MXPA06013889A - Control para bomba. - Google Patents

Abstract

Un sistema de control de bomba para controlar una bomba de fluido energizada por una senal AC; el sistema de control de bomba ncluye un detector de fase de senal acoplado a la bomba de fluido para detectar la senal suministrada a la bomba de fluido y generar senales de fase que indiquen parametro de fase de la senal AC; el sistema de control de bomba tambien incluye un microcontrolador para recibir las senales de fase y generar una senal de salida rectificada con base en las senales de fase, y un relevador para controlar la energia suministrada a la bomba de fluido con base en la senal de salida del microcontrolador.

Description

CONTROL PARA BOMBA SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente de E.U.A. No. 60/575,136, titulada "Control para Bomba", presentada en Mayo 28, del 2004, el contenido total de la cual se incorpora en la presente como referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una bomba, y más particularmente con un sistema de control para la bomba. Una bomba sumergible se activa típicamente para bombear agua desde un pozo hacia un tanque para agua conectado, de manera que la presión del agua dentro del tanque permanece dentro de niveles predeterminados. Sin embargo, la bomba sumergible puede sobrecalentarse en una cantidad de tiempo relativamente corta si no hay agua disponible para ser bombeada al tanque. Además, puesto que el número de veces que se enciende la bomba es directamente proporcional al desgaste de la bomba, más tiempo de encendido de la bomba desgastará la bomba a una velocidad más rápida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En consecuencia, existe la necesidad de un sistema de control para bomba que detecte la disponibilidad del agua. En una forma, la invención proporciona un sistema de control para bomba que incluye una bomba para agua, un transductor de presión, un detector de la fase de la corriente, un detector de la fase del voltaje y un microcontrolador ("MCU"). Cuando una señal CA se suministra a la bomba, el transductor de corriente y la circuitería relacionada, tomarán una muestra de la señal CA y enviaran la muestra de la señal CA a un detector de la fase de la corriente cuya salida indica una fase de la corriente de operación de la bomba. La señal de salida del detector de la fase de la corriente se alimenta a continuación en el MCU. Mientras tanto, un voltaje de operación se alimenta en un detector de la fase del voltaje cuya salida indica una fase del voltaje de operación de la bomba. La señal de salida del detector de la fase del voltaje se alimenta de manera similar en el MCU. El sistema también incluye un transformador de corriente del cual se toma la muestra de la corriente de operación de la bomba. La corriente de operación de la bomba extraída, se envía a un amplificador para proporcionar una señal de corriente cuadrática. De manera similar, la señal del voltaje se alimenta también a un segundo amplificador para proporcionar una señal del voltaje cuadrática. Tanto la señal de corriente cuadrática como la señal de voltaje cuadrática se envían posteriormente al MCU para el procesamiento. El MCU determina una diferencia del ángulo de fase real entre la señal de corriente cuadrática y la señal de voltaje cuadrática. Puesto que la determinación del procedimiento se realiza digitalmente, las variaciones en las señales del voltaje de operación y las señales de la corriente tienen un efecto mínimo o ningún efecto en el procedimiento. De esta manera, la inexactitud e inconsistencia de la detección del ángulo de fase causada por la inexactitud e inconsistencia de los transistores y amplificadores de los circuitos pueden reducirse al mínimo o evitarse. Además, el procesamiento discreto del ángulo de fase permite que el sistema ajuste o controlo los ajustes del ángulo de fase, cuando se utilizan diferentes bombas para el sistema. Además, las amplitudes modificadas de las señales de la corriente y del voltaje se filtran y alimentan en un circuito comparador. El circuito comparador compara entonces las señales filtradas con algunos valores de referencia. Las salidas del comparador se alimentan posteriormente en el MCU. El MCU transfiere así una señal para activar una pluralidad de contactores disyuntores en estado sólido. Un indicador, tal como un LED, también puede acoplarse con el MCU para indicar la presión del agua detectada por uno o más transductores de presión semiconductores. En una construcción, la invención proporciona un sistema de control para bomba para controlar una bomba para fluidos accionada por una señal CA. El sistema de control para bomba incluye un detector de la fase de la señal acoplado a la bomba para fluidos para detectar la señal CA suministrada a la bomba para fluidos y para generar señales de la fase que indican un parámetro de la fase de la señal CA. El sistema de control para bomba también incluye un microcontrolador para recibir la señal de la fase y para generar una señal de salida rectificada, basada en las señales de la fase, y un contactor disyuntor para controlar la energía suministrada a la bomba para fluidos, basándose en la señal de salida del microcontrolador. En otra construcción, la invención proporciona un sistema de control para bomba para controlar una bomba para fluidos accionada por una señal CA. El sistema de control para bomba incluye un detector de la fase de la señal para detectar la señal CA suministrad a la bomba para fluidos. La señal CA típicamente tiene un componente de corriente CA y un componente de voltaje CA. Como resultado, el detector de la fase de la señal genera a continuación una señal de la fase que indica un cambio de fase entre el componente de corriente CA y el componente de voltaje CA. El sistema de control para bomba también incluye un microcontrolador para recibir la señal de ia fase y para generar una señal de onda cuadrada rectificada, basándose en los cambios de fase, el componente de corriente CA y el componente de voltaje CA, y un contactor disyuntor para desconectar y conectar la energía suministrada a la bomba para fluidos, basándose en la señal de onda cuadrada rectificada del microcontrolador. Otras características y ventajas de la invención se volverán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica, tras la revisión de la siguiente descripción detallada, reivindicaciones y dibujos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloques de un control para bomba y un sistema de protección que incorpora la invención. La Figura 2 es un diagrama de un circuito de los componentes eléctricos de una construcción del control para bomba y el sistema de protección de la Figura 1. La Figura 3 es un diagrama de un circuito de una construcción de un detector de fase capaz de utilizarse en el control para bomba y el sistema de protección de la Figura 1. La Figura 4 es un diagrama de un circuito de una construcción de un circuito de reposición capaz de ser utilizado en el control para bomba y el sistema de protección de la Figura 1. La Figura 5 es un diagrama de bloques de un control para bomba de tres fases y un sistema de protección que incorpora la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de que cualquier modalidad de la invención se explique con detalle, se entenderá que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y el arreglo de los componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en los siguientes dibujos. La invención es capaz de otras modalidades y de practicarse o de ser llevada a cabo de varias maneras. También, se entenderá que la fraseología y terminología utilizadas en la presente, son para propósitos de descripción y no deben considerarse como limitantes. El uso de "que incluye", "que comprende" o "que tiene" y variaciones de los mismos en la presente, pretende abarcar los artículos listados y los equivalentes de los mismos, así como artículos adicionales. A menos que se limite de otra manera, los términos "conectado", "acoplado" y "montado" y variaciones de los mismos en la presente, se utilizan de manera amplia y abarcan las conexiones, acopiamientos y montajes directos e indirectos. Además, los términos "conectado" y "acoplado" y variaciones de los mismos no están restringidos a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos. La Figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de control para bomba 100 que incorpora la invención. El sistema de control para bomba 100 es accionado generalmente por una fuente de corriente alterna ("AC"), e incluye un módulo de amplificación 104 que está acoplado a un microcontrolador 108. Un circuito de selección del intervalo de presión 112 está acoplado también al microcontrolador 108 para seleccionar un intervalo de operación para una bomba 116 y un tanque a presión 120, ambos de los cuales están acoplados al microcontrolador 108. El sistema de control para bomba 100 también incluye una unidad de representación 128 que está configurada para representar varia información del sistema, tal como la presión del agua en la bomba 116 y otros estados de operación. Aunque la Figura 1 muestra sólo el sistema de control 100, el tanque a presión 120, y la bomba 116, también pueden conectarse al sistema 100 otros dispositivos y componentes del sistema de la bomba, tales como un circuito de arranque. Además, aunque el circuito de arranque puede conectarse al sistema de control 100 vía conductores eléctricos, el tanque a presión del agua 120 se conecta a la bomba 116 utilizando una línea para agua. La Figura 2 muestra un diagrama de un circuito de una construcción del sistema de control para bomba 100 de la Figura 1. Particularmente, como se muestra en la Figura 2, el módulo de amplificación 104 incluye primer y segundo subsistemas que tienen componentes que se superponen. El primer subsistema incluye un circuito sintonizador de presión cero 132. El circuito sintonizador de presión cero 132 incluye un potenciómetro 136 y un amplificador operacional 140 acoplado al potenciómetro 136. El ajuste del potenciómetro 136 sintonizará la ganancia del amplificador, sintonizando por lo tanto una salida del módulo de amplificación 104. De manera específica, bajo una condición de presión cero, el potenciómetro 136 puede ajustarse de manera que la unidad de representación 128 se ajusta para representar una presión de cero. De esta manera, un operador del sistema 100 puede calibrar el indicador 128 para que represente todo en cero, ajustando el circuito sintonizador de presión cero 132, y en particular, sintonizando el potenciómetro 136, cuando no se aplica presión a ningún dispositivo de presión del sistema 100. El segundo subsistema incluye circuito que amplifica la señal de la presión 144. El circuito que amplifica la señal de la presión 144 incluye una pluralidad de amplificadores operacionales 140,146 y 148, y potenciómetros 136, 150, 152 y 154. Entre los potenciómetros, los potenciómetros 136, 150 y 152 se utilizan para ajustar o sintonizar un balance de presión cero del módulo de amplificación 104, mientras que el otro potenciómetro 154 se utiliza generalmente para el ajuste de la ganancia. De esta manera, el operador del sistema 100 puede ajustar el potenciómetro 154 para calibrar la lectura de la presión cuando una presión de referencia se aplica al dispositivo de presión. Como resultado, no es necesario ningún ajuste para fabricar o producir estas partes en general. Esto permite al operador utilizar otro transductor de presión similar mientras mantiene la linealidad del transductor de presión. El circuito de selección del intervalo de presión 112 incluye un circuito de ajuste de la presión hidráulica 156. Al sintonizar de manera fina el circuito de ajuste de la presión hidráulica 156, el sistema de control para bomba 100 puede regular una cantidad máxima de presión hidráulica que el MCU 108 puede medir. El circuito de ajuste de la presión hidráulica 156 incluye un circuito divisor del voltaje 160 que se conecta a un interruptor de inmersión de 2 posiciones. El circuito divisor del voltaje 160 incluye una pluralidad de resistencias R2, R22 y R23. Con el interruptor de inmersión de dos posiciones 164 ajustado para proporcionar cuatro valores diferentes, el circuito divisor del voltaje 160 puede, por lo tanto, generar cuatro valores específicos de salida del voltaje. La salida del voltaje del circuito divisor del voltaje 160 se alimenta entonces a un puerto de entrada A/D PB7 168 del MCU 108. De esta manera, los valores de salida del divisor de voltaje 160 se muestrean para obtener una pluralidad de intervalos de operación de la bomba 116. Además, un intervalo de presión hidráulica de operación del sistema de control para bomba 100 puede predeterminarse y ajustarse. En una construcción, existen ocho intervalos. Estos intervalos están entre 1.4061 y 2.8122 (o 2.1092) kgf/cm2 ((20 y 40) (o 30) lb/in2), entre 2.1092 y 3.5153 (o 2.8122 kgf/cm2 ((30 y 50) (o 40) Mm2), entre 2.8122 y 4.2184 (o 3.5153) kgf/cm2 (40 y 60) (o 50) lb/in2), y entre 3.5153 y 4.9214 (o 4.2184) kgf/cm2 (50 y 70 (o 60) Ib/in2). Un sintonizador de la presión diferencial de retroalimentación 172 también está acoplado al MCU 108 y se configura para sintonizar de manera fina una presión diferencial de retroalimentación a un nivel de presión deseado. De manera específica, el afinador de la presión diferencial de retroalimentación 172 incluye un segundo divisor de voltaje 176 colocado con una pluralidad de capacitores, y un segundo interruptor de inmersión de 2 posiciones 180. Dependiendo de cómo se ajuste el segundo interruptor de inmersión de 2 posiciones 180, se generan diferentes niveles de señales eléctricas. Como resultado, una presión diferencial de retroalimentación puede variar entre 0.7030 kgf/cm2 y 1.4061 kgf/cm2 (10 ib/in2 y 20 lb/in2). Además, el sintonizador de la presión diferencial de retroalimentación 172 también incluye un quinto potenciómetro 184 que puede ajustarse para sintonizar un intervalo máximo de presión del agua a 3.5153 kgf/cm2 y 4.9214 kgf/cm2 (50 lb/in2 y 70 lb/in2). De esta manera, con un paso de incremento de X entre 0 y 1.3358 kgf/cm2 (0 lb/in2 y 19 lb/in2), el intervalo de presión está entre 3.5153 +X kgf/cm2 y 4.9214 +X kgf/cm2 (50+X lb/in2 y 70+X lb/in2). Además, la unidad de representación 128 incluye una pluralidad de indicadores o LED 200, una pantalla digital 204 y un circuito de accionamiento 208. La unidad de representación 128 utiliza los LED 200 para representar una pluralidad de estados de operación del sistema de control 100 y la bomba 116. En una construcción, existen seis LED en la unidad de representación 128 para indicar un estado de agua baja detectado por el sistema, un estado de sobrecarga, un estado de ciclo rápido, un estado de subvoltaje y un estado de sobrevoltaje. El sistema de control