[实用新型]一种基于物联网的变频恒压供水智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于恒压供水技术领域，涉及一种基于物联网的变频恒压供水智能控制系统。

背景技术

在水资源和电能短缺的背景下，长期以来在高层建筑供水技术方面自动化程度一直比较低，主要表现在造成能源浪费和设备损伤。在传统恒速泵加气压罐的供水方式中，通过监测罐内压力来控制泵的开、停。气压罐方式依靠压力罐中的压缩空气送水，气压罐配套水泵运行时，水泵在额定转速、额定流量的条件下工作。当系统所需水量下降时，供水压力超出系统所需要的压力从而造成能量的浪费。同时水泵使用工频启动，且启动频繁，又会造成一定的能耗。而变频恒压供水系统可实现水泵电机无极调速，使供水压力与系统所需水压大致相等，节省能量，同时变频器对水泵采取软启动，启动冲击电流小，恒压供水系统运行稳定，调节范围大。

另外，对供水系统安全的监控多数只停留在现场阶段，各供水单元之间无法传达运行状况信息，无法及时的根据异地供水单元的故障来找到解决和防范的措施，提高安全性。就上述问题，我们有必要开发一套既能够对供水系统的运行进行平稳、可靠的控制，又能够集中地对多地供水单元的运行状态进行远程、实时、有效监控的控制系统。

实用新型内容

为了克服现有供水系统的不足，提供一种基于物联网的变频恒压供水智能控制系统，可实现对于高层建筑供水系统的恒压控制和对供水系统各单元的远程监控，实时反馈各单元的运行状况，及早获悉故障信息，确保居民用水水压和流量实时保持在最优范围内，不出现水压过高或过低及空抽等损坏设备的现象。使供水系统更加节电节水，安全可靠，可实时监控。

一种基于物联网的变频恒压供水智能控制系统，包括物联网远程监控终端1、远程网络通讯连接设备2、PLC控制设备3、变频器4、液位传感器5、压力变送器6、电接点压力表7、稳压罐8、电动蝶阀9；物联网远程监控终端1与远程网络通讯连接设备2的GPRS调制解调器通过GPRS网络以及互联网通信连接；远程网络通讯连接设备2的GPRS调制解调器通过RS232串口与PLC控制设备3连接，SIM卡插在GPRS调制解调器的SIM插槽内。PLC控制设备3的另一端分别外接变频器4、液位传感器5、压力变送器6、电接点压力表7、稳压罐8和电动蝶阀9。变频器4由主电路供电，连接泵组10并调节其转速。

一种基于物联网的变频恒压供水智能控制系统的控制方法，该变频恒压供水智能控制系统的控制部分分为下位机变频自动运行控制程序和上位机检测监控程序。下位机变频自动运行控制程序选择梯形图作为PLC编程语言，上位机检测监控程序是基于LabVIEW平台开发的。变频恒压供水系统能实现全自动运行、手动控制运行、远程监控。下位机变频恒压供水系统的控制程序分为主程序和中断子程序。主程序就是对整个变频恒压供水系统全自动工作的设计；子程序起着中断的作用，用于调节工作频率，使其稳定在设定值附近。

主程序模块在系统即将运行前进行初始化，对系统内各个部分的当前状态进行检测故障，若无故障，系统继续向下运行。若有故障，系统回到初始化步骤接着对各个参数进行处理。在初始化完成之后是对水箱液位的检测，直到满足要求后进行下一步。在开启水泵之前要检测运行时间，到达10S才可以开始进行供水，到达时间1号水泵开始变频运行供水，此时2号水泵是停止状态。从1号水泵运行开始，系统检测1号水泵运行时间，到达2h设定值后1号水泵停止，2号水泵依然为停止状态。此时检测换泵时间，到达10S后2号水泵开始进行工作，1号水泵则停止工作。2号水泵从工作开始到达2h的给定时间后，停止工作，此时1号水泵依然没有工作。系统检测换泵时间，到达10S后，1号水泵再次启动运行，2号水泵为停止状态。即整个系统的主运行流程。两台水泵互相交替运行，之间设有互锁，不能同时工作。

中断子程序是检测变频器的频率是否满足设定值。首先通过压力变送器检测压力，看是否达到设定值。若达到设定值，将检测值给变频器并减0.5Hz，判断此时频率是否小于频率下限，不小于直接给变送器，小于将频率设为0Hz给变频器；若未达到设定值，将检测值加0.5Hz，判断此时频率是否大于频率上限，不大于直接给变频器，大于将频率设为50Hz给变频器。

上位机检测监控程序实现与下位机的通信，即通过人机界面来设置相关参数并实时显示每个环节参数的变化是否正常，如供水超高压、出水压力、电机频率、电机运行时间这些重要的参数。此外监控画面还形象地呈现稳压罐的水量以及水泵叶轮的转动情况。