CN208487001U - 一种水冷智能泵控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷智能泵控制系统，包括水冷电机、变频调速模块、水泵控制中心、人机交互模块、数据采集模块、GPRS模块，蓝牙模块、手机APP、开关电源模块、外围传感器、执行机构和IO模块；所述变频调速模块、所述水泵控制中心、所述人机交互模块、所述数据采集模块、所述GPRS模块和所述蓝牙模块通过485总线通讯，通讯协议为modbus通讯协议，所述水泵控制中心通过所述IO模块连接所述执行机构。本实用新型体积小，结构简单，安装方便配置成本低，维护成本低，能够有效地均衡系统中所有电机的寿命，具有较强的调节能力，又能实现整体调节方案能耗最低的要求，性价比较高，低碳环保，具有良好的经济、社会效益。

Description

一种水冷智能泵控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种水泵控制系统，具体涉及一种水冷智能泵控制系统。

背景技术

目前，传统的水泵控制系统通常由PLC、变频器、电机及低压电器元件组成。低压电器、PLC、变频器组装在控制柜内。控制系统体积较大，同时电机与变频器分离，电源线和控制线连线较长，需要电抗器，成本较高。电机与控制柜通常采用风冷方式冷却，冷却效率低、噪音较大。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种水冷智能泵控制系统，节能、降低噪音、现场安装方便、智能控制无人值守、可以实现远程调试监控。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种水冷智能泵控制系统，包括水冷电机、变频调速模块、水泵控制中心、人机交互模块、数据采集模块、GPRS模块，蓝牙模块、手机APP、开关电源模块、外围传感器、执行机构和IO模块；所述变频调速模块、所述水泵控制中心、所述人机交互模块、所述数据采集模块、所述GPRS模块和所述蓝牙模块通过485总线通讯，通讯协议为modbus通讯协议，所述水泵控制中心通过所述IO模块连接所述执行机构，所述开关电源模块为系统提供24V电源，所述控制系统通过所述数据采集模块采集所述外围传感器的压力、温度、流量、液位等数据，由所述水泵控制中心对所采集到的数据进行分析处理计算出最合理的系统运行方案，指令通过485总线传给所述变频调速模块及所述执行机构。

进一步的，所述变频调速模块包括VF和矢量两种控制方式，所述水冷电机包括可驱动异步感应电机、永磁同步电机和磁阻同步电机。

进一步的，所述变频调速模块固定在所述水冷电机后端盖上，利用所述水冷电机的冷却水道冷却IGBT。

进一步的，所述外围传感器包括压力变送器、液位传感器、温度传感器和流量传感器，所述执行机构包括压力接点表、控制阀、清毒仪、水质净化器、除湿机、温控设备、排风系统和消防系统报警系统。

进一步的，所述人机交互模块包括液晶显示屏和电容触按键。

进一步的，所述手机APP通过所述蓝牙模块与所述控制系统通讯，实现通过手机控制、监控整个供水系统。

进一步的，所述控制系统的所有接线采用即插式航空插头，并支持热插拔。

进一步的，所述控制系统为1套。

进一步的，所述控制系统为2-8套，所述控制系统并联组成一个大联机系统，并联的所述控制系统互为主机可自动切换。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型体积小，结构简单，安装方便配置成本低，维护成本低，能够有效地均衡系统中所有电机的寿命，具有较强的调节能力，又能实现整体调节方案能耗最低的要求，性价比较高，低碳环保，具有良好的经济、社会效益；

2、本实用新型实时对泵的进水口压力、流量进行检测，当压力、流量过低时的停机保护，降低了水泵的无水运行，提高水泵寿命；

3、本实用新型的GPRS模块可用于远程监控，便于实现远程数据采集、人工控制和监视；

4、本实用新型设有泵流量过剩时的停机和睡眠功能，通过停机和睡眠功能，能够有效的降低系统的用电量，降低浪费现象，低碳环保；

5、本实用新型通过监控每个电机的运行小时数，并据此安排智能电机的启动顺序，运行小时数最少的智能电机首先启动，而运行小时最多的智能电机最后启动；通过对每个电机进行监控和合理安排启停和运行时间，能够更好的实现各个电机的均衡工作，实现整体调节方案能耗最低。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的总线通讯图；