para bomba 100 también incluye un botón de reajuste Kl 212 y un botón de reajuste K2 216 para ajustar o reajustar el sistema de control para bomba 100 bajo condiciones tales como falla del sistema, alarma de agua baja y alarma de sobrecarga. Durante el procedimiento de ajuste y reajuste, los LED 200a, 200b parpadearán para las condiciones de alarma de agua baja y de sobrecarga, mientras que el LED 200d indicará un valor umbral de la alarma. En algunas construcciones, después de presionar K1 212 y sostener durante un corto periodo de tiempo, tal como 2 segundos, el sistema 100 entrará en un modo de instalación del ángulo de fase. La luz del indicador de sobrecarga 200b parpadea mientras la pantalla 204 muestra un valor de protección del ángulo de fase de sobrecarga ajustado de fábrica. El ángulo de fase se reducirá 1 grado presionando K2 216 una vez. El ángulo de fase se reducirá de manera continua a una velocidad de 2 Hz presionando y sosteniendo K2 216 hasta que se alcanza el valor requerido. Al presionar Kl 212 nuevamente, la luz del indicador de agua baja 200a parpadea mientras la pantalla 204 muestra el valor de protección de agua baja ajustado de fábrica. El ángulo de fase se incrementará 1 grado presionando K2 216 una vez. El ángulo de fase se incrementará de manera continua a una velocidad de 2 Hz presionando y sosteniendo K2 216 hasta que se alcanza el valor requerido. Al presionar K1 212 nuevamente, se sale del modo de instalación. La Figura 3 muestra un circuito de detección de fase 300. Un transformador de corriente 304 se conecta a un detector de la corriente 308. Un amplificador operacional LM358 (B) se configura para comparar una salida del módulo del amplificador 104 y un valor predeterminado que se obtiene determinando una relación entre las resistencias acopladas R52 y R53. Posteriormente, el amplificador operacíonal LM358 (B) envía una señal de onda cuadrada indicando una fase de la corriente presente, que se enviará al MCU 108 a través de un primer conductor 316. Mientras tanto, otro amplificador operacional LM358 (A) de un detector de la fase del voltaje 324 produce una señal de onda cuadrada comparando un voltaje muestreado de la fuente de energía y el valor predeterminado del voltaje. La señal de onda cuadrada se alimenta entonces al MCU 108 a través del segundo conductor 328. Una diferencia de fase entre la señal del voltaje y la señal de la corriente se determina por el MCU 108 y se utiliza para detectar y controlar la bomba La Figura 4 muestra un circuito de energía 400 del sistema de control para bomba 100 de acuerdo con la invención. El circuito de energía 400 incluye un circuito de suministro de energía 404 que suministra energía al sistema 100, un circuito de reposición de encendido ("POR") 408 que se acopla al MCU 108, un accionador del contactor disyuntor en estado sólido 420 para accionar un contactor disyuntor configurado para conectar o desconectar la energía del suministro de energía a la bomba 116, un circuito de detección del voltaje de suministro 424, un circuito oscilante de cristal 428 y un circuito de detección de la fluctuación del voltaje 430, entre otras cosas. El circuito POR 408 incluye componentes tales como un dinatrón 432, resistencias y capacitores. El circuito POR 408 genera señales confiables con el fin de asegurar que el MCU 108 trabaja normalmente bajo condiciones anormales, tales como una reposición de bajo voltaje. El circuito de detección del voltaje de suministro de energía 424 incluye componentes tales como el potenciómetro 436, las resistencias R9 440 y R6 444, y un diodo Tener 448 paralelo al capacitor C3 452 y la resistencia R6 444. Un módulo análogo a digital del MCU 108 se configura también para convertir el voltaje de la presión diferencial análoga detectado por el módulo de amplificación 104 en un voltaje de la presión diferencial digital. El MCU 108 compara el voltaje de la presión diferencial digital con un valor umbral de la alarma de alto voltaje y con un valor umbral de la alarma de bajo voltaje para asegurar que la bomba 116 opera dentro de un intervalo predeterminado, y para proteger el motor de la bomba de daños por sobrecorriente, sobrevoltaje o subvoltaje. Por lo tanto, el ajuste o sintonización del potenciómetro W6 436 permite que se ajusten los valores umbral de referencia de los voltajes alto y bajo. Además, el circuito oscilante de cristal 428 incluye componentes tales como un oscilador OSC de 4MHz 452 paralelo a la resistencia R1 454 y los capacitores C1 456 y C2 458. El circuito oscilante de cristal 428 proporciona una señal de impulso de reloj de alta frecuencia, estándar para la operación de la circuitería secuencial del MCU 108. En algunas construcciones, el ajuste del potenciómetro 436 ligeramente en el sentido de las manecillas del reloj reduce el voltaje nominal del suministro de energía que se ajusta típicamente a 230 VAC. De esta manera, el intervalo del voltaje de operación puede disminuirse. Sin embargo, para elevar el intervalo del voltaje de operación, el potenciómetro 436 se ajusta ligeramente en el sentido contrario de las manecillas del reloj, para incrementar el voltaje nominal del suministro de energía. En general, el ajuste del potenciómetro 436 no altera la especificación mínima para la operación de la bomba, por ejemplo, aproximadamente -15% para detener la bomba y aproximadamente -10% de reposición automática para la protección para subvoltaje, aproximadamente +15% para detener la bomba y aproximadamente + 10% de reposición automática para la protección para el sobrevoltaje. En una construcción, el MCU 108 se programa para encender y apagar el accionador del contactor disyuntor en estado sólido 420 y los LED 200 en respuesta a diferentes señales de control. El MCU 108 también incluye circuitos de un reloj interno para realizar las varias funciones de cronometrado. Aunque el MCU 108 es un microcontrolador en el sistema de control para bomba 100, otros tipos de dispositivos tales como el microprocesador o un circuito integrado específico para la aplicación ("ASIC") también pueden utilizarse. Una señal de la presión del agua análoga del módulo de amplificación 104 se alimenta en el puerto de conversión A/D 168 del MCU 108 a través del circuito amplificador operacional 144. El MCU 108 determinará la condición de presión del agua de acuerdo con el valor A/D detectado. El interruptor de inmersión de dos posiciones 164, y un interruptor de inmersión de una posición en el sistema 100 permite que ei intervalo de presión se preajuste a uno de ocho intervalos: 1.4061 y 2.8122 kgf/cm2 (20 -40 libras por pulgada cuadrada (lb/in2)), 2.1092 - 3.5153 kgf/cm2 (30 - 50 Ib/in2), 2.8122 - 4.2184 kgf/cm2 (40 - 60 Mm2), 3.5153 - 4.9214 kgf/cm2 (50 -70 Mm2), 1.4061 - 2.1092 kgf/cm2 (20 - 30 Mm2), 2.1092 - 2.8122 kgf/cm2 (30 - 40 lbs/in2), 2.8122 - 3.5153 kgf/cm2 (40 - 50 Mm2) y 3.5153 - 4.2184 kgf/cm2 (50 - 60 Mm2). Además, el potenciómetro ajustable W5 puede ajustar el intervalo de trabajo entre 3.5153 - 4.9214 kgf/cm2 (50 - 70 lbs/in2) y 3.5153 -4.2184 kgf/cm2 (50 - 60 lbs/in2) a (3.5153 + X) - (4.9214 + X) kgf/cm2 ((50+X) -(70+X) lbs/in2) y (3.5153 + X) - (4.2184 + X) kgf/cm2 ((50+X) - (60+X) lbs/in2), en donde X es entre 0 y 1.3358 kgf/cm2 (0 y 19 lbs/in2). El circuito de sobrevoltaje o subvoltaje funciona para generar señales de sobrevoltaje o subvoltaje para el MCU 108, y para los LED de sobrevoltaje o subvoltaje.

