CN217602884U - 一种智能组网式恒压变频水泵控制系统 - Google Patents
一种智能组网式恒压变频水泵控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种智能组网式恒压变频水泵控制系统，以主控变频通讯单元为核心连接系统各个模块，通过CAN总线进行主从控制器之间的信号传输。该系统通过触控显示屏或手机设置所需压力，压力传感器将感知到的管道压力模拟量信息传送给变送器，变送器采集数据后将数值传送给控制器，控制器将压力设定值与感知值比较处理后，通过PID变频器控制，把合适的转速信息指令传递到电机，调整电机的转速，使供水设备处于最佳运行状态，减少能源浪费，达到节能效果。
Description
技术领域
本申请涉及水泵技术领域，具体涉及一种智能组网式恒压变频水泵控制系统。
背景技术
目前国内外市场上的恒压供水控制系统基本上都采用的主控制柜串联传感器变频器设备的接线方式，此系统的特点在于主控制柜与 PID 变频调节设备分离，根据系统的水泵台数设计为一拖多的方式进行组网联控。对于不同的应用场合使用不同规格的水泵控制柜，根据变频设备使用数量的不同再次设计不同规格的水泵控制柜，造成资源人力的浪费，大量的接线也使得系统安全稳定性能有所降低。并且当主控制柜出现故障时整个系统瘫痪影响供水系统的正常运行。因此，现有的恒压供水系统没有一个很好的组合设计方式避免系统压力的波动及设计成本的控制。基于传统水泵系统的节能效果不佳、水泵使用寿命短、供水压力不稳定、智能化不足等缺点，本申请以水泵恒压供水为最终目的，对水泵控制系统进行研究，提出了一种全新概念的恒压变频水泵控制系统，把新型的一体机，电容式触摸屏，蓝牙监控和自动组网功能相结合，实时监控水泵各项数据，智能调整水泵起停，并通过闭环自锁逻辑保护水泵系统安全，开发出一套基于CAN总线的智能组网式恒压变频水泵控制系统。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种智能组网式恒压变频水泵控制系统，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种智能组网式恒压变频水泵控制系统，包括以下模块：
水泵控制器：适应不同场合、变频设备和水泵设备数量的控制系统，包括触控显示单元、数据采集模块、PID变频调节单元、保护功能单元、通讯单元；
传感器模块：用于监测压力、流速、液位、温度等；
智能组网：基于 CAN 总线实现每一台控制器之间的信息传输，同时通过蓝牙、以太网、RS-485 等通讯模块实现控制器内部的信息传输；
系统以主控变频通讯单元为核心连接系统各个模块，通过 CAN 总线进行主从控制器之间的信号传输，触控显示单元通过触控按键进行目标压力的设置，数据采集单元将传感器采集的系统供水压力、流量、温度等信息传输给数据采集单元进行数模转换，并将转换后的数据传输给水泵控制器，控制器对数据进行分析比较做出相应的判断和动作进而控制整个系统的运作。
优选的，所述触控显示单元采用电容触控的原理设计，要求触控显示单元内含 8个功能键，包括：目标压力增减、蓝牙、手动、自动、运行、解锁；4 位数的 8 段 LED 显示器，用于显示目标压力以及当前压力值，7 个状态指示 LED 灯用于故障、报警、通信状态等信号的提示。
优选的，所述PID变频调节单元的自适应模糊 PID 控制技术采用 PID 控制和模糊控制相结合的方法，采用 PID 控制的控制算法，结合模糊控制的模糊控制规则，通过误差e和误差变化率e c作为输入，使用模糊规则对PID 参数进行自适应修正，从而实现动态的PID 控制。
优选的，所述保护功能单元用于防止有漏电引起的单相电击事故，并用于过载、过压、欠压和缺相保护，包括漏电保护和干转保护，漏电保护功能用于防止有漏电引起的单相电击事故，并用于过载、过压、欠压和缺相保护；所述干转保护即无水保护，基于入水口压力或者水箱水位监控，通过水位开关、压力开关等提供报警信号。
优选的，所述通讯单元采用蓝牙通讯单元进行无线监控水泵控制系统，采用GPRS/WIFI 通讯单元用于设备的远程监控和寻址。
优选的，所述智能组网运用 CANopen 协议、LSS协议并通过 Modbus 搭载的 RS-485 实现智能组网功能。
本申请的优点在于：在传统水泵控制要求的基础上，增加触控屏和蓝牙远程操作能力，新增基于 CAN 总线的自动组网功能，并以可靠性、易操作性、灵活性为基本原则对硬件和软件进行设计，突破了传统控制器柜式设计，即主控制器与变频调节设备分离，连接方式以主控制柜串联传感器变频器设备，根据系统的水泵台数而设计的一拖几的方式进行组网联调。最终完成的水泵控制系统是一种占地面积小，控制变频一体的，适用于各个场合，能够自动组网并且主泵故障时自动切换主泵的，可自由新增减少泵数量的智能的、节能的、可靠的水泵控制系统。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本实用新型的一种智能组网式恒压变频水泵控制系统的系统工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请根据目前水泵控制器的弊端设计了一种由电机控制器一体式水泵模块、传感器模块和供水管网组合而成的水泵控制系统，该系统中智能变频水泵控制器包含触控显示单元、数据采集单元、PID 变频调节单元以及漏电保护单元。该系统运用 CANopen 协议并通过 Modbus 搭载 RS-485 实现智能组网功能，将连在一起的设备组成一个网络，在这个网络里每个设备自动分配地址，实现数据的有效共享。该系统将传感器采集的系统供水压力、流量、温度等信息传输给智能变频水泵控制器，控制器将数据进行分析比较，通过变频 PID 控制器对参数进行调节，做出相应的判断和动作进而控制整个系统的运作，实现无扰式自由平稳切换电机控制器一体式水泵模块，实现负载均衡的作用。
