CN107447812A

CN107447812A - 一种智能组网式水泵控制系统

Info

Publication number: CN107447812A
Application number: CN201710814485.1A
Authority: CN
Inventors: 施江肖
Original assignee: Zhejiang Will Is Opened Up Intelligent Science And Technology Ltd
Current assignee: Zhejiang Will Is Opened Up Intelligent Science And Technology Ltd
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2017-12-08

Abstract

本发明公开了一种智能组网式水泵控制系统，包括主控变频通讯单元、数据采样单元、开关电源、触控显示单元和传感器模块，主控变频通讯单元分别连接触控显示单元、开关电源、数据采样单元、手机、平板、电脑、远程终端和电机，开关电源还连接空开，数据采样单元还连接传感器模块。本发明解决了现有技术方案切换水泵不平稳的情况，实现水泵切换的自然过渡，根据一定的算法使泵组工作在最佳状态进一步减少耗能。随意搭配不受水泵台数的控制，多台主控中心的设计逻辑不会出现主泵控制器损坏导致不能供水的情况发生，使系统性能更加稳定安全。

Description

一种智能组网式水泵控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体是一种智能组网式水泵控制系统。

背景技术

在水资源及电能紧缺的时代，节能节水已成为建设可持续发展的重要主题。智能组网式水泵控制系统，通过触控显示屏或软件设置需要的压力，压力传感器将感知到的管道压力模拟量信息传送给变送器，变送器进行数据采样转换成数字量并将得到的数值传送给控制器，控制器把设定的压力与感知到的压力比较处理后，通过PID变频器控制，把合适的转速信息指令传递到电机，调整电机的转速，使供水设备处于最佳运行状态，减少能源浪费，从而达到节能效果。该系统可配备实现不同功能的附件来达到恒压供水的平稳启动，无负压水锤闭环运行的目的。

目前国内外市场上的恒压供水控制系统基本上都采用的主控制柜串联传感器变频器设备的接线方式，此系统的特点在主控制柜与PID变频调节设备分离，根据系统的水泵台数而分别设计为一拖几的方式进行组网联调。对于不同的应用场合使用不同规格的水泵控制柜，根据变频设备使用数量的不同再次设计不同规格的水泵控制柜，造成资源人力的浪费，大量的接线也使得系统安全稳定性能有所降低。并且该系统多台变频器设备连接同一个数据采样传输模块，进行工变频切换时系统压力并不平稳，容易产生水锤效应，影响市政管网的压力。综上所述，现有的恒压供水系统没有一个很好的组合设计方式避免系统压力的波动及设计成本的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能组网式水泵控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能组网式水泵控制系统，包括主控变频通讯单元、数据采样单元、开关电源、触控显示单元和传感器模块，主控变频通讯单元分别连接触控显示单元、开关电源、数据采样单元、手机、平板、电脑、远程终端和电机，开关电源还连接空开，数据采样单元还连接传感器模块。

作为本发明进一步的方案：所述主控变频通讯单元通过蓝牙连接手机、平板、电脑。

作为本发明进一步的方案：所述主控变频通讯单元通过GPRS或WIFI连接远程终端。

作为本发明进一步的方案：所述的触控显示单元中使用的触摸屏能够为矢量压力传感器技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。

作为本发明进一步的方案：所述系统采用悬挂式箱体，固定于电机一端，与电机水泵组成一体式设备。

作为本发明进一步的方案：所述系统至少配备一台智能水泵控制器，由工频水泵控制器和智能水泵控制器组合成一个完整的闭环恒压供水系统。

作为本发明进一步的方案：所述系统运用CANOpen协议和自定义协议实现组网功能。

作为本发明进一步的方案：所述系统通过变频器PID参数调节实现无扰式自由平稳切换电机控制器一体式水泵模块。

作为本发明进一步的方案：所述系统能够直接连接市政管网组成变频恒压供水设备。

作为本发明再进一步的方案：所述系统能够通过安装无负压稳流罐组成无负压二次供水设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有技术方案切换水泵不平稳的情况，实现水泵切换的自然过渡，根据一定的算法使泵组工作在最佳状态进一步减少耗能。随意搭配不受水泵台数的控制，多台主控中心的设计逻辑不会出现主泵控制器损坏导致不能供水的情况发生，使系统性能更加稳定安全。

附图说明

图1是本发明的系统图；

图2是本发明系统流程图；

图3是本发明自动地址分配流程图；

图4是本发明改进的LSS协议说明；

图5是本发明是压力控制简易流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种智能组网式水泵控制系统，包括主控变频通讯单元、数据采样单元、开关电源、触控显示单元和传感器模块，主控变频通讯单元分别连接触控显示单元、开关电源、数据采样单元、手机、平板、电脑、远程终端和电机，开关电源还连接空开，数据采样单元还连接传感器模块。

