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

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(tái)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(duì)流量和揚(yáng)程的需求，通過(guò)傳感器反饋信號(hào)自動(dòng)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(wèn)題：一是標(biāo)準(zhǔn)化程度低，對(duì)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(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的水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)明的水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；兩臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置功能相同，互為備份，提高了水泵控制裝置的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水泵控制裝置，主要包括：

兩臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置，以及至少一臺(tái)工頻驅(qū)動(dòng)裝置，所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置與多臺(tái)所述工頻驅(qū)動(dòng)裝置均作為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的水泵運(yùn)行；

第一臺(tái)所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置依次通過(guò)變頻控制器、斷路器及接線端子連接至供電電源，第二臺(tái)所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置依次通過(guò)變頻控制器、斷路器及接線端子連接至第一臺(tái)所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置的接線端子；

兩臺(tái)所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置功能相同，互為備份，提高了水泵控制裝置的可靠性；

第一臺(tái)所述工頻驅(qū)動(dòng)裝置依次通過(guò)接觸器、斷路器、接線端子及電源線連接至第二臺(tái)所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置的接線端子；

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

兩臺(tái)所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有變送器，所述變送器通過(guò)信號(hào)線端口連接至管網(wǎng)中的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)壓力傳感器；

所述變送器通過(guò)信號(hào)總線及總線端口分別連接至所述變頻驅(qū)動(dòng)裝置及多臺(tái)所述工頻驅(qū)動(dòng)裝置的控制模塊，傳遞控制信號(hào)。

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

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

其中，所述變送器與所述變頻驅(qū)動(dòng)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(hào)線端口用于對(duì)接系統(tǒng)中的傳感器信號(hào)或者傳遞信號(hào)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器。

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

本發(fā)明的一種水泵控制裝置，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(hào)總線傳遞控制信號(hào)；供電電源采用接線端子逐級(jí)并聯(lián)，線路連接簡(jiǎn)單；供電電源通過(guò)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(jí)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；此外，水泵控制裝置上還預(yù)留了信號(hào)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)明的一種水泵控制裝置用于在系統(tǒng)中包含2-6臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵并行運(yùn)行時(shí)對(duì)系統(tǒng)實(shí)施控制。目前主要采用變頻控制器對(duì)水泵系統(tǒng)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，從而對(duì)水泵系統(tǒng)流量和壓力進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明的一種水泵控制裝置中的兩臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置配置和功能相同，水泵控制裝置中任意時(shí)刻只有其中一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置為主控制器，其余所有驅(qū)動(dòng)裝置都為從控制器。兩臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置互為備份，如果其中一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，另一臺(tái)將自動(dòng)承擔(dān)主控制器的功能，提高了水泵控制裝置的可靠性。

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(dòng)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(dòng)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(dòng)通過(guò)總線把信號(hào)傳遞給系統(tǒng)中的工頻驅(qū)動(dòng)水泵并增加工頻運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)，直到水泵系統(tǒng)壓力滿足設(shè)定壓力。而當(dāng)水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(dòng)的水泵停機(jī)。如果檢測(cè)到壓力過(guò)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)明的一種水泵控制裝置運(yùn)行模式分為自動(dòng)和手動(dòng)，便于調(diào)試或者故障診斷和分析。水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)。另外水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(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為本發(fā)明水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(hào)線端口 9.變送器

10.變頻電機(jī) 11.信號(hào)總線 12.電源線

13.防水接頭 14.接線端子 15.斷路器

16.總線端口 17.變頻控制器 18.變頻電機(jī)

19.防水接頭 20.電源線 21.防水接頭

22.接線端子 23.斷路器 24.防水接頭

25.信號(hào)線端口 26.接觸器 27.工頻電機(jī)

28.壓力傳感器 29.信號(hào)線端口 30.壓力傳感器

31.總線端口 32.總線端口 33.變送器

34.控制模塊 35.信號(hào)線端口 36.信號(hào)線端口

37.總線端口 38.信號(hào)線端口 39.信號(hào)線端口

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(duì)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。

以包含三臺(tái)水泵的水泵控制裝置為例，圖1為本發(fā)明水泵控制裝置原理示意圖，如圖所示，水泵控制裝置包括兩臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置I、II和一臺(tái)工頻驅(qū)動(dòng)裝置III。變頻驅(qū)動(dòng)裝置I包括防水接頭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(hào)線端口8、變送器9、變頻電機(jī)10、信號(hào)線端口29和總線端口32、信號(hào)線端口38。變頻驅(qū)動(dòng)裝置II包括防水接頭13、接線端子14、斷路器15、總線端口16、變送器33、變頻控制器17、變頻電機(jī)18、防水接頭19、信號(hào)線端口35、信號(hào)線端口36和總線端口37、信號(hào)線端口39。工頻驅(qū)動(dòng)裝置III包括防水接頭21、接線端子22、斷路器23、防水接頭24、信號(hào)線端口25、接觸器26、工頻電機(jī)27、總線端口31和控制模塊34。

