一种基于物联网控制的无负压供水系统及其实现方法与流程

技术特征：
1.一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：包括供水设备与设备的控制系统；所述供水设备包括用户自来水供水机构与用户自来水处理机构；所述自来水供水机构，作用是将市政自来水，通过无负压供水设备增压输送给用户日常使用；所述自来水处理机构，作用是将增压后的市政自来水，经过滤器与膜组等处理，达到人们纯净水饮用的标准；所述的自来水供水机构包括稳流罐(5)，稳流罐(5)通过管道与市政自来水连接，在管道上设置有1#电动慢开阀(1)，稳流罐(5)的罐底设置有1#压力传感器(2)，1#压力传感器(2)与设备的控制系统连接，用于检测稳流罐(5)内的压力，稳流罐(5)的底部通过一段管道与1#增压水泵(8)与2#增压水泵(9)的一端连接，在增压水泵与稳流罐(5)之间的管道上设置有1#止回阀(6)，所述的1#增压水泵(8)与2#增压水泵(9)的另一端连接有用户自来水管道(18)，所诉1#增压水泵(8)由1#增压水泵电机驱动，所述2#增压水泵(9)由2#增压水泵电机驱动，所述的用户自来水管道(18)上设置有2#压力传感器(3),2#压力传感器(3)与设备的控制系统连接，用于检测用户自来水管道(18)内水的压力。2.如权利要求1所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述自来水处理机构包括过滤器(11)，过滤器(11)通过一段管道与用户自来水管道(18)连接，在该段管道上设置有2#电动慢开阀(10)，2#电动慢开阀(10)与设备的控制系统连接，过滤器(11)通过一段管道与反渗透膜组(12)连接，在该段管道上设置有4#压力传感器(21)，4#压力传感器(21)与控制系统连接；所述反渗透膜组(12)的纯水端通过一段管道与纯水罐(13)上部连接，在该段管道上设置有流量传感器(22)，流量传感器(22)与控制系统连接，所述纯水罐(13)的底部设有一段管道与2#液位传感器(15)，纯水罐(13)通过该段管道与纯水泵(17)一端连接，所述2#液位传感器与控制系统连接，用于测试纯水罐(13)的液位，所述纯水泵(17)的另一端连接有纯净水管道(19)，所述纯水泵(17)由纯水泵电机m3驱动，通过纯净水管道(19)，将纯水罐(13)中的纯水输送到用户处，所述纯净水管道(19)上设置有2#止回阀(6)、电导传感器(20)与3#压力传感器(4)，所述电导传感器(20)与设备的控制系统连接，用于检测纯净水的电导率，所述3#压力传感器(4)与设备的控制系统连接，用于检测纯净水管道(19)内纯净水供水的压力；所述反渗透膜组(12)的浓水端通过一段管道与浓水罐(9)上部连接，所述浓水罐(9)的底部设有一段管道与1#液位传感器(14)，浓水罐(9)通过该段管道与浓水泵(16)一端连接，浓水泵(16)的另一端通过一段管道与外界相通，所述浓水泵(16)由浓水泵电机m4驱动，所述1#液位传感器(14)与设备的控制系统连接，用于检测浓水罐(9)的液位。3.如权利要求1所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述设备的控制系统包括主电源模块、继电器控制模块、plc模块、电机驱动模块，主电源模块为控制系统提供供电，继电器控制模块为本系统的控制提供回路启停控制，plc模块连接继电器控制模块与电机驱动模块，plc模块是本系统的核心部分，是本控制系统信号的接收与发出的中心，电机驱动模块是本系统的驱动与信息采集的机构；所述plc模块包括cpu单元u1、模拟量单元u2与模拟量单元u3，cpu单元u1的型号为
cpu226i，模拟量单元u2与模拟量单元u3的型号为em235，plc模块是整个控制系统的核心，控制电机、指示灯的启停，检测故障、检测设备运行状态与采集模拟量信号；所述cpu单元u1的232通讯串口连接有串口转网口一端，串口转网口另一端连接有工控机电脑，用于供水设备控制系统与工控机电脑的通讯，cpu单元u1的485通讯串口连接有水泵电机变频器，用于cpu单元u1与水泵电机变频器之间的通讯，cpu单元u1的l 脚、m脚连接有 24v线、0v线，此部分用于cpu单元u1的电源，plc控制器u1的m脚、1m脚与2m脚连接有0v线，plc控制器u1的l脚、1l脚与2l脚连接有 