CN106593839A - 智能水泵控制器及具智能水泵 - Google Patents

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姜子炎
代允闯
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
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Abstract

本发明提出一种智能水泵控制器及智能水泵，该智能水泵控制器由无中心计算模块本地控制模块组成，无中心计算模块包括计算单元及通讯接口单元；本地控制模块具有标准信息存储模块、本地控制模块的I/O接口、用于与无中心计算模块通讯的接口，标准信息存储模块按照标准格式存储水泵相关的各项参数，本地控制模块的I/O接口与水泵及其附属设施的各种传感器或执行器通讯。该水泵控制器将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化智能机电设备，减少冷站实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本，且控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级。

Description

智能水泵控制器及具智能水泵
技术领域
本发明涉及制冷设备及其控制技术领域，特别涉及一种智能水泵控制器及智能水泵。
背景技术
在中央空调的冷站中冷冻水系统和冷却水系统中，以及其他水供应系统中，通常使用多台水泵共同向末端设备供水，通过调节不同水泵的启停状态以及运行频率实现同样水量供应的不同组合，从而满足系统末端的用水需求。
在水泵的群控问题上，现在的解决方案通常为两种，第一种是由设备运行人员根据冷机的运行状况结合末端的水量需求的经验估计来确定开启哪几台水泵以及水泵的工作频率，这种经验估计往往是不准确的，不能够及时地根据末端的需求来进行合理的水泵的组合运行，且水泵系统的总能耗也往往高于理论上的最优解。另外一种常见的方式为将水泵及其附属设施的全部信息收集到中央控制站，中央控制站根据全局的信息计算出最优解来对相应水泵进行控制，需要将所有水泵的运行参数和性能曲线写入中央控制系统，而水泵的性能曲线是水泵的设备厂商不愿意公开的信息，因此这种控制方式的可操作性及扩展性很差，且这种集中式的控制方式同时还会带来大量的现场调试工作，因此扩展性和鲁棒性均较差。
目前的相关技术中，CN105045225A公开了一种基于无中心网络的水泵系统、水泵控制器及控制方法，并公开了为水泵系统中的每个水泵分别设置一个水泵控制器，并将所有水泵控制器互联以形成无中心网络，各水泵通过控制器内置的无中心算法完成自主协商，确定每台水泵是否开启以及工作在何种状态，从而高效地完成控制目标。然而，该技术并未公开控制器的具体结构和组成。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种智能水泵控制器，该智能水泵控制器将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化智能机电设备，减少冷站实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本，且控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级。
本发明的另一个目的在于提出一种智能水泵。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种智能水泵控制器，其特征在于，包括：无中心计算模块及本地控制模块，其中，所述无中心计算模块包括计算单元及通讯接口单元所述计算单元通过与其他智能水泵控制器的计算单元进行信息交互，以获取当前智能水泵的运行状态信息；所述本地控制模块与所述无中心计算模块通信，以根据所述运行状态信息对当前智能水泵进行控制，并将收集到的所述当前智能水泵及其附属设施在运行中的多项参数信息发送给所述无中心计算模块。
另外，根据本发明上述实施例的智能水泵控制器还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述计算单元具有与其他智能水泵控制器的无中心计算模块通讯的B类接口，所述计算单元通过所述B类接口与其他智能水泵控制器的计算单元相连。
在一些示例中，所述通讯接口单元具有用于与所述本地控制模块通讯的A类接口，所述运行状态信息通过所述A类接口发送给所述本地控制模块。
在一些示例中，所述本地控制模块包括标准信息存储模块、本地控制模块的I/O接口和用于与无中心计算模块通讯的接口，其中，所述标准信息存储模块按照标准格式存储当前智能水泵相关的各项参数或运行信息；所述本地控制模块的I/O接口与当前智能水泵及其附属设施的各种传感器或执行器通讯以便收集当前智能水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息参数并发送用于控制当前智能水泵运行状态的指令信息；所述用于与无中心计算模块通讯的接口向所述无中心计算模块发送标准信息存储模块内存储的信息及所述I/O接口接收到的当前智能水泵及其附属设施在运行过程中产生的各种信息参数。
