專利名稱：多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
多用途水力平衡自動控調(diào)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及水系統(tǒng)中的水力平衡技術(shù)，具體涉及一種多用途水力平衡自動控調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]在配置有中央空調(diào)或生活熱水的建筑中，通常在水系統(tǒng)中進(jìn)行水力平衡的分為兩類(1)使用無控制器類型的有靜態(tài)平衡閥或動態(tài)平衡閥，(2)使用有控制器的如DDC或PLC 等控制電動調(diào)節(jié)閥。[0003]前者應(yīng)用在特定且固定場合，缺乏參數(shù)關(guān)聯(lián)和調(diào)節(jié)功能的延伸；后者應(yīng)用在整體或局部群控場合，需要對控制器編寫專門的對應(yīng)程序，針對不同的水力平衡應(yīng)用與調(diào)試，編寫程序必須由自動化專業(yè)人員來完成，一般的暖通工程施工人員無法自行解決。[0004]針對已有中央空調(diào)系統(tǒng)與生活熱水需求的建筑，在實(shí)施節(jié)能改造中對水力平衡調(diào)節(jié)是一項(xiàng)比重很高、范圍很廣、節(jié)能效果很明顯的內(nèi)容，很多系統(tǒng)例如中央空調(diào)的分、集水器，各供冷或供暖分區(qū)的主立管、各樓層的冷暖水管水平支管，一般只安裝蝶閥或電動蝶閥，假如需要進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)，則按一般做法則必須更換動態(tài)平衡閥或電動調(diào)節(jié)閥，這樣一來造成改造工程造價(jià)上升，施工造成例如水管更改、焊接、裝修面破壞、局部供冷或供暖暫停等諸多不利影響。又例如在一些高品位的星級酒店需要進(jìn)行熱回收節(jié)能改造，對有兩個(gè)以上的閉式熱水分區(qū)系統(tǒng)進(jìn)行熱回收應(yīng)用的案例中，每個(gè)熱水分區(qū)必須做到熱量回收平衡，則需要電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，如要做到按需取熱的最佳熱回收工況，原有的蝶閥只實(shí)現(xiàn)通斷控制，現(xiàn)必須增加調(diào)節(jié)功能就要更換為電動調(diào)節(jié)閥，而且還要建立一套自動控制系統(tǒng)，勢必增加投資的同時(shí)對酒店正常營業(yè)造成不少的負(fù)面影響，如果碰上施工面空間不夠，而更換體積遠(yuǎn)比蝶閥要大得多、造價(jià)更高的調(diào)節(jié)閥，所付出的代價(jià)和造成的影響足以使得業(yè)主知難而退。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出了一種多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其能夠通過在人機(jī)界面上選擇傳感器類型、參數(shù)、運(yùn)行值的設(shè)置，以及被控電動閥門的開啟度步進(jìn)比例設(shè)置、閥門啟閉條件、水力平衡效果等運(yùn)行參數(shù)與變量，自動執(zhí)行控調(diào)程序，從而達(dá)到調(diào)節(jié)管路的流量來實(shí)現(xiàn)管路溫差或壓差平衡目的。[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下[0007]—種多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其包括控調(diào)箱，控調(diào)箱的面板上設(shè)有人機(jī)界面，控調(diào)箱內(nèi)設(shè)有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機(jī)界面電性連接，其還包括模擬量擴(kuò)展器、模擬量輸入輸出端子、開關(guān)量輸入輸出繼電器組、開關(guān)量輸入輸出端子，模擬量擴(kuò)展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴(kuò)展器電性連接，PLC控制器的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接； 所述模擬量擴(kuò)展器通過模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器電性連接，所述模擬量傳感器的類型可以是溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、電動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器；所述開關(guān)量傳感器的類型可以是電動蝶閥的執(zhí)行器；所述電動閥門的數(shù)量為多個(gè)，電動閥門分別與開關(guān)量輸入輸出端子和/或模擬量輸入輸出端子電性連接。[0008]優(yōu)選的，所述電動閥門包括電動蝶閥和/或電動調(diào)節(jié)閥，電動蝶閥的執(zhí)行器與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接，電動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器與模擬量輸入輸出端子電性連接。[0009]優(yōu)選的，該多用途水力平衡自動控調(diào)裝置還包括溫度變送器，所述溫度變送器與模擬量擴(kuò)展器電性連接。當(dāng)與被控電動閥門關(guān)聯(lián)的傳感器為熱電偶或熱電阻時(shí)，就需要通過溫度變送器與模擬量擴(kuò)展器連接。[0010]優(yōu)選的，為了方便操作，所述人機(jī)界面為液晶觸摸屏。[0011]優(yōu)選的，為了方便調(diào)試，遠(yuǎn)距離巡察，該多用途水力平衡自動控調(diào)裝置還包括數(shù)碼顯示板，所述數(shù)碼顯示板位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接，數(shù)碼顯示板用于顯示被控電動閥門的運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)包括步進(jìn)比例及閥門開度。[0012]優(yōu)選的，為了可以人工手動調(diào)節(jié)被控電動閥門的開度，該多用途水力平衡自動控調(diào)裝置還包括手動按鈕，所述手動按鈕位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接，手動按鈕用于手動調(diào)節(jié)被控電動閥門的開度。