一種水泵控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水泵控制系統(tǒng)，包括至少一組并聯(lián)的主驅(qū)動控制器和從驅(qū)動控制器。主驅(qū)動控制器包括變頻控制器、電機、壓力表、輸出端口、輸入端口、擴展端口、藍牙端口、總線端口、斷路器、總線、移動設(shè)備、藍牙、遠程端口及無線端口；從驅(qū)動控制器包括斷路器、接觸器、輸入端口、輸出端口及電機。本發(fā)明的主驅(qū)動控制器與從驅(qū)動控制器均采用模塊化設(shè)計，直接集成到水泵電機上提高了標準化程度，除去了獨立的水泵控制柜；水泵控制系統(tǒng)內(nèi)嵌了強大的通訊功能，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和控制；另外多臺主驅(qū)動控制器之間設(shè)置了自動切換功能；控制系統(tǒng)運行模式分為自動和手動，便于調(diào)試或者故障診斷和分析。
【專利說明】
一種水泵控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水栗控制系統(tǒng)，特別是二次給水設(shè)備所用的水栗控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]二次給水設(shè)備是一種直接與市政供水管網(wǎng)聯(lián)接、在市政管網(wǎng)剩余壓力基礎(chǔ)上串聯(lián)疊壓供水而確保市政管網(wǎng)壓力不小于設(shè)定壓力的二次加壓給水系統(tǒng)。二次給水設(shè)備充分利用管網(wǎng)壓力，系統(tǒng)封閉，杜絕水質(zhì)二次污染，是高層建筑供水設(shè)計的新型增壓穩(wěn)流裝置。二次給水設(shè)備一般采用2-6臺水栗組成的變頻栗組系統(tǒng)。水栗控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于二次給水設(shè)備系統(tǒng)中:一方面水栗控制系統(tǒng)根據(jù)給水系統(tǒng)對流量和揚程的需求，通過傳感器反饋信號自動的控制水栗啟停數(shù)量和調(diào)節(jié)水栗的轉(zhuǎn)速，使得給水設(shè)備更加節(jié)能環(huán)保;另一方面水栗控制系統(tǒng)還配置了一下通訊功能用于實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控。目前這類水栗控制系統(tǒng)一般由獨立的控制柜實現(xiàn)，主要存在三方面的問題:一是標準化程度低，對不同的客戶需求采用不同的配置，擴展性差;二是控制柜電氣元件配置復雜，控制柜體積大;三是通訊功能不能滿足當前智慧水務(wù)的要求。
[0003]針對上述問題，本發(fā)明的水栗控制系統(tǒng)的水栗驅(qū)動控制器采用模塊化設(shè)計，直接集成到水栗電機上，其具有如下優(yōu)勢:一方面，水栗控制系統(tǒng)提高了標準化程度，除去了獨立的水栗控制柜;另一方面水栗控制系統(tǒng)內(nèi)嵌了強大的的通訊功能，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水栗控制系統(tǒng)，其包括并聯(lián)設(shè)置的至少一臺主驅(qū)動控制器和一臺從驅(qū)動控制器；
[0005]所述主驅(qū)動控制器通過斷路器連接至電網(wǎng)并通過總線端口連接至總線實現(xiàn)互聯(lián)通訊，所述主驅(qū)動控制器還包括:
[0006]變頻控制器，根據(jù)系統(tǒng)信號調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速；
[0007]由所述總線控制驅(qū)動并由所述變頻控制器控制轉(zhuǎn)速的所述電機，其作為原動機驅(qū)動水栗；
[0008]設(shè)置在水栗出口的壓力表，測量系統(tǒng)壓力并反饋至所述變頻控制器以調(diào)節(jié)所述電機的轉(zhuǎn)速；
[0009]輸入端口，接受來自系統(tǒng)中傳感器的信號并反饋至所述變頻控制器；
