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1、10申请公布号CN104131968A43申请公布日20141105CN104131968A21申请号201410158125722申请日2014031713/842,62420130315USF04B49/0620060171申请人雷勃电气美国公司地址美国威斯康星州72发明人马克C麦克金森74专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人蔡石蒙车文54发明名称使用集成数字输入端控制泵系统的系统和方法57摘要本发明涉及使用集成数字输入端控制泵系统的系统和方法。泵系统包括马达、由马达提供动力的流体泵、用户界面以及控制器。所述控制器包括电耦合于所述用户界面的用户界面输入端、串行通信输。
2、入端、具有共用公共接地引脚的多个数字输入引脚的数字输入端、处理器以及计算机可读存储器。所述计算机可读存储器存储指令，所述指令当由处理器执行时使所述控制器同时接收来自所述串行通信输入端和数字输入端的操作信号，并且使控制器基于来自所述串行通信输入端的操作信号和来自所述数字输入端的操作信号中的一个操作信号来控制马达。30优先权数据51INTCL权利要求书3页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书4页附图5页10申请公布号CN104131968ACN104131968A1/3页21一种泵系统，包括马达；流体泵，所述流体泵由所述马达提供动力；用户界面；以及。
3、控制器，所述控制器包括用户界面输入端，所述用户界面输入端电耦合于所述用户界面；串行通信输入端；数字输入端，所述数字输入端具有多个数字输入引脚；处理器；以及计算机可读存储器，所述计算机可读存储器存储指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述控制器同时接收来自所述串行通信输入端和所述数字输入端的操作信号，并且基于来自所述串行通信输入端的操作信号和来自所述数字输入端的操作信号中的一个操作信号来控制所述马达。2根据权利要求1所述的泵系统，其中，所述数字输入引脚共用公共接地引脚。3根据权利要求1所述的泵系统，其中，所述指令当由所述处理器执行时进一步使所述控制器接收来自所述用户界面输入端的操作信号，并且基于。
4、来自所述用户界面输入端的所述操作信号控制所述马达。4根据权利要求1所述的泵系统，其中，所述控制器接收来自自动化系统和太阳能系统中的至少一个系统的操作信号。5根据权利要求4所述的泵系统，其中，所述控制器在所述串行通信输入端或所述数字输入端处接收所述操作信号。6根据权利要求1所述的泵系统，其中，所述多个数字输入引脚接收与操作阶段对应的操作信号，所述操作信号包括操作速度信号和操作持续时间信号中的至少一个。7根据权利要求6所述的泵系统，其中在第一数字输入引脚处接收到的第一操作信号与第一操作阶段对应；在第二数字输入引脚处接收到的第二操作信号与第二操作阶段对应；在第三数字输入引脚处接收到的第三操作信号与第。
5、三操作阶段对应；在超驰控制数字输入引脚处接收到的超驰控制操作信号与超驰控制操作阶段对应。8根据权利要求7所述的泵系统，其中，所述指令当由所述处理器执行时进一步使所述控制器基于所述第一操作信号控制所述马达，基于所述第二操作信号控制所述马达，基于所述第三操作信号控制所述马达，以及基于所述超驰控制操作信号控制所述马达。9根据权利要求7所述的泵系统，其中，所述控制器使用优先级控制算法用以选择用于控制所述马达的所述第一操作信号、所述第二操作信号、所述第三操作信号或所述超驰控制操作信号。权利要求书CN104131968A2/3页310根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器能够操作用于在所述用户界面输。