[0013]優(yōu)選的，所述PCL控制器的數(shù)量為一個(gè)，其選用西門子200系列的CPU2^5模塊；模擬量擴(kuò)展器的數(shù)量為三個(gè)，其選用西門子的EM235 (4Α ΙΑο)。[0014]上述模擬量傳感器的類型可以是溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、電動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器等；開關(guān)量傳感器的類型可以是電動蝶閥的執(zhí)行器、水流開關(guān)等。[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于適應(yīng)不同的應(yīng)用需求、不同的使用場合、不同的水力配置，不同的傳感器類型，由普通的暖施工技術(shù)人員按照使用說明的指引，在人機(jī)界面上進(jìn)行設(shè)置與選擇，設(shè)定被控閥門組合的參數(shù)范圍、運(yùn)行變量、控調(diào)模式、控調(diào)步進(jìn)比例后，輕松實(shí)現(xiàn)自動控調(diào)電動碟閥或調(diào)節(jié)閥的開、閉度，以求獲得最佳水力平衡效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低廉的投資成本同時(shí)滿足廣泛的應(yīng)用需求。


[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的系統(tǒng)方框圖；[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的PLC控制器及模擬量擴(kuò)展器的端口定義連線圖；[0018]圖3為圖2的A部分放大示意圖；[0019]圖4為圖2的B部分放大示意圖；[0020]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的信號輸入輸出示意圖；[0021]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的開關(guān)量輸入輸出繼電器組的接線圖；[0022]圖7為圖6的C部分放大示意圖；[0023]圖8為圖6的D部分放大示意圖；[0024]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的自動控調(diào)流程的方框圖；[0025]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的自檢運(yùn)算流程的流程圖；[0026]圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的脈沖控調(diào)運(yùn)行流程的流程圖；[0027]圖12為圖11的E部分放大示意圖；[0028]圖13為圖11的F部分放大示意圖；[0029]圖14為圖11的G部分放大示意圖；[0030]圖15為圖11的H部分放大示意圖；[0031]圖16為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的應(yīng)用案例一的示意圖；[0032]圖17為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的應(yīng)用案例二的示意圖；[0033]圖18為本實(shí)用新型實(shí)施例的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置的應(yīng)用案例三的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0034]下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置做進(jìn)一步描述，以便于更清楚的理解本實(shí)用新型所要求保護(hù)的技術(shù)思想。[0035]如圖1所示，一種多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其包括控調(diào)箱1，控調(diào)箱1的面板上設(shè)有液晶觸摸屏6、數(shù)碼顯示板7、面板指示燈8、手動按鈕9，控調(diào)箱1內(nèi)設(shè)有PLC控制器 2、模擬量擴(kuò)展器3、模擬量輸入輸出端子12、開關(guān)量輸入輸出繼電器組10、開關(guān)量輸入輸出端子11、穩(wěn)壓電源5、溫度變送器4、AC220V輸入端子13。PLC控制器2通過一個(gè)RS-485通信接口與液晶觸摸屏6電性連接，模擬量擴(kuò)展器3與PLC控制器2電性連接，模擬量輸入輸出端子12與模擬量擴(kuò)展器3電性連接，PLC控制器2的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組10與開關(guān)量輸入輸出端子11電性連接。所述溫度變送器4與模擬量擴(kuò)展器3電性連接。穩(wěn)壓電源5及AC220V輸入端子13的連接方式及功能與現(xiàn)有技術(shù)相同。[0036]所述手動按鈕9與PLC控制器2電性連接，手動按鈕9用于手動調(diào)節(jié)被控電動閥門的開度。所述數(shù)碼顯示板7位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器2電性連接，數(shù)碼顯示板7用于顯示被控電動閥門的運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)包括步進(jìn)比例及閥門開度。面板指示燈8通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組10與PLC控制器2連接，面板指示燈8用于指示被控電動閥門的工作狀態(tài)。[0037]本實(shí)施例PLC控制器2及模擬量擴(kuò)展器3的選型與參數(shù)配置，考慮到可靠性與兼容性及性價(jià)比三者的平衡，PLC控制器2選用西門子200系列的CPU2^5模塊，該模塊具有 16個(gè)開關(guān)量Do輸出端、M個(gè)開關(guān)量Di輸入端；4個(gè)1ms、16個(gè)10ms、236個(gè)IOOms計(jì)數(shù)器； 24V繼電器輸出模式；2個(gè)RS-485接口 ；允許帶7個(gè)I/O擴(kuò)展模塊；最大的站點(diǎn)數(shù)為1 個(gè)， 完全可滿足本實(shí)施例對開關(guān)量端口的需求。