CN218850606U - 一种供水*** - Google Patents

Abstract

公开了一种供水***，包括：多组供水装置；总线，多组所述供水装置并联连接至所述总线；以及电源模块，与每组所述供水装置连接，用于为每组所述供水装置供电；其中，每组所述供水装置包括功率采样模块，所述功率采样模块连接至所述电源模块，所述功率采样模块用于获取所述电源模块的供电功率，当所述电源模块的供电功率达到启动功率时，按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置。本实用新型能够充分利用电源模块的供电功率，进一步能够充分利用所述电源模块接收的太阳能能量。

Description

一种供水***

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种供水***。

背景技术

随着成本的下降，光伏太阳能板被应用于越来越多的领域，例如用于城市供水、农业灌溉等用途。

其中，在农业灌溉领域中，通常对地下水的需求比较大，需要多个深井水泵一起工作，光伏太阳能板同时给多个水泵供电。但是会导致无法有效利用光照弱时的太阳能能量，具体地，在光照强的时候，每个水泵都能正常工作；而在光照弱的情况下，由于供电功率不足，导致每个水泵都无法正常工作，进一步导致每个水泵都不能从地下抽上水来。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种供水***，以有效利用太阳能。

本实用新型第一方面提供一种供水***，包括：

多组供水装置；

总线，多组所述供水装置并联连接至所述总线；以及

电源模块，与每组所述供水装置连接，用于为每组所述供水装置供电；

其中，每组所述供水装置包括功率采样模块，所述功率采样模块连接至所述电源模块，所述功率采样模块用于获取所述电源模块的供电功率，当所述电源模块的供电功率达到启动功率时，按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置。

优选地，每组所述供水装置包括控制器以及与所述控制器连接的水泵；所述控制器包括：

控制模块；

水泵驱动模块，将所述水泵连接至所述控制模块，用于接收所述控制模块提供的驱动信号，并且驱动所述水泵按照驱动信号在不同工作状态下运行；

总线接口，将所述总线连接至所述控制模块；

其中，每组所述供水装置的控制模块用于获取所述电源模块的供电功率、获取本组供水装置的工作状态/运行参数以及经由所述总线获取其他组供水装置的工作状态/运行参数。

优选地，所述电源模块为太阳能供电模块，每组所述供水装置的控制器包括：

电源接口，所述电源接口连接至所述电源模块；以及

DC-DC转换模块，所述DC-DC转换模块将所述电源接口连接至控制模块，用于经由所述电源接口接收电源模块提供的电压，并且对接收的电压进行转换。

优选地，每组所述供水装置还包括人机交互模块；

所述控制器还包括人机交互接口，将所述人机交互模块连接至所述控制模块。

优选地，所述人机交互模块包括按键模块以及显示模块。

本实用新型提供的供水***控制方法及供水***，将多组所述供水装置并联，并且设置每组所述供水装置的启动优先级，在电源模块的供电功率达到启动功率时，按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置。使得所述供水***可以根据电源模块的供电功率控制供水装置的启动数量，进一步使得电源模块的供电功率相对较低时启动数量较少的供水装置，功率模块的供电功率相对较高时启动数量较多的供水装置。相对于对多组供水装置不能单独控制，只能同时抽水的供水***，本实施例有效的避免了电源模块的供电功率不足时，所有的供水装置均无法工作。本实用新型实施例能够充分地利用电源模块的供电功率,进一步充分利用太阳能的能量。

进一步地，每组所述供水装置的控制器控制自身的工作状态，可以根据需求控制自身的开启以及关闭，相较于主机控制供水***中多组供水装置同时启动，本实用新型实施例的供水***的开启以及关闭更加灵活，以便于根据电源模块的供电功率及每组所述供水装置的状态控制供水装置的启动。。

在优选的实施例中，通过供水装置的第一运行参数(水泵转速/功率)来判断供电功率是否足够启动下一优先级的供水装置，使得运行的供水装置都在最佳的运行状态。

在优选的实施例中，在电源模块的供电功率充足时启动下一优先级的供水装置；在电源模块的供电功率不够充足时，判断当前运行的供水装置是否需要关闭。本实用新型实施例使得所述电源模块的供电功率充足时，驱动尽可能多组供水装置运行，所述电源模块的供电功率不够充足时，驱动有限组的供水装置运行，能够充分利用电源模块的供电功率，进一步能够充分利用所述电源模块接收的太阳能。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例的供水***的电路结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的每组供水装置的结电路结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例的控制器的电路结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例的供水***的控制方法的流程示意图；

图5示出了本实用新型实施例按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置的方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。

本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图1示出了本实用新型实施例的供水***的电路结构示意图；如图1所示，所述供水***包括多组供水装置10、总线20以及电源模块30。其中，每组所述供水供水装置10分别与所述电源模块30电连接。所述总线20分别与每组所述供水装置10连接，多组所述供水装置10并联连接至所述总线20上。

