纯水设备恒压变频控制系统及其控制方法.pdf

本发明涉及一种纯水设备恒压变频控制系统及其控制方法，液位检测装置生成液位检测信号并发送至控制装置；压力检测装置生成压力检测信号并发送至频率调节装置。控制装置对液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至频率调节装置；频率调节装置在接收到调控指令时根据压力检测信号调整频率信号的频率。根据液位高度和压力调整频率信号的频率，从而对水泵转速进行调控，实现纯水设备的恒压变频控制，同时通过远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示，以便及时知晓，无需操作人员现场参与操控，提高了操作便利性。

1.  一种纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，包括液位检测装置、压力检测装置、控制装置、频率调节装置和远程控制器，所述控制装置连接所述液位检测装置、频率调节装置和远程控制器，所述压力检测装置连接所述频率调节装置，所述频率调节装置用于连接纯水设备的水泵控制装置，
所述液位检测装置用于监控所述纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至所述控制装置；所述压力检测装置用于监控所述纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至所述频率调节装置；
所述频率调节装置发送用于控制所述纯水设备的水泵转速的频率信号至所述水泵控制装置；所述控制装置用于对所述液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在所述液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至所述频率调节装置；所述频率调节装置在接收到所述调控指令时，根据所述压力检测信号调整所述频率信号的频率，所述远程控制器用于实时获取纯水设备的工作状态数据和所述液位高度值并发送至移动终端进行显示。

2.  根据权利要求1所述的纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，所述控制装置还用于在所述液位高度值大于预设的报警阈值时输出报警指令至所述远程控制器，所述报警阈值大于所述液位阈值；所述远程控制器在接收到所述报警指令后发送报警信息至所述移动终端。

3.  根据权利要求2所述的纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，所述移动终端包括移动手机；所述远程控制器发送报警信息至所述移动终端具体包括发送提醒短信至所述移动手机、拨号至所述移动手机和发送提醒信息至所述移动手机的WEB页面进行显示中的至少一种。

4.  根据权利要求1所述的纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，所述远程控制器还用于接收停止指令并传输至所述控制装置；所述控制装置在接收到所述停止指令后控制所述频率调节装置停止发送所述频率信号。

5.  根据权利要求1所述的纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，还包括连接所述控制装置的触控显示装置，所述控制装置还用于存储所述纯水设备的工艺流程数据；所述触控显示装置用于发送查询指令至所述控制装置，所述控制装置根据所述查询指令提取对应的数据并发送至所述触控显示装置进行显 示。

6.  根据权利要求1-5任意一项所述的纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，所述液位检测装置为连接所述控制装置的液位变送器。

7.  根据权利要求1-5任意一项所述的纯水设备恒压变频控制系统，其特征在于，所述压力检测装置为连接所述频率调节装置的压力变送器。

8.  一种纯水设备恒压变频控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
液位检测装置监控纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至控制装置；
压力检测装置监控所述纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至频率调节装置；
所述频率调节装置发送用于控制所述纯水设备的水泵转速的频率信号至所述纯水设备的水泵控制装置；
所述控制装置对所述液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在所述液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至所述频率调节装置；
所述频率调节装置在接收到所述调控指令时，根据所述压力检测信号调整所述频率信号的频率；
远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和所述液位高度值并发送至移动终端进行显示。

9.  根据权利要求8所述的纯水设备恒压变频控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制装置对所述液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在所述液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至所述频率调节装置的步骤之后，还包括以下步骤：
所述控制装置在液位高度值大于预设的报警阈值时输出报警指令至远程控制器；
所述远程控制器在接收到报警指令后发送报警信息至移动终端。

10.  根据权利要求9所述的纯水设备恒压变频控制系统的控制方法，其特征在于，所述远程控制器在接收到报警指令后发送报警信息至移动终端的步骤 之后，还包括以下步骤：
所述远程控制器接收停止指令并传输至所述控制装置；
所述控制装置在接收到停止指令后控制所述频率调节装置停止发送频率信号。