[0010]輸出端口，接受來自所述變頻控制器的控制信號與總線的控制信號并輸出用于控制系統(tǒng)中的功能元件；
[0011]擴展端口，連接至遠程服務(wù)器并與所述變頻控制器相互反饋信息；
[0012]藍牙端口，用于與移動設(shè)備進行藍牙通訊并與所述變頻控制器相互反饋；
[0013]所述從驅(qū)動控制器包括斷路器、接觸器、輸入端口、輸出端口，以及由所述從驅(qū)動控制器控制的電機;所述從驅(qū)動控制器通過所述斷路器連接至所述電網(wǎng)，并通過所述輸入端口與輸出端口連接至所述總線以實現(xiàn)與所述遠程服務(wù)器的互聯(lián)通訊，所述接觸器用于控制所述電機啟停。由于所述從驅(qū)動控制器不包括變頻控制器，從而降低了水栗控制系統(tǒng)的成本；
[0014]當有多組所述主驅(qū)動控制器與從驅(qū)動控制器時，每組所述主驅(qū)動控制器與從驅(qū)動控制器之間實現(xiàn)互聯(lián)，多組所述主驅(qū)動控制器之間實現(xiàn)自動切換；
[0015]所述遠程服務(wù)器作為水栗系統(tǒng)控制的中心計算機，其安裝有應(yīng)用平臺作為應(yīng)用程序的軟件環(huán)境。
[0016]其中，所述主驅(qū)動控制器為所述變頻控制器與斷路器、輸入端口、輸出端口、擴展端口及藍牙端口集成的一體式結(jié)構(gòu)。
[0017]其中，所述主驅(qū)動控制器為所述變頻控制器與電機為集成的一體式結(jié)構(gòu)。
[0018]其中，所述電機為異步電機或者同步電機。
[0019]其中，所述移動設(shè)備包括藍牙和遠程端口，其通過所述藍牙與所述藍牙端口通訊，并通過所述遠程端口實現(xiàn)所述移動設(shè)備與遠程服務(wù)器的無線通訊。
[0020]其中，所述擴展端口包括無線端口及以太網(wǎng)，其通過所述無線端口實現(xiàn)與所述遠程服務(wù)器的無線通訊，或者通過所述以太網(wǎng)連接至互聯(lián)網(wǎng)并進一步連接至所述遠程服務(wù)器。
[0021]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的水栗控制系統(tǒng)用于在系統(tǒng)中2-6臺電機驅(qū)動水栗并在運行時對系統(tǒng)實施控制。對水栗系統(tǒng)的控制，目前主要采用變頻控制器，變頻控制器內(nèi)部的PID控制器通過運行變頻電機和根據(jù)需求控制電機的速度調(diào)節(jié)水栗的轉(zhuǎn)速，從而對水栗系統(tǒng)流量和壓力進行調(diào)整。
[0022]當水栗系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力低于用戶需要的設(shè)定壓力時，變頻控制器自動升高水栗的轉(zhuǎn)速以滿足系統(tǒng)壓力要求，如果電機轉(zhuǎn)速達到最大限制轉(zhuǎn)速時管網(wǎng)壓力仍低于用戶需要的設(shè)定壓力，其中一臺水栗的主驅(qū)動控制器通過總線把信號傳遞給系統(tǒng)中的其他水栗并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，直到水栗系統(tǒng)壓力滿足設(shè)定壓力。而當水栗控制系統(tǒng)中水栗以最小頻率運行時，如果系統(tǒng)壓力仍大于用戶設(shè)定壓力，則控制系統(tǒng)將讓最近啟動的水栗停機。如果檢測到壓力過高時沒有正在運行的其它水栗，則當前栗將直接進入睡眠模式。
[0023]本發(fā)明的水栗控制系統(tǒng)配置了多組主驅(qū)動控制器之間的自動切換功能，而從驅(qū)動控制器分別受對應(yīng)組的主驅(qū)動控制器的控制，該自動切換功能用于均衡系統(tǒng)中所有電機的壽命，即:控制系統(tǒng)統(tǒng)計每臺電機的運行小時數(shù)，并據(jù)此調(diào)整電機的啟動順序，運行累計時間數(shù)最低的電機將首先啟動，運行累計時間最大的電機將最后啟動?？刂葡到y(tǒng)運行模式分為自動和手動，便于調(diào)試或者故障診斷和分析。
[0024]通過水栗控制系統(tǒng)接受傳感器參數(shù)、控制參數(shù)和系統(tǒng)保護參數(shù)。另外，水栗控制系統(tǒng)還配置了查看當前變頻控制器故障或供水系統(tǒng)故障信息以及歷史故障信息等報警信息的功能。
