多变频控制系统及控制方法技术方案

多变频控制系统及控制方法，涉及一种水泵控制系统。目前中、大容量恒压供水系统频率波动大，易引起水管压力不稳，产生水锤效应。本发明专利技术包括一体式变频电机、水泵专用控制器、与水泵专用控制相连的通讯装置、采样模块及显示模块；水泵专用控制器配置一路CAN总线通讯及多路485通讯，水泵专用控制器通过连接手机、电脑、平板、触摸屏中的一种或多种实现人机交互；水泵专用控制器通过采样模块连接传感器获取压力、流量和温度以反馈当前系统状态，水泵专用控制器根据压力值、流量值和温度值运算处理后与设定的信号进行比较运算后控制一体式变频电机工作实现恒压供水控制。本技术方案通过多台的一体式变频电机配合工作，减少扰动，避免产生水锤效应。

【技术实现步骤摘要】
多变频控制系统及控制方法
本专利技术涉及一种水泵控制系统及控制方法，尤其指多变频控制系统。
技术介绍
在水资源和电能逐渐紧缺的时代，节水节能已成为建设可持续发展社会的重要主题。变频调速恒压供水控制系统，以管网水压为设定参数，通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压闭环调节，使供水系统自动恒定于设定的压力值。根据用水量的大小，由控制系统控制水泵的数量以及控制变频器对水泵的调速，来实现恒压供水。变频调速恒压供水系统具有电机起动和制动平稳、无水锤效应、噪声低等特点。同时提高了供水系统的稳定性和可靠性。目前在国内外变频调速恒压供水系统，在变频与工频的切换技术上，大多采用主电路串接软启动器的降压启动方法。对于中、大容量恒压供水系统中存在的水压闭环控制问题和变频电源与工频电源无扰动平稳的切换问题没有得到根本解决。而且频率波动大，易引起水管压力不稳，产生水锤效应。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能，并且降低供水控制系统的成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供多变频控制系统，以达到水管压力稳定的目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。本专利技术包括一体式变频电机、水泵专用控制器、与水泵专用控制相连的通讯装置、采样模块及显示模块；水泵专用控制器配置一路CAN总线通讯及多路485通讯，水泵专用控制器通过连接手机、电脑、平板、触摸屏中的一种或多种实现人机交互；水泵专用控制器通过采样模块连接传感器获取压力、流量和温度以反馈当前系统状态，水泵专用控制器根据压力值、流量值和温度值运算处理后与设定的信号进行比较运算后控制一体式变频电机工作实现恒压供水控制，所述的一体式变频电机包括电机、与电机一体设置的变频器；多变频控制系统包含多台一体式变频电机和至少一个水泵专用控制器；一个水泵专用控制器与多台一体式变频电机通讯相连，或多个水泵专用控制器与多台一体式变频电机通讯相连。本技术方案通过多台的一体式变频电机配合工作，减少扰动，避免产生水锤效应。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术还包括以下附加技术特征。进一步的，多个水泵专用控制器之间采用Canopen协议中的FlyingMaster方法来确定当前主控，其他主控则处于备用状态．当备用主控单元发现当前主控出故障后，备用主控会重新启动FlyingMaster方法来确定新的主控单元，水泵专用控制器通过RS485通讯控制一体式变频电机。进一步的，所述的传感器包括用于反馈实时压力的压力传感器、反馈实时流量的流量传感器、反馈实时温度的温度传感器，水泵专用控制器根据压力传感器、流量传感器、温度传感器采集的信息实现对流体的恒压、恒流、恒温控制。进一步的，所述的采样模块由CAN总线供电，CAN总线由水泵专用控制器供电，当有多个水泵专用控制器时总线电源并联，其中一个水泵专用控制器故障，不影响采样模块工作；多个水泵专用控制器电源在接入到总线电源前端配有一个二级管以防止电线电流倒灌。