纯水设备恒压变频控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及控制管理技术领域，特别是涉及一种纯水设备恒压变频控制系统及其控制方法。
背景技术
纯水设备(Pure water equipment)采用的主要是反渗透膜技术，对水施加一定的压力，使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜，而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)、有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜，从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水分开。
传统的纯水设备恒压变频控制系统需要工作人员配合进行现场监控，手动调节水泵转速，控制注水速度，从而使存水箱中的水压处于恒定范围内。由于需要工作人员现场操作进行恒压操控，传统的纯水设备恒压变频控制系统存在操作便利性低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高操作便利性的纯水设备恒压变频控制系统及其控制方法。
一种纯水设备恒压变频控制系统，包括液位检测装置、压力检测装置、控制装置、频率调节装置和远程控制器，所述控制装置连接所述液位检测装置、频率调节装置和远程控制器，所述压力检测装置连接所述频率调节装置，所述频率调节装置用于连接纯水设备的水泵控制装置，
所述液位检测装置用于监控所述纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至所述控制装置；所述压力检测装置用于监控所述纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至所述频率调节装置；
所述频率调节装置发送用于控制所述纯水设备的水泵转速的频率信号至所述水泵控制装置；所述控制装置用于对所述液位检测信号进行模数转换得到液 位高度值，并在所述液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至所述频率调节装置；所述频率调节装置在接收到所述调控指令时，根据所述压力检测信号调整所述频率信号的频率，所述远程控制器用于实时获取纯水设备的工作状态数据和所述液位高度值并发送至移动终端进行显示。
一种纯水设备恒压变频控制系统的控制方法，包括以下步骤：
液位检测装置监控纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至控制装置；
压力检测装置监控所述纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至频率调节装置；
所述频率调节装置发送用于控制所述纯水设备的水泵转速的频率信号至所述纯水设备的水泵控制装置；
所述控制装置对所述液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在所述液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至所述频率调节装置；
所述频率调节装置在接收到所述调控指令时，根据所述压力检测信号调整所述频率信号的频率；
远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和所述液位高度值并发送至移动终端进行显示。
上述纯水设备恒压变频控制系统及其控制方法，液位检测装置监控纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至控制装置；压力检测装置监控纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至频率调节装置。频率调节装置发送控制纯水设备的水泵转速的频率信号至纯水设备的水泵控制装置。控制装置对液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至频率调节装置；频率调节装置在接收到调控指令时根据压力检测信号调整频率信号的频率。远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示。根据液位高度和压力调整频率信号的频率，从而对水泵转速进行调控，实现纯水设备的恒压变频控制，同时通过远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示，以便及时知晓，无需操作人员现场参与操控， 提高了操作便利性。
