CN105298814A - 一种具有双模式功能的集成式智能供水控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有双模式功能的集成式智能供水控制器及控制方法，包括主控模块以及分别与主控模块连接的用于采集并输入水泵状态信号的输入模块、用于接收单变频模式、多变频模式的选择信号的双模式选择模块、通讯模块、电源模块、交互模块，主控模块通过输出接口分别连接各个待控制水泵，主控模块根据选择信号、水泵状态信号，按照所需频率轮换控制各个待控制水泵以执行单变频模式，或变频控制多个待控制水泵以执行多变频模式；该控制方法为利用上述供水控制器实现双模式可选的控制方法。本发明集供水控制与操作等功能为一体，且能够实现双模式的供水控制模式，具有结构简单、所需成本低、集成化以及智能化程度高且抗干扰性能强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及供水控制技术领域，尤其涉及一种具有双模式功能的集成式智能供水控制器及控制方法。
背景技术
随着社会发展，人们对供水稳定、安全及节能性的要求日益严格，供水控制器即是整套供水系统的关键核心，供水控制器的好坏直接影响到供水的稳定性、安全性及能耗的高低。目前供水控制器通常采用PLC+HMI分体式的控制模式或PID仪表控制模式两种，其中PLC+HMI的分体式控制模式的抗干扰性能差、运算以及控制精度低，且操作控制复杂，专业要求较高；而PID仪表控制模式的应用由于较简单，其在供水需求量不同的时段，容易引起水泵的频繁启动，因而不利于系统的节能控制；另外，目前的供水控制器通常仅能实现单一的控制模式，无法根据供水需求改变控制模式，因而通常需要根据供水需求选择特定模式的控制器，不便于实际应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低、集成化以及智能化程度高且抗干扰性能强的具有双模式功能的集成式智能供水控制器及控制方法，能够集供水控制与操作等功能为一体，且能够实现双模式的供水控制模式。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种具有双模式功能的集成式智能供水控制器，包括主控模块以及分别与所述主控模块连接的用于采集并输入水泵状态信号的输入模块、用于接收单变频模式、多变频模式的选择信号的双模式选择模块、通讯模块、电源模块、交互模块，所述主控模块通过输出接口分别连接各个待控制水泵，所述主控模块根据所述选择信号、水泵状态信号，按照所需频率轮换控制各个所述待控制水泵以执行单变频模式，或变频控制多个待控制水泵以执行多变频模式。
作为本发明控制器的进一步改进：所述输入模块包括用于输入压力信号的压力输入单元、用于输入水泵故障信号的故障输入单元以及用于输入水泵备妥信号的备妥输入单元。
作为本发明控制器的进一步改进：所述压力输入单元、故障输入单元、备妥输入单元分别设置有I/O处理接口，通过所述I/O处理接口接收模拟量或开关量的信号。
作为本发明控制器的进一步改进：所述交互模块包括分别与所述主控模块连接的LCD人机交互触屏、按键操控单元以及LED状态指示单元。
作为本发明控制器的进一步改进：所述电源模块包括电源接入单元以及电源处理单元，所述电源接入单元的一端接入电源，另一端连接所述电源处理单元；所述电源处理单元包括依次连接的电源滤波电路、变压电路以及整流电路。
作为本发明控制器的进一步改进：还包括与所述主控模块连接的预约控制模块，所述预约控制模块包括预约时段设定单元以及预约启动控制单元，所述预约时段设置单元接收预约时段的设定，并在达到所述预约时段时通过所述预约启动控制单元启动所述主控模块。
作为本发明控制器的进一步改进：所述预约控制模块还包括预约压力单元，所述预约压力单元接收每个所述预约时段的供水压力值的预约设定，当达到所述预约时段时，将对应的供水压力值发送给所述主控模块。
本发明进一步提供一种利用上述集成式智能供水控制器的控制方法，步骤包括：
1）所述双模式选择模块实时检测单变频模式、多变频模式的选择信号并输出至所述主控模块，所述主控模块接收到所述选择信号后进行判断，若为单变频模式，转入执行步骤2）；若为多变频模式，转入执行步骤3）；
2）所述主控模块通过所述输入模块获取当前水泵状态信号，根据当前水泵状态信号计算所述所需频率；所述主控模块根据计算出的所需频率控制产生控制信号，并轮换输出至各个待控制水泵，以控制各个待控制水泵按所需频率轮换启动运行；
3）所述主控模块控制一个待控制水泵变频运行，通过所述输入模块获取当前水泵状态信号，并根据当前水泵状态信号判断当前是否满足供水需求，若未满足，则所述主控模块控制当前待控制水泵转为工频运行，并控制下一个待控制水泵变频运行，重复执行直至满足供水需求。
