專利名稱：多用途水力平衡自動控調裝置的制作方法
技術領域：
多用途水力平衡自動控調裝置技術領域[0001]本實用新型涉及水系統中的水力平衡技術，具體涉及一種多用途水力平衡自動控調裝置。
背景技術：
[0002]在配置有中央空調或生活熱水的建筑中，通常在水系統中進行水力平衡的分為兩類(1)使用無控制器類型的有靜態平衡閥或動態平衡閥，(2)使用有控制器的如DDC或PLC 等控制電動調節閥。[0003]前者應用在特定且固定場合，缺乏參數關聯和調節功能的延伸；后者應用在整體或局部群控場合，需要對控制器編寫專門的對應程序，針對不同的水力平衡應用與調試，編寫程序必須由自動化專業人員來完成，一般的暖通工程施工人員無法自行解決。[0004]針對已有中央空調系統與生活熱水需求的建筑，在實施節能改造中對水力平衡調節是一項比重很高、范圍很廣、節能效果很明顯的內容，很多系統例如中央空調的分、集水器，各供冷或供暖分區的主立管、各樓層的冷暖水管水平支管，一般只安裝蝶閥或電動蝶閥，假如需要進行水力平衡調節，則按一般做法則必須更換動態平衡閥或電動調節閥，這樣一來造成改造工程造價上升，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行熱回收節能改造，對有兩個以上的閉式熱水分區系統進行熱回收應用的案例中，每個熱水分區必須做到熱量回收平衡，則需要電動調節閥進行水量調節，如要做到按需取熱的最佳熱回收工況，原有的蝶閥只實現通斷控制，現必須增加調節功能就要更換為電動調節閥，而且還要建立一套自動控制系統，勢必增加投資的同時對酒店正常營業造成不少的負面影響，如果碰上施工面空間不夠，而更換體積遠比蝶閥要大得多、造價更高的調節閥，所付出的代價和造成的影響足以使得業主知難而退。實用新型內容[0005]為了克服現有技術的不足，本實用新型提出了一種多用途水力平衡自動控調裝置，其能夠通過在人機界面上選擇傳感器類型、參數、運行值的設置，以及被控電動閥門的開啟度步進比例設置、閥門啟閉條件、水力平衡效果等運行參數與變量，自動執行控調程序，從而達到調節管路的流量來實現管路溫差或壓差平衡目的。[0006]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下[0007]—種多用途水力平衡自動控調裝置，其包括控調箱，控調箱的面板上設有人機界面，控調箱內設有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機界面電性連接，其還包括模擬量擴展器、模擬量輸入輸出端子、開關量輸入輸出繼電器組、開關量輸入輸出端子，模擬量擴展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴展器電性連接，PLC控制器的開關量輸入輸出端口通過開關量輸入輸出繼電器組與開關量輸入輸出端子電性連接； 所述模擬量擴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、電動調節閥的執行器；所述開關量傳感器的類型可以是電動蝶閥的執行器；所述電動閥門的數量為多個，電動閥門分別與開關量輸入輸出端子和/或模擬量輸入輸出端子電性連接。[0008]優選的，所述電動閥門包括電動蝶閥和/或電動調節閥，電動蝶閥的執行器與開關量輸入輸出端子電性連接，電動調節閥的執行器與模擬量輸入輸出端子電性連接。[0009]優選的，該多用途水力平衡自動控調裝置還包括溫度變送器，所述溫度變送器與模擬量擴展器電性連接。當與被控電動閥門關聯的傳感器為熱電偶或熱電阻時，就需要通過溫度變送器與模擬量擴展器連接。[0010]優選的，為了方便操作，所述人機界面為液晶觸摸屏。[0011]優選的，為了方便調試，遠距離巡察，該多用途水力平衡自動控調裝置還包括數碼顯示板，所述數碼顯示板位于控調箱的面板上并與PLC控制器電性連接，數碼顯示板用于顯示被控電動閥門的運行參數，所述運行參數包括步進比例及閥門開度。[0012]優選的，為了可以人工手動調節被控電動閥門的開度，該多用途水力平衡自動控調裝置還包括手動按鈕，所述手動按鈕位于控調箱的面板上并與PLC控制器電性連接，手動按鈕用于手動調節被控電動閥門的開度。[0013]優選的，所述PCL控制器的數量為一個，其選用西門子200系列的CPU2^5模塊；模擬量擴展器的數量為三個，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、電動調節閥的執行器等；開關量傳感器的類型可以是電動蝶閥的執行器、水流開關等。[0015]本實用新型與現有技術相比，其有益效果在于適應不同的應用需求、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人員按照使用說明的指引，在人機界面上進行設置與選擇，設定被控閥門組合的參數范圍、運行變量、控調模式、控調步進比例后，輕松實現自動控調電動碟閥或調節閥的開、閉度，以求獲得最佳水力平衡效果的同時，實現低廉的投資成本同時滿足廣泛的應用需求。
[0016]圖1為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的系統方框圖；[0017]圖2為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的PLC控制器及模擬量擴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為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的信號輸入輸出示意圖；[0021]圖6為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的開關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為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的自動控調流程的方框圖；[0025]圖10為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的自檢運算流程的流程圖；[0026]圖11為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的脈沖控調運行流程的流程圖；[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為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的應用案例一的示意圖；[0032]圖17為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的應用案例二的示意圖；[0033]圖18為本實用新型實施例的多用途水力平衡自動控調裝置的應用案例三的示意圖。
