CN110439794A - 一种泵机无线控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泵机无线控制系统，无线通讯模块用于上位机和水泵数据采集模块、继电器输出模块及开关信号采集模块之间的数据信息传递。水泵数据采集模块通过电压变送单元将交流电压转换成按线性比例输出的直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号；水泵数据采集模块通过电流变送单元将被测交流电流转换成按线性比例输出的直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号；水泵数据采集模块通过液位监测单元监测水泵电机的液位。继电器输出模块通过中间继电器控制水泵电机的启动和关闭。交流接触器控制水泵电机的电路通断，开关信号采集模块采集交流接触器和热继电器的开关量信号。本发明提高了安全可靠性，实现了远程对作业泵机的统一控制。

Description

一种泵机无线控制系统

技术领域

本发明实施例涉及泵技术领域，具体涉及一种泵机无线控制系统。

背景技术

泵是输送液体或使液体增压的机械，可以将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，可以输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等。目前，我国大多数地区均已有网络覆盖，网络覆盖范围宽广，利用无线网络进行大范围的无线测量和控制已经成为一种趋势。

泵的工作现场一般是高水压、高电压、大电流、强噪声环境，闸门多，流程复杂，操作过程中对作业人员要求较高，稍有不慎可能出现蹩压、刺水、漏电等危险情况，轻则造成财产损失，重则人身受到严重威胁。传统的泵机控制通常由人工驱车往返泵房与作业现场，水泵控制操作十分不便，且费用较高，由于往返途中需要耗费时间，特别是当距离较远时，影响正常的作业进度。因此需要一种基于无线通讯技术的泵机控制技术方案。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种泵机无线控制系统，实现水泵设备的遥控，提高操控安全可靠性，提高作业效率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种泵机无线控制系统，用于水泵电机的控制，包括上位机、无线通讯模块、水泵数据采集模块、继电器输出模块和开关信号采集模块；所述上位机与所述无线通讯模块建立连接关系，上位机用于提供水泵电机的控制、运行数据及故障状态的操作和显示界面；所述无线通讯模块分别与所述水泵数据采集模块、继电器输出模块和开关信号采集模块建立连接关系，无线通讯模块用于上位机和水泵数据采集模块、继电器输出模块及开关信号采集模块之间的数据信息传递；

所述水泵数据采集模块配置有电压变送单元、电流变送单元和液位监测单元，所述水泵数据采集模块通过所述电压变送单元将交流电压转换成按线性比例输出的直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号；所述水泵数据采集模块通过所述电流变送单元将被测交流电流转换成按线性比例输出的直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号；所述水泵数据采集模块通过所述液位监测单元监测水泵电机的液位；

所述继电器输出模块配置有中间继电器，所述中间继电器与所述水泵电机连接，继电器输出模块通过所述中间继电器控制所述水泵电机的启动和关闭；

所述开关信号采集模块配置有交流接触器和热继电器，所述交流接触器连接所述热继电器，所述热继电器连接所述水泵电机，所述交流接触器用于控制所述水泵电机的电路通断，所述热继电器用于所述水泵电机的过载保护，开关信号采集模块采集所述交流接触器和热继电器的开关量信号。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述电压变送单元连接有电压互感器，所述电压互感器连接所述水泵电机，所述水泵电机的运行电流经过所述电压互感器，经过所述电压互感器的运行电流通过电压变送单元转换为标准信号，通过电压变送单元转换的标准信号输送到所述水泵数据采集模块。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述电流变送单元连接有电流互感器，所述电流互感器连接所述水泵电机，所述水泵电机的运行电流经过所述电流互感器，经过所述电流互感器的运行电流通过电流变送单元转换为标准信号，通过电流变送单元转换的标准信号输送到所述水泵数据采集模块。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述液位监测单元连接有液位监测计，所述液位监测计连接所述水泵电机，液位监测单元通过所述液位监测计监测所述水泵电机的液位并传输到所述水泵数据采集模块。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述水泵数据采集模块采用型号为ADAM4017的8路模拟量输入产品。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述继电器输出模块采用型号为ADAM 4060的4通道继电器输出产品。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述开关信号采集模块采用型号为ADAM4052的8通道隔离数字量输入产品。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述无线通讯模块采用GPRS模块、WiFi模块或NB-IoT模块。

