CN111322232A - 一种自主学习智能水泵控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自主学习智能水泵控制方法以及控制装置，包括以下步骤：通过压力传感器检测模块和水流传感器检测模块分别检测水泵当面的运行压力和运行水流状态；将获取到的水泵的运行压力和运行水流状态数据信息传递给主控IC模块；主控IC模块根据水泵当面的运行压力和运行水流状态数据信息进行自主学习并判定水泵故障情况，从而控制水泵。本发明能够进行自主学习以及对各种水泵故障的判定，避免在外部增压变化较大的情况下水泵不启动或者无法停机的情况的发生。

Description

一种自主学习智能水泵控制方法

技术领域

本发明涉及水泵控制技术领域，特别涉及一种自主学习智能水泵控制方法。

背景技术

随着人们生活水平以及对自动化要求的提高，水泵的自动化控制越来越普遍，解决了水泵在使用过程中需要手动去启停的步骤，提高了效率；尤其在民用及农用领域的供水系统，对自动化控制的水泵的需求越来越大。

为提高水泵的自动化程度，使用传感器技术来对水泵的压力信号和水流信号进行检测，并通过控制器对水泵的启停进行智能控制，以达到水泵的自动启停。目前普遍使用的是流量开关传感器和压力开关传感器，这类传感器输出的是开关量信号，控制器则根据所接收的压力开关量信号和/或水流开关量信号，对水泵的启停进行控制；但因这类传感器本身结构因素影响，导致检测精度较低，存在控制盲区，或造成水泵的频繁启停，造成水泵使用寿命降低；此外不能对水泵运行过程中出现的故障进行及时判定。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种自主学习智能水泵控制方法。本发明能够进行自主学习以及对各种水泵故障的判定，避免在外部增压变化较大的情况下水泵不启动或者无法停机的情况的发生。

本发明的技术方案：一种自主学习智能水泵控制方法，包括以下步骤：

S1、通过压力传感器检测模块和水流传感器检测模块分别检测水泵当面的运行压力和运行水流状态；

S2、将获取到的水泵的运行压力和运行水流状态数据信息传递给主控IC模块；

S3、主控IC模块根据水泵当面的运行压力和运行水流状态数据信息进行自主学习并判定水泵故障情况，从而控制水泵；

自主学习方法如下：1、若水流传感器检测模块有信号，则实时获取水泵当面的运行压力,得到运行压力值P1；2、若水流传感器检测模块无信号，水泵持续运行T1秒钟后停机，记录水泵停机前一秒钟的运行压力值作为停机压力值P2，并刷新当前的水泵压力得到启动压力值P3，P3＝P2*0.7；3、设置水泵的缺水阈值P4，P4＝P2*0.7； 4、设置水泵的压力比较值P5，P5＝P2*0.8。

上述的自主学习智能水泵控制方法中，所述水泵故障情况包括缺水、渗漏、压力罐失效、压力传感器损坏、水流传感器损坏和超压。

前述的自主学习智能水泵控制方法中，所述的缺水的判定方法是，若水泵当前的运行压力值P1低于水泵的缺水阈值P4，并且此时的水流传感器检测模块无检测信号时,执行持续时间为6分钟，则判定水泵为缺水状态，对水泵进行停机保护。

前述的自主学习智能水泵控制方法中，所述的渗漏的判定方法是，由停机压力值P2至启动压力值P3的连续启动次数CNT与连续停启的累计时间T3秒钟的比值≥1时，则判定为渗漏，但水泵不停机。

前述的自主学习智能水泵控制方法中，所述的压力罐失效判定方法是，由停机压力值P2至启动压力值P3的连续启动次数CNT与连续停启的累计时间T3秒钟的比值＞0.5且＜1时，则判定为压力罐失效，水泵进行停机保护。

前述的自主学习智能水泵控制方法中，所述的压力传感器损坏的判定方法是，通过压力传感器检测模块获得当前压力传感器的电压值V1，若该电压值V1没有在标准电压范围内，则对压力传感器检测进行计时，计时时间为T4秒钟，并且该电压值V1出现的持续时间到达设定的时间阈值T5，则判定为压力传感器损坏，水泵转入到单水流开关运行。

前述的自主学习智能水泵控制方法中，所述的水流传感器损坏的判定方法是，主控IC模块通过水流传感器检测模块获取到水流传感器的当前状态，若此时压力传感器检测模块检测的运行压力值P1大于设定的压力比较值P5时候,开始检测水流信号，若持续的有水信号，并且持续时间T6大于指定的阈值T7分钟，同时水泵停机后，水流传感器信号无变化，则判定为水流传感器损坏，转入到单压力传感器运行模式。