作为本发明控制方法的进一步改进，所述步骤1）前还包括预约时段控制步骤，具体步骤为：预先设定所需的预约时段；实时判断当前是否达到所述预约时段，如果是，则转入执行步骤1）。
作为本发明控制方法的进一步改进，所述预约时段控制步骤中还包括压力预约步骤，具体步骤为：为设定的每个预约时段分别设定对应的供水压力值；当达到所述预约时段时，将当前预约时段对应的供水压力值发送至所述主控模块，使所述主控模块启动后按接收到的所述供水压力值控制水泵运行。
与现有技术相比，本发明具有双模式功能的集成式智能供水控制器的优点在于：
1）本发明具有双模式功能的集成式智能供水控制器由主控模块、输入模块、双模式选择模块、通讯模块、电源模块、交互模块集成构成，将各种功能模块集成为一体，不仅能够将控制器的接线、操控进行最简化，而且还能够增强信号的抗干扰性，提升运算和控制精度，保障用户安全性；同时主控模块结合双模式选择模块、输入模块还能够实现模式选择功能，从而能够根据需求控制水泵执行单变频模式或多变频模式，满足不同供水需求，同时提高系统的智能化程度；
2）本发明具有双模式功能的集成式智能供水控制器，进一步还包括与主控模块连接的预约控制模块，通过预约时段设置单元接收预约时段的设定，并在达到预约时段时通过预约启动控制单元启动主控模块，实现在预设时间段内启动供水，因而可根据实际用水需求进行供水动态调节，保障用水恒定的同时达到节能降耗的目的；
3）本发明具有双模式功能的集成式智能供水控制器中预约控制模块进一步还包括预约压力单元，预约压力单元接收每个预约时段的供水压力值的预约设定，当达到预约时段时，将对应的供水压力值发送给主控模块，主控模块按照接收到的供水压力值控制水泵运行，从而可以根据需求在控制水所需时段内按照所需压力控制水泵恒压运转。
与现有技术相比，本发明集成式智能供水控制器的控制方法的优点在于：本发明集成式智能供水控制器的控制方法通过主控模块可控制执行单变频模式或多变频模式，实现双模式控制功能，当控制执行单变频模式时，结合实时用水工况来控制水泵变频器进行轮巡切换，从而可在节约变频器投入的基础上，实现每台水泵的变频软起，并且实现变频泵的交替轮换，保障各台水泵运行时间基本一致；当控制执行多变频模式时，结合实时用水工况同时控制多个水泵的变频调速，从而实现一对一变频模式，每台水泵都通过变频器调节运行，进一步节约了电能控制实现简单且控制方式灵活。
附图说明
图1是本实施例具有双模式功能的集成式智能供水控制器的结构示意图。
图例说明：1、主控模块；2、输入模块；3、双模式选择模块；4、通讯模块；5、电源模块；6、交互模块；61、LCD人机交互触屏；62、按键操控单元；63、LED状态指示单元。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1，本实施例具有双模式功能的集成式智能供水控制器，包括主控模块1以及分别与主控模块1连接的用于采集并输入水泵状态信号的输入模块2、用于接收单变频模式、多变频模式的选择信号的双模式选择模块3、通讯模块4、电源模块5、交互模块6，主控模块1通过输出接口分别连接各个待控制水泵，主控模块1根据选择信号、水泵状态信号，按照所需频率轮换控制各个待控制水泵以执行单变频模式或变频控制多个待控制水泵以执行多变频模式。通讯模块4可将控制器输出数据进行通讯处理，便于实现远程监控对接。
本实施例具有双模式功能的集成式智能供水控制器由主控模块1、输入模块2、双模式选择模块3、通讯模块4、电源模块5、交互模块6集成构成，将各种功能模块集成为一体，不仅能够将控制器的接线、操控进行最简化，而且还能够增强信号的抗干扰性，提升运算和控制精度，保障用户安全性；同时主控模块1结合双模式选择模块3、输入模块2还能够实现模式选择功能，从而能够根据需求控制水泵执行单变频模式或多变频模式，满足不同供水需求，同时提高系统的智能化程度。
本实施例中，输入模块2包括用于输入压力信号的压力输入单元、用于输入水泵故障信号的故障输入单元以及用于输入水泵备妥信号的备妥输入单元。主控模块1接收压力输入单元、故障输入单元以及备妥输入单元输入的压力信号、水泵故障信号、水泵备妥信号，得到水泵的状态信号，从而可以根据实际的水泵状态控制运行模式。
本实施例中，压力输入单元、故障输入单元、备妥输入单元分别设置有I/O处理接口，通过I/O处理接口接收模拟量或开关量的信号。
本实施例中，交互模块6包括分别与主控模块1连接的LCD人机交互触屏61、按键操控单元62以及LED状态指示单元63，LCD人机交互触屏61具体用于显示设备的运行数据及状态信息，以及通过触屏设置时段预约及压力预约的具体的参数；按键操控单元62具体用于用户对参数设定的操控；LED状态指示单元63具体用于反馈供水控制器的运行、停止、故障、紧急运转等指示。