图2示出了每组所述供水装置的电路结构示意图；如图2所示，每组所述供水装置10至少包括水泵110以及控制器120。其中，所述水泵110的进水口连接至供水水源，所述水泵110的出水口连接至出水管，所述水泵110经由所述出水管实现供水。

图3示出了控制器的电路结构示意图；如图3所示，所述控制器120至少包括控制模块121、电机驱动模块122、总线接口123、DC-DC转换模块125以及电源接口126。

所述电机驱动模块122将所述水泵110接至所述控制模块121，所述电机驱动模块122用于接收所述控制模块121提供的驱动信号，并且驱动所述水泵110按照驱动信号在不同工作状态下运行。不同的工作状态例如包括停机状态、MPPT(Maximum Power PointTracking，最大功率点跟踪)运行状态、额定最大转速/额定最大功率运行状态、故障状态等。

所述总线20经由每组所述供水装置10的总线接口123分别与该组所述供水装置10的控制模块121连接。多组所述供水装置10并联连接至所述总线20上；所述总线20用于实现多组所述供水装置10之间的信息共享。本实施例中，所述总线接口123例如为485接口，但不限于此。

多组所述供水装置的运行状态包括：停机状态、工作状态、检测状态、故障状态；其中，所述工作状态包括MPPT运行状态与额定转速/功率运行状态；每组所述供水装置的运行状态经由所述总线共享给其他组供水装置。

进一步地，每组供水装置的控制器对与其连接的水泵的故障状态进行检测，检测与其连接的水泵处于故障状态时，或者检测到与其连接的水泵没有处于故障状态，但是在启动过程中发现与其连接的水泵难以启动时，将该组供水装置的状态更新为故障状态，并经由总线共享给其他组供水装置的控制器。

本实施例中，所述电源模块30例如为太阳能供电模块，所述电源模块30经由每组所述供水装置10的电源接口126连接至所述控制器120；

具体地，所述电源模块30经由每组所述供水装置10的电源接口126连接至所述控制器120的DC-DC转换模块125，所述DC-DC转换模块125将所述电源接口126连接至所述控制模块121。所述DC-DC转换模块125用于经由所述电源接口126接收电源模块30提供的电压，并且对接收的电压进行转换，以向所述控制模块121提供合适的电压。

进一步地，所述电源接口126和所述控制模块121之间还连接有功率采样模块127，所述功率采样模块127经由所述电源结构126获取所述电源模块30的供电功率。

进一步地，所述电源接口126还经由所述电机驱动模块122连接至所述水泵110，所述电源模块30经由所述电源接口126向所述水泵110供电。

进一步地，每组所述供水装置10还包括人机交互模块150，所述人机交互模块包括按键模块151和显示模块152。所述控制器120还包括人机交互接口124；所述人机交互接口124用于将所述按键模块151以及所述显示模块152接至所述控制模块121。

图4示出了本实用新型实施例的供水***的工作方法的流程示意图；如图4所示，所述供水***的控制方法包括以下步骤。

S10：设置每组所述供水装置的启动优先级。

本实施例中，多组所述供水装置10并联连接至所述总线20上。每组所述供水装置10上电之后，处于停机状态。接着，设置每组所述供水装置10的启动优先级，在所述电源模块30提供的功率达到启动功率时，多组所述供水装置10按照启动优先级依次启动。

进一步地，经由所述人机交互模块150的按键模块151对每组所述供水装置10进行编号，并且按照每组所述供水装置10的编号设置其启动的顺序，以获取每组所述供水装置10的启动优先级。

在一个具体地实施例中，多组供水装置10例如分别为第一供水装置11、第二供水装置12、……、第N供水装置1n；其中，第一供水装置11、第二供水装置12、……、第N供水装置1n的编号例如依次为1、2、……、n。本实施例中，按照多组所述供水装置10的编号的顺序设置每组所述供水装置10启动的优先级，即设置编号为1的第一供水装置为第一优先级，编号为2的第二供水装置12为第二优先级，……，编号为N的第N供水装置1n为第N优先级。在其他实施例中，还可以按照多组所述供水装置10的编号的逆序或者任意顺序设置每组所述供水装置10启动的优先级，本实施例对此不做限制。

进一步地，每组所述供水装置10的启动优先级还可以经由该组所述供水装置10的显示模块152进行显示，以及经由所述总线20提供给其他组供水装置10的控制模块121。即每组供水装置10接收经由按键模块151提供的本组供水装置10的启动优先级，以及经由所述总线20提供的其他组供水装置10的启动优先级，每组所述供水装置10接收本组和/或其他组供水装置10的启动优先级之后，更新至该组供水装置10的控制模块121。