[0038]模擬量擴(kuò)展器3選用西門子的EM235 (4Ai認(rèn)0)，共三塊，合計(jì)12個(gè)Ai和3個(gè) Ao,剛好能夠滿足本實(shí)施例對模擬量端口的需求，如果實(shí)際應(yīng)用中，碰到與被控電動閥門關(guān)聯(lián)的溫度傳感器非一體化自帶變送器的傳感器，而是熱電偶或熱電阻(PT100)等類型傳感器，則可通過增加溫度變送器4，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)由阻值變量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷鹤兞浚瑴囟茸兯推?4可選用施耐德的RMT (J/K)與RMP Τ. (ΓΤ3進(jìn)行配置。[0039]液晶觸摸屏6的選型，這是實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例很重要的環(huán)節(jié)，1.建立良好的人機(jī)界面所需要的程序；2.能兼容西門子PLC控制器CPU2^5的通信協(xié)議；3.滿足較高性價(jià)比且具有較好的操作性需求。因此本實(shí)施例中的液晶觸摸屏6選用了臺灣公司生產(chǎn)的威綸MT6056i 觸摸屏，彩色為65536色、分辨率為32(^234、4線電阻觸控、透光度>80%，可兼容西門子 200系列PPI/PMI通信協(xié)議(配有專門的通信電纜)，支持USB2. 0下載線，處理器為32Bit RISC 400MHz, 64 MB DDR2 內(nèi)存，128MB 閃存。[0040]本實(shí)施例的控調(diào)箱1的制作數(shù)碼顯示板7三路顯示的所有元器件均安排在一塊線路板上，組成一個(gè)整體，安裝在本實(shí)施例的控調(diào)箱1的面板正面正下方，液晶觸摸屏6安裝在控調(diào)箱1的正面正上方，面板指示燈8與手動按鈕9安裝在控調(diào)箱1的正面中間位置。[0041]控調(diào)箱1內(nèi)PLC控制器2與模擬量擴(kuò)展器3安裝在箱體內(nèi)部的中間位置。PLC控制器2與模擬量擴(kuò)展器3的端口定義與連接詳見附圖2、附圖3、附圖4、附圖5、表1和表2。 其中，表1為CPU2^的端口定義，表2為EM235(4AI-A0)的端口定義。[0042]表1 [0043]
權(quán)利要求1.一種多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，包括控調(diào)箱，控調(diào)箱的面板上設(shè)有人機(jī)界面，控調(diào)箱內(nèi)設(shè)有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機(jī)界面電性連接，其特征在于，還包括模擬量擴(kuò)展器、模擬量輸入輸出端子、開關(guān)量輸入輸出繼電器組、開關(guān)量輸入輸出端子， 模擬量擴(kuò)展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴(kuò)展器電性連接，PLC 控制器的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接；所述模擬量擴(kuò)展器通過模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器電性連接；所述電動閥門的數(shù)量為多個(gè)，電動閥門分別與開關(guān)量輸入輸出端子和/或模擬量輸入輸出端子電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其特征在于，所述電動閥門包括電動蝶閥和/或電動調(diào)節(jié)閥，電動蝶閥的執(zhí)行器與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接，電動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器與模擬量輸入輸出端子電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動控調(diào)裝置還包括溫度變送器，所述溫度變送器與模擬量擴(kuò)展器電性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其特征在于，所述人機(jī)界面為液晶觸摸屏。
5.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動控調(diào)裝置還包括數(shù)碼顯示板，所述數(shù)碼顯示板位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接。
6.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動控調(diào)裝置還包括手動按鈕，所述手動按鈕位于控調(diào)箱的面板上并與PLC控制器電性連接。
7.如權(quán)利要求1所述的多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其特征在于，所述PCL控制器的數(shù)量為一個(gè)，模擬量擴(kuò)展器的數(shù)量為三個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多用途水力平衡自動控調(diào)裝置，其包括控調(diào)箱，控調(diào)箱的面板上設(shè)有人機(jī)界面，控調(diào)箱內(nèi)設(shè)有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機(jī)界面電性連接，其還包括模擬量擴(kuò)展器、模擬量輸入輸出端子、開關(guān)量輸入輸出繼電器組、開關(guān)量輸入輸出端子，模擬量擴(kuò)展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴(kuò)展器電性連接，PLC控制器的開關(guān)量輸入輸出端口通過開關(guān)量輸入輸出繼電器組與開關(guān)量輸入輸出端子電性連接。本實(shí)用新型由暖施工技術(shù)人員按照使用說明的指引，在人機(jī)界面上進(jìn)行設(shè)置與選擇，設(shè)定被控閥門組合的運(yùn)行參數(shù)后，輕松實(shí)現(xiàn)自動控調(diào)電動碟閥或電動調(diào)節(jié)閥的開度，實(shí)現(xiàn)低廉的投資成本同時(shí)滿足廣泛的應(yīng)用需求。
文檔編號G05B19/05GK202285090SQ201120373478
公開日2012年6月27日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者張 雄 申請人:張 雄