[0025]當市政管網(wǎng)停水時，水栗控制系統(tǒng)在液位控制器控制下自動停止運行，市政管網(wǎng)供水恢復后，自動啟動重新恢復正常供水等停水停機功能。用戶不用水或用水量很小時設(shè)備自動進入休眠狀態(tài)(停機)并保持供水壓力，用戶恢復用水時系統(tǒng)自動喚醒，恢復正常供水。當小區(qū)停電時，由市政管網(wǎng)繼續(xù)向低區(qū)用戶供水，停電不停水。設(shè)備恢復供電后，自動啟動，恢復正常供水的停電繼續(xù)供水。
[0026]本發(fā)明水栗控制系統(tǒng)配置了強大的通訊功能包括但不限于:①采用無線藍牙技術(shù)，實現(xiàn)在移動設(shè)備，比如手機上通過應(yīng)用程序操作控制智能水栗系統(tǒng);②通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)(如GPRS或以太網(wǎng))實現(xiàn)無線遠程監(jiān)控;③通過工業(yè)總線協(xié)議(比如RS485，ModbuS)實現(xiàn)組網(wǎng);④配置觸摸屏操作面板實現(xiàn)就地操作。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0028]圖1為本發(fā)明實施例所公開的一種水栗控制系統(tǒng)原理示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例所公開的擴展端口功能示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例所公開的移動設(shè)備功能示意圖。
[0031]圖中數(shù)字表示:
[0032]1.變頻控制器2.電機3.壓力表
[0033]4.輸出端口5.輸入端口6.擴展端口
[0034]7.藍牙端口8.總線端口9.斷路器
[0035]10.總線11.斷路器12.接觸器
[0036]13.輸入端口14.輸出端口15.電機
[0037]16 ?移動設(shè)備161.藍牙162.遠程端口
[0038]61.無線端口62.以太網(wǎng)63.互聯(lián)網(wǎng)
[0039]64.遠程服務(wù)器65.應(yīng)用平臺
【具體實施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0041]圖1為并聯(lián)配置有一臺主驅(qū)動控制器與一臺從驅(qū)動控制器的水栗控制系統(tǒng)原理示意圖，如圖所示，本發(fā)明的水栗控制系統(tǒng)具體包括并聯(lián)連接至電網(wǎng)與總線10的主驅(qū)動控制器I與從驅(qū)動控制器II。
[0042 ] 其中，主驅(qū)動控制器I包括:變頻控制器1、電機2、壓力表3、輸出端口 4、輸入端口 5、擴展端口 6、藍牙端口 7、總線端口 8及斷路器9。從驅(qū)動控制器II包括:斷路器11、接觸器12、輸入端口 13、輸出端口 14和電機15。主驅(qū)動控制器I和從驅(qū)動控制器II分別由電網(wǎng)通過斷路器9和斷路器11供電，其通訊線路均由總線10互聯(lián)。由于從驅(qū)動控制器II不包含變頻控制器，因而其控制的電機15轉(zhuǎn)速不可調(diào)，只能工頻運行，從而降低了水栗控制系統(tǒng)的成本。
[0043]主驅(qū)動控制器I上的變頻控制器I根據(jù)栗組出口壓力表3反饋的信號自動的調(diào)節(jié)水栗的轉(zhuǎn)速:當給水系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力Pl低于用戶需要的設(shè)定壓力P時，變頻控制器I自動調(diào)節(jié)電機2的轉(zhuǎn)速以滿足系統(tǒng)壓力要求;如果電機轉(zhuǎn)速達到最大限制轉(zhuǎn)速時，管網(wǎng)壓力pi仍低于用戶需要的設(shè)定壓力P，主驅(qū)動控制器I通過其總線端口 8由總線10把信號傳遞給從驅(qū)動控制器II的輸入端口 13，從驅(qū)動控制器II接受到信號后接觸器12動作，啟動電機15工頻運轉(zhuǎn)，變頻控制器I調(diào)節(jié)電機2的轉(zhuǎn)速，直到給水系統(tǒng)輸出壓力p2 = p;當？