CN203188293U - 恒压供水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种恒压供水系统，包括：传感器，适于从水管管网中采集数据；主控模块，分别连接A/D模块和D/A模块，A/D模块的输入端连接传感器，主控模块适于基于传感器采集的数据产生控制信号；和变频电机和变频器，变频器的输入端连接D/A转换模块，变频电机的输入端连接变频器，变频器适于接收主控模块的控制信号，变频电机适于由变频器的控制来带动水泵组运转。可选的，所述的恒压供水系统还包括：与主控模块连接的掉电存储单元和人机交互模块。控制器选用性价比优越的单片机，且一台变频器可控制多台电机运行，降低了投资成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及供水系统，尤其涉及一种恒压供水系统。
背景技术
目前，恒压供水方式主要有气压罐方式和变频调速方式。与气压罐方式相比，变频调速方式具有节约能源、运行稳定可靠等优势，经济效益与社会效益明显，成为了恒压供水方式的主流。
目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，但在控制器的选用上，都采用可编程控制器，在变频恒压供水的实际应用中，变频器一般仅作为执行机构，需要压力控制器实现闭环控制，且一台变频器只带动一个水泵机组，几乎没有一台变频器拖动多个水泵机组的情况，因而控制器和变频器的投资成本高。有些系统不能根据实际供水需求改变电机的投入数量和工作状况，因而运行效率不高，整个系统的动态性、稳定性以及抗干扰性等多方面的综合技术指标远没有达到所有用户的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种恒压供水系统。
根据本实用新型一个方面，提供一种恒压供水系统，包括：
传感器，适于从水管管网中采集数据；
主控模块，分别连接A/D模块和D/A模块，A/D模块的输入端连接传感器，主控模块适于基于传感器采集的数据产生控制信号；和
变频电机和变频器，变频器的输入端连接D/A转换模块，变频电机的输入端连接变频器，变频器适于接收主控模块的控制信号，变频电机适于由变频器的控制来带动水泵组运转。
可选的，所述的恒压供水系统还包括：
与主控模块连接的掉电存储单元和人机交互模块。
可选的，主控模块采用芯片U1，芯片U1的型号为AT89C52；D/A模块采用芯片U3，芯片U3的型号为DAC0832；变频器优选型号为FR-A540-5.5K-CH；
D/A模块将U1的输出控制电压D/A转换后输入变频器，使变频器根据输入电压的不同来改变变频电机的频率和转速，从而实现反馈控制水管管网的水压。
可选的，掉电存储单元采用芯片U4，芯片型号为X5045；
所述U1的1脚与U4的复位引脚RESET连接，U1的2脚与U4的串行输出引脚SO连接，U1的2脚与U4的串行时钟引脚SCK连接，U1的3脚与U4的串行输入引脚SI连接，U1的4脚与U4的芯片选择引脚
连接，U1的9脚分别与U4的写保护引脚
复位引脚、电源引脚连接；
U4适于在上电后自动产生复位信号，从而实现了单片机的上电自动复位；当电源VCC低于规定值时，产生复位信号，从而实现系统电源的掉电复位。
可选的，所述人机交互模块包括：按键模块和显示模块；
按键模块采用独立式键盘，由四个按键和四个电阻组成，适于设定水压初始值并且根据实际情况改变水压值；
显示模块采用LED显示器。
可选的，所述的变频电机为YVP系列变频电机；
所述的变频器为FR-A540-5.5K-CH型号变频器。
可选的，所述的A/D模块采用芯片U2，芯片型号为MAX187。
可选的，变频电机有多个，多个电机均能工作于工频与变频状态；
主控模块适于根据供水需要产生控制信号给变频器，由变频器控制多个电机运行。
可选的，所述变频器与工频电网相连。
可选的，在AT89C52与LED之间连接有移位存储器，采用芯片U5，芯片型号是74LS164。
所述的变频电机优选YVP系列变频电机，YVP系列变频电机是一种交流、高效、节能型调速电动机，专为匹配变频调速设计制造，是机电一体化的调速节能新产品。
所述的变频器优选FR-A540-5.5K-CH型号变频器。FR-A540-5.5K-CH型号变频器与YVP系列变频电机配合使用，完全达到工艺要求。
