CN204419536U - 一种水泵智能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泵智能控制器，包括单片机模块、取样电路模块、A/D转换放大模块、仪表键盘模块，所、连接液晶显示模块、报警输出模块和泵体控制输出模块，还包括水池水位传感器、电机内腔进水传感器、电机轴承油室水位传感器、电机绕组过电流输出电路、电机相电压监测输入/输出电路和电机温度传感器，他们通过互相之间的连接组合构成了本水泵智能控制器。本实用新型相比现有技术具有以下优点：控制器集成度高，增加了电机缺相报警监测控制回路，真正实现任一电机在运行中突然缺相停机保护，保护项目多样化，灵活组态化，适用电机多元化，工作模式多样化选择，可自由设置。

Description

一种水泵智能控制器

技术领域

本实用新型涉及水泵控制技术邻域，尤其涉及的是一种水泵智能控制器。

背景技术

水泵控制器适用于城市给排水系统中取水/排水泵站、排洪、排污水泵站、农田灌溉泵站、公路桥梁隧道的下穿雨水泵站、小区加压泵站的自动控制及管理,实现泵站“无人值守”自动控制。泵站管理人员在监控中心可远程监测现场设备的工作状态和运行参数，同时可以通过计算机远程控制水泵的启动和停止动作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种水泵智能控制器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种水泵智能控制器，其特征在于，包括单片机模块，单片机模块的信息输入端口连接取样电路模块的输出端、A/D转换放大模块的输出端和仪表键盘模块，单片机模块的信息输出端口连接液晶显示模块、报警输出模块和泵体控制输出模块的输入端，取样电路模块的输入端连接水池水位 传感器、电机内腔进水传感器、电机轴承油室水位传感器、电机绕组过电流输出电路的输出端、电机相电压监测输出电路的输出端，A/D转换放大模块的输入端连接电机温度传感器，报警输出模块上设置有启/停指示灯、报警蜂鸣器和故障报警灯，仪表键盘模块上设置有启/停按钮、手/自动切换按钮及参数查阅/设置按钮。

作为对上述方案的进一步改进，还包括控制箱，控制箱包括箱体和箱门，箱门上设置有操控面板，操控面板上设置显示区、按钮区和指示灯区，仪表键盘模块的启/停按钮、手/自动切换按钮及参数查阅/设置按钮,设置在按钮区。液晶显示模块的液晶显示面板设置在显示区。报警输出模块上的启/停指示灯、故障报警灯、报警蜂鸣器设置在指示灯区。箱体中设置继电器和接线端子，继电器连接泵体控制输出模块和泵体电机，接线端子与取样电路模块和A/D转换放大模块的输入端连接。

作为对上述方案的进一步改进，电机温度传感器包括A泵电机上轴温度传感器、A泵电机下轴温度传感器、A泵电机绕组温度传感器、B泵电机上轴温度传感器、B泵电机下轴温度传感器、B泵电机绕组温度传感器。

作为对上述方案的进一步改进，电机内腔进水传感器包括A泵电机内腔进水传感器和B泵电机内腔进水传感器，电机轴承油室水位传感器包括A泵电机轴承油室水位传感器和B泵电机轴承油室水位传感 器，电机绕组过电流输出电路包括A泵电机绕组过电流输出电路和B泵电机绕组过电流输出电路，电机相电压监测输入电路包括B相电压监测输入/输出电路和C相电压监测输入/输出电路。

有益效果：本实用新型相比现有技术具有以下优点：控制器集成度高，增加了电机缺相报警监测控制回路，真正实现任一电机在运行中突然缺相停机保护，保护项目多样化，灵活组态化，适用电机多元化，工作模式多样化选择，可自由设置。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是电机相电压监测输入/输出电路。

图3是电机内腔、油室进水传感器的输入/输出电路。

图4是PT100温度信号的A/D转换放大模块的电路。

图5是控制器的典型应用接线图。

图6是操控面板简图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种水泵智能控制器，其特征在于，包括单片机模块1，单片机模块1的信息输入端口连接取样电路模块7的输出端、A/ D转换放大模块5的输出端和仪表键盘模块6，单片机模块1的信息输出端口连接液晶显示模块3、报警输出模块2和泵体控制输出模块4的输入端，取样电路模块7的输入端连接水池水位传感器78、电机内腔进水传感器70/71、电机轴承油室水位传感器72/73、电机绕组过电流输出电路74/75的输出端、电机相电压监测输出电路76/77的输出端，A/D转换放大模块5的输入端连接电机温度传感器，电机温度传感器包括A泵电机上轴温度传感器51、A泵电机下轴温度传感器53、A泵电机绕组温度传感器55、B泵电机上轴温度传感器52、B泵电机下轴温度传感器54、B泵电机绕组温度传感器56。电机内腔水位传感器包括A泵电机内腔进水传感器70和B泵电机内腔进水传感器71，电机轴承油室水位传感器包括A泵电机轴承油室水位传感器72和B泵电机轴承油室水位传感器73，电机绕组过电流输出电路包括A泵电机绕组过电流输出电路74和B泵电机绕组过电流输出电路75，电机相电压监测输出电路包括B相电压监测输出电路76和C相电压监测输出电路77。通过多种多组传感器，使运行中对故障的处理能力更全面，将故障对水泵的损坏程度降到最低。有绕组缺相、电机过流、电机内腔漏水、油室进水、绕组过热、上/下轴承超温等多项监控保护，确保水泵安全工作。通过单片机模块1进行智能化控制，预先编程进行自动智能控制调节，降低操作人员工作强度。