附图说明
图1为一实施例中纯水设备恒压变频控制系统的结构图；
图2为另一实施例中纯水设备恒压变频控制系统的结构图；
图3为一实施例中纯水设备恒压变频控制系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
一种实施例的纯水设备恒压变频控制系统，如图1所示，包括液位检测装置110、压力检测装置120、控制装置130、频率调节装置140和远程控制器150，控制装置130连接液位检测装置110、频率调节装置140和远程控制器150，压力检测装置120连接频率调节装置140，频率调节装置140用于连接纯水设备的水泵控制装置。
液位检测装置110用于监控纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至控制装置130。液位检测装置110具体可设置于储水箱内壁顶部，也可设置于储水箱其他位置。本实施例中，液位检测装置110为连接控制装置130的液位变送器，液位变送器结构简单、便于安装且数据采集稳定性好。采用液位变送器进行液位高度监控，提高了数据采集准确度。
压力检测装置120用于监控纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至频率调节装置140。本实施例中压力检测装置120为连接频率调节装置140的压力变送器，压力变送器设置于向储水箱注水的输水管道内，接收压力变量并按比例转换为标准输出信号输出，同样可提高数据采集准确度。
频率调节装置140发送用于控制纯水设备的水泵转速的频率信号至水泵控制装置。水泵控制装置具体包括控制水泵转速的电机，频率调节装置140与电机连接，发送频率信号至电机，实现电机的软启动和软停止控制。本实施例中频率调节装置140为连接压力检测装置120和控制装置130的变频器，通过改变电机工作电源频率的方式来控制电机的转速，根据电机的实际需要提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。
控制装置130用于对液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至频率调节装置140；频率调节装置140在接收到调控指令时，根据压力检测信号调整频率信号的频率。本实施例中控制装置130包括连接液位检测装置110和频率调节装置140的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器，利用PLC控制器进行恒压变频控制，使用方便、编程简单、性能价格比高且抗干扰能力强。
液位阈值的具体取值可根据实际情况调整。控制装置130在计算得到的液位高度值大于液位阈值时输出调控指令至频率调节装置140，使频率调节装置140根据压力检测信号调整频率信号的频率，对水泵控制装置中的电机转速进行调控从而控制水泵转速，实现纯水设备的恒压变频控制。
具体地，可预先设置压力范围，对压力检测信号进行处理得到压力值，若压力值处于压力范围内则不改变频率信号的频率，若压力值大于压力范围的上限值，则减小频率信号的频率来降低水泵转速，减缓注水速度从而降低储水箱中的压力。若压力值小于压力范围的下限值，则增大频率信号的频率使水泵转速加快，从而使储水箱中的压力升高。
远程控制器150用于实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示。移动终端具体可以是移动手机、笔记本或Ipad等设备，工作状态数据可包括纯水设备的输水阀工作状态和水泵工作状态等数据。通过远程控制器150实时将检测到的数据发送至移动终端进行显示，方便工作人员进行查看，无需工作人员现场监控，提高操作便利性和适用性。本实施例中远程控制器150通过RS485通讯接口与控制装置130连接，数据传输速率高、数传距离远且抗干扰能力强，提高数据传输稳定性。
为便于更好的理解上述纯水设备恒压变频控制系统的方案，结合具体工作流程进行解释说明。
在纯水设备刚启动时，频率调节装置140输出初始频率信号至水泵控制装置进而控制水泵工作，通过注水口向储水箱内注水。此时储水箱内的液位高度未超过液位阈值，控制装置130不发送调控指令，频率调节装置140不进行信号频率调整，远程控制器150实时获取液位高度值并发送至移动终端进行显示。 当储水箱内的液位高度超过液位阈值时，则可认为储水箱内的压力已满足过滤条件，控制装置130输出调控指令至频率调节装置140，频率调节装置140根据压力检测装置120发送的压力检测信号进行信号频率调控处理，控制水泵转速调节注水速度，使得储水箱中的压力处于合适的压力范围内，实现恒压变频控制。
