變頻給水控制器的制造方法
【專利說明】變頻給水控制器
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及電子電路領域，具體地，涉及一種變頻給水控制器。
【背景技術】
[0003]供水系統(tǒng)又稱為供水設備，是為解決由于壓力不足，無法到達用戶用水的高度或流量，而專門研發(fā)設計的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設備。供水系統(tǒng)一般由水泵機組，變頻控制柜，隔膜壓力罐，壓力傳感器和一些輔件構成。但由于不同的類型，也會使用一些特殊的設備。現(xiàn)在市場上流行的供水設備，可以根據(jù)其類型的不同分為:無負壓供水設備，無塔變頻供水設備，雙模變頻供水設備，家用一體式供水設備，數(shù)控氣壓式供水設備和超靜音管中泵變頻供水設備等。
[0004]在供水系統(tǒng)中，水泵的耗電量占總耗電量的21%以上，采用變頻調速技術對水泵運行進行技術改造，可節(jié)電20%?50%，既節(jié)約了資源，又提高了系統(tǒng)的響應速度和調節(jié)精度。

【發(fā)明內容】

[0005]為提供一種更高效的水泵給水系統(tǒng)，本發(fā)明公開了一種變頻給水控制器。
[0006]本發(fā)明所述變頻給水控制器，包括中央處理器，與中央處理器連接的電機驅動模塊，所述電機驅動模塊控制與用戶管網連接的水泵，還包括與中央處理器連接的變頻器，以及采集用戶管網數(shù)據(jù)的信號采集器，所述信號采集器通過AD轉換器與中央處理器連接。
[0007]優(yōu)選的，還包括與中央處理器連接的數(shù)據(jù)顯示模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0008]優(yōu)選的，還包括與中央處理器連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用無線傳輸方式。
[0009]具體的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為NRF401。
[0010]具體的，所述中央處理器為AT89C52。
[0011]具體的，所述AD轉換器為ADC0831。
[0012]本發(fā)明所述變頻給水控制器，應用變頻技術和模糊控制方法，根據(jù)檢測到的信號的狀態(tài)，按照系統(tǒng)的控制流程通過變頻器和執(zhí)行元件對水泵組進行控制，從而實現(xiàn)恒壓供水的目的。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種【具體實施方式】示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0015]本發(fā)明所述變頻給水控制器，包括中央處理器，與中央處理器連接的電機驅動模塊，所述電機驅動模塊控制與用戶管網連接的水泵，還包括與中央處理器連接的變頻器，以及采集用戶管網數(shù)據(jù)的信號采集器，所述信號采集器通過AD轉換器與中央處理器連接。
[0016]硬件采用模塊化設計，以AT89C52單片機為核心，與I2C總線的I/O通道接口電路以及E2PR0M存儲器相結合組成的最小化控制系統(tǒng)。包括信號采集、參數(shù)設定、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤中斷、電機控制等模塊。各模塊的整體結構設計如圖1所示。
[0017]用戶可以根據(jù)不同的應用對象，選取不同的參數(shù)。在控制器使用之前，首先要對各功能進行參數(shù)值的設定，如PI采樣周期、設定壓力、工作方式等。位于用戶管網的壓力傳感器將電壓信號經過濾波采樣處理后，進入ADC0831，轉換為8位數(shù)字量送入CPU。運算結果再串行輸出給74HC164，進而在LED顯示。系統(tǒng)的設定數(shù)據(jù)和其他一些掉電時需要保護的數(shù)據(jù)都存儲在串行E2PR0M X5045P中，它是可電擦寫的非易失性存儲器，CPU通過I2C串行總線對其進行訪問，實施讀寫操作。
[0018]信號采集:位于用戶管網的壓力傳感器將電壓信號經過濾波采樣處理后，進入ADC0831，轉換為8位數(shù)字量送入CPU。ADC0831是8位逐次比較式單極性A/D轉換器，自帶時鐘發(fā)生器，具有單通道輸入方式，它的串行輸出接口容易與微處理器相連。為了實現(xiàn)按比例轉換，達到最高的分辨率，將REF引腳的輸入電壓設置成模擬輸入電壓的最大值，通常將VREF設置成VCC。片選信號置零才能啟動轉換，使所有邏輯電路使能，因此，片選信號必須保持低電平。由于采樣間隔比較長，并從成本上考慮，在這里沒有安裝采樣保持器，而是選用了瓷片電容，同樣起到了濾波和采樣保持的作用。
