一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，包括泵組總監(jiān)控端和與泵組總監(jiān)控端相接的服務(wù)器，服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫相接，服務(wù)器還通過廣域網(wǎng)與多個(gè)泵組控制器相接，多個(gè)泵組控制器均通過局域網(wǎng)與用戶消防控制端相接?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的泵組控制器實(shí)現(xiàn)了消防系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，可實(shí)時(shí)收集消防系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并傳遞給監(jiān)控中心，提高了設(shè)備檢修效率，增強(qiáng)了消防系統(tǒng)的可靠性和安全性，其設(shè)計(jì)合理、成本較低、使用方便、精確度高、可靠性高、安全性好，有效解決了現(xiàn)有水泵供給與監(jiān)測技術(shù)的不足。
【專利說明】
一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于供水系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)城市高層建筑的增多，城市居民的生活用水的時(shí)段集中，高層用戶供水成為關(guān)注的問題，工業(yè)園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用水集中，供水管網(wǎng)的水壓不足。在城市規(guī)劃領(lǐng)域，城市用水不僅涉及到工業(yè)生產(chǎn)和日常生活，而且在城市消防中也應(yīng)占相當(dāng)?shù)谋壤虼顺鞘杏盟暮侠硇?、科學(xué)性顯得十分重要。出于滿足生產(chǎn)需求又節(jié)能考慮用較少的設(shè)備完成大量不間斷供水需求，過去的貯水池一繼電器控制水泵加壓供水系統(tǒng)較單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電自控泵組稍顯落后，壓力水罐供水方式可以節(jié)能有效地提供生產(chǎn)所需用水。該系統(tǒng)雖然沿用很久，但因?yàn)榧夹g(shù)不復(fù)雜，設(shè)備簡單，所在我國的二次供水中一直長期使用。上世紀(jì)九十年代后，許多高層建筑逐漸采用“貯水池+變頻調(diào)速水泵”的供水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的低樓層用戶仍由市政管網(wǎng)直接供水，對(duì)高樓層用戶，則通過設(shè)定水泵的供水壓力，在變頻器的控制下，水泵的轉(zhuǎn)速隨供水量的變化而改變，這種系統(tǒng)最大的好處是水壓恒定，避免高樓層用戶用水水壓變化過大。這種供水系統(tǒng)性能較優(yōu)越，恒壓效果好，且比較節(jié)能，但系統(tǒng)較復(fù)雜，投資較大，適合于對(duì)供水要求比較高的場合使用。
[0003]近年來隨著科技的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用不斷深入，帶動(dòng)控制技術(shù)日新月異。目前對(duì)供水控制的研究以及已開發(fā)的系統(tǒng)各有所長。隨著微芯片技術(shù)及變頻技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備簡單、投資少、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。水泵的運(yùn)行正常直接影響到城市用水保障的最后一關(guān)一消防用水，所以對(duì)每臺(tái)水泵的實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能控制非常有必要。目前的城市消防系統(tǒng)用水存在信息源分散、檢修難度大、成本高、缺乏有效監(jiān)控手段等問題。同時(shí)，隨著地球資源的日益緊張，節(jié)能技術(shù)應(yīng)用已愈來愈受到人們的關(guān)注。在水泵供水領(lǐng)域能否應(yīng)用智能控制技術(shù)，在節(jié)能降耗的同時(shí)改善水泵性能，提高供水品質(zhì)就成為研究方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)合理、成本較低、使用方便、精確度高、可靠性高、安全性好，有效解決了現(xiàn)有水泵供給與監(jiān)測技術(shù)的不足。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中，包括泵組總監(jiān)控端和與所述泵組總監(jiān)控端相接的服務(wù)器，所述服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫相接，所述服務(wù)器還通過廣域網(wǎng)與多個(gè)泵組控制器相接，所述多個(gè)泵組控制器均通過局域網(wǎng)與用戶消防控制端相接。
