CN205638884U - 一种泵组控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泵组控制系统，包括多台并联并自动切换的水泵驱动控制器，所述水泵驱动控制器包括：变频控制器、电机、压力表、输出端口、输入端口、扩展端口、蓝牙端口、总线端口、断路器、总线、移动设备、蓝牙、远程端口及无线端口。多台并联的水泵驱动控制器采用模块化设计，直接集成到水泵电机上提高了标准化程度，除去了独立的水泵控制柜；泵组控制系统内嵌了强大的通讯功能，实现联网监测和控制；另外泵组控制系统主泵控制器设置了自动切换功能；控制系统运行模式分为自动和手动，便于调试或者故障诊断和分析。

Description

一种泵组控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种水泵泵组控制系统,特别是二次给水设备所用的泵组控制系统。

背景技术

二次给水设备是一种直接与市政供水管网联接、在市政管网剩余压力基础上串联叠压供水而确保市政管网压力不小于设定压力的二次加压给水系统。二次给水设备充分利用管网压力，系统封闭，杜绝水质二次污染，是高层建筑供水设计的新型增压稳流装置。二次给水设备一般采用2-6台水泵组成的变频泵组系统。泵组控制系统广泛的应用于二次给水设备系统中：一方面泵组控制系统根据给水系统对流量和扬程的需求，通过传感器反馈信号自动的控制水泵启停数量和调节水泵的转速，使得给水设备更加节能环保；另一方面泵组控制系统还配置了一下通讯功能用于实现状态监控。目前这类泵组控制系统一般由独立的控制柜实现，主要存在三方面的问题：一是标准化程度低，对不同的客户需求采用不同的配置，扩展性差；二是控制柜电气元件配置复杂，控制柜体积大；三是通讯功能不能满足当前智慧水务的要求。

针对上述问题，本实用新型的泵组控制系统的泵组控制器采用模块化设计，直接集成到水泵电机上：一方面，泵组控制系统提高了标准化程度，除去了独立的水泵控制柜；另一方面泵组控制系统内嵌了强大的的通讯功能，实现联网监测和控制。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种泵组控制系统，其包括至少两台并联设置并自动切换的水泵驱动控制器，每台所述水泵驱动控制器均通过断路器连接至电网并且均通过总线端口连接至总线实现互联通讯，每台所述水泵驱动控制器还包括：

变频控制器，根据系统信号调节电机的转速；

由所述总线控制驱动并由所述变频控制器控制转速的所述电机，其作为原动机驱动水泵；

设置在泵组出口的压力表，测量系统压力并反馈至所述变频控制器以调节所述电机的转速；

输入端口，接受来自系统中传感器的信号并反馈至所述变频控制器；

输出端口，接受来自所述变频控制器的控制信号与总线的控制信号并输出用于控制泵组中的功能元件；

扩展端口，连接至远程服务器并与所述变频控制器相互反馈信息；

蓝牙端口，用于与移动设备进行蓝牙通讯并与所述变频控制器相互反馈；

所述远程服务器作为水泵系统控制中心计算机，其安装有应用平台作为应用程序的软件环境。

其中，所述水泵驱动控制器为所述变频控制器与断路器、输入端口、输出端口、扩展端口及蓝牙端口集成的一体式结构。

其中，所述水泵驱动控制器为所述变频控制器与电机及压力表为集成的一体式结构。

其中，泵组控制系统包括2-6个均通过所述断路器并联连接至所述电网并且均通过所述总线端口并联连接至所述总线的水泵驱动控制器，2-6个所述水泵驱动控制器之间实现自动切换。

其中，所述电机为异步电机或者同步电机。

其中，所述移动设备包括蓝牙和远程端口，其通过所述蓝牙与所述蓝牙端口通讯，并通过所述远程端口实现所述移动设备与远程服务器的无线通讯。

其中，所述扩展端口包括无线端口及以太网，其通过所述无线端口实现与所述远程服务器的无线通讯，或者通过所述以太网连接至互联网并进一步连接至所述远程服务器。

通过上述技术方案，本实用新型提供的泵组控制系统用于在系统中2-6台电机驱动水泵并行运行时对系统实施控制。对水泵系统的控制，目前主要采用变频控制器，变频控制器内部的PID控制器通过运行变频电机和根据需求控制电机的速度调节水泵的转速，从而对水泵系统流量和压力进行调整。