Además, el transformador del suministro de energía 404 funciona para disminuir el voltaje a un valor más adecuado para el sistema. La Figura 5 muestra un controlador de protección de la bomba 500 que conecta la bomba de tres fases 504 a una caja de conexiones 508. La caja de conexiones 508 incluye un dispositivo de protección para la sobrecorriente 512, un contactor disyuntor térmico 516 con el dispositivo de protección de tres fases 512 y un conector AC controlado por un contactor disyuntor en estado sólido 520. Un suministro de energía de tres fases que tiene entradas L1 , L2, L3, N, PE se divide en dos partes. Las entradas L3, N y PE se conectan con un sistema controlador de protección de la bomba 100, y L3 se conecta en serie con el extremo de salida del contactor disyuntor en estado sólido 520 después de pasar un ciclo del transductor de corriente L3. Las entradas L3, L1 y L2 están todas conectadas en la caja de conexiones 508, en la cual el ciclo del conector CA empezará y detendrá bajo el control del contactor disyuntor en estado sólido del sistema de control para bomba 100. La operación del control para bomba y el sistema de protección 100 se resume por los siguientes ejemplos. Por ejemplo, durante la operación normal de la bomba 116, la energía del suministro de energía se proporciona al sistema 100. Una vez que el sistema 100 se ha reposicionado, el MCU 108 se reposiciona y el LED 200f se apaga. Si el MCU 108 sólo detecta una señal de presión del agua baja del módulo de amplificación 104, el contactor disyuntor y el LED 200f se encienden, y activan por lo tanto, la bomba 116.