进一步的，水泵专用控制器间采用CAN通讯,当主控模块断电后，该节点处于浮空状态，避免对总线上的其他通讯设备造成影响；总线自动进行地址设定，根据泵组系统总线串联方式，采用地址自增方式实现。进一步的，采样模块采集各类输入数据及输出控制信号，采样模块收到传感器反馈的信息后，将这些数据主动发送到Can总线上，所有水泵专用控制器可以同时接收到这些数据以实现数据共享。进一步的，水泵专用控制器通过485通讯接口与一体式变频电机通讯；所述的水泵专用控制器设有远程监控模块，通讯模块包括GPRS模块、蓝牙模块和/或wi-fi模块；远程监控模块通过GPRS和/或wi-fi方式实现远程监控模块的升级及故障软修复。手机、平板、电脑通过蓝牙与系统实现通讯，实现近距离无线监控。本专利技术的另一目的为提出一种多变频控制方法，其包括以步骤：1）通过安装在出水总管上的压力变送器和流量传感器实时将压力和流量非电量信号转换为4~20mA或0~10V弱电信号，输入到采样模块，采样模块挂在CAN总线线上，为一个或多个水泵专用控制器实时反馈当前系统的实时状态，采样模块将信息输入到水泵专用恒压供水控制器；2)信号经水泵专用控制器运算处理后与设定的信号进行比较运算出最佳的运行工况参数及水泵运行台数，由水泵专用控制器的输出逻辑控制指令给一体式变频电机控制泵的输出转速；当水泵专用控制器检测到存在更高容量的需求时，水泵专用控制器将通过MODBUS控制提高一体式变频电机转速，当达到最高转速时仍无法满足这一需求时，保持当前一体式变频电机转速并起动下一台一体式变频电机，当启动泵后，水泵专用控制器将通过MODBUS控制下新投入的一体式变频电机将从最小频率开始继续进行调节，如此循环直至达到系统供水要求;当水泵专用控制器检测到容量过剩时，则降低运行时间最长的一体式变频电机转速，当达到最低转速时仍无法满足这一需求时，停上当前一体式变频电机运行并开始降低下一台运行时间最长的一体式变频电机转速，如此循环直至达到系统供水要求。当停止所有一体式变频电机时，系统将进入睡眠模式，以保持供水系统的压力或流量同时保护供水系统安全，达到节能效果。进一步的，水泵专用控制器进行监视和控制时的参数包括第一参数组、第二参数组、第三参数组，所述的第一参数组用于监视系统的运行状态；第二参数组用于查询系统的出厂信息；第三参数组用于控制系统的运行参数；其中第一参数组的状态参数包括：历史故障信息、电机输出电流、电机是否在线、电机在不同速度下的最大输出功率、工作时间、PIM模块温度、模拟或数字控制方式、电机旋转方向、电机最大转速、电机运行速度；第二参数组的出厂信息包括：电机出厂日期、电机序列号、控制器版本；第三参数组的控制运行参数包括：模拟或数字控制方式、电机旋转方向、电机最大转速、电机运行速度、PID参数调节、加减速；主机对每一参数组的单个参数或多个参数进行监视和控制。有益效果：本技术方案通过多台的一体式变频电机配合工作，减少扰动，避免产生水锤效应。且本技术方案采用中全频恒压控制频率波动，压力、流量、温度控制恒定；采用一体式变频电机，整机组装调试方便、产品体积大大减少；整机防水防尘，防护等级达到IP55以上；人机交互简单方便;降低成本;产品可靠性高。附图说明图1是本发的系统图。图2是本专利技术的总线图。图3是本专利技术压力或流量与泵数量和泵转速关系图。图4是本专利技术控制流程示例图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1、2所示，本专利技术由一体式变频电机、水泵专用控制器、GPRS模块、蓝牙模块、采样模块、显示模块组成，水泵专用控制器配置3路485通讯一路GAN总线通讯。系统通过压力、流量、温度等传感器反馈实时的压力、流量、温度实现对流体的恒压、恒流、恒温控制。其中一体式变频电机是由电机加变频器组成的一体式变频调速动力装置。水泵专用控制器是多变频控制系统的控制中心，而且该系统允许多个控制中心的存在．水泵专用控制器之间采用Canopen协议中的FlyingMaster方法来确定当前主控，其他主控则处于备用状态．当备用主控单元发现当前主控出故障后，备用主控会重新启动FlyingMaster方法来确定新的主控单元．水泵专用控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
