CN114002945A - 一种具有多冗余控制模块的智能供水控制柜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能控制柜技术领域，提供一种具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，包括配电冗余系统、变频冗余系统、驱动切换系统、供水冗余控制系统以及信号分配系统，供水冗余控制系统根据信号分配系统采集到的相关信号分别控制变频冗余系统以及驱动切换系统，控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈各台供水泵的运行及故障状态信号，从而利用多重冗余控制技术保证在某一控制功能出现故障时，能自动切换到另外的冗余控制系统，保障供水设备不间断运行。
Description
技术领域
本发明属于智能控制柜技术领域，尤其涉及一种具有多冗余控制模块的智能供水控制柜。
背景技术
水是人类的生命之源，一旦出现断水现象，人们的基本生活都会增加很多的麻烦。二次供水设备作为小区高层供水的主要设施，其稳定可靠性对保障人们生活用水非常重要。二次供水控制柜是供水设备的重要组成部分，二次供水控制柜是否能正常稳定可靠运行取决于控制柜的稳定和可靠性。
二次供水控制柜的内部具有控制功能的工作系统较多，当其中一个具备控制功能的工作系统出现故障时，整个二次供水控制柜就会出现故障，导致无法提供供水服务，影响日常的用水需求，降低用户体验。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，旨在解决现有技术中二次供水控制柜的内部具有控制功能的工作系统较多，当其中一个具备控制功能的工作系统出现故障时，整个二次供水控制柜就会出现故障，导致无法提供供水服务，影响日常的用水需求，降低用户体验的问题。
本发明所提供的技术方案是：一种具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，包括配电冗余系统、变频冗余系统、驱动切换系统、供水冗余控制系统以及信号分配系统；
其中，所述配电冗余系统与所述变频冗余系统连接，所述变频冗余系统与所述驱动切换系统连接，所述驱动切换系统的输出连接若干路驱动输出端，每一路所述驱动输出端连接一个供水泵；
所述配电冗余系统引出的供电线路还与信号分配系统连接，所述信号分配系统与信号采集系统连接，所述信号分配系统与所述供水冗余控制系统连接；
所述供水冗余控制系统分别与所述变频冗余系统、驱动切换系统以及通讯分配器连接，所述通讯分配器与物联网通讯系统连接，所述供水冗余控制系统根据所述信号分配系统采集到的相关信号分别控制所述变频冗余系统以及驱动切换系统，控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈各台供水泵的运行及故障状态信号。
作为一种改进的方案，所述配电冗余系统主配电系统、备配电系统以及双电源切换装置；
所述主配电系统、备配电系统均与所述双电源切换装置连接，且当所述主配电系统出现故障时，所述双电源切换装置将供电功能自动切换到备配电系统，所述备配电系统为所述智能供水控制柜供电。
作为一种改进的方案，所述变频冗余系统包括主变频系统和备变频系统；
所述主变频系统、备变频系统的输入端均与所述双电源切换装置连接，输出端与所述驱动切换系统连接，用于将电力驱动电源输送至每一路驱动输出端；
其中，当主变频系统出现故障时，控制自动切换到备变频系统，控制所述备变频系统进行工作。
作为一种改进的方案，所述信号采集系统包括水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信息采集系统；
所述水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信息采集系统分别对相关信号进行采集，并将采集到的对应信号传送至所述信号分配系统，所述相关信号包括水质信号、压力流量信号以及电量信号。
作为一种改进的方案，所述供水冗余控制系统包括第一PLC控制系统、第二PLC控制系统和PID供水控制仪，且所述第一PLC控制系统、第二PLC控制系统和PID供水控制仪为相互独立的三个供水控制系统。
作为一种改进的方案，所述智能供水控制柜上还设有一触摸屏，所述触摸屏与所述通讯分配器连接，用于设置供水相关参数和显示各个供水泵的供水状态。
作为一种改进的方案，所述智能供水控制柜还包括一辅助电源系统，所述辅助电源系统设置在所述双电源切换装置的末端，且分别与所述水质检测系统、电量采集系统、压力流量信息采集系统、第一PLC控制系统、第二PLC控制系统以及PID供水控制仪供电连接。
在本发明实施例中，具有多冗余控制模块的智能供水控制柜包括配电冗余系统、变频冗余系统、驱动切换系统、供水冗余控制系统以及信号分配系统，供水冗余控制系统根据信号分配系统采集到的相关信号分别控制变频冗余系统以及驱动切换系统，控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈各台供水泵的运行及故障状态信号，从而利用多重冗余控制技术保证在某一控制功能出现故障时，能自动切换到另外的冗余控制系统，保障供水设备不间断运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明提供的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜的内部结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1是本发明提供的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜的内部结构图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。
具有多冗余控制模块的智能供水控制柜包括配电冗余系统、变频冗余系统、驱动切换系统、供水冗余控制系统以及信号分配系统；
其中，配电冗余系统与所述变频冗余系统连接，所述变频冗余系统与所述驱动切换系统连接，所述驱动切换系统的输出连接若干路驱动输出端，每一路所述驱动输出端连接一个供水泵；