S20：以第一时间间隔获取所述电源模块的供电功率，并判断其是否达到启动功率。

该步骤中，可以设置每组所述供水装置10的控制模块121以第一时间间隔获取所述电源模块30的供电功率值，也可以设置优先级最高的供水装置10的控制模块121以第一时间间隔获取所述电源模块30的供电功率值。本实施例中，为了节省电量、通讯量以及计算量，优选为优先级最高的供水装置10的控制模块121以第一时间间隔获取所述电源模块30的供电功率值，并判断其是否达到启动功率。

其中，当获取的电源模块30的供电功率值达到启动功率时，按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置。当获取的电源模块30的供电功率没有达到启动功率时，则继续以第一时间间隔获取所述电源模块30的供电功率。

图5示出了本实用新型实施例按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置的方法的流程图，如图5所示，按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置的方法具体包括：

S210：启动优先级最高且非故障的供水装置。

该步骤中，获取优先级最高的供水装置(例如第一优先级的供水装置)的工作状态，并且判断其是否处于故障状态。如果优先级最高的供水装置没有处于故障状态，则启动优先级最高的供水装置；如果优先级最高的供水装置处于故障状态，获取下一优先级供水装置(例如第二优先级的供水装置)的工作状态，并且判断其是否处于故障状态，直至得到没有处于故障状态的供水装置，启动该没有处于故障状态的供水装置。

本实施例中，启动的供水装置10的水泵110由停机状态进入MPPT运行状态，没有启动的供水装置10依然保持停机状态。所述启动功率例如为至少能够启动一组所述供水装置10的水泵的功率，在其他实施例中，所述启动功率可以根据需要进行任意的设置，本实施例对此不做限制。

进一步地，每组所述供水装置10的控制模块121定时获取该组所述供水装置10的水泵110的工作状态，并且该组所述供水装置10的水泵110的工作状态经由所述总线20提供给其他组供水装置10的控制模块121。每组所述供水装置10的水泵110的工作状态例如包括停机状态、MPPT运行状态、额定最大转速/额定最大功率运行状态、故障状态等。

S220：以第二时间间隔获取当前运行的供水装置的第一运行参数，并且判断其是否达到第一预设值；

其中，当前运行的第一运行参数达到第一预设值时，则进入步骤S231：判断是否存在优先级低于当前运行的供水装置，且非故障的供水装置；当前运行的供水装置的第一运行参数没有达到第一预设值时，则进入步骤S232：判断当前运行的供水装置是否需要关闭。

本实施例中，所述第一运行参数包括每组供水装置的水泵转速/功率；所述第一预设值例如为额定最大转速/额定最大功率。本实施例通过供水装置的第一运行参数(水泵转速/功率)来判断供电能量是否足够启动下一优先级的供水装置。具体地，当前运行的第一运行参数达到第一预设值时，代表电源模块的供电能量充足，当前运行的供水装置的第一运行参数没有达到第一预设值时，代表电源模块的供电能量不充足。

本实施例能够充分利用所述电源模块接收的太阳能。具体地，在电源模块的供电能量充足时启动下一优先级的供水装置，使得所述电源模块的供电能量充足时，驱动尽可能多组供水装置运行。在电源模块的供电能量不够充足时，判断当前运行的供水装置是否需要关闭，使得所述电源模块的供电能量不够充足时，驱动有限组的供水装置运行。

步骤S231中，如果存在优先级低于当前运行的供水装置10的优先级，且非故障的供水装置10，则启动非故障的下一优先级的供水装置，如果不存在优先级低于当前运行的供水装置10的优先级，则当前运行的供水装置保持原有的状态运行。

进一步地，判断判断是否存在优先级低于当前运行的供水装置，且非故障的供水装置的方法包括：获取下一优先级的供水装置10的工作状态，并且判断其是否处于故障状态，如果下一优先级供水装置处于故障状态，则跳过，直至获取到没有处于故障状态的供水装置10，则存在优先级低于当前运行的供水装置10的优先级，且非故障的供水装置10。如果优先级低于当前运行的供水装置的优先级的供水装置10均处于故障状态，则不存在优先级低于当前运行的供水装置10的优先级，且非故障的供水装置10。

其中，启动的供水装置从停机状态进入MPPT运行状态。其中一组供水装置启动时，运行的上一优先级的供水装置从MPPT运行状态进入额定最大转速/额定最大功率运行状态。其中，当所述供水装置10为最后一优先级时，其工作状态不会转变为额定最大转速/额定最大功率运行状态。

进一步地，启动非故障的下一优先级的供水装置之后还包括判断该处于非故障状态的下一优先级的供水装置是否启动；如果启动，则获取当前运行的供水装置的第一运行参数，并且根据其第一运行参数的变化改变其工作状态；如果没有启动，则在预设时间内重新启动，等待时间超过预设时间，则所述该处于非故障状态的下一优先级的供水装置变为故障状态；当前运行的供水装置保持额定转速/功率状态，启动处于非故障状态的下一级供水装置；如果当前运行的水泵是最后一个非故障水泵，则变为恒压运行状态。