[0006]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述泵組控制器包括微處理器和與微處理器相連的電源模塊，所述微處理器的輸入端與液位計(jì)、流量計(jì)和壓力計(jì)相連，所述微處理器的輸出端與進(jìn)水電磁閥、測試電磁閥和出水電磁閥相連。
[0007]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述微處理器為MSP430系列單片機(jī)。
[0008]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述泵組控制器控制的對(duì)象為儲(chǔ)水箱、高壓泵和穩(wěn)壓泵。
[0009]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述測試電磁閥的輸入端連接在出水電磁閥前端，測試電磁閥的輸出端連接到儲(chǔ)水箱。
[0010]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述進(jìn)水電磁閥連接在儲(chǔ)水箱前端。
[0011]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述流量計(jì)和壓力計(jì)設(shè)置在出水電磁閥前端的水管管道中。
[0012]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述液位計(jì)設(shè)置在儲(chǔ)水箱中。
[0013]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述高壓泵和穩(wěn)壓泵并聯(lián)連接，且設(shè)置在出水電磁閥與儲(chǔ)水箱之間。
[0014]上述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其中:所述儲(chǔ)水箱包括相互分離的第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱；
[0015]所述第二儲(chǔ)水箱和第一儲(chǔ)水箱通過第一管道和設(shè)置在所述第一管道上的第一電動(dòng)閥門連接，所述第一電動(dòng)閥門連接所述微處理器，所述微處理器向所述第一電動(dòng)閥門發(fā)送信號(hào)，控制第一電動(dòng)閥門的打開；所述第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱通過第二管道和第二管道上的第二電動(dòng)閥門連接，所述第二電動(dòng)閥門也連接所述微處理器，所述微處理器向所述第二電動(dòng)閥門發(fā)送信號(hào)，控制第二電動(dòng)閥門打開。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、本實(shí)用新型具備了對(duì)泵組的信息采集、通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸狀態(tài)報(bào)告、自動(dòng)故障檢測等功能，提高了檢修效率，降低了人工維護(hù)成本。
[0018]2、本實(shí)用新型對(duì)泵組分層監(jiān)控和統(tǒng)一管理，提高了系統(tǒng)監(jiān)測的精確度，增強(qiáng)了其使用的可靠性和安全性。
[0019]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、成本較低、使用方便、精確度高、可靠性高、安全性好，有效解決了現(xiàn)有水泵供給與監(jiān)測技術(shù)的不足。
[0020]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型的泵組控制器電氣連接框圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型的泵組控制器控制流程示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型儲(chǔ)水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]1-泵組總監(jiān)控端；2_服務(wù)器；3_數(shù)據(jù)庫；4_用戶消防控制端；5_泵組控制器；5-1-儲(chǔ)水箱；5-2_高壓泵；5-3_穩(wěn)壓泵；5-4_進(jìn)水電磁閥；5_5_液位計(jì)；5_6_測試電磁閥；5-7-流量計(jì)；5-8-壓力計(jì)；5-9-出水電磁閥；5-10-微處理器；5_11_電源模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本實(shí)用新型包括泵組總監(jiān)控端I和與所述泵組總監(jiān)控端I相接的服務(wù)器2，所述服務(wù)器2與數(shù)據(jù)庫3相接，所述服務(wù)器2還通過廣域網(wǎng)與多個(gè)泵組控制器5相接，所述多個(gè)泵組控制器5均通過局域網(wǎng)與用戶消防控制端4相接。