6、入端处接收用户界面操作信号，在所述串行通信输入端处接收串行通信操作信号，以及在所述数字输入端处接收数字操作信号。11根据权利要求10所述的控制器，其中，所述控制器使用优先级控制算法用以选择用于控制所述马达的所述用户界面操作信号、所述串行通信操作信号或所述数字操作信号。12根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器在所述数字输入引脚处接收多个操作信号，并且所述控制器使用优先级控制算法用以选择所述多个操作信号中的操作信号，以用于控制所述马达。13根据权利要求1所述的泵系统，其中，所述操作信号是表示操作时间的持续时间和操作速度的脉冲宽度调制信号。14一种用于控制包括用户界面和马达的泵系统的控制器，。
7、所述控制器包括用户界面输入端，所述用户界面输入端电耦合于所述用户界面；串行通信输入端；数字输入端，所述数字输入端具有多个数字输入引脚；处理器；以及计算机可读存储器，所述计算机可读存储器存储指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述控制器同时接收来自所述串行通信输入端和所述数字输入端的操作信号，并且基于来自所述串行通信输入端的操作信号和来自所述数字输入端的操作信号中的一个操作信号来控制所述马达。15根据权利要求14所述的控制器，其中，所述数字输入引脚共用公共接地引脚。16根据权利要求14所述的控制器，其中，所述指令当由所述处理器执行时进一步使所述控制器接收来自所述用户界面输入端的操作信号，并且基于。
8、来自所述用户界面输入端的所述操作信号控制所述马达。17根据权利要求14所述的控制器，其中，所述多个数字输入引脚接收与操作阶段对应的操作信号，所述操作阶段具有操作速度和操作持续时间。18根据权利要求17所述的控制器，其中在第一数字输入引脚处接收到的第一操作信号与第一操作阶段对应；在第二数字输入引脚处接收到的第二操作信号与第二操作阶段对应；在第三数字输入引脚处接收到的第三操作信号与第三操作阶段对应；在超驰控制数字输入引脚处接收到的超驰控制操作信号与超驰控制操作阶段对应。19根据权利要求18所述的控制器，其中，所述指令当由所述处理器执行时进一步使所述控制器基于所述第一操作信号控制所述马达，基于所述第。
9、二操作信号控制所述马达，基于所述第三操作信号控制所述马达，以及基于所述超驰控制操作信号控制所述马达。权利要求书CN104131968A3/3页420根据权利要求18所述的控制器，其中，所述控制器使用优先级控制算法用以选择用于控制所述马达的所述第一操作信号、所述第二操作信号、所述第三操作信号或所述超驰控制操作信号。21根据权利要求14所述的控制器，其中，所述控制器接收来自自动化系统利太阳能系统中的至少一个系统的操作信号。22根据权利要求21所述的控制器，其中，所述控制器接收来自所述串行通信输入端和所述数字输入端中的至少一个输入端的操作信号。23根据权利要求14所述的控制器，其中，所述控制器能够操。
10、作用于在所述用户界面输入端处接收用户界面操作信号，在所述串行通信输入端处接收串行通信操作信号，以及在所述数字输入端处接收数字操作信号。24根据权利要求23所述的控制器，其中，所述控制器使用优先级控制算法用以选择用于控制所述马达的所述用户界面操作信号、所述串行通信操作信号或所述数字操作信号。25根据权利要求14所述的控制器，其中，所述控制器通过所述数字输入引脚接收多个操作信号，并且所述控制器使用优先级控制算法用以选择所述多个操作信号中的操作信号，以用于控制所述马达。26根据权利要求14所述的控制器，其中，所述操作信号是表示操作时间的持续时间和操作速度的脉冲宽度调制信号。权利要求书CN104131。
11、968A1/4页5使用集成数字输入端控制泵系统的系统和方法技术领域0001本发明涉及用于系统例如水池系统POOLSYSTEM的控制应用。更具体地，本发明的一些实施例涉及用于控制水池系统中的泵系统的操作的系统。背景技术0002水池系统通常包括用于控制泵马达的主控制系统。所述主控制系统能够操作用于接收来自各种外部控制系统例如，自动化系统，太阳能系统等的输入例如，数字输入，串行通信输入等。通常，主控制系统需要具有外部硬件，以接收来自外部控制系统的数字输入。无需使用外部硬件就能够接收数字输入的主控制系统通常不能同时接收数字输入和串行通信输入。此外，能够接收数字输入的主控制系统至少需要八个数字输入引脚，。
