[发明专利]用于变频恒压供水水泵的智能控制器及其控制方法有效

专利信息
申请号: 201610792647.1 申请日: 2016-08-31
公开(公告)号: CN106438311B 公开(公告)日: 2018-09-21
发明(设计)人: 陈根全 申请(专利权)人: 德尔保定智能流体有限公司
主分类号: F04B49/06 分类号: F04B49/06;F04B49/20;F04B49/10
代理公司: 北京东方芊悦知识产权代理事务所(普通合伙) 11591 代理人: 李岩;陈益奇
地址: 071000 河北省*** 国省代码: 河北;13
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摘要: 发明公开了一种用于变频恒压供水水泵的智能控制器及其控制方法,该控制器包括MCU模块、A/D转换器、D/A转换器、实时时钟模块、运行监视模块、故障报警模块、电源模块、参数设置模块、数据存储模块、继电器输出模块、PI调节器,控制器可根据实际用泵台数设置,通过采集出口水压和设定值进行PI调节,通过加减泵和调节变频器的输出以达到恒压供水的目的。另外,控制器还具有充分的保护功能,当系统出现低液位、系统欠压、超压、变频器故障等,控制器自动显示故障信息,使用户对故障一目了然,故障排除后系统自动恢复运行。本发明的水泵变频恒压供水技术,能够保证社区、厂矿的变频恒压供水,控制器运行可靠;能耗低,无需人工干预,降低了生产成本。
搜索关键词: 用于 变频 供水 水泵 智能 控制器 及其 控制 方法
【主权项】:
1.一种用于变频恒压供水水泵的智能控制器,其特征是,它包括MCU模块(1)、A/D转换器(2)、D/A转换器(3)、实时时钟模块(4)、运行监视模块(5)、故障报警模块(6)、电源模块(7)、参数设置模块(8)、数据存储模块(9)、继电器输出模块(10)、PI调节器(11),所述A/D转换器(2)接收供水出口的压力值,根据接收到的压力值与参数设置模块(8)中的设定值进行比较,并通过PI调节器(11)运算,运算结果通过D/A转换器(3)输出0~10V的电压信号控制水泵的转速,所述的变频恒压供水水泵的智能控制器根据水泵的转速和采集的出口压力以及实时时钟模块(4)通过继电器输出模块(10)决定各水泵的运行状态,以达到恒压供水的目的,当市政管网出现低液位、欠压、超压、变频器故障时,所述的变频恒压供水水泵的智能控制器则通过故障报警模块(6)由继电器输出模块(10)输出报警信号,参数设置模块(8)设置系统运行所必需的一系列参数,并将设置好的参数通过数据存储模块(9)保存到MCU模块自带的非易失性存储器EEPROM中;所述MCU模块采用具有内部A/D转换器(2)的STC12C5A32S2单片机作为所述的变频恒压供水水泵的智能控制器的核心;所述D/A转换器(3)为具有低功耗和高精度的TLC5615,TLC5615是具有串行接口的数模转换器,其输出为电压型,最大输出电压是基准电压值的两倍,带有上电复位功能,其中的LM236/LM336集成电路是精密的2.5V并联稳压器,其微调端可以使基准电压和温度系数得到微调,并通过运算放大器LM358将信号放大2倍,使其输出0~10V的电压信号,以满足MCU模块对变频器运行频率的控制;所述实时时钟模块(4)由PCF8563及外围电路构成,所述PCF8563用于提供实时时钟,为系统的加泵、减泵、休眠、欠压报警以及定时换泵提供时间基准;所述PCF8563是低功耗的CMOS实时时钟日历芯片,它提供一个可编程时钟输出、一个中断输出和掉电检测器,所有的地址和数据通过I2C总线接口串行传递;所述运行监视模块(5),MCU模块(1)通过并行接口将系统运行信息显示到液晶屏上,使系统运行状态一目了然;这些信息包括:变频运行的泵的代码、工频运行泵的代码、变频器的工作频率、运行压力值、故障报警信息和系统时钟;所述故障报警模块(6),当市政管网出现低液位、系统欠压、系统超压、变频器故障,所述的变频恒压供水水泵的智能控制器自动显示故障信息,并通过继电器输出模块(10)将故障以常开触点形式输出,系统故障一旦排除,所述的变频恒压供水水泵的智能控制器自动恢复到正常运行状态,无需人工干预;所述电源模块(7),采用独立线性电源,分别输出两路电源,一路用于MCU模块及相关器件,另一路用于外部开关量的输入,使得内部控制系统和外部信号电气隔离,以防止外来干扰对系统的影响;所述参数设置模块(8),参数设置包括运行压力、压力传感器量程、加减泵时间、加减泵频率、换泵时间、休眠频率、休眠延时、PI参数值;所述数据存储模块(9),数据存储模块利用了MCU模块(1)内部自带的非易失性存储器,将参数设置模块(8)所设置的一系列参数永久性保存起来,下次所述的变频恒压供水水泵的智能控制器冷启动后自动调出,而不用用户另行设置,最终实现无人值守,无需人工干预;所述继电器输出模块(10),通过两片8D触发器74HC574扩展并行接口,然后通过两片达林顿阵列ULN2003直接驱动继电器,最终将1‑6#泵的变频和工频运行以无源常开点的形式输出,当出现故障报警模块(6)所述故障后,同样以无源常开形式输出故障报警信息;所述PI调节器(11),用于调节水泵转速动态误差的参数和调节控制单元静态误差的参数。
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