当水泵系统的管网压力低于用户需要的设定压力时，变频控制器自动升高水泵的转速以满足系统压力要求，如果电机转速达到最大限制转速时管网压力仍低于用户需要的设定压力，水泵驱动控制器通过总线把信号传递给系统中的其他水泵并调节其转速，直到水泵系统压力满足设定压力。而当泵组控制系统中水泵以最小频率运行时，如果系统压力仍大于用户设定压力，则控制系统将让最近启动的水泵停机。如果检测到压力过高时没有正在运行的其它水泵，则当前泵将直接进入睡眠模式。

本实用新型的泵组控制系统配置了自动切换功能，用于均衡系统中所有电机的寿命，即：控制系统统计每台电机的运行小时数，并据此调整电机的启动顺序，运行累计时间数最低的电机将首先启动，运行累计时间最大的电机将最后启动。

本实用新型的泵组控制系统还配置主泵设置功能与主泵自动切换功能，即：如果当前变频控制器在系统中不可用(比如变频控制器的电源关闭或无法与其他变频控制器通信)，那么下一个变频控制器器将作为多泵控制系统的第二主设备开始运行，自动检测切换。控制系统运行模式分为自动和手动，便于调试或者故障诊断和分析。

通过泵组控制系统接受传感器参数、控制参数和系统保护参数。另外，泵组控制系统还配置了查看当前变频控制器故障或供水系统故障信息以及历史故障信息等报警信息的功能。

当市政管网停水时，泵组控制系统在液位控制器控制下自动停止运行，市政管网供水恢复后，自动启动重新恢复正常供水等停水停机功能。用户不用水或用水量很小时设备自动进入休眠状态(停机)并保持供水压力，用户恢复用水时系统自动唤醒，恢复正常供水。当小区停电时，由市政管网继续向低区用户供水，停电不停水。设备恢复供电后，自动启动，恢复正常供水的停电继续供水。

本实用新型泵组控制系统配置了强大的通讯功能包括但不限于：①采用无线蓝牙技术，实现在移动设备，比如手机上通过应用程序操作控制智能水泵系统；②通过网络互联技术(如GPRS或以太网)实现无线远程监控；③通过工业总线协议(比如RS485，Modbus)实现组网；④配置触摸屏操作面板实现就地操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种泵组控制系统原理示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的扩展端口功能示意图；

图3为本实用新型实施例所公开的移动设备功能示意图。

图中数字表示：

1.变频控制器 2.电机 3.压力表

4.输出端口 5.输入端口 6.扩展端口

7.蓝牙端口 8.总线端口 9.断路器

10.总线 11.移动设备 111.蓝牙

112.远程端口 61.无线端口 62.以太网

63.互联网 64.远程服务器 65.应用平台

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

以两台水泵的泵组控制系统为例，图1为本实用新型泵组控制系统原理示意图，如图所示，本实用新型的泵组控制系统具体包括并联连接至电网与总线10的水泵驱动控制器I与水泵驱动控制器II，水泵驱动控制器I与水泵驱动控制器II均包括：变频控制器1、电机2、压力表3、输出端口4、输入端口5、扩展端口6、蓝牙端口7、总线端口8及断路器9。

水泵驱动控制器I和水泵驱动控制器II均由电网通过断路器9供电，其通讯线路由总线10互联。考虑水泵驱动控制器I作为主控制器的情况，变频控制器1根据泵组出口压力表3反馈的信号自动的调节水泵的转速：当给水系统的管网压力p1低于用户需要的设定压力p时，变频控制器1自动调节电机2的转速以满足系统压力要求；如果电机转速达到最大限制转速时，管网压力p1仍低于用户需要的设定压力p，水泵驱动控制器I通过其总线端口8由总线10把信号传递给水泵驱动控制器II调节其电机2的转速，直到给水系统输出压力p2＝p；当p2＞p时，变频控制器1调节电机2减速运行；当p2＜p时，水泵加速运行；当p2＝p时，给水系统进行自动的无用水检测，然后自动停机；当p2＜p时，水泵自动恢复运行；当需要的设定压力p小于入口压力p1时，系统不启动，由市政给水管网直接给用户管网供水。输出端口4输出控制信号控制系统中的电动阀门等组件。输入端口5接受来自系统中传感器的反馈信号(如流量信号、无水保护信号)，变频控制器1根据反馈信号对泵组系统进行控制。水泵驱动控制器I还配置了扩展端口6和蓝牙端口7。如果水泵驱动控制器I出现故障，不能控制泵组中的其他水泵，水泵驱动控制器II能自动切换为泵组主控制器。