具體實施方式
[0034]下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本實用新型的多用途水力平衡自動控調裝置做進一步描述，以便于更清楚的理解本實用新型所要求保護的技術思想。[0035]如圖1所示，一種多用途水力平衡自動控調裝置，其包括控調箱1，控調箱1的面板上設有液晶觸摸屏6、數碼顯示板7、面板指示燈8、手動按鈕9，控調箱1內設有PLC控制器 2、模擬量擴展器3、模擬量輸入輸出端子12、開關量輸入輸出繼電器組10、開關量輸入輸出端子11、穩壓電源5、溫度變送器4、AC220V輸入端子13。PLC控制器2通過一個RS-485通信接口與液晶觸摸屏6電性連接，模擬量擴展器3與PLC控制器2電性連接，模擬量輸入輸出端子12與模擬量擴展器3電性連接，PLC控制器2的開關量輸入輸出端口通過開關量輸入輸出繼電器組10與開關量輸入輸出端子11電性連接。所述溫度變送器4與模擬量擴展器3電性連接。穩壓電源5及AC220V輸入端子13的連接方式及功能與現有技術相同。[0036]所述手動按鈕9與PLC控制器2電性連接，手動按鈕9用于手動調節被控電動閥門的開度。所述數碼顯示板7位于控調箱的面板上并與PLC控制器2電性連接，數碼顯示板7用于顯示被控電動閥門的運行參數，所述運行參數包括步進比例及閥門開度。面板指示燈8通過開關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。[0037]本實施例PLC控制器2及模擬量擴展器3的選型與參數配置，考慮到可靠性與兼容性及性價比三者的平衡，PLC控制器2選用西門子200系列的CPU2^5模塊，該模塊具有 16個開關量Do輸出端、M個開關量Di輸入端；4個1ms、16個10ms、236個IOOms計數器； 24V繼電器輸出模式；2個RS-485接口 ；允許帶7個I/O擴展模塊；最大的站點數為1 個， 完全可滿足本實施例對開關量端口的需求。[0038]模擬量擴展器3選用西門子的EM235 (4Ai認0)，共三塊，合計12個Ai和3個 Ao,剛好能夠滿足本實施例對模擬量端口的需求，如果實際應用中，碰到與被控電動閥門關聯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，實現數據由阻值變量轉變為電流或電壓變量，溫度變送器 4可選用施耐德的RMT (J/K)與RMP Τ. (ΓΤ3進行配置。[0039]液晶觸摸屏6的選型，這是實現本實施例很重要的環節，1.建立良好的人機界面所需要的程序；2.能兼容西門子PLC控制器CPU2^5的通信協議；3.滿足較高性價比且具有較好的操作性需求。因此本實施例中的液晶觸摸屏6選用了臺灣公司生產的威綸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 內存，128MB 閃存。[0040]本實施例的控調箱1的制作數碼顯示板7三路顯示的所有元器件均安排在一塊線路板上，組成一個整體，安裝在本實施例的控調箱1的面板正面正下方，液晶觸摸屏6安裝在控調箱1的正面正上方，面板指示燈8與手動按鈕9安裝在控調箱1的正面中間位置。[0041]控調箱1內PLC控制器2與模擬量擴展器3安裝在箱體內部的中間位置。PLC控制器2與模擬量擴展器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]
權利要求1.一種多用途水力平衡自動控調裝置，包括控調箱，控調箱的面板上設有人機界面，控調箱內設有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機界面電性連接，其特征在于，還包括模擬量擴展器、模擬量輸入輸出端子、開關量輸入輸出繼電器組、開關量輸入輸出端子， 模擬量擴展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴展器電性連接，PLC 控制器的開關量輸入輸出端口通過開關量輸入輸出繼電器組與開關量輸入輸出端子電性連接；所述模擬量擴展器通過模擬量輸入輸出端子與模擬量傳感器電性連接；所述電動閥門的數量為多個，電動閥門分別與開關量輸入輸出端子和/或模擬量輸入輸出端子電性連接。
2.如權利要求1所述的多用途水力平衡自動控調裝置，其特征在于，所述電動閥門包括電動蝶閥和/或電動調節閥，電動蝶閥的執行器與開關量輸入輸出端子電性連接，電動調節閥的執行器與模擬量輸入輸出端子電性連接。
3.如權利要求1所述的多用途水力平衡自動控調裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動控調裝置還包括溫度變送器，所述溫度變送器與模擬量擴展器電性連接。
4.如權利要求1所述的多用途水力平衡自動控調裝置，其特征在于，所述人機界面為液晶觸摸屏。
5.如權利要求1所述的多用途水力平衡自動控調裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動控調裝置還包括數碼顯示板，所述數碼顯示板位于控調箱的面板上并與PLC控制器電性連接。
6.如權利要求1所述的多用途水力平衡自動控調裝置，其特征在于，該多用途水力平衡自動控調裝置還包括手動按鈕，所述手動按鈕位于控調箱的面板上并與PLC控制器電性連接。
7.如權利要求1所述的多用途水力平衡自動控調裝置，其特征在于，所述PCL控制器的數量為一個，模擬量擴展器的數量為三個。
專利摘要本實用新型涉及一種多用途水力平衡自動控調裝置，其包括控調箱，控調箱的面板上設有人機界面，控調箱內設有PLC控制器，PLC控制器通過通信接口與人機界面電性連接，其還包括模擬量擴展器、模擬量輸入輸出端子、開關量輸入輸出繼電器組、開關量輸入輸出端子，模擬量擴展器與PLC控制器電性連接，模擬量輸入輸出端子與模擬量擴展器電性連接，PLC控制器的開關量輸入輸出端口通過開關量輸入輸出繼電器組與開關量輸入輸出端子電性連接。本實用新型由暖施工技術人員按照使用說明的指引，在人機界面上進行設置與選擇，設定被控閥門組合的運行參數后，輕松實現自動控調電動碟閥或電動調節閥的開度，實現低廉的投資成本同時滿足廣泛的應用需求。
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 優先權日2011年9月27日
發明者張 雄 申請人:張 雄