本發(fā)明涉及一種智能泵控制裝置，特別是二次給水穩(wěn)壓和增壓系統(tǒng)所用的智能泵控制裝置。

背景技術(shù)：

二次給水系統(tǒng)是一種直接與市政供水管網(wǎng)聯(lián)接、在市政管網(wǎng)剩余壓力基礎(chǔ)上串聯(lián)疊壓供水而確保市政管網(wǎng)壓力不小于設(shè)定壓力的二次穩(wěn)壓、加壓給水系統(tǒng)。二次給水系統(tǒng)充分利用管網(wǎng)壓力，系統(tǒng)封閉，杜絕水質(zhì)二次污染，是高層建筑供水設(shè)計(jì)的新型穩(wěn)壓、增壓裝置。二次給水系統(tǒng)一般采用2-6臺水泵組成的變頻泵組系統(tǒng)。變頻泵組系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于二次給水系統(tǒng)中：一方面變頻泵組系統(tǒng)根據(jù)給水系統(tǒng)對流量和揚(yáng)程的需求，通過傳感器反饋信號自動的控制水泵啟停數(shù)量和調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，使得給水設(shè)備更加節(jié)能環(huán)保；另一方面變頻泵組系統(tǒng)還配置了通訊功能用于實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控。目前這類變頻泵組系統(tǒng)一般由獨(dú)立的控制柜實(shí)現(xiàn)，主要存在兩方面的問題：一是標(biāo)準(zhǔn)化程度低，對不同的客戶需求采用不同的配置，擴(kuò)展性差；二是控制柜電氣元件配置復(fù)雜，控制柜體積大。

針對上述問題，本發(fā)明的智能泵控制裝置的泵組控制器采用模塊化設(shè)計(jì)，控制器及附屬電氣元件直接集成到水泵電機(jī)上：一方面，本發(fā)明的智能泵控制裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，提高了標(biāo)準(zhǔn)化程度；另一方面變送器、控制器和接線端子、斷路器等附屬的電器元件集成到電機(jī)上，除去了常規(guī)的獨(dú)立水泵控制柜，降低了成本，節(jié)約了安裝空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能泵控制裝置，主要包括：

一臺變頻驅(qū)動裝置，以及至少一臺工頻驅(qū)動裝置，所述變頻驅(qū)動裝置與多臺所述工頻驅(qū)動裝置均作為原動機(jī)驅(qū)動對應(yīng)的水泵運(yùn)行；

所述變頻驅(qū)動裝置依次通過變頻控制器、斷路器及接線端子連接至供電電源；

第一臺所述工頻驅(qū)動裝置依次通過接觸器、斷路器、接線端子及電源線連接至所述變頻驅(qū)動裝置的接線端子；

下一臺所述工頻驅(qū)動裝置依次通過接觸器、斷路器、接線端子及電源線連接至上一臺所述工頻驅(qū)動裝置的接線端子；

還包括變送器，所述變送器通過信號線端口連接至管網(wǎng)中的壓力傳感器；

所述變送器通過信號總線及總線端口分別連接至所述變頻驅(qū)動裝置的變頻控制器及多臺所述工頻驅(qū)動裝置的控制模塊。

其中，所述變頻驅(qū)動裝置為變頻電機(jī)與對應(yīng)的變頻控制器、斷路器及接線端子集成一體式結(jié)構(gòu)。

其中，所述工頻驅(qū)動裝置為工頻電機(jī)與對應(yīng)的控制模塊、接觸器、斷路器及接線端子集成一體式結(jié)構(gòu)。

其中，所述變送器與所述變頻驅(qū)動裝置為集成一體式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述變送器還設(shè)置有預(yù)留的信號線端口。

進(jìn)一步的，所述變頻驅(qū)動裝置的變頻控制器及工頻驅(qū)動裝置的控制模塊均設(shè)置有預(yù)留的信號線端口用于對接所述變送器預(yù)留的信號線端口。

其中，所述變頻驅(qū)動裝置通過防水接頭及電源輸入連接至所述供電電源，第一臺所述工頻驅(qū)動裝置通過防水接頭和所述電源線連接至所述變頻驅(qū)動裝置，其余各臺所述工頻驅(qū)動裝置之間依次通過防水接頭和所述電源線連接至上一臺所述工頻驅(qū)動裝置。