进一步地，步骤S232：判断当前运行的供水装置是否需要关闭的方法包括：获取当前运行的供水装置的上一优先级供水装置的第一运行参数，并且判断上一优先级供水装置的第一运行参数与第一预设值的比值是否小于第二预设值。如果小于第二预设值，则关闭当前运行的供水装置，上一优先级供水装置从额定转速/功率运行状态变为MPPT运行状态；如果大于等于第二预设值，则当前运行的供水装置保持原有的状态运行。

其中，如果其上一优先级供水装置10处于故障状态，则跳过其上一优先级供水装置10，直发现处于运行状态(通常为额定最大转速/额定最大功率运行状态)的上一优先级的供水装置10。

进一步地，当判断当前运行的供水装置10需要关闭时，当前运行的供水装置10的工作状态由MPPT运行状态变更为停机状态，而处于运行状态的上一优先级的供水装置10的工作状态由额定最大转速/额定最大功率运行状态变更为MPPT运行状态。当判断当前运行的供水装置10不需要关闭时，继续以MPPT模式运行。

本实施例中，所述第二运行参数包括运行功率和额定最大功率的比值，所述第二预设值例如为0.9。

如果当前运行的供水装置是唯一一组处于运行状态的供水装置，当前运行的水泵的第一运行参数小于第三预设值时，当前运行的供水装置关闭。

进一步地，所述第二时间间隔和所述第三时间间隔可以与所述第一时间间隔相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据需要对第一时间间隔、第二时间间隔以及第三时间间隔进行设置，本实施例对此不做限制。

本实用新型提供的供水***控制方法及供水***，将多组所述供水装置并联，并且设置每组所述供水装置的启动优先级，在电源模块的供电功率达到启动功率时，按照预设的优先级依次启动多组所述供水装置。使得所述供水***可以根据电源模块的供电能量控制供水装置的启动数量，进一步使得电源模块的供电能量相对较低时启动数量较少的供水装置，功率模块的供电能量相对较高时启动数量较多的供水装置。相对于同时对多组供水装置的供水***，本实施例有效的避免了电源模块的供电能量较低时，所有的供水装置均无法有效工作。

进一步地，每组所述供水装置的控制器控制自身的工作状态，可以根据需求控制自身的开启以及关闭，相较于主从控制供水***中多组供水装置同时启动，本实用新型实施例的供水***的开启以及关闭更加灵活，以便于根据供水需求控制供水装置的启动数量。

在优选的实施例中，当前运行的第一运行参数达到第一预设值时，代表电源模块的供电能量满足水泵启动要求，当前运行的供水装置的第一运行参数没有达到第一预设值时，代表电源模块的供电能量不充足。通过供水装置的第一运行参数(水泵转速/功率)来判断供电能量是否足够启动下一优先级的供水装置，使得运行的供水装置都在最佳的运行状态。

在优选的实施例中，在电源模块的供电能量充足时启动下一优先级的供水装置；在电源模块的供电能量不够充足时，判断当前运行的供水装置是否需要关闭。本实用新型实施例使得所述电源模块的供电能量充足时，驱动尽可能多组供水装置运行，所述电源模块的供电能量不够充足时，驱动有限组的供水装置运行，能够充分所述电源模块接收的太阳能。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种供水***，其特征在于，包括：

多组供水装置；

总线，多组所述供水装置并联连接至所述总线；以及

电源模块，与每组所述供水装置连接，用于为每组所述供水装置供电；

其中，每组所述供水装置包括控制器以及与所述控制器连接的水泵；所述控制器包括：

控制模块；

功率采样模块，所述功率采样模块连接至所述电源模块，所述功率采样模块用于获取所述电源模块的供电功率。

2.根据权利要求1所述的供水***，其中，所述控制器包括：

水泵驱动模块，将所述水泵连接至所述控制模块，用于接收所述控制模块提供的驱动信号，并且驱动所述水泵按照驱动信号在不同工作状态下运行；

总线接口，将所述总线连接至所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的供水***，其中，所述电源模块为太阳能供电模块，每组所述供水装置的控制器包括：

电源接口，所述电源接口连接至所述电源模块；以及

DC-DC转换模块，所述DC-DC转换模块将所述电源接口连接至控制模块，用于经由所述电源接口接收电源模块提供的电压，并且对接收的电压进行转换。

4.根据权利要求2所述的供水***，其中，每组所述供水装置还包括人机交互模块；

所述控制器还包括人机交互接口，将所述人机交互模块连接至所述控制模块。

5.根据权利要求4所述的供水***，其中，所述人机交互模块包括按键模块以及显示模块。

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