还包括控制箱，控制箱包括箱体和箱门，箱门上设置有操控面 板(如图6所示)，操控面板上设置显示区102、按钮区103和指示灯区101，仪表键盘模块的启/停按钮、手/自动切换按钮，设置在按钮区103，液晶显示模块的液晶显示面板设置在显示区102，报警输出模块上的启/停指示灯、故障报警灯、报警蜂鸣器设置在指示灯区101，箱体中设置继电器和接线端子，继电器连接泵体控制输出模块和泵体电机，接线端子与取样电路模块和A/D转换放大模块的输入端连接。

本智能控制器的接线图如图5所示，通过控制箱中的接线端子，能够很方便且快速安装。使用非常便捷。

报警输出模块3上设置有启/停指示灯、报警蜂鸣器和故障报警灯，仪表键盘模块6上设置有启/停按钮、手/自动切换按钮和参数查阅/设置按钮。控制器将传统启动控制箱面板上的启/停指示灯、故障报警灯、启/停按钮、手/自动切换按钮、报警蜂鸣器、控制箱内中间继电器、控制器等集成在一个设备中。最大程度的提高传统启动控制箱系统的功能，水泵故障类别和自诊断内容显示一目了然，同时也省去了传统启动控制箱内的重复二次回路布线，大大的节约制造成本(可节省人工费60％、元件材料费50％、控制箱可缩小一半)，控制箱内布局整洁清爽，其是传统水泵控制箱更新换代的革命性设备。

电机相电压监测输入/输出电路76/77能够实现任一电机在运行 中突然缺相时进行停机保护，其电路如图2所示，假如B/C相电压缺相时，此时光电耦合器U9/U10不工作，输出端Bph和Cph为高电平，计算机检测为缺相报警，反之当B/C相电压接通时，此时通过D23/D24为半波电压，致光电耦合器U9/U10工作，输出端Bph和Cph为低电平，计算机检测为不缺相安全。现有的缺相保护是根据参数估算而得的，反应有时不准确，或不及时。

电机内腔、油室进水传感器70/71的电路如图3所示，此进水检测电路是2路进水电路的一部分(其中一路的示意图)，检测电路向水电极施加一定的电压量进行监测，如无水时水电阻无穷大，放大器输出高电平，计算机运算是安全的同时输出至LCD显示屏为安全；如水电极有水时检测水电阻值，放大器输出一个变化值，当水阻值小于设定值时，计算机报警同时LCD显示屏文字显示并停止该路水泵运行。

A/D转换放大模块5的电路示意图如图4所示，此电路也是多路放大电路中一部分(其中一路的示意图)，通过差分电路检测电桥温度电阻的变化值，再通过高精度运算放大器放大后输出到单片机模块1模拟量输入端进行一系列运行后输出至液晶显示模块。此电路的优点是采用三线式温度补偿电路测量温度值，较传统的两线式测量温度值精度较高。

在自动模式下，工作时水泵的运行和停止需根据水池水位的变 化来控制，即低水位无水时停机，中水位有水时开机，超高水位有水时A、B泵同时开机。当水位高于中水位时，启动一台泵(A泵41)，当水位低于低水位时停止此泵工作(A泵41)；当水位再一次高于中水位时启动另一台水泵(B泵42)，当水位低于低水位时停止此泵(B泵42)；如此循环交替工作。当水位持续上升到超高水位时，同时启动两台水泵(A泵41/B泵42)工作，直到水位下降到低水位时两台泵同时停止工作。

还可以有另一种自动控制模式，即超高水位有水时A泵41和B泵42同时开机。当水位高于低水位时，启动一台泵(A泵41)，当水位低于低水位时停止此泵工作(A泵41)；当水位再一次高于低水位时启动另一台水泵(B泵41)，当水位低于低水位时停止此泵(B泵42)；如此循环交替工作。当水位持续上升到超高水位时，同时启动两台水泵(A泵41/B泵42)工作，直到水位下降到低水位时两台泵同时停止工作。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1、控制器集成度高：该控制器将传统启动控制箱面板上的启/停指示灯、故障报警灯、启/停按钮、手/自动切换按钮、报警蜂鸣器、控制箱内中间继电器、控制器等集成在一个设备中。最大程度的提高传统启动控制箱系统的功能，水泵故障类别显示一目了然(直接屏文字显示)，同时也增加了仪表对故障原因的自诊断功能， 节约人工查线和判断时间。本仪表省去了传统启动控制箱内的重复二次回路布线，大大的节约制造成本(可节省人工费60％、元件材料费50％、控制箱可缩小一半)，控制箱内布局整洁清爽，其是传统水泵控制箱更新换代的革命性设备。