24v线，此部分用于plc控制器u1的各控制脚公共接线；所述cpu单元u1的i0.0脚连接有触点开关k1的一端，触点开关k1的另一端连接 24v线，此部分用于1#增压水泵电机故障检测，所述cpu单元u1的i0.1脚连接有触点开关k2的一端，触点开关k2的另一端连接 24v线，此部分用于检测2#增压水泵电机故障检测，所述cpu单元u1的i0.2脚连接有触点开关k3的一端，触点开关k3的另一端连接 24v线，此部分用于纯水泵电机故障检测，所述cpu单元u1的i0.3脚连接有触点开关k4的一端，触点开关k4的另一端连接 24v线，此部分用于浓水泵电机故障检测，所述cpu单元u1的i0.4脚连接有旋钮开关s1的一端，旋钮开关s1的另一端连接 24v线，此部分用于纯水泵手动控制旋钮信号检测，所述cpu单元u1的i0.5脚连接有旋钮开关s2的一端，旋钮开关s2的另一端连接 24v线，此部分用于设备手动/自动控制旋钮信号检测，所述cpu单元u1的i0.6脚连接有旋钮开关s3的一端，旋钮开关s3的另一端连接 24v线，此部分用于急停按钮信号检测。4.如权利要求3所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述主电源模块包括三相电源r线、s线、t线与n线，三相电源r线、s线、t线与n线连接有断路器qf1一端，断路器qf1另一端连接三相电源l1线、l2线、l3线与n线，所述三相电源l1线、l2线与l3线连接有断路器qf2一端，断路器qf2另一端连接变频器t1一端，变频器t1另一端连接有1#增压水泵电机m1，此部分用于给1#增压水泵电机m1提供电源，所述三相电源l1线、l2线与l3线连接有断路器qf3一端，断路器qf3另一端连接变频器t2一端，变频器t2另一端连接有2#增压水泵电机m2，此部分用于给2#增压水泵电机m2提供电源；所述三相电源l1线、l2线与l3线连接有断路器qf4一端，断路器qf4另一端连接有变频器t3一端，变频器t3另一端连接有纯净水水泵电机m3，此部分用于给纯净水水泵电机m3提供电源，所述三相电源l1线、l2线与l3线连接有断路器qf5一端，断路器qf5另一端连接有接触器km1一端，接触器km1另一端连接有热继电器fr1一端，热继电器fr1另一端连接有浓水泵电机m4，此部分用于给浓水泵电机m4提供电源与热保护；所述三相电源中l1线与n线连接有断路器qf6一端，断路器qf6另一端连接中间继电器ka5常开触点的一端，中间继电器ka5常开触点的另一端连接有1#电动慢开阀m5，此部分用于给1#电动慢开阀m5提供电源，所述三相电源中l1线与n线连接有断路器qf7一端，断路器qf7另一端连接中间继电器ka6常开触点的一端，中间继电器ka6常开触点的另一端连接有2#电动慢开阀m6，此部分用于给2#电动慢开阀m6提供电源；所述三相电源l3线与n线连接有断路器qf8一端，断路器qf8另一端连接有l线与n线，l线与n线连接有开关电源lrs-200-24的一端，开关电源lrs-200-24的另一端连接有 24v线与0v线， 24v线与0v线连接有plc与串口转网口模块的一端，此部分用于给plc与串口转网口模块提供电源，所述 24v线与0v线也用于为其它用电器提供直流24v供电，所述l线与n线
也用于为其它用电器提供ac220v供电。5.如权利要求3所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述继电器控制模块包括中间继电器ka4常开触点，中间继电器ka4常开触点一端连接有 24v线，中间继电器ka4常开触点另一端连接有接触器km1线圈的一端，接触器km1线圈的另一端连接0v线，此部分用于控制浓水泵电机启停，所述继电器控制模块包括中间继电器ka7常开触点，中间继电器ka7常开触点一端连接有 24v线，中间继电器ka7常开触点另一端连接有指示灯红的一端，指示灯红的另一端连接0v线，此部分用于控制指示灯红启停，所述继电器控制模块还包括中间继电器ka8常开触点，中间继电器ka8常开触点一端连接有 24v线，中间继电器ka8常开触点另一端连接有指示灯绿的一端，指示灯绿的另一端连接0v线，此部分用于控制指示灯绿启停，所述继电器控制模块还包括中间继电器ka9常开触点，中间继电器ka9常开触点一端连接有 24v线，中间继电器ka9常开触点另一端连接有指示灯蜂鸣器的一端，指示灯蜂鸣器的另一端连接0v线，此部分用于控制指示灯蜂鸣器启停。