进一步的，所述触控显示单元采用电容触控的原理设计，要求触控显示单元内含8 个功能键，包括：目标压力增减、蓝牙、手动、自动、运行、解锁；4 位数的 8 段 LED 显示器，用于显示目标压力以及当前压力值，7 个状态指示 LED 灯用于故障、报警、通信状态等信号的提示。
进一步的，所述PID变频调节单元的自适应模糊 PID 控制技术采用 PID 控制和模糊控制相结合的方法，采用 PID 控制的控制算法，结合模糊控制的模糊控制规则，通过误差e和误差变化率e c作为输入，使用模糊规则对PID 参数进行自适应修正，从而实现动态的 PID 控制。
进一步的，所述保护功能单元用于防止有漏电引起的单相电击事故，并用于过载、过压、欠压和缺相保护，包括漏电保护和干转保护，漏电保护功能用于防止有漏电引起的单相电击事故，并用于过载、过压、欠压和缺相保护；所述干转保护即无水保护，基于入水口压力或者水箱水位监控，通过水位开关、压力开关等提供报警信号。
进一步的，所述通讯单元采用蓝牙通讯单元进行无线监控水泵控制系统，采用GPRS/WIFI 通讯单元用于设备的远程监控和寻址。
本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种智能组网式恒压变频水泵控制系统，其特征在于，包括以下模块：
水泵控制器：适应不同场合、变频设备和水泵设备数量的控制系统，包括触控显示单元、数据采集模块、PID变频调节单元、保护功能单元、通讯单元；
传感器模块：用于监测压力、流速、液位、温度等；
智能组网：基于 CAN 总线实现每一台控制器之间的信息传输，同时通过蓝牙、以太网、RS-485 等通讯模块实现控制器内部的信息传输；
系统以主控变频通讯单元为核心连接系统各个模块，通过 CAN 总线进行主从控制器之间的信号传输，触控显示单元通过触控按键进行目标压力的设置，数据采集单元将传感器采集的系统供水压力、流量、温度等信息传输给数据采集单元进行数模转换，并将转换后的数据传输给水泵控制器，控制器对数据进行分析比较做出相应的判断和动作进而控制整个系统的运作。
2.根据权利要求1所述的水泵控制系统，其特征在于：所述触控显示单元采用电容触控的原理设计，要求触控显示单元内含 8 个功能键，包括：目标压力增减、蓝牙、手动、自动、运行、解锁；4 位数的 8 段 LED 显示器，用于显示目标压力以及当前压力值，7 个状态指示 LED 灯用于故障、报警、通信状态等信号的提示。
3.根据权利要求1所述的水泵控制系统，其特征在于：所述PID变频调节单元的自适应模糊 PID 控制技术采用 PID 控制和模糊控制相结合的方法，采用 PID 控制的控制算法，结合模糊控制的模糊控制规则，通过误差e和误差变化率e c作为输入，使用模糊规则对PID参数进行自适应修正，从而实现动态的 PID 控制。
4.根据权利要求1所述的水泵控制系统，其特征在于：所述保护功能单元用于防止有漏电引起的单相电击事故，并用于过载、过压、欠压和缺相保护，包括漏电保护和干转保护，漏电保护功能用于防止有漏电引起的单相电击事故，并用于过载、过压、欠压和缺相保护；所述干转保护即无水保护，基于入水口压力或者水箱水位监控，通过水位开关、压力开关等提供报警信号。
5.根据权利要求1所述的水泵控制系统，其特征在于：所述通讯单元采用蓝牙通讯单元进行无线监控水泵控制系统，采用GPRS/WIFI 通讯单元用于设备的远程监控和寻址。
6.根据权利要求1所述的水泵控制系统，其特征在于：所述智能组网运用 CANopen 协议、LSS协议并通过 Modbus 搭载的 RS-485 实现智能组网功能。
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| CN202221245566.7U CN217602884U (zh) | 2022-05-24 | 2022-05-24 | 一种智能组网式恒压变频水泵控制系统 |
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| CN202221245566.7U CN217602884U (zh) | 2022-05-24 | 2022-05-24 | 一种智能组网式恒压变频水泵控制系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118442041A (zh) * | 2024-07-04 | 2024-08-06 | 新疆胜新复合材料有限公司 | 深井举升系统优化控制方法及系统 |
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2022
- 2022-05-24 CN CN202221245566.7U patent/CN217602884U/zh active Active
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