12、这导致较大和昂贵的连接。发明内容0003在一个实施例中，本发明提供一种用于操作泵系统中的马达的控制器。所述控制器包括数字输入端和串行通信输入端，并且能够操作用于同时接收数字输入和串行通信输入。此外，所述控制器的数字输入端包括五个数字输入引脚，这导致较少数目的连接线和较小的连接器，具成本相对较低。0004在一个实施例中，本发明提供一种泵系统，其包括马达，由马达提供动力的流体泵，用户界面以及控制器。所述控制器包括电耦合于用户界面的用户界面输入端、串行通信输入端、具有共用公共接地引脚的多个数字输入引脚的数字输入端、处理器以及计算机可读存储器。所述计算机可读存储器存储指令，所述指令当由处理器执行时使控。
13、制器同时接收来自串行通信输入端和数字输入端的操作信号，并且使控制器基于来自串行通信输入端的操作信号和来自数字输入端的操作信号中的一个操作信号来控制马达。0005在另一个实施例中，本发明提供一种用于控制包括用户界面和马达的泵系统的控制器。所述控制器包括电耦合于用户界面的用户界面输入端、串行通信输入端、具有共用公共接地引脚的多个数字输入引脚的数字输入端、处理器以及计算机可读存储器。所述计算机可读存储器存储指令，所述指令当由处理器执行时使控制器同时接收来自串行通信输入端和数字输入端的操作信号，并且使控制器基于来自串行通信输入端的操作信号和来自数字输入端的操作信号中的一个操作信号来控制马达。0006通。
14、过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。附图说明0007图1示出了水池系统。0008图2示出了图1中水池系统的控制器。0009图3示出了图2中控制器的用户界面。0010图4示出了图2中控制器的数字输入端。说明书CN104131968A2/4页60011图5示出了图2中控制器的操作。具体实施方式0012在详细描述本发明的任何实施例之前，可以理解的是，本发明的应用不限于下面描述中提到或下面附图中示出的结构细节和部件的布置。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式进行实施或实现。0013图1示出了水池系统或水疗系统100。所述水池系统100包括容器105、泵系统110以及控制器115。
15、。在一些结构中，容器105是中空容器，例如容纳流体的盆、水池或桶。在一些结构中，所述流体是用氯消毒过的水。0014所述泵系统110包括马达120、流体泵125和流体搅拌器130。在一种结构中，马达120是无刷直流BLDC电机。如通常已知的，BLDC电机包括定子、永磁转子和电子换向器。电子换向器电连接到马达控制器。马达控制器控制电子换向器。然后，电子换向器向定于提供适当的电能，以便以所需的速度旋转永磁转子。在其它结构中，马达120可以是各种其它类型的马达，包括但不限于有刷直流电机，步进电机，同步电机，感应电机，矢量驱动电机，开关磁阻电机，和其它直流或交流电机。在一些结构中，马达120是变速电机。。
16、在其它结构中，马达120可以是多速电机或单速电机。0015马达120通过轴或类似连接器被联接到流体泵125。流体搅拌器130被容纳在流体泵125内。在一些结构中，流体搅拌器130是转于，例如叶轮或风扇。在操作中，马达120旋转位于流体泵125内的流体搅拌器130。当流体搅拌器130旋转时，流体搅拌器130可控制地将由容器105容纳的流体移动通过水池系统100。在不脱离本发明精神的情况下，可以使用具有其它流体搅拌器的其它泵系统。0016图2示出了水池系统100的控制器115。控制器115电和/或通信连接到水池系统100的各种模块或部件。例如，控制器115通过马达控制器连接到马达120。控制器11。