Sin embargo, si el MCU 108 sólo detecta una señal de presión del agua alta, el contactor disyuntor y el LED 200f se apagan, y desactivan así, la bomba 116. Para otro ejemplo, cuando el MCU 108 detecta una condición de agua baja, tal como cuando la bomba 116 está sobrecargada, el contactor disyuntor se apaga. Una vez que el contactor disyuntor se ha apagado, un cronómetro con un retraso de una cantidad de tiempo específica se ajustará, y el LED 200a está encendido. Una vez que el retraso de la cantidad de tiempo ha transcurrido, el contactor disyuntor se enciende nuevamente. Además, si el MCU 108 detecta que la presión del agua está alta, el contactor disyuntor se apaga, el LED 200a se apaga y el sistema 100 regresa a la condición de operación normal. De otra manera, si persiste una condición libre, el contactor disyuntor se apaga, y se ajusta un cronómetro con un tiempo de retraso. Una vez que el tiempo de retraso ha transcurrido, el contactor disyuntor se enciende. Para otro ejemplo, si el MCU 108 detecta que la bomba 116 se ha sobrecargado, el LED 200b se enciende, y el contactor disyuntor se apaga hasta que el MCU 108 se ha reposicionado. Sin embargo, si el MCU 108 detecta un sobrevoltaje o subvoltaje de la bomba 116, el contactor disyuntor se apaga, el LED 200d o el LED 200e está encendido, respectivamente, hasta que el detector de la fase del voltaje detecta que se suministra un nivel normal de voltaje.