2>?時，變頻控制器I調(diào)節(jié)電機2減速運行，如果電機2速度已經(jīng)調(diào)到最低限定值，p2>p，主驅(qū)動控制器I通過其總線端口 8由總線10把信號傳遞給從驅(qū)動控制器II的輸入端口 13，從驅(qū)動控制器II接受到信號后接觸器12動作，電機15停止運轉(zhuǎn)，變頻控制器I調(diào)節(jié)電機2的轉(zhuǎn)速，直到給水系統(tǒng)輸出壓力p2 = p;當p2<p時，水栗加速運行；當？2 = P時，給水系統(tǒng)進行自動的無用水檢測，然后自動停機;當p2<p時，7K栗自動恢復運行；當需要的設(shè)定壓力P小于入口壓力Pl時，系統(tǒng)不啟動，由市政給水管網(wǎng)直接給用戶管網(wǎng)供水。輸出端口 4輸出控制信號控制系統(tǒng)中的電動閥門等組件。輸入端口 5接受來自系統(tǒng)中傳感器的反饋信號(如流量信號、無水保護信號)，變頻控制器I根據(jù)反饋信號對栗組系統(tǒng)進行控制。主驅(qū)動控制器I還配置了擴展端口 6和藍牙端口7，用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。從驅(qū)動控制器II的輸出端口 14把電機15的運行狀態(tài)通過總線10由輸入端口 5傳送到主驅(qū)動控制器I。主驅(qū)動控制器I定時的獲取系統(tǒng)電機15的運行狀態(tài)，從而為精確控制給水系統(tǒng)的壓力和流量。
[0044]此外，當有多組主驅(qū)動控制器I與從驅(qū)動控制器II時，多臺主驅(qū)動控制器I之間可以實現(xiàn)自動切換以均衡系統(tǒng)中所有電機的壽命，即:控制系統(tǒng)統(tǒng)計每臺電機的運行小時數(shù)，并據(jù)此調(diào)整電機的啟動順序，運行累計時間數(shù)最低的電機將首先啟動，運行累計時間最大的電機將最后啟動?？刂葡到y(tǒng)運行模式分為自動和手動，便于調(diào)試或者故障診斷和分析。
[0045]圖2為本發(fā)明擴展端口功能示意圖，包括無線端口61、以太網(wǎng)62、互聯(lián)網(wǎng)63、遠程服務(wù)器64和應(yīng)用平臺65。本發(fā)明水栗控制系統(tǒng)的擴展端口 6可以通過兩種方式與控制中心互聯(lián):一是通過無線端口 61(如GPRS)與遠程服務(wù)器64互聯(lián)通信；二是通過以太網(wǎng)62由互聯(lián)網(wǎng)63與遠程服務(wù)器64互聯(lián)通信?？刂浦行耐ㄟ^安裝在遠程服務(wù)器64上的應(yīng)用平臺65對水栗系統(tǒng)進行監(jiān)控等功能。
[0046]圖3為本發(fā)明移動設(shè)備的功能示意圖，包括藍牙161和遠程端口162。藍牙端口 7與移動設(shè)備16的藍牙161互聯(lián)，然后移動設(shè)備16通過遠程端口 162與遠程服務(wù)器64進行信息交換。
[0047]通過水栗控制系統(tǒng)的主驅(qū)動控制器I可以方便的設(shè)置系統(tǒng)中傳感器的最大量程、設(shè)定壓力、傳感器反饋類型、電機2方向、比例積分微分參數(shù)、采樣周期、睡眠功能、休眠相關(guān)參數(shù)等比例積分微分參數(shù)，缺水保護開關(guān)、缺水保護重啟延時、來水檢測高壓報警設(shè)定值等功能參數(shù)，過載保護電流、過壓失速保護、限流、輸入缺相保護、輸出缺相保護等保護參數(shù)，并通過輸入端口 5傳遞到變頻控制器I與預設(shè)值進行對比分析并執(zhí)行相應(yīng)的動作。變頻控制器I還能設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，如電機模式設(shè)置、電量、工作時間、狀態(tài)等功能、系統(tǒng)啟動自動開機功能、電機編號、電機鎖定等功能設(shè)置與顯不等。