17、5包括硬件和软件的组合，尤其是，该组合能够操作用于控制水池系统100的操作。0017在一些结构中，控制器115包括多个电气和电子部件，其为控制器115和水池系统100内的部件和模块提供电源、操作控制以及保护。例如，尤其是，控制器115包括处理器150例如，微处理器、微控制器或其它适合的可编程设备以及存储器155。在一些结构中，控制器115部分或全部在半导体例如，现场可编程门阵列“FPGA”，微控制器，或数字信号处理器“DSP”半导体芯片上实现。0018存储器155包括，例如，程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器的组合，例如只读存储器“ROM”，随机存取存储器“R。
18、AM”例如，动态RAM“DRAM”，同步DRAM“SDRAM”等，电可擦可编程只读存储器“EEPROM”，闪速存储器，硬盘，SD卡，或其它合适的磁性、光学、物理或电子存储设备。处理器单元150连接到存储器155，并且执行软件指令，所述软件指令能够存储在存储器155的RAM例如，在执行期间，存储器155的ROM例如，通常永久性的基础上，或其它非暂时性计算机可读介质，例如其它存储器或光盘中。水池系统100执行中包含的软件可存储在控制器115的存储器155中。软件包括，例如，固件，一个或更多个应用程序，程序数据，过滤器，规则，一个或更多个程序模块，以及其它可执行指令。尤其是，控制器115被构造用以从。
19、存储器中取出并且执行与本文描述的控制过程和方法相关的指令。在其它结构中，控制器115包括说明书CN104131968A3/4页7额外的，更少的或不同的部件。0019控制器115从电源模块160接收电力。电源模块160向控制器115或水池系统100的其它部件或模块提供标称交流或直流电压。电源模块160由例如，具有110V到240V交流之间的标称线电压以及大约5060HZ频率的电源供电。电源模块160还被构造用以提供较低的电压以操作控制器115或水池系统100内的电路和部件。在其它结构中，控制器115或水池系统100内的其它部件和模块由一个或更多个电池或电池组，或其它电网式独立电源例如，发电机，太。
20、阳能电池板等供电。0020控制器115还包括用户界面输入端165，串行通信输入端170以及数字输入端175。控制器115能够操作用于接收来自用户界面输入端165、串行通信输入端170以及数字输入端175中的至少一个的操作信号。例如，操作信号包括但不限于操作指令，该操作指令包括用于在选定的持续时间内以选定的速度来操作马达120的指令例如，每分钟1600转，持续2小时。在一些结构中，控制器115接收来自用户界面输入端165、串行通信输入端170以及数字输入端175的操作信号。然后，控制器115使用优先级控制算法用以确定哪个操作信号将用于操作马达120。0021在一些结构中，自动化系统180、太阳能。
21、系统185或两者都电耦合于控制器115。在图示的结构中，自动化系统180通过串行通信输入端170电耦合于控制器115，而太阳能系统185通过数字输入端170电耦合于控制器115。在这样的结构中，控制器115能够操作用于同时在串行通信输入端170和数字输入端175处接收操作信号。在其它结构中，自动化系统180和太阳能系统185都通过数字输入端175电耦合于控制器115。在另一结构中，仅自动化系统180通过数字输入端175或串行通信输入端170电耦合于控制器115。在另一结构中，仅太阳能系统185通过数字输入端175或串行通信输入端170电耦合于控制器115。0022自动化系统180控制水池系统1。
22、00的整个操作。自动化系统180向控制器115输出操作信号以控制马达120的操作。自动化系统180还控制水池系统100的其它各种部件，例如，但不限于，水池灯，真空吸尘器和水池加热器。0023太阳能系统185是光伏系统，该光伏系统用于将太阳能转换为可用于加热容纳在水池系统100内的流体的能量。在操作中，容纳在水池系统100内的流体被泵送穿过太阳能系统185的太阳能板。当流体由泵系统110泵送穿过太阳能板时，该流体被加热。太阳能系统185向控制器115输出操作信号以操作马达120泵送流体。在一些结构中，在日照高峰时期，太阳能系统185输出操作信号以操作马达120。在一些结构中，当环境温度达到预定阈。