作为泵机无线控制系统的优选方案，所述无线通讯模块连接有第一电源模块，第一电源模块用于对所述无线通讯模块进行供电；

所述水泵电机连接有第二电源模块，第二电源模块用于对所述水泵电机进行供电。

本发明实施例设有上位机、无线通讯模块、水泵数据采集模块、继电器输出模块和开关信号采集模块；上位机提供水泵电机的控制、运行数据及故障状态的操作和显示界面；无线通讯模块用于上位机和水泵数据采集模块、继电器输出模块及开关信号采集模块之间的数据信息传递。水泵数据采集模块配置有电压变送单元、电流变送单元和液位监测单元，水泵数据采集模块通过电压变送单元将交流电压转换成按线性比例输出的直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号；水泵数据采集模块通过电流变送单元将被测交流电流转换成按线性比例输出的直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号；水泵数据采集模块通过液位监测单元监测水泵电机的液位。继电器输出模块通过中间继电器控制水泵电机的启动和关闭。开关信号采集模块配置有交流接触器和热继电器，交流接触器用于控制水泵电机的电路通断，热继电器用于水泵电机的过载保护，开关信号采集模块采集交流接触器和热继电器的开关量信号。本发明技术方案的操作的准确性、连贯性比以往得以显著提高。提高了安全可靠性，减少了制造与维修成本，实现了远程对作业泵机的统一控制，其控制范围为半径100米的任何方位且不受障碍物的影响，即保证了安全操作又大幅度提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例中提供的一种泵机无线控制系统结构示意图。

图中：1、水泵电机；2、上位机；3、无线通讯模块；4、水泵数据采集模块；5、继电器输出模块；6、开关信号采集模块；7、电压变送单元；8、电流变送单元；9、液位监测单元；10、中间继电器；11、交流接触器；12、热继电器；13、电压互感器；14、电流互感器；15、液位监测计；16、第一电源模块；17、第二电源模块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

参见图1，提供一种泵机无线控制系统，用于水泵电机1的控制，包括上位机2、无线通讯模块3、水泵数据采集模块4、继电器输出模块5和开关信号采集模块6；所述上位机2与所述无线通讯模块3建立连接关系，上位机2用于提供水泵电机1的控制、运行数据及故障状态的操作和显示界面；所述无线通讯模块3分别与所述水泵数据采集模块4、继电器输出模块5和开关信号采集模块6建立连接关系，无线通讯模块3用于上位机2和水泵数据采集模块4、继电器输出模块5及开关信号采集模块6之间的数据信息传递。所述水泵数据采集模块4配置有电压变送单元7、电流变送单元8和液位监测单元9，所述水泵数据采集模块4通过所述电压变送单元7将交流电压转换成按线性比例输出的直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号；所述水泵数据采集模块4通过所述电流变送单元8将被测交流电流转换成按线性比例输出的直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号；所述水泵数据采集模块4通过所述液位监测单元9监测水泵电机1的液位。所述继电器输出模块5配置有中间继电器10，所述中间继电器10与所述水泵电机1连接，继电器输出模块5通过所述中间继电器10控制所述水泵电机1的启动和关闭。所述开关信号采集模块6配置有交流接触器11和热继电器12，所述交流接触器11连接所述热继电器12，所述热继电器12连接所述水泵电机1，所述交流接触器11用于控制所述水泵电机1的电路通断，所述热继电器12用于所述水泵电机1的过载保护，开关信号采集模块6采集所述交流接触器11和热继电器12的开关量信号。

具体的，所述电压变送单元7连接有电压互感器13，所述电压互感器13连接所述水泵电机1，所述水泵电机1的运行电流经过所述电压互感器13，经过所述电压互感器13的运行电流通过电压变送单元7转换为标准信号，通过电压变送单元7转换的标准信号输送到所述水泵数据采集模块4。电压互感器13设有两个绕组，一个一次绕组和一个二次绕组。一次绕组和二次绕组装在或绕在铁心上。一次绕组和二次绕组之间以及绕组与铁心之间绝缘，使一次绕组和二次绕组之间以及绕组与铁心之间形成电气隔离。电压互感器13可以将高电压变成低电压，便于量测或保护系统。