配电冗余系统引出的供电线路还与信号分配系统连接，所述信号分配系统与信号采集系统连接，所述信号分配系统与所述供水冗余控制系统连接；
供水冗余控制系统分别与所述变频冗余系统、驱动切换系统以及通讯分配器连接，所述通讯分配器与物联网通讯系统连接，所述供水冗余控制系统根据所述信号分配系统采集到的相关信号分别控制所述变频冗余系统以及驱动切换系统，控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈各台供水泵的运行及故障状态信号。
结合图1所示，所述配电冗余系统主配电系统、备配电系统以及双电源切换装置；
所述主配电系统、备配电系统均与所述双电源切换装置连接，且当所述主配电系统出现故障时，所述双电源切换装置将供电功能自动切换到备配电系统，所述备配电系统为所述智能供水控制柜供电。
如图1所示，所述变频冗余系统包括主变频系统和备变频系统；
所述主变频系统、备变频系统的输入端均与所述双电源切换装置连接，输出端与所述驱动切换系统连接，用于将电力驱动电源输送至每一路驱动输出端；
其中，当主变频系统出现故障时，控制自动切换到备变频系统，控制所述备变频系统进行工作。
结合图1所示，所述信号采集系统包括水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信息采集系统；
所述水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信息采集系统分别对相关信号进行采集，并将采集到的对应信号传送至所述信号分配系统，所述相关信号包括水质信号、压力流量信号以及电量信号。
结合图1所示，所述供水冗余控制系统包括第一PLC控制系统、第二PLC控制系统和PID供水控制仪，且所述第一PLC控制系统、第二PLC控制系统和PID供水控制仪为相互独立的三个供水控制系统。
如图1所示，所述智能供水控制柜上还设有一触摸屏，所述触摸屏与所述通讯分配器连接，用于设置供水相关参数和显示各个供水泵的供水状态。
在该实施例中，所述智能供水控制柜还包括一辅助电源系统，所述辅助电源系统设置在所述双电源切换装置的末端，且分别与所述水质检测系统、电量采集系统、压力流量信息采集系统、第一PLC控制系统、第二PLC控制系统以及PID供水控制仪供电连接。
为了便于说明，下述结合图1，给出智能供水控制柜的具体工作过程和原理：
主配电系统和备配电系统与双电源装置相连，主配电系统故障后通过双电源切换装置自动切换到备配电系统进行供电，保障了整个控制系统驱动系统的电力供应的可靠性；双电源切换装置与辅助电源系统以及主变频系统、备变频系统相连；
变频系统是调节供水压力稳定的重要部件，当主变频系统出现故障，控制系统检测到故障信号后自动控制切换到备变频系统工作，主备变频系统与驱动切换系统相连，把电力驱动电源输送到驱动输出端1、驱动输出端2、驱动输出端3及驱动输出端N，从而驱动各台供水泵的运行；
辅助电源系统是分配给水质检测系统、电量采集系统、压力流量信息采集系统、信号分配系统以及物联网通讯系统、通讯分配器、触摸屏以及第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪等部分工作电源及信号电源。压力信流量信息采集系统、电量采集系统、水质检测采集系统与信号分配系统相连，通过信号分配系统分别传输给第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪。第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪控制信号输出后分别控制主备变频系统以及驱动切换系统，实现用户根据压力流量信号控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈给控制系统各台泵的运行及故障状态等各种信号，达到在满足供水要求的情况下使设备运行在最佳状态。
第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪与通信分配器相连，分别把各个控制系统的运行状态通过物联网通讯系统传输到其他监控远程平台以及本控制柜的触摸屏，用户通过监控远程平台或者触摸屏及时了解整个系统的运行状态及故障信息等各项数据，需要时及时对设备进行干预，保障设备的可靠稳定运行。
第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪是三套独立控制系统，又合而为一，整体协调工作，是控制柜的核心控制部分。
很多控制系统都是用独立一套控制，当出现故障后整套系统都处于故障状态而使设备停运，而出现供水设备停机断水影响用户的生活。在设备各部分都正常运行时，第一PLC控制系统处于主控状态，采集水质信号、压力流量信息、电量信号等各种信号信息，然后根据触摸屏设置的各项运行参数发出控制命令控制主备变频系统及驱动切换系统的工作来控制供水泵组的工作，然后根据采集的各项故障信号对供水泵组进行切换及调整处理。
同理第二PLC控制系统是和第一PLC控制系统是互为热冗余系统，能互相进行信号传输，第一PLC控制系统不能正常进行控制工作时及时启用第二PLC控制系统替代第一PLC控制系统的工作，第一PLC控制系统退出控制进行自我调整并发出故障信息传输给监控远程平台以及现场的触摸屏显示设置系统，通知用户及时处理，但不影响设备的正常运行。PID供水控制仪是以单片机为核心的标准供水控制器，作为本系统中的应急控制系统，同样也具有供水机组控制功能，也可以采集信号并发出控制信号保证机组的正常运转。只有当第一PLC控制系统、第二PLC控制系统都出现故障不能正常实现控制功能后才自动投入PID供水控制仪进行控制，实现设备不间断工作。第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪实现控制功能都必须依据水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信号采集系统采集到的各种信号以及设定的各项参数进行运算后发出控制信号，所以公共的各项信号通过信号分配系统分配给第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪，使各控制系统都能检测到各种信号。