23、值时，太阳能系统185输出操作信号以操作马达120。0024图3示出了用户界面190的一个示例。用户界面190通过用户界面输入端165电耦合于控制器115。用户界面190能够操作用于接收来自操作者的用户指令。基于接收到的用户指令，用户界面190向控制器115的用户界面输入端165输出操作信号。控制器115基于操作信号操作马达120。在图示的实施例中，用户界面包括多个输入端192和多个指示器193。操作者使用多个输入端192以输入用户指令。多个指示器193用于指示水池系统100的状态，例如马达速度和持续时间状态。0025图4示出了控制器115的数字输入端175。数字输入端包括多个输入引脚195A。
24、195D和公共引脚200。输入引脚195A195D可操作用于接收数字信号。数字信号表说明书CN104131968A4/4页8示控制器115接收到的操作信号。在一些结构中，数字信号是高信号或低信号，表示操作时间的持续时间。在其它结构中，数字信号是表示操作时间的持续时间和操作速度的脉冲宽度调制信号。公共引脚200是公共接地，并且由所述多个输入引脚195A195D共用。在一些结构中，当在多个输入引脚195A195D处接收到多个数字信号时，控制器115遵循优先级控制算法。例如，从最高到最低为输入引脚195A195D分配优先级。如果在不同的输入引脚195A195D处接收到多个数字信号，则控制器115将确。
25、定哪个输入引脚195A195D具有最高优先级，并且基于在输入引脚195A195D处接收到的数字信号操作马达。0026在一些结构中，如上所述，自动化系统180和太阳能系统185通过数字输入端175电耦合于控制器115。在这样的结构中，自动化系统180可以电连接到引脚195A195C，而太阳能系统185可以电连接到引脚195D。在这样的结构中，当接收到来自动化系统180和太阳能系统185的数字信号时，控制器115遵循优先级控制算法。0027在一些结构中，控制器115根据操作阶段来操作马达120。在操作阶段期间，在设定的持续时间内以设定的速度来操作马达120。在一些结构中，引脚195A195D与马达。
26、120的操作阶段对应。例如，引脚195A与第一阶段对应，引脚195B与第二阶段对应，引脚195C与第三阶段对应，引脚195D与超驰控制OVERRIDE阶段对应。在这样的结构中，用户界面190用于设置所述阶段的马达速度，而自动化系统180和太阳能系统185通过引脚195A195D控制所述阶段的运行持续时间。0028图5示出了控制器115根据操作阶段来控制马达120的操作200。控制器115根据第一操作阶段步骤205，在第一持续时间内以第一操作速度操作马达120。控制器115根据第二操作阶段步骤210，在第二持续时间内以第二操作速度操作马达120。控制器115根据第三操作阶段步骤205，在第三持续。
27、时间内以第三操作速度操作马达120。然后，操作200返回到步骤205。0029在一些结构中，控制器115能够操作用于接收与超驰控制阶段对应的超驰控制信号。在这样的结构中，当控制器115接收到超驰控制信号时，控制器115将暂停第一操作阶段，第二操作阶段或第三操作阶段，并且在超驰控制持续时间内根据超驰控制速度来操作马达120。在一些结构中，控制器能够操作用于接收停止信号，例如，但不限于，用户界面。在这样的结构中，基于接收到的停止信号，控制器115将停止马达的操作。0030因此，尤其是，本发明提供一种包括集成数字输入端的控制系统，所述控制系统控制泵系统。在所附的权利要求书中阐述本发明的各种特征和优点。说明书CN104131968A1/5页9图1说明书附图CN104131968A2/5页10图2说明书附图CN104131968A103/5页11图3说明书附图CN104131968A114/5页12图4说明书附图CN104131968A125/5页13图5说明书附图CN104131968A13。