具体的，所述电流变送单元8连接有电流互感器14，所述电流互感器14连接所述水泵电机1，所述水泵电机1的运行电流经过所述电流互感器14，经过所述电流互感器14的运行电流通过电流变送单元8转换为标准信号，通过电流变送单元8转换的标准信号输送到所述水泵数据采集模块4。电流互感器14基于电磁感应原理，由闭合的铁心和绕组组成，一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器14在工作时二次回路始终是闭合的。电流互感器14可以将大电流变成小电流，便于量测或保护系统。

具体的，所述液位监测单元9连接有液位监测计15，所述液位监测计15连接所述水泵电机1，液位监测单元9通过所述液位监测计15监测所述水泵电机1的液位并传输到所述水泵数据采集模块4。液位监测计15可以采用一杰牌YJA-3通用型一体式超声波四线制污水液位计，可以自动跟踪环境温度对距离进行实时补偿，可任意调节显示亮度，适应视觉，方便观察、操作，测量起点和终点任意设置，现场标定，电流输出可调整其输出范围，可调整波动范围，防止干扰误动作。信号接口2KV浪涌保护、15K静电保护、600W防雷保护。

泵机无线控制系统的一个实施例中，所述水泵数据采集模块4采用型号为ADAM4017的8路模拟量输入产品。具体的，ADAM 4017是一款16位、8通道的模拟量输入模块，所有通道上具有可编程输入范围，能够在模拟量输入通道与模块之间提供3000V直流电的光隔绝保护，以避免模块和周边设备被输入线上的高压损坏，防止了设备遭到地面环流和震荡的损坏。ADAM 4017采用一个16位微处理器控制的Σ-Δ转换器，把传感器电压或电流转换成数字数据，数字数据被转变为工程单位。当受到上位机2提示时，通过标准RS-485接口向上位机2发送数据。

具体的，所述继电器输出模块5采用型号为ADAM4060的4通道继电器输出产品。ADAM4060继电器输出模块5提供四个继电器通道，两个A型，两个C型，击穿电压：500Vac(50/60Hz)，绝缘电阻：最小1000M(500Vdc时)。

具体的，所述开关信号采集模块6采用型号为ADAM4052的8通道隔离数字量输入产品。ADAM-4052提供8路隔离数字量输入通道，中6路完全独立的隔离通道，2路共地通道湿接点，所有通道都带有5000vrms隔离保护功能，以避免接地回路的影响和防止输入线上的电涌所造成的损害。

泵机无线控制系统的一个实施例中，所述无线通讯模块3采用GPRS模块、WiFi模块或NB-IoT模块。优选GPRS模块，采用深圳市宏电技术股份有限公司生产的H7210，支持PPP、TCP/IP协议栈，支持透明传输及宏电DDP协议传输，支持电信运营商APN/VPDN专网，支持固定IP和动态域名数据中心，支持7bit/8bit/UCS2短信编码，支持数据、短信、电话振铃、定时上下线等，多种工作模式节省功耗，支持透明TCP/UDP/SMS，DDP+TCP/UDP/SMS等多种通讯方式，支持多通道同时在线、数据和短信通道互备份、数据和数据互备份，支持最高115200bps串口波特率，12pin可插拔端子排适合工业应用现场。

泵机无线控制系统的一个实施例中，所述无线通讯模块3连接有第一电源模块16，第一电源模块16用于对所述无线通讯模块3进行供电，第一电源模块16采用直流电源，为无线通讯模块3提供12V工作电压。所述水泵电机1连接有第二电源模块17，第二电源模块17用于对所述水泵电机1进行供电。第二电源模块17可以采用220V市电。