Las funciones adicionales del control para bomba y el sistema de protección 100 se resumen por los siguientes ejemplos.

EJEMPLO 1 Funciones de regular los ocho intervalos de presión del suministro del agua La señai análoga de ia presión del agua se carga al puerto convertidor A/D del MCU 160 a través de un amplificador operacional lineal. El MCU 108 examina o determina un estado de la presión del agua, basándose en un valor de A/D, y permite que el intervalo de presión se preajuste a uno de los ocho intervalos a través del interruptor de inmersión de 2 posiciones 164 y el interruptor de inmersión de 1 posición del sistema 100. Además, el ajuste del potenciómetro 184 ajusta un diferencial de presión alimentado al MCU 108, controlando por la tanto los intervalos de operación máximos de la presión del suministro de agua a 3.5153 - 4.9214 kgf/cm2 (50 -70 M 2) y 3.5153 - 4.2184 kgf/cm2 (50 - 60 Mm2) vía una rutina de conversión interna. Con un intervalo de ajuste X entre 0 y 1.3358 kgf/cm2 (0 y 19 lb/ín2), el intervalo de operación convertido es por lo tanto, (3.5153 + X) -(4.9214 + X) kgf/cm2 ((50+X) - (70+X) Mm2) y (3.5153 + X) - (4.2184 + X) kgf/cm2 ((50+X) - (60+X) Mm2).

EJEMPLO 2 Función de ajustar el valor de la presión diferencial de retroalimentación de la bomba 116 El circuito de la presión diferencial de retroalimentación 172 incluye las resistencias R7 y R51 , el capacitor C30 y el interruptor 180. Dependiendo de la posición de interruptor de inmersión, que es "ENCENDIDO" o "APAGADO", se genera un nivel lógico alto o bajo. Con estos niveles lógicos, el sistema 100 puede elegir una presión diferencial entre 0.7030 y1.4061 kgf/cm2 (10 lb/in2 y 20 Mm2).