6.如权利要求3所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述cpu单元u1的q0.0脚一端连接有中间继电器ka1线圈的一端，中间继电器ka1线圈的另一端连接0v线，此部分用于1#增压水泵电机启动的控制，所述cpu单元u1的q0.1脚连接有中间继电器ka2线圈的一端，中间继电器ka2线圈的另一端接0v线，此部分用于2#增压水泵电机启动的控制，所述cpu单元u1的q0.2脚连接有中间继电器ka3线圈的一端，中间继电器ka3线圈的另一端连接0v线，此部分用于纯净水水泵电机启动的控制，所述cpu单元u1的q0.3连接有ka4中间继电器线圈的一端，ka4中间继电器线圈的另一端连接0v线，此部分用于浓水泵启动的控制，所述cpu单元u1的q0.4脚连接有ka5中间继电器线圈的一端，中间继电器ka5线圈的另一端连接0v线，此部分用于1#电动慢开阀启动的控制，所述cpu单元u1的q0.5脚连接有中间继电器ka6线圈的一端，中间继电器ka6线圈的另一端连接0v线，此部分用于2#电动慢开阀启动的控制，所述cpu单元u1的q1.0脚连接有中间继电器ka7线圈一端，中间继电器线圈ka7另一端连接0v线，此部分用于指示灯-红启动的控制，所述cpu单元u1的q1.1脚连接有中间继电器ka8线圈的一端，中间继电器ka8线圈的另一端连接0v线，此部分用于指示灯-绿启动的控制，所述cpu单元u1的q1.2脚连接有中间继电器ka9线圈的一端，中间继电器ka9线圈的另一端连接0v线，此部分用于指示灯-蜂鸣器启动的控制。7.如权利要求3所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述模拟量单元u2的l 脚、m脚连接有 24v线、0v线，此部分用于模拟量单元u2的电源，模拟量单元u2的ra脚、a 脚连接有ai0 信号，模拟量单元u2的ra-脚连接有ai0-信号，此部分用于采集1#压力传感器的信号，模拟量单元u2的rb脚、b 脚连接有ai2 信号，模拟量单元u2的rb-脚连接有ai2-信号，此部分用于采集2#压力传感器的信号，模拟量单元u2的rc脚、c 脚连接有ai4 信号，模拟量单元u2的rc-脚连接有ai4-信号，此部分用于采集3#压力传感器的信号，模拟量单元u2的rd脚、d 脚连接有ai6 信号，模拟量单元u2的rd-脚连接有ai6-信号，此部分用于采集4#压力传感器的信号；所述模拟量单元u3的l 脚、m脚连接有 24v线、0v线，此部分用于模拟量单元u3的电源，模拟量单元u3的ra脚、a 脚连接有ai8 信号，模拟量单元u3的ra-脚连接有ai8-信号，此部分用于采集流量传感器的信号，模拟量单元u3的rb脚、b 脚连接有ai10 信号，模拟量单元u3的rb-脚连接有ai10-信号，此部分用于采集电导传感器的信号，模拟量单元u3的rc脚、c
脚连接有ai12 信号，模拟量单元u3的rc-脚连接有ai12-信号，此部分用于采集1#液位传感器的信号，模拟量单元u3的rd脚、d 脚连接有ai14 信号，模拟量单元u3的rd-脚连接有ai14-信号，此部分用于采集2#液位传感器的信号。8.如权利要求3所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统，其特征在于：所述电机驱动模块，包括变频器t1、变频器t2与变频器t3，所述变频器t1的r脚、s脚与t脚连接有l1线、l2线与l3线，此部分用于变频器t1的电源，变频器t1的u脚、v脚与w脚接连有1#增压水泵电机m1，变频器t1的di1脚连接有中间继电器ka1常开触点的一端，中间继电器ka1常开触点的另一端连接变频器t1的0v脚，变频器t1的do2c脚连接 24v线，变频器t1的do2nc脚连接plc模块cpu单元u1的i0.0脚，变频器t1的p 脚连接plc模块cpu单元u1的串口485 信号线，变频器t1的n-脚连接plc模块cpu单元u1的串口485-信号线，变频器t1用来驱动1#增压水泵电机运转，并实现1#增压水泵电机不同速度的控制；所述变频器t2的r脚、s脚与t脚，连接有l1线、l2线与l3线，此部分用于变频器t2的电源，变频器t2的u脚、v脚与w脚接连有2#增压水泵电机m2，变频器t2的di1脚连接有中间继电器ka2常开触点的一端，中间继电器ka2常开触点的另一端连接变频器t2的0v脚，变频器t2的do2c脚连接 