[0019]參數(shù)設定:用戶可以根據(jù)不同的應用對象，選取不同的參數(shù)。在控制器使用之前，首先要對各功能進行參數(shù)值的設定，如PI采樣周期、壓力、工作方式等?？刂泼姘迳嫌蠸ET、UP、DOWN、PROG四個按鍵。使用時分別點擊按鍵，開關與地短接，產生一個低電平給單片機的P0.0?P0.3 口，在輸入數(shù)據(jù)以后，執(zhí)行一條取指操作，使引腳上的數(shù)據(jù)經緩沖器送至內部總線，數(shù)據(jù)讀入CPU,運算結果串行輸出給74HC164，送LED顯示。
[0020]數(shù)據(jù)顯示:采用4片8位的串入/并出移位寄存器74HC164作為8位LED顯示器的靜態(tài)控制端口。每一個時鐘信號到來時，全部芯片內的數(shù)據(jù)將同時右移一位，前一片最高的碼送到下一片的串行數(shù)據(jù)輸入端和輸出口的最低位。單片機I/o 口輸出的串行數(shù)據(jù)在移位脈沖的同步作用下，可以漸移到各芯片的并行輸出端。這樣主程序可以不掃描顯示器，從而使之有更多的時間處理其他的事務。優(yōu)點是編程容易，管理簡單。
[0021]電機控制:設計了由AT89C52的I/O 口驅動6個靈敏電繼電器，通過控制接觸器的通斷，實現(xiàn)每臺電動機在變頻器與電網之間的切換。采用脈沖寬度調制，通過改變電機驅動電壓接通時間與通電周期的比值來控制電機的速度。在脈沖的作用下，當電機通電時，速度增加；電機斷電時，速度逐漸減小。變頻調速是通過供水系統(tǒng)管網上的壓力傳感器對管網的水壓進行采樣，將壓力信號轉換成電信號，并將其送至PI調解器與用戶設備的壓力值進行比較和運算，將結果轉換為頻率調節(jié)信號送至變頻器。變頻器根據(jù)傳送過來的頻率調節(jié)信號調整水泵電機的電源頻率，從而實現(xiàn)調整水泵的轉速，達到水壓恒定的目的。
[0022]為了實現(xiàn)對給水控制器的監(jiān)測，將控制器的信息傳給上位機，以便進行數(shù)據(jù)分析，采用了挪威Nordic公司推出的nRF401單芯片RF收發(fā)機。該芯片的最大傳輸速率為20kb/S，僅外接一個晶體和幾個電阻、電容、電感元件，可直接與單片機串口相連，用于發(fā)送接收數(shù)據(jù)，由于無需對數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼。
[0023]如上所述，可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
【主權項】
1.變頻給水控制器，其特征在于，包括中央處理器，與中央處理器連接的電機驅動模塊，所述電機驅動模塊控制與用戶管網連接的水泵，還包括與中央處理器連接的變頻器，以及采集用戶管網數(shù)據(jù)的信號采集器，所述信號采集器通過AD轉換器與中央處理器連接。2.根據(jù)權利要求1所述的變頻給水控制器，其特征在于，還包括與中央處理器連接的數(shù)據(jù)顯示模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。3.根據(jù)權利要求1所述的變頻給水控制器，其特征在于，還包括與中央處理器連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用無線傳輸方式。4.根據(jù)權利要求4所述的變頻給水控制器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為NRF401。5.根據(jù)權利要求1所述的變頻給水控制器，其特征在于，所述中央處理器為AT89C52。6.根據(jù)權利要求1所述的變頻給水控制器，其特征在于，所述AD轉換器為ADC0831。
【專利摘要】本發(fā)明所述變頻給水控制器，包括中央處理器，與中央處理器連接的電機驅動模塊，所述電機驅動模塊控制與用戶管網連接的水泵，還包括與中央處理器連接的變頻器，以及采集用戶管網數(shù)據(jù)的信號采集器，所述信號采集器通過AD轉換器與中央處理器連接。本發(fā)明所述變頻給水控制器，應用變頻技術和模糊控制方法，根據(jù)檢測到的信號的狀態(tài)，按照系統(tǒng)的控制流程通過變頻器和執(zhí)行元件對水泵組進行控制，從而實現(xiàn)恒壓供水的目的。
【IPC分類】F04D15/00
【公開號】CN105587673
【申請?zhí)枴緾N201410552318
【發(fā)明人】廖蓉
【申請人】廖蓉
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月19日