EJEMPLO 3 Aplicación de los motores de la bomba de diferentes características de fase El sistema 100 tiene una operación para regular la fase de un motor eléctrico, para aplicarse a diferentes características de fase con diferentes condiciones de carga. El operador presiona K2 216 para ajustar el ángulo de fase límite inferior, y presiona K1 212 para regular el ángulo de fase de la alarma. El operador presiona K2 216 nuevamente para ajustar un ángulo de fase límite más alto y presiona K1 212 para regular el ángulo de fase de la alarma. El operador presiona K2 216 nuevamente para confirmar y guardar los valores del ajuste.

EJEMPLO 4 Aplicación de los transductores de presión de diferentes características de salida El ajuste del potenciómetro 154 puede regular la señal amplificada del transductor de presión. El ajuste del segundo y el tercer potenciómetros 150, 152 puede regular la linealidad de la señal del transductor de presión. Aunque un valor de "cero" del transductor de presión puede regularse a través del ajuste del cuarto potenciómetro 136. Así, el circuito puede utilizar diferentes tipos de transductores. La presión de K2 216 y Kl 212 regula los valores umbral de la fase de alarma del motor, que también puede verse a través del indicador de LED 200. Un conjunto de datos se almacenará en la ROM INSTANTÁNEA del MCU 108 y no se perderá durante una interrupción de la energía. El valor umbral de la alarma del sobre/subvoltaje se ajusta por medio de un programa, y puede ajustarse por el potenciómetro 184.

EJEMPLO 5 Aplicación de la caja de conexiones conectada 508 con la bomba de tres fases 504 El sistema de control para bomba 100 puede conectarse a una bomba de tres fases 504, con una caja de conexiones 508. La caja de conexiones 508 puede aplicarse a un motor de una bomba de tres fases con diferentes entradas, puesto que el motor puede incluir un protector de la sobrecorriente que puede ajustar una corriente de operación, un contactor disyuntor térmico con protección de aseguramiento de la fase y un contactor CA controlado por un contactor disyuntor en estado sólido en el protector de la bomba. Varias características y ventajas de la invención se exponen en las siguientes reivindicaciones.

Claims (30)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de control para bomba para controlar una bomba para fluidos configurada para accionarse por una señal CA, el sistema de control para bomba comprende: un detector de la fase de la señal acoplado a la bomba para fluidos, y configurado para detectar la señal CA suministrada a la bomba para fluidos, y para generar señales de la fase, indicando un parámetro de ¡a fase de la señal CA; un microcontrolador acoplado al detector de fase, y configurado para recibir la señal de la fase y para generar una señal de salida rectificada, basándose en la señal de la fase; y un contactor disyuntor configurado para controlar la energía suministrada a la bomba para fluidos, basándose en la señal de salida rectificada del microcontrolador.

2.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende una entrada del intervalo de presión, ajustable, acoplada al microcontrolador, y configurada para ajustar un intervalo de presión detectado por el microcontrolador.

3.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la entrada del intervalo de presión, ajustable, comprende un interruptor del intervalo de la presión, ajustable.

4.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende una entrada de la ganancia, calibrable, acoplada al mícrocontrolador, y configurada para ajustar una ganancia para el detector de la fase de ia señal.

5.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un sello a prueba de agua configurado para impermeabilizar el sistema de control.

6.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende una pluralidad de entradas ajustables acopladas al microcontrolador, y configuradas para ajustar una pluralidad de intervalos de operación del sistema.

7.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque los interruptores ajustables comprenden una entrada del voltaje nominal del suministro de energía configurada para ajustar el voltaje de suministro de energía, y una entrada de ajuste a cero configurada para calibrar una lectura de presión de cero cuando no se detecta presión.

8.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende una entrada de ajuste del ángulo de fase, acoplada al microcontrolador, y configurada para ajustar un ángulo de fase, basándose en un tipo de la bomba para fluidos.

9.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el ángulo de fase se ajusta a un incremento de al menos 1 grado, y 2 Hz.