所述的传感器优选航天701所Y2D-F压力变送器。Y2D-F系列压力变送器选用美国进口扩散硅压力芯片，灵敏度高、精度高、抗超载能力强。
MAX187为串行A/D转换器，具有集成度高，价格低等优点。
由于DAC0832是电流输出型D/A转换芯片，为了取得电压输出，可以在电流输出端接运算放大器。
本实用新型采用上述技术方案，采用性价比优越的单片机作为主控制器，一台变频器可以控制多台电机运作，并且每台电机均可以工作在工频或者变频状态，具有很高的节能性和经济性。具体的，本实用新型具有以下优点和积极效果：
1、控制器选用性价比优越的单片机，且一台变频器可控制多台电机运行，降低了投资成本；
2、压力传感器和单片机控制系统实现了闭环控制，保证了系统运行的可靠性和稳定性；
3、人机交互界面清晰，可操作性强，能对水压有效实时地监测和控制；
4、多台电机均可以工作于工频与变频状态，实现无极调速，该系统节约能源，调节能力大，具有广阔的应用前景和良好的社会效益。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中的主控模块与变频器连接的电路结构图；
图3为本实用新型中的变频器与变频电机连接的电路结构图；
图4为本实用新型中主控模块与掉电存储单元连接的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
根据本实用新型一个实施例，提供一种恒压供水系统，如图1所示，包括：
传感器5，适于从水管管网中采集数据；
主控制模块(简称主控模块)1，分别连接有A/D模块6和D/A模块7，A/D模块6的输入端连接有传感器5，主控制模块1适于基于传感器5采集的数据产生控制信号；和
变频电机3和变频器4，变频器4的输入端连接D/A转换模块7，变频电机3的输入端连接变频器4，变频器4适于接收主控制模块1的控制信号，变频电机3适于由变频器4的控制、带动水泵组运转。
其中，所述的主控制模块1还可以连接掉电存储单元8和人机交互模块2。
根据本实用新型一个实施例，如图2所示，主控模块、D/A模块和变频器的芯片型号为：
主控模块采用芯片U1，芯片U1的型号为AT89C52；
D/A模块采用芯片U3，芯片U3的型号为DAC0832；
变频器优选型号为FR-A540-5.5K-CH。
变频器的2号端子与U3的模拟电压输出端相连。D/A模块将U1的输出控制电压D/A转换后输入变频器，变频器就可以根据输入电压的不同来改变变频电机的频率和转速。
根据本实用新型一个实施例，如图3所示，电机运行的数目和工作情况由交流接触器控制。供水需求逐渐增大时，电机组按M1、M2、M3的顺序依次投入工作，供水量逐渐减小时，电机组按M3、M2、M1的顺序依次退出。
具体地，一台电机能满足供水需求的情况下，闭合的接触器为KM1和KM2，M1由变频器启动，工作在变频状态，KM2切换至KM3时，M1从变频状态切换至工频状态。两台电机才能满足供水需求的情况下，再将KM4闭合，M2由变频器启动，此时M1工作在工频，M2工作在变频，如果要求M2工作在工频，只需将KM4切换到KM5。遇上用水高峰期时，需要三台电机均工作，KM6闭合，M3工作在变频状态，KM6切换至KM7时，M3工作在工频状态，供水能力最大。供水需求降低时，按照相反的过程三台电机将依次从工频切换到变频，按照M3、M2、M1的顺序退出工作。
根据本实用新型一个实施例，如图4所示，掉电存储单元8采用芯片U4，芯片型号为X5045。U1的1脚与U4的复位引脚RESET连接，U1的2脚与U4的串行输出引脚SO连接，U1的2脚与U4的串行时钟引脚SCK连接，U1的3脚与U4的串行输入引脚SI连接，U1的4脚与U4的芯片选择引脚
连接，U1的9脚分别与U4的写保护引脚
复位引脚、电源引脚连接。U4上电后自动产生复位信号，就实现了单片机的上电自动复位；当电源VCC低于规定值时，将产生复位信号。这样就实现系统电源的掉电复位。
根据本实用新型一个实施例，所述人机交互模块2包括按键模块和显示模块，按键模块采用独立式键盘，电路由四个按键和四个电阻组成，显示模块采用LED显示器。在AT89C52与LED之间连接有移位存储器，采用芯片U5，芯片型号是74LS164。
