CN216339826U - 一种基于一体机的多泵供水*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于一体机的多泵供水***，包括：多个一体机，通过通信总线进行数据交互；单个一体机包括水泵，与其配合连接的动力单元，变频单元，控制单元，及人机交互单元；通过人机交互单元设定多个一体机至少包括主机、备用机和从机，备用机和从机接收并响应所述主机的通讯帧，根据主机的指令控制从机的变频单元的运行状态；当主机故障或备用机超过设定时间未接收到主机信息时，备用机自动升级为主机。本实用新型将人机交互单元、控制单元、变频单元与动力单元集成在一起，形成一体机方案，解决了体积大，使用成本高的问题；一体机区分为主机、从机、备用机三种角色，每台机器的角色由人机交互单元进行设定。

Description

一种基于一体机的多泵供水***

技术领域

本实用新型属于电气设备技术领域，尤其是涉及一种基于一体机的多泵供水***。

背景技术

随着数字技术和电力电子技术的发展，楼宇的供水***已大量使用全变频恒压供水方案，即每台水泵的电机配置一台变频器。***的控制区采集***信号、使用通信总线与变频器进行数据交互，然后对收集到的数据做运算处理，生成对每台变频器的控制指令，协调安排每台泵的工作，从而实现了恒压供水，节省了能源，提高了水泵的使用寿命。

目前的全变频多泵供水***的方案，由人机交互区、控制区、变频设备、电机、水泵、管道共同组成。其中，控制区一般使用PLC或MCU控制板，具有数字信号模块、模拟信号模块、通讯模块；人机交互区一般使用触摸显示屏。其中，人机交互区、控制区、变频设备都安装在电气柜内，但使用电气柜有如下不便：1)体积大，在泵房内占地面积大，增加了建筑成本；2)组装成本高，电气柜运至现场后需要专业人员进行接线，增加了施工工作量；3)材料成本提高，电气柜本身和连接导线也占用了***可观的成本。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种占地面积减少，现场施工的工作量降低，有效保证供水的持续进行的基于一体机的多泵供水***。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于一体机的多泵供水***，包括：

多个一体机，通过通信总线进行数据交互；

单个一体机包括水泵，与其配合连接的动力单元，变频单元，控制单元，及人机交互单元；

通过人机交互单元设定多个一体机至少包括主机、备用机和从机，所述备用机和从机接收并响应所述主机的通讯帧，根据主机的指令控制从机的变频单元的运行状态；

当主机故障或备用机超过设定时间未接收到主机信息时，所述备用机自动升级为主机。

本实用新型将人机交互单元、控制单元、变频单元与动力单元集成在一起，形成一体机方案，解决了体积大，使用成本高的问题；一体机区分为主机、从机、备用机三种角色，每台机器的角色由人机交互单元进行设定；主机工作正常时，视备用机为从机；当***由两台泵组成时，一主机，一备用机；当泵的数量大于两台时，角色分别设定为主机、备用机、从机；添加了备用机的角色，在主机发生故障时，备用机可以自动升级为主机，履行泵组的控制功能，从而大大提高了***的可靠性，保证供水的持续性。

进一步的，还包括信号选通电路，其用于控制压力传感器信号仅传输至当前主机。

进一步的，所述信号选通电路包括与压力传感器信号输出端连接的第一电阻和第二电阻，控制第一开关开合的或非逻辑电路，及控制第二开关开合的或逻辑电路，所述第一电阻与第一开关串联后接地，第二电阻与第二开关串联后接地，所述或非逻辑电路的第一输入端连接或逻辑电路的输出端，第二输入端连接控制单元处理器的主机角色选通端；

所述或逻辑电路的第一输入端连地，第二输入端连接控制单元处理器的压力传感器的电压/电流信号类型选择端，同时通过第三电阻接地。

进一步的，所述或非逻辑电路的第二输入端通过第四电阻连接控制电源，用于保证第二输入端在控制单元处理器上电后默认为高电平。

进一步的，所述主机的控制单元用于采集信号和数据，并进行数据和逻辑处理。

进一步的，所述压力传感器的传输信号包括电压信号和电流信号。

进一步的，所述主机的控制单元为基于MCU开发的控制板。

本实用新型的有益效果是：将人机交互单元、控制单元、变频单元与动力单元集成在一起，形成一体机方案，解决了体积大，使用成本高的问题；一体机区分为主机、从机、备用机三种角色，每台机器的角色由人机交互单元进行设定；主机工作正常时，视备用机为从机；当***由两台泵组成时，一主机，一备用机；当泵的数量大于两台时，角色分别设定为主机、备用机、从机；添加了备用机的角色，在主机发生故障时，备用机可以自动升级为主机，履行泵组的控制功能，从而大大提高了***的可靠性，保证供水的持续性；解决了电气柜占地大，施工工作量大，成本高的问题，电气柜尺寸缩小，减少了占地面积，节省了成本，减少了现场施工的工作量，实现了泵组供水功能，并且添加了备用机功能，实现持续的恒压供水，节省了能源，延长了水泵的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的布设示意图一。

图2为本实用新型的布设示意图二。

图3为本实用新型的信号选通电路的示意图。

图4为本实用新型主机控制单元的工作机制示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

一种基于一体机的多泵供水***，包括多个一体机，多个一体机之间通过通信总线进行数据交互。其中单个一体机包括水泵，与其配合连接的动力单元，变频单元，控制单元，及人机交互单元。通过人机交互单元设定多个一体机中至少包括主机、备用机和从机，备用机和从机接收并响应主机的通讯帧，根据主机的指令控制从机的变频单元的运行状态；从而当主机故障或备用机超过设定时间未接收到主机信息时，备用机自动升级为主机。