24v线，变频器t2的do2nc脚连接plc模块cpu单元u1的i0.1脚，变频器t2的p 脚连接plc模块cpu单元u1的串口485 信号线，变频器t2的n-脚连接plc模块cpu单元u1的串口485-信号线，变频器t2用来驱动2#增压水泵电机运转，并实现2#增压水泵电机m2不同速度的控制；所述变频器t3的r脚、s脚与t脚，连接有l1线、l2线与l3线，此部分用于变频器t3的电源，变频器t3的u脚、v脚与w脚接连有纯净水水泵电机m3，变频器t3的di1脚连接有中间继电器ka3常开触点的一端，中间继电器ka3常开触点的另一端连接变频器t3的0v脚，变频器t3的do2c脚连接 24v线，变频器t3的do2nc脚连接plc模块cpu单元u1的i0.2脚，变频器t3的p 脚连接plc模块cpu单元u1的串口485 信号线，变频器t3的n-脚连接plc模块cpu单元u1的串口485-信号线，变频器t3用来驱动纯净水水泵电机m3运转，并实现纯净水水泵电机m3不同速度的控制。9.一种基于物联网控制的无负压供水系统的实现方法，其特征在于：所述实现方法应用于如权利要求1-8中任意一权利要求所述的基于物联网控制的无负压供水系统中，实现方法包括自来水供水流程，自来水供水流程包括以下步骤：自来水供水流程程序起始于步骤s100,程序开始，执行步骤s101；步骤s101，开启1#电动慢开阀；完成后执行步骤s102；步骤s102，控制系统判断稳流罐压力是否符合启动供水；若是执行步骤s103；若不是，程序跳至程序起始处；步骤s103，启动1#增压水泵电机；完成后执行步骤s104；步骤s104，启动1#增压水泵电机pid稳压；完成后执行步骤s105；步骤s105，控制系统判断供水压力是否达到；若是程序跳转至程序起始处；若不是执行步骤s106；步骤s106，启动2#增压水泵电机；完成后执行步骤s107；步骤s107，启动2#增压水泵电机pid稳压；完成后程序跳转至程序起始处；如此反复。10.如权利要求9所述的一种基于物联网控制的无负压供水系统的实现方法，其特征在
于：所述实现方法包括自来水处理流程，自来水处理流程包括以下步骤：自来水处理流程程序起始于步骤s200,程序开始，执行步骤s201；步骤s201，控制系统判断纯水液位是否处于高液位；若是执行步骤s212；若不是，执行步骤s202，s203；步骤s202，启动1#增压水泵电机；步骤s203，启动2#电动慢开阀；完成后执行步骤s204；步骤s204，启动1#增压水泵电机pid稳压；完成后执行步骤s205；步骤s205，控制系统判断供水压力是否达到；若是程序跳转至程序s208处；若不是执行步骤s206；步骤s206，启动2#增压水泵电机；完成后执行步骤s207；步骤s207，启动2#增压水泵电机pid稳压；完成后执行步骤s208；步骤s208，控制系统判断浓水罐液位是否处于高液位；若是程序执行步骤s209；若不是程序跳转至程序起始处；步骤s209，启动浓水泵；完成后执行步骤s210；步骤s210，控制系统判断浓水罐液位是否处于低液位；若是程序执行步骤s211；若不是程序跳转至s209处；步骤s211，关闭浓水泵；完成后程序跳转至程序起始处；如此反复。

技术总结
本申请公开了一种基于物联网控制的无负压供水系统，包括供水设备与设备的控制系统所述供水设备包括用户自来水供水机构与用户自来水处理机构；所述设备的控制系统包括主电源模块、继电器控制模块、PLC模块、电机驱动模块，主电源模块为控制系统提供供电，继电器控制模块为本系统的控制提供回路启停控制，PLC模块连接继电器控制模块与电机驱动模块，PLC模块是本系统的核心部分，是本控制系统信号的接收与发出的中心，电机驱动模块是本系统的驱动与信息采集的机构。具有以下优点：无需操作人员现场操作，利用物联网可实现远程启停及监视设备的运行，也无需额外增加净化水设备，即可实现对自来水的净化处理，达到人们对日常饮用水的要求。的要求。的要求。


技术研发人员：陈倩倩 宋长广 刘晴
受保护的技术使用者：山东华立供水设备有限公司
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/8/19