本实施例中，电源模块5包括电源接入单元以及电源处理单元，电源接入单元的一端接入电源，另一端连接电源处理单元；电源处理单元包括依次连接的电源滤波电路、变压电路以及整流电路，通过对电源进行滤波、变压、整流后进行电源供应。
本实施例中，还包括与主控模块1连接的预约控制模块，预约控制模块包括预约时段设定单元以及预约启动控制单元，预约时段设置单元接收预约时段的设定，并在达到预约时段时通过预约启动控制单元启动主控模块1，实现在预设时间段内启动供水，因而可根据实际用水需求进行供水动态调节，保障用水恒定的同时达到节能降耗的目的。
本实施例中，预约控制模块还包括预约压力单元，预约压力单元接收每个预约时段的供水压力值的预约设定，当达到预约时段时，将对应的供水压力值发送给主控模块1。主控模块按照接收到的供水压力值控制水泵运行，从而可以根据需求在控制水所需时段内按照所需压力控制水泵恒压运转。
本实施例基于上述具有双模式功能的集成式智能供水控制器的控制方法，步骤包括：
1）双模式选择模块3实时检测单变频模式、多变频模式的选择信号并输出至主控模块1，主控模块1接收到选择信号后进行判断，若为单变频模式，转入执行步骤2）；若为多变频模式，转入执行步骤3）；
2）主控模块1通过输入模块2获取当前压力数据及水泵状态信号，并根据当前压力自动运算变频泵输出频率，并且调节水泵运转，若变频泵输出频率至满频50Hz，仍然无法满足供水压力，则主控模块1控制当前变频水泵转为工频运行，并控制下一个备妥水泵变频运行，重复执行直至满足供水需求
3）主控模块1通过输入模块2获取当前压力数据及水泵状态信号，并根据当前压力自动运算变频泵输出频率，若变频泵输出频率至满频50Hz，仍然无法满足供水压力，则主控模块1自动控制下一台备妥水泵变频运行，实现多台水泵同时变频调速，重复执行直至满足供水需求。
采用上述控制方法，供水控制器可以根据不同供水项目要求选择执行单变频模式或多变频模式，当执行单变频模式时，结合实时用水工况来控制水泵变频器进行轮巡切换，从而可在节约变频器成本投入的基础上，实现每台水泵的变频软起，并且实现变频泵的交替轮换，保障各台水泵运行时间基本一致；当执行多变频模式时，结合实时用水工况同时控制多个水泵的变频调速，从而_实现一对一变频模式，每台水泵都通过变频器调节运行，进一步节约了电能，控制实现简单且供水效率高。
本实施例中，步骤1）前还包括预约时段控制步骤，具体步骤为：预先设定所需的预约时段；实时判断当前是否达到预约时段，如果是，则转入执行步骤1）。
本实施例中，预约时段的设置具体可按天、星期或月份为单位进行时间段预约设置，按天为单位设置如表1所示，每天设置5个时间段，以使得供水控制器在设定的该5个时间段内运行，保证了在无人用水或特殊时段内供水控制器处于待机状态，实现节能控制，当然也可以根据实际需求按其他形式进行时间段预约设置。
表1：以天为单位预约时间段。
| Pt-1 | 05:30~08：00 |
| Pt-2 | 10：00~13：30 |
| Pt-3 | 16：00~18：30 |
| Pt-4 | 20：00~21：30 |
| Pt-5 | 22：00~23：00 |
本实施例中，预约时段控制步骤中还包括压力预约步骤，具体步骤为：为设定的每个预约时段分别设定对应的供水压力值；当达到预约时段时，将当前预约时段对应的供水压力值发送至主控模块，使主控模块启动后按接收到的所述供水压力值控制水泵运行。本实施例具体可分以每天的不同时段、星期以及月份等为单位预约目标压力，如表2、3、4所示，使得供水控制器可在设定的时段、星期或月份下，按预约的目标压力调节设备恒压运转。
表2：按每天不同时间段预约压力。
| Pt-1 | 05:30~08：00 | 5.5 Bar |
| Pt-2 | 10：00~13：30 | 4.5 Bar |
| Pt-3 | 16：00~18：30 | 5.5 Bar |
| Pt-4 | 20：00~21：30 | 6.0 Bar |
| Pt-5 | 22：00~23：00 | 5.0 Bar |
按照表2所示，则可根据每天不同时间段的目标压力值进行自动调节恒压运转。
表3：按星期预约压力。
| 星期一 | 6.0 Bar |
| 星期二 | 5.5 Bar |
| 星期三 | 4.5 Bar |
| 星期四 | 7.5 Bar |
| 星期五 | 5.5 Bar |
| 星期六 | 3.5 Bar |
| 星期日 | 4.5 Bar |
按照表3所示，则可根据不同星期的目标压力值进行自动调节恒压运转。
表4：按月份预约压力。
| 1月 | 6.0 Bar |
| 2月 | 5.5 Bar |
| 3月 | 4.5 Bar |
| 4月 | 7.5 Bar |
