雙泵智能控制裝置的製作方法

2023-04-26 17:01:17 1

本實用新型涉及水泵設備控制系統技術領域，特別涉及一種結構緊湊、智能化程度高、接線簡單、使用靈活、易於維護的雙泵智能控制裝置。

背景技術：

傳統水泵控制器採用控制按鈕、轉換開關、熱繼電器、顯示儀表、指示燈的組合方式對水泵進行控制，對雙泵控制時元器件就需要翻倍，大量元件導致接線複雜、佔據空間較大、維護很不方便，且不支持通信功能、智能化程度低。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種雙泵智能控制裝置。

本實用新型的一種雙泵智能控制裝置，包括：

主控制器，分別與所述主控制器相連的用於檢測水泵三相電壓、三相電流的雙泵電壓電流測量模塊、用於輸入水泵起停信號的雙泵開關量輸入模塊、用於輸出水泵起停信號的雙泵繼電器輸出模塊、用於顯示水泵運行參數及工作指示燈的顯示模塊、用於將水泵的實時運行參數傳輸至上位機監控系統的通信模塊、用於操控水泵起停的按鍵模塊以及電源模塊；

所述雙泵電壓電流測量模塊通過SPI接口與主控制器相連；

所述顯示模塊與所述主控制器的I/O口相連；

所述雙泵電壓電流測量模塊通過SPI接口與主控制器相連；

所述通信模塊與主控制器的UART接口相連；

所述雙泵開關量輸入模塊與主控制器的數字量輸入口相連；

所述雙泵繼電器輸出模塊與主控制器的數字量輸出口相連；

所述按鍵模塊與主控制器的數字量輸入口相連；

所述電源模塊為雙泵電壓電流測量模塊、雙泵開關量輸入模塊、雙泵繼電器輸出模塊、主控制器、顯示模塊、通信模塊和按鍵模塊提供工作電源。

進一步的，所述按鍵模塊設有第一泵起停控制鍵、第二泵起停控制鍵、模式選擇鍵和復位鍵。

進一步的，所述模式選擇鍵為手動模式或自動模式。

進一步的，所述雙泵電壓電流測量模塊內設有2片電能計量晶片，分別對第一泵和第二泵的三相電壓、三相電流信號進行數據採集處理，通並過SPI接口將運算結果傳輸至主控制器。

進一步的，所述電能計量晶片為V9203。

進一步的，所述雙泵繼電器輸出模塊提供水泵起停信號輸出，可設置包括第一泵運行、第一泵故障、第一泵起動、第二泵運行、第二泵故障、第二泵起動中的至少一種。泵運行和泵起動狀態是一致的，泵運行輸出信號是狀態指示信號，通常給後臺監控系統；泵起動輸出信號是控制信號，控制水泵主迴路接觸器的分合。

進一步的，所述雙泵開關量輸入模塊提供水泵起停信號輸入，可設置為第一水位起雙泵、第二水位起單泵、第三水位停泵。其中，第一水位通常指超高水位，第二水位指高水位，第三水位指低水位；超高水位、高水位、低水位根據現場情況設定，如排水泵，現場浮球液位開關輸出(如上海思派電子小浮球液位開關SLM-3001)三個動作點對應水位狀態信號分別為超高水位、高水位、低水位。

進一步的，所述電源模塊採用反激式開關電源，電源主晶片為TNY286。

進一步的，所述主控制器模塊通過雙泵電壓電流測量模塊實現雙泵的正常電壓電流信號的採集且具有欠壓保護、過壓保護、欠載保護、過載保護、堵轉保護、阻塞保護、接地保護功能；所述主控制器的單片機為STM32F103R8T6。

進一步的,所述通信模塊通過RS485接口將雙泵的實時運行參數傳輸至上位機監控系統。

進一步的，所述顯示模塊採用LED顯示，實時顯示雙泵運行參數，以及雙泵泵工作指示燈，設有第一泵工作狀態指示燈、第一泵運行指示燈、第一泵故障報警指示燈、第二泵工作狀態指示燈、第二泵運行指示燈和第二泵故障報警指示燈。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：

本實用新型解決傳統雙泵控制方案接線複雜、佔據空間較大、維護很不方便，且不支持通信功能、智能化程度低等缺點。本實用新型可以實現雙泵手動/自動 起停控制或一主一備功能，同時有故障保護功能、通信功能，具有結構緊湊、智能化高、接線簡單、使用靈活、易於維護等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的雙泵智能控制裝置的模塊圖；

圖2為本實用新型的實現雙泵一主一備應用電氣圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種雙泵智能控制裝置，包括：