本發(fā)明的一種智能泵控制裝置，采用模塊化設(shè)計(jì)，其變頻控制器或控制模塊、變送器及輔助電氣元件如接線端子、斷路器等與電機(jī)集成一體。變頻控制器和控制模塊之間采用信號總線傳遞控制信號。供電電源采用接線端子逐級并聯(lián)，線路連接簡單；供電電源通過斷路器給變頻控制器供電，在故障檢修期間可以方便的斷開故障檢修水泵而不影響控制系統(tǒng)中其他水泵的供電。同時(shí)各級電源的輸入和輸出都配置了防水接頭，保證水泵控制系統(tǒng)能適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。智能泵控制裝置上還預(yù)留了信號線端口，用于系統(tǒng)的擴(kuò)展和滿足不同的應(yīng)用需求。

本發(fā)明的一種智能泵控制裝置用于在系統(tǒng)中包含2-6臺電機(jī)驅(qū)動的水泵并行運(yùn)行時(shí)對系統(tǒng)實(shí)施控制。目前主要采用變頻控制器對水泵系統(tǒng)進(jìn)行控制，變頻控制器內(nèi)部的PID控制器通過運(yùn)行變頻電機(jī)和根據(jù)需求控制電機(jī)的速度調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，從而對水泵系統(tǒng)流量和壓力進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)水泵系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力低于用戶需要的設(shè)定壓力時(shí)，變頻控制器自動升高變頻水泵的轉(zhuǎn)速以滿足系統(tǒng)壓力要求，如果變頻驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)速達(dá)到最大限制轉(zhuǎn)速時(shí)，管網(wǎng)壓力仍低于用戶需要的設(shè)定壓力，水泵驅(qū)動通過總線把信號傳遞給系統(tǒng)中的工頻驅(qū)動水泵并增加工頻運(yùn)行水泵的臺數(shù)，直到水泵系統(tǒng)壓力滿足設(shè)定壓力。而當(dāng)智能泵控制裝置中水泵以最小頻率運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)壓力仍大于用戶設(shè)定壓力，控制系統(tǒng)將讓最近啟動的水泵停機(jī)。如果檢測到壓力過高時(shí)沒有正在運(yùn)行的其它水泵，當(dāng)前泵將直接進(jìn)入睡眠模式。

本發(fā)明的一種智能泵控制裝置運(yùn)行模式分為自動和手動，便于調(diào)試或者故障診斷和分析。智能泵控制裝置可以方便的設(shè)置傳感器參數(shù)，控制參數(shù)，和系統(tǒng)保護(hù)參數(shù)。另外智能泵控制裝置還配置了查看當(dāng)前控制系統(tǒng)故障或供水系統(tǒng)故障信息以及歷史故障信息等報(bào)警信息功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明智能泵控制裝置原理示意圖。

圖中數(shù)字表示：

1.電源輸入 2.防水接頭 3.接線端子

4.斷路器 5.防水接頭 6.變頻控制器

7.總線端口 8.信號線端口 9.變送器

10.變頻電機(jī) 11.信號總線 12.電源線

13.防水接頭 14.接線端子 15.斷路器

16.信號線端口 17.接觸器 18.工頻電機(jī)

19.防水接頭 20.壓力傳感器 21.防水接頭

22.總線端口 23.總線端口 24.信號線端口

25.控制模塊 I.變頻驅(qū)動裝置 II.工頻驅(qū)動裝置

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

以包含兩臺水泵的智能泵控制裝置為例，圖1為本發(fā)明智能泵控制裝置原理示意圖，如圖所示，智能泵控制裝置包括變頻驅(qū)動裝置I和工頻驅(qū)動裝置II，其中：變頻驅(qū)動裝置I包括集成為一體的防水接頭2、接線端子3、斷路器4、防水接頭5、變頻控制器6、總線端口7、信號線端口8、變送器9、變頻電機(jī)10、防水接頭21、總線端口23、信號線端口24，電源輸入1通過防水接頭2連接至接線端子3；工頻驅(qū)動裝置II包括防水接頭13、接線端子14、斷路器15、信號線端口16、接觸器17、工頻電機(jī)18、防水接頭19、總線端口22、控制模塊25，通過電源線12連接防水接頭5和防水接頭13；通過信號總線11分別將總線端口22及總線端口23連接至變送器9的總線端口7，變送器9的信號線端口8連接至外部官網(wǎng)的壓力傳感器20。