10.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la señal CA comprende al menos una señal de corriente y una señal del voltaje, y en donde el detector de la fase de la señal comprende un detector de la fase de la corriente configurado para detectar una fase de la corriente de la señal de la corriente, y un detector de la fase del voltaje configurado para detectar una fase del voltaje de la señal del voltaje.

11.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las señales de la fase comprenden al menos una de una señal de la fase de la corriente y una señal de la fase del voltaje.

12.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el parámetro de la fase comprende un cambio de fase entre las señales de fase.

13.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la señal de salida rectificada tiene una frecuencia rectificada, y en donde la señal de salida rectificada comprende una onda cuadrada que tiene la frecuencia rectificada.

14.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el microcontrolador comprende un microprocesador configurado para detectar la señal CA suministrada a la bomba para fluidos, y para generar señales de la fase que indican un parámetro de la fase de la señal CA.

15.- Un sistema de control para bomba para controlar una bomba para fluidos, configurada para accionarse por una señal CA, el sistema de control para bomba comprende: un detector de la fase de la señal acoplado a la bomba para fluidos, y configurado para detectar la señal CA suministrada a la bomba para fluidos, la señal CA tiene un componente de corriente CA y un componente de voltaje CA, el detector de la fase de la señal también está configurado para generar la señal de la fase que indica un cambio de fase entre el componente de corriente CA y el componente de voltaje CA; un microcontrolador acoplado al detector de fase, y configurado para recibir la señal de la fase y para generar una señal de onda cuadrada rectificada, basándose en los cambios de fase, el componente de corriente CA y el componente de voltaje CA; y un contactor disyuntor configurado para desconectar y conectar la energía suministrada a la bomba para fluidos, basándose en la señal de onda cuadrada rectificada del microcontrolador.

16.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende una entrada del intervalo de presión, ajustable, acoplada al microcontrolador y configurada para ajustar un intervalo de presión detectado por el microcontrolador.

17.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende una entrada de la ganancia, calibrable, acoplada al microcontrolador, y configurada para ajustar una ganancia para el detector de la fase de la señal.

18.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende un sello a prueba de agua configurado para impermeabilizar el sistema de control.

19.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende una pluralidad de entradas ajustables acopladas al microcontrolador, y configuradas para ajustar una pluralidad de intervalos de operación del sistema.

20.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque las entradas ajustables comprenden un botón del voltaje nominal del suministro de energía configurado para ajustar el voltaje de suministro de energía, y una entrada de ajuste a cero configurada para calibrar una lectura de presión de cero cuando no se detecta presión.

21.- El sisíema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende una entrada de ajuste del ángulo de fase, acopiada al microcontrolador, y configurada para ajustar un ángulo de fase, basándose en un tipo de la bomba para fluidos.

22.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el ángulo de fase se ajusta a un incremento de al menos 1 grado, y 2 Hz.

23.- El sistema de control para bomba de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el microcontrolador comprende un microprocesador configurado para recibir la señal de fase y para generar la señal de onda cuadrada rectificada basándose en los cambios de fase, el componente de la corriente CA y el componente del voltaje CA.

24.- Un método para controlar una bomba para fluidos, configurada para accionarse por una señal CA, la bomba para fluidos se acopla a un microcontrolador, un detector de fase y un contactor disyuntor, el método comprende: determinar un componente de corriente CA de la señal CA en el detector de fase; determinar un componente de voltaje CA de la señal CA en el detector de fase; determinar un cambio de fase entre el componente de corriente CA y el componente de voltaje CA en el microcontrolador; generar una señal de control basándose en el cambio de fase en el microcontrolador; y desconectar y conectar la energía suministrada a la bomba para fluidos, basándose en la señal de control del microcontrolador en el contactor disyuntor.

25.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende: ajustar una entrada del intervalo de presión, ajustable; y ajustar un intervalo de presión que corresponde a la entrada del intervalo de presión, ajusíable.

26.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende: calibrar una entrada de la ganancia, calibrable, y ajustar una ganancia para el detector de la fase de la señal.

27.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende ajustar un botón para reducir un voltaje nominal de suministro de energía.

28.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende ajustar una entrada de ajuste a cero para calibrar una lectura de presión de cero cuando no se detecta presión.

29.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende ajustar una entrada de ajuste del ángulo de fase para ajustar un ángulo de fase, basándose en un tipo de la bomba para fluidos.

30.- El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque el ángulo de fase se ajusta en un incremento de al menos 1 grado y 2 Hz.