图3为本实用新型的接线图。

图中标号说明：

1、水冷电机，2、变频调速模块，3、水泵控制中心，4、人机交互模块，5、数据采集模块，6、GPRS模块，7、蓝牙模块，8、手机APP，9、开关电源模块，10、外围传感器，11、执行机构，12、IO模块。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参见图1-图3所示，一种水冷智能泵控制系统，包括水冷电机1、变频调速模块2、水泵控制中心3、人机交互模块4、数据采集模块5、GPRS模块6，蓝牙模块7、手机APP8、开关电源模块9、外围传感器10、执行机构11和IO模块12；所述变频调速模块2、所述水泵控制中心3、所述人机交互模块4、所述数据采集模块5、所述GPRS模块6和所述蓝牙模块7通过485总线通讯，通讯协议为modbus通讯协议，所述水泵控制中心3通过所述IO模块12连接所述执行机构11，所述开关电源模块9为所述控制系统提供24V电源，所述控制系统通过所述数据采集模块5采集所述外围传感器10的压力、温度、流量、液位等数据，由所述水泵控制中心3对所采集到的数据进行分析处理计算出最合理的系统运行方案，指令通过485总线传给所述变频调速模块2及所述执行机构11；所述控制系统的所有接线采用即插式航空插头，并支持热插拔，所述控制系统可为1套或最多8套并联，所述控制系统并联组成一个大联机系统，并联的所述控制系统互为主机可自动切换。

进一步的，所述变频调速模块2包括VF和矢量两种控制方式，所述水冷电机1包括可驱动异步感应电机、永磁同步电机和磁阻同步电机。

进一步的，所述变频调速模块2固定在所述水冷电机1后端盖上，利用所述水冷电机1的冷却水道冷却IGBT。

进一步的，所述10包括压力变送器、液位传感器、温度传感器和流量传感器，所述执行机构11包括压力接点表、控制阀、清毒仪、水质净化器、除湿机、温控设备、排风系统和消防系统报警系统。

进一步的，所述人机交互模块4包括液晶显示屏和电容触按键。

进一步的，所述手机APP8通过所述蓝牙模块7与所述控制系统通讯，实现通过手机控制、监控整个供水系统。

多24V电源并联同时工作互为备份，在接入到总线电源前端配有一个二级管，以防止电线电流倒灌；所述手机APP8会收集并上传运行数据到云服务器；为保证安全所述蓝牙模块7通讯联机时需要输入系统权限密码；所述控制系统的运行数据需终端设备拥有者开放权限后才会上传到云服务器；所述控制系统可以由手机、电脑、操作器等终端进行控制和调试。所述控制系统允许多个控制中心的存在.所述控制系统之间采用Can协议中的FlyingMaster方法来确定当前主控，其他主控则处于备用状态.当备用主控单元发现当前主控出故障后，备用主控会重新启动Flying Master方法来确定新的主控单元.所述控制系统通过RS485通讯控制所述变频调速模块2工作。所述控制系统通过所述外围传感器10反馈实时的压力、流量、温度实现对流体的恒压、恒流、恒温控制。

所述控制系统配置5路485通讯、一路GAN总线通讯、一路232通讯，对1台或多台水泵进行控制，通过所述水冷电机1驱动水泵运行，通过安装在出水总管上的压力变送器和流量传感器实时将压力和流量非电量信号转换为4～20mA或0～10V弱电信号，输入到系统控制采样模块，信号经水泵控制中心运算处理后与设定的信号进行比较运算出最佳的运行工况参数及水泵运行台数，由所述控制系统的输出逻辑控制指令给所述变频调速模块2驱动所述水冷电机1控制泵的输出转速。