上述纯水设备恒压变频控制系统，根据液位高度和压力调整频率信号的频率，从而对水泵转速进行调控，实现纯水设备的恒压变频控制，同时通过远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示，以便及时知晓，无需操作人员现场参与操控，提高了操作便利性。
在其中一个实施例中，控制装置130还用于在液位高度值大于预设的报警阈值时输出报警指令至远程控制器150，报警阈值大于液位阈值；远程控制器150在接收到报警指令后发送报警信息至移动终端。报警阈值的具体取值同样可根据实际情况调整，只需大于液位阈值即可。若监测得到的液位高度值大于报警阈值，则可认为系统出现故障，如控制装置130未发送调控指令至频率调节装置140，或频率调节装置140接收到调控指令时未根据压力检测信号进行信号频率调整等。此时远程控制器150发送报警信息至移动终端，提醒工作人员知晓并进行检修，提高系统安全性。
具体地，在其中一个实施例中，移动终端包括移动手机。远程控制器150发送报警信息至移动终端具体包括发送提醒短信至移动手机、拨号至移动手机和发送提醒信息至移动手机的WEB页面进行显示中的至少一种。本实施例中，远程控制器150在接收到报警信息后，以短信方式提醒工作人员，打电话到工作人员手机上，并在手机的WEB页面显示提醒信息以供查看，同时通过多种方式进行提醒确保工作人员及时知晓，提高报警及时性。
在其中一个实施例中，远程控制器150还用于接收停止指令并传输至控制装置130；控制装置130在接收到停止指令后控制频率调节装置140停止发送频率信号。工作人员可通过移动终端发送停止指令至远程控制器150，控制水泵停止转动，实现纯水设备的远程控制。例如当收到报警信息后及时发送停止指令至远程控制器150，使纯水设备停止工作以便后续检修操作，减少损失，进一步 提高操作便利性。
进一步地，远程控制器150还用于接收启动指令并发送至控制装置130；控制装置130在接收到启动指令后控制频率调节装置140发送频率信号。工作人员可通过移动终端发送启动指令至远程控制器150，实现对纯水设备的远程启动控制，便于操作。
在其中一个实施例中，继续参照图2，纯水设备恒压变频控制系统还包括连接控制装置130的触控显示装置160，控制装置130还用于存储纯水设备的工艺流程数据；触控显示装置160用于发送查询指令至控制装置130，控制装置130根据查询指令提取对应的数据并发送至触控显示装置160进行显示。本实施例中即是还提供了数据查询功能，工作人员可通过触控显示装置160对控制装置130存储的工艺流程数据和实时采集得到的液位高度值进行查询，以便及时了解纯水设备的生产情况，提高操作便利性。本实施例中触控显示装置160通过以太网与控制装置130连接，数据传输快，提高数据查询的及时性。
本发明还提供了一种纯水设备恒压变频控制系统的控制方法，基于上述纯水设备恒压变频控制系统实现。如图3所示，纯水设备恒压变频控制系统的控制方法包括以下步骤：
步骤S110：液位检测装置监控纯水设备的储水箱的液位高度，生成液位检测信号并发送至控制装置。液位检测装置具体可设置于储水箱内壁顶部，也可设置于储水箱内壁底部或其他位置。本实施例中，液位检测装置为连接控制装置的液位变送器，液位变送器结构简单、便于安装且数据采集稳定性好。采用液位变送器进行液位高度监控，提高了数据采集准确度。
步骤S120：压力检测装置监控纯水设备的管道内水压，生成压力检测信号并发送至频率调节装置。本实施例中压力检测装置为连接频率调节装置的压力变送器，压力变送器设置于向储水箱注水的输水管道内，接收压力变量并按比例转换为标准输出信号输出，同样可提高数据采集准确度。
步骤S130：频率调节装置发送控制纯水设备的水泵转速的频率信号至纯水设备的水泵控制装置。水泵控制装置具体包括控制水泵转速的电机，频率调节 装置与电机连接，发送频率信号至电机，实现电机的软启动和软停止控制。本实施例中频率调节装置为连接压力检测装置和控制装置的变频器，通过改变电机工作电源频率的方式来控制电机的转速，根据电机的实际需要提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。