2、控制器采用128*32宽屏图形点阵汉子液晶显示屏显示，字体较大、直观明了。可实时显示水泵运行过程中或停机中的缺相、过流、电机内腔漏水、油室进水、绕组过热、轴承超温、水池水位状态、水阻值、故障原因等文字信息，满足人机对话功能。

3、增加了电机缺相报警监测控制回路，真正实现任一电机在运行中的突然缺相停机保护。现有的缺相保护是根据参数估算而得的，反应有时不准确，或不及时。

4、保护项目多样化，灵活组态化，适用电机多元化。智能化程度高、多达十几个参数选择，适合各种功率潜水电泵作为保护器配用表。显示和查阅功能：显示内容丰富多样，操作简单明了；通过参数设定，可以组合成任意显示方式和显示内容，人机互选更完善；故障报警及停机功能：运行中对故障的处理能力更全面，具有报警内容和故障诊断功能，将故障对水泵的损坏程度降到最低；水泵的保护功能多：有绕组缺相、电机过流、电机内腔漏水、油室进水、绕组过热、上/下轴承超温等多项。

5、工作模式多样化选择，可自由设置。

6、适合大、中、小各功率潜水电泵的保护控制。通过设置水泵的上、下轴承PT100超温控制，水泵电机绕组超热控制，电机运行时的堵转过流控制，电机轴承油室进水水电阻检测控制，电机内腔进水检测控制等来达到全方位保护水泵工作的目的。

7、水池水位状态实时显示，电机轴承油室进水情况及水位情况实时显示，采用128*32宽屏图形点阵汉子液晶显示屏显示，字体较大、直观明了。可实时显示水泵运行过程中或停机中的缺相、过流、电机内腔漏水、油室进水、绕组过热，轴承超温等文字信息，满足人机对话功能。别人的是数码管或LED发光管直接对应显示，功能单一，不能满足人机对话功能。

8、控制器输出端直接连接不同功率的断路器即可控制不同功率的水泵电机启停。而现有控制器只能实现单一的型号电机控制模式。

9、采用宽幅度的开关电源为主供电电源，可解决市电电压波动大影响控制器正常工作问题。

10、仪表采用面板式直接操作，功能强大，现有的仪表是后台式操作，只完成部分相关工作，控制箱面板按钮、指示灯、中间继电器、二次回路线等省不了。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水泵智能控制器，其特征在于，包括单片机模块，所述单片机模块的信息输入端口连接取样电路模块的输出端、A/D转换放大模块的输出端和仪表键盘模块，所述单片机模块的信息输出端口连接液晶显示模块、报警输出模块和泵体控制输出模块的输入端，所述取样电路模块的输入端连接水池水位传感器、电机内腔进水传感器、电机轴承油室水位传感器、电机绕组过电流输出电路的输出端、电机相电压监测输入电路的输出端，所述A/D转换放大模块的输入端连接电机温度传感器，所述报警输出模块上设置有启/停指示灯、报警蜂鸣器和故障报警灯，所述仪表键盘模块上设置有启/停按钮、手/自动切换按钮及参数查阅/设置按钮。

2.如权利要求1所述一种水泵智能控制器，其特征在于，还包括控制箱，所述控制箱包括箱体和箱门，所述箱门上设置有操控面板，所述操控面板上设置显示区、按钮区和指示灯区，所述仪表键盘模块的启/停按钮、手/自动切换按钮，设置在所述按钮区，所述液晶显示模块的液晶显示面板设置在显示区，所述报警输出模块上的启/停指示灯、故障报警灯、报警蜂鸣器设置在所述指示灯区，所述箱体中设置继电器和接线端子，所述继电器连接所述泵体控制输出模块和泵体电机，所述接线端子与所述取样电路模块和所述A/D转换放大模块的输入端连接。

3.如权利要求1所述一种水泵智能控制器，其特征在于，所述 电机温度传感器包括A泵电机上轴温度传感器、A泵电机下轴温度传感器、A泵电机绕组温度传感器、B泵电机上轴温度传感器、B泵电机下轴温度传感器、B泵电机绕组温度传感器。

4.如权利要求1所述一种水泵智能控制器，其特征在于，所述电机内腔进水传感器包括A泵电机内腔进水传感器和B泵电机内腔进水传感器，所述电机轴承油室水位传感器包括A泵电机轴承油室水位传感器和B泵电机轴承油室水位传感器，所述电机绕组过电流输出电路包括A泵电机绕组过电流输出电路和B泵电机绕组过电流输出电路，所述电机相电压监测输入电路包括B相电压监测输入/输出电路和C相电压监测输入/输出电路。

5.如权利要求1所述一种水泵智能控制器，其特征在于，所述泵体控制输出模块连接A泵电机和B泵电机。