同时通讯分配器也是把第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪的通讯信息分配给物联网通讯系统和触摸屏显示设置系统，实现上传和显示系统共享，但每套控制系统都有独立的通讯地址，所以触摸屏显示设置系统和远程监控平台能够显示分辨每套控制系统的运行状态及各项运行数据和参数，用户能够及时了解是哪套控制系统在参与设备控制，哪套出现故障，哪套在待机状态。第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪信息共享，自动切换，同时通讯分配器也具有协调控制系统整体工作的功能，防止第一PLC控制系统、第二PLC控制系统、PID供水控制仪三套核心控制系统自我诊断联络切换时失控导致不能相互之间进行切换控制。
在本发明实施例中，具有多冗余控制模块的智能供水控制柜包括配电冗余系统、变频冗余系统、驱动切换系统、供水冗余控制系统以及信号分配系统，供水冗余控制系统根据信号分配系统采集到的相关信号分别控制变频冗余系统以及驱动切换系统，控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈各台供水泵的运行及故障状态信号，从而利用多重冗余控制技术保证在某一控制功能出现故障时，能自动切换到另外的冗余控制系统，保障供水设备不间断运行
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，包括配电冗余系统、变频冗余系统、驱动切换系统、供水冗余控制系统以及信号分配系统；
其中，所述配电冗余系统与所述变频冗余系统连接，所述变频冗余系统与所述驱动切换系统连接，所述驱动切换系统的输出连接若干路驱动输出端，每一路所述驱动输出端连接一个供水泵；
所述配电冗余系统引出的供电线路还与信号分配系统连接，所述信号分配系统与信号采集系统连接，所述信号分配系统与所述供水冗余控制系统连接；
所述供水冗余控制系统分别与所述变频冗余系统、驱动切换系统以及通讯分配器连接，所述通讯分配器与物联网通讯系统连接，所述供水冗余控制系统根据所述信号分配系统采集到的相关信号分别控制所述变频冗余系统以及驱动切换系统，控制供水泵的运行台数及运行转速，同时反馈各台供水泵的运行及故障状态信号。
2.根据权利要求1所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，所述配电冗余系统主配电系统、备配电系统以及双电源切换装置；
所述主配电系统、备配电系统均与所述双电源切换装置连接，且当所述主配电系统出现故障时，所述双电源切换装置将供电功能自动切换到备配电系统，所述备配电系统为所述智能供水控制柜供电。
3.根据权利要求2所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，所述变频冗余系统包括主变频系统和备变频系统；
所述主变频系统、备变频系统的输入端均与所述双电源切换装置连接，输出端与所述驱动切换系统连接，用于将电力驱动电源输送至每一路驱动输出端；
其中，当主变频系统出现故障时，控制自动切换到备变频系统，控制所述备变频系统进行工作。
4.根据权利要求3所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，所述信号采集系统包括水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信息采集系统；
所述水质检测系统、电量采集系统以及压力流量信息采集系统分别对相关信号进行采集，并将采集到的对应信号传送至所述信号分配系统，所述相关信号包括水质信号、压力流量信号以及电量信号。
5.根据权利要求4所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，所述供水冗余控制系统包括第一PLC控制系统、第二PLC控制系统和PID供水控制仪，且所述第一PLC控制系统、第二PLC控制系统和PID供水控制仪为相互独立的三个供水控制系统。
6.根据权利要求5所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，在正常运行时，所述第一PLC控制系统处于主控状态，采集包括水质信号、压力流量信号以及电量信号在内的各种信号信息；
根据预先设置的各项运行参数发出控制命令控制变频冗余系统及驱动切换系统的工作来控制供水泵组的工作。
7.根据权利要求6所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，所述智能供水控制柜上还设有一触摸屏，所述触摸屏与所述通讯分配器连接，用于设置供水相关参数和显示各个供水泵的供水状态。
8.根据权利要求7所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，当所述第一PLC控制系统故障时，控制启用第二PLC控制系统替代所述第一PLC控制系统的工作，第一PLC控制系统退出控制并进行自我调整，同时发出故障信息传输给监控远程平台以及现场的触摸屏，通知用户及时处理。
9.根据权利要求7所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，当所述第一PLC控制系统和所述第二PLC控制系统同时出现故障时，所述PID供水控制仪开启控制工作。
10.根据权利要求4所述的具有多冗余控制模块的智能供水控制柜，其特征在于，所述智能供水控制柜还包括一辅助电源系统，所述辅助电源系统设置在所述双电源切换装置的末端，且分别与所述水质检测系统、电量采集系统、压力流量信息采集系统、第一PLC控制系统、第二PLC控制系统以及PID供水控制仪供电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220201 |
|
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