[0028]泵生產(chǎn)商可通過泵組總監(jiān)控端I實(shí)時(shí)監(jiān)控和查詢?cè)摴句N售的泵組信息，包括泵組運(yùn)行時(shí)間、最近的檢測結(jié)果、報(bào)警狀態(tài)等，方便對(duì)泵組進(jìn)行跟蹤。一旦收到異常報(bào)警，通過數(shù)據(jù)庫3可以查詢到泵組的用戶信息、地理位置等，以便及時(shí)告知用戶處理。泵組控制器5通過socket接口連接服務(wù)器2，可以實(shí)時(shí)傳送泵組狀態(tài)、告警等信息給泵組總監(jiān)控端I。用戶消防控制中心通過用戶消防控制端4s0Cket接口連接泵組控制器5，獲取所轄區(qū)的所有泵組信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)處理泵組控制器5的反饋信息，迅速對(duì)泵組狀態(tài)、報(bào)警等信息實(shí)時(shí)人為操控、觸發(fā)監(jiān)測等操作，實(shí)施遠(yuǎn)程統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
[0029]如圖2所示，本實(shí)施例中，所述泵組控制器5包括微處理器5-10和與微處理器5-10相連的電源模塊5-11，所述微處理器5-10的輸入端與液位計(jì)5-5、流量計(jì)5_7和壓力計(jì)5-8相連，所述微處理器5-10的輸出端與進(jìn)水電磁閥5-4、測試電磁閥5-6和出水電磁閥5-9相連，通過微處理器5-10管腳的高/低電平轉(zhuǎn)換控制實(shí)現(xiàn)泵組、進(jìn)水電磁閥5-4、測試電磁閥5-6和出水電磁閥5-9的開/關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換,測試電磁閥5-6的閥門角度可以控制用于調(diào)節(jié)水管的流量，進(jìn)水電磁閥5-4和出水電磁閥5-9采用固態(tài)繼電器間接控制，能以較小的電流驅(qū)動(dòng)較大電流負(fù)載。測試電磁閥5-6、流量計(jì)5-7和壓力計(jì)5-8的輸出都是4mA-20mA的電流，采用250歐姆采樣電阻，通過隔離元件隔離后再電壓轉(zhuǎn)換。液位計(jì)5-5可通過設(shè)置相應(yīng)寄存器值來表示不同液位，分上限水位、中間水位和下限水位。
[0030]本實(shí)施例中，所述微處理器5-10為MSP430系列單片機(jī)，此單片機(jī)為16位低功耗單片機(jī)，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，性價(jià)比高。
[0031]如圖3所示，本實(shí)施例中，所述泵組控制器5控制的對(duì)象為儲(chǔ)水箱5-1、高壓泵5-2和穩(wěn)壓泵5_3。
[0032]本實(shí)施例中，所述測試電磁閥5-6的輸入端連接在出水電磁閥5-9前端，測試電磁閥5-6的輸出端連接到儲(chǔ)水箱5-1。
[0033]本實(shí)施例中，所述進(jìn)本實(shí)施例中，所述流量計(jì)5-7和壓力計(jì)5-8設(shè)置在出水電磁閥5-9前端的水管管道中。
[0034]本實(shí)施例中，所述液位計(jì)5-5設(shè)置在儲(chǔ)水箱5-1中。
[0035]本實(shí)施例中，所述高壓泵5-2和穩(wěn)壓泵5-3并聯(lián)連接，且設(shè)置在出水電磁閥5_9與儲(chǔ)水箱5-1之間。
[0036]水電磁閥5-4連接在儲(chǔ)水箱5-1前端。
[0037]根據(jù)上述內(nèi)容，如果出水電磁閥5-9，打開測試電磁閥5-6，水泵組消防系統(tǒng)就可成為閉環(huán)的自檢測系統(tǒng)。自檢觸發(fā)可分為泵組控制器5根據(jù)設(shè)定的自檢周期觸發(fā)和人為觸發(fā)兩種，自檢之前需要關(guān)閉出水電磁閥5-9，使消防系統(tǒng)成為一個(gè)內(nèi)循環(huán)的系統(tǒng)，通過打開測試電磁閥5-6使水管內(nèi)壓減小，達(dá)到泄壓目的。自檢開始后逐個(gè)開啟消防系統(tǒng)中的高壓泵5-2和穩(wěn)壓泵5-3，檢測在一定時(shí)間內(nèi)能否恢復(fù)水管內(nèi)的水壓達(dá)到預(yù)期值，從而判斷消防泵是否正常。如果遇到異常，則會(huì)觸發(fā)本地報(bào)警，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶消防控制端4或者泵組總監(jiān)控端1，提示及時(shí)檢修。自檢結(jié)束后，將自檢日期、運(yùn)行狀態(tài)、總運(yùn)行時(shí)間保存至數(shù)據(jù)庫3，并且傳送至泵組總監(jiān)控端I以供查閱。泵組控制器5還實(shí)時(shí)監(jiān)測水管內(nèi)水壓，正常情況下自動(dòng)維持在IMPa-L 5MPa, 一旦測得水壓低于正常值范圍，則開啟穩(wěn)壓功能，在穩(wěn)壓過程中，出水電磁閥5-9屬于常開狀態(tài)，而測試電磁閥5-6則屬于常關(guān)狀態(tài)，壓力計(jì)5-8實(shí)時(shí)監(jiān)測水管壓力值，如果低于IMPa，則報(bào)警，并啟動(dòng)穩(wěn)壓泵5-3，一段時(shí)間后如果還達(dá)不到IMPa,則啟動(dòng)高壓泵5-2，如果高壓泵5-2工作一段時(shí)間仍不到IMPa，則認(rèn)為水管破裂，并報(bào)警。泵組控制器5控制儲(chǔ)水箱5-1液位保持在上限液位狀態(tài)，如果高出上限則關(guān)閉進(jìn)水電磁閥5-4 ;低于上限值則打開進(jìn)水電磁閥5-4增加儲(chǔ)水箱5-1水量；一旦低于下限液位,如果有高壓泵5-2和穩(wěn)壓泵5-3工作，則需關(guān)閉。泵組控制器5實(shí)時(shí)讀取液位計(jì)5-5的值并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到泵組總監(jiān)控端I和用戶消防控制端4。