图2为本实用新型扩展端口功能示意图，包括无线端口61、以太网62、互联网63、远程服务器64和应用平台65。本实用新型泵组控制系统的扩展端口6可以通过两种方式与控制中心互联：一是通过无线端口61(如GPRS)与远程服务器64互联通信；二是通过以太网62由互联网63与远程服务器64互联通信。控制中心通过安装在远程服务器64上的应用平台65对水泵系统进行监控等功能。

图3为本实用新型移动设备的功能示意图，包括蓝牙111和远程端口112。蓝牙端口7与移动设备11的蓝牙111互联，然后移动设备11通过远程端口112与远程服务器64进行信息交换。

通过泵组控制系统的水泵驱动控制器I可以方便的设置系统中传感器的最大量程、设定压力、传感器反馈类型、电机2方向、比例积分微分参数、采样周期、睡眠功能、休眠相关参数等比例积分微分参数，缺水保护开关、缺水保护重启延时、来水检测高压报警设定值等功能参数，过载保护电流、过压失速保护、限流、输入缺相保护、输出缺相保护等保护参数，并通过输入端口5传递到变频控制器1与预设值进行对比分析并执行相应的动作。变频控制器1还能设置系统参数，如电机模式设置、电量、工作时间、状态等功能、系统启动自动开机功能、电机编号、电机锁定等功能设置与显示等。

本实用新型的泵组控制系统运行模式分为自动和手动，手动模式便于调试或者故障诊断和分析。该泵组控制系统还配置了系统故障或供水系统故障信息以及历史故障信息等报警信息的查询功能、市政管网停水保护功能、小流量休眠功能和停电不停水功能。当小区停电时，由市政管网继续向低区用户供水，设备恢复供电后，自动启动，恢复正常供水的停电继续供水。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种泵组控制系统，其特征在于，包括至少两台并联设置并自动切换的水泵驱动控制器，每台所述水泵驱动控制器均通过断路器连接至电网并且均通过总线端口连接至总线实现互联通讯，每台所述水泵驱动控制器还包括：

变频控制器，根据系统信号调节电机的转速；

由所述总线控制驱动并由所述变频控制器控制转速的所述电机，其作为原动机驱动水泵；

设置在泵组出口的压力表，测量系统压力并反馈至所述变频控制器以调节所述电机的转速；

输入端口，接受来自系统中传感器的信号并反馈至所述变频控制器；

输出端口，接受来自所述变频控制器的控制信号与总线的控制信号并输出用于控制泵组中的功能元件；

扩展端口，连接至远程服务器并与所述变频控制器相互反馈信息；

蓝牙端口，用于与移动设备进行蓝牙通讯并与所述变频控制器相互反馈；

所述远程服务器作为水泵系统控制中心计算机，其安装有应用平台作为应用程序的软件环境。

2.根据权利要求1所述的一种泵组控制系统，其特征在于，所述水泵驱动控制器为所述变频控制器与断路器、输入端口、输出端口、扩展端口及蓝牙端口集成的一体式结构。

3.根据权利要求2所述的一种泵组控制系统，其特征在于，所述水泵驱动控制器为所述变频控制器与电机及压力表为集成的一体式结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种泵组控制系统，其特征在于，包括2-6个均通过所述断路器并联连接至所述电网并且均通过所述总线端口并联连接至所述总线的水泵驱动控制器。

5.根据权利要求4所述的一种泵组控制系统，其特征在于，2-6个所述水泵驱动控制器之间实现自动切换。

6.根据权利要求1所述的一种泵组控制系统，其特征在于，所述电机为异步电机或者同步电机。

7.根据权利要求1所述的一种泵组控制系统，其特征在于，所述移动设备包括蓝牙和远程端口，其通过所述蓝牙与所述蓝牙端口通讯，并通过所述远程端口实现所述移动设备与远程服务器的无线通讯。

8.根据权利要求1所述的一种泵组控制系统，其特征在于，所述扩展端口包括无线端口，其通过所述无线端口实现与所述远程服务器的无线通讯连接。

9.根据权利要求1或8所述的一种泵组控制系统，其特征在于，所述扩展端口包括以太网，其通过所述以太网连接至互联网并进一步连接至所述远程服务器。