電網(wǎng)由電源輸入1首先給變頻驅(qū)動裝置I供電，然后變頻驅(qū)動裝置I給工頻驅(qū)動裝置II供電，即：電源輸入1通過防水接頭2與接線端子3連接，一路經(jīng)過斷路器4給變頻控制器6供電，另一路經(jīng)過防水接頭5由電源線12通過防水接頭13給泵組系統(tǒng)中的工頻驅(qū)動裝置II供電。同理，經(jīng)過防水接頭13的電源與接線端子14連接，一路經(jīng)過斷路器15通過接觸器17給工頻電機(jī)18供電，另一路電源經(jīng)過防水接頭19給裝置中的下一臺工頻驅(qū)動裝置供電。智能泵控制裝置一般由2-6臺水泵控制器組成。供電電源采用接線端子逐級并聯(lián)，線路連接簡單；供電電源通過斷路器4給變頻控制器6供電，在故障檢修期間可以方便的斷開故障檢修水泵而不影響控制系統(tǒng)中其他水泵的供電。防水接頭2、5、13和19的作用是提高智能泵控制裝置的防水等級，防護(hù)等級滿足IP55要求。

壓力傳感器20經(jīng)過信號線端口8把壓力信號傳給變送器9，壓力信號經(jīng)過變送器9分析處理后分別經(jīng)由總線端口23傳遞給變頻控制器6和經(jīng)由信號總線11通過總線端口22與控制模塊25通信。根據(jù)不同的壓力信號變頻控制器6驅(qū)動變頻電機(jī)10按指令啟動、停止、加速或者減速運(yùn)行?？刂颇K25由信號線端口22接收來自信號總線11的控制信號，發(fā)送啟停信號給接觸器17驅(qū)動工頻電機(jī)18按指令啟動、停止運(yùn)行。考慮到不同的應(yīng)用和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，預(yù)留了信號線端口16、21和24，這些預(yù)留的信號線端口可以連接傳感器輸入信號(如流量計(jì)信號、溫度信號、真空表信號等)和輸出控制信號(如閥門控制信號)。

智能泵控制裝置根據(jù)壓力傳感器20反饋的信號自動的調(diào)節(jié)變頻水泵的轉(zhuǎn)速或者啟停工頻水泵。當(dāng)水系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力p1低于用戶需要的設(shè)定壓力p時(shí)，變頻控制器6自動調(diào)節(jié)變頻電機(jī)10的轉(zhuǎn)速以滿足系統(tǒng)壓力要求，如果電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大限制轉(zhuǎn)速時(shí)，管網(wǎng)壓力p1仍低于用戶需要的設(shè)定壓力p，變送器9通過其總線端口7由總線11把信號通過總線端口22傳遞給控制模塊25，控制模塊25傳遞信號給接觸器17驅(qū)動工頻電機(jī)18運(yùn)行，直到給水系統(tǒng)輸出壓力p2＝p；當(dāng)p2＞p時(shí)，變頻控制器6調(diào)節(jié)變頻電機(jī)10減速運(yùn)行；當(dāng)p2＜p時(shí)，水泵加速運(yùn)行；當(dāng)p2＝p時(shí)，給水系統(tǒng)進(jìn)行自動的無用水檢測，然后自動停機(jī)；當(dāng)p2＜p時(shí)，水泵自動恢復(fù)運(yùn)行；當(dāng)需要的設(shè)定壓力p小于入口壓力p1時(shí)，系統(tǒng)不啟動，由市政給水管網(wǎng)直接給用戶管網(wǎng)供水。

通過智能泵控制裝置可以方便的設(shè)置系統(tǒng)中傳感器的最大量程、設(shè)定壓力、傳感器反饋類型、電機(jī)方向、比例積分微分參數(shù)、采樣周期、睡眠功能、休眠相關(guān)參數(shù)等比例積分微分參數(shù)。缺水保護(hù)開關(guān)、缺水保護(hù)重啟延時(shí)、來水檢測高壓報(bào)警設(shè)定值等功能參數(shù)。過載保護(hù)電流、過壓失速保護(hù)、限流、輸入缺相保護(hù)、輸出缺相保護(hù)等保護(hù)參數(shù)。智能泵控制裝置還能設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，如電機(jī)模式設(shè)置、電量、工作時(shí)間、狀態(tài)等功能、系統(tǒng)啟動自動開機(jī)功能、電機(jī)編號、電機(jī)鎖定等功能設(shè)置與顯示等。

該智能泵控制裝置還配置了系統(tǒng)故障或供水系統(tǒng)故障信息以及歷史故障信息等報(bào)警信息的查詢功能、市政管網(wǎng)停水保護(hù)功能、小流量休眠功能和停電不停水。當(dāng)小區(qū)停電時(shí)，由市政管網(wǎng)繼續(xù)向低區(qū)用戶供水，設(shè)備恢復(fù)供電后，自動啟動，恢復(fù)正常供水的停電繼續(xù)供水。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。