[0048]本發(fā)明的水栗控制系統(tǒng)運行模式分為自動和手動，手動模式便于調(diào)試或者故障診斷和分析。該水栗控制系統(tǒng)還配置了系統(tǒng)故障或供水系統(tǒng)故障信息以及歷史故障信息等報警信息的查詢功能、市政管網(wǎng)停水保護功能、小流量休眠功能和停電不停水功能。當小區(qū)停電時，由市政管網(wǎng)繼續(xù)向低區(qū)用戶供水，設(shè)備恢復供電后，自動啟動，恢復正常供水的停電繼續(xù)供水。
[0049]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，包括并聯(lián)設(shè)置的至少一臺主驅(qū)動控制器和一臺從驅(qū)動控制器； 所述主驅(qū)動控制器通過斷路器連接至電網(wǎng)并通過總線端口連接至總線實現(xiàn)互聯(lián)通訊，所述主驅(qū)動控制器還包括: 變頻控制器，根據(jù)系統(tǒng)信號調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速； 由所述總線控制驅(qū)動并由所述變頻控制器控制轉(zhuǎn)速的所述電機，其作為原動機驅(qū)動水栗; 設(shè)置在水栗出口的壓力表，測量系統(tǒng)壓力并反饋至所述變頻控制器以調(diào)節(jié)所述電機的轉(zhuǎn)速； 輸入端口，接受來自系統(tǒng)中傳感器的信號并反饋至所述變頻控制器； 輸出端口，接受來自所述變頻控制器的控制信號與總線的控制信號并輸出用于控制系統(tǒng)中的功能元件； 擴展端口，連接至遠程服務(wù)器并與所述變頻控制器相互反饋信息； 藍牙端口，用于與移動設(shè)備進行藍牙通訊并與所述變頻控制器相互反饋； 所述從驅(qū)動控制器包括斷路器、接觸器、輸入端口、輸出端口，以及由所述從驅(qū)動控制器控制的電機;所述從驅(qū)動控制器通過所述斷路器連接至所述電網(wǎng)，并通過所述輸入端口與輸出端口連接至所述總線以實現(xiàn)與所述遠程服務(wù)器的互聯(lián)通訊，所述接觸器用于控制所述電機啟停； 所述遠程服務(wù)器作為水栗系統(tǒng)控制的中心計算機，其安裝有應(yīng)用平臺作為應(yīng)用程序的軟件環(huán)境。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主驅(qū)動控制器為所述變頻控制器與斷路器、輸入端口、輸出端口、擴展端口及藍牙端口集成的一體式結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主驅(qū)動控制器為所述變頻控制器與電機集成的一體式結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，包含1-3組所述主驅(qū)動控制器與從驅(qū)動控制器，每組所述主驅(qū)動控制器與從驅(qū)動控制器之間實現(xiàn)互聯(lián)，多組所述主驅(qū)動控制器之間實現(xiàn)自動切換。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機為異步電機或者同步電機。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述移動設(shè)備包括藍牙和遠程端口，其通過所述藍牙與所述藍牙端口通訊，并通過所述遠程端口實現(xiàn)所述移動設(shè)備與遠程服務(wù)器的無線通訊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述擴展端口包括無線端口，其通過所述無線端口實現(xiàn)與所述遠程服務(wù)器的無線通訊連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種水栗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述擴展端口包括以太網(wǎng)，其通過所述以太網(wǎng)連接至互聯(lián)網(wǎng)并進一步連接至所述遠程服務(wù)器。
【文檔編號】E03B11/16GK105909504SQ201610410936
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】陳擁軍
【申請人】池泉