主控制器，分別與主控制器相連的雙泵電壓電流測量模塊、雙泵開關量輸入模塊、雙泵繼電器輸出模塊、顯示模塊、通信模塊、按鍵模塊以及電源模塊；

雙泵電壓電流測量模塊通過SPI接口與主控制器相連；

顯示模塊與主控制器的I/O口相連；

雙泵電壓電流測量模塊通過SPI接口與主控制器相連；

通信模塊與主控制器的UART接口相連；

雙泵開關量輸入模塊與主控制器的數字量輸入口相連；

雙泵繼電器輸出模塊與主控制器的數字量輸出口相連；

按鍵模塊與主控制器的數字量輸入口相連；

電源模塊為雙泵電壓電流測量模塊、雙泵開關量輸入模塊、雙泵繼電器輸出模塊、主控制器、顯示模塊、通信模塊和按鍵模塊提供工作電源。

顯示模塊採用四位一體的八段LED顯示，顯示部分可以實時顯示雙泵電壓、電流運行參數，並設有第一泵工作狀態指示燈、第一泵運行指示燈、第一泵故障報警指示燈、第二泵工作狀態指示燈、第二泵運行指示燈、第二泵故障報警指示燈。

雙泵電壓電流測量模塊通過2片電能計量晶片V9203對雙泵的三相電壓、三相電流信號進行數據採集處理，2片電能計量晶片V9203通過SPI接口將運算結果傳輸至主控制器。

主控制器通過雙泵電壓電流測量模塊實現雙泵的正常電壓、電流信號的採集 以及欠壓、過壓、欠載、過載、堵轉、阻塞、接地故障輸出的判斷，單片機採用STM32F103R8T6。

通信模塊通過RS485接口將雙泵的實時運行參數傳輸至上位機監控系統，RS485接口晶片採用MAX1487。

雙泵開關量輸入模塊提供水泵起停信號輸入，開關量輸入模塊功能可以設置為水位起全部泵、水位起泵、水位停泵功能，主控制器根據液位信號發出水泵起停命令。

雙泵繼電器輸出模塊可設置為第一泵運行、第一泵故障、第一泵起動、第二泵運行、第二泵故障、第二泵起動，根據主控制器發出水泵起停命令控制水泵起停，根據主控制器雙泵電壓電流信號判斷輸出雙泵報警信號或故障信號，繼電器採用HF49FA；

電源模塊為雙泵電壓電流測量模塊、雙泵開關量輸入模塊、雙泵繼電器輸出模塊、主控制器、顯示模塊、通信模塊、按鍵模塊提供工作電源，電源模塊採用反激式開關電源，電源主晶片為TNY286。

按鍵模塊設有第一泵起停控制鍵、第二泵起停控制鍵、模式選擇鍵和復位鍵。其中，模式選擇鍵可設置為手動模式或自動模式。

如圖2所示，以排水泵控制為例，通過上述技術方案實現雙泵的智能控制，其中第一泵為主泵、第二泵為備用泵。

將雙泵智能控制裝置的模式選擇設置為自動，雙泵開關量輸入模塊分別設置為第一水位起全部泵(超高水位)、第二水位起泵(高水位)、第三水位停泵功能(低水位)，1雙泵繼電器輸出模塊DO1繼電器功能設置為第一泵起動，DO2繼電器功能設置為第二泵起動。

當雙泵智能控制裝置的雙泵開關量輸入模塊檢測到低水位時，雙泵繼電器輸出模塊DO1、DO2內部繼電器觸點斷開，主泵、備用泵主迴路接觸器KM1、KM2線圈失電，主泵、備用泵全部停止。

當雙泵智能控制裝置的雙泵開關量輸入模塊檢測到高水位時，雙泵繼電器輸出模塊DO1內部繼電器觸點閉合，主泵主迴路接觸器KM1線圈得電，主泵起動；在此狀態下，雙泵智能控制裝置的雙泵開關量輸入模塊檢測到低水位時，雙泵繼電器輸出模塊DO1內部繼電器觸點斷開，主泵主迴路接觸器KM1線圈失電，主泵 停車；若此狀態下，主泵出現故障停車，主泵繼電器輸出模塊DO1內部繼電器觸點斷開，主泵主迴路接觸器KM1線圈失電，主泵停車，備用泵繼電器輸出模塊DO2內部繼電器觸點閉合，備用泵主迴路接觸器KM2線圈得電，備用泵起動。

當雙泵智能控制裝置的雙泵開關量輸入模塊檢測到超高水位時，雙泵繼電器輸出模塊DO1、DO2內部繼電器觸點閉合，主泵、備用泵主迴路接觸器KM1、KM2線圈全部得電，主泵、備用泵全起動，直到雙泵智能控制裝置檢測到低水位，主泵、泵備用泵全部停機。

以上對本實用新型的較佳實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用於限定本實用新型的實施範圍。凡依本實用新型申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本實用新型的專利涵蓋範圍之內。