步骤S140：控制装置对液位检测信号进行模数转换得到液位高度值，并在液位高度值大于预设的液位阈值时输出调控指令至频率调节装置。本实施例中控制装置包括连接液位检测装置和频率调节装置的PLC控制器，利用PLC控制器进行恒压变频控制，使用方便、编程简单、性能价格比高且抗干扰能力强。液位阈值的具体取值可根据实际情况调整。控制装置在计算得到的液位高度值大于液位阈值时输出调控指令至频率调节装置。
步骤S150：频率调节装置在接收到调控指令时，根据压力检测信号调整频率信号的频率。频率调节装置根据压力检测信号调整频率信号的频率，对水泵控制装置中的电机转速进行调控从而控制水泵转速，实现纯水设备的恒压变频控制。
具体地，可预先设置压力范围，对压力检测信号进行处理得到压力值，若压力值处于压力范围内则不改变频率信号的频率，若压力值大于压力范围的上限值，则减小频率信号的频率来降低水泵转速，减缓注水速度从而降低储水箱中的压力。若压力值小于压力范围的下限值，则增大频率信号的频率使水泵转速加快，从而使储水箱中的压力升高。
步骤S160：远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示。移动终端具体可以是移动手机、笔记本或Ipad等设备，工作状态数据可包括纯水设备的输水阀工作状态和水泵工作状态等数据。通过远程控制器实时将检测到的数据发送至移动终端进行显示，方便工作人员进行查看，无需工作人员现场监控，提高操作便利性和适用性。本实施例中远程控制器通过RS485通讯接口与控制装置连接，数据传输速率高、数传距离远且抗干扰能力强，提高数据传输稳定性。
纯水设备恒压变频控制系统的控制方法的具体工作流程在上述纯水设备恒压变频控制系统中进行了详细的解释说明，在此不再赘述。
上述纯水设备恒压变频控制系统的控制方法，根据液位高度和压力调整频率信号的频率，从而对水泵转速进行调控，实现纯水设备的恒压变频控制，同时通过远程控制器实时获取纯水设备的工作状态数据和液位高度值并发送至移动终端进行显示，以便及时知晓，无需操作人员现场参与操控，提高了操作便利性。
在其中一个实施例中，步骤S140之后，纯水设备恒压变频控制系统的控制方法还包括步骤11和步骤12。
步骤11：控制装置在液位高度值大于预设的报警阈值时输出报警指令至远程控制器。报警阈值的具体取值同样可根据实际情况调整，只需大于液位阈值即可。若监测得到的液位高度值大于报警阈值，则可认为系统出现故障，如控制装置未发送调控指令至频率调节装置，或频率调节装置接收到调控指令时未根据压力检测信号进行信号频率调整等。
步骤12：远程控制器在接收到报警指令后发送报警信息至移动终端。
远程控制器发送报警信息至移动终端，提醒工作人员知晓并进行检修，提高系统安全性。
具体地，在其中一个实施例中，移动终端包括移动手机。步骤12中发送报警信息至移动终端，具体包括发送提醒短信至移动手机、拨号至移动手机和发送提醒信息至移动手机的WEB页面进行显示中的至少一种。本实施例中，远程控制器在接收到报警信息后，以短信方式提醒工作人员，打电话到工作人员手机上，并在手机的WEB页面显示提醒信息以供查看，通过多种方式进行提醒确保工作人员及时知晓，提高报警及时性。
在其中一个实施例中，步骤12之后，纯水设备恒压变频控制系统的控制方法还包括步骤13和步骤14。
步骤13：远程控制器接收停止指令并传输至控制装置。
步骤14：控制装置在接收到停止指令后控制频率调节装置停止发送频率信号。
工作人员可通过移动终端发送停止指令至远程控制器，控制水泵停止转动，实现纯水设备的远程控制。当收到报警信息后及时发送停止指令至远程控制器， 使纯水设备停止工作以便后续检修操作，减少损失，进一步提高操作便利性。
进一步地，纯水设备恒压变频控制系统的控制方法还可包括以下步骤：
远程控制器接收启动指令并发送至控制装置，控制装置在接收到启动指令后控制频率调节装置发送频率信号。
工作人员可通过移动终端发送启动指令至远程控制器，实现对纯水设备的远程启动控制，便于操作。
在其中一个实施例中，控制装置还用于存储纯水设备的工艺流程数据。步骤S140之后，纯水设备恒压变频控制系统的控制方法还包括步骤21和步骤22。
步骤21：触控显示装置发送查询指令至控制装置。
步骤22：控制装置根据查询指令提取对应的数据并发送至触控显示装置进行显示。
本实施例中即是还提供了数据查询功能，工作人员可通过触控显示装置对控制装置存储的工艺流程数据和实时采集得到的液位高度值进行查询，以便及时了解纯水设备的生产情况，提高操作便利性。本实施例中触控显示装置通过以太网与控制装置连接，数据传输快，提高数据查询的及时性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。