多变频控制系统，其特征在于：包括一体式变频电机、水泵专用控制器、与水泵专用控制相连的通讯装置、采样模块及显示模块；水泵专用控制器配置一路CAN总线通讯及多路485通讯，水泵专用控制器通过连接手机、电脑、平板、触摸屏中的一种或多种实现人机交互；水泵专用控制器通过采样模块连接传感器获取压力、流量和温度以反馈当前系统状态，水泵专用控制器根据压力值、流量值和温度值运算处理后与设定的信号进行比较运算后控制一体式变频电机工作实现恒压供水控制，所述的一体式变频电机包括电机、与电机一体设置的变频器；多变频控制系统包含多台一体式变频电机和至少一个水泵专用控制器；一个水泵专用控制器与多台一体式变频电机通讯相连，或多个水泵专用控制器与多台一体式变频电机通讯相连。

【技术特征摘要】
1.多变频控制系统，其特征在于：包括一体式变频电机、水泵专用控制器、与水泵专用控制相连的通讯装置、采样模块及显示模块；水泵专用控制器配置一路CAN总线通讯及多路485通讯，水泵专用控制器通过连接手机、电脑、平板、触摸屏中的一种或多种实现人机交互；水泵专用控制器通过采样模块连接传感器获取压力、流量和温度以反馈当前系统状态，水泵专用控制器根据压力值、流量值和温度值运算处理后与设定的信号进行比较运算后控制一体式变频电机工作实现恒压供水控制，所述的一体式变频电机包括电机、与电机一体设置的变频器；多变频控制系统包含多台一体式变频电机和至少一个水泵专用控制器；一个水泵专用控制器与多台一体式变频电机通讯相连，或多个水泵专用控制器与多台一体式变频电机通讯相连。2.根据权利要求1所述的多变频控制系统，其特征在于：多个水泵专用控制器之间采用Canopen协议中的FlyingMaster方法来确定当前主控，其他主控则处于备用状态．当备用主控单元发现当前主控出故障后，备用主控会重新启动FlyingMaster方法来确定新的主控单元，水泵专用控制器通过RS485通讯控制一体式变频电机。3.根据权利要求1所述的多变频控制系统，其特征在于：所述的传感器包括用于反馈实时压力的压力传感器、反馈实时流量的流量传感器、反馈实时温度的温度传感器，水泵专用控制器根据压力传感器、流量传感器、温度传感器采集的信息实现对流体的恒压、恒流、恒温控制。4.根据权利要求1所述的多变频控制系统，其特征在于：所述的采样模块由CAN总线供电，CAN总线由水泵专用控制器供电，当有多个水泵专用控制器时总线电源并联，其中一个水泵专用控制器故障，不影响采样模块工作；多个水泵专用控制器电源在接入到总线电源前端配有一个二级管以防止电线电流倒灌。5.根据权利要求4所述的多变频控制系统，其特征在于：水泵专用控制器间采用CAN通讯,当主控模块断电后，该节点处于浮空状态，避免对总线上的其他通讯设备造成影响；总线自动进行地址设定，根据泵组系统总线串联方式，采用地址自增方式实现。6.根据权利要求4所述的多变频控制系统，其特征在于：采样模块采集各类输入数据及输出控制信号，采样模块收到传感器反馈的信息后，将这些数据主动发送到Can总线上，所有水泵专用控制器可以同时接收到这些数据以实现数据共享。7.根据权利要求1所述的多变频控制系统，其特征在于：水泵专用控制器通过485通讯接口与一体式变频电机通讯；所述的水泵专用控制器设有远程监控模...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪春兵，廉晨龙，郑亚丽，冯芬，桂冬林，
申请(专利权)人：卧龙电气集团股份有限公司，卧龙电气集团杭州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33