在一些示例中，所述标准信息存储模块存储的各项参数或运行信息包括出厂参数、性能参数、设备模型系数、运行状态、设定值、报警信息中的一种或多种。
在一些示例中，所述运行状态包括：手自动状态、启停状态、累计运行时间、启动次数、水泵效率、水泵功率、水泵流量、水泵频率、水泵扬程中的一种或多种。
在一些示例中，所述设定值包括：手自动状态设定、启停状态设定、频率设定值、扬程设定值、运行频率上限、运行频率下限中的一种或多种。
根据本发明实施例的智能水泵控制器，具有如下的优点：
1）将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化的智能机电设备，减少供水系统实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本；
2）智能水泵控制器内置了水泵的标准信息集，能够实现智能水泵的即插即用，免去了建模和配置的过程；
3）控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级。
为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种智能水泵，包括本发明第一方面实施例提出的智能水泵控制器。
根据本发明实施例的智能水泵，具有如下的优点：
1）将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化的智能机电设备，减少供水系统实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本；
2）智能水泵控制器内置了水泵的标准信息集，能够实现智能水泵的即插即用，免去了建模和配置的过程；
3）控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的智能水泵控制器的结构及通讯关系示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的智能水泵控制器及智能水泵。
图1是根据本发明一个实施例的智能水泵控制器的结构及通讯关系示意图。
如图1所示，该智能水泵控制器1，其可以内置于水泵，也可以作为独立的外接设备，一台水泵对应一个智能水泵控制器。智能水泵控制器1由无中心计算模块10及本地控制模块20组成。这两个模块所承担的功能不同，无中心计算模块10用于与其他的控制器的无中心计算模块互连形成无中心网络，并通过计算得到优化后的水泵群控策略，而本地控制模块20的作用在于收集水泵相关信息并提供给无中心计算模块10、以及获取优化后的策略并对水泵进行实际的控制。
智能水泵控制器1的无中心计算模块10包括计算单元11及通讯接口单元12。计算单元11具有用于与其他无中心计算模块通讯的B类接口111，计算单元11通过B类接口111与其他计算单元互连，并通过与其他控制器的计算单元进行信息交互来完成无中心计算，获取当前被控水泵优化后的运行状态，包括是否应该开启以及具体的工作状态等。本发明不涉及具体的计算算法。
通讯接口单元12具有用于与本地控制模块20通讯的A类接口121，计算单元11计算得到的被控水泵的优化后的运行状态信息，可以通过A类接口121发送给本地控制模块20。
本地控制模块20的作用在于收集水泵及其附属设施在运行中的各项参数信息，并提供给无中心计算模块10，除此以外本地控制模块20还负责将无中心计算模块10计算得到的信息转化为具体的水泵控制指令并使得水泵工作在预想的状态。具体来讲，本地控制模块20具有标准信息存储模块201、本地控制模块的I/O接口202、用于与无中心计算模块通讯的接口203。
本地控制模块的I/O接口202与水泵及其附属设施的各种传感器、执行器通讯以便收集水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息或发送各种控制指令，如附图1所示，传感器包括水泵2的进口压力值、出口压力值、水流量，这样控制器不仅能够收集水泵本身的信息，还能够收集水泵的附属信息，同时获取内外部信息从而实现水泵控制的智能化。执行器包括水管路的入口和出口的阀门、水泵内部的控制器、变频器等。可以理解的是附图仅为示意，可以根据实际需求设置各种需要的传感器或执行器。
除了上述传感器获取的动态信息，还有关于水泵的固定信息，所有的信息都以标准数据格式存储于标准信息存储模块201。具体来讲，包括维保信息（生产厂家、生产年份、保修期、维保电话）、性能参数（额定扬程、额定流量、额定功率、额定效率、开机保护时长、关机保护时长）、设备模型系数、运行状态（手自动状态、启停状态、累计运行时间、启动次数、水泵效率、水泵功率、水泵流量、水泵频率、水泵扬程）、设定值（手自动状态设定、启停状态设定、频率设定值、扬程设定值、运行频率上限、运行频率下限）、报警信息（水泵报警、通讯状态）等，可以是出厂的设定值，也可以是运行过程中各种传感器检测值，用户的设定值，计算出的值等等。