为了便于远程及现场监控，所述控制系统还设有用于通讯的输入输出装置及用于远程连接的通讯功能，可用于远程监控，便于实现远程数据采集、人工控制和监视。

为了增强抗干扰能力，便于联网，所述控制系统采用RS485接口连接。RS485接口抗干扰性好，并且可以联网操作，适合与各种有线、无线网络模块集成连接。

为了方便利用现有的公用网络，实现远程移动终端的连接，所述控制系统内置所述GPRS模块6。GPRS应用广泛，并且现在各大通讯公司的移动网络均支持或兼容GPRS，可以通过SIM卡的方式直接通过GPRS与远程移动控制端连接。

为了实现对系统用电量统计，优化系统工作，所述控制系统设有用于采集所述水冷电机1运行电量的电量采集功能。通过对电机用电量的采集，便于所述控制系统进行用电量的统计。

为了更好的优化水泵工作，平均各水泵运行时间，所述水泵控制中心3实时记录各水泵有效的累计运行时间及单次连续运行时间，并据此安排各水泵的启动顺序，运行小时数最少的水泵首先启动，而运行小时数最多的水泵最后启动。通过对各水泵进行监控和合理安排启停和运行时间，能够更好的实现每个水泵的寿命平均，实现整体调节方案能耗最低。

为了方便传感器的应用与维护，传感器通过总线化的方式采集所述外围传感器10的压力或流量，所述变频调速模块2控制所述水冷电机1的速度和水泵运行数量。通过总线化的方式，能够即插即用，应用方便。

本实用新型的主要工作过程：

所述控制系统通过所述变频调速模块2控制水泵的转速以调节水压或流量，根据压力、流量的不同，所述控制系统调节所述水冷电机1的转速不同；所述控制系统检测到存在更高容量的需求时，将通过所述变频调速模块2提高所述水冷电机1转速，当达到98％转速时仍无法满足这一需求而且与目标值相差较多时，保持当前所述水冷电机1的转速并起动下一套所述控制系统，下一套所述控制系统起动后，将通过所述变频调速模块2控制新投入的所述水冷电机1将从最小频率开始继续进行调节，如此循环直至达到供水要求；所述控制系统检测到压力过高时，则降低运行时间最长的水泵转速，当达到最低转速时仍无法满足这一需求时，停上当前水泵运行并开始降低下一台运行时间最长的水泵转速，如此循环直至达到供水要求；当停止所有水泵时，仍能保证当前供水压力时，所述控制系统在50秒后将进入休眠模式，保证所述控制系统工作在最节能状态。

以上所述仅为实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水冷智能泵控制系统，其特征在于：包括水冷电机(1)、变频调速模块(2)、水泵控制中心(3)、人机交互模块(4)、数据采集模块(5)、GPRS模块(6)，蓝牙模块(7)、手机APP(8)、开关电源模块(9)、外围传感器(10)、执行机构(11)和IO模块(12)；所述开关电源模块(9)提供的电源为24V；所述变频调速模块(2)、所述水泵控制中心(3)、所述人机交互模块(4)、所述数据采集模块(5)、所述GPRS模块(6)和所述蓝牙模块(7)通过485总线通讯，通讯协议为modbus通讯协议；所述水泵控制中心(3)通过所述IO模块(12)连接所述执行机构(11)。

2.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述变频调速模块(2)包括VF和矢量两种控制方式，所述水冷电机(1)包括可驱动异步感应电机、永磁同步电机和磁阻同步电机。

3.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述变频调速模块(2)固定在所述水冷电机(1)后端盖上。

4.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述外围传感器(10)包括压力变送器、液位传感器、温度传感器和流量传感器，所述执行机构(11)包括压力接点表、控制阀、清毒仪、水质净化器、除湿机、温控设备、排风系统和消防系统报警系统。

5.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述人机交互模块(4)包括液晶显示屏和电容触按键。

6.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述手机APP(8)通过所述蓝牙模块(7)与所述控制系统通讯。

7.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述控制系统的所有接线采用即插式航空插头，并支持热插拔。

8.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述控制系统为1套。

9.根据权利要求1所述的水冷智能泵控制系统，其特征在于：所述控制系统为2-8套，所述控制系统并联组成一个大联机系统，并联的所述控制系统互为主机可自动切换。