调节组等等，再按照获取的时间对数据进行排序统计。具体如下：所述分类模块接收所述协调器上传的检测数据和报警信息后，首先按照属性和采集时间将一定周期内接收数据信息进行分类得到属性列表，再按照数据来源端口分配对应的数据源编号，将所述数据源编号与所述属性列表相连接；所述筛选统计模块用于将所述属性列表中存储的数据与各自对应的预设值进行比较，将超过所述预设值的数据源编号传输至所述确认模块，所述确认模块根据数据源编号再次主动获取对应数据信息，若仍然超过所述预设值则输出异常确认信号至所述报警模块和所述核心处理装置，否则筛除该组数据。数据源编号为系统随机分配的唯一编码序列号。
45.所述报警模块与所述分析优化模块、所述核心控制装置和所述电能管理模块电连接，所述报警模块用于根据异常数据、设备故障和供电异常情况输出报警信号；所述报警模块包括通信模块、报警信息记录模块和报警信号输出装置，所述通信模块包括4g/gprs模块，所述通信模块用于将报警信息传输至所述报警信息记录模块和所述报警信号输出装置，所述报警信息记录模块用于将报警信息按照时间戳顺序存储至云服务器，所述报警信号输出装置用于通过声光报警方式进行报警提醒。
46.在本实施例中，报警方式可根据用户需求设置语音报警装置或蜂鸣报警器或者多种模式组合的灯光报警方式。
47.所述核心控制装置用于接收用户参数修改指令，并依据指令对监控网络的监控参数进行更新和将更新数据转发至所述无负压供水设备管理平台。所述核心控制装置包括参
数更新模块和执行模块；所述参数更新模块包括修改模块和状态检测模块，所述修改模块接收所述无负压供水设备管理平台通过无线方式发送的数据采集更新参数、预设值信息和数据源修改信息，并根据接收的参数信息向所述监控网络发送更新指令，并接收所述监控网络反馈的更新反馈值信息，所述状态检测模块与所述修改模块相连接，用于检测更新状态，将更新前状态记为0,当更新完成将更新状态记为1，完成更新后将所述更新反馈值信息反馈至所述无负压供水设备管理平台；所述执行模块用于根据检测的到的压力信息和设定供水压力计算增压信息，并对加压泵组输出包含所述加压信息的加压控制信号，还用于根据检测到的流量信息与预设的流量的比较结果控制各阀口的开关状态。
48.所述电能管理模块包括电源过流过压检测装置和电源自动切换装置，所述电源过流过压检测装置用于对系统供电状态进行实时监测，所述电源自动切换装置根据设定的备用供电规则对供电进行管控切换。电源过流过压检测装置采用过压过流保护板。
49.在本系统中，还包括设备故障维护模块，所述设备故障维护模块包括人员管理模块、故障匹配模块和维护周期记录模块；所述人员管理模块用于按照输入的维修人员基本信息和故障维修种类对人员信息进行分类，形成出勤列表；所述故障匹配模块与所述人员管理模块电连接，所述故障匹配模块用于接收所述无负压供水设备管理平台发送的维修指令，依据出勤列表的出勤记录向维修终端发送维修信息，所述维修指令包括维修种类、维修地点和故障评估程度，所述维修终端包括用于显示维修指令的显示屏、服务器和语音提醒装置，所述服务器用于监听维修指令，并将监听到的维修指令传输至所述显示屏进行显示，所述语音提醒装置包括语音合成芯片、功率放大器和扬声器，所述语音合成芯片通过串口接收服务器输出的维修指令，按照设定的规则合成输出语音信号，所述语音信号经过所述功率放大器放大后，通过所述扬声器播放；所述维护周期记录模块与所述人员管理模块相连接，所述维护周期记录模块用于在确认维修人员后记录初始维修时刻t1，并接收维修完成的确认信息，将所述确认信息对应的维修时刻记录为t2，则维护周期为t2-t1。
50.所述无负压供水设备管理平台用于以图形化形式显示无负压供水信息，并根据用户的查询指令调用对应数据信息和提醒用户处理待处理报警信息。所述无负压供水设备管理平台包括数据查询模块、待处理提醒模块和3d显示模块；所述数据查询模块用于用户输入查询指令，并根据所述查询指令调用用户对应权限的数据信息，通过所述3d显示模块显示所述数据信息；所述待处理提醒模块用于将当天处理过的报警信息状态记录为已处理，将当天未处理过的报警信息状态记录为待处理，并进行标记显示。3d显示模块可将无负压供水设备及管道连接通过3维模拟画面展示出来。
51.本技术基于上述系统还公开了一种无负压供水设备的监控控制方法，该方法具体包括：
52.s1：采集加压泵组的运行信息、稳流调节装置的液位和调节变化信息、管压变化信息及供水状态信息；
53.s2：将监控网络采集的信息按照属性和采集时间进行分类，得到属性列表，将所述属性列表中存储的数据与各自对应的预设值进行比较，将超过所述预设值的数据源编号传输至确认模块，确认模块根据数据源编号再次主动获取对应数据信息，若仍然超过预设值则输出异常确认信号至报警模块和核心处理装置，否则筛除该组数据；
54.s3：将异常数据、设备故障信息和供电异常情况的报警信息传输至报警模块，报警
模块将报警信息按照时间戳顺序存储至云服务器，然后由报警信号输出装置通过声光报警方式进行报警提醒；
55.s4：接收用户参数修改指令，并依据指令对监控网络的监控参数进行更新和将更新数据转发至无负压供水设备管理平台，并根据检测的到的压力信息和设定供水压力计算增压信息，对加压泵组输出包含所述加压信息的加压控制信号，及根据检测到的流量信息与预设的流量的比较结果控制各阀口的开关状态；
56.s5：以图形化形式显示无负压供水信息，并根据用户的查询指令调用对应数据信息和提醒用户处理待处理报警信息，及根据报警信息发送维修指令，再依据出勤列表的出勤记录向维修终端发送维修信息，并对维修周期进行记录。
57.应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。