无中心计算模块10基于该标准数据辨识水泵，且能够实现与其他无中心计算模块的即插即用。
本地控制模块20通过用于与无中心计算模块通讯的接口203向无中心计算模块10发送标准信息存储模块201内存储的信息，并通过接口203接收无中心计算模块10计算得到的优化策略。
无中心计算模块10的A类接口121与本地控制模块20的与无中心计算模块通讯的接口203之间是匹配的，可以采用无线接口或有线接口，如485总线接口，233总线接口，WIFI接口，蓝牙接口等等。无中心计算模块10的B类接口可以采用网线接口等形式。
根据本发明实施例的智能水泵控制器，具有如下的优点：
1）将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化的智能机电设备，减少供水系统实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本；
2）智能水泵控制器内置了水泵的标准信息集，能够实现智能水泵的即插即用，免去了建模和配置的过程；
3）控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级。
本发明的进一步实施例公开了一种智能水泵，该智能水泵包括一个智能水泵控制器。该智能水泵控制器例如为本发明上述实施例所描述的智能水泵控制器1，其内置于水泵或作为独立的外接设备，智能水泵控制器1由无中心计算模块10及本地控制模块20组成，智能水泵控制器1与水泵及其附属设施的各种传感器通讯以便收集水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息，从而实现水泵的智能化控制，智能水泵控制器1还与其他智能水泵的控制器互联形成一个无中心的网络，从而实现水泵之间的智能群控。
根据本发明实施例的智能水泵，具有如下的优点：
1）将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化的智能机电设备，减少供水系统实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本；
2）智能水泵控制器内置了水泵的标准信息集，能够实现智能水泵的即插即用，免去了建模和配置的过程；
3）控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种智能水泵控制器，其特征在于，包括：无中心计算模块及本地控制模块，其中，
所述无中心计算模块包括计算单元及通讯接口单元所述计算单元通过与其他智能水泵控制器的计算单元进行信息交互，以获取当前智能水泵的运行状态信息；
所述本地控制模块与所述无中心计算模块通信，以根据所述运行状态信息对当前智能水泵进行控制，并将收集到的所述当前智能水泵及其附属设施在运行中的多项参数信息发送给所述无中心计算模块。
2.根据权利要求1所述智能水泵控制器，其特征在于，所述计算单元具有与其他智能水泵控制器的无中心计算模块通讯的B类接口，所述计算单元通过所述B类接口与其他智能水泵控制器的计算单元相连。
3.根据权利要求1所述的智能水泵控制器，其特征在于，所述通讯接口单元具有用于与所述本地控制模块通讯的A类接口，所述运行状态信息通过所述A类接口发送给所述本地控制模块。
4.根据权利要求1所述的智能水泵控制器，其特征在于，所述本地控制模块包括标准信息存储模块、本地控制模块的I/O接口和用于与无中心计算模块通讯的接口，其中，
所述标准信息存储模块按照标准格式存储当前智能水泵相关的各项参数或运行信息；
所述本地控制模块的I/O接口与当前智能水泵及其附属设施的各种传感器或执行器通讯以便收集当前智能水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息参数并发送用于控制当前智能水泵运行状态的指令信息；
所述用于与无中心计算模块通讯的接口向所述无中心计算模块发送标准信息存储模块内存储的信息及所述I/O接口接收到的当前智能水泵及其附属设施在运行过程中产生的各种信息参数。
5.根据权利要求4所述的智能水泵控制器，其特征在于，所述标准信息存储模块存储的各项参数或运行信息包括出厂参数、性能参数、设备模型系数、运行状态、设定值、报警信息中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的智能水泵控制器，其特征在于，所述运行状态包括：手自动状态、启停状态、累计运行时间、启动次数、水泵效率、水泵功率、水泵流量、水泵频率、水泵扬程中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的智能水泵控制器，其特征在于，所述设定值包括：手自动状态设定、启停状态设定、频率设定值、扬程设定值、运行频率上限、运行频率下限中的一种或多种。
8.一种智能水泵，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的智能水泵控制器。
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