所述主控变频通讯单元通过蓝牙连接手机、平板、电脑。

所述主控变频通讯单元通过GPRS或WIFI连接远程终端。

所述的触控显示单元中使用的触摸屏能够为矢量压力传感器技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。

所述系统采用悬挂式箱体，固定于电机一端，与电机水泵组成一体式设备。

所述传感器模块包括压力传感器、流量传感器、液位传感器和温度传感器。

所述系统至少配备一台智能水泵控制器，由工频水泵控制器和智能水泵控制器组合成一个完整的闭环恒压供水系统。

所述系统运用CANOpen协议和自定义协议实现组网功能。

所述系统通过变频器PID参数调节实现无扰式自由平稳切换电机控制器一体式水泵模块。

所述系统能够直接连接市政管网组成变频恒压供水设备。

所述系统能够通过安装无负压稳流罐组成无负压二次供水设备。

所述系统由380V三相电源供电，控制器内部一路将380V三相电压转化为24V稳压给触控显示单元和数据采样传输模块供电，另一路直接将380V电压用作PID变频调节单元的电源。

无扰式自由切换水泵实现的方法：

1、硬件上采用内置滤波器、使用屏蔽线、优化电路元器件布线技术等方式屏蔽和改善电磁干扰及电子噪音。

2、软件上通过时间控制联调操作等实现水压的平稳升降。

3、水泵先启先停，先停先启的程序算法。实现负载均衡，减少电机损耗。

4、调节变频器PID参数。变频器可实现电机软启动功能和功率因数补偿节能减轻了。

组网功能实现方法：

在多泵组成的CAN总线通讯网络中，具有相同通讯地址的泵是无法同时挂在同一条总线上的，必须先进地址分配。如果把地址分配的工作放到生产环节，那么客户在使用过程中由于某些原因需要进行泵的更换时，就会遇到地址重新分配组态的问题，但是现场安装工人不具备进行系统组态能力。同时出于考虑防水防尘的要求，泵控制器设计的接口有限，不会单独提供进行地址分配的接口。为了解决这些问题，我们提出了一种自动地址分配与组态的方法。

首先我们采用CAN总线，采用标准Canopen协议。Canopen协议本身提供LSS地址分配协议，可以在线分配地址。但需要提前知道设备的产品编号与序列号，而且需要专用的烧写设备，这在泵组安装现场基本是做不到的。因此我们在LSS协议的基础上做了改进，使之能够在线自动分配地址。改进措施包括以下几点：

1、每个泵在生产过程中，将产品序列号、产品编号、产家编号、版本编号等全球唯一标识写入泵一体化控制器中。通讯地址都固定为31号。

2、现场组装完成后，首先确定主泵。只有主泵才可以进行在线地址分配功能。目前接入输出压力传感器的泵成为主泵，其他泵为从泵。

3、主泵获取所有从泵序列号、产品编号、厂家编号、版本编号等全球唯一标识，同时也获得泵的通讯地址，维修泵或已经分配过地址的泵，其通讯地址不一定是31号。该步骤由改进的LSS协议实现，从泵采用29位扩展帧，协议详细解说见附录。

4、主泵将所有泵按通讯地址以及序列号大小进行排序，并进行自动地址分配，地址分配空间定为[10-17]，共8台泵在分配过程中如果从泵通讯地址与序列号已经与上一次自动分配地址匹配，则从泵保留原通讯地址不变。主泵最后通过CanOpen LSS协议选择写入功能，设置各从泵的通讯地址。

5、主泵将所有从泵的序列号、通讯地址等数据，写入到各个从泵中。这样从泵也可以知道其它从泵的编号地址。在工作过程中，如果主泵发生切换，其它从泵的地址不再发送变化。

6、地址自动分配完成，系统开始运行。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种智能组网式水泵控制系统，包括主控变频通讯单元、数据采样单元、开关电源、触控显示单元和传感器模块，其特征在于，主控变频通讯单元分别连接触控显示单元、开关电源、数据采样单元、手机、平板、电脑、远程终端和电机，开关电源还连接空开，数据采样单元还连接传感器模块。

2.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述主控变频通讯单元通过蓝牙连接手机、平板、电脑。

3.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述主控变频通讯单元通过GPRS或WIFI连接远程终端。

4.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述的触控显示单元中使用的触摸屏能够为矢量压力传感器技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。

5.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述系统采用悬挂式箱体，固定于电机一端，与电机水泵组成一体式设备。

6.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述系统至少配备一台智能水泵控制器，由工频水泵控制器和智能水泵控制器组合成一个完整的闭环恒压供水系统。

7.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述系统运用CANOpen协议和自定义协议实现组网功能。

8.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述系统通过变频器PID参数调节实现无扰式自由平稳切换电机控制器一体式水泵模块。

9.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述系统能够直接连接市政管网组成变频恒压供水设备。

10.根据权利要求1所述的智能组网式水泵控制系统，其特征在于，所述系统能够通过安装无负压稳流罐组成无负压二次供水设备。