上述主机的控制单元负责整个***的信号和数据采集，然后进行数据和逻辑处理，协调安排每台泵的工作，从而实现了泵组的供水功能。在本实施例中，主机的控制单元是基于MCU开发的控制板，MCU作为控制单元的处理器，负责采样、逻辑处理、计算、通信，解决了现有技术中人机交互区多采用工业触摸屏，存在体积大、价格高的问题。

主机的控制单元的工作机制为：a)获取从机的ID和运行状态信息；b)获取泵组的压力信号、开关量信号；c)供水PID运算；如图4所示，主机根据设定值与反馈值做PID运算，然后由动力分配模块决定每台一体机的启停和运行频率。动力分配模块用来处理加减泵逻辑、泵切换逻辑。上述过程为现有技术可以实现，不再赘述。

从机的控制单元的工作机制为，接收并响应主机的通讯帧，根据主机的指令控制从机变频设备的运行状态。

备用机的控制单元的工作机制为，主机工作正常时，备用机履行从机功能；在主机故障条件下或备用机超过定时器时间仍未收到主机信息的条件下，备用机可自动升级为主机，从而保证了***的可靠、不间断运行。

本多泵供水***还包括信号选通电路，其用于控制压力传感器信号仅传输至当前主机。

主机和备用机共用压力传感器，压力传感器的信号有电压信号和电流信号，电流信号可以是0-20mA，或4-20mA。在本实施例中，泵组只配置一个压力传感器，此时压力传感器信号需同时连接至主机和备用机，如图1所示，为避免信号，在本实施例中为电流信号，被两台一体机分流，在一体机的控制单元设计了信号选通电路，如图3所示，第一开关只有在一体机履行主机角色时才会导通，从而选通压力传感器的电流信号。

具体的，信号选通电路包括与压力传感器信号输出端连接的第一电阻R1和第二电阻R2，第一开关，控制第一开关开合的或非逻辑电路，第二开关，及控制第二开关开合的或逻辑电路。

第一电阻R1与第一开关串联，并且串联后接地，第二电阻R2与第二开关串联，并且串联后接地，或非逻辑电路的第一输入端连接或逻辑电路的输出端，或非逻辑电路的第二输入端连接控制单元的处理器的主机角色选通端。

具体的，或非逻辑电路的第二输入端通过第四电阻R4连接控制电源，用于保证第二输入端在控制单元上电后默认为高电平。

或逻辑电路的第一输入端接地，其第二输入端连接控制单元的处理器的压力传感器的电压/电流信号类型选择端，同时通过第三电阻R3接地。

信号选通电路的具体实现方式为：

a)第一开关用于选通压力传感器的电流信号，第二开关用于选通压力传感器的电压信号；

b)人机交互单元可设定压力传感器的信号类型，并使用通信帧将设定值发送至控制单元；

若设定为压力信号，则控制单元的处理器的Pin2输出高电平；

若设定为电流信号，则控制单元的处理器的Pin2输出低电平；

c)人机交互单元可设定本台一体机的角色，并使用通信帧将设定值发送至控制单元；

若设置为主机，则控制单元的处理器的Pin3输出低电平；

若设置为备用机、从机，则控制单元的处理器的Pin3输出高电平；

d)逻辑“或”、逻辑“或非”、配合***的上拉、下拉电流保证了第一开关和第二开关不可能同时导通；

e)第二开关的选通描述：控制单元处理器的Pin2输出高电平，则第二开关导通，压力传感器的电压信号被接通，否则断开；

f)第一开关的选通描述：第一开关的导通需同时满足本台一体机的压力传感器设定为电流信号，及本台一体机承担主机角色。

即，压力传感器设定为电流信号，控制单元的处理器的Pin2输出低电平；本台一体机承担主机角色，Pin3输出低电平。经“或非”逻辑处理后，第一开关导通，从而保证只有主机才能选通压力传感器的电流信号。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于一体机的多泵供水***，其特征在于包括：

多个一体机，通过通信总线进行数据交互；

单个一体机包括水泵，与其配合连接的动力单元，变频单元，控制单元，及人机交互单元；

通过人机交互单元设定多个一体机至少包括主机、备用机和从机，所述备用机和从机接收并响应所述主机的通讯帧，根据主机的指令控制从机的变频单元的运行状态；

当主机故障或备用机超过设定时间未接收到主机信息时，所述备用机自动升级为主机。

2.根据权利要求1所述的基于一体机的多泵供水***，其特征在于：还包括信号选通电路，其用于控制压力传感器信号仅传输至当前主机。

3.根据权利要求2所述的基于一体机的多泵供水***，其特征在于：所述信号选通电路包括与压力传感器信号输出端连接的第一电阻和第二电阻，控制第一开关开合的或非逻辑电路，及控制第二开关开合的或逻辑电路，所述第一电阻与第一开关串联后接地，第二电阻与第二开关串联后接地，所述或非逻辑电路的第一输入端连接或逻辑电路的输出端，第二输入端连接控制单元处理器的主机角色选通端；

所述或逻辑电路的第一输入端连地，第二输入端连接控制单元处理器的压力传感器的电压/电流信号类型选择端，同时通过第三电阻接地。

4.根据权利要求3所述的基于一体机的多泵供水***，其特征在于：所述或非逻辑电路的第二输入端通过第四电阻连接控制电源，用于保证第二输入端在控制单元处理器上电后默认为高电平。

5.根据权利要求1所述的基于一体机的多泵供水***，其特征在于：所述主机的控制单元用于采集信号和数据，并进行数据和逻辑处理。

6.根据权利要求2所述的基于一体机的多泵供水***，其特征在于：所述压力传感器的传输信号包括电压信号和电流信号。

7.根据权利要求1所述的基于一体机的多泵供水***，其特征在于：所述主机的控制单元为基于MCU开发的控制板。

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