前述的自主学习智能水泵控制方法中，所述的超压判定方法是，通过主控IC模块获取到的当前的运行压力值P1，若大于设定的压力值8bar，则判定为超压，水泵停机，此时水流传感器有水流信号但水泵不启动，直到超压后的启动压力值P3降至5.6bar后水泵启动。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过压力传感器采集水泵当前工作的实时压力值，在通过水流传感器获取当前水泵水流的状态实现了压力的自主学习以及各种异常情况的判定，并能够对水泵的启动压力值进行实时刷新，从而实现水泵在负压、增压、水塔等不同工作状态下包含都可以正常启动。相比于当前传统的压力开关配合水流传感器，解决了在外部增压变化较大的情况下不启动或者无法停机的情况，同时也解决了在水流传感器卡住的情况下，水泵无法停机或者停机以后无法再次运行的情况，使用户的用水更加自主舒适，又避免了降低了水泵的损耗，从而有效地延长水泵的使用寿命。

2、本发明可对水泵运行过程中出现的缺水、渗漏、压力罐失效、压力传感器损坏、水流传感器损坏和超压等故障进行判定，并更具判定的故障来对水泵进行相应的控制，使得水泵进行智能启停，有效地保护了水泵，同时又能对水泵的运行故障进行及时快速的判定，而便于相关人员进行及时维修。

附图说明

图1是本发明的控制原理图。

1、220VAC-DC隔离电源模块；2、DC-DC电源模块；3、LDO电源模块；4、压力传感器检测模块；5、水流传感器检测模块；6、主控 IC模块；7、继电器驱动模块；9、数码管/LED模块；10、压力传感器；11、水流传感器；12、水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种自主学习智能水泵控制方法，包括以下步骤：

S1、通过压力传感器检测模块和水流传感器检测模块分别检测水泵当面的运行压力和运行水流状态；

S2、将获取到的水泵的运行压力和运行水流状态数据信息传递给主控IC模块；

S3、主控IC模块根据水泵当面的运行压力和运行水流状态数据信息进行自主学习并判定水泵故障情况，从而控制水泵；

自主学习方法如下：1、若水流传感器检测模块有信号，则实时获取水泵当面的运行压力,得到运行压力值P1；2、若水流传感器检测模块无信号，水泵持续运行T1秒钟后停机，记录水泵停机前一秒钟的运行压力值作为停机压力值P2，并刷新当前的水泵压力得到启动压力值P3，P3＝P2*0.7；3、设置水泵的缺水阈值P4，P4＝P2*0.7； 4、设置水泵的压力比较值P5，P5＝P2*0.8。

其中，所述水泵故障情况包括缺水、渗漏、压力罐失效、压力传感器损坏、水流传感器损坏和超压。

所述缺水的判定方法是，所述的缺水的判定方法是，若水泵当前的运行压力值P1低于水泵的缺水阈值P4，并且此时的水流传感器检测模块无检测信号时,执行持续时间为6分钟，则判定水泵为缺水状态，对水泵进行停机保护。

所述的渗漏的判定方法是，由停机压力值P2至启动压力值P3 的连续启动次数CNT(常规设定为10次)与累计时间T3秒钟(常规设定为10秒钟)的比值≥1时，则判定为渗漏，但水泵不允许停机，数码管/LED显示模块，通过LED闪烁和查询错误代码提醒用户出现渗漏状况，而便于相关工作人员检查管道。

所述的压力罐失效判定方法是，由停机压力值P2至启动压力值 P3的连续启动次数CNT(常规设定为10次)与设定时间T3秒钟(常规设定为10秒钟)的比值＞0.5且＜1时，则判定为压力罐失效，水泵进行停机保护,避免水泵频繁启动，而烧毁内部的电机。

所述的压力传感器损坏的判定方法是，通过压力传感器检测模块获得当前压力传感器的电压值V1，若该电压值V1没有在标准电压范围0.5V-4.5V内，则对压力传感器检测进行计时，计时时间为T4 秒钟，并且该电压值V1出现的持续时间到达设定的时间阈值T5 (T5＝15秒钟)，则判定为压力传感器损坏，水泵转入到单水流开关运行。

所述的水流传感器损坏的判定方法是，主控IC模块通过水流传感器检测模块获取到水流传感器的当前状态，若此时压力传感器检测模块检测的当前运行压力值P1大于设定的压力比较值P5 (P5＝P2*0.8)时候,开始检测水流信号，若持续的有水信号，并且持续时间T6大于指定的阈值T7分钟(T7＝6分钟)，同时水泵停机后，水流传感器信号无变化，则判定为水流传感器损坏，转入到单压力传感器运行模式。

所述的超压判定方法是，通过主控IC模块获取到的当前的运行压力值P1，若大于设定的压力值8bar，则判定为超压，水泵停机，此时水流传感器有水流信号但水泵不启动，直到超压后的启动压力值 P3降至5.6bar后水泵启动。

一种自主学习智能水泵控制装置，包括220VAC-DC隔离电源模块 1、DC-DC电源模块2、LDO电源模块3、压力传感器检测模块4、水流传感器检测模块5、主控IC模块6、继电器驱动模块7、按键调整模块、数码管/LED模块9和水泵12；