電網(wǎng)由電源輸入1首先給變頻驅(qū)動(dòng)裝置I供電，然后變頻驅(qū)動(dòng)裝置I給變頻驅(qū)動(dòng)裝置II供電，變頻驅(qū)動(dòng)裝置II通過(guò)接線端子22給工頻驅(qū)動(dòng)裝置III供電。電源輸入1通過(guò)防水接頭2與接線端子3連接，一路經(jīng)過(guò)斷路器4給變頻控制器6供電，另一路經(jīng)過(guò)防水接頭5由電源線12通過(guò)防水接頭13給泵組系統(tǒng)中的變頻驅(qū)動(dòng)裝置II供電；電源由電源線12通過(guò)防水接頭13與接線端子14連接，一路經(jīng)過(guò)斷路器15給變頻控制器17供電，另一路經(jīng)過(guò)防水接頭19由電源線20通過(guò)防水接頭21給泵組系統(tǒng)中的工頻驅(qū)動(dòng)裝置III供電；同理，經(jīng)過(guò)防水接頭21的電源與接線端子22連接，一路經(jīng)過(guò)斷路器23通過(guò)接觸器26給工頻電機(jī)27供電，另一路電源經(jīng)過(guò)防水接頭24給裝置中的下一臺(tái)工頻驅(qū)動(dòng)裝置供電。水泵控制裝置一般由2-6臺(tái)水泵控制器組成。供電電源采用接線端子逐級(jí)并聯(lián)，線路連接簡(jiǎn)單；供電電源通過(guò)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。防水接頭2、5、13、19、21和24的作用是提高水泵控制裝置的防水等級(jí)，防護(hù)等級(jí)滿足IP55要求。

信號(hào)總線11分別通過(guò)總線端口7、37和31與變頻驅(qū)動(dòng)裝置I、變頻驅(qū)動(dòng)裝置II和工頻驅(qū)動(dòng)裝置III連接通信。變頻驅(qū)動(dòng)裝置I和變頻驅(qū)動(dòng)裝置II的配置和功能相同，水泵控制裝置中任意時(shí)刻只有其中一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置為主控制器，其余所有驅(qū)動(dòng)裝置都為從控制器。兩臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置互為備份，如果其中一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，另一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置將自動(dòng)承擔(dān)主控制器的功能，提高了水泵控制裝置的可靠性。

壓力傳感器28和30安裝在水泵系統(tǒng)的出口，壓力傳感器28和30分別經(jīng)過(guò)信號(hào)線端口8和35把壓力信號(hào)傳給變送器9和33。當(dāng)變頻驅(qū)動(dòng)裝置I作為主控制器時(shí)，壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)變送器9分析處理后分別經(jīng)由總線端口32傳遞給變頻控制器6，同時(shí)信號(hào)經(jīng)由信號(hào)總線11分別通過(guò)變送器33上的總線端口37由總線端口16與變頻驅(qū)動(dòng)裝置II的變頻控制器17和通過(guò)總線端口31與工頻驅(qū)動(dòng)裝置III的控制模塊34通信。根據(jù)供水系統(tǒng)中壓力傳感器28反饋的不同壓力信號(hào)變送器9分析處理后傳遞信號(hào)給變頻控制器6和變頻控制器17驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)10和變頻電機(jī)18按指令啟動(dòng)、停止、加速或者減速運(yùn)行，總線端口31接收來(lái)自信號(hào)總線11的控制信號(hào)發(fā)送啟停信號(hào)給控制模塊34，接觸器26根據(jù)信號(hào)吸合或者斷開電源驅(qū)動(dòng)工頻電機(jī)27按指令啟動(dòng)、停止運(yùn)行。當(dāng)變頻驅(qū)動(dòng)裝置II作為主控制器時(shí)，其控制原理與變頻驅(qū)動(dòng)裝置I相同?？紤]到不同的應(yīng)用和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，預(yù)留了信號(hào)線端口25、29、36、38及39，這些預(yù)留的信號(hào)線端口可以連接傳感器輸入信號(hào)(如流量計(jì)信號(hào)，溫度信號(hào)，真空表信號(hào)等)和輸出控制信號(hào)(如閥門控制信號(hào))。

水泵控制裝置根據(jù)壓力傳感器28或者30反饋的信號(hào)自動(dòng)的調(diào)節(jié)變頻水泵的轉(zhuǎn)速或者啟停工頻水泵。變頻驅(qū)動(dòng)裝置I作為主控制器時(shí)，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(dòng)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(guò)其總線端口7由總線11把信號(hào)傳遞給總線端口16，總線端口16傳遞信號(hào)給變頻控制器17驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)18運(yùn)行，如果p1仍低于用戶需要的設(shè)定壓力p，變送器9通過(guò)總線11把信號(hào)傳遞給控制模塊34，接觸器26根據(jù)信號(hào)吸合或者斷開電源驅(qū)動(dòng)工頻電機(jī)27按指令啟動(dòng)，停止運(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和變頻控制器17分別調(diào)節(jié)變頻電機(jī)10和變頻電機(jī)18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(dòng)的無(wú)水檢測(cè)，然后自動(dòng)停機(jī)；當(dāng)p2＜p時(shí)，水泵自動(dòng)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(dòng)，由市政給水管網(wǎng)直接給用戶管網(wǎng)供水。

通過(guò)水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(lái)水檢測(cè)高壓報(bào)警設(shè)定值等功能參數(shù)，以及過(guò)載保護(hù)電流、過(guò)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)。水泵控制裝置還能設(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(dòng)自動(dòng)開機(jī)功能、電機(jī)編號(hào)、電機(jī)鎖定等功能設(shè)置與顯示等。

該水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(dòng)啟動(dòng)，恢復(fù)正常供水的停電繼續(xù)供水。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)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(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)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(huì)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。