[0038]為了保持儲(chǔ)水箱5-1中水質(zhì)的潔凈，避免儲(chǔ)水箱中的水長期不流動(dòng)所早場的水質(zhì)污染，本實(shí)用新型提供了一種新型的儲(chǔ)水箱5-1，如圖4所示。所述儲(chǔ)水箱5-1包括相互分離的第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱。所述第二儲(chǔ)水箱和第一儲(chǔ)水箱通過第一管道和設(shè)置在所述第一管道上的第一電動(dòng)閥門連接，所述第一電動(dòng)閥門連接所述微處理器5-10，所述微處理器5-10向所述第一電動(dòng)閥門發(fā)送信號(hào)，控制第一電動(dòng)閥門的打開，使第二儲(chǔ)水箱中的水向所述第一儲(chǔ)水箱流動(dòng)。所述第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱通過第二管道和第二管道上的第二電動(dòng)閥門連接，所述第二電動(dòng)閥門也連接所述微處理器5-10，所述微處理器5-10向所述第二電動(dòng)閥門發(fā)送信號(hào)，控制第二電動(dòng)閥門打開，使第一儲(chǔ)水箱中的水向第二儲(chǔ)水箱流動(dòng)。
[0039]所述微處理器5-10，通過控制第一電動(dòng)閥門和第二電動(dòng)閥門，控制第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱中的水循環(huán)流動(dòng)，增加儲(chǔ)水箱中的水質(zhì)的活力。
[0040]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征在于:包括泵組總監(jiān)控端(I)和與所述泵組總監(jiān)控端(I)相接的服務(wù)器(2 )，所述服務(wù)器(2 )與數(shù)據(jù)庫(3 )相接，所述服務(wù)器(2 )還通過廣域網(wǎng)與多個(gè)泵組控制器(5)相接，所述多個(gè)泵組控制器(5)均通過局域網(wǎng)與用戶消防控制端(4)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述泵組控制器(5)包括微處理器(5-10)和與微處理器(5-10)相連的電源模塊(5-11)，所述微處理器(5-10)的輸入端與液位計(jì)(5-5)、流量計(jì)(5-7)和壓力計(jì)(5-8)相連，所述微處理器(5-10)的輸出端與進(jìn)水電磁閥(5-4)、測試電磁閥(5-6)和出水電磁閥(5-9)相連；所述微處理器(5-10)為MSP430系列單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述泵組控制器(5 )控制的對(duì)象為儲(chǔ)水箱(5-1)、高壓泵(5-2 )和穩(wěn)壓泵(5-3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述測試電磁閥(5-6)的輸入端連接在出水電磁閥(5-9)前端，測試電磁閥(5-6)的輸出端連接到儲(chǔ)水箱(5-1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述進(jìn)水電磁閥(5-4 )連接在儲(chǔ)水箱(5-1)前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述流量計(jì)(5-7)和壓力計(jì)(5-8)設(shè)置在出水電磁閥(5-9)前端的水管管道中。
7.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述液位計(jì)(5-5 )設(shè)置在儲(chǔ)水箱(5-1)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述高壓泵(5-2 )和穩(wěn)壓泵(5-3 )并聯(lián)連接，且設(shè)置在出水電磁閥(5-9 )與儲(chǔ)水箱(5-1)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種基于單片機(jī)的智能泵組控制系統(tǒng)，其特征是:所述儲(chǔ)水箱包括相互分離的第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱； 所述第二儲(chǔ)水箱和第一儲(chǔ)水箱通過第一管道和設(shè)置在所述第一管道上的第一電動(dòng)閥門連接，所述第一電動(dòng)閥門連接所述微處理器，所述微處理器向所述第一電動(dòng)閥門發(fā)送信號(hào)，控制第一電動(dòng)閥門的打開；所述第一儲(chǔ)水箱和第二儲(chǔ)水箱通過第二管道和第二管道上的第二電動(dòng)閥門連接，所述第二電動(dòng)閥門也連接所述微處理器，所述微處理器向所述第二電動(dòng)閥門發(fā)送信號(hào)，控制第二電動(dòng)閥門打開。
【文檔編號(hào)】E03B11/16GK203939086SQ201420065542
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】沈思 申請(qǐng)人:江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院