本发明实施例设有上位机2、无线通讯模块3、水泵数据采集模块4、继电器输出模块5和开关信号采集模块6；上位机2提供水泵电机1的控制、运行数据及故障状态的操作和显示界面；无线通讯模块3用于上位机2和水泵数据采集模块4、继电器输出模块5及开关信号采集模块6之间的数据信息传递。水泵数据采集模块4配置有电压变送单元7、电流变送单元8和液位监测单元9，水泵数据采集模块4通过电压变送单元7将交流电压转换成按线性比例输出的直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号；水泵数据采集模块4通过电流变送单元8将被测交流电流转换成按线性比例输出的直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号；水泵数据采集模块4通过液位监测单元9监测水泵电机1的液位。继电器输出模块5通过中间继电器10控制水泵电机1的启动和关闭。开关信号采集模块6配置有交流接触器11和热继电器12，交流接触器11用于控制水泵电机1的电路通断，热继电器12用于水泵电机1的过载保护，开关信号采集模块6采集交流接触器11和热继电器12的开关量信号。本发明技术方案的操作的准确性、连贯性比以往得以显著提高。提高了安全可靠性，减少了制造与维修成本，实现了远程对作业泵机的统一控制，其控制范围为半径100米的任何方位且不受障碍物的影响，即保证了安全操作又大幅度提高了生产效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种泵机无线控制系统，用于水泵电机(1)的控制，其特征在于，包括上位机(2)、无线通讯模块(3)、水泵数据采集模块(4)、继电器输出模块(5)和开关信号采集模块(6)；所述上位机(2)与所述无线通讯模块(3)建立连接关系，上位机(2)用于提供水泵电机(1)的控制、运行数据及故障状态的操作和显示界面；所述无线通讯模块(3)分别与所述水泵数据采集模块(4)、继电器输出模块(5)和开关信号采集模块(6)建立连接关系，无线通讯模块(3)用于上位机(2)和水泵数据采集模块(4)、继电器输出模块(5)及开关信号采集模块(6)之间的数据信息传递；

所述水泵数据采集模块(4)配置有电压变送单元(7)、电流变送单元(8)和液位监测单元(9)，所述水泵数据采集模块(4)通过所述电压变送单元(7)将交流电压转换成按线性比例输出的直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号；所述水泵数据采集模块(4)通过所述电流变送单元(8)将被测交流电流转换成按线性比例输出的直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号；所述水泵数据采集模块(4)通过所述液位监测单元(9)监测水泵电机(1)的液位；

所述继电器输出模块(5)配置有中间继电器(10)，所述中间继电器(10)与所述水泵电机(1)连接，继电器输出模块(5)通过所述中间继电器(10)控制所述水泵电机(1)的启动和关闭；

所述开关信号采集模块(6)配置有交流接触器(11)和热继电器(12)，所述交流接触器(11)连接所述热继电器(12)，所述热继电器(12)连接所述水泵电机(1)，所述交流接触器(11)用于控制所述水泵电机(1)的电路通断，所述热继电器(12)用于所述水泵电机(1)的过载保护，开关信号采集模块(6)采集所述交流接触器(11)和热继电器(12)的开关量信号。

2.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述电压变送单元(7)连接有电压互感器(13)，所述电压互感器(13)连接所述水泵电机(1)，所述水泵电机(1)的运行电流经过所述电压互感器(13)，经过所述电压互感器(13)的运行电流通过电压变送单元(7)转换为标准信号，通过电压变送单元(7)转换的标准信号输送到所述水泵数据采集模块(4)。

3.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述电流变送单元(8)连接有电流互感器(14)，所述电流互感器(14)连接所述水泵电机(1)，所述水泵电机(1)的运行电流经过所述电流互感器(14)，经过所述电流互感器(14)的运行电流通过电流变送单元(8)转换为标准信号，通过电流变送单元(8)转换的标准信号输送到所述水泵数据采集模块(4)。

4.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述液位监测单元(9)连接有液位监测计(15)，所述液位监测计(15)连接所述水泵电机(1)，液位监测单元(9)通过所述液位监测计(15)监测所述水泵电机(1)的液位并传输到所述水泵数据采集模块(4)。

5.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述水泵数据采集模块(4)采用型号为ADAM 4017的8路模拟量输入产品。

6.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述继电器输出模块(5)采用型号为ADAM 4060的4通道继电器输出产品。

7.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述开关信号采集模块(6)采用型号为ADAM 4052的8通道隔离数字量输入产品。

8.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述无线通讯模块(3)采用GPRS模块、WiFi模块或NB-IoT模块。

9.根据权利要求1所述的一种泵机无线控制系统，其特征在于，所述无线通讯模块(3)连接有第一电源模块(16)，第一电源模块(16)用于对所述无线通讯模块(3)进行供电；

所述水泵电机(1)连接有第二电源模块(17)，第二电源模块(17)用于对所述水泵电机(1)进行供电。