所述的220VAC-DC隔离电源模块1分别与DC-DC电源模块2和继电器驱动模块7电连接，用于对DC-DC电源模块2和继电器驱动模块 7进行供电；其中220VAC-DC隔离电源模块1提供后一级输出的DC12V 电源，使整个控制系统更加安全稳定。

所述的DC-DC电源模块2分别与LDO电源模块3、压力传感器检测模块4、水流传感器检测模块5和数码管/LED模块9电连接，用于对LDO电源模块3、压力传感器检测模块4、水流传感器检测模块5 和数码管/LED模块9进行供电；其中DC-DC电源模块2将12V转化为5V为LDO电源模块3、压力传感器检测模块4、水流传感器检测模块5和数码管/LED模块9进行供电。

所述的LDO电源模块3与主控IC模块6连接，用于对主控IC 模块6进行供电；

所述的压力传感器检测模块4，用于与外界的压力传感器10连接，对当前水泵中的水压进行检测，并将检测信号输入给主控IC模块6，提供第一个智能判定的条件；

所述的水流传感器检测模块5，用于与外界的水流传感器11连接，对当前水泵中的水流状态进行检测，并将检测信号输入给主控 IC模块6；提供智能判定的第二个条件；

所述的按键调整模块与主控IC模块6连接，用于对启动压力值、当前错误信息状态、重启、电机开关机功能的设置；

所述的继电器驱动模块7与主控IC模块6相连，用于接收主控 IC模块6发出的控制指令，并根据接收的主控IC模块6发出的控制指令对水泵12进行控制；

所述的数码管/LED模块9与主控IC模块6相连，用于对水泵12 运行过程中的水压、水流参数进行显示，同时又对水泵12故障的关键字进行显示。

Claims (8)

1.一种自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、通过压力传感器检测模块和水流传感器检测模块分别检测水泵当面的运行压力和运行水流状态；

S2、将获取到的水泵的运行压力和运行水流状态数据信息传递给主控IC模块；

S3、主控IC模块根据水泵当面的运行压力和运行水流状态数据信息进行自主学习并判定水泵故障情况，从而控制水泵；

自主学习方法如下：1、若水流传感器检测模块有信号，则实时获取水泵当面的运行压力,得到运行压力值P1；2、若水流传感器检测模块无信号，水泵持续运行T1秒钟后停机，记录水泵停机前一秒钟的运行压力值作为停机压力值P2，并刷新当前的水泵压力得到启动压力值P3，P3＝P2*0.7；3、设置水泵的缺水阈值P4，P4＝P2*0.7；4、设置水泵的压力比较值P5，P5＝P2*0.8。

2.根据权利要求1所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述水泵故障情况包括缺水、渗漏、压力罐失效、压力传感器损坏、水流传感器损坏和超压。

3.根据权利要求2所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述的缺水的判定方法是，若水泵当前的运行压力值P1低于水泵的缺水阈值P4，并且此时的水流传感器检测模块无检测信号时,执行持续时间为6分钟，则判定水泵为缺水状态，对水泵进行停机保护。

4.根据权利要求2所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述的渗漏的判定方法是，由停机压力值P2至启动压力值P3的连续启动次数CNT与连续停启的累计时间T3秒钟的比值≥1时，则判定为渗漏，但水泵不停机。

5.根据权利要求2所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述的压力罐失效判定方法是，由停机压力值P2至启动压力值P3的连续启动次数CNT与连续停启的累计时间T3秒钟的比值＞0.5且＜1时，则判定为压力罐失效，水泵进行停机保护。

6.根据权利要求2所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述的压力传感器损坏的判定方法是，通过压力传感器检测模块获得当前压力传感器的电压值V1，若该电压值V1没有在标准电压范围内，则对压力传感器检测进行计时，计时时间为T4秒钟，并且该电压值V1出现的持续时间到达设定的时间阈值T5，则判定为压力传感器损坏，水泵转入到单水流开关运行。

7.根据权利要求2所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述的水流传感器损坏的判定方法是，主控IC模块通过水流传感器检测模块获取到水流传感器的当前状态，若此时压力传感器检测模块检测的运行压力值P1大于设定的压力比较值P5时候,开始检测水流信号，若持续的有水信号，并且持续时间T6大于指定的阈值T7分钟，同时水泵停机后，水流传感器信号无变化，则判定为水流传感器损坏，转入到单压力传感器运行模式。

8.根据权利要求2所述的自主学习智能水泵控制方法，其特征在于：所述的超压判定方法是，通过主控IC模块获取到的当前的运行压力值P1，若大于设定的压力值8bar，则判定为超压，水泵停机，此时水流传感器有水流信号但水泵不启动，直到超压后的启动压力值P3降至5.6bar后水泵启动。

Images