| 5月 | 5.5 Bar |
| 6月 | 3.5 Bar |
| 7月 | 4.5 Bar |
| 8月 | 6.5 Bar |
| 9月 | 7.5 Bar |
| 10月 | 5.5 Bar |
| 11月 | 3.5 Bar |
| 12月 | 5.5 Bar |
按照表4所示，则可按不同月份的目标压力自动调节恒压运转。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：包括主控模块（1）以及分别与所述主控模块（1）连接的用于采集并输入水泵状态信号的输入模块（2）、用于接收单变频模式、多变频模式的选择信号的双模式选择模块（3）、通讯模块（4）、电源模块（5）、交互模块（6），所述主控模块（1）通过输出接口分别连接各个待控制水泵，所述主控模块（1）根据所述选择信号、水泵状态信号，按照所需频率轮换控制各个所述待控制水泵以执行单变频模式，或变频控制多个待控制水泵以执行多变频模式。
2.根据权利要求1所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：所述输入模块（2）包括用于输入压力信号的压力输入单元、用于输入水泵故障信号的故障输入单元以及用于输入水泵备妥信号的备妥输入单元。
3.根据权利要求2所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：所述压力输入单元、故障输入单元、备妥输入单元分别设置有I/O处理接口，通过所述I/O处理接口接收模拟量或开关量的信号。
4.根据权利要求3所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：所述交互模块（6）包括分别与所述主控模块（1）连接的LCD人机交互触屏（61）、按键操控单元（62）以及LED状态指示单元（63）。
5.根据权利要求4所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：所述电源模块（5）包括电源接入单元以及电源处理单元，所述电源接入单元的一端接入电源，另一端连接所述电源处理单元；所述电源处理单元包括依次连接的电源滤波电路、变压电路以及整流电路。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：还包括与所述主控模块（1）连接的预约控制模块，所述预约控制模块包括预约时段设定单元以及预约启动控制单元，所述预约时段设置单元接收预约时段的设定，并在达到所述预约时段时通过所述预约启动控制单元启动所述主控模块（1）。
7.根据权利要求6所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器，其特征在于：所述预约控制模块还包括预约压力单元，所述预约压力单元接收每个所述预约时段的供水压力值的预约设定，当达到所述预约时段时，将对应的供水压力值发送给所述主控模块（1）。
8.利用权利要求1～7中任意一项所述的具有双模式功能的集成式智能供水控制器的控制方法，其特征在于，步骤包括：
1）所述双模式选择模块（3）实时检测单变频模式、多变频模式的选择信号并输出至所述主控模块（1），所述主控模块（1）接收到所述选择信号后进行判断，若为单变频模式，转入执行步骤2）；若为多变频模式，转入执行步骤3）；
2）所述主控模块（1）通过所述输入模块（2）获取当前水泵状态信号，根据当前水泵状态信号计算所述所需频率；所述主控模块（1）根据计算出的所需频率控制产生控制信号，并轮换输出至各个待控制水泵，以控制各个待控制水泵按所需频率轮换启动运行；
3）所述主控模块（1）控制一个待控制水泵变频运行，通过所述输入模块（2）获取当前水泵状态信号，并根据当前水泵状态信号判断当前是否满足供水需求，若未满足，则所述主控模块（1）控制当前待控制水泵转为工频运行，并控制下一个待控制水泵变频运行，重复执行直至满足供水需求。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤1）前还包括预约时段控制步骤，具体步骤为：预先设定所需的预约时段；实时判断当前是否达到所述预约时段，如果是，则转入执行步骤1）。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述预约时段控制步骤中还包括压力预约步骤，具体步骤为：为设定的每个预约时段分别设定对应的供水压力值；当达到所述预约时段时，将当前预约时段对应的供水压力值发送至所述主控模块（1），使所述主控模块（1）启动后按接收到的所述供水压力值控制水泵运行。
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