上述实施例中提供的恒压供水系统的工作过程如下：
通过传感器采集工作现场水管管网的水压，通过A/D模块反馈至单片机，LED灯将单片机处理结果显示至人机交互界面。按键模块可以设定水压初始值，也可以根据实际情况改变水压值。单片机通过改变变频器的输入电压，使变频器改变变频电机的工作频率和转速，从而实现反馈控制水管管网的水压。
本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点和积极效果：1、控制器选用性价比优越的单片机，且一台变频器可控制多台电机运行，降低了投资成本；2、压力传感器和单片机控制系统实现了闭环控制，保证了系统运行的可靠性和稳定性；3、人机交互界面清晰，可操作性强，能对水压有效实时地监测和控制；4、多台电机均可以工作于工频与变频状态，实现无极调速，该系统节约能源，调节能力大，具有广阔的应用前景和良好的社会效益。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本实用新型的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
Claims (9)
1.一种恒压供水系统，其特征在于，包括：
传感器，适于从水管管网中采集数据；
主控模块，分别连接A/D模块和D/A模块，A/D模块的输入端连接传感器，主控模块适于基于传感器采集的数据产生控制信号；和
变频电机和变频器，变频器的输入端连接D/A转换模块，变频电机的输入端连接变频器，变频器适于接收主控模块的控制信号，变频电机适于由变频器的控制来带动水泵组运转。
2.根据权利要求1所述的恒压供水系统，其特征在于，还包括：
与主控模块连接的掉电存储单元和人机交互模块。
3.根据权利要求1所述的恒压供水系统，其特征在于：
主控模块采用芯片U1，芯片U1的型号为AT89C52；D/A模块采用芯片U3，芯片U3的型号为DAC0832；变频器型号为FR-A540-5.5K-CH；
D/A模块将U1的输出控制电压D/A转换后输入变频器，使变频器根据输入电压的不同来改变变频电机的频率和转速，从而实现反馈控制水管管网的水压。
4.根据权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于：
掉电存储单元采用芯片U4，芯片型号为X5045；
所述U1的1脚与U4的复位引脚RESET连接，U1的2脚与U4的串行输出引脚SO连接，U1的2脚与U4的串行时钟引脚SCK连接，U1的3脚与U4的串行输入引脚SI连接，U1的4脚与U4的芯片选择引脚
连接，U1的9脚分别与U4的写保护引脚
、复位引脚、电源引脚连接；
U4适于在上电后自动产生复位信号，从而实现了单片机的上电自动复位；当电源VCC低于规定值时，产生复位信号，从而实现系统电源的掉电复位。
5.根据权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于：
所述人机交互模块包括：按键模块和显示模块；
按键模块采用独立式键盘，由四个按键和四个电阻组成，适于设定水压初始值并且根据实际情况改变水压值；
显示模块采用LED显示器。
6.根据权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于：
所述的变频电机为YVP系列变频电机；
所述的变频器为FR-A540-5.5K-CH型号变频器。
7.根据权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于：所述的A/D模块采用芯片U2，芯片型号为MAX187。
8.根据权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于：
变频电机有多个，多个电机均能工作于工频与变频状态；
主控模块适于根据供水需要产生控制信号给变频器，由变频器控制多个电机运行。
9.根据权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于：所述变频器与工频电网相连。
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